矿物研究范文精选

摘要：油田开发进入高含水期，为改善区块开发效果，进一步提高采收率，调剖堵水是一项有效的工艺技术措施，通过对化学堵水剂的选择及应用研究，并通过室内实验研究，优选出最佳的新型无机矿物类化学堵水剂配方体系，深入分析杏三～四区东部区块的开发历史及开发动态，优化半径、注入压力等工艺参数并制定实施工艺方案，开展多井组区块调剖堵水。通过20口井的区块调剖堵水工作的开展及效果分析，其施工工艺简单，通过规模化、集中化实施20口采出井调堵，不仅改善了纵向动用状况，同时完善了平面注采关系，也提高了调堵井周围其他方向、剩余油相对富集部位的驱油效果，集中规模化效果明显，增油降水效果突出，取得了较好的经济效益，也证明了新型无机矿物类化学堵水剂具有高效封堵性能和良好的适用性，其成功实践也为三采开发后期进一步改善开发效果开辟了新途径。

关键词：无机矿物；化学堵水剂；三采开发后期；稳油控水

油田在长期的注水开发过程中，由于地层的多层非均质性，使得注入水沿高渗透层不断地突进冲刷，使非均质性进一步扩大，低效无效循环严重，通过化学剂利用化学作用对水层造成堵塞，控制优势渗流通道，有效降低采出液含水，稳定原油产量。

1化学堵水剂概述

在油井内采用的堵水方法分为机械堵水和化学堵水两大类。近年来，随着采油新技术如聚驱、复合驱等大规模的应用，优势渗流孔道高度发育且采出程度高，致使油井大量出水，且大多油井为多层高含水，层间差异在逐渐降低，层内差异较大，机械堵水是选择合适封隔器，将出水层位封堵，不能解决由于层内差异所需要的层内细分需求，而化学堵水是利用化学堵水剂的化学作用对水层造成堵塞，能够解决现阶段层内差异大、平面矛盾突出等油井堵水所急需解决的问题，能够满足厚油层内部细分需求，使主要剩余油存在的中、低渗透层得到充分动用，达到油井堵水的降液增油目的。

2化学堵水剂的优选

摘要：硅酸盐是氧、硅和一些金属元素相结合的化合物，在现代工业中有着非常广泛的应用。因此提出地质矿物样品中硅酸盐的化学分析这一课题。基于微波加热消解法对水泥和普通硅酸盐水泥进行硅酸盐成分测定。利用比色分离法分离出样品中杂质，加入EDTA试剂分别对两个样品纯硅酸盐溶液进行微波加热消解。与传统方法相比，微波加热消解法时间更短，测定效率更高，具有推广意义。

关键词：矿物样品；硅酸盐；测定成分；化学分析

在地质矿物样品中，硅酸盐是很重要的组成部分。由于硅酸盐在地壳中分布广泛，现代工业对硅酸盐的需求量很大。硅酸盐制品最常见的就是水泥和玻璃，都是我们日常生活中必不可少的。如果我们能将地质矿物样品中的硅酸盐进行比传统更为深入的分析，可以推动硅酸盐工业的发展，进而推动整个制造业的发展。拿建筑行业为例，硅酸盐水泥强度是通过水泥中的分子溶于水，和水反应后形成新物质，新物质中的硅酸盐在水泥中呈网状附着于水泥之中增强水泥的强度。如果可以分析出硅酸盐在水环境下哪种化学物质促进水泥强度增加强度，在日后生产高标号水泥的时候就能从硅酸盐下手研究出提升水泥质量的方法。在地壳各类岩石当中都含有大量的矿物质，而硅酸盐正是包含在这些矿物质当中。含有硅酸盐的矿物质数量占地球总矿物质数量的37%，尤其是高原地区的岩石中硅酸盐的含量更多，受海拔高度的限制，高原上的硅酸盐获取困难。机器运输不易，工人易产生高原反应，再加上高原上的矿物质与高温反应不完全，很难进行提取。但是其化学性质非常稳定，硅酸盐含量很高。所以即使提取难度大，高原岩石依旧是大部分人提取硅盐酸的首选。传统方法测定岩石中硅酸盐成分需要很长的时间，自然反应时常根据每种岩石的稳定性不尽相同，反应时间段的硅酸盐未必适合工业生产，所以如果能选定一个方法加快硅酸盐的反应速率就会提高工业生产的整体效率，高温会增加分子的活性，很多加快反应的外加剂都是利用产生热能加速分子活跃原理生产的。硅酸盐成分测定不让使用加入试剂的化学方法，改成物理加热应该也可以起到加快分子活动的目的。此次实验打算借助微波对硅酸盐的快速消解能力对硅酸盐进行化学分析。

1分析实验

1.1材料准备

市面上最常见的含有硅酸盐的水泥是本次实验的实验对象，除此之外还要准备正常的普通盐酸，质量分数30%。质量分数为50%的TEA和质量分数高达87%的ROH。因为我们的实验对象是水泥而不是平常的实验溶液，所以普通的搅拌无法满足要求，需要体态搅拌机和离心机。若干的玻璃试管、量杯、胶管和用来微波加热的功率在1200W以上实验专用微波炉。

摘要：绥阳县太白铀矿床位于北东向正安断褶带与南北向桐梓—遵义断褶带斜交复合部位，铀矿富集受次级断层及层间破碎带控制。矿物成分比较复杂，主要有沥青铀矿、富钙铀矿、黑钒铀矿、黄铁矿。根据包裹体测温可知，区内铀为中低温热液成矿，形成于燕山晚期。

关键词：铀矿；矿物特征；成因探讨；太白地区

1引言

该区位于扬子陆块西南，黔北隆起区南北向凤岗褶皱带变形区西部边缘，遵义南北向复向斜北部偏东。区内出露地层为寒武系中上统娄山关组，奥陶系下统，志留系下统，二叠系中上统，三叠系下统及第四系，岩性以碳酸盐岩为主，其次为细碎屑岩。区内褶皱断裂发育，主要构造线方向为南北向，其次为北东向。铀矿化受桐梓—遵义复向斜控制。南北向红光坝向斜与北东向太白复向斜斜交复合部位有908、915、918等铀矿点分布（图1）。南北向茅坪向斜与北东向铜鼓坪背斜斜交复合部位有904、905、906等铀矿点分布。

2.矿床特征

区内含铀层位为二叠系中统茅口组；含矿岩石为富含有机质、泥质、细粒状黄铁矿内碎屑灰岩，生物碎屑灰岩，重结晶灰岩。铀矿化集中区受南北向桐梓—遵义大断裂与北东向正安区域性断裂斜交复合部位控制。铀矿化带、铀矿体受大断裂上盘次级断层及层间破碎带控制。铀矿体呈透镜状、团块状、不规则状。一般矿体长40m～60m，最长160m，矿体厚一般1.2m～4.4m，铀含量为0.058%～0.308%，最高3.18%。区内矿物成分较为复杂，主要矿物成分有：沥青铀矿、富钙铀矿、黑钒铀矿、氧钒矿，其次是方铅矿、硒镍矿、赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿；铀次生矿物有钒钙铀矿、硅钙铀矿。脉石矿物主要有：方解石、石英、重晶石、白云石等。矿体围岩蚀变有方解石化、重晶石化、硅化、碳酸盐化、重结晶褪色化。

摘要：矿物科学与工程学科（矿物学科）包括矿物科学与矿物工程两个二级学科。西南科技大学是我国最早开设矿物材料专业的大学之一。本文对矿物学科体系与内涵进行了论述，对我校矿物科学与工程学科建设的探索经验和实践成果进行了介绍。针对矿物科学与工程学科建设中人才培养存在的问题，我校通过开设“资源循环利用科学”创新试验班，加强矿物学科创新性专业人才的培养。本文指出今后矿物学科建设需要注意的问题，以适应矿物学科发展的需要。

关键词：矿物学科；矿物科学；矿物工程；学科建设；实践

矿物科学与工程学科（矿物学科）由矿物科学与矿物工程两个二级学科构成，主要研究矿物（天然和人工合成）化学成分与结构、理化性质与技术性能、鉴定与分类、形成与演化、加工与综合利用的相关基础理论与应用技术以及它们相互之间的内在联系与规律。矿物科学包括地质学领域的传统矿物学及其与环境科学、物理学、生物学、化学等学科交叉形成的环境矿物学、矿物物理学、生物矿物学、矿物晶体化学等在内的矿物史学、描述矿物学、理论矿物学和应用矿物学4大类学科分支。矿物工程主要涉及矿物分离提纯、矿物加工、矿物应用以及矿产资源综合利用等相关工程与技术，包括工艺矿物学、矿物加工工程（选矿）、应用矿物学、非金属矿深加工和矿物材料等学科分支。

一、矿物学科建设探索

1.矿物学科体系建设。我校矿物学科体系延伸了非金属矿特色链，拓展了非金属矿开发与综合利用和矿物材料方向。西南科技大学（原重庆建筑材料工业专科学校，原四川建筑材料工业学院）于1958年建立突出非金属矿产的“非金属矿产地质与勘探”专业（专科），成为国家建材和非金属矿工业培养专门人才的特色专业。1978年，我校“非金属矿产地质与勘探”本科专业开始招生。1988年，西南科技大学与中国地质大学合作创建“矿物岩石材料”专科专业，正式培养矿物学科专业学生。1994年，矿物岩石材料专业升为本科（1998年更名为材料物理专业）。1999年，矿物岩石材料（材料物理与化学）专业获得硕士学位授予权。2011年，矿物加工工程本科专业获得教育部批准并开始招生。2011和2012年矿加工程和矿物材料学二级学科硕士点分别设立并开始招生。

2.学科平台建设。在矿物学科教学、科研平台建设方面，建立的学科平台体现了非金属矿产的特色，在我校矿物学科的人才培养和科学研究等方面发挥了极为重要的作用。我校于1989年建立非金属矿研究所（原国家建材局批准成立）。1993年，成立矿物材料及应用研究所。1994年，地质学科被批准为国家建材总局省部级重点学科，并相应成立地质资源省部级实验中心。2007年，“固体废物处理与资源化”省部共建教育部重点实验室批准立项建设，并于2011年通过验收。2010年，非金属矿产地质及其开发利用四川省高等学校重点实验室获批并运行。

本文作者：刘学飞1王庆飞1李中明2冯跃文1蔡书慧1康微1王佳奇1江露露1作者单位：1中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室2河南省地质调查院

矿物组成与特征

利用XRD分析了典型矿区铝土矿的主要矿物组成，借助EPMA分析探索了矿物化学组成特征，通过SEM－EDS观察了矿物形貌及矿物组合关系以及DTA测试了矿物热分解性质。XRD分析在中石油勘探开发科学研究院实验中心粉晶衍射室完成。使用仪器为日本理学D/Mac－RC，试验条件为:靶CuKα1，电压40kV电流80mA，石墨单色器，扫描方式为连续扫描，扫描速度8°/分，狭缝DS=SS=1°，环境温度18℃，湿度30%。SEM－EDS分析在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室扫描电镜室完成。EPMA分析在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室电子探针室完成。仪器为JCXA－733，电压15kV，电流1×10－8A，电子束斑大小1μm。DTA分析在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室热重实验室完成，仪器型号为:SDTQ600V8．0Build95，测试条件为:温度范围:0～1200℃，升温速率:10℃/min，气流速率:100ml/min。

1矿物组成

多种分析方法综合研究揭示豫西铝土矿矿物组成主要包括括硬水铝石、伊利石、锐钛矿，含有少量的刚玉、水铝英石、高岭石、蒙脱石、绿泥石、叶蜡石、埃洛石、菱铁矿、针铁矿、赤铁矿、黄铁矿、磁铁矿、钽铁矿、金红石、硫磷铝锶矿、锆石、电气石、铬铁矿、自然硅、硅铁矿、斜长石、钾长石、方解石和刚玉(图1、2和3)。硬水铝石在矿石中主体呈隐晶质集合体出现，是组成矿石的主要组分;部分结晶较好的硬水铝石主要呈长柱状、板状(图2)。硬水铝石差热分析显示，在515～540℃时，硬水铝石中结构水全部失去，转变为α－Al2O3，表现在差热曲线中是在这个温度范围之间有一强的吸热谷(图3)。差热分析显示硬水铝石吸热峰值相对偏低，指示硬水铝石具有较细小的颗粒和较低的结晶度(表1)。硬水铝石电子探针分析结果见表2，分析结果显示硬水铝石中Al2O3含量为83．27～84．11%;SiO2和FeO普遍存在硬水铝石晶体中，含量多数不足1%;此外，TiO2也在部分硬水铝石中存在。其余元素包括MgO、CaO、MnO等也广泛存在硬水铝石晶体中。伊利石在矿石中主要呈鳞片状集合体赋存于硬水铝石空隙中(图2)。研究中同时发现伊利石和硬水铝石接触边界并不是间断的，而是一个逐渐过渡的边界;大多数与伊利石接触的硬水铝石边界均有明显的溶蚀现象，而且有鳞片状伊利石从硬水铝石向外生长;这一现象说明伊利石的与硬水铝石密切相关。伊利石差热分析显示，伊利石的第一个峰值在490℃左右吸热释放结构水，在910～930℃之间放热发生相转变(图3)。伊利石电子探针分析结果见表3，结果显示Al2O3含量为32．84～37．89%，SiO2含量为45．71～47．43%，K2O含量为9．18～11.25%，三者均呈现较大的变化范围。除两个主要元素外，Na2O、MgO、CaO、TiO2和FeO元素普遍存在伊利石矿物中;Na2O、MgO和CaO三者的出现可以解释为类质同象代换伊利石矿物中的元素K2O，而TiO2和FeO则主要和为包体混入物。此外，元素MnO也在部分矿物晶体中发现。在矿石中发现两种不同类型的针铁矿;第一类型呈脉状、集合体形式穿插在基质中或者充填在基质空隙中;第二类型的针铁矿呈完好的立方体状赋存于伊利石中。针铁矿一般呈片状、柱状或针状，立方体型的针铁矿说明其可能是黄铁矿后期氧化转变为针铁矿，保存了黄铁矿的原始晶体形态。针铁矿电子探针分析结果见表4。分析显示Fe2O3含量为73．77～85．68%，变化范围较大;SiO2含量为2．90～6．74%;Al2O3含量为0．80～3．74%;另外CaO、MgO、K2O虽然含量均不足1%，但是普遍分布在针铁矿中。上述特征说明在针铁矿结晶形成时期，环境中大量富集Al、Si、K、Mg和Ca离子;同时Al主体以类质同象代换存在针铁矿中，而K、Mg和Ca则可能主体吸附到矿物表面或者矿物结构空隙中。其余元素包括Na2O和MnO也在部分矿物晶体中存在。重矿物锆石、金红石多集中分布在铝土矿层的底部，锆石晶体具有明显的磨蚀棱角以及不规则的表面形态，指示锆石颗粒经历了长期的搬运作用;金红石主体呈细小颗粒分散在由硬水铝石或者伊利石组成的基质中。锐钛矿主要和硬水铝石共生，赋存于硬水铝石组成的基质中，呈现良好的结晶形态。黄铁矿广泛存在铝土矿层中，而且和硬水铝石以及伊利石密切共生，指示黄铁矿主要和硬水铝石同时结晶形成于成矿期。刚玉含量较少，分散在硬水铝石基质中，磨蚀的晶体形态说明其来自物源区，经历了长期的磨蚀和搬运过程。高岭石差热分析显示，高岭石矿物在550℃左右有一吸热峰，释放结构水，在980℃左右放热发生一相转变(图3)。水铝英石主要存在于粘土矿物中。

2矿物成因