黄陵矿区一号煤矿中侏罗统延安组2号煤层“三史”演化过程单井数值模拟

研究煤系烃源岩的生排烃阶段、生烃潜力及煤层气的成藏演化特征,需要对煤层的"三史"(即埋藏史、受热演化史和生烃史)演化过程进行恢复模拟研究。根据地层岩性、剩余地层现今埋深、地层孔隙度和镜质组反射率等数据或地质资料,运用PetroMod 1D模拟软件对黄陵矿区一号煤矿中侏罗世以来的三史演化过程进行重建。结果表明:黄陵矿区一号煤矿侏罗系含煤地层属于"早期沉降、晚期抬升"型,共经历了二次"沉降-抬升"阶段;第一次"沉降-抬升"发生在中侏罗世至古新世阶段,煤系地层埋深先快速增加(至侏罗纪末)后缓慢增加(至白垩纪末),最大埋深达1 576m,古新世,地壳抬升剥蚀190m;中侏罗世至早白垩世初,煤岩受热温度及镜质组反射率"先缓慢后快速再缓慢"增加,至晚白垩世末,发生差异分化,2号煤层下底部煤岩受热温度79～126℃,镜质组反射率从0.50%演化至0.79%,2号煤层上顶部煤岩受热温度78～108℃,镜质组反射率从0.50%演化至0.67%(古新世),煤岩受热温度降低,煤化作用停止;第二次"沉降-抬升"发生在始新世至今阶段,煤系地层先沉降100m,之后以地层85.4m/Ma速率发生最大抬升,煤层受热温度进一步降低至现今22℃,煤有机质热解生烃作用(热成因气)停止,但微生物降解有机质生烃作用(次生生物成因气)正在进行。     

黔西盘县地区煤层气成藏的构造控制

针对盘县地区复杂的煤层气地质条件,以构造演化为主线,结合野外地质观测和室内测试分析,探讨了构造对煤层 气成藏的控制作用。结果表明,盘县地区晚古生代以来经历了陆内裂陷（D-P）、稳定台地（T1-T2）、陆相坳陷（T3-J2）、 断褶隆升（J3-Q）四个构造演化阶段,煤层主要赋存于向斜构造,向斜控气特征明显;上二叠统含煤地层经历了两期沉降 埋藏、两期抬升剥蚀和三期煤化作用,燕山中期是煤层气成藏的关键时期,在深成变质作用基础上叠加了区域岩浆热变质 作用,奠定了煤级的现代分布格局;区内发育的压性- 压剪性构造是造成现今煤层高含气量的重要因素,近EW 向的水平挤 压现代构造应力场可能使得土城向斜和照子河向斜煤层渗透率高于向盘关向斜和旧普安向斜。     

顺和西煤矿区地温特征及其影响因素分析

顺和西煤矿区属华北地台型含煤沉积、石炭、二叠系为其主要含煤地层,山西组的二：煤层为主采煤层,埋深585～1585m。由于永城隐伏背斜两翼发育的次级宽缓褶曲及其高角度断层,控制着本区含煤地层的分布,故该矿区的地温亦受各种地质因素的作用与控制,表现为同一水平地层越老温度越高,背斜轴部地温和增温率均高于向斜轴部;中北部地温梯度较高,增温异常;南部、东北局部地温梯度较低,增温正常;地温梯度随深度的增加而减小,并在岩浆侵入地段与非侵入地段也有明显差异。地温随深度或煤层埋深的增大而增高。二：煤层除局部较浅地段为一级热害区外,二级热害区基本覆盖全区。     

杨起教授

杨起院士长期从事煤地质学、煤沉积环境、煤变质作用、盆地热史演化、煤聚积规律等的教学和研究工作,近期又拓宽至煤中有害物质、燃煤污染和煤层气温地质的研究。他和课题组针对我国一些煤层的盖层较而煤胡却高的特征,提出了中国煤的多阶段演化与多热源叠加变质的理论,提出中国部分煤的煤胡高是深成变质煤叠加了以区域岩浆热变质为主或其它类型变质作用的结果,并认为中国煤极总估自北向南自西向东增高的规律主要是太平洋板块古向俯冲的影响。上述理论对我国煤田预测、煤盆地有机质热演化、煤层气选区评价、煤成烃成困和赋存规律的古代有…     

青海聚乎更矿区煤层气富集条件

青海聚乎更矿区是世界上首次在中低纬度冻土区发现天然气水合物的地区,并且天然气水合物的气源是该矿区的煤层气。矿区主要含煤地层为中侏罗统的木里组,煤层厚度大、变质程度一般在气煤~焦煤,镜质组质量分数普遍较高（60%~80%）,煤层结构简单-较复杂,煤储层微观结构以小孔和微孔为主,割理裂隙发育。等温吸附实验结果表明,该区兰氏体积偏低,而压力偏高,储层吸附特性为中-好级别,顶底板封闭性好,地下水活动弱,有利于煤层气的形成与赋存。区内煤层下1煤含气量在0.05~5.52m3/t,下2煤在0.05~11.14m3/t,含气量普遍偏低可能与后期构造使得煤层埋深变浅导致储层压力降低、煤层甲烷大量解吸有关,此外,向斜两翼地层倾角大,也是造成矿区煤层气逸散的主要因素之一,但是在向斜转折部位及矿区深部,煤层气相对富集,是今后勘探开发重点研究区域。     

新疆库鲁克塔格地区盆山构造热演化史

利用磷灰石构造热年代学年龄、有机质成熟度指标、磷灰石裂变径迹热史模拟和单井EASY%Ro反演等方法,对新疆库鲁克塔格地区盆山系统开展盆山构造热演化史研究。结果表明,磷灰石年龄记录了早白垩世（99~1244 Ma）、晚白垩世（66~87 Ma）和古近纪（284~63 Ma）3次抬升过程;有机质成熟度指标和磷灰石裂变径迹热史模拟反映出海西期构造抬升过程。单井热史模拟表明,孔雀河斜坡下古生界烃源岩在志留纪末-早泥盆世到达最大热演化程度,模拟最大古地温梯度为356 ℃/100 m,侏罗纪末古地温梯度为31 ℃/100 m,焉耆盆地南部凹陷侏罗纪晚期模拟最大古地温梯度达415 ℃/100 m。海西期剧烈的造山运动使孔雀河斜坡由沉积转入剥蚀演化阶段,对油气成藏具有重要意义,晚白垩世隆升使孔雀河斜坡及焉耆盆地侏罗纪烃源岩热演化停止。     

鄂尔多斯盆地渭北隆起西南缘奥陶系热演化史恢复与生烃史——以麟游-旬邑地区为例

本文应用古地温恢复法及盆地模拟法,恢复鄂尔多斯盆地渭北隆起西南缘奥陶系最大古地温梯度、热演化史和生烃史。根据钻孔测温曲线求得渭北隆起现今地温梯度为3.12℃/100m。该区在二叠纪和三叠纪进入快速沉降阶段,早侏罗世早白垩世进入缓慢沉降阶段,晚白垩世以来进入抬升剥蚀阶段,剥蚀厚度在1100~1300 m。旬邑地区奥陶系烃源岩在早二叠世约270 Ma进入生油窗,晚三叠世约210 Ma进入成熟生油阶段。晚侏罗世约150 Ma开始大量生气,在早白垩世末期96 Ma左右,地层达到最大埋深及最高古地温,达到生气高峰。热史恢复及模拟结果表明旬邑地区早白垩世地温梯度最高可达到5.0℃/100 m,是主要生气期。     

准噶尔盆地构造—热演化特征

根据镜质体反射率动力学模型结合磷灰石裂变径迹参数,对准噶尔盆地各构造单元进行热演化模拟,结果表明:该盆地随地质历史的演化地温梯度逐渐减小,且各构造单元的地温演化不同.古生代时地温梯度较高,石炭纪时地温梯度达43.3～50℃/km,二叠纪末减小为36.3℃/km;中生代地温梯度减小,到三叠纪末为33.8℃/km,侏罗纪末为28.4℃/km,白垩纪末为24.8℃/km;第三纪以后地温梯度已接近于现今状况.盆地的这种地温演化与盆地3期大的构造运动密切相关.     

宁夏韦州矿区煤层挥发分特征与变质因素探讨

韦州矿区地处华北地台西侧与秦祁孤形褶皱带交汇处,含煤地层为石炭-二叠系太原组和山西组,赋存丰富的焦性煤炭资源。通过对矿区煤的挥发分及煤类在垂向、横向上变化规律分析,认为韦州向斜东翼煤层沿倾向呈现深成变质作用,主要以肥煤和焦煤为主,而沿向斜东翼往南、转向西翼,煤层变质程度急剧增高,达到中高变质程度的贫煤和无烟煤．矿区西侧青铜峡-固原断裂西部深处有隐覆岩体存在,使煤层在深成变质作用基础上,叠加了区域岩浆热力变质作用,导致矿区西部煤的变质程度增高。     

黔西滇东典型矿区含煤地层热演化史分析

在系统研究黔西滇东地区构造特征、含煤地层发育及受热背景等基础上,运用BasinMod盆地模拟技术,探讨了格目底向斜及恩洪盆地含煤地层的埋藏史、热演化史,揭示出含煤地层成熟演化的阶段性。研究表明:黔西滇东地区煤变质作用主要受该区的沉积埋藏、岩浆热液和构造运动等多种因素控制,煤变质作用很不均匀;含煤地层被分割于众多独立次级向斜单元,总体上具有向斜控气的构造特征;格目底向斜晚二叠世煤现今处于焦煤—瘦煤阶段,镜质体反射率达1.7%左右,恩洪盆地则为气煤—肥煤阶段,镜质体反射率约1.0%。      

敏感性分析在烃源岩成熟度史模拟中的应用——以川东北地区普光5井古生界海相烃源岩为例

通过分析输人模型的参数对输出结果的影响,可以确定影响烃源岩成熟度史模拟的敏感性参数.本文应用Easy% Ro化学动力学模型,以普光5井为例,对川东北地区各期构造运动剥蚀厚度、古地表温度和古地温梯度进行了相关的敏感性分析.分析结果表明:研究区下寒武统、下志留统、下二叠统和上二叠统烃源岩现今成熟度状态完全受控于燕山运动晚幕...     

鄂尔多斯盆地侏罗系低煤阶煤层气系统演化

低煤阶煤层气作为一种非常规天然气资源,具有良好的勘探开发前景。我国低煤阶煤层气资源丰富,进行低煤阶煤层气系统演化分析,对其富集成藏及开发具有重要的理论意义。鄂尔多斯盆地煤层甲烷的碳同位素δ13C₁为–33.1‰~–80.0‰,氢同位素δ_CH4为–235‰~–268‰。该盆地侏罗系煤层气藏主要有次生生物气与热成因气构成的混合型煤层气藏和热成因气藏两种类型。据构造热事件、煤层气组分及成因,结合不同阶段的煤层埋深、变质程度和生气特征等,将鄂尔多斯盆地侏罗系低煤阶煤层气系统演化划分为4个阶段:煤系浅埋–原生生物气阶段﹑煤系深埋–热成因气阶段﹑煤系抬升–吸附气逃逸散失阶段﹑煤系局部沉降–次生生物气补充阶段。其中,煤系深埋–热成因气阶段和局部沉降–次生生物气阶段是低煤阶煤层气资源的主要形成阶段。次生生物气的补充是鄂尔多斯盆地侏罗系低煤阶煤层气成功开发的重要气源。鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气藏应属于单斜式富气成藏模式。      

宁武-静乐含煤盆地构造-热演化史恢复

宁武-静乐盆地是华北地区重要的含煤构造盆地,是山西省煤层气勘探主要区域。本文基于镜质组反射率及磷灰石裂变径迹古温标,恢复了盆地的构造-热演化史。研究结果表明,石炭系太原组煤层的Ro值主要反映中生代晚期地层达到最大埋深时的古地温状况,根据最大古埋藏深度,获得盆地的古地温梯度约3.88 ℃/100 m～4.34 ℃/100 m。裂变径迹资料抬升冷却分析,得出盆地经历了70～63 Ma和38～20 Ma以来的两次快速抬升。构造-热演化史研究表明,盆地经历的最大古地温时期是在晚侏罗世-早白垩世达到的,该时期是煤层气主要生成期。晚白垩世期盆地抬升冷却,地温明显降低,生气作用减弱及停止。镜质组反射率和裂变径迹所揭示的热演化史对于深化认识宁武-静乐盆地的煤层气勘探开发具重要意义。     

非洲G盆地南部凹陷热演化史恢复及成藏期次判断

非洲G盆地是受中非剪切带影响而发育形成的典型被动裂谷盆地,其南部凹陷带为盆地主要油源区。为进一步明确G盆地油气勘探方向,需开展盆地南部凹陷热演化史及油气成藏方面的研究。油层测温表明,南部凹陷现今平均地温梯度为3.9 ℃/100 m,属于中温型地温场。根据镜质体反射率、包裹体测温恢复了G盆地凹陷带古地温演化史,研究表明G盆地凹陷白垩纪古地温梯度为2.4～3.77 ℃/100 m,古地温梯度低于现今地温梯度。古地温恢复及热史模拟表明最高地温是在现今达到的,下白垩统烃源岩热演化程度主要受现今地温场控制。包裹体均一温度分析表明G盆地南部凹陷存在两次流体作用事件,分别发生在晚白垩世早期(96.0～87.0 Ma)及第四纪(3.0～0 Ma)。下白垩统油气的主要成藏期在晚白垩世早期。     

银额盆地苏红图坳陷西部中生界烃源岩热演化史恢复

苏红图坳陷是位于银额盆地东北部的中生代断陷盆地,含油气资源勘探潜力较大.利用研究区7口井的75个镜质体反射率资料,分析了研究区中生界烃源岩热演化程度及分布特点,银根组烃源岩处于未成熟-低成熟阶段,苏红图组底部Ro分布在0.6%~1.2%,凹陷中心巴音戈壁组底部Ro普遍大于1.1%.苏红图坳陷西部中生代以来的热历史恢复表明,研究区现今地温梯度为34 ℃/km,晚白垩世地温梯度约为40.6~46.7 ℃/km,地温梯度从40~42 ℃/km（135~110 Ma）增加到46~50 ℃/km（110~103 Ma）,银根组沉积期（100~95 Ma）地温梯度达到最大,为48~53 ℃/km;从乌兰苏海组沉积开始到现今,地温梯度先增大到40~46 ℃/km（92~80 Ma）,后逐渐降低为34 ℃/km（80~0 Ma）.研究区早白垩世以来较高的地温场对油气生成、成藏起着重要的控制作用,烃源岩均在乌兰苏海组沉积末期达到最大热演化阶段.      

Late Jurassic terrane collision in the northwestern margin of Gondwana (Cajamarca Complex,eastern flank of the Central Cordillera,Colombia)

Medium-grade metabasites and metapelites from the Cajamarca Complex (Central Cordillera of Colombia) are in fault contact with the Jurassic Ibague batholith and show a penetrative foliation, locally mylonitic, suggesting intense dynamic–thermal metamorphism. The amphibolites are composed of calcic amphibole + epidote + plagioclase + quartz plus rutile + titanite + apatite + carbonate as accessory phases. Chlorite and albite appear as retrograde replacements. The metapelites are mainly composed of phengite + quartz + garnet + chlorite, plus epidote + albite + apatite + titanite + haematite as accessory phases. Bulk geochemistry of the amphibolites indicates basaltic protoliths with a mid-ocean ridge basalt (MORB) signature, although enrichment in the mobile large-ion lithophile elements compared to MORB suggests pre- and/or syn-metamorphic alteration by fluids. Peak pressure–temperature determinations for both types of rocks are similar, ranging 550–580°C and 8 kbar (approximately 26 km depth and an apparent geothermal gradient of 22°C/km). ⁴⁰Ar-³⁹Ar dating of amphibole from two amphibolite samples and one phengitic mica from a pelitic schist yielded plateau ages of 146.5 ± 1.1 Ma and 157.8 ± 0.6 Ma, and 157.5 ± 0.4 Ma, respectively. These Late Jurassic ages contrast with previously published (Permian)Triassic ages of metamorphism in the Cajamarca Complex. Taken together, our data indicate tectonic-driven burial of oceanic supracrustal sequences down to mid-crustal depths during Late Jurassic times and are best explained as the result of terrane collision-related metamorphism and deformation in a fore-arc/volcanic-arc environment of the active western margin of Gondwana rather than as a result of Jurassic thermal–metamorphic resetting of a (Permian)Triassic metamorphic sequence during intrusion of the Jurassic Ibague batholith. Our results represent the first report of Jurassic terrane collision tectonics involving supracrustal oceanic rocks in the northwestern margin of Gondwana in Colombia.     

Thermal History since the Paleozoic in the Eastern Qaidam Basin,Northwest China

The Qaidam Basin is the one of the three major petroliferous basins in northeastern Tibetan Plateau, which has experienced multiphase superimposition and transformation. The study of thermal history not only plays an important role on revealing the tectonic origin of the Qaidam Basin and the forming mechanism and uplift history of the Tibetan Plateau,but also can provide scientific evidence for the assessment of oil and gas resources. This work used balanced cross-section technique and apatite fission track ages with modeling of fission track length distribution to infer that the eastern Qaidam Basin has experienced significant tectonic movement in the Early Jurassic movement(～200 Ma), which caused the carboniferous uplift and denudation, the geological movement in the Late Cretaceous, characterized by early stretching and late northeast-southwest extrusion; the Himalayan movement in multi-stage development in eastern Qaidam Basin, which can be divided into the early Himalayan movement(41.1–33.6 Ma) and the late Himalayan movement(9.6–7.1 Ma, 2.9–1.8 Ma), and large-scale orogeny caused pre-existing faults reactivated in late Himalayan movement. On the basis of burial history reconstruction, the thermal history of eastern Qaidam Basin was restored. The result shows that the thermal history in eastern Qaidam Basin shows slow cooling characteristics; the paleo-geothermal gradient of eastern Qaidam Basin was 38–41.5℃/km, with an average value of 39.0℃/km in the Late Paleozoic, 29–35.2℃/km, with an average value of 33.0℃/km in the Early Paleogene; the geothermal gradient of the Qaidam Basin increased in the Late Paleogene, which was similar to the present geothermal gradient in the Late Neogene. The characteristics of the tectono-thermal evolution since Paleozoic in the eastern Qaidam Basin are mainly controlled by magmatic thermal events in the study area.     

敦化-密山断裂带的平移距离:来自松嫩-张广才岭-佳木斯-兴凯地块古生代-中生代岩浆作用的制约

敦化-密山断裂带是郯庐断裂北段的重要分支之一,其大规模左行走滑发生的时限以及平移距离一直存在较大争议。本文系统地总结了松嫩-张广才岭地块东缘、佳木斯地块以及兴凯地块之上古生代-中生代火成岩的锆石U-Pb年代学资料,结合其空间分布特征,对敦化-密山断裂带的平移时限及距离提供了制约。研究表明,松嫩-张广才岭地块东缘与兴凯地块在古生代-中生代期间具有类似的岩浆活动历史,两个地块之上该时期的岩浆作用可以划分为8个主要期次:中-晚寒武世(ca.500~516Ma)、早奥陶世(ca.480~486Ma)、晚奥陶世(ca.450~456Ma)、中志留世(ca.426~430Ma)、早二叠世(ca.285~292Ma)、晚二叠世(ca.255~260Ma)、晚三叠世(ca.202~210Ma)和早侏罗世(ca.185~186Ma)。相比之下,佳木斯地块中的古生代-中生代早期岩浆事件则集中在晚寒武世(~492Ma)、晚泥盆世(~388Ma)、早二叠世(~288Ma)、晚二叠世(~259Ma)和早侏罗世(~176Ma),而晚奥陶世-志留纪和晚三叠世的岩浆活动在佳木斯地块未见报道。早白垩世晚期(ca.105~110Ma)和晚白垩世(ca.90~94Ma)的岩浆活动在三个地块均存在。上述结果表明兴凯地块东缘与松嫩-张广才岭地块东缘在早古生代经历了共同的地质演化历史,而中生代早期,兴凯地块西缘与松嫩-张广才岭地块东缘经历了同样的岩浆作用历史。上述结果暗示,敦化-密山断裂可能经历了至少两次平移,分别发生在中-晚二叠世-早三叠世和中-晚侏罗世-早白垩世,推测其总的平移距离约400km。结合研究区中生代期间的构造演化历史,敦化-密山断裂中生代的左行平移应与中-晚侏罗世-早白垩世期间古太平洋板块(Izanagi板块)的斜向俯冲相联系。     

雅布赖盆地萨尔台凹陷古地温场与油气成藏期次

为了探明雅布赖盆地萨尔台凹陷中侏罗统烃源岩经历的古地温环境及其与油气成藏的关系,利用镜质体反射率(Ro)、磷灰石裂变径迹(AFT)、流体包裹体等古温标揭示古地温大小,并建立烃源岩热演化史模型,在此基础上结合流体包裹体均一温度进行油气成藏期次判定.研究区现今为低温传导型地温场,地温梯度为2.76 ℃/100m.不同次级构造单元古地温场特征不同:盐场次凹、小湖子次凹为传导型古地温场,古地温梯度为2.8~3.4 ℃/100m,古地温约81.2℃~128.1℃;黑沙低凸起带受凸起聚热或热异常作用的影响,古地温梯度明显高于沉积凹陷区域,达到4.0~4.8 ℃/100m,古地温约103.2℃~140.2℃.中侏罗统古地温高于现今地层温度,有机质成熟演化主要受古地温场的控制.热史模拟和油气成藏期次分析表明,萨尔台凹陷不同次级构造单元油气充注过程稍有差异,但对整个萨尔台凹陷中侏罗统储层来讲主要存在两期油气充注过程,分别发生在晚侏罗世早期(145.0~152.0 Ma)和早白垩世(100.0~134.0 Ma),与达到古地温峰值的时间大致相当,体现出古地温场演化在油气成藏过程中的重要性.