甘肃礼县中川地区金矿流体的来源与成因

甘肃省礼县中川地区属于礼（县）岷（县）金矿带的东段,其成矿作用与中川花岗杂岩体有密切的关系。此次研究在已知金矿体上采集标本,碎样后挑选石英晶体,运用英国Micromass公司生产的MM5400质谱计,在1 600℃条件下,让石英释放稀有气体,测量其中的⁴He、²⁰Ne、⁴⁰Ar等稀有气体,通过稀有气体的示踪作用,研究成矿流体的来源。测试结果表明：礼县中川地区金矿的成矿流体中的⁴He和⁴⁰Ar来源于中川花岗杂岩体;Ar同位素比值符合地壳流体特征;在³He/⁴He-⁴He/²⁰Ne体系图上,7个样品中,有4个点位于100%地壳流体来源线上,3个点位于5%上地幔与30%上地幔流体之间,说明成矿热流成分主要是地壳流体,含有10%左右的上地幔热流,即礼县中川地区金矿成矿流体具有混合热液特征。     

甘肃礼县中川地区金矿流体的来源与成因

甘肃省礼县中川地区属于礼（县）岷（县）金矿带的东段,其成矿作用与中川花岗杂岩体有密切的关系。此次研究在已知金矿体上采集标本,碎样后挑选石英晶体,运用英国Micromass公司生产的MM5400质谱计,在1 600℃条件下,让石英释放稀有气体,测量其中的⁴He、²⁰Ne、⁴⁰Ar等稀有气体,通过稀有气体的示踪作用,研究成矿流体的来源。测试结果表明：礼县中川地区金矿的成矿流体中的⁴He和⁴⁰Ar来源于中川花岗杂岩体;Ar同位素比值符合地壳流体特征;在³He/⁴He-⁴He/²⁰Ne体系图上,7个样品中,有4个点位于100%地壳流体来源线上,3个点位于5%上地幔与30%上地幔流体之间,说明成矿热流成分主要是地壳流体,含有10%左右的上地幔热流,即礼县中川地区金矿成矿流体具有混合热液特征。     

华南前寒武系基底变质杂岩和中-新生代地幔岩的稀有气体同位素组成及其大地构造意义

对华南前寒武系变质岩浆杂岩稀有气体He、Ne、Ar和Xe的系统研究表明:扬子克拉通基底为含高³He的下地壳"原始岩石层",(³He/⁴He)×10^-6比值为2.8～4.6;而华夏板块基底变质岩浆杂岩则是在缺乏³He、低(³He/⁴He)×10^-8比值(3.15～17.7)的构造环境下形成的大陆中-上地壳变质岩浆杂岩层,反映出两者基底性质迥然不同。华南中-新生代爆破岩筒He同位素组成相反,相对稳定的扬子克拉通(³He/⁴He)×10^-8比值仅0.18～4.22,而郯庐-四会-吴川断裂以东,中-新生代活动地块(太平洋构造域)(³He/⁴He)×10^-8比值高达3.7～20.5。He同位素表明郯庐-四会-吴川断裂带为切割深至地幔的边界深大断裂,是扬子克拉通与华夏板块间的边界且控制了燕山期火山-侵入岩浆向西扩展。Ar同位素组成表明华南大陆中-新生代地幔形成接近"均一"的地幔组份。¹³⁶Xe/¹³⁰Xe-¹²⁹Xe/¹³⁰Xe相关组份表明它们具有地幔柱岩石同位素组成特征。     

西藏地热气体的地球化学特征及其地质意义

西藏水热活动是青苦恼高原碰撞造山过程的产物，其成因类型、物质来源和时空分布与青藏高原的隆升过程密切相关，地热流体（气、液相）中携带有中上地壳乃至地幔物质的深部信息。西藏地热流体可以区分出CO2型和N2型两类气体，其中绝大多数的地热气体样品属于CO2型气体，而典型的N2型气体则较少。前者具有岩浆热源和深循环两种成因类型，后者都是深循环成因。西藏气体样品中的He含量变化范围非常宽，最高的可达到1．5％。在门士热泉，首次检测到地幔He组分，这说明西藏地壳深处有地幔物质侵位。根据He同位素组成推断，羊八井、谷露等处的地壳熔融体中约有3％的地幔组分。西藏地热气体中的N2和Ar组分主要是大气成因，CO2组分大多以海相碳酸盐岩成因为主，混有少量有机沉积物成因CO2。当Log(H2/Ar)处于－0．8－0．3的区间时，H2／Ar地热温度计可以良好地指示热储层的温度范围。实际调查表明：西藏水热活动区大多分布在斑公错－怒江链合带以南地区，高温水热活动区主要出现在雅鲁藏布缝合带和那曲－羊八井－亚东活动构造带沿线。     

赣南地热气体起源的同位素与地球化学证据

对取自赣南地区10个温泉的地热气体进行了气体化学成分及氦、碳、氖同位素组成的分析。该区地热气体可分为CO₂型和N₂型两种类型。CO₂型地热气体分布在赣南东南部地区,主要成分是CO₂,占总体积96.47%以上,二氧化碳气体的δ¹³C值为 -5.50‰～-3.49‰（PDB）,平均为 -4.66‰,为幔源无机成因,其氦同位素组成为1.36～2.27 R_a,具有明显的幔源成因特征,最高约有28.2%的氦源于地幔,其N₂-Ar-He关系研究表明,该型地热气体中的氮源于地幔-地壳-大气混合成因。研究揭示该区CO₂型地热气体属幔源无机成因气,是地幔脱气作用的产物。N₂型地热气体分布在赣南西部地区,N₂含量占91.04%以上,其中二氧化碳气体的δ¹³C值为 -23.7‰～-12.6‰,平均为 -17.82‰,为壳源有机成因,其氦同位素组成为0.06～0.13 R_a,具有明显的壳源放射性成因特征,³He/⁴He 与 ⁴He/²⁰Ne关系和He-Ar-N₂关系研究表明,N₂型温泉气主要来源于大气,并有壳源气体的贡献。     

陇西盆地东南部地热成田主控因素及成因模型 ——以清水温泉为例

陇西盆地东南部是陆内中低温地热田发育的重要场所.为研究陇西盆地东南部地热成田因素,基于已有地热田水文化学及热储特征,从区域构造、岩浆岩、水文地质等要素入手,分析其对地热田的控制作用、建立地热成田概念模型.研究表明,盆地内地热田热源主要来源于刚性结晶基底对地壳深处(上地幔)热的传导.深大断裂是地下热源上涌的主要通道,断裂...     

山前岩溶热储聚热与富水机理：以济南北岩溶热储为例

岩溶热储是中国北方两大主力供暖热储之一。山前岩溶热储主要位于岩溶地下水流系统下游埋藏型岩溶分布区,属深循环、弱开放、径流滞缓的区域地下水流系统之排泄区。本文以济南北岩溶热储为例,基于地质构造、同位素和水文地球化学特征,揭示了地热水起源及其运移演化和富集机理：地热水一小部分来自于泰山北翼火成岩、变质岩分布区的大气降水入渗补给,大部分来源于寒武纪长清群和寒武纪—奥陶纪九龙群碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组分布区岩溶地下水的深循环径流补给;地热水主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处、层间岩溶与岩体接触带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了热储四元聚热机制：一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导 对流聚热。在热储聚热与富水成因机理研究基础上,建立了基于水源、热源及热储赋存规律的岩溶热储地热田成矿模式,构建了如何寻找地热水富集区和热流聚集区的找矿模型,揭示了地热成矿规律,为地热资源探测找矿提供了依据。     

雄安新区地热地质模型探究：来自地球物理的证据

雄安新区内地热资源丰富，区内有牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田，地热资源开发利用较早，但是对其深部热源机制仍未形成统一观点。为了研究雄安新区内地热田深部热源机制，在新区及外围进行了深反射地震和长周期大地电磁探测，对取得的同剖面的深反射地震和大地电磁数据进行处理和综合解释，探明了研究区从地表至莫霍面范围内地质构造和电性结构。下地壳结构在深反射地震剖面与大地电磁剖面上有很好的对应关系。电阻率低值区对应着在深反射地震剖面上存在一系列反射同相轴，且同相轴可以延续到莫霍面，电阻率高值区对应着在深反射地震剖面上无明显连续反射同相轴，尤其是在莫霍面之上呈现地震反射近似"空白区"。结合区域地热资料构建了研究区深部地热地质模型，对新区内深部地热机制进行了解释。该模型为"二元"生热模型，其热源包含两个部分，深部地幔热源和地壳放射性元素衰变生热。放射性元素衰变生热占地表热流的接近30%，而幔源热流在地表热流中的占比可达约70%。在牛驼镇下方，莫霍面以上，由于地幔热物质上涌造成下地壳上隆，幔源岩浆底侵作用于下地壳形成了局部热异常，该热异常具有低速高导的地球物理特征，认为是牛驼镇地热田和容城地热田的深部热源；以区域断裂为热通道，大地热流由深部向上传导、扩散到牛驼镇凸起和容城凸起顶部，对碳酸盐岩储水层进行加热，形成地热储层；上覆新近系沉积地层是良好的热盖层。     

广东神灶海上温泉的流体地球化学特征及循环模式

广东神灶温泉出露于海水之中,揭示其流体循环机制对地热资源的可持续开发利用具有重要意义.通过采集神灶温泉区地热水、地热气体和海水样品,测试其流体地球化学组成及主要同位素组成,得到以下认识：神灶温泉水化学类型为Cl-Na·Ca型,主要由大气降水补给;水中盐分主要来自硅酸盐矿物溶解和现代海水混入,海水混入比例为29%～32%.利用化学温度计估算热储温度为130℃,地热水循环深度约4 km.地热气体以大气起源N₂为主要组分,CO₂、CH₄为壳内有机沉积物的热变质产物.此外,He同位素指示幔源组分占比不足5%,研究区大地热流值为67～69 mW/m².综上,神灶温泉区是以壳内放射性生热为主要热源的中温对流型地热系统.     

中国西南地区CO2释放点的He同位素分布不均一性及大地构造成因

在印度板块向欧亚大陆俯冲碰撞过程中,产生一系列深大断裂带,形成大量CO2释放脱气点。这些点除了释放大量的CO2、N2、H2S气体以外,还会附带释放CH4、He等各种各样的气体。释放出来的氦为惰性元素,是判识幔源气体最灵敏的地球化学示踪指标,He同位素随形成的构造部位不同而不均匀地分布,且与不同的大地构造成因关系密切。藏中及藏北区块在大地构造位置上属于班公湖-怒江断裂带发生了明显的地幔脱气作用,显示其与地幔相连通而且深度达到上地幔,为一条岩石圈深断裂带;但样品中幔源氦约占总氦的1.4%~1.7%,反映该断裂带深部的开放性程度较低,而闭合性程度相对较高,由此反映了该区处于强烈挤压的构造环境和地壳增厚的地质背景。在滇西南地区(重点在腾冲热海地区)地热流体逸出气体中含有大量幔源岩浆挥发组份,表明该区地壳浅部存在幔源岩浆侵入活动。该区怒江断裂带发生着明显的地幔脱气作用,显示该断裂带与地幔相连通且深度达到上地幔,为一条岩石圈深断裂带;同时所有样品中的幔源氦平均约占总氦的26.2%,最高可达48.8%以上。反映该裂谷带代表伸展性构造环境,且是地幔脱气作用最强烈的构造区之一,是俯冲碰撞的中心地带。而在滇中地区—小江断裂带却是另一番景象,该区样品中的幔源氦平均约占总氦的2.27%,最高也才8.9%。反映此区为印度板块向欧亚大陆以NNE方向碰撞影响到的最东缘。小江断裂带局限在地壳范围内,故而氦同位素显示出在此断裂带以西则明显存在幔源来源,而往东则幔源氦极微。氦同位素在自西至东由藏西到藏南(藏南西与藏南东)至滇西到滇中,R/Ra值由较低到较高再到较低到最高再降低的平面分布规律。川西—鲜水河断裂带则因特殊的构造部位,是中国“地质百慕大”;样品中幔源氦平均约占总氦的8.1%,平均值高于西藏各分区以及云南除滇西南以外的各区,但又远远小于滇西南—腾冲地区。说明鲜水河断裂带,部分地贯穿整个岩石圈,并有切割上地幔之趋势。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

新构造运动对中国天然气成藏的控制作用

由于天然气扩散速率比石油快而不易保存，所以晚期成藏对天然气成藏来说有利于天然气的保存。新构造运动是中国构造史上最后一次大规模的造山运动，对天然气的成藏有着十分重要的控制作用。对于在晚期生气的烃源岩来说，新构造运动产生有效圈闭与晚期供气形成良好匹配，有利于天然气晚期成藏；对于早期成藏的天然气来说，新构造运动使气藏在纵向、横向发生调整，形成新的气藏，另外还可对部分气藏的储层进行优化、改造；新构造运动不仅使圈闭形成，并且还产生断裂系统，沟通烃源岩与储集层，导致幕式成藏，天然气充注效率提高，有利于天然气成藏；另外，新构造运动在构造强烈地区会对已形成的气藏起破坏作用。     

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。