礦物研究范文精選

摘要：油田開發進入高含水期，為改善區塊開發效果，進一步提高采收率，調剖堵水是一項有效的工藝技術措施，通過對化學堵水劑的選擇及應用研究，并通過室內實驗研究，優選出最佳的新型無機礦物類化學堵水劑配方體系，深入分析杏三～四區東部區塊的開發歷史及開發動態，優化半徑、注入壓力等工藝參數并制定實施工藝方案，開展多井組區塊調剖堵水。通過20口井的區塊調剖堵水工作的開展及效果分析，其施工工藝簡單，通過規?；?、集中化實施20口采出井調堵，不僅改善了縱向動用狀況，同時完善了平面注采關系，也提高了調堵井周圍其他方向、剩余油相對富集部位的驅油效果，集中規?；Ч黠@，增油降水效果突出，取得了較好的經濟效益，也證明了新型無機礦物類化學堵水劑具有高效封堵性能和良好的適用性，其成功實踐也為三采開發后期進一步改善開發效果開辟了新途徑。

關鍵詞：無機礦物；化學堵水劑；三采開發后期；穩油控水

油田在長期的注水開發過程中，由于地層的多層非均質性，使得注入水沿高滲透層不斷地突進沖刷，使非均質性進一步擴大，低效無效循環嚴重，通過化學劑利用化學作用對水層造成堵塞，控制優勢滲流通道，有效降低采出液含水，穩定原油產量。

1化學堵水劑概述

在油井內采用的堵水方法分為機械堵水和化學堵水兩大類。近年來，隨著采油新技術如聚驅、復合驅等大規模的應用，優勢滲流孔道高度發育且采出程度高，致使油井大量出水，且大多油井為多層高含水，層間差異在逐漸降低，層內差異較大，機械堵水是選擇合適封隔器，將出水層位封堵，不能解決由于層內差異所需要的層內細分需求，而化學堵水是利用化學堵水劑的化學作用對水層造成堵塞，能夠解決現階段層內差異大、平面矛盾突出等油井堵水所急需解決的問題，能夠滿足厚油層內部細分需求，使主要剩余油存在的中、低滲透層得到充分動用，達到油井堵水的降液增油目的。

2化學堵水劑的優選

摘要：硅酸鹽是氧、硅和一些金屬元素相結合的化合物，在現代工業中有著非常廣泛的應用。因此提出地質礦物樣品中硅酸鹽的化學分析這一課題。基于微波加熱消解法對水泥和普通硅酸鹽水泥進行硅酸鹽成分測定。利用比色分離法分離出樣品中雜質，加入EDTA試劑分別對兩個樣品純硅酸鹽溶液進行微波加熱消解。與傳統方法相比，微波加熱消解法時間更短，測定效率更高，具有推廣意義。

關鍵詞：礦物樣品；硅酸鹽；測定成分；化學分析

在地質礦物樣品中，硅酸鹽是很重要的組成部分。由于硅酸鹽在地殼中分布廣泛，現代工業對硅酸鹽的需求量很大。硅酸鹽制品最常見的就是水泥和玻璃，都是我們日常生活中必不可少的。如果我們能將地質礦物樣品中的硅酸鹽進行比傳統更為深入的分析，可以推動硅酸鹽工業的發展，進而推動整個制造業的發展。拿建筑行業為例，硅酸鹽水泥強度是通過水泥中的分子溶于水，和水反應后形成新物質，新物質中的硅酸鹽在水泥中呈網狀附著于水泥之中增強水泥的強度。如果可以分析出硅酸鹽在水環境下哪種化學物質促進水泥強度增加強度，在日后生產高標號水泥的時候就能從硅酸鹽下手研究出提升水泥質量的方法。在地殼各類巖石當中都含有大量的礦物質，而硅酸鹽正是包含在這些礦物質當中。含有硅酸鹽的礦物質數量占地球總礦物質數量的37%，尤其是高原地區的巖石中硅酸鹽的含量更多，受海拔高度的限制，高原上的硅酸鹽獲取困難。機器運輸不易，工人易產生高原反應，再加上高原上的礦物質與高溫反應不完全，很難進行提取。但是其化學性質非常穩定，硅酸鹽含量很高。所以即使提取難度大，高原巖石依舊是大部分人提取硅鹽酸的首選。傳統方法測定巖石中硅酸鹽成分需要很長的時間，自然反應時常根據每種巖石的穩定性不盡相同，反應時間段的硅酸鹽未必適合工業生產，所以如果能選定一個方法加快硅酸鹽的反應速率就會提高工業生產的整體效率，高溫會增加分子的活性，很多加快反應的外加劑都是利用產生熱能加速分子活躍原理生產的。硅酸鹽成分測定不讓使用加入試劑的化學方法，改成物理加熱應該也可以起到加快分子活動的目的。此次實驗打算借助微波對硅酸鹽的快速消解能力對硅酸鹽進行化學分析。

1分析實驗

1.1材料準備

市面上最常見的含有硅酸鹽的水泥是本次實驗的實驗對象，除此之外還要準備正常的普通鹽酸，質量分數30%。質量分數為50%的TEA和質量分數高達87%的ROH。因為我們的實驗對象是水泥而不是平常的實驗溶液，所以普通的攪拌無法滿足要求，需要體態攪拌機和離心機。若干的玻璃試管、量杯、膠管和用來微波加熱的功率在1200W以上實驗專用微波爐。

摘要：綏陽縣太白鈾礦床位于北東向正安斷褶帶與南北向桐梓—遵義斷褶帶斜交復合部位，鈾礦富集受次級斷層及層間破碎帶控制。礦物成分比較復雜，主要有瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦、黃鐵礦。根據包裹體測溫可知，區內鈾為中低溫熱液成礦，形成于燕山晚期。

關鍵詞：鈾礦；礦物特征；成因探討；太白地區

1引言

該區位于揚子陸塊西南，黔北隆起區南北向鳳崗褶皺帶變形區西部邊緣，遵義南北向復向斜北部偏東。區內出露地層為寒武系中上統婁山關組，奧陶系下統，志留系下統，二疊系中上統，三疊系下統及第四系，巖性以碳酸鹽巖為主，其次為細碎屑巖。區內褶皺斷裂發育，主要構造線方向為南北向，其次為北東向。鈾礦化受桐梓—遵義復向斜控制。南北向紅光壩向斜與北東向太白復向斜斜交復合部位有908、915、918等鈾礦點分布（圖1）。南北向茅坪向斜與北東向銅鼓坪背斜斜交復合部位有904、905、906等鈾礦點分布。

2.礦床特征

區內含鈾層位為二疊系中統茅口組；含礦巖石為富含有機質、泥質、細粒狀黃鐵礦內碎屑灰巖，生物碎屑灰巖，重結晶灰巖。鈾礦化集中區受南北向桐梓—遵義大斷裂與北東向正安區域性斷裂斜交復合部位控制。鈾礦化帶、鈾礦體受大斷裂上盤次級斷層及層間破碎帶控制。鈾礦體呈透鏡狀、團塊狀、不規則狀。一般礦體長40m～60m，最長160m，礦體厚一般1.2m～4.4m，鈾含量為0.058%～0.308%，最高3.18%。區內礦物成分較為復雜，主要礦物成分有：瀝青鈾礦、富鈣鈾礦、黑釩鈾礦、氧釩礦，其次是方鉛礦、硒鎳礦、赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦；鈾次生礦物有釩鈣鈾礦、硅鈣鈾礦。脈石礦物主要有：方解石、石英、重晶石、白云石等。礦體圍巖蝕變有方解石化、重晶石化、硅化、碳酸鹽化、重結晶褪色化。

摘要：礦物科學與工程學科（礦物學科）包括礦物科學與礦物工程兩個二級學科。西南科技大學是我國最早開設礦物材料專業的大學之一。本文對礦物學科體系與內涵進行了論述，對我校礦物科學與工程學科建設的探索經驗和實踐成果進行了介紹。針對礦物科學與工程學科建設中人才培養存在的問題，我校通過開設“資源循環利用科學”創新試驗班，加強礦物學科創新性專業人才的培養。本文指出今后礦物學科建設需要注意的問題，以適應礦物學科發展的需要。

關鍵詞：礦物學科；礦物科學；礦物工程；學科建設；實踐

礦物科學與工程學科（礦物學科）由礦物科學與礦物工程兩個二級學科構成，主要研究礦物（天然和人工合成）化學成分與結構、理化性質與技術性能、鑒定與分類、形成與演化、加工與綜合利用的相關基礎理論與應用技術以及它們相互之間的內在聯系與規律。礦物科學包括地質學領域的傳統礦物學及其與環境科學、物理學、生物學、化學等學科交叉形成的環境礦物學、礦物物理學、生物礦物學、礦物晶體化學等在內的礦物史學、描述礦物學、理論礦物學和應用礦物學4大類學科分支。礦物工程主要涉及礦物分離提純、礦物加工、礦物應用以及礦產資源綜合利用等相關工程與技術，包括工藝礦物學、礦物加工工程（選礦）、應用礦物學、非金屬礦深加工和礦物材料等學科分支。

一、礦物學科建設探索

1.礦物學科體系建設。我校礦物學科體系延伸了非金屬礦特色鏈，拓展了非金屬礦開發與綜合利用和礦物材料方向。西南科技大學（原重慶建筑材料工業?？茖W校，原四川建筑材料工業學院）于1958年建立突出非金屬礦產的“非金屬礦產地質與勘探”專業（專科），成為國家建材和非金屬礦工業培養專門人才的特色專業。1978年，我校“非金屬礦產地質與勘探”本科專業開始招生。1988年，西南科技大學與中國地質大學合作創建“礦物巖石材料”專科專業，正式培養礦物學科專業學生。1994年，礦物巖石材料專業升為本科（1998年更名為材料物理專業）。1999年，礦物巖石材料（材料物理與化學）專業獲得碩士學位授予權。2011年，礦物加工工程本科專業獲得教育部批準并開始招生。2011和2012年礦加工程和礦物材料學二級學科碩士點分別設立并開始招生。

2.學科平臺建設。在礦物學科教學、科研平臺建設方面，建立的學科平臺體現了非金屬礦產的特色，在我校礦物學科的人才培養和科學研究等方面發揮了極為重要的作用。我校于1989年建立非金屬礦研究所（原國家建材局批準成立）。1993年，成立礦物材料及應用研究所。1994年，地質學科被批準為國家建材總局省部級重點學科，并相應成立地質資源省部級實驗中心。2007年，“固體廢物處理與資源化”省部共建教育部重點實驗室批準立項建設，并于2011年通過驗收。2010年，非金屬礦產地質及其開發利用四川省高等學校重點實驗室獲批并運行。

本文作者：劉學飛1王慶飛1李中明2馮躍文1蔡書慧1康微1王佳奇1江露露1作者單位：1中國地質大學地質過程與礦產資源國家重點實驗室2河南省地質調查院

礦物組成與特征

利用XRD分析了典型礦區鋁土礦的主要礦物組成，借助EPMA分析探索了礦物化學組成特征，通過SEM－EDS觀察了礦物形貌及礦物組合關系以及DTA測試了礦物熱分解性質。XRD分析在中石油勘探開發科學研究院實驗中心粉晶衍射室完成。使用儀器為日本理學D/Mac－RC，試驗條件為:靶CuKα1，電壓40kV電流80mA，石墨單色器，掃描方式為連續掃描，掃描速度8°/分，狹縫DS=SS=1°，環境溫度18℃，濕度30%。SEM－EDS分析在中國地質大學地質過程與礦產資源國家重點實驗室掃描電鏡室完成。EPMA分析在中國地質大學地質過程與礦產資源國家重點實驗室電子探針室完成。儀器為JCXA－733，電壓15kV，電流1×10－8A，電子束斑大小1μm。DTA分析在北京大學造山帶與地殼演化教育部重點實驗室熱重實驗室完成，儀器型號為:SDTQ600V8．0Build95，測試條件為:溫度范圍:0～1200℃，升溫速率:10℃/min，氣流速率:100ml/min。

1礦物組成

多種分析方法綜合研究揭示豫西鋁土礦礦物組成主要包括括硬水鋁石、伊利石、銳鈦礦，含有少量的剛玉、水鋁英石、高嶺石、蒙脫石、綠泥石、葉蠟石、埃洛石、菱鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦、鉭鐵礦、金紅石、硫磷鋁鍶礦、鋯石、電氣石、鉻鐵礦、自然硅、硅鐵礦、斜長石、鉀長石、方解石和剛玉(圖1、2和3)。硬水鋁石在礦石中主體呈隱晶質集合體出現，是組成礦石的主要組分;部分結晶較好的硬水鋁石主要呈長柱狀、板狀(圖2)。硬水鋁石差熱分析顯示，在515～540℃時，硬水鋁石中結構水全部失去，轉變為α－Al2O3，表現在差熱曲線中是在這個溫度范圍之間有一強的吸熱谷(圖3)。差熱分析顯示硬水鋁石吸熱峰值相對偏低，指示硬水鋁石具有較細小的顆粒和較低的結晶度(表1)。硬水鋁石電子探針分析結果見表2，分析結果顯示硬水鋁石中Al2O3含量為83．27～84．11%;SiO2和FeO普遍存在硬水鋁石晶體中，含量多數不足1%;此外，TiO2也在部分硬水鋁石中存在。其余元素包括MgO、CaO、MnO等也廣泛存在硬水鋁石晶體中。伊利石在礦石中主要呈鱗片狀集合體賦存于硬水鋁石空隙中(圖2)。研究中同時發現伊利石和硬水鋁石接觸邊界并不是間斷的，而是一個逐漸過渡的邊界;大多數與伊利石接觸的硬水鋁石邊界均有明顯的溶蝕現象，而且有鱗片狀伊利石從硬水鋁石向外生長;這一現象說明伊利石的與硬水鋁石密切相關。伊利石差熱分析顯示，伊利石的第一個峰值在490℃左右吸熱釋放結構水，在910～930℃之間放熱發生相轉變(圖3)。伊利石電子探針分析結果見表3，結果顯示Al2O3含量為32．84～37．89%，SiO2含量為45．71～47．43%，K2O含量為9．18～11.25%，三者均呈現較大的變化范圍。除兩個主要元素外，Na2O、MgO、CaO、TiO2和FeO元素普遍存在伊利石礦物中;Na2O、MgO和CaO三者的出現可以解釋為類質同象代換伊利石礦物中的元素K2O，而TiO2和FeO則主要和為包體混入物。此外，元素MnO也在部分礦物晶體中發現。在礦石中發現兩種不同類型的針鐵礦;第一類型呈脈狀、集合體形式穿插在基質中或者充填在基質空隙中;第二類型的針鐵礦呈完好的立方體狀賦存于伊利石中。針鐵礦一般呈片狀、柱狀或針狀，立方體型的針鐵礦說明其可能是黃鐵礦后期氧化轉變為針鐵礦，保存了黃鐵礦的原始晶體形態。針鐵礦電子探針分析結果見表4。分析顯示Fe2O3含量為73．77～85．68%，變化范圍較大;SiO2含量為2．90～6．74%;Al2O3含量為0．80～3．74%;另外CaO、MgO、K2O雖然含量均不足1%，但是普遍分布在針鐵礦中。上述特征說明在針鐵礦結晶形成時期，環境中大量富集Al、Si、K、Mg和Ca離子;同時Al主體以類質同象代換存在針鐵礦中，而K、Mg和Ca則可能主體吸附到礦物表面或者礦物結構空隙中。其余元素包括Na2O和MnO也在部分礦物晶體中存在。重礦物鋯石、金紅石多集中分布在鋁土礦層的底部，鋯石晶體具有明顯的磨蝕棱角以及不規則的表面形態，指示鋯石顆粒經歷了長期的搬運作用;金紅石主體呈細小顆粒分散在由硬水鋁石或者伊利石組成的基質中。銳鈦礦主要和硬水鋁石共生，賦存于硬水鋁石組成的基質中，呈現良好的結晶形態。黃鐵礦廣泛存在鋁土礦層中，而且和硬水鋁石以及伊利石密切共生，指示黃鐵礦主要和硬水鋁石同時結晶形成于成礦期。剛玉含量較少，分散在硬水鋁石基質中，磨蝕的晶體形態說明其來自物源區，經歷了長期的磨蝕和搬運過程。高嶺石差熱分析顯示，高嶺石礦物在550℃左右有一吸熱峰，釋放結構水，在980℃左右放熱發生一相轉變(圖3)。水鋁英石主要存在于粘土礦物中。

2礦物成因