中外低煤阶盆地煤层气成藏及资源开发潜力对比分析——以中国吐哈盆地和保德河盆地为例

从吐哈盆地和保德河盆地的沉积、地层、成煤、构造等背景出发,结合两盆地煤层气勘探所取得的煤储层资料,对比分析了低煤阶盆地煤层气成藏及资源开发潜力。分析表明,吐哈盆地和保德河盆地虽然分属于不同的大地构造单元,盆地演化不同,但其含煤性相似,特别是同属低变质的褐煤—亚烟煤类,含煤性较好,沉积、水文地质条件近似,因而盆地煤层气成藏具有一定的可比性。美国保德河等低变质煤盆地煤层气商业性开发成功的事实说明,对于低变质煤盆地,即使气含量较低,但只要成藏条件合适,其仍然具有煤层气资源开发潜力      

滇东黔西晚二叠世含煤沉积中火山灰蚀变形成的伊利石粘土岩夹矸

本文对广泛分布于滇东-黔西晚二叠世含煤沉积中粘土岩夹矸的岩石学、矿物学、化学组成和微量元素进行了研究。发现粘土岩夹矸的变种伊利石粘土岩夹矸(Illite-tonstein)在沉积盆地空间上成片分布,且与晚期成岩作用有明显的成因联系。粘土岩夹矸中粘土矿物构成与煤阶大体对应的关系,揭示了同沉积火山凝灰蚀变产物的后期变化趋势和规律。     

利用砂岩碎屑成分判断含煤盆地的板块构造背景

利用砂岩碎屑成分判断含煤盆地的板块构造背景，是含煤地层沉积学、板块构造学及含煤沉积盆地分析相互稼接的一个新研究领域。本文介绍了几种常用的方法。同时指出，在研究含煤盆地的物源区及板块构造背景时，必须与含煤沉积盆地的地层格架、沉积构型及区域地质背景和整个盆地的构造演化结合起来。     

吐哈盆地草南1井中侏罗统物源方向综合判识及其研究意义

利用物源方向综合判识方法，通过吐哈盆地草南１井中侏罗统与物源区岩性特征以及草南１井与邻井地层厚度、岩石学特征和沉积相时空分布等方面的对比研究，认为其物源应来自于盆地南部的觉罗塔格山。这一研究成果对于完善沉积盆地物源方向判识方法，指导油气勘探部署均具有十分重要的意义.     

低变质煤的煤层气开发潜力——以鄂尔多斯盆地侏罗系为例

以鄂尔多斯盆地侏罗系为例,分析了低变质煤的煤层气地质特征、保存条件、主要储层参数的分布特征以及煤层气资源状况。鄂尔多斯盆地侏罗系煤的变质程度低,煤层发育层数多、厚度大,水文地质条件有利,煤层气资源条件优越。与美国粉河盆地对比,鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气具有一定的开发潜力。中国低变质煤分布广泛,煤炭及煤层气资源量巨大,煤层气地质条件优越。但其勘探程度较低,应进一步加大勘探力度。      

贺兰山地区中晚三叠世物源分析及其时空演化过程*

系统分析物源的时空演化过程,必将为判断当时的盆地构造背景和盆地属性提供佐证。文中运用重矿物分析方法,结合砾石岩性组成、地层厚度变化及沉积相分布规律,对贺兰山地区中晚三叠世沉积物源进行系统分析。结果表明: 贺兰山地区中晚三叠世沉积物具有多源、混源以及上下层段时空演化差异明显的特点。中三叠世纸坊期物源主要来自盆地西北部和西部;晚三叠世延长期T3y1、T3y2段沉积时期,物源主要来自盆地西北部、西部、南部;T3y3至T3y5段沉积时期,盆地东部物源开始出现,并分布于贺兰山汝箕沟沟口至鬼头沟一线,此时汝箕沟—香棒子沟一带是沉积混源中心。西部物源主要为阿拉善地块之上的沉积地层,但西部南段受南部物源控制,与西部北段的物源岩性有较明显不同;西北部物源主要是孔兹岩带、前寒武纪变质岩及古生代岩浆岩;东部地区物源可能为现今银川地堑及其东部的沉积地层。贺兰山地区中晚三叠世物源时空演化的转折期,主要在纸坊期至延长期T3y1段沉积时期之间和延长期T3y2段至T3y3段沉积时期之间,2次明显的物源演化反映了贺兰山盆地构造动力学机制的重大转变。     

鄂尔多斯盆地西缘山西组沉积物源及源区大地构造属性分析

利用碎屑岩骨架组分、含量分布、古水流方向、砂岩岩石学特征、常量与微量元素及沉积构造特征等,对鄂尔多斯盆地西缘二叠纪山西组母岩类型、物源方向及大地构造属性进行了研究。砂岩岩石组分表明,物源主要以再旋回造山带为主,源区主要由花岗岩、浅变质岩及片麻岩类组成。砂岩百分含量图也表明,山西组沉积时的主物源区在盆地以北的阴山地区,南部仅为次物源区。古水流参数也证明物源方向为SSW。另外,沉积岩常量与微量元素分布特征显示,当时该区的大地构造环境为被动大陆边缘环境。因而可推知,二叠世山西组沉积时,鄂尔多斯盆地西缘的沉积以北方物源为主,且可能来自北部的阴山地区和西北方向的阿拉善地块。      

用显微组分的双重属性研究沉积有机相

沉积有机相是近年来国内、外广泛运用于油、气勘探的一种有效的研究方法。沉积有机相的区分主要依据源岩有机质的地球化学性质和光性特征。实际上,源岩显微组分的特征、类型、数量和产状是源岩有机质的岩石学和地球化学特征的双重反映,并和沉积环境密切相关。因此,利用源岩显微组分的属性可以简便快速地确定沉积有机相,并可更好地反映盆地内油气资源的分布状况。根据该方法对准噶尔盆地和吐鲁番-哈密盆地侏罗纪煤系的沉积有机相进行研究,圈定了有利的煤成油相带。     

贺兰山地区中晚三叠世物源分析及其时空演化过程

系统分析物源的时空演化过程,必将为判断当时的盆地构造背景和盆地属性提供佐证。文中运用重矿物分析方法,结合砾石岩性组成、地层厚度变化及沉积相分布规律,对贺兰山地区中晚三叠世沉积物源进行系统分析。结果表明:贺兰山地区中晚三叠世沉积物具有多源、混源以及上下层段时空演化差异明显的特点。中三叠世纸坊期物源主要来自盆地西北部和西部;晚三叠世延长期T3y1、T3y2段沉积时期,物源主要来自盆地西北部、西部、南部; T3y3至T3y5段沉积时期,盆地东部物源开始出现,并分布于贺兰山汝箕沟沟口至鬼头沟一线,此时汝箕沟—香棒子沟一带是沉积混源中心。西部物源主要为阿拉善地块之上的沉积地层,但西部南段受南部物源控制,与西部北段的物源岩性有较明显不同;西北部物源主要是孔兹岩带、前寒武纪变质岩及古生代岩浆岩;东部地区物源可能为现今银川地堑及其东部的沉积地层。贺兰山地区中晚三叠世物源时空演化的转折期,主要在纸坊期至延长期T3y1段沉积时期之间和延长期T3y2段至T3y3段沉积时期之间,2次明显的物源演化反映了贺兰山盆地构造动力学机制的重大转变。     

准噶尔盆地二叠系源- 汇系统与古地理重建

源- 汇系统是目前国内外地球科学领域的研究热点,对于含油气盆地古地理重建以及源储预测评价有着重要的指导作用。本文以准噶尔盆地二叠系为研究对象,通过基于盆地地质大剖面的构造- 层序特征分析、定年数据的物源体系演化分析和沉积过程约束的正演模拟等方法,深化了对准噶尔盆地二叠纪古地理格局的认识,探讨了二叠纪源- 汇系统演化特征与二叠系源储分布规律。早二叠世为盆地断陷发育期,以石炭系为主物源,除东南部发育海相- 海陆过渡相沉积外,总体以近物源扇三角洲- 湖相沉积体系为主,多断陷的沉积格局控制了玛湖等凹陷优质烃源岩的分布,与火山岩相关的扇三角洲前缘砂体与混积云质岩构成有利储集体;中二叠世为盆地断- 拗转换期,物源年龄开始趋于复杂,沉积中心、沉降中心较早二叠世明显向盆内迁移,早期断陷趋于连通,盆地西部仍以近物源的扇三角洲群- 湖相沉积体系为主,东南部则转换为远物源三角洲群- 湖盆沉积体系,在盆地中部发育连片分布的规模烃源岩,可与同期（扇）三角洲前缘形成良好的源储组合;晚二叠世进入盆地拗陷发育期,物源供给范围更广,物源年龄进一步复杂化,大型浅水湖盆发育远物源为主的退覆型河流- 三角洲沉积体系,为盆地规模油气成藏奠定了储层基础。     

鄂尔多斯盆地南部延长组长6时期物源状况分析

为查明鄂尔多斯盆地南部延长组沉积体系的分布格局等问题, 通过常规矿物成分分析、重矿物特征、岩屑特征、地球化学特征和地震剖面等研究方法,对鄂尔多斯盆地南部的物源及源区母岩性质等进行了系统研究。结果表明,盆地南部地区主要受到3大物源主要控制,可进一步再划分出5个次级物源,即东北、北部、西部、西南、南部。古物源与沉积体系具有良好的空间配置关系,决定了盆地长6时期的沉积体系分布格局。沉积物源的研究将有助于油气勘探的部署。     

华北地台区古近纪—新近纪岩相古地理特征

华北地台区古近系—新近系在渤海湾盆地非常发育,在南华北地区也有较大厚度,而在鄂尔多斯盆地则不甚发育,仅在西北部有少量沉积。渤海湾盆地古近纪以断陷型沉积为主,主要为滨浅湖相沉积,物源来自多个方向,如北部的燕山褶皱带、西部的太行山隆起、南部的鲁西隆起、东部的辽东隆起区以及盆地内部的沧县隆起和埕宁隆起等。南华北地区古近纪发育大小不一多个沉积中心,以河流相沉积为主;鄂尔多斯盆地古近纪仅在西北部出现沉积,发育河流相,缺失古新统—始新统沉积。新近系沉积区主要位于渤海湾盆地、南华北地区以及鄂尔多斯盆地外围的地堑中,主要为河流相和滨浅湖相沉积。新近纪早期渤海湾盆地大面积隆升,导致湖盆收缩,部分地区遭受剥蚀夷平,中晚期盆地整体形成统一坳陷,主要为河流相沉积,局部发育滨浅湖相;南华北地区进入裂谷期后坳陷发育阶段,大面积接受沉积,主要发育河流相沉积。华北地台区西部沿鄂尔多斯盆地周缘形成了一套以河流相与滨浅湖相为主的山前盆地沉积。华北地台区古近纪—新近纪油气的有利勘探区域为渤海湾盆地。     

能源盆地沉积学及其前沿科学问题

赋存油、气、煤和（或）铀能源矿产的沉积盆地,称为能源盆地。沉积作用及建造是影响油气煤铀同盆共存、成藏及分布的重要因素和物质基础。能源等沉积矿产及其形成,是沉积学的重要组成部分。通过讨论能源盆地沉积建造与油气煤铀赋存成藏及分布的内在联系,提出成煤建造在盆地演化和空间分布上,总体处于成油气建造和成铀建造的过渡、衔接部位和承前启后的演化阶段。并探讨了厚煤层的初始成煤物质来源与成因,蚀源区物源对盆地沉积建造、油气储层和铀成矿的重要影响。分析认为当前存在重先进技术观测测试,轻露头区精细剖析的倾向;对后期改造的影响程度和原盆古沉积面貌恢复的水平尚需重视和提高。能源盆地沉积学内涵的自然外延领域广阔,与之相关的前沿科学问题颇多。应将沉积学置于盆地形成演化和改造的时空过程中,兼顾地球环境和生物演变进程,进行整体、动态、综合研究。重点讨论了其中部分相关前沿科学问题,如:沉积盆地动力学、地球环境及生命演变对沉积和成矿作用的影响、有机与无机相互作用对能源矿产形成的影响、事件沉积学及深部作用与成矿作用的关联、能源矿产空间分区性及偏富极形成的沉积学环境、沉积建造和沉积矿产年代学等。     

华北盆地三叠纪物源特征及其沉积—构造演化

华北盆地三叠纪沉积厚度大,分布广泛,其地层沉积特征很好地记录了周缘造山带或隆起区在该时期的构造演化过程。目前,前人已经对华北各地区三叠纪碎屑物源进行了大量研究,而对于物源区的认识仍存在分歧,对于盆缘地区沉积—构造演化过程的研究也相对较少。通过整理前人对华北各地区三叠纪碎屑物源研究的锆石年龄数据,并结合造山带构造演化过程和地层沉积特征,对华北盆地三叠纪碎屑物源及沉积—构造演化过程进行了整体研究。结果表明:华北北部三叠纪沉积物源均来自北缘的内蒙古隆起,锆石年龄和地层沉积特征记录了源区逐渐增强的岩浆活动和隆升过程。华北南部地区在该时期主要接受来自华北南缘二叠纪沉积盖层和北秦岭造山带的碎屑物质供给,华北南缘伴随着秦岭造山过程可能在中三叠世就已经逆冲隆升并遭受剥蚀,两者的协同演变共同控制着盆地南部沉积演化过程。鄂尔多斯盆地西北部碎屑物源主要来自阿拉善地块和北祁连造山带,西南部地区物源则主要来自盆地西南缘再旋回沉积盖层和北祁连造山带,分别为伸展和挤压状态下的内陆盆地沉积。早—中三叠世,华北盆地为统一的大型内陆沉积盆地,晚三叠世,盆地南、北缘发育沿褶皱逆冲带分布的陆内前陆盆地系统。     

东胜煤田侏罗系延安组煤中稀土元素地球化学特征

采用中子活化分析方法（INAA）测定了鄂尔多斯盆地东北部东胜煤田侏罗系延安组煤中稀土元素（REE）的含量,绘制了稀土元素分布类型曲线并计算了多种化学参数.在对REE的地球化学环境和地球化学特征分析的基础上,得出以下结论：①侏罗纪低灰低硫煤中REE的含量较低,且普遍低于华北盆地石炭二叠纪低灰低硫煤中的REE含量.②侏罗纪煤中的REE主要来自于物源区的陆源碎屑.东胜煤田北部靠近物源区,因此REE含量较南部高,且REE含量与灰分产率和SiO2含量有一定的相关性.③侏罗纪煤中REE的分布类型主要取决于母岩.除两个样品外,其他煤样普遍存在Eu负异常,无正Ce异常存在.④与其他岩石相比,煤中REE的分布类型极其复杂,原因在于开放盆地体系的煤中物质不断的改变和再分配.     

柴北缘西段侏罗系沉积特征

柴达木盆地北缘中小盆地(包括苏干湖盆地)是中国西部潜在的油气资源战略接替区,前期工作揭示了在柴北缘西段发育具有一定生油潜力的中生界烃源岩。沉积特征和沉积环境分析对于研究烃源岩及储集层分布具有重要意义。但有关柴北缘西段沉积特征和沉积环境的认识相对较少,制约了油气勘探工作的进一步开展。通过野外露头观测、钻测井资料分析以及地球化学测试等技术手段,初步落实了柴北缘西段侏罗系的沉积体系和沉积环境,为今后的油气勘探提供了依据。研究表明,苏干湖盆地早中侏罗世发育扇三角洲—湖泊沉积,晚侏罗世发育辫状河,物源可能主要来自北部祁连山;赛什腾山南缘侏罗纪发育沼泽—三角洲—湖泊沉积体系,富含煤层,物源来自西北和东北;冷湖一带早侏罗世主要发育湖西山组深湖—半深湖沉积,物源可能来自西北部阿尔金山附近。泥岩样品沉积地化分析显示研究区整体为还原环境,不同采样点样品的稀土元素配分模式具有相似性。构造-沉积演化分析表明,早侏罗世柴达木盆地北缘西段初始断陷,湖盆沉积中心位于冷湖一带;中侏罗世中期(对应于大煤沟组四段)苏干湖盆地内部裂陷成盆,沉积中心向东转移,后期(对应于七段)湖泛形成大湖盆。侏罗系烃源岩主要发育于大煤沟组五段至七段湖平面上升时期。     

柴北缘西段侏罗系沉积特征*

柴达木盆地北缘中小盆地(包括苏干湖盆地)是中国西部潜在的油气资源战略接替区,前期工作揭示了在柴北缘西段发育具有一定生油潜力的中生界烃源岩。沉积特征和沉积环境分析对于研究烃源岩及储集层分布具有重要意义。但有关柴北缘西段沉积特征和沉积环境的认识相对较少,制约了油气勘探工作的进一步开展。通过野外露头观测、钻测井资料分析以及地球化学测试等技术手段,初步落实了柴北缘西段侏罗系的沉积体系和沉积环境,为今后的油气勘探提供了依据。研究表明,苏干湖盆地早中侏罗世发育扇三角洲—湖泊沉积,晚侏罗世发育辫状河,物源可能主要来自北部祁连山;赛什腾山南缘侏罗纪发育沼泽—三角洲—湖泊沉积体系,富含煤层,物源来自西北和东北;冷湖一带早侏罗世主要发育湖西山组深湖—半深湖沉积,物源可能来自西北部阿尔金山附近。泥岩样品沉积地化分析显示研究区整体为还原环境,不同采样点样品的稀土元素配分模式具有相似性。构造-沉积演化分析表明,早侏罗世柴达木盆地北缘西段初始断陷,湖盆沉积中心位于冷湖一带;中侏罗世中期(对应于大煤沟组四段)苏干湖盆地内部裂陷成盆,沉积中心向东转移,后期(对应于七段)湖泛形成大湖盆。侏罗系烃源岩主要发育于大煤沟组五段至七段湖平面上升时期。     

塔里木盆地早白垩世沉积相特征与古地理

根据大量的钻井和露头资料,对塔里木盆地早白垩世沉积相特征和古地理进行了研究。塔里木盆地下白垩统主要发育冲积扇-扇三角洲、辫状河三角洲、氧化宽浅湖泊等3种沉积体系,包括陆相冲（洪）积扇、扇三角洲、辫状河三角洲、滨浅湖等沉积相,分布于下白垩统不同层位。塔里木盆地早白垩世主要包括塔东北和塔西南两大沉积区,总体为干旱氧化的内陆拗陷分割盆地。在塔东北沉积大区,早白垩世早期卡普沙良群沉积物受周缘4大物源区控制,为多物源的氧化宽浅湖盆环境,古地势呈“南高北低、东高西低”,盆地边缘以冲（洪）积扇、扇三角洲、辫状河三角洲相为主,盆地内部为滨浅湖亚相。早白垩世晚期巴什基奇克组沉积时期,塔里木盆地周缘进入一个新的构造活动期,古气候更加炎热干旱,氧化宽浅湖盆消失。在塔东北沉积大区,盆地受周缘4个主要物源区影响,以广泛分布的冲积扇-辫状河三角洲沉积体系占主体,盆地内部普遍为辫状河三角洲前缘-滨浅湖亚相沉积。在塔西南沉积大区,早白垩世克孜勒苏群沉积时期古地势呈“东高西低”,受北部喀什北山前和西南部古昆仑山2个物源区的控制,沉积物沿古昆仑山前呈狭长的条带状分布,沉积厚度自西向东减薄,主要是一套冲积扇-扇三角洲相和滨浅湖亚相沉积。     

和什托洛盖盆地中侏罗统西山窑组层序地层及聚煤规律分析

和什托洛盖盆地中侏罗统西山窑组发育多套煤层。据钻井岩心和测井曲线资料,研究和什托洛盖盆地中侏罗统西山窑组层序地层格架及沉积体系空间展布特征,在此基础上分析煤的聚集规律。研究区主要发育辫状河、三角洲和湖泊3种沉积体系,物源来自盆地南北方向。西山窑组可划分为两个三级层序,煤层主要分布于三级层序的湖扩和高位体系域,高位体系域中晚期为泥炭沼泽发育的最佳时期。     

试谈含煤盆地煤中硫、铁分布与沉积环境的关系

泥炭沉积盆地具有不同于其它沉积盆地的地球化学特性。认识这种沉积盆地内一系列元素的分布规律,对于恢复古地理环境和沉积条件,丰富煤田地质理论均有重要意义。本文以西南地区晚二迭世含煤沉积为例,就泥炭沉积盆地中硫、铁分布特征与沉积环境的关系提出几点初步看法,以期引起讨论。