本發(fā)明涉及用于用于流體巖石相互作用試驗的方法。

背景技術(shù)：

流體-巖相互作用地球化學(xué)模擬是基于化學(xué)熱力學(xué)原理基礎(chǔ)上，研究不同溫壓條件下系統(tǒng)中礦物、氣體、有機(jī)質(zhì)和水溶液間可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，人們通過高壓釜做了大量的工作以探討控制長石溶蝕的因素，包括有機(jī)酸及其離子的類型、pH值以及溫度、壓力條件等。但是，傳統(tǒng)方式研究的實驗裝置和實驗方法存在以下不足：1、后期樣品變化難以區(qū)分是實驗造成的還是原來樣品保留的痕跡；2、塊狀樣品研究中容易受反應(yīng)容器污染的影響，同時難以區(qū)分樣品正反面，造成實驗測試結(jié)果難以解釋；3、弱酸弱堿條件與實際地層條件下往往不盡相符。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種實驗準(zhǔn)確率高、能有效避免測試結(jié)果被污染、并且能廣泛適用于模擬地質(zhì)實際條件下實驗的用于流體巖石相互作用試驗的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：提供一種用于流體巖石相互作用試驗的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S10：對反應(yīng)容器和內(nèi)襯構(gòu)件進(jìn)行清洗，并用蒸餾水浸泡所述反應(yīng)容器和所述內(nèi)襯構(gòu)件后，晾干備用；

步驟S20：對樣品進(jìn)行切片，對切片后片狀樣品進(jìn)行雙面剖光、烘干和稱重處理，并對處理后的片狀樣品進(jìn)行首次電子和背散射掃描電鏡觀察以及X-熒光光譜分析；

步驟S30：將步驟S20中處理后的片狀樣品固定在所述內(nèi)襯構(gòu)件上，將固定有片狀樣品的內(nèi)襯構(gòu)件和配置好的反應(yīng)溶液放入所述反應(yīng)容器內(nèi)，并將所述反應(yīng)容器密封；

步驟S40：對所述反應(yīng)容器進(jìn)行加熱，并控制所述反應(yīng)容器在預(yù)設(shè)溫度下反應(yīng)預(yù)設(shè)時間，反應(yīng)結(jié)束后將片狀樣品所述片狀樣品卸下、取出、清洗、烘干，并承重；

步驟S50：對反應(yīng)后的片狀樣品進(jìn)行再次電子和背散射掃描電鏡觀察以及X-熒光光譜分析，刻畫片狀樣品的次生變化、新生礦物形貌特征以及片狀樣品內(nèi)元素遷移特征；

步驟S60：使用紫外分光光度計對反應(yīng)后的溶液進(jìn)行化學(xué)成分分析，確定反應(yīng)溶液中的離子類型以及濃度，判斷反應(yīng)溶液中成分來源，確定片狀樣品反應(yīng)前后成分變化特征；

步驟S70：對反應(yīng)后的溶液進(jìn)行phreeqc數(shù)值模擬計算，計算溶液中礦物的飽和指數(shù)，確定所述片狀樣品溶蝕、溶解作用和新生礦物的類型，指導(dǎo)反應(yīng)機(jī)理和掃描電鏡觀察。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其達(dá)到的技術(shù)效果為：本發(fā)明提供的用于流體巖石相互作用試驗的方法通過對片狀樣品的雙面拋光處理、phreeqc數(shù)值模擬計算和背散射掃描電鏡觀察及能譜分析，較完善的開展了流體巖石相互作 用實驗和測試結(jié)果的分析，實驗準(zhǔn)確率高、能有效避免測試結(jié)果被污染、并且能廣泛適用于模擬地質(zhì)實際條件下實驗，具有很高的實用性。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，步驟S10中，所述反應(yīng)容器和所述內(nèi)襯構(gòu)件浸泡的時間為4至6小時。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：用蒸餾水浸泡反應(yīng)容器和內(nèi)襯構(gòu)件4-6小時，為了是更進(jìn)一步的對容器和內(nèi)襯構(gòu)件進(jìn)行清洗，避免雜質(zhì)對實現(xiàn)結(jié)果的影響。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，步驟S20中，切割后的片狀樣品的截面為方形，并在80度溫度下烘干6小時。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：方形的片狀樣品能夠更好的對實驗結(jié)果進(jìn)行觀察，提高了實驗結(jié)果的精確度，80度溫度下烘干6小時，為的是徹底將片狀樣品內(nèi)的水分烘干，確保實驗結(jié)果的精確度。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，步驟S20中，將片狀樣品分為多組，每組2片。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：將片狀樣品分為多組，并且每組內(nèi)2片，為的是針對相同的樣品進(jìn)行不同的實驗，確保實驗結(jié)果的精確度。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，步驟S40中，所述預(yù)設(shè)時間為3天。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：預(yù)設(shè)反應(yīng)3天為的是反應(yīng)的充分進(jìn)行，確保最終實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，步驟S40中，反應(yīng)后片狀樣品需在80度溫度下烘干8小時。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：反應(yīng)后的片狀樣品在80度溫度下烘干8小時，為的是徹底烘干樣品內(nèi)的水分，確保實驗結(jié)果的精確度。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，步驟S40中，所述預(yù)設(shè)溫度需根據(jù)地溫梯度計算所述樣品所處的初始溫度，根據(jù)埋藏史分析埋藏后經(jīng)歷的溫度差，確定以30°、50°或100°的溫度間隔，再以所述初始溫度為中心，向上和向下推2-3個所述溫度間隔最終確定。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：針對不同的溫度進(jìn)行實驗，為的是確定不同溫度下樣品反應(yīng)的程度。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)襯構(gòu)件包括底襯、支架以及樣品臺，所述支架的底部固定在所述底襯上，所述樣品臺安裝在所述支架的頂部，所述樣品臺上設(shè)置有若干個樣品固定槽，每個所述樣品固定槽對應(yīng)一個用于固定片狀樣品的樣品固定夾。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：樣品固定夾以及樣品固定槽的設(shè)置方便了對片狀樣品的固定。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)襯構(gòu)件的底襯和樣品臺由聚四氟乙烯一體注塑而成。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：由聚四氟乙烯材料一體注塑而成的底襯和樣品臺，充分考慮了反應(yīng)過程中熱對流現(xiàn)象，同時很好的避免了測試過程中測試結(jié)果遭受污染情況的發(fā)生，進(jìn)一步，底襯和樣品臺由耐強(qiáng)酸耐強(qiáng)堿聚四氟乙烯構(gòu)成，廣泛適用于各種模擬地質(zhì)實際條件下實驗，提高了內(nèi)襯構(gòu)件的適用范圍。

較優(yōu)地，在上述技術(shù)方案中，所述樣品固定槽的底部設(shè)置有承托部，所述樣品固定槽的寬度大于等于所述片狀樣品的寬度，所述承托部的寬度小于所述片狀樣品的寬度。。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：承托部的寬度小于片狀樣品的寬度，承托部對片狀樣品的承托，樣品固定槽的寬度大于等于片狀樣品的寬度，配合樣品固定夾進(jìn)一步確保了實驗過程中樣品的穩(wěn)定性，提高了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明提供的用于流體巖石相互作用試驗的方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明提供的內(nèi)襯構(gòu)件的示意圖；

圖3是圖2中內(nèi)襯構(gòu)件AA面的截面圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明提供的用于流體巖石相互作用試驗的方法，包括以下步驟：

步驟S10：對反應(yīng)容器和內(nèi)襯構(gòu)件進(jìn)行清洗，并用蒸餾水浸泡反應(yīng)容器和內(nèi)襯構(gòu)件后，晾干備用；

步驟S20：對樣品進(jìn)行切片，對切片后片狀樣品進(jìn)行雙面剖光、烘干和稱重處理，并對處理后的片狀樣品進(jìn)行首次電子和背散射掃描電鏡觀察以及X-熒光 光譜分析；

步驟S30：將步驟S20中處理后的片狀樣品固定在內(nèi)襯構(gòu)件上，將配置好的反應(yīng)溶液放入反應(yīng)容器內(nèi)，并將反應(yīng)容器密封；

步驟S40：對反應(yīng)容器進(jìn)行加熱，并控制反應(yīng)容器在預(yù)設(shè)溫度下反應(yīng)預(yù)設(shè)時間，反應(yīng)結(jié)束后將樣品取出、清洗、烘干，并承重；

步驟S50：對反應(yīng)后的片狀樣品進(jìn)行再次電子和背散射掃描電鏡觀察以及X-熒光光譜分析，刻畫片狀樣品的次生變化、新生礦物形貌特征以及片狀樣品內(nèi)元素遷移特征；

步驟S60：使用紫外分光光度計對反應(yīng)后的溶液進(jìn)行化學(xué)成分分析，確定反應(yīng)溶液中的離子類型以及濃度，判斷反應(yīng)溶液中成分來源，確定片狀樣品反應(yīng)前后成分變化特征；

步驟S70：對反應(yīng)后的溶液進(jìn)行phreeqc數(shù)值模擬計算，計算溶液中礦物的飽和指數(shù)，確定片狀樣品溶蝕、溶解作用和新生礦物的類型，指導(dǎo)反應(yīng)機(jī)理和掃描電鏡觀察。

作為一種可實施方式，步驟S10中，反應(yīng)容器和內(nèi)襯構(gòu)件浸泡的時間為4至6小時。用蒸餾水浸泡反應(yīng)容器和內(nèi)襯構(gòu)件4-6小時，為了是更進(jìn)一步的對容器和內(nèi)襯構(gòu)件進(jìn)行清洗，避免雜質(zhì)對實現(xiàn)結(jié)果的影響。

作為一種可實施方式，步驟S20中，切割后的片狀樣品的截面為方形，并在80度溫度下烘干6小時。方形的片狀樣品能夠更好的對實驗結(jié)果進(jìn)行觀察，提高了實驗結(jié)果的精確度，80度溫度下烘干6小時，為的是徹底將片狀樣品內(nèi)的水分烘干，確保實驗結(jié)果的精確度。

作為一種可實施方式，步驟S20中，將片狀樣品分為多組，每組2片。準(zhǔn)備多組片狀樣品，并且每組內(nèi)2片，為的是針對相同的樣品進(jìn)行不同的實驗，確保實驗結(jié)果的精確度。

作為一種可實施方式，步驟S40中，預(yù)設(shè)時間為3天。預(yù)設(shè)反應(yīng)3天為的是反應(yīng)的充分進(jìn)行，確保最終實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

作為一種可實施方式，步驟S40中，反應(yīng)后片狀樣品需在80度溫度下烘干8小時。反應(yīng)后的片狀樣品在80度溫度下烘干8小時，為的是徹底烘干樣品內(nèi)的水分，確保實驗結(jié)果的精確度。

作為一種可實施方式，步驟S40中，預(yù)設(shè)溫度需根據(jù)地溫梯度計算樣品所處的初始溫度，根據(jù)埋藏史分析埋藏后經(jīng)歷的溫度差，確定以30°、50°或100°的溫度間隔，再以初始溫度為中心，向上和向下推2-3個溫度間隔最終確定。針對不同的溫度進(jìn)行實驗，為的是確定不同溫度下樣品反應(yīng)的程度。

作為一種可實施方式，如圖2和圖3所示，內(nèi)襯構(gòu)件100，包括底襯120、支架130以及樣品臺110，支架130的底部固定在底襯120上，樣品臺110安裝在支架130的頂部，樣品臺110上設(shè)置有若干個樣品固定槽112，每個樣品固定槽112對應(yīng)一個用于固定片狀樣品的樣品固定夾116。

作為一種可實施方式，底襯120和樣品臺110均由聚四氟乙烯一體注塑而成。由聚四氟乙烯材料一體注塑而成的底襯120和樣品臺110，充分考慮了反應(yīng)過程中熱對流現(xiàn)象，同時很好的避免了測試過程中測試結(jié)果遭受污染情況的發(fā)生，進(jìn)一步，底襯120和樣品臺110由耐強(qiáng)酸耐強(qiáng)堿聚四氟乙烯構(gòu)成，廣泛適用于各種模擬地質(zhì)實際條件下實驗，提高了內(nèi)襯構(gòu)件100的適用范圍。

作為一種可實施方式，樣品固定槽112的底部設(shè)置有承托部114，樣品固定槽112的寬度大于等于片狀樣品的寬度，承托部114的寬度小于片狀樣品的寬度。承托部114的寬度小于片狀樣品的寬度，方便了承托部114對片狀樣品的承托，樣品固定槽112的寬度大于等于片狀樣品的寬度，配合樣品固定夾116進(jìn)一步確保了實驗過程中樣品的穩(wěn)定性，提高了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其達(dá)到的技術(shù)效果為：本發(fā)明提供的用于流體巖石相互作用試驗的方法通過對片狀樣品的雙面拋光處理、phreeqc數(shù)值模擬計算和背散射掃描電鏡觀察及能譜分析，較完善的開展了流體巖石相互作用實驗和測試結(jié)果的分析，實驗準(zhǔn)確率高、能有效避免測試結(jié)果被污染、并且能廣泛適用于模擬地質(zhì)實際條件下實驗，具有很高的實用性。

上述實施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實現(xiàn)或使用，對上述實施方式進(jìn)行修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。