An Evaluation of Phase Behaviors of the Oil-Gas-Water System in the Displacement of Crude Oil with CO2

CO₂ dissolution into an aqueous phase and water evaporation into a gaseous phase takes place during CO₂ injection into an oil reservoir. This study aims to evaluate the phase behaviors of the oil-gas-water system in the displacement of crude oil by CO₂. The composition of the JL oilfield in the northeast of China is taken as an example. The flash calculation of the oil-gas-water system was performed, based on the method presented by Li and Nghiem. The research re...     

松辽盆地古龙凹陷页岩油储层中的纳孔纳缝及其原位成藏理论初探

古龙凹陷青山口组页岩油的,地质资源量达151亿t,是重要后备的油气资源。用电子背散射(HDBSD)发现了古龙页岩油储层中纳米孔和纳米缝非常发育,电子探针表明这些纳孔纳缝均被沥青充填。纳米孔的直径多在10～50 nm,中位数在20～30 nm,形态多不规则,多呈多角形,主要是一种E-F纳孔,其次为E-E纳孔,多与纳米缝联结。纳缝宽度多在10～50 nm,中位数也在20～30 nm。它们主要是由黏土片(黏土域)的F-F凝聚形成的。黏土的凝聚与有机质密切相关。黏土胶体由于同晶置换会带负电荷,使得其周围会吸附带正电的金属阳离子,形成一个带正电的黏土团。这种带正电的黏土团又会吸附带负电的腐殖酸(有机质)和初步降解的藻,形成一个有机黏土絮凝体。这种有机黏土絮凝体进入生排烃门限后,由于生排烃有机质体积会收缩,体积收缩最高可达87%。生排出的烃会就近充填在这种收缩形成的孔隙中,又由于纳孔纳缝的毛细阻力(约12 MPa)等使得排出的烃无法运移出去便形成了古龙页岩油的特殊连续原位油藏。     

西藏洞嘎金矿床地质特征、原位硫同位素组成及成因探讨

洞嘎金矿位于西藏雄村矿集区, 是冈底斯成矿带较早发现且投入开采的金矿, 但研究程度低, 矿床成因存在较大争议。本文通过系统的矿床地质特征研究, 开展了硫化物原位硫同位素测试, 分析成矿物质来源, 进而探讨洞嘎金矿的成因。洞嘎金矿体受控于雄村组凝灰岩中的裂隙系统, 矿体呈脉状产出, 已探获金金属资源量9.55 t, 达到中型规模。矿石构造主要为脉状-细脉状构造, 金主要以包裹金和粒间金的形式赋存于黄铁矿和黄铜矿中。根据脉体穿插关系及矿物共生组合特征, 将洞嘎金矿的成矿过程划分为热液成矿期与表生氧化期, 其中热液成矿期为主成矿期, 可进一步划分为3个成矿阶段: 成矿早阶段、成矿主阶段及成矿晚阶段。洞嘎金矿床硫化物的硫同位素δ34S= –1.57‰~+5.26‰, 平均值+1.69‰, 具明显的塔式分布, 表明硫源具岩浆硫的特点。结合前人已发表的数据, 我们认为洞嘎金矿属于斑岩铜金成矿系统外围的热液脉型金矿床, 深部可能存在斑岩型铜金矿床, 找矿潜力极大。洞嘎金矿的成矿物质来源主要为地幔, 有少量的地壳物质(俯冲沉积物)加入。洞嘎金矿床的金与绿泥石密切相关, 该绿泥石主要为溶蚀-迁移-结晶机制形成, 绿泥石形成过程导致含金热液流体成分及物理化学性质发生改变, 使得成矿流体中的金发生卸载, 最终在凝灰岩的裂隙系统中形成洞嘎金矿床。     

渤海湾周缘高温地热异常特征及深部热结构分析

渤海湾周缘高温地热异常区是华北重要的地热资源区,研究其浅层高温地热异常及深层高温地热结构,是解决中国东部高温地热勘查开发瓶颈的重要基础,对加快构建东部现代能源体系、推进“双碳”目标进程具有重要的科学意义。利用最新的中国大陆岩石圈速度模型USTClitho2.0和航磁资料,在大地热流资料约束下,本文计算了渤海湾周缘浅层与深层高温热结构,结果表明:该区居里面平均深度20.8km,居里温度420℃,中、上地壳高温热结构与居里面起伏形态密切相关。上地壳生热率随深度增大而递减,反映了放射性生热元素向上迁移、在浅层富集的垂向分异特征。Moho面温度在600～800℃之间,岩石圈底界面1300℃等温面深度在66.3～97.5 km之间,平均值为76.8 km。依据USTClitho2.0模型Vp、Vs速度结构,本文修正了前人的地壳分层结构及上地壳生热率,计算了研究区内全部91个大地热流点的壳幔热流比,结果表明:Qc/Q=56.4%、Qm/Q=43.6%, Qc/Q>Qm/Q,显示该区为“热壳”结构。前人认为此区是“冷壳热幔”型热结构,本文的计算结果修正了前人的认识,指出上地壳层热流在地表总热流...     

滇东老厂地区地热水成因：来自水化学和碳氢氧硫同位素的约束

滇东弥勒-师宗断裂带地热资源丰富,但是由于研究程度较低,成因机制不明,制约了区内地热资源的可持续开发利用。本文以弥勒-师宗断裂带北段老厂地区天然温泉水和地热钻孔水为研究对象,综合应用野外调查、水文地球化学和环境同位素方法,对区内地热水的地球化学特征和成因机制进行了研究。结果显示,区内地热水pH值介于7.30～8.12之间,TDS在224～382 mg/L之间,属于弱碱性淡水。地热水水化学类型为HCO₃·SO₄^Ca型和HCO₃·SO₄-Ca·Na型,且含有较高含量的Fe、As、Sb等微量组分,不宜饮用。地热水中HCO₃^-的δ¹³C值为-3.31‰～-7.79‰,计算得出参与水岩作用的CO₂的δ¹³C值为-9.50‰～-15.68‰,具有明显的沉积有机质来源特征。离子比值分析及硫同位素特征表明碳酸盐岩矿物和石膏的溶解是区内地热水主要离子来源的控制因素,此外赋存于浅部断裂带内...     

川南早三叠世砂页岩型铜矿床沉积环境、成矿模式及对峨眉山地幔柱成矿系统的补充

峨眉山地幔柱一直以来是国内外学者的研究热点之一,近年来对峨眉山地幔柱的成矿效应的关注度持续升高,但对提供成矿物源的矿床类型研究较少,特别是对砂页岩型铜矿的研究极少,砂页岩型铜矿稳定分布在沐川西部及西南部的飞仙关组底部,以往开展了大量的勘查工作,取得了较好的找矿成果,但其成矿物质来源还有较大争议。为厘清沐川地区飞仙关组底部砂页岩型铜矿床的富集规律、沉积环境和成因机制,本研究开展了野外实地调查、矿物学、岩相古地理与岩石地球化学等系统性研究,探讨其物源、富集规律、沉积环境,建立了成矿模式。研究结果表明,沐川地区砂页岩型铜矿体产出于早三叠世飞仙关组底部的一套灰绿色细碎屑岩中,主要矿石类型有粉砂质条带黏土岩型铜矿、泥质条带粉砂岩型铜矿、粉砂岩型铜矿和细砂岩型铜矿,矿石矿物以黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿为主;沐川地区飞仙关组底部的沉积相属于有障壁型海岸相潮坪亚相,可识别出潮上泥坪微相、潮间混合坪微相、潮下砂坪微相和潮渠微相4种微相,Cu元素主要富集于粉砂质条带黏土岩和泥质条带粉砂岩等水动力条件较弱的潮间混合坪微相中,铜的富集严格受岩相古地理及沉积相的控制; Cu元素主要来源于峨眉山高钛玄武岩,西部的康滇古陆是主要的物源区;沐川地区飞仙关组底部砂页岩型铜矿属同生沉积型矿床,其成矿模式可分为峨眉山玄武岩喷溢（矿源层形成）阶段、风化剥蚀搬运阶段、沉积富集阶段和成岩保存阶段。上述成果,对西南地区进一步实现战略性矿产找矿突破和补充完善峨眉山地幔柱成矿系统具有重要意义。     

西秦岭八卦庙金矿床原位S-Pb同位素组成对成矿物质来源和成矿过程的指示意义

八卦庙金矿床位于西秦岭造山带凤太多金属矿田北部,已探明金储量约106 t(平均金品位1.56 g/t),属于特大型金矿。金矿体受脆韧性剪切带控制,总体走向NWW,倾向北,赋矿地层为上泥盆统星红铺组下段。文章在成矿期次研究基础上,采用硫化物原位S-Pb同位素分析方法,对八卦庙金矿成矿过程和成矿物质来源进行了约束。基于详细的野外观察和矿相学研究,矿区识别出了2个金成矿期：顺层磁黄铁矿-石英成矿期和NE向黄铁矿-石英成矿期。顺层磁黄铁矿-石英成矿期可划分为自形黄铁矿-石英(Ⅰ)、磁黄铁矿-自然金-铁白云石(Ⅱ)、白云母-绿泥石-绿帘石-石英(Ⅲ)3个阶段;NE向黄铁矿-石英成矿期由自形磁黄铁矿-黄铁矿-粗粒石英(Ⅳ)、他形黄铁矿-细粒石英(Ⅴ)、他形磁黄铁矿-自然金-铁白云石(Ⅵ)和石英-黑云母(Ⅶ)4个阶段构成。顺层磁黄铁矿-石英成矿期硫化物的δ³⁴S值集中在1.60‰～5.89‰和14.07‰～16.87‰两个区间;NE向黄铁矿-石英成矿期硫化物的δ³⁴S值也集中在2.77‰～5.52‰和9.11‰～15.9‰两个区间,通过与围岩和区内岩浆岩对...     

辫状河三角洲沉积特征与生长演变规律——水槽沉积模拟实验研究

辫状河三角洲是一类常见的沉积体系,也是一类常见的油气储层,其沉积特征、沉积演化过程及内部结构一直受到沉积学研究的关注。为明确辫状河三角洲沉积特征、演化过程及生长演变规律,笔者等通过水槽实验模拟辫状河三角洲在平缓的水下底形上逐步发育的过程,并采用三维激光扫描仪、延时拍照等手段进行精准的沉积地貌监测和定量沉积学分析。研究表明：① 辫状河三角洲沉积演化过程中,三角洲的规模、水流分散样式、沉积体表面地貌特征及沉积物分布样式存在阶段性差异,可据此将实验辫状河三角洲的演化分为3个阶段。② 在最初阶段,辫状河携带沉积物直接入“湖”堆积并形成朵状河口坝,入“湖”水流无明显的水道化特征,随着朵状河口坝逐渐堆积露出水面,三角洲平原初步形成,平原上河道开始分流并导致后续河口坝转变为连续的弧形坝分布于先期沉积体周缘,这一阶段三角洲平均半径快速增加;进入第二阶段后,三角洲平均半径增速减缓,供给河道进入三角洲平原后形成1~2条主干分流河道与多条次级分流河道,并在主干河道河口区形成弧形的前缘朵体;到第三阶段,三角洲平原面积已经较大,其平均半径增速进一步降低,平原上分流河道的分叉性更强、宽度更小,不同分流河道规模接近并可同时将沉积物输送到三角洲前缘多个部位发生沉积,在同一时期形成多个孤立的小规模的前缘朵体。③ 在整个沉积演化过程中,伴随着三角洲规模的逐渐增大,分流河道的宽度逐步减小、流程变长、分流河道数量逐步增加,三角洲前缘沉积由少量弧形的连续分布朵体转变为多个孤立分布的小规模朵体。④ 在第二、三阶段,分流河道表现为多个侵蚀—回填的自旋回演化过程,形成了多套自旋回沉积复合体。⑤ 辫状河三角洲前积层存在自下而上、由近向远表现为沉积连续性逐步减小、叠切规律逐渐复杂的特性。通过水槽实验揭示辫状河三角洲沉积演化过程及内部结构,可为露头解剖与地下储层研究提供参考。     

华北克拉通奥陶纪岩浆活动——来自河南安阳岭头地区白垩纪闪长岩中继承锆石U- Pb年龄的证据

通过高精度的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,在太行山南段河南安阳县岭头一带白垩纪闪长质侵入岩中获得一批443.6±6.1 Ma(MSWD=6.3)的年龄数据,相当于晚奥陶世晚期,这是在华北克拉通内部发现的首例反映加里东期岩浆侵入活动的高精度锆石U-Pb定年数据,为揭示华北克拉通早古生代构造岩浆演化提供了依据。结合区域上同期构造岩浆事件的特点,认为443.6±6.1Ma的锆石可能为华北克拉通板内裂解拉张作用的产物,它是奥陶纪晚期(440 Ma前后)古劳亚大陆分裂,华北克拉通漂离加拿大地盾和北美内陆地台,同时形成北太平洋——这一影响全球的构造地质事件在华北克拉通内部的响应。鉴于稳定克拉通地区奥陶纪岩浆侵入活动与金刚石原生矿存在极高的关联度,本次发现也为在鹤壁地区寻找金刚石原生矿提供了重要参考。     

江西武功山早古生代花岗岩的岩石学、锆石U- Pb和Lu—Hf同位素地球化学特征及其地质意义

武功山造山带位于华夏地块与扬子地块碰撞缝合带南侧,记录了新元古代以来的多次构造运动。本文对其中的黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩进行了全面的矿物学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学及Lu—Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究指示武功山黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩结晶于早志留世(441.6～442.2 Ma)。武功山早志留世花岗岩具有富硅(SiO₂含量为67.43%～73.06%)、富碱(Na₂O+K₂O含量为6.47%～8.46%)、贫钙(CaO=0.78%～2.64%)、贫镁(MgO=0.46%～1.61%)等特征,为强过铝质高钾钙碱性花岗岩(A/CNK=1.09～1.35)。同时,岩相学和地球化学指示岩石属于亚碱性系列,分异程度较低,ΣREE较低,轻重稀土分异程度较高,为S型花岗岩且岩浆源区物相为角闪石+斜长石+石榴子石。结合花岗岩锆石f_Lu/Hf值均小于-0.9,ε_Hf(t)均为负值(-6.7到-4.8),指示岩浆来源于古元古代古老...