“白云石問題”無疑是地質(zhì)學(xué)上最有趣且最長久的難題之一。作為一種常見的碳酸鹽礦物,白云石在地質(zhì)歷史時期大量發(fā)育,卻在現(xiàn)代海洋環(huán)境中鮮少沉積。盡管在過去的幾十年里研究者們開展了大量實驗室工作,致力于在模擬自然條件下合成白云石晶體,但是迄今為止,幾乎沒有在100℃以下成功合成白云石的報道。實驗室低溫合成的失敗限制了人們對于低溫白云石形成路徑及陽離子有序結(jié)構(gòu)形成機(jī)理的認(rèn)識,使得白云石的成因仍處于爭議之中。類白云石結(jié)構(gòu)碳酸鹽是一系列具有與白云石類似的陽離子有序結(jié)構(gòu)的雙金屬碳酸鹽。由于其與白云石在化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)上的高度相似性,研究類白云石結(jié)構(gòu)碳酸鹽的結(jié)晶行為和形成路徑將有助于了解白云石的成因機(jī)制。為此,本論文選擇兩種含鎂類白云石結(jié)構(gòu)碳酸鹽作為研究對象,采用低溫礦物學(xué)合成方法在環(huán)境條件下開展一系列礦化實驗,研究其在低溫下的形成路徑及晶體結(jié)構(gòu)的演化,并重點關(guān)注溶液化學(xué)對其結(jié)晶行為的影響。此外,在實驗室合成工作的基礎(chǔ)上,開展對含鎂類白云石結(jié)構(gòu)碳酸鹽晶體微結(jié)構(gòu)的表征研究,嘗試從晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的角度對包括白云石在內(nèi)的類白云石結(jié)構(gòu)礦物不同的形成動力學(xué)作出解釋。相關(guān)成果的取得將有助于構(gòu)建對類白云石結(jié)構(gòu)礦物形成... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：166 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２白云石晶體內(nèi)部原子分布平面示意圖??

?第１章緒論???ｏ??Ｔ—??ｓ??Ａ??＾?ＧＴ?Ｐ??ｄ?ｊｆ?ｃｓｉ??乙?Ｓ?Ｓ??Ｓ?ｆｅ?ｓ??ｄ?ｉｎ??ｃｍ?ｃ〇?寸??！?．?，?Ｊｌｉ?？?．?ｉ?ｈ?Ａ?…??Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．??２０?３０?４０?５０?６０??２６?（Ｄｅｇｒｅｅ）??圖１．３天然白云石（產(chǎn)地：安徽青陽）的Ｘ射線衍射譜圖。紅色箭頭標(biāo)記為白云石超結(jié)構(gòu)??衍射線（１０１）、（０１５）和（０２１）??１．１．１白云石可能的形成機(jī)制??兩個世紀(jì)以來，基于大量的自然觀察，研究者們針對白云石成因提出了次生??交代、原生沉淀以及微生物成因三種主要的形成機(jī)制（ｅ．ｇ．，?Ｗａｒｒｅｎ，?２０００；?Ａｌ－Ａｗａｄｉ，??２００９；?Ｇｒｅｇｇ?ｅｔ?ａｌ．，２０１５；?Ｐｅｔｒａｓｈ?ｅｔ?ａｌ”?２０１７）。??１．１．１．１次生交代??次生交代，即白云巖化（Ｄｏｌｏｍｉｔｉｚａｔｉｏｎ）過程，是一種被地質(zhì)學(xué)界廣泛接受的??白云石形成機(jī)制。白云巖化過程是指先行存在的灰?guī)r在低溫下向白云巖轉(zhuǎn)化的過??程。最初的研究認(rèn)為，己存在的灰?guī)r與富鎂的火山蒸汽（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ－ｒｉｃｈ?ｖｏｌｃａｎｉｃ??ｖａｐｏｒｓ）作用，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為白云巖（ｅ．ｇ．，ＶｏｎＢｕｃｈ，１８２２；Ｋａｒｓｔｅｎ，１８４８）。然而，富??鎂火山蒸汽在沉積環(huán)境中十分罕見，因此“滲透的富鎂流體”這種可能性逐漸取代??了由Ｖｏｎ?Ｂｕｃｈ?（１８２２）和Ｋａｒｓｔｅｎ?（１８４８）分別提出的富鎂火山蒸汽以及“白云巖化??氣體”（／）—細(xì)兩種假說。更進(jìn)一步，研究者們根據(jù)白云巖形成的特?

?第１章緒論???ｓ?＞蒸發(fā)作用＜??二＾０觸人Ｎ??－糖．ｇ????Ｊ??ｒ２０ｃｍ?、??Ｌ＿?滲流?潮下帶??°?１００ｍ?????＊等高線表示沉積物中白云石的百分比，注意其與大潮高潮面的強(qiáng)烈相關(guān)性??圖１．４薩布哈平原（Ｓａｂｋｈａ，Ｑａｔａｒ?ｐｅｎｉｎｓｕｌａ，?Ａｒａｂｉａｎ?Ｇｕｌｆ）近潮沉積物中白云石形成模式??示意圖（修改自Ｗａｒｒｅｎ，?２〇００）??白云巖成因模式（ｅ．ｇｑＷａｒｒｅｎ＾?２０００；王茂林等，２０１３）。其中主要的六種經(jīng)典的成??因模式為：（１）薩布哈白云巖化模式（Ｓａｂｋｈａ－ｓｔｙｌｅ），又稱蒸發(fā)泵模式，發(fā)生在蒸發(fā)??作用強(qiáng)烈的熱帯地區(qū)環(huán)境中。如圖１．４所示，風(fēng)暴和特大潮汐流將海水從瀉湖推??到薩布哈平原。當(dāng)表層沉積物中的孔隙水不斷蒸發(fā)，富鎂的海水通過毛細(xì)管作用??不斷向下滲透，補充到潮上帶的碳酸鈣地層中。因此，孔隙水的鹽度升高，離子??濃度增大，從而析出石膏、文石、硬石膏等礦物。這些礦物的形成又進(jìn)一步使得??流體中Ｃａ２１?咸少，Ｍｇ／Ｃａ上升。最終，高Ｍｇ／Ｃａ的孔隙水與潮上帶早期沉淀的??碳酸Ｉ？相接觸發(fā)生白云巖化作用（ｅ．ｇ．，?Ｈｓｉｉ?ａｎｄ?Ｓｉｅｇｅｎｔｈａｌｅｒ，?１９６９；吳仕強(qiáng)等，２００８）。??（２）滲透回流白云巖化模式是薩布哈白云巖化模式的延伸和演化，代表了與蒸發(fā)??作用相關(guān)的一種普遍的白云巖化過程。但與薩布哈模式不同，滲透回流模式通常??發(fā)生于成巖期，甚至是成巖期以后。在這種模式中，瀉湖水及潮間空隙水通過蒸??發(fā)作用及沉淀作用產(chǎn)生富鎂流體。由于其密度一般大于下部碳酸鹽沉積物中的孔??隙水，富鎂流體將向下滲透并與下

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“白云石問題”及其實驗研究[J]. 張亦凡,馬怡飛,姚奇志,錢飛進(jìn),王雨晗,李涵,周根陶.  高校地質(zhì)學(xué)報. 2015(03)
[2]白云石成因模式的研究進(jìn)展及其適用性探討[J]. 王茂林,周進(jìn)高,陳冬霞,郝毅,彭輝界,汪超,蔣玉婷,謝明賢.  海相油氣地質(zhì). 2013(02)
[3]微生物白云石模式評述[J]. 楊華,王寶清.  海相油氣地質(zhì). 2012(02)
[4]塔里木盆地寒武—奧陶系白云巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型及其形成機(jī)理[J]. 吳仕強(qiáng),朱井泉,王國學(xué),胡文瑄,張軍濤,王小林.  巖石學(xué)報. 2008(06)
[5]白云巖化研究的新進(jìn)展[J]. 覃建雄.  地質(zhì)科技情報. 1992(02)

博士論文
[1]粘土表面結(jié)合水定量分析及水合機(jī)制研究[D]. 王平全.西南石油學(xué)院 2001

碩士論文
[1]微生物介導(dǎo)的白云石快速形成[D]. 宋泉穎.上海交通大學(xué) 2014



本文編號：3004770