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蛭石研究现状论文

发布时间:2024-07-07 17:51:04

蛭石研究现状论文

人是要靠自己的

1. Shaoming Fang,Liming Zhou, Lijun Gao et al. Study on nanocomposites materials based on polyurethane acrylate macromonomer . (ISTP收录)2. Shaoming Fang,Liming Zhou, Lijun Gao et al. Study on new type of polyurethane acrylate macromonomer and its polymer . (ISTP收录)3. Xueya Shanga, , ,Shaoming Fang,a Yuezhong Meng. Synthesis and characteriazation of poly(arylene etherketone) with sulfonated fluorene pondants for proton exchange membrane. Journal of Membrane Science, 2007, 297(1-2) : 90~97 (SCI收录)4. 方少明,周立明,高丽君等.PLA嵌段的聚氨酯丙烯酸酯大单体的合成及聚合物的制备.高分子材料科学与工程,2005(3):85~88 (EI收录)5. 方少明,林治峰,周立明等.胺类固化剂-插层剂体系对粘土在环氧树脂中剥离的影响.材料工程,2005(3):30~36 (EI收录)6. 方少明,王明花,张宏忠等.两亲聚合物改性聚偏氟乙烯膜及其渗透性能.华东理工大学学报(自然科学版),2006(32):193~196 (EI收录)7. 张宏忠,方少明,松全元等.吸收光谱法在垃圾渗滤液膜处理技术中的应用研究.光谱学与光谱分析,2006,26(8):1449~1453 (SCI收录)8. 周立明,方少明,赵清香等.新型丙烯酸酯透明材料的合成.合成树脂及塑料.2005,22(2):42~45 (EI收录)9. 周立明,方少明,高丽君等. 光固化制备新型透明高分子材料. 合成树脂及塑料.2007,24(1):35~39 (EI收录)10. 方少明,周立明,高丽君.IPDI/HEMA/PEG大分子单体的合成与制备. 高分子材料科学与工程, 2004,(5)(EI收录)11张富韬,方少明,松全元.混凝-吸附法处理垃圾渗滤液的实验研究. 北京科技大学学报,2005,(1) (EI收录)12方少明,陈朋,周立明,等.丙烯酸酯类聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备和性能研究.工程塑料应用,2007,(9) (核心)13.方少明,彭辉,赵玛,等.钙钛矿型SmFeO3纳米材料的制备及酒敏特性研究.功能材料,2007,(9) (核心)14.方少明,王明花,张宏忠,等.两亲聚合物的合成及其在聚偏氟乙烯膜改性中的应用.膜科学与技术,2007,(6) (核心)15.周立明,方少明,高丽君,等.端丙烯酰胺基光敏性大分子单体的合成及性能研究. 化学世界,2007,(3) (核心)16 .周立明,方少明. PC/ABS/SBS-g-DABPA共混体系研究.工程塑料应用,2006(7)(核心)17.方少明,周立明,陈朋,等.浇注型聚氨酯弹性体的研制.工程塑料应用,2005(5)(核心)18.方少明,周立明,陈志军,等.新型两亲性聚氨酯丙烯酸酯大单体的研究与合成. 精细石油化工,2005,(3) (核心)19.方少明,周立明,张留成,等.丙烯酸酯类聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究制备. 工程塑料应用,2005,(3) (核心)20.方少明,高丽君,周立明.聚醚的种类对丙烯酸类聚氨酯材料性能的影响.塑料,2005,(3) (核心)21.方少明,高丽君,周立明.聚氨酯丙烯酸酯大单体及共聚物合成与表征. 现代塑料加工应用,2005,(4) (核心)22.方少明,周思凯.聚合物刷子的研究进展. 材料导报,2006,(3) (核心)23. 刘超锋,方少明.掺粉煤灰的橡塑复合材料研究和开发. 现代塑料加工应用,2006,(3)(核心)24.张宏忠,方少明,松全元. 锦纶66帘子布浸胶废水处理工艺研究.水处理技术,2005,(2) (核心)25.刘东亮,方少明,周立明,等.反应接枝型通讯光缆硅芯母料的研究与应用. 塑料,2005,(2)(核心)26.张富韬,方少明,松全元.钙基膨润土的组合改性及对垃圾渗滤液的处理.非金属矿,2004(3) (核心)27.方少明,周立明,张留成.IPDI/PEG/HEMA大单体的合成及其聚合物制备. 高分子材料科学与工程,2004(5) (核心)28.方少明,闫铨钊,周立明.PP-g-MAH改性PC/ABS合金的研究.工程塑料应用,2003(10)(核心)29.方少明,周立明,高丽君.Synthesis and Crystal Structure of [LaCl3(Phen)2(DMF)]·(DMF)2. 第三届工程塑料国际学术研讨会议论文,,乌鲁木齐(国际会议)30.方少明,陈朋,周立明.碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备和性能研究.2007年中国工程塑料复合材料技术研讨会论文,,昆明 (国内会议)31.方少明,周立明,孙光辉.聚氨酯丙烯酸酯/SiO2纳米复合材料制备及性能研究. 2007年中国工程塑料复合材料技术研讨会论文,,昆明 (国内会议)32.方少明,高丽君,周立明.聚氨酯丙烯酸酯/蛭石纳米复合材料的制备与性能研究.2007年全国高分子学术论文,,成都 (国内会议)33.方少明,周立明,孙光辉.稀土透明高分子材料的制备及性能研究. 2007年全国高分子学术论文,,成都 (国内会议)34.方少明,王明花,张宏忠.两亲聚合物的合成及其在聚偏氟乙烯膜改性中的应用.2005全国高分子学术会议论文,,北京 (国内会议)35.方少明,周思凯,陈志军.嵌段共聚物PS-b-P4VP的合成及表征.2005全国高分子学术会议论文,,北京 (国内会议)36.方少明,刘东亮,周立明.反应接枝型硅芯母料的研究和应用.2003年塑料加工协会会议论文集, (国内会议)37. 陈志军,方少明主编.功能母料. 化学工业出版社,2007年7月

你可以根据不同种类的花,做不同的分析

随着人们绿化意识的增强和绿化观念的更新,传统花卉种植方式因存在诸多弊端,已不符合人们审美情趣的要求。例如,鲜切花缺少了一个从种植到开花结果的实践过程,且保鲜时间短;一般盆花常用土壤栽培,养护必须凭经验,不易管理,易患病虫害,与现代居室环境不和谐。花卉立柱式无土栽培!以下简称花卉立柱)是把工艺化塑料盆钵垒叠成一定高度,在其上栽植花卉,并用营养液自动循环浇灌来满足花卉生长对水、气、肥的需求而进行的栽培方式,集立体栽培、无土栽培、设施栽培于一身,具有技术新、工艺化、节水环保、绿化容量大、美观和易管理等优点,能最大程度满足人们种花养花的情趣。花卉立柱在城市公园、街道、庭院、居室、屋顶、阳台的美化绿化以及都市农业中具有广阔的应用前景。花卉立柱是插花、盆景以外的一种新型花卉生产模式和艺术形式,有望成为一种时尚的产业。1 花卉立柱系统结构根据应用场所和循环系统可将花卉立柱分为常规型和家庭型2类。 常规型花卉立柱系统通常采用水培法,进行较大面积的群体栽培主要应用于都市农业,城市公园街道,庭院屋顶绿化等。 立柱装置基本结构每667m2安装立柱600根,每根立柱由底座、中心轴和柱体构成。柱体的外壳是由白色工程塑料(ABS)浇注成的盆钵,一根立柱垒叠10~12个盆钵,高160~200cm,直径15cm,每个盆钵上设有5个栽培孔,花卉苗木即生长在栽培孔上。立柱成行状排列,柱体套在中心轴并立于下端的底盘上,便于旋转,也能随中心轴自由搬动。通过旋转使花卉苗木受光均匀。 营养液循环系统由贮液池、输液管道、滴淋头和回流沟组成。盆钵上的花卉苗木生长所需的养分,是由潜水泵把贮液池中的营养液送上输液管道,然后通过立柱顶端的滴淋头注入盆钵内的,当上一个盆钵内的营养液超过一一定水位后,即自动向下一个盆钵注入,直至营养液溢出栽培槽的出口,最后通过回流沟流至贮液池中。营养液可定时自动浇灌,循环利用。 家庭型花卉立柱系统有水培、基质培、混合培3种栽培方式。室内花卉单体栽培主要应用于居室、办公室、阳台绿化等。 立柱装置基本结构每套装置由底盆、中心柱、盆钵、微型泵和定时器构成。家庭型立柱一般垒叠3~6个盆钵,高50~100cm底盆采用圆柱体,体积约为6L用于贮藏和回收营养液。 营养液自动循环系统家庭型立柱底盆中的营养液由微型泵泵入,然后通过软管、淋头、盆钵,再回收到底盆,重复利用,通过24h程控定时器实现自动循环浇灌。2 栽培技术要点 品种选择常规型花卉立柱主要考虑其观赏性,品种选择以草本花卉为主,适栽品种有孔雀草、长春花、洋凤仙、万寿菊、百日草、千日红、杂交石竹、凤尾鸡冠花、三色荃、四季海棠、雁来红、彩叶草、观赏番茄、金盏菊、翠菊、矮牵牛、一串红、矮向日葵、吊竹梅等;家庭型花卉立柱考虑室内环境条件的特殊性,品种选择以耐荫观叶植物为主,适栽品种有万年青、合果芋、绿萝、常春藤、龟背竹、文竹、银皇后、绿宝石、小斑马、百合竹、袖珍椰子、富贵竹、朱蕉、鹅掌木、肾藏、白掌、虎尾兰、吊兰、君子兰、一叶兰、条纹竹芋、孔雀竹芋等。 无土育苗技术 草花无土育苗一般采用种子播种繁殖,也有通过扦插繁殖的,如万寿菊、孔雀草、四季海棠、长春花等。种子繁殖以穴盘无土育苗效果最好,出苗整齐而茁壮。相对于常规露地无土育苗来说,受地下害虫为害轻,育苗移栽时伤根少,缓苗期短。育苗基质为珍珠岩、泥炭与蘑菇废料的复合基质(体积比1:1:1)。育苗容器采用宁夏圣宝工贸有限公司生产的圣宝重型128育苗穴盘(8×16穴,穴大小3cm×3cm)。草花种子播种前用40%福尔马林100倍液浸泡15min进行消毒,不易发芽的草花品种用温水浸种和催芽。播种发芽后,当草花幼苗长至2叶(对)期后,每天喷浇稀营养液1次。当幼苗达到一定苗龄形态指标要及时移栽,一般移栽期为4~5叶(对)期。 耐荫观叶植物无土育苗通常采用分株或扦插繁殖,有许多观叶植物2种方法均可繁殖。分株繁殖较简单,当母株分化出的子株已长有根系,就可分离母株进行单独培育。方法是将母株挖起,去除基质,清除老根和烂根,然后找出根系自然分歧处,用手册开或用刀切开,要求分离出来的子株带有细根、枝条(叶片)和芽。扦插繁殖基质为珍珠岩。扦插用的插条剪成8~12cm长,去除插条基部的叶片,下部剪口要平滑,呈45°斜面,用50×10-6的吲哚乙酸浸渍剪口12h,促进发根。插后做好保湿工作,防止插条失水萎蔫。当根长出2~3cm即可移栽,移栽时尽量减少伤根。 养液管理 营养液pH值测定与调整笔者用的营养配方肥料由杭州龙山化工厂生产提供。花卉用营养液的pH值适宜范围为~,一般稳定在左右为最好。在营养液配制和使用过程中,可用手持式汉拿酸碱度测试笔定期进行pH值的测定。测试后,若发现营养液的pH偏高,用硫酸、磷酸或硝酸调整;若pH偏低,则用NaOH调整。 营养液EC值测定与调整花卉用营养液的适宜离子浓度(以EC值表示),因花卉不同生育期、不同栽培季节而有所差异,一般苗期略低,生育盛期略高;冬季略高,夏季略低。幼苗期适宜的EC值为~,开花期或成苗期(耐荫植物)适宜的EC值为~。一般可用DDS-11A型电导率仪定期测定营养液的EC值,若发现EC值过高加水稀释,过低则通过加配方肥料进行调整。 营养液含氧量的补充通过每天多次的营养液循环浇灌来补充营养液中的含氧量,从而满足花卉根系生长对氧气的需求。 供液时间与次数采取间歇定时供液的办法,通过定时器进行控制,一般每天供液2~4次,每次15~20min。供液在白天进行,夜间不供液;晴天供液次数多些,阴雨天少些;气温高光线强时供液次数多些,温度低光线弱时供液少些。 营养液的更换家庭型花卉立柱底盆容积小,每盆营养液使用期为1~2个月,即夏天1个月更换1次,冬天2个月更换1次。常规型花卉立柱因贮液池容积大,营养液使用期可延长至4~6个月。若发生污染,应及时更换。 病虫害防治据笔者观察,家庭型花卉立柱在室内摆放期间,一般很少有病虫害发生。花卉立柱大棚生产期间,各种病虫害均会发生。主要病虫害有:灰霉病、霜霉病、炭疽病、白粉病、叶斑病、叶螨、蚜虫、青虫、夜蛾等。应采取“以防为主,综合防治”的策略综合防治:(1)及时摘除枯枝败叶,清理病虫株;(2)物理防治,用-诱虫胶板诱杀害虫;(3)用一熏灵、利得烟熏剂等熏烟;(4)药剂防治禁用剧毒农药,选用低、中残毒农药,并做到对症下药;杀虫杀螨剂有7051杀虫素、万灵、一遍净、抑太保、吡虫啉等,杀菌剂有达科宁、多菌灵、大生、雷多米尔、杀毒矾等。3 应用前景探讨通过不同品种、不同花色的搭配、不同高度花柱的组合,可设计出富有不同艺术情趣的花卉立柱组合模式,表达不同的文化内涵。 在园林绿化上的应用花卉立柱组合景观可为城市公园增辉,也可作为移动花坛应用,在绿化死角具有与盆花相似的应用效果。 在都市农业中的应用花卉立柱组合可提升都市农业品位,增添现代园艺科技气息。 在街道绿化上的应用花卉立柱成行竖立于街道两旁,能明显增加街道的节日文化气氛,给人耳目一新的感觉。 屋顶花园花卉立柱节水环保,不积水,避免了屋顶土壤栽培的积水易渗漏等缺点。 在室内绿化中的应用家庭型花卉立柱,绿化容量大,美观易管理,是家庭居室、办公室美化绿化的理想选择。花卉立柱式无土栽培模式及其应用前景:

水蛭研究论文

水蛭的唾液中有防止血液凝固的物质叫“水蛭素”。

“水蛭素”是水蛭及其唾液腺中已提取出多种活性成分中活性最显著并且研究得最多的一种成分,它是由65—66个氨基酸组成的小分子蛋白质(多肽)。

水蛭素对凝血酶有极强的抑制作用,是迄今为止所发现最强的凝血酶天然特异抑制剂。 水蛭素具有极强的抑制凝血作用和抗血栓形成作用,在临床治疗和预防各种血栓形成方面有着广阔的应用前景。

扩展资料

“水蛭素”的相关研究:

由于水蛭素具有重要开发价值,而水蛭的来源有限,故国内外医药界均着重研究通过基因工程获得重组水蛭素。

1986年后,重组水蛭素已在大肠杆菌和酶母中分别表达成功,与天然水蛭素相比,重组水蛭素在第63位氨基酸(酪氨酸)上未硫酸酪化,活性略低,其余性质基本相同。在治疗的剂量下静脉注射无毒副反应。

现国外一些大的生物技术公司对水蛭素己进入多方面的临床研究。有关水蛭素类多肽的专利,每年公布的数量至少在十多项以上,包括水蛭素类似的多肽,研究论文每年总在数十篇以上。1998年底重组水蛭素药物在德国正式上市,己注册的国家有美国、欧洲、澳大利亚、南非等10多个国家。

水蛭素在使用过程中血清半衰期太短,难以发挥抗栓效果。将水蛭素与PEG(聚乙二醇)一起加工成为耦合体制剂后可大大延长水蛭素的血清半衰期从而提高其在体内的抗血栓生成效果----(聚乙二醇(PEG)修饰是常用的提高蛋白和多肽类药物血浆半衰期的方法)。

参考资料来源:百度百科--水蛭素

水蛭素是水蛭及其唾液腺中已提取出的多种活性成分中活性最显著并且研究得最多的一种成分,它是由65—66个氨基酸组成的小分子蛋白质(多肽),水蛭素对凝血酶有极强的抑制作用,是迄今为止所发现最强的凝血酶天然特异抑制剂。

国外石油工艺研究现状论文

一、国外油页岩勘查

世界上大多数油页岩区地质勘探程度不够,研究程度很低,也没有统一估算资源量的标准,不同国家对油页岩资源量估算所用的工业指标不同,因此不同学者估算的资源量难以对比,故也很难对全球油页岩资源量进行正确估算。目前只有美国、澳洲、瑞典、爱沙尼亚、约旦、法国、德国、巴西和俄罗斯等国的部分油页岩矿床做了详细勘探和评价工作,其他许多矿床的资源潜力有待进一步探明。

油页岩资源在世界许多地区都有分布,但分布并不均匀,主要分布于美国、俄罗斯、加拿大、中国、扎伊尔、巴西、爱沙尼亚、澳大利亚等国家(表2-4),其中,美国、俄罗斯和巴西三个国家的油页岩资源量就占了整个世界页岩油资源的86%。据美国能源部能源信息署最新统计,根据目前全球33个国家油页岩资源统计,若将它折算成页岩油,可以达到4110亿t,超过了常规石油资源量(2710亿t)。但从世界石油资源的评价现状来看,这只是一个很保守的数据,探明的油页岩储量还只占整个资源量的一小部分。

(一)美国

2002~2003年美国政府对油页岩的资源评价进行了专项基金研究,其油页岩资源量占世界的69%,资源量约33400亿t,折算成页岩油亿t。美国的油页岩主要形成于古近纪和新近纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。美国主要有两个油页岩矿床:位于科罗拉多州、怀俄明州、犹他州的始新世绿河矿床和美国东部的泥盆纪密西西比纪黑色页岩矿。此外,美国东部分布有宾夕法尼亚纪煤矿床伴生的油页岩矿床,内华达州、蒙大纳州、阿拉斯加州、堪萨斯州等地方也陆续发现了一些油页岩矿床。但目前人们研究的重点仍是绿河油页岩矿床和晚泥盆纪—早密西西比纪的黑色页岩。

美国绿河油页岩矿是世界上最大的油页岩矿,沉积时代为早始新世—中始新世。主要沉积在皮申斯、尤英塔、绿河、瓦沙基4个盆地内,前两个盆地分别位于科罗拉多州和犹他州,后两个则位于怀俄明州。绿河油页岩矿为湖相沉积,其分布面积大约有65000km2,但最厚和最富的油页岩集中在南部盆地的中央,页岩最深可达1200m。油页岩层一般较厚,含油量平均约,局部高达。除绿河油页岩矿外,分布在美国东部的晚泥盆纪—早密西西比纪之间的黑色油页岩的资源储量也相当丰富,仅次于绿河油页岩矿。美国东部的油页岩为内陆海沉积环境,内陆海覆盖了密西西比河以东的美国的中部和东部的大部分地区。泥盆纪—密西西比纪油页岩分布范围为650000km2,从纽约州至得克萨斯州,它们的埋深可达到3000m以上,含油量为。页岩油地质储量估计高达1500亿t,其中5%的油页岩可以通过露天矿开采(Doncan和Swanson,1968)。

表2-4 世界主要国家油页岩换算成页岩油的储量表

(二)澳大利亚

澳大利亚油页岩沉积跨越时代很广,从寒武纪—第三纪都有分布。根据澳大利亚国家能源咨询委员会的资料(Smith等,1959;Lishmund,1971;Cane,1976),澳大利亚油页岩总资源储量为580亿t,折算为页岩油亿t。推断的次经济价值的页岩油地质储量为4500亿t。澳大利亚油页岩主要分布在东部,东部三分之一的领土(昆士兰州、新南威尔士、南澳大利亚、维多利亚以及塔斯马尼亚州)油页岩都较发育,其中昆士兰州油页岩最有经济开发价值。昆士兰州第三纪油页岩主要包括湖相朗德勒(Rundle)、tuart和康多尔(Condor)油页岩,以及JuliaCreek海相油页岩。JuliaCreek海相油页岩分布很广,而且埋藏很浅,但是品位较低,平均只有 3. 53% (Ozimic andSaxby,1983)。昆士兰东部主要产出二叠纪油页岩,分布在罗克汉普顿附近的朗德勒(Bundle),在沿海地区有油页岩资源 4 亿 t,其中 2 /3 的含油量都大于 3. 81% 。

(三)巴西

巴西页岩油资源量约 117. 34 亿 t。油页岩主要形成于二叠纪和早古近纪。早古近纪油页岩位于圣保罗东北沿帕拉伊巴河的特列门贝—陶巴特盆地。帕拉伊巴河流域主要有两个油页岩矿区,面积约 86km2,页岩油总资源量约 3 亿 t。油页岩为湖相成因,含页岩油3 亿 t,其中50%位于25m 厚的覆盖层下面,可用露天方法开采。二叠纪伊拉蒂组油页岩品级高,是巴西经济效益最好的油页岩矿。

(四)加拿大

加拿大油页岩主要形成于奥陶纪—白垩纪,油页岩类型分为湖相和海相。现已发现 19 个沉积矿床 (Macauley,1981; Davies and Nassichuk,1988)。其中,最有开采价值的是位于 Fundy 盆地的 Moncton 次级盆地,介于 St. Johns 和 Moncton 之间的新不伦瑞克南部的石炭纪 Albert 组的湖相层状油页岩,厚度介于 15 ~360m。下石炭统湖相油页岩主要发育于 Grinnell 半岛的德文郡岛—加拿大北极圈群岛的一个岛屿,油页岩厚度最厚可达 100m。目前,加拿大油页岩资源的探明储量还比较少。发育在加拿大西北部上白垩统的油页岩,主要为安德森平原及 Mackenzie 三角洲沉积。现已部分开采,具有一定的经济价值。

此外,法国、德国、英国、意大利、俄罗斯的油页岩资源也较丰富,约旦、土耳其等国家也有一定的油页岩储量。

因此,从世界石油资源来看,很多国家的油页岩资源并未做过详细的普查,探明的油页岩储量还只占整个资源量的一小部分。随着全球能源消耗的快速增长,开展全球油页岩资源量的评估已迫在眉睫。油页岩巨大的储量将对全球的能源战略起到重要的作用。从所统计的油页岩资源量分布看,低含油率的油页岩占了绝大多数。目前,油页岩的综合开发技术普遍较低,根本不能对低含油率的油页岩进行开发,如果不断研制开发先进的科学技术手段及设备,将极大得提高油页岩的综合开发能力,对全球能源资源走可持续发展道路具有举足轻重的地位。

二、国外油页岩开发利用

(一)油页岩开发利用技术

油页岩用途广泛,油页岩开发利用涉及的关键技术比较多,主要体现在油页岩的开采技术、油页岩燃烧发电工艺、页岩油提取技术、油页岩生产过程中的废物利用技术以及油页岩综合开发利用等技术。

1. 油页岩开采技术

油页岩开采方法有采矿法和地下干馏法二类。目前世界上采用的多为采矿法,地下干馏技术还处于试验阶段,尚存在具体技术难题。采矿法又分为露天开采和矿井开采两种方法,世界上适合露天开采的油页岩比例很小。开采出来的油页岩在地面干馏釜中干馏,油收率很高,但在采矿、运输、矿石粉碎、废页岩处理、恢复植被、控制污染和水等的方面投资大,经营费用高。实际上,许多油页岩都是通过地下开采回收的。但各种地下开采法的油回收率低于地面干馏法。运用较成功的是由西方油页岩有限公司 Ralph M. Parsons 公司共同研制的垂向型就地干馏,并由西方公司在科罗拉多州实现了工业和商业规模的生产。目前,荷兰壳牌公司正在研究油页岩地下裂解技术,使油页岩直接在地下液化、气化。这不但提高了油页岩资源开发利用效率,而且减少了开采过程中对环境和生态的破坏。但壳牌公司提供的 ICP 技术也有自身的条件,必须满足油页岩有效厚度与含油率两者乘积满足 274,含油率最低应≥3. 04%。依据目前我国油页岩的分布特征,很难有满足 ICP 技术开发的地区。并且,此技术也有自身的一些弊端。例如,在美国,针对在美国科罗拉多州西部高原上建立的 ICP 实验基地进行了可行性分析,报告证实了科罗拉多州丰富的油页岩储量,但表示 “初期商业运作有可能要等到 10 多年以后”,并且 “有很大的技术、经济以及环保方面的不确定性”。美国丹佛荒野协会的史蒂夫·史密斯认为,壳牌石油公司开采行为是一种 “错误的愿望、夸张的需要和无法实现的承诺”。有数据表明,每生产一桶石油,需要消耗三桶水。史密斯表示,新技术有可能消耗大量的地下水资源,从而影响数十万居民的生活用水。壳牌石油公司前项目经理罗伯特·卢克斯认为,水将是限制油页岩开发的重要因素。20 世纪 80 年代他所负责的项目以失败告终,已退休 28 年的他目前是一名顾问,并撰写了一本关于油页岩的书。虽然他对于油页岩开采的前景表示乐观,但他认为目前该行业面临的形势紧迫,可靠的科学信息也不够充分,而且现有的技术不够经济,如果不适当放缓开发的步伐,势必重蹈当年的覆辙。

2. 油页岩循环流化床技术

油页岩的第二大使用潜力是燃烧发热发电。世界上工业应用的有三种燃烧工艺,粉末页岩悬浮燃烧 (爱沙尼亚)、颗粒页岩流化燃烧 (德国)及颗粒页岩循环流化燃烧 (以色列及中国)。循环流化床技术是近年来研制的一种新型洁净煤燃烧技术。它显示了其燃料适应性广、负荷调节灵活等明显优点,特别是在燃用低质煤种和煤质多变的场合,和相同容量的链条炉、煤粉炉相比,不仅热效率可有相当大的提高,在燃料制备方面,不需要煤粉炉所要求的庞大而复杂的制粉系统。这种特点比较适合于油页岩的燃烧。德国鲁奇公司和芬兰奥斯龙公司是研究开发循环流化床燃烧技术较早的公司。进入 90 年代,循环流化床燃烧技术得到更大的发展,至今已经形成了鲁奇炉型 (最大容量锅炉为 700t/h 级亚临界压力循环流化床锅炉,1996 年投入商业运行)、奥斯龙炉型、福斯特—惠勒炉型 (最大容量锅炉为 783t/h 级亚临界压力循环流化床锅炉,1997 年投入商业运行)、巴特利炉型 (最大容量为日本三井 300t/h 多固体循环流化床锅炉)、德国巴高克炉型 (最大容量为 350t/h 高压电站锅炉)和美国巴威的内循环炉型 (最大容量为 210t/h 高压循环流化床锅炉)等几个各具特色的主要炉型。与此同时,传统燃烧技术的锅炉设计制造公司纷纷投入大量的资金及人力进行循环流化床燃烧技术的研究开发,其中的代表包括法国通用电气阿尔斯通 Stein 公司采用 Lurgi CFB 技术、美国ABB - CE 公司采用 LuriCFB 技术、德国 LLB 公司采用的 Luri 和 Circofluid CFB 技术、美国 Foster wheeler 公司采用的 F - W 和 Pyroflow CFB 技术。

3. 油页岩干馏技术

油页岩的最大使用潜力是干馏制取页岩油。油页岩干馏技术比较先进的国家有爱沙尼亚、巴西、澳大利亚、中国和俄罗斯等国。迄今世界上较成熟且经长期生产的有:爱沙尼亚的 Kivioli 块页岩干馏炉和 Galoter 颗粒页岩干馏炉; 巴西的 Petrosix 块页岩干馏炉; 中国抚顺式块页岩干馏炉; 澳大利亚的 Taciuk 颗粒页岩干馏炉。

爱沙尼亚的 Galoter 颗粒页岩干馏炉处理量大,油收率高,产高热值气,可处理颗粒页岩,适合有条件的大中型油页岩炼油厂; 巴西的 Petrosix 块页岩干馏炉处理量很大,油收率高,产高热值气,处理块页岩,投资高,适合大中型油页岩炼油厂; 澳大利亚的 Taciuk 颗粒页岩干馏炉处理量很大,油收率高,产高热值气,处理颗粒页岩,油页岩经加氢改质,质量好,投资高,适合于大中型油页岩炼油厂。中国抚顺式块页岩干馏炉处理量较小,目前,桦甸采用的是巴西的干馏炉型。

(二)油页岩综合利用

油页岩由于其自身的特点,开发利用已经渗透到提炼页岩油、发电、取暖、制造水泥、生产化学药品、合成建筑材料以及研制土壤增肥剂等各个领域。目前,全球油页岩主要用于发电和供暖。据统计,2000 年全球开采的油页岩中有 69% 用于发电和供暖,25%用于提炼高收益的页岩油及相关产品,6% 用于生产水泥、化工以及其他用途(图 2 -1)。

图 2 -1 2000 年世界油页岩利用百分率 (据 Dr. K. Brendow,2003)

世界油页岩工业约始于 1830 年,页岩油作为照明用而发展起来。目前,世界上油页岩工业主要分布在爱沙尼亚、巴西、美国、德国、澳大利亚、俄罗斯和以色列等国。爱沙尼亚的油页岩主要用于发电和提炼页岩油,2002 年油页岩开采量达到3 000 多万 t,用油页岩生产出来的电力除了可以满足本国的需要,还可以向邻国出口; 巴西从 1935年就开始生产页岩油用于运输燃料,并在油页岩中可提取硫和放射性铀; 美国主要是利用露天开采和蒸馏方法提取页岩油,2000年美国和爱沙尼亚签署了两国在油页岩开发利用技术及工艺方面进行了合作的协议;德国的油页岩主要用于水泥和建筑材料,每年利用50万t油页岩作为燃料,其灰分用于生产水泥;澳大利亚除了发电和提取页岩油外,还提取镍化学添加剂;俄罗斯、匈牙利、乌克兰、奥地利、保加利亚和南斯拉夫等国将大量油页岩加工成肥料,或加工成土壤稳定剂,用于酸性土壤的中性化。另外,以色列、约旦、泰国和加拿大等也非常重视油页岩的开发和利用。但是,还有一些国家,如加拿大、瑞士、约旦、摩洛哥、南非等国在油价市场的竞争下被迫停止了油页岩工业生产。

三、实例分析———爱沙尼亚

(一)油页岩资源现状

爱沙尼亚油页岩主要为库克油页岩,从爱沙尼亚北部向东至俄罗斯圣彼得堡,油页岩分布面积约50000km2,页岩油探明储量亿t。爱沙尼亚有21个油页岩矿,主要分布在库克油页岩矿区,一个是爱沙尼亚矿区,另一个是较新的Tapa油页岩矿区。

(二)油页岩开发历史

爱沙尼亚是目前世界上利用油页岩比较多的国家之一。爱沙尼亚81%的油页岩都用来发电供应全国92%的电力,16%用于石油化工,剩余的部分用于水泥制造以及其他一些产品的加工利用(图2-2)。

爱沙尼亚油页岩工业开始于1916年,在Jrve和Pervade两个城镇进行露天开采。每年共开采56万t油页岩。后来因独立战争的爆发而被迫停产。

1918~1945年,爱沙尼亚油页岩工业持续稳定发展。1918年独立战争后,油页岩开采量为万t,并且建设了第一个国有油页岩工厂。同时,私有油页岩工厂也不断出现,有本国人投资的,也有德国、英国、瑞典、丹麦等国外私人投资。随着人们对油页岩的兴趣不断增加,到1933年20项油页岩开发优惠政策出台,鼓励油页岩勘探开发。总勘探开发面积达1250km2。

到1940年,爱沙尼亚共计开采油页岩1100万t,平均年产量达170万t。刚开始油页岩开采是顺着露天油页岩地层开采,后来油页岩的露天开采上覆地层厚度为8m,继而开始油页岩地下开采。

第二次世界大战后,爱沙尼亚在1945~1946年对14个小型露天矿开展了详细的研究,并在一些矿田中实施钻井开采。1947~1965年,逐步在东部开发了50个油页岩矿。1950年,油页岩产量为350万t,到1955年,油页岩产量达到700万t。油页岩主要用于Tallinn、Kohtla-Jrve和Ahtme的发电厂,Kohtla-Jrve和Kivili的化工厂,以及Kunda水泥厂。1946年和1960年先后两次进行了油页岩储量评价,分别为10亿t和33亿t(图2-2)。

图2-2 爱沙尼亚油页岩产产量变化图(据,,1998)

1965年,爱沙尼亚建立了新的发电所(波罗的海热发电所),年输出电1400MW,而后又建立了爱沙尼亚热发电所,年输出电2000MW,因此对油页岩的需求巨增。为了满足对油页岩的不断需求,Viru(1965年);Estonia,三个露天矿(1973年),Sirgala(1963年),Narva(1970年),Oktoobri(现今改名为Aidu)(1974年)等油页岩矿先后建立。油页岩产量从1960年的920万t上升到1970年的1750万t。1976~1987年,爱沙尼亚开始在西部和西北部进行油页岩开采。1981年,由于列宁格勒地区建立了SosnoviBor核电站,相应的对油页岩发电的需求减少。1985年开采量为2570万t,1990年开采量为2120万t,1995年开采量为1210万t,其中一半以上都为露天开采(图2-2)。

近年来,由于社会对电的需求量有所增大,政府决定启动“重建油页岩地区计划”,加大对油页岩的利用。在2006年,爱沙尼亚发电厂和炼油厂将分别需要994万t和644万t的油页岩;其他方面的用途可能持平,稳定在74万t左右。因此,爱沙尼亚的油页岩产量将从1230万t增加到1700万t。到2020年,规划新建一座400万t规模的油页岩工厂。倘若爱沙尼亚发电能采用沸腾炉技术,这些项目将能够实施。届时,油页岩产量将达到 2 100 万 t 以上。

低渗透油藏渗流规律及其开发对策研究现状摘要:低渗透油藏是我国石油工业可持续发展的重要物质基础,其渗流规律和合理开发策略日益成为油气田开发研究的热点。论文对目前低渗透油藏的渗流规律及其开发对策研究现状进行了调研。调研结果表明低渗透油藏渗流不满足经典达西流动规律,而是存在启动压力。国内外学者对引起启动压力的因素及其渗流特点进行了较多的实验和理论研究。此外,人们还针对低渗透油藏的渗流特征,从注水时机的选择,合理井距的确定,压裂开发技术的选择,气驱技术的选择等方面研究了低渗透油藏的开发对策。这些研究成果为高效合理开发低渗透油藏提供了可靠的理论依据。关键词:低渗透油藏;渗流规律;开发对策;研究现状作者简介:徐沽,女(1985斗,在读硕士研究生,主要从事油气藏开发方面的研究工作。随着我国石油工业的发展,东部油田相继进入高含水期,要保持石油稳产、高产需要开发新的油田。目前新探明的石油储量中,低渗透油田占有很大的比例。据初步统计,我国新探明的石油地质储量中,低渗透油田储量约占三分之二。近年来新探明的石油地质储量中,低渗透油田所占的比例又有所增加。可见低渗透油藏是我国今后相当长一段时间内增储上产的主要资源基础。 目前世界上对低渗透油田并无统一固定的标准和界限,只是一个相对的概念。不同的国家根据不同的时期石油资源状况和技术经济条件而制定,变化范围较大。根据实际生产特征,按照油层的平均渗透率可以把低渗透油田分为三类I叫:第一类储层渗透率为1O-50x10讪m ,为一般低渗透油田。此类储层的特点接近于正常储层。地层条件下含水饱和度为25 %-50 %,这类储层一般具有工业性自然产能,但在钻井和完井中极易造成污染,需采取相应的储层保护措施。第二类储层渗透率为l- lOx 1O-3J..Lm ,为特低渗透油田。此类储层含水饱和度变化较大,部分为低电阻油层,测井解释难度较大。这类储层自然产能一般达不到工业性标准,需压裂投产。第三类储层渗透率 ,它属致密低渗透储层,为超低渗透油田。由于孔隙半径很小,因而油气很难进入。这类储层已接近有效储层的下限,几乎没有自然产能,需进行大型压裂改造方能投产。 1 低渗透油藏渗流规律研究现状 国外低渗透油藏海流规律研究概况 对于单相流体低速非达西渗流问题,在1924 年,前苏联学者H. J. 1 布兹列夫斯基就对低渗透油田的渗流问题进行了研究。并提出在某些情况下,只有当外加压力梯度超过某一起始压力梯度时液体才开始流动。在石油渗流的研究中,特列宾首次提出了石油渗流不符合达西流。实验结果也表明,低渗透介质中的渗流不符合达西定律。Von Engelhardt 和Tuun( 1955) ,Hansbo( 1960 ) , Miller 和Low ( 1963) , Mitchell 和Younger(1967) , Wang 和四auvin( 1999) ,都曾发现低渗透介质中的非达西现象[4]。这些现象包括随着压力梯度的变化渗透率发生明显的变化(即流速与压力梯度不呈线性比例关系)和"启动压力梯度"(低于启动压力梯度渗流不会发生) 。由于缺少一致的实验资料,研究都是建立在一定的假设基础上的。库萨柯夫( 1940) 、特列宾(1945 )、列尔托夫( 1965) 、奥尔芬(1963)通过不同的实验发现[叫:含表面活性物质的原油渗过很细的沙时,渗透率急剧降低,渗流速度与压差不成比例变化。当流体的压力的模Igradpkλ8( 起始压力梯度)时,流体不流动。他们分段(lgradpl~À8 , lgradpl<À8 )给出了运动方程。Irmay( 1986 )也发现流体通过细粒粘土时,当水力梯度的模小于一个值之前不发生流动,并给出了达西定律变化形式。 圈内低渗透油藏渗流规律研究概况 国内,郑祥克,陶永建,门承全等IBl,在Wiggins 等人针对达西流的工作基础上,推导出含启动压力梯度的低速非达西渗流的产能方程,为解析流人动态关系(IPR) 曲线方法在低渗、特低渗透油藏中的应用提供了理论依据。并且根据建立的产能方程分析了实际油田特低渗透储层的生产动态特征,应用结果表明,该方法所得结果比试井分析以及岩心实验结果能够更好地预测特低渗透储集层的产能,且结果可满足工程分析的精度要求;谷建伟,毛振强[9J为解决低渗透油田生产参数变化与中、高渗透油田不同的问题,在考虑低渗透油藏存在启动压力、毛管力、重力等因素情况下,推导了低渗透油田油水两相渗流时生产参数含水率、无因次采油指数、无因次采液指数的变化形式,并具体分析了三种因素对生产参数的影响,结果表明,毛管力和启动压力的存在使得含水率增加,重力对含水率的影响与地层倾角有关,并且两者的存在增加了无因次采液指数,对元因次采油指数无影响;吕成远,王建,孙志刚[IOJ通过实验测定了三个不同渗透率级别的低渗透砂岩油藏岩,心样品的非达西渗流曲线,采用"毛细管平衡法"与传统的"压差一流量法"相结合,保证了非达西渗流曲线的完整性。在每块实验样品的平均渗流速度与单位粘度的驱替压力梯度的关系坐标中,利用一次函数拟合实验数据点,通过一次函数曲线切线的斜率和截距的变化来描述低速非达西渗流中岩心渗透率和启动压力梯度的变化,探讨了启动压力梯度与空气渗透率、流体粘度、驱替压力梯度的关系以及低速非达西渗流段的渗透率变化与空气渗透率和单位粘度的驱替压力梯度的关系,并回归得到了经验公式;黄爽英,陈祖华,刘京军等[11]针对低渗透砂岩油藏存在启动压力梯度的特点,以具有启动压力梯度的渗流公式为基础,求出地层稳定生产时径向流产量公式及压力分布公式,用物质平衡法求解出低渗透油田注水见效时间与注采井距的关系。结果表明低渗透油田压力波传播时间与压力梯度关系密切,注水见效时间与启动压力梯度成正比,与井距的立方成正比。该方法用于宝中区块合理井距。第7 期徐洁等低渗透油藏渗流规律及其开发对策研究现状9的确定,方案实施后,实际注水见效时间与计算值相符。吴景春,袁,贾振岐等(12)选取渗透率在 天然岩心和人造岩心进行了室内渗流实验。通过实验研究了低渗透油藏启动压差的形成机理及变化规律、非达西流动的产生条件及其渗流规律,并建立起三类流体非线性渗流时的流动方程;邓英尔,刘慈群(131根据低渗透介质非线性渗流运动规律三参数连续函数模型,用质量守恒定律及椭圆渗流的概念,建立了低渗透介质中两相流体椭圆非线性渗流数学模型,运用有限差分方法和外推方法求得了模型的解,导出了两相流体椭圆非线性渗流条件下油井见水前后开发指标的计算公式,并进行了实例分析。结果表明:非线性渗流对含水饱和度分布影响较大;非线性渗流使得水驱油推进速度比线性渗流的快,使油井见水时间提前,使得石油开发指标变差;非线性渗流使得同一时刻的压差比线性渗流的大,使石油开发难度加大。这为低渗油藏垂直裂缝井开发工程提供了科学依据;贾振岐,王延峰,付俊林等(14认为流体在低渗低速下渗流时,具有一定的弹塑性。实验证明,这种特性与介质和流体的种类和性质有关。低渗透油藏的孔隙越小、喉道越窄,孔喉比就越大,因此具有很大的比表面能和自由能。而固、液表面的分子作用力越强,则启动压力就越高。在注水开发过程中,相界面的变化引发了多种物理过程和化学反应,进而引起流体的非达西渗流特征。程时清,张盛综,黄延章等问研究了低渗透油藏低速非达西径向渗流的动边界问题,给出了高精度的积分解,分析了启动压力梯度对压力分布的影响,发现启动压力梯度越大,井底附近压力下降越快,外边界传播越慢;周涌'忻,彭仕必,李阳等问认为流体渗流的非线性和流态的多变性是复杂介质储层中的主要特征。根据实验渗流曲线的非线性特征,并结合微分原理,提出了一种广义的渗流描述法。该方法不但可以描述流体渗流的非线性,而且还能方便地确定出流体在任一流速或者任一压力梯度下的渗流方程,从而可以有效地描述渗流过程中流体流态的多变性;薛芸,石京平,贺承相[1η根据表面与胶体化学近代原理和有关实验资料,将低速非达西流动归咎于测试系统受污染而引起的实验误差、流动边界层性质异常或水膜等均难以成立。他们认为,液体在干岩样中的低速非达西流动可能与多孔介质中胶体颗粒进入孔隙流体引起的塑性流动有关,气体在含水岩样中的低速非达西流动可能与相渗透率滞后导致的水在岩样中的重新分布有关。黄延章(18)通过对大量实验资料的分析,总结给出了低渗油层中油水渗流的基本特征:( 1 )当压力梯度在比较低的范围时,渗流曲线呈下凹型非达西渗流曲线;(2) 当压力梯度较大时,渗流速度呈直线增加,直线段的延伸与压力梯度轴的交点不经过坐标原点,该点称为平均启动压力梯度; (3)渗流特征与渗透率和流体性质有关,渗透率越低或原油粘度越大,下凹型非达西曲线段延伸越长,启动压力梯度愈大。2 低渗透油藏开发对策研究现状 国外低渗透油藏开发对策研究概况国外低渗透油藏开发时间长,从美国1871 年发现著名的勃莱德福油田起,已有100 多年的历史了。国外认为,低渗透油田尤其是高压低渗透油田初期压力高、天然能量充足,最好首先选用自然能量开采,尽量延长无水和低含水开采期,他们一般都先利用弹性能量和溶解气驱能量开采,但是油层产能递减快,一次采收率低,只能达到8 %-15 %。进人低产期时再转人注水开发,采用注水保持能量后,二次采收率可提高到25 %-30 %。 经过对美国、原苏联、加拿大及澳大利亚(19)等20多个低渗透砂岩油田的调研发现,天然能量以溶解气驱为主,其次为边水驱和弹'性驱。含水饱和度最高为55 %,最低为8 %,平均为 %,一次采收率最高为30 %(美国的快乐泉弗朗梯尔"A"油藏) ,最低为 %(加拿大帕宾那油田) ,平均为 %。二次采收率最高为31 %(苏联的多林纳维果德油藏) ,最低为 %(美国的斯普拉柏雷油田)。平均为 %。据对国外油田的统计,大部分是优先利用天然能量开采,只有极少数油田投产即注水。注气也成为许多低渗透油田二次和三次开采方法,如西西伯利亚低渗透油田,采用注轻短馆分段塞、干气段塞和气水混合物达到混相驱,驱油效率比水驱提高13 %-26 %,取得了令人鼓舞的效果。斯普拉柏雷油田从1995 年起着手进行注CO2 开发可行性研究, 1997 年底已完成室内研究,随即进行矿场试验,第一年采油速度达6% 。根据国内外不同规模矿场实际,见到一定效果的三次采油方法有:混相侄驱油法、二氧化碳驱油法、水气交注、水气混注和周期注气等。据俄罗斯《石油业》2000 年报道,注气和水气混合驱油开采低渗透储层是比较有前景的。他们利用自动评价系统,对低渗透油藏的层系进行评价分析,建议对低渗透油藏进行注二氧。 化碳、注气态;怪、周期注蒸汽驱油、热水等开发方法。国外大量研究和实践证明,当前低渗透油田开发中,广泛应用并取得明显经济效益的主要技术,仍然是注水保持油藏能量、压裂改造油层和注气等技术,储层地质研究和保护油层措施是油田开发过程中的关键技术。 国内低渗透油藏开发对策研究概况 注水时机的研究:我国低渗透油田一般天然能量小,弹性采收率和溶解气驱采收率也非常低,所以需要采用早期注水、保持地层压力的开发方式,才能获得较高的开采速度和最终采收率。但对于弹性能较大和异常高压油田,可适当推迟注水时间,尽量增加无水采油量,以改善油田总的开发效果。我国低渗透油田研究表明:随着上覆压力的上升,渗透率和孔隙度呈下降趋势,而且其变化过程是一个不可逆过程。因此,低渗透油田必须早注水,以保持较高的低层压力,防止油层孔隙度和渗透率大幅度下降,保持良好的渗流条件。合理井距研究:目前低渗透油田普遍存在着注水井注不进水,形成高压区;采油井降为低压区,采不出油,油田生产形势被动,甚至走向瘫痪。解决这一矛盾的重点是适当缩小井距,合理增大井网密度。只有这样,才能建立起有效的驱动体系,使油井见到注水效果,保持产量稳定和提高采收率。合理注人压力研究:低渗透油田一般采用高压注水。但随着注水压力的不断提高, 地层压力水平也不断上升。这对低渗透油田的开发造成了一定程度的危害。如何保持合理的注人压力,是低渗透油田需要深入研究的问题。矿场试验和研究表明:对于一般低渗透油田为了恢复地层压力,提高油井产量和改善油田开发效果,注水压力可以适当提高,可以在油层微破裂情况下注水,但注人压力不能高于能够诱发套管变形或错断的临界压力。而对于裂缝性低渗透油田则要特别注意,要严格控制注水压力不能超过地层裂缝张开和延伸压力,以防止大量产生套管损坏和油井暴性水淹等严重问题。 气驱技术的研究:C02 71昆相驱、短类气体混相驱及氮气驱是提高低渗透油藏采收率的有效手段,采收率可以提高10 %-25lJ毛l观[21J。针对目前低渗透油田采收率较低的状况,应积极开展海相驱提高采收率的研究和现场试验。( 1 )注人怪类混相驱:在高压下,使注人的天然气与油层的油发生混相,形成混相带,随着注人压力的提高,混相前缘不断向前驱扫,从而把油采出来。实践证实该方法提高采收率效果良好; (2) 注CO2 : 高压下将CO2 注人油层榕解于原油中,使原油粘度降低、体积膨胀、流动性变好,如果形成混相或局部混相带,则可降低界面张力,大幅度提高原油采收率; (3)注氮气:注N2 开发由于其独特的优越性,自20 世纪70 年代中期以来,得到了迅速发展。实践证明,埋藏深的低渗透油藏最适宜注N2。在国内,注N2 开发起步较晚,于1994 年后,华北的雁领油田和江汉油田都进行了现场试验,取得明显的开发效果。压裂开发技术研究:低渗透油藏自然产能较低,一般达不到工业油流标准,必须进行压裂改造才能进行有效的工业开发,因而,压裂开发技术是低渗透油田开发的关键技术。目前"整体压裂"优化设计技术[22J是世界近期水力压裂工艺的一个重要发展,它已不是一般单井增产增注方法。而是油田总体开发方案中的一个重要组成部分。目前针对低渗透油藏的压裂工艺技术有:限流法完井压裂工艺技术、投球法多层压裂工艺技术、封隔器多层分层压裂工艺技术、COz 压裂工艺技术、高能气体压裂、复合压裂工艺技术等。 3 存在的主要问题 如前所说,低渗透渗流机理和开发技术研究已经受到国内外学者的重视,并取得了许多成果。但由于低渗透油田的开发是一项涉及面很广、技术性很深的复杂庞大的系统工程。还有许许多多的方面需要我们去探索。 主要存在的问题还有: ( 1 )低渗透油藏的注水水质对开发效果的影响,包括注人水中的水质对低渗透油藏注入压力、地层伤害、产能和井网部署的影响;(2)低渗透油藏注水压力过高,易造成套管变形等危害;(3)低渗透油田自然产能低,往往通过压裂改造,才能具有工业开采价值, 需要研究适合低渗透油田的压裂工艺技术; (4)低渗透油田原油日产量较低,用常规开采方式开采,操作成本高,经济效益差,使得这些油田难以经济有效动用; (5) 低渗透油藏的渗流存在一个启动压力。

石墨烯电池的研究现状论文

石墨烯电池会多在新能源利用市场发展,多用于汽车及电子设备当中;如果石墨烯电池能够突破快充方式则应用的面积会更广。

前景看好,石墨烯发展机遇很大,不过难度较大。据《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》显示,锂离子电池之所以能够在新能源汽车领域取得主导地位,源于过去几十年持续改进技术,缓慢但不断地提高性能。每一次性能提升的幅度虽然不大,但量变积累起来引起质变,终于实现了电动汽车的初步实用化。随着石墨烯在其他领域应用研究的继续开展,以及制备技术的成熟,石墨烯未来有成本大幅下降的可能性。在此基础上,石墨烯用于提升锂离子电池的性能将具备性价比。如果综合考量材料成本、生产工艺、加工性和电化学性能,笔者认为,石墨烯或者石墨烯复合材料实际用于锂电负极的可能性很小产业化难度不小。

它是由碳原子紧密堆积而成的二维晶体,是目前最知名也是最坚硬的纳米材料之一,具有超薄、超轻、超柔、高强度、超导、良好的导热性和透光性等特点,集良好的透光性、高导热性、高电子迁移率、低电阻率、高机械强度等多种优良性能于一身。它在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等许多领域具有广泛而巨大的应用潜力。它是引领未来高科技竞争的超级材料,被称为 "黑金 "和 "新材料之王"。石墨烯电池。石墨烯电池的现状和发展是可行的。

石墨烯电池,是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速、大量穿梭运动的特性而开发的一种新能源电池。新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池行业新的发展点。电池技术是电动汽车推广和发展的最大门槛,而电池行业正处于铅酸电池和传统锂电池都遇到瓶颈的阶段。石墨烯储能设备研发成功后,如果能够实现量产,将给电池行业乃至电动汽车行业带来新的变化。石墨烯电池的原理。石墨烯电池的现状和发展可行性。铜离子带有双正电荷,由于室温下溶液的热能,铜离子以每秒约300米的速度穿过溶液。

当离子撞向石墨烯带时,碰撞产生的能量足以使电子离开石墨烯,当它们不在原位时。电子有两个选择:它们可以离开石墨烯带并与铜离子结合,或者它们可以穿过石墨烯并进入电路。流动的电子在石墨烯中的速度比它们在溶液中移动的速度快,所以电子自然会走一条路,通过电路。正是这一点点亮了LED灯,"而释放的电子更有可能通过石墨烯表面而不是进入电解质。这就是该设备产生电压的方式。石墨烯电池的现状。石墨烯具有优良的光学、电学和机械性能,在材料科学、微纳米加工、能源、生物医学和药物输送等方面具有重要的应用前景,被认为是未来的革命性材料。

根据石墨烯电池产业的发展趋势分析,我国石墨烯产业起步较早,产业链初步形成,整个产业呈现出蓬勃发展的势头。下游厂商已经能够参与全球石墨烯市场竞争,在石墨烯研究和生产方面取得了领先优势,是我国少数能够基本与国际先进国家接轨的新兴产业之一。石墨烯电池的现状和发展可行性。就石墨烯的发展现状而言,世界上已有80多个国家和地区开展了石墨烯研究。一般来说,世界各国前期的支持政策主要集中在石墨烯基础研究方面,注重石墨烯制备技术的开发等。

目前,大部分都是围绕石墨烯产业链的中游,以石墨烯功能器件的研发为主,着力推动石墨烯产业向下游转移。预计未来5-10年,对石墨烯产业的支持仍将集中在石墨烯中游产业链上,以进一步加快石墨烯的产业化进程。石墨烯电池的发展可行性。石墨烯电池的现状和发展可行性。纵观中国乃至世界,石墨烯产业化和材料革命正处于突破的前夜。虽然目前石墨烯的应用还没有大规模投入市场,存在风险和不确定性,但未来的发展潜力和动力是巨大的。由于铅酸电池市场巨大,石墨烯在这一领域大有可为。

国外重晶石研究现状分析论文

杨华明 胡岳华 张慧慧

(中南大学资源生物学院,湖南长沙 410083)

摘要 以重晶石粉为基体,用化学共沉淀技术表面包覆掺杂的锡氧化物制备复合导电粉末。 采用正交实验设计方法,确定了复合导电粉末制备的优化条件,制得平均粒径为μm、电阻率为Ω·cm的复合导电粉末。研究了导电粉末用量对涂层电阻率的影响,当粉末添加量在20%~45%时,所制备导电涂料的电阻率仅为10Ω·cm。导电涂料对于频率小于100MHz的电磁波可以达到中等屏蔽值(40 dB),可应用于手机、笔记本电脑、电子医疗设备和军事设施等领域的抗电磁波干扰。探讨了导电粉末在导电涂料中的导电网络及赋存状态,认为导电粉末在涂料中的良好分散性并形成网络结构是确保涂料导电性的关键。

关键词 超细重晶石粉;复合导电粉末;掺杂;导电涂料;屏蔽特性

第一作者简介:杨华明,男,38岁,浙江省绍兴市人,博士、教授、博士生导师,主要研究领域为矿物资源精加工、功能矿物材料和无机非金属材料。电话:;E-mail:。

一、前言

导电粉末已广泛用于电子电器、航空航天、军事、电磁屏蔽和抗静电等领域,传统的导电粉末有金属粉末、炭黑、石墨、碳纤维、金属纤维和金属氧化物等。其中,金属粉末价格较贵,易氧化而降低导电性能;金属纤维混合分散不均,加工过程中易折断和发生取向,只用于导电性能要求特别好的电磁波屏蔽等场合;石墨所需的添加量较大(wB=30%),使制品的性能变脆;碳纤维价格昂贵;金属氧化物粉末的导电性能较差;实际应用较多的是炭黑,尽管炭黑能赋予材料优良的导电性能,但是其色彩单一、着色性差的缺点很难满足不同领域和用户的要求。一般用于导电材料的导电粉末,要求其电阻率小于10Ω·cm。通过某些物理化学处理,把价格低廉的天然矿物加工成复合导电粉末,将促进导电复合材料的发展,也为矿物的高附加值开发提供一条新的途径。本文以重晶石粉为基体、采用化学共沉淀技术来制备复合导电粉末,并应用正交实验方法优化制备工艺。

二、实验方法

将重晶石矿物原料进行提纯、分级、粉碎,采用搅拌球磨机,以φ30mm的ZrO2球作介质,细磨得到不同粒径的超细重晶石粉。所用试剂四氯化锡(SnCl4·5H2O)、三氯化锑(SbCl3)、氢氧化钠和盐酸均为分析纯。激光法测粉体的粒度,白度仪测粉体的白度。

导电粉末制备的基本过程:取适量的超细重晶石粉置于一个500 mL的烧杯中,加蒸馏水(固体浓度为40%)搅拌,加热到设定的温度,将按比例配好的SnCl4/SbCl3盐酸溶液和40%左右的NaOH溶液分别均匀滴加,并使其维持在相应的pH值。滴定应控制在15~20 min内完成,继续搅拌10 min。取出烧杯后静置20~30 min,经过滤、蒸馏水多次洗涤,并除去游离的Cl-(可用AgNO3溶液检验至无白色沉淀生成)。滤饼经烘干、研磨成粉末,再置于瓷舟中在设定温度下焙烧30 min,冷却即可。

粉末电阻率测试:将粉末装入有机玻璃模子中,用电阻测定仪测量粉末电阻R,再由公式ρ=R×A/H[式中ρ为粉末电阻率(Ω·cm),R为实测电阻值(Ω),A为粉末柱横截面积(cm2),H为粉末柱高度(cm),本实验中A= cm2],计算得到粉末的电阻率ρ。

使用的仪器设备为:ZJM-20搅拌球磨机,DT890A型电阻测定仪(0~200 MΩ),5-12型箱式电阻炉,Hydro-2000MU粉末粒度分析仪(Malverm公司),Autosorb-Ⅰ型比表面积测定仪和WSD-Ⅲ型白度仪。

根据以前的相关研究结果,影响导电粉末电阻率的主要因素有SnCl4·5H2O/SbCl3摩尔比、水解pH值、SnCl4·5H2O用量、水解温度和焙烧温度。本文采用正交实验设计:5 因素、4 水平的正交表L16(45)见表1。

表1 正交实验的因素及水平

三、复合导电粉末的制备

(一)正交实验结果

按照表1设定的条件进行实验研究,计算所得的粉末电阻率ρ见表2。

表2 正交实验的结果

注:超细重晶石粉基体的平均粒径μm,白度,比表面积 m2·g-1。

(二)极差分析

正交实验的极差分析见表3,用Kij表示第j列上水平号为i的各组试验验结果之和, 表示因素j第i水平的实验指标平均值(平均电阻率),极差Sj表示因素j的4个水平中平均实验指标的最大与最小值之差。由下式:

表3 正交实验的极差分析

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计算 、Sj,结果列入表3。本实验中的实验指标即为粉末电阻率ρ,并且要求电阻率越小越好,即min{ }对应水平为该因素j的最佳条件。

由直观分析可得,制备重晶石基复合导电粉末的最佳工艺条件为A1B2C4D1E3,即水解pH值,SnCl4·5H2O/SbCl3摩尔比15∶1,SnCl4·5H2O为15%;水解温度50℃;焙烧温度600℃。极差Sj越大表明该因素对实验结果影响越大,由表3可看出因素主次关系为C>B>A>E>D,即各因素对粉末电阻率影响由大到小依次为SnCl4·5H2O用量、SnCl4·5H2O/SbCl3摩尔比、水解pH值、焙烧温度、水解温度。

(三) SnCl4·5H2O用量对粉末电阻率的影响

从上述正交实验中表明,SnCl4·5H2O用量对粉末电阻率影响最大。导电粉末的导电性能主要取决于粉末基体表面的掺锑SnO2包覆层。物料配比一定时,SnCl4·5H2O的加入量过少,基体表面不能完全被包覆或包覆层很薄而难以形成连续的导电网络结构,导电粉末基体的暴露点增多。随着水解反应物料量的增加,导电网络结构逐渐形成并完善。此时,导电粒子表面可以看作是由无数个并联的小电阻,粉末电阻率降低。当粉末量到达一定量时,导电网络已经形成,导电粉末的电阻率随加料量的增加而趋于不变。在 SnCl4·5H2O/SbCl3比例一定的情况下,随着SnCl4·5H2O量的增加,Sb5+取代Sn4+而进入晶格中,使导电粉末的外观颜色变深。本实验固定其他条件(均为正交实验的最佳条件),研究SnCl4·5H2O用量对实验结果的影响,如表4所示。由表4可看出,随着SnCl4·5H2O加入量的增多,导电粉末的导电性能增大,这一结果与上述正交实验的结论相一致,但粉末白度降低,颜色加深。

表4 SnCl4·5H2O用量对粉末电阻率的影响

注:用作基体的超细重晶石粉,平均粒径μm,白度,比表面积 m2·g-1

(四)原料粒径对粉末电阻率的影响

原料粒径对粉末的导电性也有很大的影响。粉末电阻率测定有如下的关系:

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式中:Rs为粉末电阻的测定值;R为粉末粒子电阻;R1为粒子之间的接触电阻;R2为粒子内部的微气孔产生的电阻值;R3为试样与压柱之间的电阻。

通常,R2、R3值不大,可忽略,R值对某种粒子来说是常数。因此,测试电阻值Rs主要取决于R1值。粒径越小,单位体积的试样中的粒子个数增加,粒子之间的接触电阻R1值增大。另一方面,粒径太大不利于水解产物的均匀吸附,且不能满足某些领域的应用要求。固定由正交分析确定的最佳条件而改变重晶石基体粒子的细度进行试验,结果如表5所示。当原料平均粒径为μm时,产品的体积电阻率最低(Ω·cm),达到了同类产品标准。

表5 原料粒度对导电粉末电阻率的影响

注:d0和S代表重晶石粉末的平均粒径和比表面积;ρ和d代表导电粉末的电阻率和平均粒径。

四、锑掺杂锡氧化物的缺陷与能级效应

利用重晶石的天然特性,在重晶石表面覆盖一层掺锑的SnO2层就可以制得导电性能优良的浅色导电粉末。纯的SnO2导电性能差,经过适当的掺杂处理后则具有半导体性质。根据能带理论的能级模型,当禁带宽度降到一定程度时,室温下,热能(晶格振动)就可使电子跃迁到导带而实现导电。在半导体每单位体积的载流子数一般比每一单位体积的原子数要少得多。绝缘体、半导体与导体的能级模型如图1所示。

图1 绝缘体、半导体及导体的能带模型

阴影为电子占据的范围

绝缘体禁带较宽,一般大于4eV,满带上的电子被激发的几率极小,不能导电;而半导体的禁带的宽度较小,电子被激发的几率较大,有一定的导电能力。图2为费米能级与温度的关系。复合导电粉末的制备过程中,采用锑掺杂锡的氧化物,并通过掺杂以期达到获得高性能的产品,锑掺杂氧化物Sb:SnO2的能级见图3。

图2 费米能级与温度的函数关系示意图

1—施主半导体;2—受主半导体;3—导带中电子简并

图3 掺杂锡氧化物Sb:SnO2的能级图

掺杂可以增加基体的导电能力,这也是半导体导电的主要原因;同时,掺杂缺陷的存在引起非整比化合物的生成,这类非整比化合物对材料的导电性能有很大的影响。根据晶体学可知,缺陷反应中填隙类型存在的可能性不大,而由于离子半径大小,形成氧空位的可能性也不大。

由于氧离子半径较大,锑掺杂锡氧化物最主要的掺杂反应是:

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五、复合导电粉末在涂料中的导电网络

抗静电和导电涂料是复合导电粉末的最大应用领域,环保、功能性涂料已成为国内外研究的重点。导电性主要取决于导电粉末在聚合物基料中的分散状态,若分散不均匀,则整个复合体系不具有导电性,当粉末颗粒均匀的分布在聚合物基体中,形成网络状,整个复合体系才会具有导电性。影响涂料导电能力的关键因素有两个:一是粒子之间的接触数目,这实际上即导电通道的多少;二是粒子之间接近程度。图4表示导电粉末在导电涂料中的存在形式,图5表示导电涂料中的粉末颗粒在涂膜形成过程中可能出现的接触状态和等效电路。

图4 导电粉末在导电涂料中的赋存状态

图5 粉末颗粒的接触状态和等效电路

六、复合导电粉末用于生产屏蔽涂料

复合导电粉末一个重要的用途是生产抗静电和屏蔽涂料,广泛应用于储油设施、电子元件封装、超净化环境、国防设施、防腐工程和电磁波干扰(electromagnetic interference,EMI)等领域。随着工业的日新月异,对导电涂料的要求也越来越高,早先开发出的静电涂料在使用中暴露出许多问题来:以金属系粉末(如金粉、银粉、镍粉)为主的导电涂料的导电性好,但其价格昂贵,使用价值不大;铜粉价廉,但易被氧化;碳系粉末为主的导电涂料的导电性和耐腐蚀性好,但耐油性和附着力差,并且涂料的颜色较深。为了解决上述问题,德国、法国、日本等国家分别在20世纪90年代研制出以金属氧化物为导电粉末的浅色、白色导电涂料,但成本较高。

图6 导电粉末填充量对屏蔽涂层电阻率的影响

图7 屏蔽涂层的屏蔽效应

采用本项目研制的高性能复合导电粉末,通过考察其用量对涂层电阻率的影响(图6),涂层电阻率用ACL 385型电阻率测试仪检测。当粉末添加量在20%~45%时,所制备的丙烯酸屏蔽涂料涂层的电阻率小于10Ω·cm,而纯丙烯酸涂料电阻率大于105Ω·cm。

根据Schelunoff理论,屏蔽效应的总和S为

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当复合导电粉末(ρ电阻率)的用量为20%、涂层厚度(t)为40μm时,屏蔽涂料的效果与频率(f)的关系见图7,这种涂层对于频率小于100 MHz 的电磁波可以达到较好的屏蔽值(35~40 dB),可应用于手机、笔记本电脑、电子医疗设备、电子计量等电子产品的抗电磁波干扰。

Preparation and Application of Advanced Barite-matrix Composite Conductive Powders

Yang Huaming,Hu Yuehua,Zhang Huihui

(School of Resources Processing and Bioengineering,Central South University,Changsha 410083,China)

Absract:Barite-matrix composite conductive powder coated with antimony-doped tin oxide(Sb-SnO2/BaSO4,SSB) has been successfully prepared by chemical co-precipitation optimum processing parameters of preparing composite conductive powder are determined by orthographic conductive powder with μm of average particle diameter and Ω·cm of volumetric electric resistivity is prepared under the optimum of SSB percentage on resistivity of coated layer was resistivity of acrylic acid paint was only 10Ω·cm when percentage of SSB reaches 20%~45%,which indicates interesting application potential in several paint with SSB as filler shows excellent shield value(40dB) to electromagnetic waves of less than can be widely applied in the fields of mobile phone,notebook PC,medical facility,electronic measuring apparatus and military establishments for antijamming of electromagnetic network and condition of conductive powder in conductive paint were primarily discussed,it is indicated that well dispersion and network formation of conductive powder in paint is the key to keep better conductive property of paint.

Key words:ultrafine barite powder,composite conductive powder,doping,conductive paint,shield property.

沉积岩型铅锌矿床是指赋存于碳酸盐岩和硅质碎屑岩中,且成因与岩浆活动无关的一类铅锌矿床,是世界上铅锌资源的主要来源(Leach et al.,2005)。根据赋矿围岩岩性和成矿元素组合的不同,可细分为砂岩型(Sandstone-type,SST)铅矿、砂岩型铅锌矿、密西西比河谷型(Mississippi Valley-type,MVT)铅锌矿、沉积岩容矿块状硫化物型(Sedimentaryexhalative,SEDEX)铅锌矿4类。其中SEDEX 型矿床主要形成于陆内裂谷-裂陷环境,是对流循环的中温(220~290℃)、中低盐度(3%~13%)流体(Basuki et al.,2004)发生喷流-沉积作用形成的同生块状Pb-Zn硫化物矿体,呈层状和透镜状赋存于碎屑岩建造中(Large,1988;Sangster,1990;Huston et al.,2005)。MVT铅锌矿是指赋存于台地碳酸盐岩中成因与岩浆活动无关的浅成后生层状铅锌矿床(Leach et al.,1993),因其代表地区位于美国中部密西西比河流域而得名(Leach et al.,2005)。MVT铅锌矿床提供了世界上约25%的铅锌资源,它们分布于全球,以北美和欧洲最为丰富(Leach et al.,2005)。MVT型矿床主要形成于陆内裂谷盆地(Clendenin et al.,1990;Sangster,1990)或造山带前陆盆地环境中(Bradley et al.,2003),是低温(80~220℃)、高盐度(>15%)、高氧逸度的盆地卤水长距离运移汇聚(Garven,1985,1986,1995;Leach et al.,1986;Chi et al.,1998;Nakai et al.,1990),并在未变形的台地型碳酸盐岩建造内部淀积Pb-Zn硫化物而形成的后生矿床(Sverjensky,1986,1987,1989;Sangster,1990;Leach et al.,1993)。SST型矿床以海相石英砂岩含矿建造及铅锌矿石高Pb/Zn值(Bjorlykke et al.,1981)区别于MVT型矿床。SSC型矿床又称砂岩型Cu矿,通常产于砂岩红层内部,与富含硫酸盐的膏盐建造和还原前锋密切相关(Misra,2000),主要含水层为红层本身(Bjor-lykke et al.,1981),盆地卤水具有中等盐度和中性pH值,成矿物质通过盆地卤水从红层萃取而来(Misra,2000)。近年来,对这4类矿床的深入研究,有效地指导了铅锌矿床的找矿勘查。

以沉积岩为容矿围岩的铅锌矿床种类繁多,储量巨大,是世界上铅、锌资源的主要来源(杨庆坤等,2010),一直受到广大矿床地质工作者的重视。由于这类铅锌矿床分布广泛,成因复杂,其成矿作用和成矿规律已经成为当前区域成矿学研究的前沿热点之一。

一、MVT矿床基本特点

MVT型铅锌矿是指赋存于台地碳酸盐岩中,提供了世界上约25%的铅锌资源,它们分布于全球,MVT型矿床主要形成于陆内裂谷盆地或造山带前陆盆地环境中,并在未变形的台地型碳酸盐建造内部淀积Pb-Zn硫化物而形成的后生矿床。

MVT矿床又具有以下基本特点(Leach et al.,2005):①矿床产出于造山带边缘前陆环境或靠近克拉通一侧的沉积盆地环境;②容矿围岩以白云岩为主,仅有少数矿床产于灰岩中;③矿床具有后生特征,其形成与岩浆活动无直接联系;④可发育层控的、断层控制及受喀斯特地形控制的矿体,矿体形态变化较大,可以为层状、筒状、透镜状、不规则状等;⑤矿物组合简单,主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿、白云石、方解石和石英,仅在少数矿床/矿区发育重晶石和萤石,个别矿区发育有含银或者含铜的矿物;⑥硫化物通常交代碳酸盐岩或充填开放孔隙空间,组构变化较大,矿石由粗粒到细粒,由块状到浸染状;⑦围岩蚀变主要有白云岩化、方解石化和硅化,主要涉及围岩的溶解作用和重结晶作用等;⑧最重要的控矿因素为断层、破碎带和溶解坍塌角砾岩等;⑨成矿流体为低温中高盐度盆地流体,温度一般为50~250℃,盐度一般为10%~30%;⑩金属和硫具有壳源特征。

二、MVT矿床研究方法

型铅锌矿流体包裹体

流体包裹体:对于MVT这类低温热液矿床而言,流体包裹体的温压数据是研究成矿系统的基础,也是地球化学分析的基本方法。对不透明矿物流体包裹体观察的红外显微技术在矿床学研究中也有重要意义(张本仁,2005)。

Leach等(1993)和Basuki等(2004)对MVT矿床统计,包裹体均一温度为50~250℃,但多在90~150℃之间,这一温度通常比矿化时正常的地温梯度或估算的地层埋藏温度要高,可能与盆地下部存在热对流或者矿床下部基底岩石中有深部循环流体上升影响正常地温梯度有关(Leach et al.,2005)。包裹体的盐度在10%~30%之间(Leach et al.,2005),许多MVT矿区,如爱尔兰Midland地区、密苏里地区、上西里西亚地区和Cevennes山脉地区,矿床的形成温度超过由地温梯度推算的温度(据埋藏的地层厚度估算),故推断MVT矿床可能形成于高地温梯度的环境中,或与盆地深部对流热传递(密苏里地区)或基底岩石中深部循环的上升流体(波兰U per Silesia和爱尔兰Midland地区)有关(Leach et al.,2005)。包裹体的盐度在10%~30%之间(Leach et al.,2005),与油田水组分相似,反映了MVT铅锌矿成矿流体为盆地卤水起源(Hanor et al.,1979)。Hanor等(1979)认为主要是蒸发盐溶解、同源盐卤水混入或者发生过蒸发作用的地表水渗入导致了卤水的形成。Kharaka等(1987)及kesler等(1996)利用现代盆地卤水中离子含量判断源区,基本支持Hanor等(1979)的观点。

型矿床同位素测年

氧、碳同位素:碳酸盐岩是MVT铅-锌矿的赋矿围岩,用δ18O,δ13C值可以指示碳酸盐类矿物的形成背景。应用共生矿物对的氧同位素来反演成矿温度是其重要的应用之一。在川滇黔地区从含矿方解石、白云石到近矿的碳酸盐岩围岩δ18O和δ13C值有升高的趋势,表明成矿流体应该含有富集轻18O 和13C 等同位素的大气降水,而作为围岩的沉积碳酸盐岩(灰岩、白云岩等)则富集重同位素(周朝宪,1997;张长青,2005)。

铅同位素:MVT铅-锌矿床多数情况下呈现混合型铅同位素演化。利用铅同位素的演化线可分析成矿物质的来源,铅同位素组成则可探讨其成矿物质的多源性。青藏高原东北部多数贱金属矿床的Pb同位素组成介于区域上地壳Pb组成范围内,类似于MVT型矿床,显示Pb等金属元素来源于上地壳岩石(Vaasjoki et al.,1986;Sangster,1990)。

同位素定年:目前主要的同位素定年有Rb-Sr,Sm-Nd,U-Th-Pb等。其中SmNd同位素定年法是近几年才开始应用的,某些陆壳中的热液矿床的形成过程中稀土元素内部会发生分馏,致使一些热液矿物的Sm/Nd值变化很大,甚至远高出地壳岩石的正常值(李华芹,1992;彭建堂,2003)。

3.控矿因素

MVT地区铅锌矿主要控矿因素为断层破碎带、溶解坍塌角砾岩、生物礁-生物碎屑碳酸盐组合及基底隆起等(Repetski,1996)。其中断层和破碎带是MVT地区重要的控矿因素,许多矿体集中产于张性断层带内及其附近,如爱尔兰Midland(Hitzman,1999)和Upper Silesia地区矿石集中于正断层中(Kibitlewski,1991);Viburnum Trend矿体集中产于与扭性断层有关的张性空间中(Clendenin,1993;Clendenin et al.,1994);密苏里地区矿体集中于张性断层内(Hudson,2000);在Cevennes山脉地区,走滑断层之间的张裂带对矿石起着重要控制作用(Bradley et al.,2003)。矿体沉淀均与碳酸盐礁杂岩有关,如Pine Point矿体位于溶解坍塌角砾岩中,角砾岩发育于生物礁-生物碎屑碳酸盐组合中(Rhodes et al.,1984)。

型铅锌矿成矿流体运移

目前,MVT型铅锌矿成矿流体运移主要存在3 种模式,即沉积和压实作用模式、地形或重力驱动模式及热-盐对流循环模式。

沉积和压实作用模式:驱使流体发生运移的原动力为沉积压实作用和成岩过程中孔隙度变化引起的压力梯度。Cathles等(1983)认为沉积盆地发生快速沉积和压实作用,在上覆地层压力和侧向应力存在的情况下,流体迅速转移,在矿集区内形成异常高压,因此流体包裹体温度通常超过正常压力梯度下的温度。

地形或重力驱动模式:其过程为流体在重力的驱动下,在盆地边缘造山隆起区,在页岩地层的阻隔下,沿碳酸盐岩或砂岩等透水层运移。该模式可以很好地解释北美地区的Pine Point矿床流体沿Slave 湖剪切带运移的过程(Hitchon,1993)。Bethke 等(1988)模拟了Ouachita造山带流体从Arkorma盆地边缘隆起部位流动的过程,很好地解释了浅部地层经历高温和岩石中具有较高水岩比值的特征。

热-盐对流循环模式:热-盐对流循环形成于伸展环境下的流体温度和盐度的增高,裂谷盆地形成阶段是重力驱动流体系统向热-盐对流循环系统转化的开始。长时间的小规模对流循环可以形成大面积的碳酸盐化作用(Morrow,1998)。Russell(1986)提出密度驱动是爱尔兰Midland地区主要的流体运移机制,最终导致矿体主要沿后期活化的加里东构造带分布。

三、特提斯成矿域与沉积岩有关的铅锌矿床成矿特征

特提斯成矿域中与沉积岩有关的铅锌矿床分布广泛、延伸稳定,从土耳其的西南部沿Taurus带向东经伊朗的铅锌矿带,至巴基斯坦,再从青藏高原东部向南至中南半岛泰国等地。这条铅锌矿带中包含有不同成因类型、不同成矿背景的众多矿床,显示出特提斯演化的复杂性和成矿的多样性。

现有资料表明,伊朗、土耳其等地的铅锌矿床都受白垩纪末—中新世大陆碰撞挤压的影响,流体大规模运移形成。土耳其的Taurus成矿带,代表矿床有Bayindir层控铅锌矿床位于西安那托利亚的曼德列斯地块北部,含矿层位出露于南北走向的平卧褶皱的核部及两翼。铅锌成矿年龄为早奥陶世,与奥陶纪—早志留世的Sb-Hg-W组合具有相似的成因,铅锌成矿与同期海相火山活动有关(O.ÖDora.,1977)。位于土耳其中部Yahyali地区,产出有9个铅锌矿床,均为碳酸盐岩容矿,层控、构造控矿特征明显,其围岩为破碎结构及岩溶包含结构。这些矿床大多经历了风化和表生过程,矿石品位为18%~34%锌,2%~10%铅。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、白铁矿、黄铁矿及表生矿物针铁矿、菱锌矿、铜蓝及铅矾等;脉石矿物有白云石、方解石和石英。原生矿床(如Goynuk和Celaldagi Desandre)形成于晚三叠世—早白垩世的稳定大陆边缘,而再生矿床则发生于大陆边缘块状断层的形成过程中(Osman Koptagel et al.,2005)。

伊朗Zagros造山带中的Kuh-e-Surmeh矿床、Sanandaj—Sirjan构造带中的Irankuh矿床(Ohazban et a1.,1994)、Anjireh-Vejin矿床,与Emarat及Irankuh同在Malayer-Esfahan成矿带,萨南达-锡尔詹缝合带(Sanandaj-Sirjan zone)中部。为著名的四大矿山(Reichert,2007):Irankuh(储量20mt,品位和),Emarat(储量10Mt,品位及),Ahangaran(储量,品位)及 Takiyeh(Rajabi A et al.,2012)。此外,还有很多矿床正在勘探,前景十分广阔(如Anjireh-Tiran铅锌储量,品位;Robat和Kuhkolangeh铅锌储量,品位)。萨南达-锡尔詹缝合带的演化主要与二叠纪新特提斯洋的形成有关,而后者在白垩纪到第三纪(古近-新近纪)随着阿拉伯板块和伊朗板块的汇聚及陆陆碰撞而消亡(Mohajjel et al.,2003;Agard et al.,2005;Ghasemi et al.,2005)。Malayer-Esfahan成矿带内发育巨量铅锌矿床,均为白垩纪碳酸盐岩容矿。虽然硫化物矿石是该带的主要矿石类型,次生非硫化物矿石也是很常见的(如Irankuh矿区)。Irankuh Zn-Pb-Ba矿床产于早白垩世碳酸盐岩地层,成矿流体沿Irankuh断裂运移、汇聚沉淀。该矿床具层控特征,矿体为透镜状,矿石主要为开放空间的充填类型,矿物组合主要有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和白铁矿,非硫化矿物有重晶石、白云石、菱锌矿和少量石英。其成矿过程可解释为晚石炭世造山环境中的卤水运移到断裂引起的扩张区,与海相成因的富硫酸盐的流体混合而形成的矿床(Ghazban F et al.,1994)。

伊朗的Kuh-e-Surmeh矿床是赋存于晚二叠世层状灰岩、白云岩中,位于伊朗西南部Zagms造山带Simply前陆褶皱冲断带中,是与造山有关的MVT矿床。矿化主要充填于开放空间条件下的角砾碳酸盐岩中(Liaghat et a1.,2000),平均含Zn 12%,Pb ,可采达矿石990000 t。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿及少量黄铁矿、白铅矿、铅矾;脉石矿物有白云石、重晶石、石膏和方解石。矿床成因可以解释为区域构造压实作用使Zard-Kuh盆地脱水,驱使盆地源流体进入多孔的Dalan组角砾状白云岩岩石中,在高盐度(15%)低温条件下(重晶石、方解石包裹体均一温度为50~150℃)沉淀成矿(Liaghat et a1.,2000)。该类矿床的形成是由于晚白垩世—古近纪弧后盆地关闭,挤压作用导致盆地卤水长距离运移,并在成矿条件好的早白垩世地台型碳酸盐岩建造内沉积成矿(Farhad Ehya et al.,2010)。

在巴基斯坦和印度地段主要表现为伸展成矿,具同生层控的特点,赋存有巴基斯坦Lasbela-Khuzdar喷流-沉积型(SEDEX)铅锌矿带。大地构造上属印度古老陆块西北缘,在侏罗纪新特提斯洋盆扩张时,该区为新特提斯洋盆南部的被动陆缘,沉积有杜达(Duddar)、苏迈(Surmai)、贡嘎(Gunga)、顿格(Dhungei)4个矿床,构成著名的巴基斯坦Lasbel Khuzdar铅锌矿带(Silitoe,1978;Turner,1992;Jankovic,2001;Leach et al.,2005b)。

进入青藏高原东部,为挤压驱动流体、后生成矿模式,但含矿建造时代、矿体赋存方式等也不尽相同。卡兰古铅锌矿床位于塔里木板块西南缘的晚古生代碳酸盐台地环境中。该矿床受卡兰古向斜控制,矿体主要产于向斜两翼的白云岩或白云岩化灰岩中,矿体形态复杂,富矿段往往赋存于多组断裂构造交汇部位。矿石根据其结构大体可分两类:一类呈角砾状构造,硫化物呈浸染状,共(伴)生赤铁矿和磁铁矿;另一类矿石中硫化物以胶状、草莓状结构为主。矿物成分主要为方铅矿;其次有黄铜矿、黄铁矿及一些次生矿物;脉石矿物主要为白云石、方解石等。在成矿作用过程中,成矿金属(铅锌)以硫氢配合物形式迁移,喜马拉雅期逆冲推覆褶皱作用所引发的大规模热卤水运移、循环,导致了矿物质的进一步富集、沉淀(匡文龙等,2002)。

青藏高原东北部许多重要的喜马拉雅期硫化物矿床,如滇西金顶巨型铅锌矿床、白秧坪超大型Ag-Cu-Pb-Zn矿集区和金满中型Cu矿床及青南莫海拉亨、东莫扎抓大型铅锌矿床和茶曲帕查铅锌矿床(超大型远景)等,均产于碰撞造山带环境。这些MVT型矿床、矿点的时空分布和矿化特征表明,在青藏高原东北部形成了一个长达1000km、受大规模逆冲推覆构造系统控制的铅锌多金属矿带(侯增谦,2008)。作者研究认为东莫扎抓铅锌矿赋存于上三叠统结扎群波里拉组灰岩中,矿体呈层状、似层状产于角砾发育灰岩中,矿石矿物以闪锌矿、方铅矿为主,脉石矿物主要为黄铁矿、白云石、方解石、石英等,矿石呈角砾状、脉状构造,胶状、粒状结构,受层间断裂控制赋存于碳酸盐岩组矿床。

赋存于由碳酸盐岩组中Pb,Zn矿床向南延续至中南半岛,泰国等地的铅锌矿床是白垩纪末—中新世受大陆碰撞挤压的影响,流体大规模运移形成。泰国的Padaeng矿床,位于泰国西部Mae Sod附近,是世界上第一个次生的非硫化物型铅锌矿(Reynolds et al.,2003),目前的资源数量为亿t,Zn品位为。由于多雨潮湿,该矿床大部分已氧化成为非硫化物型Zn矿。该矿床产于中侏罗统碳酸盐-碎屑岩岩系中,位于NW向Padaeng断裂上盘,层控特征明显,产于NW倾向、高度风化的中侏罗世白云质砂岩。非硫化物型Zn矿石主要为菱亚铅矿,含少量菱锌矿和水锌矿,硫化物型铅锌矿化广泛发育在Padaeng矿床附近,如Pha De和Hua Lon矿床,富闪锌矿,含少量方铅矿和黄铁矿,矿体属层控型,填充于小规模的开放空间中。非硫化物型矿床形成于中新世的Mae Sod山间盆地边缘,由于硫化物矿体抬升、氧化而成。

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