输气管线中天然气水合物形成的地球化学控制因素

对于纯气体形成水合物，甲烷形成的温压条件最高，丁烷最低，乙烷和丙烷介于二之间。在甲烷-乙烷和甲烷-丙烷的二元混合体系中，形成水合物时随甲烷含量增高，形成温度降低、压力增高；对于自然产出天然气的多组分混合体系，随丙烷 丁烷含量增加，水合物形成压力降低，温度增高。增高水合物体系的盐度或加入阻凝剂，水合物的形成压力增高，温度降低。在确定的环境温度条件下，根据天然气成分可以确定天然气形成水合物的最大压力，从而能最大限度地提高输气设备的工作效率；加入阻凝剂或提高体系的盐度也可大大提高输气设备的工作效率。     

铜陵冬瓜山铜矿成矿流体特征和演化

本文通过对安徽铜陵冬瓜山铜矿床内石英闪长斑岩中石英斑晶和夕卡岩矿物中流体包裹体显微测温及流体氢、氧同位素的研究认为，早期夕卡岩的形成可能涉及到高温岩浆流体过程，而在成矿过程中，以热液流体为主，至少发生了两次构造减压沸腾作用。第一次发生于静岩压力约为112MPa，流体温度主要介于430～465℃之间，盐度介于7．9％～53．7％(NaCl eq．)之间，结果生成大量石英和磁铁矿；第二次发生于静岩压力约为83．6MPa，流体温度集中在340～389℃之间，盐度介于6．6％～52．1oA(NaCl eq．)之间。在成矿近于结束时，有少量大气降水混入，形成了少量低温、低盐度流体。此外，保存在石英斑晶和早期夕卡岩矿物中的高温岩浆流体也曾发生沸腾作用。沸腾作用对冬瓜山铜矿床的形成起到至关重要的作用。     

利用量子力学势能数据预测温度、压力、盐度和沉积物孔径对甲烷水合物形成和分解的影响

介绍一个预测不同温度、压力、盐度和沉积物毛细管孔径条件下甲烷水合物 溶液 气体多相平衡模型。该模型以Van der Waals和 Platteeuw热力学模型、量子力学从头算粒子相互作用势能、DMW 92状态方程和Pitzer电解质理论为基础,能在很宽广温压范围内预测温度、压力、盐度和毛细管力对甲烷水合物形成和分解的影响。通过对比本模型的预测结果与实验数据,可知本模型能够准确地预测海水和多孔介质中甲烷水合物的相平衡条件。对于一定盐度下多孔介质中甲烷水合物的形成温压条件的在线计算可浏览: www.geochem model.org/models.htm。     

陕西穆家庄铜矿床后生成矿作用的流体地球化学证据

尽管秦岭泥盆系铅锌金多金属成矿带成矿作用均与热水喷流沉积作用有关，柞山地区却有别于风太地区，具有独特的铜矿成矿背景。流体包裹体研究揭示了后生成矿流体的两阶段流体演化过程：第一阶段的成矿流体为中温，中高盐度岩浆热液含CO2的NaCl—H2O流体。均一温度为190-265℃，盐度12．5～35．34(w1％NaCl)，压力12．8～21．3MPa，在同地寄主矿物中均一温度变化小，而盐度变化极大，是岩浆流体沸腾的产物；第二阶段成矿流体为中高温，中高盐度岩浆期后热液NaCl-H2O流体。均一温度为300～350℃，盐度7．4～41．59(w1％NaCl)，压力10．8～19．3MPa。反映了岩浆期后热液流体的二次沸腾。应用流体地球化学的综合方法(包裹体流体组成、演化)识别出后生交代流体性质。穆家庄铜矿的成矿流体第一阶段为岩浆水，第二阶段的成矿流体为岩浆水加部分地层水(建造水)。氢氧同位素分析也支持上述结论。     

琼东南盆地崖13气田天然气形成水合物的温压条件和厚度计算

天然气水合物具有巨大的资源前景和极强的环境与灾害效应，是目前地学研究中的热点。利用CSMHYD模拟程序，结合南海琼东南盆地地质和地球化学条件，计算了南海琼东南盆地崖13气田天然气形成水合物的温度和压力条件。在海底海水温度为2－16℃、盐度为3．4％条件下，琼东南盆地崖13气田C3＋C4含量小于5％的天然气形成水合物压力有较大的范围。天然气组成对水合物形成温压条件有控制作用：随天然气中C3＋C4的含量增加或C1＋C2＋N2＋CO2含量降低，在等压条件下水合物形成温度增高，在等温条件下水合形成压力降低，压力降低的幅度受温度控制，温度越高，幅度越大，并且压力的对数与成分间有统计线性关系。在琼东南盆地平均地温梯度3．76℃／100m条件下，琼东南盆地崖13气田C3＋C4含量小于5％的天然气形成水合物所需的C3＋C4最小含量与海底之下的深度间存在统计函数关系，随海底之下深度的增加，形成水合物的天然气C3＋C4最小含量也同步增加。这种关系也表明了天然气的C3＋C4含量与海底之下形成水合物最大厚度间的关系。但不同地区由于海底水深、温度、地温梯度和天然气的组成不同，天然气的C3＋C4含量与海底之下形成水合物厚度之间的统计函数关系式也不同，对于一个特定地区必须进行研究后才能确定。     

热液金刚石压腔 (HDAC)在地质上的应用及甲烷水合物合成实验研究

热液金刚石压腔 (HDAC)是 2 0世纪末发展起来的一种高温高压及低温高压实验技术。它可在 - 180～ 12 0 0℃ ,10 0～ 10 0 0 0MPa水热体系进行实验 ,并具直观实验全过程的特点。文中首次运用HDAC在水体系中对哀牢山花岗岩进行了熔融实验 ,在显微镜下观察到花岗岩熔融过程 ,其初熔温度为 712 88～ 714 87℃ ,压力为 2 2 5MPa ,熔融温度为 759 54～76 0 0 0℃ ,压力为 30 0MPa。重点介绍了国外运用HDAC进行冰的高压相、水体系中伟晶岩矿物溶解、可燃有机岩、石油及岩石热解、高压下矿物包裹体均一温度测定及甲烷水合物合成实验研究新成果。甲烷水合物在永久冻土带及大陆坡、海底高原、海底沉积物等地质环境广泛分布 ,储量大 ,可成为 2 1世纪人类使用的新能源。目前世界主要国家的科学家除致力于该资源勘探外 ,还运用不同方法进行甲烷水合物的合成研究 ,以了解其形成条件及性质。开发和应用甲烷水合物具有重大意义 ,为促进我国此项工作开展 ,文中作了重点介绍。     

云南巍山-永平矿集区碰撞成矿流体系统成矿物理化学条件分析

云南巍山-永平矿集区有铜金多金属中小型矿床及矿化点140余处，位于兰坪走滑拉分盆地南段，盆地发育和成矿作用与印度-亚洲板块碰撞密切相关。矿集区可分为紫金山背斜与公郎弧两个成矿流体系统。紫金山背斜成矿流体系统成矿流体的pH值为5．3～7．1，Eh值为-0．11V～2．84V，成矿压力为30MPa-130MPa，成矿温度为228℃～255℃，成矿深度在1．05km～6．67km。公郎弧成矿流体系统成矿流体的pH值为6．7～7．9，Eh值为-0．83V～0．11V，成矿压力为100MPa～225MPa，成矿温度为317℃～346℃，成矿深度为3．51km～7．89km。与紫金山背斜成矿流体系统相比，公郎弧成矿流体系统具有较高的成矿压力、成矿温度、成矿深度、pH值和较低的Eh值。但二者均属弱还原的中性-弱碱性成矿环境。     

北山地区南金山金矿床的^40Ar-^39Ar同位素年代学及其流体包裹体特征

本文对甘肃北山地区肃北县南金山金矿床的成矿年代学和成矿流体进行了系统研究.40Ar-39Ar同位素测年结果表明,南金山金矿石中绢云母的40Ar/39Ar坪年龄为242.8±0.8 Ma,相当于印支早期,略晚于南金山金矿床附近闪长岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄(244.2±0.3 Ma),这表明印支早期闪长岩对南金山金矿床的形成起着重要的控制作用.流体包裹体研究表明,成矿流体的形成温度主要为160～240℃,属于中低温范围;成矿流体的盐度变化于0.88%～11.81%(NaCleq),并主要集中在6%～7%(NaCleq)之间,属于中低盐度范围;估算的成矿压力集中在100～160 MPa.成矿过程中可能存在高盐度流体与低盐度流体的混合.结合前人研究成果,南金山金矿床应该属于与侵入岩有关的中低温热液型金矿床.     

河北省大营子金矿床成矿流体地球化学特征研究

河北省大营金矿床矿流体地球化学特征为：成矿流体属Na^＋－K－Ca^2 -Mg^2 -F--Cl^-型,盐度为中低等,成矿温度为280℃,成矿玉压力约为74．7MPa,成矿深度约为地下3km ,属中温中深成热液矿床,矿床形成于中性－弱碱性且相对还原条件,成矿流体混合来源,为先期岩浆热液叠加了后期地下水热卤水所致。     

天然气水合物稳定带的计算方法与参数选择探讨

天然气水合物稳定带的研究对于认识天然气水合物的成矿与分布规律以及资源评价都具有重要的指导意义。在计算稳定带厚度的不同方法之间,特别是在参数的选择上存在很大的差异。通过简单评价天然气水合物稳定带计算的几种方法和参数选择,认为选择压力计算公式时要考虑孔隙水产生的压力、海底以上水柱的压力和大气压;考虑大气压的压力随纬度变化的二阶方程是最符合实际的深度-压力转换方程;通过实验得到的方程只适用于纯水或盐度为33.5‰的海水中纯甲烷的预测;根据热力学理论可以计算不同盐度、不同气体组分的稳定带的温压条件;用相平衡图的方法最简单,但误差很大;通过四阶方程拟合实验数据和热力学数据得到的稳定带厚度更接近实际情况;不同方法预测的稳定带底界与实际含水合物沉积底界很难一致。     

瓦斯样品中气体成分分析

将野外装入解吸罐中的煤芯样,用真空脱气装置脱气,脱出的气体通过GC4008B气相色谱仪进行组份浓度测定,记录的数据经A5000气相色谱工作站数据处理软件处理。从而快速、准确地测定出CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H8以及重烃等气体成分的含量。用于大批量实际样品测定,符合质量管理的要求。     

气体传感器及其发展

根据气体传感器的工作原理，将气体传感器分为电学类、光学类、电化学类及其它等四大类，总结了这些气体传感器的工作原理、检洲范围和使用特点。在开发新型气体敏感材料、研制新式气体传感器、研究气体传感器的结构和工作机理中，论文还分析了气体传感器向多元件、多功能化等方面的发展趋势。也探讨了气体检测仪器在检测对象、检洲范围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向，对我国气体检测技术的研究和气体检测仪器的研制有重要的参考价值。     

鹤岗煤田的矿井瓦斯事故灾害成因及其防治对策

介绍鹤岗煤田的井下瓦斯赋存状况 ,回顾历年来瓦斯事故与危害 ,分析瓦斯事故原因 ,提出瓦斯事故的防治对策 ,最后指出了瓦斯利用的途径。     

宁东矿区瓦斯风化带内的瓦斯异常分析

在瓦斯风化带内开采煤层,瓦斯一般不会对生产构成主要威胁,但笔者在宁东矿区某矿瓦斯风化带内施工地质检查孔时却发现了高浓度的甲烷气体。通过区域地质分析和工程探测研究,发现该区域因受地质构造影响,在顶板砂岩中有游离瓦斯聚集,经过针对性钻孔抽采,3个月抽采了近200万m3的纯瓦斯。这说明在封闭条件下的瓦斯风化带内,仍可能出现瓦斯集中赋存的区域。      

沁水盆地煤层气气源岩地球化学特征及气源潜力分析

对比研究了山西沁水盆地李雅庄煤矿、寺河煤矿和附城七一煤矿煤岩的地球化学特征,讨论了煤岩的热演化程度、可溶有机质含量、生物标志化合物特征。在此基础上,分析了热成因煤层气与次生生物成因煤层气的气源潜力,对研究区煤层气勘探有实际意义。      

未来能源的选择

对人类目前面临的能源现状进行了客观分析,提出人类在经历了生物质（以木材为主）、煤和石油三代能源之后,天然气将是人类第四代能源的最佳候选对象。在天然气资源中,除常规天然气以外,非常规天然气将会在人类未来的能源构成中扮演越来越重要的角色,其中非生物成因天然气、深成油气、天然气水合物及煤层甲烷将是未来能源勘探和开发的重要研究领域和发展方向。基于对未来能源的选择和对中国能源现状的分析,提出了我国未来能源发展的若干建议,即：近期开展西北油气地质基础理论研究;中期开展天然气,特别是非生物成因天然气研究;远期开展月球³ He同位素资源（核聚变原料）开发技术预研究。     

Control of gas emissions in underground coal mines

A high level of knowledge is now available in the extremely relevant field of underground gas emissions from coal mines. However, there are still tasks seeking improved solutions, such as prediction of gas emissions, choice of the most suitable panel design, extension of predrainage systems, further optimization of postdrainage systems, options for the control of gas emissions during retreat mining operations, and prevention of gas outbursts. Research results on these most important topics are presented and critically evaluated. Methods to predict gas emissions for disturbed and undisturbed longwall faces are presented. Prediction of the worked seam gas emission and the gas emission from headings are also mentioned but not examined in detail. The ventilation requirements are derived from the prediction results and in combination with gas drainage the best distribution of available air currents is planned. The drainage of the gas from the worked coal seam, also referred to as predrainage, can be performed without application of suction only by over or underworking the seam. But in cases where this simple method is not applicable or not effective enough, inseam-boreholes are needed to which suction is applied for a relatively long time. The reason for this is the low permeability of deep coal seams in Europe. The main influences on the efficiency of the different degasing methods are explained. Conventional gas drainage employing cross measure boreholes is still capable of improvement, in terms of drilling and equipment as well as the geometrical borehole parameters and the operation of the overall system. Improved control of gas emissions at the return end of retreating faces can be achieved by installation of gas drainage systems based on drainage roadways or with long and large diameter boreholes. The back-return method can be operated safely only with great difficulty, if at all. Another method is lean-gas drainage from the goaf. The gas outburst situation in Germany is characterized by events predominantly in the form of ‘nonclassical' outbursts categorized as ‘sudden liberation of significant quantities of gas'. Recent research results in this field led to a classification of these phenomena into five categories, for which suitable early detection and prevention measures are mentioned.     

油气勘探中壤气烃的采集与应用

气体地球化学在寻找矿藏和隐伏断裂中已经得到广泛应用,针对不同的土壤条件,如何采集合格的壤中气样品,是气体地球化学方法取得成功的关键因素之一。国内外不同类型的壤中气采集器,每一种只能适应一种特定的土壤环境,而对于潮湿黏土,易于积水的土壤层,缺少有效的办法。最新发明的"地气采集螺旋钻"可以解决此问题,易于采集到合格的壤中气样品。不同类型的已知油气藏上方的应用事例说明,利用壤中气进行烃类分析,可以有效地预测下伏油气藏。     

海底天然气渗漏系统演化特征及对形成水合物的影响

通过天然气沉淀水合物的动力学模拟计算,研究了墨西哥湾GC185区BushHill海底天然气渗漏系统的演化特征及对水合物沉淀的影响。渗漏早期,天然气渗漏速度大(q>18.4kg/m2-a),海底沉积以泥火山为主,渗漏天然气具有与气源天然气几乎一致的组成,形成的水合物具有最重的天然气成分。渗漏晚期,天然气渗漏速度很慢(q<0.55kg/m2-a),在海底附近没有水合物沉淀,主要以冷泉碳酸盐岩发育为主,水合物产于海底之下一定深度的沉积层中。介于二者间的渗漏中期(q:0.55～18.4kg/m2-a),海底发育水合物、自养生物群为特征,渗漏速度控制了水合物和渗漏天然气的组成及沉淀水合物的天然气比例。BushHill渗漏系统近10年的深潜重复采样显示,渗漏天然气和水合物天然气的化学组成在时空上是多变的,相对应的渗漏速度在时间上的变化约为3倍,在空间上的变化近2个数量级。     

Geochemical Characteristics and Gas-to-Gas Correlation of Two Leakage-type Gas Hydrate Accumulations in the Western Qiongdongnan Basin, South China Sea

In recent years, a series of highly saturated leakage-type gas hydrates have been discovered in the western Qiongdongnan Basin (QDNB), South China Sea. Based on the molecular compositional and isotopic characteristics of the gas samples relevant to the gas hydrates collected from the two leakage-type gas hydrate accumulations in the GMGS5 and GMGS6 drilling zones, a detailed geochemical gas-to-gas correlation was conducted in this study, in order to further understand the geochemical characteristics and possible hydrocarbon sources of these gas hydrates. The natural gas relevant to the gas hydrates in the GMGS5 block is characterized by wet gas (67.96% < %C1 < 98.58%, C1/C1+ < 0.9) and significant molecular and carbon isotope fractionation within the depth profile, whereas the gas samples from the GMGS6 block exhibit the characteristics of dry gas (99.25% < %C1 < 99.81%, C1/C1+ > 0.9) and lack molecular and carbon isotope fractionation. Approximately 40%?60% of the methane within the gas hydrate is of microbial origin, while the C2+ gas components are typical coal-type gas that are derived from thermogenic source rocks or deeply-buried natural gas fields. In addition, typical in situ primary microbial methane (?80.6‰ < δ13C-C1 < ?67.7‰) was discovered in well Wb, which was applied to estimate the contribution of the microbial gas to the gas hydrates. The gas-to-gas correlation results show that the hydrate gases within the two leakage-type gas hydrate accumulations in the GMGS5 and GMGS6 blocks are geochemically different, suggesting that they may have been derived from different source kitchens. Our results further indicate that the deeply-buried thermogenic gas significantly contributed to the shallowly-buried gas hydrates in the western QDNB and multiple effective thermogenic source kitchens provided the hydrocarbon gas in the gas hydrate accumulations.