DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 烟气协同治理技术路线及其应用 2.1. 烟气协同治理技术路线简介 以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理路线充分考虑了燃煤电厂现有烟气污染物脱除设备性能(或进行适当的升级和改造)，并引入了“协同治理”的理念，其技术优势表现为综合考虑脱硝系统、除尘系统和脱硫装置之间的协同关系，在每个装置脱除其主要目标污染物的同时能协同脱除其它污染物，或为其它设备脱除污染物创造条件 [ 3 ] [ 4 ] 。 以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线为：SCR脱硝装置→烟气冷却器(FGC)→低低温电除尘器(低低温ESP)→高效湿法烟气脱硫装置(高效FGD)→湿式电除尘器(WESP，可选择安装)→烟气再热器(FGR，可选择安装) [ 5 ] [ 6 ] 。如图1所示。 技术路线可达到的性能指标：湿法脱硫系统的协同除尘效率 ≥ 70%，颗粒物排放可达到10 mg/m 3 甚至5 mg/m 3 以下；SO 2 排放 ≤ 35 mg/m 3 ；NO x 排放 ≤ 50 mg/m 3 ；SO 3 的脱除率 ≥ 80%，最高可达95%以上。 图1. 以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线图 其中低低温电除尘器为SO 3 脱除率最高的烟气处理设备。 技术路线适用条件：灰硫比大于100；灰分较低的煤种，且燃用煤种稳定。 国内环保企业从2009年开始加大对该技术路线的研究，并取得一定突破，目前该技术路线已成为燃煤电厂烟气超低排放的主流技术路线之一。据不完全统计，截至2015年12月，已签订的低低温电除尘器超150台套，总装机容量约95，000 MW，其中投运约70台套，装机容量超40，000 MW，已有单机1000 MW机组投运业绩。 2.2. 烟气协同治理技术路线典型案例 华能长兴电厂1号、2号机(2 × 660 MW)新建工程，是国内首次采用以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线，未采用湿式电除尘器实现超低排放的新建项目，该项目低低温电除尘器获省内首台(套)产品。 1) 工程概况 华能长兴电厂位于浙江省长兴县雉城镇，始建于1959年，现总装机容量为26万千瓦，为新建2 × 660 MW超超临界燃煤发电机组，同步建设烟气脱硫、脱硝装置，并留有扩建条件。机组按带基本负荷设计，并具有一定的调峰性能。 2) 技术路线及设计要求 华能长兴电厂2 × 660 MW机组采用以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线，系统中不设置WESP，采用的技术路线为：SCR 脱硝装置 + 烟气冷却器(FGC) + 低低温电除尘器(低低温ESP) + 高效湿法烟气脱硫装置(高效FGD)，如图2所示。低低温电除尘器能有效降低电除尘器出口烟尘浓度，湿法脱硫装置则不但可高效脱硫，同时具有较高的协同除尘效率。 本技术路线采用的低低温电除尘器为双室五电场，设计烟气温度为90℃，出口烟尘浓度设计值为15 mg/m 3 ，要求经湿法脱硫系统后，颗粒物排放浓度≤5 mg/m 3 ，已于2014年12月中旬投入使用。 3) 技术方案 采用前苏联公式，对酸露点进行了计算，确定低低温电除尘器入口烟气温度为90℃；设计煤种、校核煤种1的含硫量分别为0.57%、0.67%，入口烟尘浓度分别为9.17 g/m 3 、24.82 g/m 3 ，经计算，设计煤种灰硫比为218，校核煤种1灰硫比值为484，可以认为不存在低温腐蚀风险，适合采用低低温电除尘技 图2. 华能长兴电厂2 × 660 MW机组技术路线图 术。此外，合理选择了灰斗和人孔门材料，以防止腐蚀；绝缘子设加热装置及热风吹扫系统；设置了合理的电场数量，制定了合理的振打制度和振打逻辑，以防治二次扬尘 [ 7 ] 。 4) 投运效果 2014年12月16日~18日，经浙江省环境监测中心测试：满负荷工况，1号机组出口颗粒物、SO 2 、NO x 排放分别为3.64 mg/m 3 、2.91 mg/m 3 、13.6 mg/m 3 ；2号机组出口颗粒物、SO 2 、NO x 排放分别为3.32 mg/m 3 、5.91 mg/m 3 、15.8 mg/m 3 。1号机组电除尘器出口颗粒物浓度值约为12 mg/m 3 ，湿法脱硫装置的协同除尘效率约为70%。 5) 稳定性分析 收集了机组改造后2015年10月至2015年12月三个月稳定运行的CEMS数据，进行烟尘超低排放稳定性分析。分析期间，低低温电除尘器出口烟尘排放浓度平均值为12.8 mg/m 3 ，低于15 mg/m 3 的小时排放浓度保证率为85.6%，低于30 mg/m 3 的小时排放浓度保证率为100%。SO 2 、NO x 排放浓度也满足超低排放要求。
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user: 3. 湿式电除尘技术路线及其应用 3.1. 湿式电除尘技术路线简介 湿式电除尘技术路线是指在脱硝系统、除尘系统和脱硫装置末端设置WESP，如图3所示。WESP可有效去除颗粒物，包括湿法脱硫后的衍生物、PM 2.5 等，可达到超低排放要求，同时兼备汞、SO 3 的协同脱除作用，是治理火电厂大气污染物排放的精处理环保装备。 技术路线可达到的性能指标：出口颗粒物排放浓度可达5 mg/m 3 以下，颗粒物去除效率为70%~85%；SO 2 排放 ≤ 35 mg/m 3 ；NO x 排放 ≤ 50 mg/m 3 ；SO 3 的脱除率 ≥ 70%，最高可达95%以上。 技术路线适用条件：WESP进口需为饱和烟气；进口颗粒物浓度一般 ≤ 60，最高不大于100 mg/m 3 ，否则较难经济实现超低排放或外排水量大幅增加。 国内投运WESP已超过其他国家投运数量的总和。据不完全统计，截至2015年12月，已签订的WESP超400台套，总装机容量约190，000 MW，投运超180台套，装机容量超90，000 MW，且有多套1000 MW机组投入运行。 3.2. 湿式电除尘技术路线典型案例 神华国华舟山电厂二期(350 MW) 4号机组新建工程，由于其极低的颗粒物、SO 2 和NO x 排放浓度， 获得国内首台(套)产品荣誉。 1) 工程概况 神华国华舟山电厂位于舟山本岛定海区白泉镇外山嘴，4号350 MW超临界机组为国内首台(套)采用湿式电除尘技术实现超低排放的应用项目，本项目的干式ESP和WESP采用EPC总承包方式，于2012年11月28日开工建设，同步配套建设烟气海水脱硫装置和一套SCR脱硝装置。 2) 技术路线及设计要求 本项目采用湿式电除尘技术路线：低氮燃烧 + SCR脱硝装置+ESP(末电场采用移动电极技术) + 海水脱硫装置+湿式电除尘器(WESP) [ 8 ] ，如图4所示。WESP入口烟气参数及性能要求为：入口烟气量(标态) 1，288，680 m 3 /h，入口含尘浓度 ≤ 16.5 mg/m 3 ，烟气温度16℃~45℃。 3) 技术方案 本项目WESP采用金属极板水平烟气流湿式电除尘技术，根据WESP入口烟气参数及所要求达到的性能指标，最终确定舟山电厂所采用的WESP为单电场。 4) 投运效果 机组于2014年6月18日带满负荷168小时试运行，6月20日浙江省环境监测中心对其进行测试，电除尘器出口烟尘浓度为16.53 mg/m 3 ，脱硫出口颗粒物浓度为10.76 mg/m 3 ，WESP出口颗粒物、SO 2 、NO x 排放浓度分别为2.55 mg/m 3 、2.86 mg/m 3 、20.5 mg/m 3 。 图3. 湿式电除尘技术路线图 图4. 神华国华舟山电厂4号机350 MW机组技术路线图 Table 1 Comparison of technical characteristics of two ultra-low emission technical route 类别 优点 缺点 以低低温电除尘技术为核心 的烟气协同治理技术路线 1) SO 3 脱除率最高； 2) 出口粉尘粒径增大，大幅提高湿法脱硫系统协同除尘效果； 3) 经济性好，节能效果明显； 4) 无新增二次污染。 1) 二次扬尘有所增加； 2) 对煤种要求较高。 湿式电除尘技术路线 1) 可达到极低的颗粒物排放浓度； 2) 长期稳定运行的可靠性更好； 3) 煤种影响相对较小。 1) 投资成本高； 2) 外排水需考虑脱硫水平衡。 表1. 两条超低排放技术路线的技术特点对比 5) 稳定性分析 2014年11月25日至29日，环保部环境工程评估中心在对舟山电厂4号机进行稳定性评估时，委托浙江省环境监测中心、浙江大学能源工程设计研究院等单位对其进行现场测试。机组颗粒物排放浓度监测值为0.60 mg/m 3 ~0.68 mg/m 3 ，SO 2 排放浓度的监测值小于3 mg/m 3 ，NO x 排放浓度的监测值为32 mg/m 3 ~35 mg/m 3 ，均满足超低排放要求。 收集了机组新建后2014年7月~2014年9月三个月稳定运行的CEMS数据，进行超低排放稳定性分析。统计数据表明，NO x 排放浓度达到超低排放水平的小时数占统计时数的99.18%；出口SO 2 浓度0.71 mg/m 3 ~27.74 mg/m 3 (平均值为2.19 mg/m 3 )，小时浓度达标率为100%；机组总排口颗粒物排放浓度在0.18 mg/m 3 ~3.62 mg/m 3 ，平均值为2.12 mg/m 3 ，颗粒物排放浓度达到超低排放水平的小时数占统计时数的100%。
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user: 4. 超低排放技术路线的技术特点对比 以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线和湿式电除尘技术路线具有各自的技术优势及缺点，两条路线技术特点的对比情况如表1所示。 基于以上技术特点对比，建议煤质好且稳定时，优先选用以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线；对于除尘设备及湿法脱硫设备改造难度大或费用很高的超低排放改造工程，湿式电除尘技术路线则有更佳的适用性。
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user: 5. 超低排放技术路线存在问题及建议 5.1. 存在问题 1) 以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线和湿式电除尘技术路线在我国应用不足三年，机组投运时间较短，运行和维护经验相对不足，长期运行的稳定性有待更长时间的检验。需结合我国燃煤电厂实际情况，进行持续跟踪、分析、评估与改进。 2) 国内WESP市场技术流派较多，企业技术水平参次不齐，超低价中标现象较为普遍，此不利于企业、行业的发展；金属电极WESP外排水作为脱硫补水，其水平衡问题应引起注意；导电玻璃钢WESP阳极管导电层质量难以保证，且当不采用恒流电源时，其阳极管易发生闪络击穿；导电玻璃钢WESP废旧阳极管处置不当，将造成二次污染。 5.2. 建议 1) 建议提高环保市场准入门槛，同时加强环保执法，建立成套设备评价标准，并通过制定市场指导价、最低价等方式规范市场环境，杜绝恶性竞争。 2) 建议加强对已投运超低排放项目的跟踪、调研，分析典型成功案例的技术优势，总结经验；剖析典型问题案例的问题根源，防微杜渐。建议出台超低排放机组验收规范、装置稳定性评估指南等。 3) 建议超低排放技术应用应“因地制宜、因煤制宜、因炉制宜”，必要时可采取“一炉一策”，同时应统筹考虑各污染控制设备之间的协同作用；建议煤质好且稳定时，优先选用烟气协同治理技术路线，尤其是颗粒物浓度要求为10 mg/m 3 时，并加大该技术路线的推广力度；因金属极板WESP技术成熟度高，为国外燃煤电厂的主流技术，建议优先考虑金属极板WESP，尤为600 MW及以上机组。
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user: 摘 要 回顾贵州煤地球化学研究历史，主要论述了贵州煤的常量元素及微量元素研究的历史与现状，分析了贵州煤地球化学研究现存问题，并指出了今后的研究趋势。 关键词 :煤地球化学，研究进展，综述，贵州
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user: 1. 引言 中国煤炭资源丰富，保有储量居世界第三 [ 1 ] ，距1999中国煤炭地质总局所做的第三次煤炭资源预测，我国煤炭资源总量5.57万亿吨，截至2002年底，全国查明煤炭储量为10，190.59亿吨 [ 2 ] 。我国各省、市、自治区，除上海、香港、澳门特别行政区外，都有煤炭产出，但分布不均，贵州是我国煤炭资源蕴藏极为丰富的省份，素有“江南煤海”之誉。其煤炭资源种类、牌号齐全，既有炼焦用的烟煤，又有冶金、化工等都多种用途的无烟煤。煤层出露广泛，几乎遍布全省各地，贵州17.6万平方公里面积中，有40%有煤，在全省86个县(市)中，有74个产煤。含煤地层分布面积达7万Km 2 。深埋2000 m以浅煤炭资源量达2419亿吨，居全国第五位 [ 3 ] 。 煤是一种组成比较复杂的固体可燃有机岩，它是由植物残核经过复杂的生物化学、物理化学及地球化学变化转化而来的。煤地球化学是以化学的观点和方法深人研究煤的物质组成和性质，探讨元素的富集和分布规律律，研究煤中矿物成分、数量和性质，对煤的合理利用和环境保护均有重要影响。因此，对贵州煤的地球化学研究进展进行全面的回顾及展望，有助于贵州煤炭资源的合理开发利用，将会对贵州的经济做出巨大的贡献。 把对煤的研究作为一个科学问题来对待，大约可以追溯到煤开始用于工业的工业革命时期，至今已有220多年的历史 [ 4 ] 国外的煤地球化学研究起步较早，研究也比较深入。对贵州煤地球化学的研究起步较晚，在二十世纪初期及中期阶段，对贵州煤的研究主要集中在煤的普查勘探、区域地层划分、煤与瓦斯突出、聚煤规律、沉积相及岩相古地理等方面，直到二十世纪八十年代末，煤的地球化学研究才真正开始。
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user: 2. 贵州煤基础研究阶段 在二十世纪初期，对贵州煤的研究主要集中在地层划分上。1914年 [ 5 ] ，丁文江先生对威宁一带的煤矿进行调查。1927年，乐森璕等研究郎岱茅口剖面，将该地一套含蜓灰岩命名为“茅口灰岩”。然后，罗绳武、蒋蓉等也对本区本地层进行了研究。1932年，黄汲清对中国南部的二叠系进行了比较系统的研究，自上而下划分为了乐平统、阳新统、船山统，并划分了组、段和生物带。1947年，黄汲清将原属栖霞组的五十三梯段划归茅口组，一改过去“黑栖霞、白茅口”的概念，也改变了对这两期的古地理环境认识。这一成果对贵州地区正确划分和对比栖霞组和茅口组地层有着指导意义。解放后，随着国民经济建设大发展，煤的普查勘探工作在全国范围内大量展开，特别是六十年代中期的“西南三线建设”，使贵州煤的普查勘探工作有了很大的发展。1959年王钰、盛金章等研究了黔南晴隆边塘及子允紫松镇两条二叠系剖面，对两地二叠系地层做了新的分段和生物分带 [ 6 ] 。 二十世纪中期，随着煤炭的开采，煤与瓦斯突出开始受到人们的关注。贵州省的煤矿，煤与瓦斯突出比较严重，1964~1984，各矿共突出396次 [ 7 ] 。煤炭科学研究院重庆研究所及六枝矿务局对贵州省六枝、水城、盘县和林东四个矿务局所属的25个生产矿井煤与瓦斯突出的综合防治进行了近3年的研究，研究中采用点面结合的方式，对无解放层条件下的几种主要防突措施，包括水利冲孔、深孔松动爆破及煤层预抽瓦斯等措施在几个矿井进行了试验 [ 8 ] ，通过实验完善了工艺、确定了参数，明确了作用效果和使用条件，还编制了实施细则。并对其他矿井的防突工作经验进行了总结。达到了预期的要求，为煤与瓦斯的突出防治确立了途经。 进入20世纪80年代，对贵州煤的研究主要集中在区域性地层研究及聚煤规律方面。陈学敏 [ 9 ] 对贵州晚二叠世含煤地层沉积特征及其成煤规律进行了探讨。马忠魏 [ 10 ] 对贵州早二叠世栖霞早期聚煤环境及找煤方向进行了研究，初步认为该聚煤期的聚煤盆地古构造类型属构造成因，古地理为滨海平原环境，贵州早二叠世栖霞早期煤矿的找矿方向主要应在湘黔桂古陆两侧和“黔中水下隆起”周围，黔北碎屑坪沼泽相内进行。金晓华 [ 11 ] 对贵州煤的变质规律与古生界油气远景进行研究，指出贵州大部分地区古生界有机质演化程度相当高，有机质中的可溶性组分含量低，在研究中就要测定反射率，研究表明，贵州不同层系煤层的反射率值随埋深的增加而明显递增，但不同地区递增的程度不同；由于贵州古生界有机质演变程度普遍较高，而且含油层系暴漏严重，在贵州寻找石油的领域比较有限，而找气前景，包括煤成气则较为广阔。向英福、陈宗富 [ 12 ] 对贵州晚二叠世沉积相及其演变规律进行了研究，认为贵州晚二叠世沉积盆地总体为内陆表海环境，西部为温暖型单陆屑含煤建造，东部为温暖浅水碳酸盐建造。王钟堂 [ 13 ] 对贵州西部晚二叠世玄武岩含煤段与龙潭组的关系进行了研究，认为它们之间是穿插交替的同期异相沉积，同时分析了玄武岩含煤段的成煤环境与聚煤规律进行了研究。马维俊 [ 14 ] 对贵州纳雍地区含煤地层龙潭组中上段三角洲沉积体系进行了研究。彭怀珍 [ 15 ] 对漩涡流在贵州西部异地成煤环境中的作用进行了研究，指出漩涡流在贵州西部异地成煤环境中占主导地位。 以上地质学家们对贵州的地层划分、煤的成煤环境及聚煤规律、岩相及古地理、煤与瓦斯突出等研究，取得了许多成果，为贵州煤的地球化学研究工作积累了丰富的资料。
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user: 4. 贵州煤地球化学研究展望 贵州是我国重要的煤炭生产基地，煤炭资源储量大、种类全、煤质优良，但地质条件比较复杂，因煤炭开采及利用所造成的环境污染、地质灾害等问题比较严重，个别地区还是地方性流行病砷中毒和氟中毒的高发区。与我国其他地区相比，贵州煤地球化学研究起步较晚，尽管近几十年来随着新技术和新方法的应用，以及社会发展和环境保护要求的推动，贵州煤地球化学的研究取得了迅速发展，但现有有限的煤聚集规律、煤污染组分赋存状况和变迁规律等的认识，还不足以在指导煤炭开采、利用等技术方面产生显著的作用，对贵州煤地球化学研究无论从环境保护还是资源利用角度，都有待于进一步发展。建议以后加强以下几方面的研究：1) 与煤共伴生矿床的分布、聚集及赋存规律研究。2) 应加强对燃煤型氟中毒地区F来源的研究，寻找和开发廉价的、适宜当地实际情况的固(降)氟技术。3) 燃煤产物有害元素的种类及其引起的环境效应研究。4) 加强煤中微量元素丰度和赋存状态的研究。
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user: 摘 要 猴岩岩体位于佛冈复式岩体北东缘，总体呈南北向展布，出露面积约30 km 2 ，岩性多为中细粒黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩。本文对猴岩岩体花岗闪长岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，获得的同位素年龄为(155.5 ± 4.2) Ma (MSWD = 2.0)，表明猴岩岩体侵位时代为晚侏罗世中期，是燕山第三幕岩浆活动之产物。通过对比，猴岩岩体与佛冈主体花岗岩的侵位时代相一致， 表明二者形成于同期构造–岩浆活动，猴岩岩体是佛冈主体花岗岩分异结晶之产物。猴岩岩体的花岗闪长岩是岩浆分异结晶时捕掳地层残留体，导致岩石成分产生差异而形成，为岩体的边缘相。佛冈复式岩体形成于古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲的构造背景下，其主体花岗岩的地球化学特征表明其物质主要来源于地壳，属陆壳改造型(即S型)花岗岩。 关键词 :猴岩岩体，花岗岩，LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，地质意义
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user: 1. 引言 猴岩岩体位于广东省新丰县梅坑镇以西10 km，是佛冈复式岩体北东缘的一部分。原岭南地质队十分队将该期侵入岩归入燕山期岩浆活动之早期侵入岩 [ 1 ] 。邓中林 [ 1 ] 等认为该岩体主体岩性为(角闪石黑云母)花岗闪长岩，并将其时代厘定为晚三叠世，为印支期岩浆活动之产物。“广东1:5万周陂公社、隆街公社、新丰县、马头四幅区域地质矿产调查”项目组在野外调查过程中，发现猴岩岩体并无大面积的花岗闪长岩出露，其岩性仍以二长花岗岩为主，仅局部分布少量细粒花岗闪长岩，且花岗闪长岩常分布于岩体与地层接触带附近。野外亦未见晚侏罗世花岗岩侵入于猴岩岩体的直接证据。这可以解释为：一是印支期的猴岩岩体主体岩性仍为花岗闪长岩，但分布范围较小；二是猴岩岩体岩性以二长花岗岩为主，局部岩浆分异结晶形成花岗闪长岩，其时代是否为印支期值得进一步研究。为此，本文拟通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，从而确定该岩体侵位结晶时代，并结合野外工作与前人已发表的数据来探讨猴岩岩体的成岩地质意义。
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user: 2. 地质背景 佛冈复式岩体是南岭地区出露规模最大的复式岩基，其出露面积为5000~6000 km 2 ，受北东向恩平–新丰断裂和东西向佛冈–丰良隐伏断裂的联合控制侵位，呈近东西向展布(图1(a)) [ 2 ] 。前人对佛冈岩体的研究表明，其花岗岩主体岩性为晚侏罗世中粗粒斑状黑云母花岗岩、中粒黑云母二长花岗岩，局部为含角闪石的花岗闪长岩及中细粒黑云母二长花岗岩，它们占佛冈复式岩基总面积的90%以上，少量中基性的闪长岩–角闪辉长岩与花岗岩主体在空间上伴生，构成一个钙碱性系列 [ 3 ] - [ 5 ] 。岩体中普遍含细粒、暗色、有时为斑状的石英闪长质–花岗闪长质岩石包体 [ 3 ] 。 猴岩岩体位于佛冈复式岩体北东缘，整体上呈南北向展布，长约8 km，宽约4 km，出露面积约30 km 2 ，侵入于早期的泥盆纪帽子峰组地层之内(图1(b))，岩石主要以中细粒黑云母二长花岗岩为主，而岩体与地层接触带附近岩石色率较高，可达花岗闪长岩。黑云母二长花岗岩呈灰白色，局部暗色矿物含量较高而呈灰黑色，偶见自形的钾长石巨晶，似斑状结构，局部少斑或无斑，块状构造。岩石后期经历了强烈的钾化、钠化等蚀变，蚀变后岩石普遍呈灰白色、肉红色，导致二长花岗岩与花岗闪长岩难以识别。与佛冈主体的晚侏罗世粗中粒黑云母二长花岗岩相比，猴岩岩体总体上粒度较细，局部暗色矿物含量较高。野外调查发现，花岗闪长岩通常分布于岩体与地层接触带附近，猴岩岩体往东与佛冈主体粗中粒二长花岗岩粒度上呈渐变式接触，为同期岩体不同岩相之产物，与佛冈主体花岗岩同属燕山期花岗岩。
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user: 3. 样品及其特征 为确定猴岩岩体花岗闪长岩成因及其侵位结晶时代，对猴岩岩体与地层接触带附近岩石进行采样，样品取自长岭村X352县道公路旁(图1(b))，样品编号为DY008 (GPS: N114˚00'23， E24˚00'29)，所采集样品新鲜无蚀变，样品岩性为细粒花岗闪长岩。岩石标本呈灰黑色，具花岗结构，块状构造。岩石矿物组成主要为斜长石、钾长石、石英和暗色矿物，其中斜长石呈灰白色，长条状，含量约40%；钾长石呈肉红色，长板状，含量约25%；石英呈半透明色，半自形粒状，油脂光泽，含量约25%；暗色矿物主要为黑云母及角闪石，含量约10%。 图1. 佛冈岩体(a)及猴岩岩体(b)地质简图 [ 1 ] [ 5 ]
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user: 4. 样品分析方法及测试结果 样品的锆石挑选在河北省区域地质矿产调查研究所进行，锆石阴极发光图像(CL)则由北京锆年领航科技有限公司完成。锆石U-Pb定年在合肥工业大学资源与环境工程学院开展，由ICP-MS和激光剥蚀系统联机完成。使用的ICP-MS为Agilent 7500a，激光剥蚀系统为GeoLasPro。样品分析过程中，选用的激光剥蚀的斑束直径为32 μm，频率为6 Hz，单点剥蚀作为采样方式，并以He作为剥蚀物质的载气。采用标准锆石91500作为外标进行同位素分馏校正，每5个样品点之间插入分析2次91500。数据分析处理采用ICPMS Data Cal软件 [ 6 ] - [ 8 ] 。利用91500的变化采用线性内插的方式进行校正与分析时间有关的U-Th-Pb同位素比值漂移。采用Wiedenbeck等人(1995) [ 9 ] 推荐的标准锆石91500的U-Th-Pb同位素比值。样品分析过程中，作为监控样的标准锆石Plesovice测定的 206 Pb/ 238 U推荐年龄值为(337.13 ± 0.37) Ma (2σ) [ 8 ] 。锆石样品U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3 [ 9 ] 完成。锆石U-Th-Pb同位素比值、年龄数据及锆石微量元素的单次测量的标准偏差采用1σ，加权平均年龄采用2σ。使用ComPbCorr#3.18程序 [ 10 ] - [ 12 ] 进行普通Pb校正。 佛冈岩体花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果见表1。锆石CL图像及打点位置见图2。锆石晶形良好，多呈自形长柱状，少数呈混圆状，锆石内震荡生长环带发育，测定的锆石Th/U比值大部分集中在0.2和0.5之间，锆石多呈自形柱状，棱角状-次棱角状，具有岩浆锆石的特征，为岩浆结晶过程中所形成，故主群锆石U-Pb年龄即代表岩浆的侵位年龄。对样品DY008选取了20颗锆石进行U-Pb同位素测年，共20个分析点。其中2个分析点(点9，12)谐和度 < 90%，在计算年龄时被剔除。4个分析点(点17，18，19，20)具有核幔结构，测点位置位于锆石核部。因所有年龄均<1000 Ma，故采用 206 Pb/ 238 U年龄值更为准确。虽然大部分年龄均十分贴近谐和曲线，仅少量位于谐和曲线下方，表明测试过程中U-Pb体系基本是封闭的，基本没有发生Pb的丢失，说明本次测试数据真实可靠。其中，点19，点20年龄均大于400 Ma，代表的是加里东期的岩浆活动。点16因锆石边部较窄，且激光剥蚀斑束直径较大(32 μm)，测点年龄亦可能代表核部年龄。三个测点(点16，17，18)加权平均年龄值为205.7 Ma (MSWD = 1.03)，代表的是印支期岩浆活动的产物，而佛冈复式岩体印支期岩体多分布于该岩体的西部 [ 4 ] ，该年龄表明本区亦存在印支期岩浆活动，结合野外观察，该期岩浆活动总体较弱，多被后期的燕山期花岗岩破坏和改造，以残留体或捕掳体的形式残存于燕山期花岗岩内。故在锆石中仅在核部可获得印支期年龄。其余13个分析点的年龄在150~170 Ma之间(图3)，用Isoplot软件求得加权平均年龄为(155.5 ± 4.2) Ma (MSWD = 2.0) (图3)，该年龄即代表猴岩岩体花岗闪长岩的结晶年龄。
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user: 5. 讨论与结论 对佛冈岩体主体花岗岩，前人做了大量测年工作。陈小明等 [ 3 ] 采用全岩–矿物Rb-Sr等时线法测得其年龄为(167.5 ± 7.5) Ma。包志伟等 [ 13 ] 采用全岩Rb-Sr法获得的年龄则为(158 ± 17) Ma，Li [ 14 ] 采用锆石U-Pb法获得佛冈岩体主体花岗岩的年龄为(161 ± 4) Ma。因此，佛冈岩体主体花岗岩的形成年龄为160 Ma左右。本次测得猴岩岩体花岗闪长岩结晶年龄为(155.5 ± 4.2) Ma，表明猴岩岩体侵位时代为晚侏罗世中期，是燕山第三幕岩浆活动之产物。其与佛冈岩体主体花岗岩年龄近一致，属同期构造–岩浆活动事件，是佛冈岩体主体花岗岩岩浆分离结晶作用的结果。 本区花岗闪长岩通常分布于岩体与地层接触带附近，其外围猴岩岩体岩性仍以细粒黑云母二长花岗岩为主，且猴岩岩体与佛冈岩体主体粗中粒二长花岗岩属同期构造–岩浆活动事件，因此粗中粒二长花岗岩、细粒黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩皆呈相变接触。花岗闪长岩的形成，是岩浆分异结晶时捕掳地层残留体，导致色率增高，从而造成岩石成分的差异，为岩体的边缘相，而细粒黑云母二长花岗岩则为花岗闪长岩与粗中粒二长花岗岩的过渡相(图4)。从所获得的锆石核部的年龄来看，其时代多以印支期为 Table 1 LA-ICP-NS zircon U-Pb results of fine-grain granodiorite from Houyan pluto 表1. 猴岩岩体细粒花岗闪长岩锆石LA-ICP-MS分析结果 图2. 猴岩岩体锆石CL图像及打点位置 图3. 猴岩岩体锆石年龄谐和图及其平均分布图 图4. 猴岩岩体岩石序列示意图 主，因此本区或存在少量印支期花岗岩，但被后期燕山期岩浆活动所破坏。 佛冈岩体主体花岗岩具有高硅、低镁、富碱的特征 [ 15 ] ，其里特曼指数为1.66~2.19，显示其为钙碱性系列，并且其A/CNK介于0.80~1.09之间 [ 4 ] ，而陈小明 [ 3 ] 等获得其A/CNK在0.99~1.199之间，显示佛冈岩体为中等–弱过铝质花岗岩。佛冈岩体K 2 O含量较高，而Na 2 O的含量一般都小于K 2 O的含量，ω(K 2 O)/ω(Na 2 O) > 1，在ACF图中绝大多数投影点位于斜长石–白云母–黑云母组合内，与S型花岗岩类似 [ 3 ] 。这些特征均表明佛冈岩体中的钙碱性花岗岩成岩物质来源于地壳。同时，庄文明 [ 4 ] 等获得其佛冈主体花岗岩( 87 Sr/ 86 Sr) i 在0.71148~0.7159之间，δ 18 O介于8.7‰~14.5‰之间。赵子杰 [ 16 ] 等获得其( 87 Sr/ 86 Sr) i 为(0.7116 ± 0.0023)，δ 18 O为9.3‰~12.5‰。二者结果均表明佛冈主体花岗岩( 87 Sr/ 86 Sr) i > 0.708，而δ 18 O平均值亦大于10‰。这些特征表明成岩物质源自地壳，属陆壳改造型(S型)花岗岩。 早侏罗世时(约200 Ma)，古太平洋板块开始对欧亚大陆板块发生俯冲消减 [ 17 ] ，导致中–下地壳增温部分熔融形成岩浆，此后，岩浆分多期次、多阶段侵位，同时对早期印支期的花岗岩进行破坏与改造。至晚侏罗世时(约160 Ma)，岩浆发生大规模侵位，形成佛冈花岗岩主体，同时，岩浆的分异结晶作用又导致猴岩岩体自下向上可分为三个相带(图4)：中间相(粗中粒斑状黑云母二长花岗岩)、过渡相(细粒黑云母二长花岗岩)、边缘相(细粒花岗闪长岩)。至早白垩世时(约140 Ma)，华南地区构造应力由碰撞挤压向剪切拉张转变 [ 18 ] ，此时华南地壳总体处于伸展应力背景，从而引发板块内部玄武岩浆对下地壳底侵，进而进一步形成花岗岩，并导致大量晚白垩世花岗斑岩侵入于猴岩岩体。
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user: 摘 要 地热资源作为一种具有矿产资源和水资源的双重性，是集热、矿、水三位一体的清洁、宝贵、可利用的矿产资源。本文主要通过分析昆明市的地质构造，研究昆明城区的地热分布格局以及地热与地质构造之间的关系，总结地热资源现阶段的开发利用情况和存在的各种环境问题。并提出合理可行的解决措施与对策以供管理决策提供依据。 关键词 :昆明主城区，地热资源，开发，环境问题
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user: 1. 引言 地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的可再生、可持续使用的热能量及其伴生的有用组分，一般集中分布构造板块边缘一带 [ 1 ] 。地热资源具备其他可再生资源无可比拟的优越性，促进中国可再生资源的建设，实现资源的可持续发展。目前，世界上对于地热资源的开发利用方式主要以发电为主，空间采暖、洗浴、医疗、旅游、种植、养殖等方面为辅 [ 2 ] 。地热资源丰富且开发利用较好的国家主要为意大利、美国、冰岛、日本、新西兰及印度尼西亚等。1904年，意大利建立世界上第一座地热发电站 [ 3 ] ；美国虽是后起之秀，却领跑世界地热关键技术；冰岛凭借得天独厚的自然条件以及国家统一管理地热能的方针，被视为世界地热开发的楷模；日本核泄漏后，清洁能源再次受到重视，政府推出了多重政策扶持地热发电 [ 4 ] 。国外对于地热资源的研究主要集中在技术应用层面，而我国，则主要是从开采地热资源的技术、地热资源开发利用、环境保护和地质学角度等方面进行研究 [ 5 ] 。我国真正意义上对地热资源的开发利用始于20世纪70年代 [ 6 ] ，且主要集中在北京 [ 7 ] [ 8 ] 、天津 [ 9 ] 、西藏 [ 10 ] 、辽宁 [ 11 ] [ 12 ] 、吉林 [ 13 ] 、山东 [ 14 ] - [ 16 ] 、河北 [ 17 ] [ 18 ] 、河南 [ 19 ] - [ 21 ] 、山西 [ 22 ] 、陕西 [ 23 ] 、甘肃 [ 24 ] 、青海 [ 25 ] [ 26 ] 、安徽 [ 27 ] 、福建 [ 28 ] [ 29 ] 、海南 [ 30 ] 等地，西南地区鲜见报道。 昆明作为云南省的省会城市，盆地地质构造复杂，本文以昆明为例，对昆明盆地断层活动性进行调查研究，并查明地热资源在昆明的分布情况，分析其目前所存在问题和原因，为昆明市地热资源的合理开发与保护提供借鉴意义。
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user: 2. 研究区域概况 2.1. 昆明主城区的分布 昆明市城市总体规划确定昆明主城规划区总面积500平方公里(含滇池水45平方公里)，划分为北城、东城、西城和南城四个片区，北城为昆明主城区，东城即呈贡新区，南城是晋城–新街新城，西城则为昆阳–海口新城(见图1)。 图1. 昆明市市区图 2.2. 区域地质背景 昆明地区的地层主要是以沉积岩的碳酸盐岩、碎屑岩为主，并伴随少量晚二叠世晚期的基性火山岩出现。昆明地热田的地层，由新生界第三系和第四系，古生界二叠系、石炭系、泥盆系、寒武系及新元古界震旦系地层构成 [ 31 ] ，地热田位于晚新生代坳陷盆地内，属于大型中、低温地热田，坳陷盆地的封闭型热储能力，有良好的盖层，新生界和古生界的地层为隔热隔水盖层，Z 2 dn白云岩为热储层，组成一个完整热储构造 [ 32 ] ，有利于昆明地热田的形成和存储。 昆明位于普渡河断裂与小江断裂之间，普渡河至西山断裂之间的断裂对盆地的形成演化及水热活动起主要控制作用 [ 33 ] ，昆明的主控造力为南北向构造力，是深大的断裂，深切地壳数十公里，是深部热源的主要通道，也是形成本区断裂型热储的条件，为断陷湖积盆地滇中高原南北条带状，整体地势结构由东北向西南微倾斜。 昆明地温梯度分为：3个强增温带，5个强增温区，梯度 < 4℃/100m。埋藏深度影响着地温的垂向变化，埋藏越深，垂向变化越大，温度越高，反之越小。地温场受断裂，基地构造控制，南坝、巫家坝是强热异常区。
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user: 3. 昆明主城区活断层的研究 3.1. 昆明主城区活断层的确定 参考云南省地震局昆明盆地活断层探测结果和中国有色金属工业昆明勘察设计研究院小新册区调报告，结合中国地震局全国活断层的最新研究成果，调查发现昆明盆地主要受到西山断裂束和盘龙江断裂束控制 [ 34 ] 。昆明市区主要受到西山断裂束的主断层普渡河–西山断裂(F1)、盘龙江断裂束的主断层黑龙潭–官渡断裂(F2)以及对呈贡新区影响最大的白邑–横冲断裂(F3)、大春河–一朵云断裂(F4)、富民–呈贡断裂(F5)这五条活断层的控制(见图2)。 图2. 昆明盆地活断层展布图 3.2. 活断层对水文特征的影响 地热异常及其水文地球化学特征与地质构造有直接关系，昆明盆地中心及主干断裂地带，因受深部热流控制，水温较高；盆地边缘地带，因受山区的碳酸盐岩溶水越流补给，温度较低。而根据氢氧同位素测定分析，认为昆明地下热水是由盆地外围大气降水渗入补给 [ 35 ] 。指盆区周围岩溶山地地下水接受的大气降水，通过断裂补给热储而形成的。补给和径流缓慢而微弱，局部含水层接受上覆含水层或含水断裂带的补给，地下热水的天然流场平缓，动态较为稳定。从这个意义上说，昆明市地下热水再生缓慢，短期内不可恢复，可开采资源量有限。 3.3. 活断层与温泉分布之间的关系 昆明断层的构造有利于控制地热田的形成与分布，昆明地热田西邻普渡河–西山断裂，东至白邑–横冲断裂带，南抵太平关、大渔村东北向断裂束，北以莲花池断裂为界，其分布面积约为450 km 2 。 在昆明整个区域内，昆明的地热资源主要集中分布于昆明主城区，既昆明滇池以北的市区内，根据调查昆明温泉酒店的分布情况调查发现(见图3)，昆明大中型温泉酒店、会所以及温泉度假村在开发地热资源时，主要沿着黑龙江–官渡断裂带、白邑–横冲断裂带、普渡河–西山断裂带分布，由此可见地热资源的分布直接受到地质结构的影响，并且地热水的分布与活断层存在着伴生的关系，既地质结构复杂的活断层附近往往都具有丰富的地热资源，昆明主城区的地质结构复杂多样，地热资源非常丰富。 图3. 断层与线状温泉出露点分布图
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user: 4. 昆明主城区地热资源开发利用情况 4.1. 开发利用现状 地热资源可以直接利用于工业、农业、矿业、疗养等方面，利用范围较广。昆明地热资源开发的利用历史悠久，而昆明地下热水是我国仅有的几个大城市所发现的珍贵矿泉水，含有微量特殊矿物质的化学组分元素20余种，如硅酸、氟、硫、铁、银、锰、钡、锌、铜、镍、镭、氧等，其中有的已达到医疗矿水和饮用矿水标准。 目前为止在昆明主城区内已凿井百余口，集中分布在滇池路沿线、海埂区和关上等，占总井数的80%以上。据初步统计，每天的开采量大约为37，500立方米 [ 36 ] 。昆明地热资源开发利用主要以沐浴疗养、休闲娱乐、医疗保健、天然饮用为主，直接利用于温泉酒店、宾馆、会所，疗养以及度假村等，属于简单低质的利用，据不完全统计昆明目前地下热水资源主要利用在温泉酒店、会所约为300余家，而在1999年温泉宾馆、酒店有90余家，可见在短短几年间，地热资源开发量以及开发规模增长迅速。 4.2. 地热温泉给昆明带来的优势 昆明作为一个现代国际旅游大都市，而温泉旅游开发已经成为度假旅游的主要类型之一，昆明地热水资源丰富，为发展温泉旅游提供了基本保障。 温泉的本质是具有治疗、疗养、保健的功效，温泉洗浴已经成为人们生活中最天然的身体保健享受，不仅可以强身健体，而且还可以对各种疾病有独特的疗效作用，并可以起到药物起不到的作用。不仅如此温泉还可以作为矿泉水供人饮用，发展养殖业，种植业，以及地热孵化，这些产业都具有很强的开发潜质，但是目前昆明由于缺乏技术指导，开采集中，导致地热资源出现枯竭等原因，在这些领域并没有很显著的应用，反而将温泉地热水主要用来开发旅游业，建设温泉酒店、会所以及度假村等娱乐场所，利用结构单一且利用率低。 4.2.1. 温泉对酒店会所的影响 根据对昆明城区温泉，酒店会所，温泉的分布以及相关价格的调查资料表明(表1)，昆明主城区的温泉酒店集中分布在活断层附近，由于在断层构造附近的地热田内，地热水资源丰富，温度温和，进行开采的地热水综合质量比较高，使得在活断层上的地热田的温泉酒店、会所的淋浴，桑拿价格高于其他地区，但温泉热水质量远远高于其他地区，为更多的人提供了更为优质的服务。 4.2.2. 温泉对小区房价的影响 从居住小区房产价格角度来分析，在地热田范围内的昆明主城区经济活动较强、人口稠密、建筑密集林立，在地热田上修建有多个大型住宅房产开发项目。根据对昆明主城区各小区房价的走访调查中显示(表2)，近年来由于地热水的开发利用越来越频繁，开发商为了吸引更多的人购买自己的住宅小区，抽取温泉地热水作为小区内的热水供应，根据调查显示在昆明具有温泉的小区房价持续走高，远远高于普通小区房价，例如昆明世纪城叠春苑小区近年来由于温泉的不断升值，导致这里的房价高达10，046元每平方米，同样的由于温泉地热水的原因怡康温泉花园小区房价上升为10，477元每平方米。相反的，在没有温泉的小区内除了由于交通地理位置的原因导致房价上升的小区外，昆明普通住宅平均房价约为7000元/m 2 ，远远低于温泉小区的价格。 可见，温泉地热水的分布对昆明城区温泉，酒店会所，以及小区的价格都会有明显的影响。调查显示了有的酒店会所以及温泉小区住户不仅用温泉供暖、洗澡，甚至连冲马桶都用上了地热水，利用率低并造成严重的浪费，对尾水也不经任何处理直接排放，产生热水污染的问题。目前由于温泉酒店、小区长时间无限制的抽取地下热水资源，导致热水资源减少，很多小区的温泉设施已经取消，甚至小区内出现水位下降，地面沉降等严重的地质问题。 4.3. 开发利用存在的问题 地热作为昆明的新型能源资源有着巨大的发展潜力，昆明作为云南省最早开发地热资源的地区，地热资源十分丰富，地热的开发利用也越来越受到社会各界的重视。但随着昆明社会经济文化的快速发展，人们对城区内的地下热水量需求迅速增加，使得区内的开发规模日益扩大。由于不合理的开发利用，各类环境，社会问题也逐渐显现出来，产生的问题有： 1) 集中开采，资源枯竭，地面沉降。 昆明主城区地热井的分布较为集中，过量的开采已经导致在主城区很多地方已经出现温泉断流现象，同时这些地区也开始出现地面水位持续下降，地面沉降等问题，在区内已形成了小板桥–巫家坝–小街–海埂–河尾村(见图4)约300 km 2 的沉降带，沉降中心的累计沉降量达227.5 mm以上，平均沉降速率约20 mm/a，近期达30.3 mm/a，王棋营–小坝、黑林铺以及翠湖、五华山、交三桥、东风广场等主要城区也出现明显下沉现象 [ 37 ] 。巫家坝部分地区由于开采孔过于集中，造成水位下降，水位下降速率约1.36~4.59 m/a，降幅达到平均1.355 m，这些问题直接影响了地热田的使用寿命和可持续发展。现在无节制过量开采已经成为我们不可忽视的问题。 Table 1 The price of hot spring in Kunmin 序号 温泉名称 价格(元/人) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 橄榄树温泉浴场 水世界 黄金港温泉浴场 水立方SPA温泉会所 金色池塘温泉大浴堂 华丰温泉SPA高尔夫会所 金色池塘(北辰分店) 圣水清泉水疗会所 云海蓝天御温泉 68 77 56 178 158 138 120 118 280 表1. 昆明温泉洗浴单价表 Table 2 House prices of settlement in Kunmin 序号 小区名称 价格(元/m 2 ) 小区名称 价格(元/m 2 ) 1 2 3 4 5 6 七彩俊园 世纪城叠春苑小区 怡康温泉花园小区 海康温泉花园 银海温泉花园小区 金马源温泉花园 16，468 10，046 10，477 9220 7796 10，866 和谐家园 海轮国际 亚龙小区 南苑小区 华谊花园 博欣盛世 9300 6375 6940 8107 7288 10，000 表2. 昆明温泉小区房价表 图4. 小板桥–巫家坝–小街–海埂–河尾村沉降面 2) 资源利用结构单一、综合利用率低。 目前昆明地热资源，地下开采属于一次性开采，独立分散，没有合理的环境质量评价，成熟的开采技术与专业人员，导致开发层级比较低，并且地热资源主要利用于温泉酒店、会所、度假村等休闲娱乐场所，利用资源的利用结构比较单一，综合利用率与回收率较低，地热水就地排放，产生热水污染等问题，严重影响生态环境，产生生态负效应。 3) 缺乏统一规划与管理。 昆明在地热资源的开发利用中，没有合理的总体规划和方案，没有建立健全完整的开采审批制度以及法律法规约束力度不够，致使在很多地区内大量的钻孔开采井密集，导致区域水位下降，地面沉降，环境污染等严重问题。 4) 缺乏科学技术的指导。 在地热资源开采的过程中，由于没有正确的科学技术的指导，很多区域利用简单的技术抽取地热水，造成地质结构的破坏，严重影响地热田的再生以及随意的排放污水，没有合理利用地热水，造成资源浪费，并产生热水污染。
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user: 5. 地热资源可持续发展的对策 昆明盆地由于独特的地质构造，形成了丰富的地热资源，促进了当地的经济发展。但由于昆明市地下热水再生缓慢，短期内不可恢复，可采资源量有限，加之不合理的开发利用，因此，出现了区域水位下降，地面沉降，资源枯竭，生态环境污染严重等一系列负效应。故针对以上问题，现提出以下建议： 政府需要加大管理力度，严格控制新增开采井的数量，合理布井；同时采用地热田开采动态监测，包括开采过程中的地热井产量、温度、压力、水质以及水位的观测，及时掌握地热流体的开采动态，有利于及时发现并解决地热田所存在的问题；加快引导高新技术产业，确保地热水的综合利用，并将地热水的热量用以生活取暖和制冷 [ 38 ] ，农业的种植与栽培，还可以用以疗养理疗(包括饮用矿泉水)等方面；政府还应建立健全法律法规，进行统一规划与管理，对昆明地区的地热资源进行统筹规划，合理布局，并严格制定法律法规，做到有法必依，执法必严，违法必究；加大对地热资源的勘探投入，并提高开采技术水平，满足开发的需求。 对于市民应节约资源，合理进行地热水的排放，减少热水污染对环境的破坏，积极实施可持续发展，达到循环经济，科学管理，减少浪费，加强废气水的处理和再利用。
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user: 6. 结论 文本介绍了昆明主城区内活断层与地热资源的关系，详细阐述了活断层对地热资源的影响，以及地热资源的利用情况和现状，全面分析了昆明主城区地热资源的开发对温泉、小区以及环境的影响，最终得出以下结论： 1) 昆明盆地主要受到西山断裂束与盘龙江断裂束控制，其中最主要的活断层有普渡河–西山断裂(F1)、黑龙潭–官渡断裂(F2)、白邑–横冲断裂(F3)、大春河–一朵云断裂(F4)、富民–呈贡(F5)等。 2) 昆明盆地的活断层直接影响着地热田的地热异常及其水文地球化学特征的变化，控制地热田的地热水温度。 3) 昆明主城区的温泉出露点与活断层有直接的伴生关系，既地热资源产生和分布受活断层的控制。 4) 昆明盆地主城区活断层周围地热田的存在对昆明温泉酒店、会所以及小区房价的走高有直接的关系。 5) 昆明主城区受到不同活断层控制，地热资源丰富，温泉出露点众多，但昆明市地下热水再生缓慢，短期内不可恢复，可采资源量有限，加之不合理的开发利用现象严重，导致昆明主城区的地热水减少，以及地面沉降，水位下降等问题出现。 6) 建立健全法律法规，统一规划与管理，制定合理的开采计划已经成了昆明发展地热资源的必经之路。
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user: 摘 要 绿泥石作为重要的层状硅酸盐可以形成并稳定在不同地质作用和条件下。其成因矿物学特点又能够反演约束形成时的物理化学条件，因此是一种重要的标型矿物。为此，本文对前人的最新研究成果进行简要评述，并对山西中条山铜矿峪和西藏拿诺斑岩铜矿成矿期绿泥石数据进行重新计算和分析。结合矿区矿物组合特征与流体包裹体数据，探讨分析绿泥石形成条件与成矿作用条件的吻合性，从而分析方法的可靠性和应用性。 关键词 :绿泥石，成因矿物学，温度计，氧逸度和硫逸度
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user: 1. 引言 绿泥石属层状镁、铁铝硅酸盐矿物，其基本结构由2:1层和层间氢氧化物层组成，一般晶体化学式 可表示为 ，其中R 2+ 代表二价阳离子，R 3+ 代表三价阳离子，□代表 八面体空位 [ 1 ] 。该矿物可稳定存在于较宽的温度范围内并产出于多种地质环境之中，如成岩作用，低–高级变质作用及热液蚀变作用 [ 2 ] - [ 4 ] 。绿泥石的化学成分，伴随三种主要的阳离子替换：Fe 2+ ÛMg、契尔马克替换Al IV Al VI ÛSi (Mg， Fe 2+ )、二八–三八面体替换3 (Mg， Fe 2+ )Û， + 2Al VI (□代表八面体空位)，变化范围大，对压力、温度、全岩成分及所处环境的物理化学性质等非常敏感 [ 4 ] [ 5 ] ，因此能够反演其形成时的物理化学条件，有着重要的标型意义。 绿泥石早期的分类主要基于绿泥石的成分 [ 6 ] - [ 8 ] ，因为名称繁多且无成因意义、无结构信息等缺点，已不再使用。目前较为合理的方案从结构及成分上对绿泥石进行分类和命名 [ 9 ] [ 10 ] 。 除成分的变化外，绿泥石结构的多变性也是广受关注的问题之一。前人研究表明绿泥石结构的转化对形成温度、环境(如成岩/变质级别)都具有重要的指示意义 [ 11 ] - [ 16 ] ，许多学者在绿泥石多型温度计的实现上曾作过许多努力并取得一定的认识，如：IIbb多型的出现可能指示一个150℃~200℃及以上的环境 [ 11 ] (Hays， 1970)，但至今这种关系难以定量地表达。 在地质温度计方面，绿泥石的有关研究在过去的30年里不断有新的发展 [ 17 ] 。De Caritat et al. (1993)充分总结了绿泥石结构多型与温度、经验性温度计、六组分固溶体模型 [ 18 ] 及碳酸盐–绿泥石平衡温度计 [ 19 ] 等，并针对后三者进行了对比。最近，Yavuz et al. (2015)对经验性温度计进行了总结并提供一个了计算机算法程序(WinCcac)，用于绿泥石晶体化学式及形成温度(经验性)的计算。然而，对绿泥石温度计的探讨不止于此。绿泥石固溶体模型方面，自Walshe (1986)研究之后，在该领域的研究和讨论仍在不断的进展 [ 4 ] [ 5 ] [ 17 ] [ 20 ] - [ 23 ] ，这是针对De Caritat et al. (1993)的总结需要补充的。Yavuz et al. (2015)虽然对经验性温度计作了足够详细的总结，但没有进行相关的验证，也未对较新的固溶体模型温度计进行讨论。除基于铝成分的温度计外，还有基于绿泥石结构研究(XRD)的面网间距温度计 [ 24 ] 以及绿泥石结晶度温度计 [ 25 ] ，由于时间、侧重点等原因，前人的总结也未能涉及。除此之外，绿泥石还可用于估算其形成的氧逸度、硫逸度等物理化学条件 [ 18 ] [ 26 ] ，目前运用得仍较少。基于绿泥石成因矿物学领域研究的长足进展及其重要性，本文在De Caritat et al. (1993)和Yavuz et al. (2015)的基础上，主要针对绿泥石的分类和物理化学条件反演方面的研究进展进行简要评述。
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user: 2. 绿泥石的分类 基于绿泥石中发生的大量替换关系，早期学者提出过一种复杂的命名方法，该法基于Fe 2+ /R 2+ 值和四面体位置上Si-Al替换两个参数 [ 6 ] - [ 8 ] ，即许多文献中运用的Fe 2+ /R 2+ -Si IV 绿泥石成分分类图解(如图2(a)，Deer et al.， 1962分类图解)。这种方法基于Fe 2+ /R 2+ 和Si IV 对应点的位置对绿泥石进行分类，不具有成因意义，也不能提供绿泥石的结构信息 [ 27 ] [ 28 ] ，因此，已被国际黏土研究协会(AIPEA)命名委员会废除 [ 27 ] ，而采纳Bayliss (1975)简化三八面体绿泥石命名的建议，即三八面体绿泥石应根据主要出现的八面体二价阳离子命名，推荐的名称为斜绿泥石(Mg主导)、鲕绿泥石(Fe 2+ )，镍绿泥石(Ni)及锰铝绿泥石(Mn 2+ ) [ 29 ] 。Bailey (1988)补充了一个端元baileychlore (Zn) [ 30 ] 。但是，采用Bayliss (1975)的命名方法会导致许多端元组分没有名称。Wiewióra & Weiss (1990)认为二价、三价阳离子的分布是导致绿泥石结构差异的决定性因素，八面体空位也是绿泥石分类的基础 [ 9 ] ，据此提出一种新的既考虑化学成分又考虑矿物结构的分类方案(图2(b))，Zane & Weiss (1998)在此基础上再将绿泥石分类方案简化，利用三角分类图解首先确定绿泥石结构类型，接着确定绿泥石命名 [ 10 ] (图2(c))。
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user: 3. 绿泥石的结构多型 2:1层和层间氢氧化物层之间的定位定向关系(或叠层顺序)的多样性是导致绿泥石多型的原因。Bailey & Brown (1962)提出6组(每组2种)理论上可能存在的层–夹层组合(Iaa、Iab、Ibb、IIaa、IIab、IIbb，I、II指示层间八面体片的定向方式，a或b指示层间八面体片与2:1层之间的相对位置，第一个字母相对于下部的2:1层，第二个字母相对于上部的2:1层)，其中4种已在自然界中发现(IIbb，Ibb，Iab，Iaa。以常见度排序，向右减少) [ 3 ] [ 30 ] ，Hayes (1970)针对高度无序的绿泥石提出增加一种堆积方式Ib d [ 11 ] 。 温度被公认为影响绿泥石多型转化的主导因素。许多学者对绿泥石多型的温度指示意义此进行了讨论，如：Hayes (1970)提出沉积岩中绿泥石多型随温度的演化序列：Ib d →Iab (β = 97˚)→Ibb (β = 90˚)→Ibb (β = 97˚)，反映一个稳定性(有序性)逐渐增加的过程，并推断Ibb (β = 90˚)→Ibb (β = 97˚)的转化温度在150℃~200℃之间。Weaver et al. (1984)研究了沉积/变质岩石中的绿泥石，提出Iaa型存在的温度可高达250℃~300℃ (推测)，基于此，Iaa型稳定存在的温度可能介于150℃~300℃之间。Walker (1989)研究了低级变质岩中的绿泥石(全为IIbb型)，认为IIbb型绿泥石稳定存在的最低温度等于围岩变质的最低温度：50℃~150℃ (据生物化石和矿物组合推断)，与Weaver et al. (1984)推论不符，Walker解释为细粒岩石中绿泥石多型的演化可能不只取决于温度，还受孔隙压力和时间的影响。王勇生等(2004)研究了郯庐断裂带糜棱岩化过程中的绿泥石，结果显示交代其他矿物而产生的绿泥石为II型绿泥石，而在流体中直接结晶的绿泥石初始为Ⅰ型绿泥石，认为前者与温度具有更好的对应关系。Schmidt & Livi (2015)认为Ibb型绿泥石的出现指示温度低于300℃ [ 11 ] - [ 16 ] 。 多型对成岩、变质级别的指示，如：Karpova (1969) [ 31 ] 证明了陆生石炭系岩石中，随着埋深的增加，Fe 7ÅIbb (β = 90˚) →Fe 14ÅIbb (β = 90˚) →Mg-Fe 14ÅIIbb (β = 97˚)之间的转化，说明随着成岩作用级别的增加，逐渐由I型转化为II型，并在该过程中Fe减少而Mg增加的变化趋势。Schmidt & Livi (2015)对亚绿片岩相砂岩中绿泥石的研究显示，层序堆积的有序性随着变质级别的升高而升高 [ 15 ] [ 32 ] 。 绿泥石结构多型与温度之间的关系，目前仍处于定性研究的阶段，本文将不再作更深入的评述。
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user: 5. 氧逸度、硫逸度 Walshe (1986)提出的六组分固溶体模型，在用于计算平衡体系中绿泥石形成温度的同时，还可计算绿泥石形成的氧逸度、硫逸度 [ 18 ] 。计算氧逸度的反应式如下： 硫逸度的计算，以石英 + 绿泥石 + 黄铁矿平衡体系为例： Bryndzia & Scott (1987)同样提出一个固溶体模型，在具有绿泥石 + 石英 + Al 2 SiO 5 ± 氧化物 ± 硫化物组合的条件下，用绿泥石的成分估算其形成的氧逸度、硫逸度 [ 26 ] ，反应式如下： 氧逸度： 硫逸度(以磁黄铁矿为例)： 该模型适用条件为中–高级变质环境，具有必要的矿物组合且绿泥石不具有明显的Fe 3+ 含量。
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user: 7. 总结与展望 在温度计的选择与使用上，目前较新的热力学温度计基本上否定了一系列的经验性温度计，认为它们的精度局限在中低温范围且不考虑全岩的影响。但在运用时我们也会发现，热力学温度计的适用条件也相对严苛，对矿物组合、化学成分、温度范围等都有相应的要求(当然，限制的目的是为了更具针对性)，且受F 3+ 含量准确性的影响。另一方面，热力学温度计在各类地质环镜(具体到矿床)，是否有足够的兼容性，需要我们谨慎，如Dora & Randive (2015)运用Vidal et al. (2001)型温度计计算了印度Thanewasna韧性剪切带Cu-Au矿床中绿泥石的形成温度，与流体包裹体测温对比，吻合度并不是很高，解释为可能是温度计的兼容性造成的 [ 49 ] 。 绿泥石的分类虽不能直接指示其形成的物理化学化学环境，但定性地，从前述讨论中也可发现，相对富Mg的绿泥石指示其形成于相对氧化的环境，相对富Fe则形成环境更为还原。 图8. 铜矿峪铜矿床I型绿泥石阳离子相关关系图((a) Fe-Mg关系图；(b) Al-Fe + Mg关系图) 对绿泥石Fe 3+ 含量问题的讨论由来已久，因为电子探针不能直接测定它的含量，Dyar et al. (1992)利用穆斯堡尔谱研究了不同fo 2 环境中的绿泥石，结果显示绝大部分(除了极其氧化的环境)绿泥石的Fe 3+ 含量都很低，在10% ± 5%左右 [ 50 ] ，因此，在许多研究中Fe 3+ 含量多被忽略，或者以15% (或5%)为标准获得一个上限(下限)值，然而，随着绿泥石固溶体模型的建立，Fe 3+ 含量的问题越来越受到重视，因其含量的多少对八面体空位(□)数造成直接的影响 [ 4 ] [ 20 ] - [ 23 ] [ 51 ] ，而这对绿泥石端元的摩尔分数计算至关重要，最终会影响到温度、氧逸度、硫逸度的估算。因此，在以后的研究中精确测定Fe 3+ 含量可能是有必要解决的一个问题。
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user: 摘 要 本文将Fe 3 O 4 纳米颗粒分散在Ca、P溶液中，通过尿素酶催化水解尿素提高Ca、P溶液PH值，以纳米Fe 3 O 4 为成核位点，通过均相沉积法制备具有核–壳结构的Fe 3 O 4 /HA磁性复合物。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等分析手段分析探讨了Ca/P摩尔比和分散剂柠檬酸铵用量对磁性羟基磷灰石复合颗粒组成、结构和颗粒尺寸的影响。结果表明当溶液中Ca/P摩尔比为5:3，分散剂柠檬酸铵用量为1.5~3.0 g/500ml，Fe 3 O 4 磁性粒子基本完全被沉积的羟基磷灰石包覆，可制得颗粒尺寸较小的球状核壳结构磁性Fe 3 O 4 /HA复合物。 关键词 :羟基磷灰石，四氧化三铁，磁性，柠檬酸铵