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石英矿物资源的提纯及在战略性新兴产业中的应用技术分析

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矿产保护与利用 2021年第6期41卷 35-45页

作者：欧阳静陈广梁力行彭勇慧周文韬矿物材料及其应用湖南省重点实验室湖南长沙410083 中南大学资源加工与生物工程学院无机材料系湖南长沙410083

随着全球科学技术的发展以及高新技术领域应用需求的提升,新兴产业的发展和开发得到了特别地关注,其中石英矿物资源的开发和应用也受到了各国极大的重视。针对石英矿物资源的开发和应用现状和遇到的技术问题,概述了我国石英的类型、储... 详细信息

随着全球科学技术的发展以及高新技术领域应用需求的提升,新兴产业的发展和开发得到了特别地关注,其中石英矿物资源的开发和应用也受到了各国极大的重视。针对石英矿物资源的开发和应用现状和遇到的技术问题,概述了我国石英的类型、储量和消费结构,阐述了石英的杂质类型和石英的提纯与合成技术,详细分析高纯石英在半导体行业、光纤行业、光伏产业、光学领域、航空航天等战略性新兴产业中的应用现状和技术难点,阐明杂质对于这些领域的产品性能的关键影响作用与控制方法。

关键词：石英矿物提纯技术高纯石英战略性新兴产业

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荒沟山金矿区的石英矿物特征及在找矿中的应用

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吉林地质 1997年第2期16卷 56-61页

作者：郑传久吉林省地质科学研究所

通过对矿区的石英矿物特征、成分及石英差热分析的相变温度、红外光谱的波谱特征和光密度数据的统计、分析等，可有效地将矿区含矿石英与非矿石英区分开，并初步得到验证。

关键词：金矿区石英矿物找矿金矿床标型特征

可可托海3号伟晶岩脉石英中微量元素组成特征与岩浆-热液演化

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矿物学报 2018年第1期38卷 15-24页

作者：唐宏张辉中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压院重点实验室中国科学院大学

本文利用LA-ICP-MS测量技术对可可托海3号脉不同结构带的石英中微量元素组成进行研究。结果表明,不同结构带石英以含有较高的Li、Al、P和Ca含量,低的Be、B、Na、K、Fe、Mn、Ti和Ge含量为特征,其中Al、Li和P含量变化于49×10-6438×10-6... 详细信息

本文利用LA-ICP-MS测量技术对可可托海3号脉不同结构带的石英中微量元素组成进行研究。结果表明,不同结构带石英以含有较高的Li、Al、P和Ca含量,低的Be、B、Na、K、Fe、Mn、Ti和Ge含量为特征,其中Al、Li和P含量变化于49×10-6438×10-6、12×10-692×10-6和11×10-697×10-6的较大范围,各个结构带石英中Al、Li和P含量存在较大的重叠。Ge/Ti、Ge/Be和Al/Ti比值变化于1159、5824和432230之间,并在不同结构带石英中存在较大的重叠。Al3++Li+→Si4++是主要置换方式,石英生长速度的变化很可能对石英晶体中Al、Li和P的含量变化起到了决定性作用。利用TiO2的溶解度计算的3号脉中岩浆成因石英形成温度在588698℃之间,而Titani Q温度计给出岩浆成因石英形成温度在327500℃之间。前者给出了与花岗岩低共熔相近的温度,后者给出了显著低的伟晶岩中石英结晶温度,从而制约其在伟晶岩体系中实际应用。

关键词：微量元素特征 Ti温度计岩浆-热液演化石英矿物 3号伟晶岩脉

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东天山地区韧剪带石英超微组构分析

南京大学学报（自然科学版） 1997年第3期33卷 464-470页

作者：王觉富舒良树南京大学地球科学系

通过透射电镜研究，对东天山地区五大韧剪带糜棱岩石英矿物的超微组构进行了鉴定，并统计计算了自由位错密度、亚颗粒粒径、动态重结晶颗粒粒径等参数，获得了各韧剪带的古差异流动应力．古应力值揭示出了各韧剪带韧剪强度变化的规律，... 详细信息

通过透射电镜研究，对东天山地区五大韧剪带糜棱岩石英矿物的超微组构进行了鉴定，并统计计算了自由位错密度、亚颗粒粒径、动态重结晶颗粒粒径等参数，获得了各韧剪带的古差异流动应力．古应力值揭示出了各韧剪带韧剪强度变化的规律，即从韧剪带中心到外带，韧剪强度逐渐减小，同时也显示出各个韧剪带韧剪变形强度的差异．根据超微组构的特点，结合古差异应力值，对该区构造变形的动力学机制进行了探讨．研究表明，东天山韧剪带形成于中深部位，是区域板块俯冲碰撞和陆内变形运动的结果．

关键词：超微组构位错韧性剪切带振荡构造石英矿物

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羟丙基瓜尔胶对石英孔隙堵塞伤害研究

羟丙基瓜尔胶对石英孔隙堵塞伤害研究

作者：周鑫浩西南石油大学

学位级别：硕士

近年来随着大规模油气勘探开发的进行,我国剩余砂岩气藏资源的赋存条件相对复杂、品质较差,需要通过水力压裂技术增加单井控制面积、提高储层动用程度,确保持续高产稳产,以满足我国日益增加的油气资源需求量。然而压裂施工过程中,高分... 详细信息

近年来随着大规模油气勘探开发的进行,我国剩余砂岩气藏资源的赋存条件相对复杂、品质较差,需要通过水力压裂技术增加单井控制面积、提高储层动用程度,确保持续高产稳产,以满足我国日益增加的油气资源需求量。然而压裂施工过程中,高分子稠化剂随压裂液从裂缝壁面滤失到储层基质内部时,在储层侵入区孔道中的吸附滞留会堵塞孔喉,造成改造后效果差。目前国内外学者对羟丙基瓜尔胶在微小孔隙中吸附滞留导致的堵塞伤害关注较少,对堵塞伤害机理认识不清,没有提出靶向性强的解堵措施,因此有必要开展系统性研究。本文作为十三五油气重大专项《解吸附剂研制及低伤害压裂液技术研究》的先导性研究,首先以石英矿物组成的多孔介质作为研究对象,重点关注羟丙基瓜尔胶在石英孔隙中吸附滞留导致的堵塞伤害。通过对蒽酮比色法显色配方的优化,形成了一套定量检测羟丙基瓜尔胶吸附量和滞留量的方法;在准确测量羟丙基瓜尔胶吸附量的基础上,通过静态吸附实验揭示了羟丙基瓜尔胶在石英孔隙中的吸附作用力并分析了吸附量随溶液浓度、pH和温度的变化规律;并通过动态滞留伤害实验明确了孔隙结构、液体特性参数、实验参数对堵塞伤害的影响规律;在认清堵塞伤害机理及其影响因素的基础上,针对性提出了降低羟丙基瓜尔胶对石英孔隙堵塞伤害的措施,为构建低伤害压裂液技术体系提供依据。静态吸附实验结果表明,羟丙基瓜尔胶在石英表面的吸附作用力为氢键,且吸附量随溶液浓度和pH的增加而增大,当溶液pH在5-7和10-13的范围内吸附量增加较为明显,而溶液温度增加到75℃-95℃的范围时,吸附量随温度的升高急剧降低。滞留伤害实验结果表明羟丙基瓜尔胶粒径分布和多孔介质孔径分布的相对大小是造成机械捕集滞留的主因;溶液浓度增加时,黏度和粒径的增大,增加了羟丙基瓜尔胶机械捕集几率及返排时的黏滞阻力,造成其滞留量的增大,使堵塞伤害增加;pH=10-13时羟丙基瓜尔胶分子链聚集体逐渐变得卷曲,且粒度随pH的增加而增大,造成其滞留量的增加;温度在70-120℃的范围内,滞留量随温度升高而降低。渗透率伤害随实验参数的变化规律表现为渗透率伤害随返排时间及返排气体速率的增加而减小,实验中驱替速率在12-18mL/min区间内渗透率伤害程度随驱替速率增大而增加,因此控制羟丙基瓜尔胶溶液特性参数及实验参数能有效降低石英孔隙的堵塞伤害。解堵实验结果表明在羟丙基瓜尔胶溶液中加入500mg/L的脱附剂后石英孔隙渗透率伤害降低了5%左右;在溶液中加入500mg/L过硫酸铵,70℃水浴60min后,渗透率伤害可降低20%左右。

关键词：羟丙基瓜尔胶石英矿物吸附滞留渗透率伤害

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藻管迹状潜穴对页岩储层物性的影响

石油地质科技动态 2013年第4期 57-77页

作者： Malgorzata Bednarz Duncan Mcllroy 李晓东(译) 江文全(校)

非常规天然气（致密气、煤层气和页岩气）已经成为日益重要的能源类型。这类气藏的低渗透率非常低，其经济开采取决于甜点区的识别。目前，这类气藏常用的开采技术大都极大地依赖储层的可压裂性。含气页岩储层内存在脆性比较好且渗透率... 详细信息

非常规天然气（致密气、煤层气和页岩气）已经成为日益重要的能源类型。这类气藏的低渗透率非常低，其经济开采取决于甜点区的识别。目前，这类气藏常用的开采技术大都极大地依赖储层的可压裂性。含气页岩储层内存在脆性比较好且渗透率比较高的层带是页岩气开发取得成功的一个前提条件。这类脆性带与泥岩内石英和／或碳酸盐矿物含量比较高有直接关系。在粘土矿物含量比较高的泥岩中，石英矿物可能会因海底动物（infaunalorganisms）的掘穴活动而富集和重新分布。页岩储层中物性较好的带，可能是由石英颗粒选择性富集形成的粉沙质和砂质弯曲条带（tortuousstrips），这些石英颗粒构成了潜穴晕环（burrowhalos）。颗粒选择性（Grain—selective）潜穴可以改善储层的储集能力、渗透率和可压裂性，因而控制着页岩油气储层的存储系数（storativity）。文中展示了三种不同类型藻管迹状（Phycosiphon—like）潜穴的三维重建结果，并研究了可能因遗迹组构的存在（ichnofabric）而形成的流体流动通道。采用体积法对藻管迹状（phycosiphoniform）潜穴制造者产生的生物扰动进行了研究，结果发现，在这类生物扰动层段内，孔隙度和渗透率因生物扰动而提高的沉积岩体积占总体积的比例可达13％～26％。因生物扰动而形成的石英质条带高度弯曲，而且在纵向和横向上都表现出很好的连通性，从而使页岩的纵向和横向渗透率都有很大程度的改善。此外，潜穴产生的石英格架（quartz frameworks）可以改善原本不具脆性的泥岩的局部可压性。

关键词：储层物性页岩气低渗透率选择性富集生物扰动藻非常规天然气石英矿物

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冰碛物电子自旋共振信号测量的基本流程

地球环境学报 2018年第6期9卷 622-628页

作者：毕伟力杨海军易朝路中国科学院青藏高原研究所北京100101 清华大学化学系北京100084 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101

电子自旋共振(ESR)法是一种用于直接测量和研究含有未成对电子的顺磁性物质的分析方法。ESR测年是应用这种分析方法对沉积物最后一次埋藏以来的年代进行测定。相比于其他方法,它具有测年范围广,测试的样品种类多,样品可以重复测量,测量... 详细信息

电子自旋共振(ESR)法是一种用于直接测量和研究含有未成对电子的顺磁性物质的分析方法。ESR测年是应用这种分析方法对沉积物最后一次埋藏以来的年代进行测定。相比于其他方法,它具有测年范围广,测试的样品种类多,样品可以重复测量,测量周期短等优势。20世纪80年代以来我国开始进行沉积物ESR测年与研究,但是在冰碛物ESR测年的制样和测量过程中存在一些问题。本文介绍冰碛物ESR测年的过程:样品野外采集时剖面的选取及其注意事项;详细描述提纯冰碛物中石英颗粒的前处理过程;石英颗粒经过人工辐照后在顺磁波谱仪上测试ESR信号并拟合古剂量过程中的具体方法和需要注意的问题。从实验中得到,用0.063—0.125 mm粒径的组分提纯石英砂比较困难,前处理过程中试剂和时间消耗量大,因此建议ESR测年时:在样品充足的情况下选用细颗粒组分(0.063— 0.125 mm),样品不充足的情况下选用中颗粒部分(0.125— 0.25 mm)。待测样品中存在其他矿物会对石英的ESR信号有影响,因此在提纯石英过程中用重液分选提高石英纯度并可以增强测量的ESR信号的稳定性。经过氢氟酸刻蚀后的样品,石英的纯度要达到95% — 99%或以上。对于冰碛物ESR测年过程中ESR信号的选择需要参照样品自身的特点,综合考虑多次尝试才能确定用常温Ge心信号还是低温的Al心、Ti心作为样品中石英的ESR测年信号。通过规范的采样、制样和ESR信号测量流程,使样品的定年能够被不同的人重复,并能够进行不同区域之间的对比。

关键词： ESR测年技术实验流程石英矿物冰碛物