动力电池液冷液热系统的应用研究

根据某款三元动力电池的热特性,结合整车现有的空调和正温度系数加热元件(PTC)采暖系统,设计了针对该三元电池温度控制的液冷液热系统。在确保动力电池在高温条件下能正常工作的同时,解决了该三元电池在低温下无法充电或充电时间过长的问题。

纯电动汽车PTC电池液热系统水温变化研究

分析了一种纯电动汽车动力电池热管理系统的液热系统过水PTC实际使用过程可能会出现的液体过温问题,详细论述其工作原理。搭建电池包液热系统的试验台架,并运用台架的温度场分析,得到了电池包液热系统的各位置温度分布。试验结果表明:随着电池过水加热PTC功率的提升,液体进水温度会不断提升,但在匹配的3kW过水加热PTC不会出现液体过温问题,可以正常使用。

热液成矿系统构造控矿理论

构造对成矿的控制是热液成矿系统的典型特征之一,系统剖析多重尺度控矿构造的几何学、运动学、动力学、流变学和热力学对认识矿床成因和预测找矿至关重要;而如何实现控矿构造格架、渗透性结构、成矿流体通道和矿化变形网络由静态到多尺度时-空四维动态的转变,查明流体通道和矿床增量生长过程与控制因素,揭示热液成矿系统的构造-流体耦合成矿机制和定位规律是亟待解决的关键科学难题。为此,我们在对已有相关成果系统梳理的基础上,提出了科学构建热液成矿系统构造控矿理论的基本要点与对应方法及应用范畴:(1)流体而非构造是构造控矿理论的中心,热液系统的流体流动与成矿作用受控于断裂带格架及其渗透性结构,其中渗透率是将流体流动与流体压力变化联系起来理解控矿构造的核心;(2)不同控矿构造组合的关键控制是构造差应力和流体压力的大小,而矿化类型的变化可能是由于构造应力场引起的容矿构造方位的不同和赋矿围岩之间的强度差异所致;(3)流体通道的生长始于超压流体储库上游围岩中孤立的微裂隙沿流体压力梯度最大的方向、随裂隙发育且相互连结而形成新的长裂隙,并最终连通形成断裂网络内的流体通道,矿床的增量生长发生在高流体通量的短爆发期,断层反复滑动驱动其内流体压力、流速和应力快速变化,当由此诱发的流体通道生长破坏了流体系统的动态平衡时,随之而来的流体快速降压就成为金属沉淀成矿的关键驱动因素;(4)以热液裂隙-脉系统野外地质观测和构造-蚀变-矿化网络三维填图为基础,通过宏观与微观各级控矿构造相结合、地质历史与构造应力分析相结合、局部与区域点-线-面相结合、浅部与深部相结合、时间与空间相结合、定性和定量相结合,对各种控矿因素开展多学科、多尺度、多层次、全方位综合研究,是应遵循的基本原则;(5)通过构造-蚀变-矿化网络填图,将蚀变-矿化体与控矿构造的类型、形态、规模、产状和间距等几何学特征联系起来,利用热液裂隙-脉系统和断裂网络拓扑学及矿体三维几何结构分析等定量方法查明控矿构造格架和渗透性结构并揭示矿化变形网络的连通性与成矿潜力;(6)合理构建地质模型,选取合适的热力学参数和动力学边界条件,利用HCh和COMSOL等方法,定量模拟成矿过程中的流体流动、热-质传递、应力变形和化学反应等的时-空变化,是揭示构造-流体耦合成矿机理和定位规律、预测矿化中心和确定找矿目标的有效途径。进而提出了构造控矿理论的研究流程:聚焦构造-流体耦合成矿机制和定位规律这一关键科学问题,选择热液裂隙-脉系统和构造-蚀变-矿化网络为重点研究对象;通过几何学描述、运动学判断、流变学分析、动力学解析和热力学综合,厘定控矿构造格架,定位矿化中心,示踪成矿流体通道和多种矿化样式的增量生长过程及其关键控制,揭示渗透性结构的时-空演变规律及构造再活化与成矿定位的成因关联,建立构造-流体耦合成矿模式,服务新一轮战略找矿突破。以胶东焦家金矿田为例,开展控矿构造理论研究和成矿预测应用实践,证实了其科学性和有效性。

岩浆热液系统氟的富集与成矿

氟元素具有中等不相容性、强流体迁移性和挥发性,在岩浆作用和热液成矿等地质过程中扮演着重要角色。萤石(CaF 2)是自然界中最重要的含氟矿物之一,广泛应用于化工、航天、医药等重点领域,对国家战略安全、国民经济和社会发展有着深远影响。本文系统总结了氟的地球化学性质、在地球上不同储库中的含量及其在岩浆和热液系统中的富集成矿机制,同时探讨了全球主要萤石成矿带的大地构造背景以及萤石矿床的成因分类等问题,得出如下认识:(1)地壳和地幔是氟主要的储库,全硅酸盐地球地幔和亏损地幔中氟含量较低,而交代地幔和陆壳(包括中酸性上地壳和下地壳镁铁质麻粒岩)相对富氟,其部分熔融形成的富氟岩浆为萤石成矿提供主要物质来源;(2)国内外对萤石矿床的分类存在不同。国外学者划分了三类萤石矿床:即与碳酸岩、碱性岩或高硅花岗岩相关的岩浆萤石矿床,由断裂控制的角砾状、脉状和与地层不整合相关的构造萤石矿床,以及层控沉积萤石矿床;而国内学者则依据主要控矿要素进行类型划分,包括沉积改造型和热液充填型等类型;(3)全球大规模的萤石成矿带通常呈线性或带状分布,其成因与大洋板块俯冲作用或大陆裂谷作用密切相关;(4)热液的pH值、温度、组成、含氟矿物在其中溶解度等因素显著影响热液中氟的富集和沉淀过程。由于氟在地质样品中含量相对较低,未来研究亟需提高测试分析能力;萤石矿床的定年具有挑战性,提高萤石定年的精度与准确性亦是未来研究的重点。

同构造隐伏花岗岩体及其热液成矿系统——以河南省熊耳山铁炉坪银多金属矿田为例

以位于华北克拉通南缘的河南省熊耳山铁炉坪银多金属矿田为研究对象,通过对区内地质构造、成矿作用、物化探资料、遥感影像等综合研究,发现该矿田是一个与同构造隐伏花岗岩体有关的岩浆热液成矿系统。推测该隐伏岩体为一个东宽西窄、东厚西薄的“鞋底”状花岗质岩席,其总体空间形态与熊耳山变质核杂岩下盘的东向运动学方向密切相关。高位岩浆房的主体(隐伏岩体厚大部分)定位于故县水库以东地带。区内已发现的银、金多金属矿床主要是隐伏岩体东部主体顶上带外缘区定位的中温热液脉状矿化。推测在隐伏岩体顶上带的中南部还有三个隐伏岩钟发育部位,正是岩浆热液二次沸腾核心区域,因而是形成高温的斑岩型铜钼矿或隐爆角砾岩型钼金矿的最有利区段。

东昆仑斑岩-热液成矿系统找矿实践——以乌兰乌珠尔-十字嵩矿床为例

近年来,东昆仑成矿带西段的祁漫塔格地区新发现了乌兰乌珠尔-十字嵩大型银多金属矿床,矿区发育大面积晚古生代泥盆纪侵入花岗岩,岩性主要为似斑状二长花岗和二长花岗岩;矿区构造以北西向、近东西向为主,北北东、北东向次之,其中,北西向和近东西向断裂与成矿关系密切。紧邻乌兰乌珠尔-十字嵩矿区北部的乌兰乌珠尔矿区发现有斑岩脉体,岩性为花岗闪长斑岩和花岗斑岩。本区找矿突破是以斑岩成矿系统理论为指导,基于缺位找矿思路,通过分析地质资料和区域地球化学异常,在全面掌握前人工作程度的基础上,以野外斑岩脉旁侧发现的矿化构造蚀变带为突破口,类比国内及东昆仑成矿带碰撞造山环境斑岩成矿模式,建立斑岩-热液脉型矿床找矿模型,进而在勘查工作中发现银铅锌矿体,并建立了地质、地球化学测量、遥感、地球物理测量综合勘查标志,为区域上开展同类型矿床的找矿工作提供了思路和方向。

基于数值模拟计算的海底热液系统Ag元素迁移途径探讨

估算了PACMANUS热液区海底块状硫化物及烟囱体的总量约为102,819 m^(3),345,471.84 t,其中蕴含Ag约110.55 t,证实淋滤作用不是热液系统中Ag迁移的唯一路径,其他潜在的输入途径可能是Ag与高温岩浆气体中的Cl,S等形成高压氯化物和高温稳定的硫化物等络合物,在蒸汽相中运移。

宁芜南段钟姑矿田的深部矿浆-热液系统

钟姑矿田作为宁芜盆地南部重要的矿集区,发育一系列以姑山矿浆熔离型和白象山高温气液型为代表的大型玢岩铁矿,这些铁矿均主要产于闪长玢岩岩体和沉积围岩的接触带。根据野外观察和地球化学研究,文中认为,闪长玢岩岩体和沉积围岩均不是铁质的主要来源,富铁矿体的成因主要来自矿田深部的矿浆-热液系统,姑山式铁矿的铁质主要是液态不混溶作用形成的铁矿浆,白象山式铁矿的铁质主要来源于深部残浆分离出的Na-Fe-Cl络合物。在对铁质和岩体估算的基础上,提出形成铁矿的原始母岩浆很可能是富铁的玄武质岩浆,形成于大规模的岩石圈减薄、软流圈上涌的构造背景下,由变质洋壳(榴辉岩)和软流圈地幔(橄榄岩)反应后的橄榄岩部分熔融形成,其在上升的过程中发生了AFC过程。

热液系统输向大洋的热通量估算

从四个方面对现代海底热液活动输向大洋的热通量进行了初步估算.热液系统通过集中、高温的热液烟囱和低温、大面积漫溢热水的形式向海洋输送的热通量为357GW;由底热异常边界层计算出的热通量为32GW;根据Baker提出的扩张洋脊的扩张速率和扩张洋脊热液柱覆盖率之间的线性关系,推算的热液通量为1086GW;根据扩张洋脊岩墙冷却和扩张推算的热通量为592GW.不同的方法给出的结果有较大的差异.一方面这些结果反映了热液系统向大洋的供热水平,另一方面反映了目前对现代海底热液活动的认识水平.虽然热液系统向大洋的热输出比太阳的热辐射小,但由于其特殊的供热方式,这部分热能仍有可能对全球气候带来影响,应在今后的研究中给予重视.

河南栾川南泥湖-三道庄钼(钨)矿床热液系统的成因与演化

矿物包裹体(包括温度、压力、盐度及成分)的研究表明南泥湖-三道庄钼(钨)矿床成矿热液的温度、盐度与K^+、Ca^(2+)、SO_4^(2-)等从早阶段到晚阶段均有逐渐降低的趋势。稳定同位素的研究表明成矿溶液的来源,早期以岩浆水为主,晚期以大气水为主。

金在现代海底热液系统中的分布及演化

现代海底热液系统内冷海水的下渗和热液流体的上涌及由此引发的水岩反应驱动着金的循环演化,并可在海底形成极具经济前景的富金矿床。海底下覆基岩深部层位中的金会因为水岩反应而大量溶解迁移到热液流体中,金含量可比海水高千倍的热液流体在向海底表面运移过程中发生的相分离作用会进一步富集金,当遭遇冷海水发生混合作用后引发H_2S浓度和温度的降低,由此导致金因溶解度降低而从热液流体中迁移出来并赋存在一同形成的硫化物矿物中。海底硫化物中金含量的分布受到围岩性质和构造环境的控制,形成在岛弧和弧后环境中的硫化物一般比洋中脊环境中的硫化物的金含量高,而在相似构造环境下形成在长英质围岩系统和超镁铁质围岩系统中的硫化物其金含量比镁铁质围岩系统中的高。相对于高温阶段形成的黄铜矿,低温成因的黄铁矿和闪锌矿普遍更富集金。在分布最广的黄铁矿的晶格内,固溶体态金的溶解度受到砷含量的控制,当超过矿物的溶解度时则会出现纳米到微米级金颗粒聚合体。虽然热液硫化物中的金含量比热液沉积物高的多,但由于受其捕获效率的制约,随热液流体运移到海底表面的金还是有相当一部分最终随着羽状流扩散到了远端沉积物中或被海洋水体所接纳。若要更清晰甚至定量化地厘清金在现代海底热液系统中的迁移演化过程及控制因素,则微区、原位和高精度的实验方法、分析技术和模拟研究将是下一步工作的重点。

岩浆热液系统中矿床类型、特征及其在勘探中的应用

随着勘探程度的深入,现今中国东部已知的岩浆热液系统中所出露斑岩型Cu-(Mo-Au)已基本上勘探完毕。如何寻找和发现深部及重新评价已勘探工作区矿床,这就需要勘探地质学家对产于各种构造环境中的岩浆热液型矿床形成的认知等知识。本文重点介绍了国内、外学者对在板块碰撞以及造山后期拉伸环境下,与火成岩、次火山岩和火山岩有关的热液矿床类型、矿床特征和矿化样式等方面的认识和进展,包括岩浆热液系统、岩浆热液和天水热液混合系统,到主要为天水热液系统中的热液系统定义和类型、不同系统中的流体组成和性质、岩体类型和岩貌特征以及深度和温度的变化对流体、流体与围岩之间反应所形成的蚀变特征的控制等。

现代海底超镁铁质岩系热液系统与地质意义

现代海底热液循环与洋中脊地质过程一直是国际洋中脊计划研究的热点。海底热液系统多数都与海底玄武岩及其水-岩反应直接相关,而一类与深海橄榄岩的产出及其蛇纹石化作用有关的海底热液系统——超镁铁质岩系热液系统,以具有高浓度H2和CH4异常而低SiO2浓度为显著特征,主要分布在慢速扩张大西洋中脊和超慢速扩张北冰洋Gakkel洋脊和西南印度洋中脊。超镁铁质岩系热液系统在流体组成、构造背景和硫化物成矿方面与玄武岩热液系统有很大差异,主要表现在地幔来源超镁铁质岩石的普遍出露、喷口流体高的H2和CH4异常以及硫化物中高Co/Ni比值。超镁铁质岩系热液系统的发现丰富了全球洋中脊热液系统的研究内容,对洋中脊地质过程、海底热液活动及其成矿作用研究具有重要意义。

中条山西南段中生代热液成矿系统分析

中条山西南段铜镍、铜铁、金矿与中生代中酸性岩浆活动有关,成因类型为高-中低温热液型。矿体严格受断裂构造控制,不同矿产形成与矿源岩有关,铜镍矿、铜铁矿和金矿分别产于变基性侵入岩、变基性火山岩和片麻岩中,构成了中条山西南段中生代构造—岩浆—热液成矿系统。这一成矿系统是同一能量场和流体场、不同矿源场之间耦合的结果。根据成矿系统分析,该区具有很好的找矿前景,预测在不同矿源复合叠加地段,还有铜铁金、铜镍金、铜铁镍矿床产出,地质找矿应部署在中生代中酸性岩体的分布区。

洋底热液喷口系统的微生物成矿研究进展

现代洋底热液喷口系统的微生物成矿研究进展是地球自身发展、生命演化、洋底下的生物圈层以及天文微生物探索工作得以有效开展的重要保障。近10余年来,随着微电子和分子生物学技术的发展,热液系统微生物成矿研究得以拓展和深入,逐渐成为地质微生物学研究的一个热点领域。当前在全球的热液喷口系统已经发现微生物在包括Fe、Mn、S、Si的氧化物以及硅酸盐矿物的形成过程中起到了重要甚至关键性的作用,同时热液喷口系统依赖于无机化能代谢活动存在的微生物的矿化成为人们理解生命形式与无机地球相互作用历史的最关键的证据之一,已经从根本上补充甚至修正了生命科学与地球演化的一些核心观点。总结了近年来热液喷口系统微生物成矿研究的最新进展,论述了该环境中微生物成矿的机制和类型,探讨了微生物和部分矿物之间的相互作用以及现代热液微生物成矿研究的地质意义,以期加深人们对热液喷口微生物成矿过程的理解与重视。

低温平衡热液系统中硫同位素演化的Igf_(O_2)-pH图解

According to Sakai-Ohmoto's theory regarding the evolution of sulfur isotope in hydrothermal system, by using new data on chemical reaction equilibrium constants,equilibrium isotopic fractionation factors as well as on individual ion activity coeffidents of sulfur species the following diagrams of lgfo2-pH are constructed: a) Mole fraction of aqueous sulfur species (Xt), b) Stable field for some minerals in Fe-S-O system, c) diagram depicting the rate of oxidation-reduction state of aqueous sulfur species(R'), and d) Isotopic composition of sulfur compounds (δSt^34).

氯在岩浆-热液系统演化过程中的行为

岩浆-热液系统中氯的地球化学行为对于金属矿床的形成具有重要的意义。本文系统综述了氯在岩浆-热液系统中的地球化学研究的最后成果,重点探讨了氯溶解度的变化机制,以及对于成矿具有重要控制作用的高盐度水盐流体的形成机理。最后指出了现阶段氯的研究仅限于简单体系,氯对多组分复杂体系流体出溶的影响有待进一步研究。

辽东半岛五龙金矿成矿系统新认识:来自外围热液角砾岩型铅锌矿化的指示

五龙金矿是辽东半岛形成于早白垩世的代表性石英脉型金矿。本文报道了在五龙矿区边部新发现的热液角砾岩型铅锌矿化及其密切相关的闪长岩的特征,这对进一步认识五龙成矿系统提供了新的指示。热液角砾岩属于岩浆热液爆破角砾岩,铅锌矿化分布在角砾岩石英胶结物和石英脉内。角砾岩下伏和旁侧的闪长岩内可见梳状结构和晶洞结构,也可见蚀变和矿化发育,指示闪长岩与角砾岩具有密切的成因联系。角砾岩的石英胶结物和含矿石英脉的δ^(18)O_(H2O)在-2.7‰~0.1‰之间、δD_(V-SMOW)在-71.5‰~-85.9‰之间,指示矿化流体为岩浆水和大气降水混合成因,与五龙金矿晚阶段成矿流体性质基本相同。闪长岩的锆石U-Pb测年指示其结晶年龄为120.9±1.3Ma,与五龙金矿成矿时代近于一致。闪长岩与五龙成矿系统具有密切的时间、空间和成因联系,可以作为"桥梁"连接岩浆作用和成矿作用。闪长岩属于高钾钙碱性系列,具有轻稀土富集、无铕异常的稀土配分模式,以及富集大离子亲石元素(Rb、Ba)而亏损高场强元素(Nb、Zr、Hf)的微量元素特征,其(^(87)Sr/^(86)Sr)t值在0.711~0.712之间、εHf(t)值在-8.2~-9.0之间、εHf(t)值在-21.2~-22.8之间,推测其主要为富集岩石圈地幔部分熔融的产物,认为富含相容元素的幔源岩浆源区是金成矿的重要物质基础。五龙矿床石英脉型金矿与热液角砾岩型铅锌矿化属于同一岩浆热液系统的不同位置的表现样式,预测整个成矿系统深部可能发育有赋存于岩体(株)内外接触带的席状石英脉型矿化和浸染状矿化。

云南元阳大坪改造型金矿床的成矿热液系统地球化学

本文探讨了哀牢山金矿带内元阳县大坪金矿床成矿热液系统的发生及其演化过程。认为该矿床成矿热液系统是在一定的物理化学和造山带构造条件下，岩浆热液和被加热的地下水混合成改造热液，改造了矿源岩──晋宁期闪长岩，被活化的成矿物质和岩浆热液携带的矿质在一定的物理化学场中迁移、沉淀富集成矿的。矿床属典型的改造热液型矿床。其成矿作用大致经历了早期矿源岩→晚期岩浆热液活动→改造热液使矿质活化迁移→改造富集成矿的过程。所以此矿床的成矿物质来源、水源和热源是多源的，成矿是多阶段的。

大洋中脊海底热液系统的演化特征及其成矿意义

大洋中脊海底热液系统的演化与成矿是复杂、综合的地质过程。归纳、分析了前人研究的资料认为,热源供给和热液活动构造体系是控制热液系统演化与成矿的关键因素。在快速扩张洋中脊热液系统中,岩浆的供给充裕,构造体系渗透性极好,演化时间较短,海底的热液循环输出过程可分为发生、持续和衰退3个阶段;在慢速扩张洋中脊热液系统中,岩浆的供给相对贫乏,但热源构造体系分布广泛,构造控制作用突出,持续演化可达几万年以上。在慢速及超慢速扩张洋中脊热液系统中,广泛、多类型的热源和优越的构造环境,可能更有利于热液流体的长期演化和富集成矿,因此未来有必要通过地质-地球物理和数学建模等多种勘探方法,深入研究其演化机理和成矿规律。