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片钠铝石的特征及人工合成实验

片钠铝石的特征及人工合成实验

作者：李玉钤中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

片钠铝石是一种属斜方晶系、含水、含钠和铝的碳酸盐矿物,是一种主要的固碳矿物,储集岩中片钠铝石的碳捕获量可占总固碳量的42.2%-90.1%。世界范围内片钠铝石分布广泛,主要分布在欧洲和亚洲,赋存地层主要包括白垩系、二叠系、三叠系和... 详细信息

片钠铝石是一种属斜方晶系、含水、含钠和铝的碳酸盐矿物,是一种主要的固碳矿物,储集岩中片钠铝石的碳捕获量可占总固碳量的42.2%-90.1%。世界范围内片钠铝石分布广泛,主要分布在欧洲和亚洲,赋存地层主要包括白垩系、二叠系、三叠系和第三纪,且大多分布在1000-2200m的中浅层地层中。我国的渤海湾盆地、松辽盆地南部、海拉尔盆地、苏北盆地等多个盆地均发现了片钠铝石。我国的片钠铝石主要分布于下白垩系的长石砂岩和火山碎屑岩当中。目前片钠铝石的产状主要有交代、胶结和充填三种,以前两种最为常见。片钠铝石根据其碳酸根来源可分为无机成因和有机成因两大类型。其中,无机成因又分为岩浆活动成因和碳酸盐岩溶解或热解成因。世界范围内片钠铝石的稳定同位素数据表明:世界范围内发现的片钠铝石多为无机成因,仅有极少数的片钠铝石属有机范畴。前体矿物、赋存岩类、温度、pH值、CO分压等因素均可对片钠铝石的形成产生影响。斜长石、钠长石、钾长石等多种矿物都可以作为片钠铝石的前体矿物,但斜长石的存在对片钠铝石的形成更为有利;片钠铝石赋存岩石类型广泛,但长石砂岩中的片钠铝石含量较其他岩类更高,因此长石砂岩为片钠铝石的最佳赋存岩类。目前,片钠铝石形成的最佳温度及p H值尚无定论。研究表明,片钠铝石的温度范围为25-200℃,溶解温度为150℃左右;有证据证明其形成于碱性环境,但也有部分学者认为其形成于中性—弱酸性的流体环境。另外,片钠铝石的形成和CO有着密切的关系,高CO分压也是片钠铝石形成的重要条件。片钠铝石的稳定性直接决定着CO能否永久的封存在地下,这主要涉及温度和p H值,鉴于片钠铝石形成的最佳温度及p H值尚不明确,笔者利用NH·HO、Al Cl·6HO以及Na HCO等进行了不同温度、不同p H值、不同时长下的片钠铝石人工合成实验,并结合XRD、SEM、离子浓度分析、称重等技术手段,将反应后片钠铝石的纯度、形貌、质量和溶液离子吸收度进行了对比。实验分析结果表明,在温度为160℃、p H值为9.5、时长为24h的反应条件下合成的片钠铝石质量最大,形貌较为规整,纯度可达100%,并且在反应过程中Al和HCO的消耗量最大。

关键词：片钠铝石富集特征水热实验最佳合成条件

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铝酸钠溶液碳分母液深度碳分制备片钠铝石

中南大学学报（自然科学版） 2016年第1期47卷 20-32页

作者：李小斌刘楠周秋生齐天贵刘桂华彭志宏中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083

对铝酸钠溶液碳酸化分解制备冶金级氢氧化铝后所得碳分母液进行深度碳分制备片钠铝石纤维,研究深度碳分过程中铝和硅的析出行为;通过FTIR,XRD和SEM等分析手段,研究深度碳分所得最终产物物相及其形貌的主要影响因素。研究结果表明:在深... 详细信息

对铝酸钠溶液碳酸化分解制备冶金级氢氧化铝后所得碳分母液进行深度碳分制备片钠铝石纤维,研究深度碳分过程中铝和硅的析出行为;通过FTIR,XRD和SEM等分析手段,研究深度碳分所得最终产物物相及其形貌的主要影响因素。研究结果表明:在深度碳分过程中,溶液中铝的析出存在一临界pH,即随着CO_2气体的通入,当溶液pH降低到11.8以下时,溶液中铝迅速析出;溶液中硅的析出趋势与铝的析出趋势基本相同;控制深度碳分终点pH为10.5左右,所得最终产物均为片钠铝石;随着深度碳分温度升高,最终产物由颗粒状向纤维状转变;随着初始Al_2O_3质量浓度的增加,所得片钠铝石纤维的直径变小,长径比增大,且其均匀性提高。

关键词：铝酸钠溶液深度碳分片钠铝石

莺歌海盆地乐东区片钠铝石特征及其对浅层CO_(2)充注的指示

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地球科学 2019年第8期44卷 2695-2703页

作者：刘娜吴克强刘立于雷孙玉梅吉林大学地球科学学院吉林长春130061 中海油研究总院北京100028

作为天然CO2的示踪矿物,片钠铝石的形成与CO2充注密切相关.莺歌海盆地乐东区乐东X构造莺歌海组-黄流组CO2气藏内发育含片钠铝石砂岩,在开展的岩石学和地球化学研究基础上,确定了研究区片钠铝石的产状和纵向分布特征,分析了形成片钠铝石... 详细信息

作为天然CO2的示踪矿物,片钠铝石的形成与CO2充注密切相关.莺歌海盆地乐东区乐东X构造莺歌海组-黄流组CO2气藏内发育含片钠铝石砂岩,在开展的岩石学和地球化学研究基础上,确定了研究区片钠铝石的产状和纵向分布特征,分析了形成片钠铝石的'碳来源'和气水条件,进而探讨了与片钠铝石具有成因联系的CO2的成因.乐东X构造含片钠铝石砂岩为细—极细粒长石石英砂岩和岩屑石英砂岩,片钠铝石主要以充填孔隙及交代颗粒的形式产出,是成岩共生序列中形成较晚的自生矿物之一.在纵向上,片钠铝石仅集中发育于高含CO2气层的底部以及其下的水层中,这一分布特征以地质实例的形式证实了片钠铝石的形成需要水的参与.研究区浅层CO2充注后形成的碳酸盐矿物为片钠铝石和铁白云石.片钠铝石的碳氧同位素特征表明形成片钠铝石的'碳'与LDX构造气层中CO2具有相同的碳来源,以无机幔源成因CO2为主.红河断裂以及莺歌海盆地中央坳陷内一系列底辟构造及伴生的垂向裂隙可能为CO2的运移通道.

关键词：片钠铝石碳 CO_(2)气藏乐东气田莺歌海盆地

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片钠铝石用作PVC热稳定剂

塑料 2010年第4期39卷 50-53页

作者：赖文华吴茂英毛芳广东工业大学轻工化工学院广东广州510006

以硬脂酸钙为参照,研究片钠铝石[NaAl(OH)2CO3]用作PVC热稳定剂的热稳定特性、透明性和电绝缘性。结果表明:片钠铝石具有类似于硬脂酸钙的热稳定特性,是一种长期型热稳定剂;在合理并用硬脂酸锌和β-二酮等有机辅助热稳定剂的情况下,具... 详细信息

以硬脂酸钙为参照,研究片钠铝石[NaAl(OH)2CO3]用作PVC热稳定剂的热稳定特性、透明性和电绝缘性。结果表明:片钠铝石具有类似于硬脂酸钙的热稳定特性,是一种长期型热稳定剂;在合理并用硬脂酸锌和β-二酮等有机辅助热稳定剂的情况下,具有与硬脂酸钙相当的热稳定效能,但透明性和电绝缘性明显优于硬脂酸钙。

关键词：片钠铝石聚氯乙烯热稳定剂透明性电绝缘性

松辽盆地南部片钠铝石形成与碎屑长石的成因联系

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吉林大学学报（地球科学版） 2011年第1期41卷 54-63页

作者：刘娜刘立杨会东杨天红于淼吉林大学地球科学学院长春130061 中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院吉林松原138001

含片钠铝石砂岩通常以富长石类型为主(岩屑长石砂岩,长石岩屑砂岩,长石砂岩)。为揭示片钠铝石与长石之间的主要赋存关系及长石在片钠铝石形成过程中所做的贡献,通过偏光显微镜、扫描电镜及阴极发光等镜下观察方法对松辽盆地南部红岗地... 详细信息

含片钠铝石砂岩通常以富长石类型为主(岩屑长石砂岩,长石岩屑砂岩,长石砂岩)。为揭示片钠铝石与长石之间的主要赋存关系及长石在片钠铝石形成过程中所做的贡献,通过偏光显微镜、扫描电镜及阴极发光等镜下观察方法对松辽盆地南部红岗地区含片钠铝石砂岩进行了岩石学系统研究。本区片钠铝石主要以充填孔隙及交代颗粒的形式产出,其中片钠铝石交代斜长石的现象明显多于交代钾长石,片钠铝石交代斜长石初期优先沿其双晶缝向内生长,有些甚至完全交代斜长石而呈现交代假象。整体上片钠铝石含量与长石含量呈负相关关系。长石的溶蚀溶解为片钠铝石的形成提供Na+、Al 3+,由于各类长石的热力学性质存在差异,钾长石发生溶蚀溶解的速率及程度会明显低于斜长石,因此斜长石对形成片钠铝石的离子贡献大于钾长石。

关键词：片钠铝石富长石砂岩钠离子铝离子斜长石

蒙古国塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中片钠铝石胶结物的成因

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吉林大学学报（地球科学版） 2011年第2期41卷 421-431页

作者：董林森刘立蒙启安张革王力娟赵爽周冰吉林大学地球科学学院长春130061 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石自生矿物。通过偏光显微镜、扫描电镜及X射线衍射分析等,查明了火山碎屑岩中的胶结物与自生矿物类型和成岩共生序列。含片钠铝石火山碎屑岩的成岩共生序列为粘土包壳-方解石... 详细信息

塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石自生矿物。通过偏光显微镜、扫描电镜及X射线衍射分析等,查明了火山碎屑岩中的胶结物与自生矿物类型和成岩共生序列。含片钠铝石火山碎屑岩的成岩共生序列为粘土包壳-方解石-一期微晶石英-一期高岭石-二期微晶石英、二期高岭石、片钠铝石-铁白云石;通过MAT253稳定同位素质谱仪确定了片钠铝石和铁白云石的稳定同位素组成为片钠铝石的δ13 CPDB为-8.15‰～-2.81‰,与片钠铝石平衡的CO2的δ13 CCO2为-12.91‰～-7.55‰,通过与海拉尔盆地及BGS盆地系碳氧同位素数据的类比,表明片钠铝石中的碳主要为幔源岩浆来源,形成片钠铝石的钠和铝主要来源于安山岩岩屑、长石晶屑碎屑、玻屑和火山灰等;铁白云石的δ13 CPDB为-6.76‰～-2.65‰,与片钠铝石的碳氧同位素数据相似,结合相关地质实例及地球化学模拟实验,可以推断铁白云石中的碳也是幔源岩浆来源,铁白云石中的铁离子主要来源于安山岩岩屑、玻屑、火山灰和蒙脱石等矿物。

关键词：片钠铝石铁白云石成因火山碎屑岩塔木察格盆地矿物学

松辽盆地南部红岗油田青山口组片钠铝石的结晶特征及成因探讨

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吉林大学学报（地球科学版） 2009年第6期39卷 1031-1041页

作者：董林森刘立曲希玉杨会东李福来刘娜郭欣欣吉林大学地球科学学院长春130061 中国石油吉林油田公司勘探开发研究院吉林松原138001 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

松辽盆地南部红岗油田青山口组发育大量含片钠铝石砂岩。含片钠铝石砂岩的岩石类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,砂岩中的胶结物主要为次生加大石英、方解石、片钠铝石、铁白云石和粘土矿物,成岩共生序列为粘土包壳—方解石—石英次生... 详细信息

松辽盆地南部红岗油田青山口组发育大量含片钠铝石砂岩。含片钠铝石砂岩的岩石类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,砂岩中的胶结物主要为次生加大石英、方解石、片钠铝石、铁白云石和粘土矿物,成岩共生序列为粘土包壳—方解石—石英次生加大—片钠铝石—铁白云石—沥青。其中,片钠铝石多以放射状、栉状、板状等集合体充填孔隙,少量以杂乱状和板状交代长石和岩屑,且交代的碱性长石多于斜长石;此外,孔隙中的放射状片钠铝石开始生长时多呈团簇状,随埋深的增大,放射状及栉状片钠铝石的晶体平均粒度变大,板状片钠铝石的含量也增加;而片钠铝石的总含量则先增加后减少,片钠铝石的结晶特征及其含量与成岩流体的温度的高低、pH值的大小以及CO2分压的高低等密切相关。

关键词：红岗油田片钠铝石结晶特征成因松辽盆地矿物学

东北及邻区中生代盆地片钠铝石的分布、产状及其油气地质意义

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吉林大学学报（地球科学版） 2009年第1期39卷 1-8页

作者：刘立曲希玉董林森王小琴李福来吉林大学地球科学学院长春130061

东北及邻区中生代地层中的片钠铝石分布于海拉尔盆地、塔木察格盆地、二连盆地、开鲁盆地和阜新盆地的早白垩世地层及松辽盆地南部的早白垩世晚期—晚白垩世早期地层中。片钠铝石主要发育在油气储层或CO2气储层中富含长石的砂岩和火山... 详细信息

东北及邻区中生代地层中的片钠铝石分布于海拉尔盆地、塔木察格盆地、二连盆地、开鲁盆地和阜新盆地的早白垩世地层及松辽盆地南部的早白垩世晚期—晚白垩世早期地层中。片钠铝石主要发育在油气储层或CO2气储层中富含长石的砂岩和火山碎屑岩中。在含片钠铝石砂岩和火山碎屑岩中,片钠铝石以放射状、束状、杂乱毛发状、球状和板状等集合体充填孔隙,或呈束状和板状交代长石和岩屑。片钠铝石及其共生的铁白云石都是最晚形成的自生矿物组合。越来越多的证据表明,片钠铝石是富CO2流体的指示矿物,记录了CO2和油气双重充注现象。在含片钠铝石碎屑岩中可以解读出CO2充注的时间和CO2分压的变化。

关键词：片钠铝石分布产状石油地质意义东北及邻区

含有孔虫泥质粉砂岩内片钠铝石纵向分布特征与成因——以南海东部LWX井为例

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含有孔虫泥质粉砂岩内片钠铝石纵向分布特征与成因——以南海东部...

作者：徐思萌吉林大学

学位级别：硕士

片钠铝石是一种含水斜方晶系的钠铝碳酸盐矿物,其形成不仅需要较高的CO分压,还需要有富含钠铝的硅酸盐溶液,目前国内外学者普遍认为,片钠铝石是一种CO运移、聚集的示踪性矿物。研究区所在构造CO气藏较丰富,本次研究在该构造中的CO气藏... 详细信息

片钠铝石是一种含水斜方晶系的钠铝碳酸盐矿物,其形成不仅需要较高的CO分压,还需要有富含钠铝的硅酸盐溶液,目前国内外学者普遍认为,片钠铝石是一种CO运移、聚集的示踪性矿物。研究区所在构造CO气藏较丰富,本次研究在该构造中的CO气藏储集层中识别出了片钠铝石,研究发现含有孔虫泥质粉砂岩为片钠铝石赋存的主要岩石类型,研究结果将确定片钠铝石在含有孔虫泥质粉砂岩中发育的新的产状,丰富片钠铝石赋存的岩石组合,同时扩大片钠铝石在地层中发育的深度范围,为片钠铝石在地层内稳定存在的深度范围提供来自地质实例的证据。本文利用偏光显微镜对铸体薄片进行观察,结合X-射线衍射全岩分析、X-射线荧光光谱主量和微量元素分析以及碳酸盐矿物的碳、氧同位素分析,查明了珠江口盆地LWX井珠江组至文昌组储层的岩石类型、成岩共生序列以及碳、氧同位素地球化学特征。针对研究区发育的片钠铝石的特点,并与世界范围内天然产出的片钠铝石进行横向对比,分析了研究区片钠铝石的碳来源,探讨了研究区内片钠铝石的产出过程。岩石学研究表明,珠江组下部地层岩石类型主要为含有孔虫泥质粉砂岩,片钠铝石多产于其中,研究区埋藏成岩过程中经历一次CO气充注和一次油气充注,自生矿物成岩共生序列为:粘土包壳—自生高岭石—次生加大石英—菱铁矿—白云石—方解石/铁方解石—片钠铝石—铁白云石,油气的充注发生在方解石形成之后,CO充注晚于油气充注。地球化学研究表明,研究区属于陆相沉积,沉积成岩环境为弱还原环境,珠江组地层的沉积环境在还原—氧化过度阶段。碳氧同位素分析测试结果显示,片钠铝石、白云石等自生碳酸盐矿物的δC(PDB)值,以及与其平衡的CO气的δC(PDB)值,均呈现无机幔源同位素特征。片钠铝石在纵向上的分布与CO气藏储层联系密切,片钠铝石集中分布在CO气藏盖层(泥岩或泥质粉砂岩)底部,也就是CO气最富集区域。CO富集后形成高气相饱和度和溶解量较大的CO流体,具有较低的p H值。铝硅酸盐矿物在酸性环境下发生溶蚀溶解作用并释放出阳离子,继而结合充足的碳源,在高CO分压下产生了片钠铝石。碳氧同位素分析结果显示,形成片钠铝石的CO与气藏中的CO同源,均为无机幔源成因。研究区发育的片钠铝石大多呈放射状或毛发状赋存在有孔虫体腔内,集中分布在3100300m深度范围内,纵向含量上呈正态分布趋势,在3210m处达到峰值,所处地层温度范围在180.4292.06℃,与世界范围内天然产出的片钠铝石进行对比,研究区发育的片钠铝石,其埋藏深度最深,稳定存在的地层温度范围最高。形成片钠铝石的碱性阳离子,主要由CO流体充注所导致的珠海组至文昌组铝硅酸盐矿物的溶蚀所释放,释放后的阳离子随CO流体上涌,为片钠铝石的发育提供了物质来源;另外,有孔虫体腔壁或体腔内少量的碱性阳离子也是片钠铝石发育的离子来源。最后建立了片钠铝石在含有孔虫泥质粉砂岩中的形成模式。

关键词： LWX井含有孔虫泥质粉砂岩片钠铝石地球化学特征纵向分布