鄂尔多斯盆地深部石油和流体在铀成矿过程中的实验模拟

摘要

鄂尔多斯盆地油气与铀矿产资源非常丰富，多种能源矿产叠置区反映了油气物质和铀酰化合物的迁移、富集成矿的地球化学演化过程。还原作用和配位作用是油气物质对铀酰化合物作用的主要形式，石油（流体）还原铀酰化合物使其沉淀成矿，铀酰化合物能与地质中的腐殖酸相互作用生成铀酰配合物，研究鄂尔多斯盆地石油、流体对铀酰离子的作用（无机-有机相互作用）;探明油气物质在铀迁移、富集、沉淀过程中的作用机理;建立多种能源同盆共存机制的地球化学模型。
　　本文模拟了油气矿物、腐殖酸与铀酰化合物的相互作用，在实验室里以采自鄂尔多斯地区的石油和天然气为模拟反应物来研究石油和流体在砂岩型铀矿形成过程中所起的作用。选用芳香酸模拟合成铀酰配合物，研究有机酸与硝酸铀酰的配位作用，并对其形成机理、结构进行研究。
　　1.研究石油对铀矿的作用。在一定温度和压力条件下，模拟石油-水与铀酰化合物反应，通过XRD谱图、紫外-可见分光光度法和气相色谱法对反应产物进行测试分析。实验结果表明高温低压反应条件有利于石油还原铀酰化合物使其沉淀富集成铀矿。
　　2.研究流体对铀矿的作用。改变反应时间和石油/水体积比，设计一系列的实验方案，来确定最佳的反应时间和石油/水体积比，研究在不同温度和压力下流体对铀迁移富集成矿的影响。实验结果显示流体和石油的还原条件对铀矿的影响是一致的，即高温低压反应条件有利于流体还原铀酰化合物使其形成铀矿。
　　3.研究铀酰离子配位作用。利用有机酸代替腐殖酸进行铀酰离子配位实验，得到了五个晶体，它们的晶体结构选用X-射线衍射法加以确定，并对其进行元素分析、红外和荧光等测定。通过热重法对合成出的五个配合物的稳定性进行了分析。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 石油和流体在铀矿形成中的作用

1．2．1 石油和流体对铀的还原作用

1．2．2 石油和流体对铀的吸附作用

1．2．3 腐殖酸与铀的配位作用

1．3 石油和流体在铀成矿过程中作用的实验模拟

1．4 选题意义及研究内容

1．4．1 选题意义

1．4．2 研究内容

第二章 石油在铀成矿实验模拟中的还原作用

2．1 前言

2．2 试剂与仪器

2．2．1 试剂

2．2．2 仪器

2．3 高温高压条件下，石油与铀成矿的实验模拟

2．3．1 不同温度条件下，石油在铀成矿实验模拟中的还原作用

2．3．2 不同压力条件下，石油在铀成矿实验模拟中的还原作用

2．4 本章小结

第三章 流体在铀成矿实验模拟中的还原作用

3．1 前言

3．2 试剂与仪器

3．2．1 试剂

3．2．2 仪器

3．3 高温高压条件下流体与铀成矿的实验模拟

3．3．1 不同时间条件下，流体在铀成矿实验模拟中的还原作用

3．3．2 不同石油／水体积比条件下，流体在铀成矿实验模拟中的还原作用

3．3．3 不同温度条件下，流体在铀成矿实验模拟中的还原作用

3．3．4 不同压力条件下，流体在铀成矿实验模拟中的还原作用

3．4 本章小结

第四章 腐殖酸在铀成矿实验模拟中的配位作用

4．1 前言

4．2 试剂与仪器

4．2．1 试剂

4．2．2 仪器

4．3．1 配合物1的合成

4．3．2 配合物2的合成

4．3．3 配合物3的合成

4．4 结果与讨论

4．4．1 配合物1-3晶体结构测试

4．4．2 配合物1-3的红外光谱分析

4．4．3 配合物1-3的晶体结构分析

4．4．4 配合物1-3的热稳定性分析

4．4．5 配合物1-3的荧光光谱

4．5 配合物4的合成与研究

4．5．1 配合物4的合成

4．6 结果与讨论

4．6．1 配合物4晶体结构测试

4．6．2 配合物4的红外光谱分析

4．6．3 配合物UO2(C8H4O4)3·7H2O(4)的晶体结构分析

4．6．4 配合物4的热稳定性分析

4．6．5 配合物4的荧光光谱

4．7 配体皿3和配合物5的合成

4．7．1 配体HL3的合成

4．7．2 配合物5的合成

4．8 结果与讨论

4．8．1 配合物5晶体结构测定

4．8．2 配合物5的红外光谱分析

4．8．3 配合物[UO2(C19H11O3N4S)(H2O)]·H2O(5)的晶体结构分析

4．8．4 配合物5的热稳定性分析

4．8．5 配合物5的荧光光谱

4．9 本章小结

参考文献

论文总结

硕士学位期间论文发表情况

攻读硕士期间参与科研项目情况

致谢