关于我国煤地质研究趋向的讨论

煤炭是我国的优势资源,截止至1986年底的探明储量为8400亿吨.从而使一些人认为今后几十年内甚至更长的时期可以高枕无忧,这种想法将会导致煤田地质勘探、科学研究和人才培养的削弱.事实上,我国煤地质工作者面临着艰巨的、长期持续的繁重任务.1987年原煤产量达9.28亿吨,占我国消费能源构成的78%,我国能源构成立足于煤炭的情况将在很长时期内持续下去.这就有     

鄂尔多斯盆地东北缘神木地区浅湖三角洲沉积作用及煤聚集

鄂尔多斯盆地东北缘延安组含有大量的优质煤,属稳定大地构造条件下的浅湖三角州沉积物。三角洲体系有以下单元组成:(1)前三角洲;(2)三角洲前缘(水下分流河道相和河口坝相);(3)三角洲平原(分流河道相,天然堤、决口扇、沼泽和具决口三角洲的分流间湾);(4)废弃三角洲平原.通过详细的露头观察和岩心研究及沉积岩的地质填图工作,浅湖三角洲特征可归纳如下:(1)推进速度非常快、舌形体长而窄,间湾在其间发育,决口事件频繁发生;(2)前三角洲非常薄(0.2～0.5m),三角洲剖面几乎绝大部分由三角洲前缘和三角洲平原构成;(3)河口坝相由砂岩和泥岩互层组成;(4)水下分流河道砂岩厚度在0.5～3.5m范围内,被河口坝沉积物围绕;(5)在废弃三角洲平原中,由于极少沉积物带入沼泽,因此沉积了厚的低灰煤层。     

用于沉积盆地分析的古环境图

盆地分析是著名的沉积学家P.E.波特(Potter)与F.J.裴蒂庄(Pettijohn)等在前人研究基础上将沉积盆地研究的原理和方法系统化而发展起来的一门沉积学分支学科[6]。这一学科的近代发展趋势则不局限于对盆地内沉积充填的研究,而是与构造研究愈来愈紧密地结合。其基本思想是将沉积盆地作为一个整体,全面分析盆地的地层格架和构造格架、沉积环境以及煤和石油等沉积矿产的分布规律[3][4]。在研究中注意各项地质特征的演化,并通过分析和类比建立各种类型盆地的沉积模式,为矿产资源预测和评价提供依据。盆地分析如同地质学的大多数领域一样,首先是以充分的野外地质观察为基础,并在进一步综合分析的基础上用一整套图件综合反映研究成果,如地层厚度图、岩相图、沉积断面图、沉积物分散类型和古流向图等。     

盆地流体动力学演化及其成矿效应——以广东富湾-长坑银金矿床为例

文章以广东富湾－长坑层控银金矿床为实例，基于各阶段盆地中温度场，压力场和流动场的动力学演化过程与成矿效应的研究，发现盆地流体转变为成矿流体具有漫长的演化与更迭历程；构造演化和盆地的沉积充填特征，不仅直接影响着流体在盆地中的流动样式，而且直接影响着成矿物质空间存在形式的变化以及“流体－岩石”体系中各要素间的再分配。流体的大规模活动及大型矿床的形成与大幅度的构造运动，沉积作用，岩浆活动，火山活动等宏观地球动力作用有关，盆地边缘沟通深部的垂向断裂与浅部不整合面－侧向断裂交汇地段是成矿物质堆积的最佳场所。     

西太平洋边缘海盆地的扩张过程和动力学背景

西太平洋集中发育了全球 75%的边缘海盆地 ,这些盆地形成于始新世、渐新世—中新世和晚中新世—第四纪 3个边缘海扩张幕。文中介绍了边缘海盆地的基本特征和发育模式 ,详细讨论了西北太平洋边缘海盆地周缘板块构造时空格架及其对边缘海盆地形成、演化和关闭过程的控制作用。太平洋板块的俯冲及俯冲带的后退 ,印度—亚洲大陆碰撞的远程效应以及澳洲与印度尼西亚的碰撞是边缘海盆地的 3个重要的区域性控制因素。印度—亚洲大陆的碰撞所形成的向东和东南的地幔流可能推动了东亚大陆东侧和南侧俯冲带的后退 ,并引发弧后扩张作用。同时 ,由这一碰撞引起的东亚大陆边缘NE或NNE向断裂的右旋走滑 ,进一步影响和控制了边缘海盆地的几何学特征及演化。澳大利亚和印度尼西亚的碰撞阻碍了俯冲带的后退 ,导致了南海、Sulu海和Celebes海盆地的扩张终止。同时这一碰撞推动菲律宾海板块向北运移 ,并使Bonin弧与中央日本碰撞 ,导致日本海关闭     

天然气水合物的重要特征与评价及其在中国海域的勘探前景

从勘探技术和资源评价的角度综述了甲烷水合物生成和聚集的重要特征, 如地震反射剖面、测井曲线资料、地球化学特点等以及对未知区的地质勘探和选区评价 .甲烷水合物在地震剖面上主要表现为BSR(似海底反射)、振幅变形(空白反射)、速度倒置、速度-振幅结构(VAMPS)等,大规模的甲烷水合物聚集可以通过高电阻率(＞100欧姆.米)声波速度、低体积密度等号数进行直接判读.此项研究实例表明,沉积物中典型甲烷水合物具有低渗透性和高毛细管孔隙压力特点,地层孔隙水矿化度也呈异常值,并具有各自独特的地质特征.现场计算巨型甲烷水合物储层中甲烷资源量的方法可分为:测井资料计算法公式为:SW＝(abRw/φm.Rt)1/n;地震资料计算法公式为:ρp＝(1-φ)ρm+(1-s)φρw+sφρh、VH＝λ.φ.S.对全球甲烷水合物总资源量预测的统计达20×1015m3以上.甲烷水合物形成需满足高压、低温条件,要求海水深度＞300 m.因此,甲烷水合物的分布严格地局限于两极地区和陆坡以下的深水地区,并具有3种聚集类型:1.永久性冻土带;2.浅水环境;3.深水环境.深海钻探计划(DSDP)和大洋钻探计划(ODP)已在下述10个地区发现大规模的甲烷水合物聚集,他们是:秘鲁、哥斯达黎加、危地马拉、墨西哥、美国东南大西洋海域、美国西部太平洋海域、日本海域的两个地区、阿拉斯加和墨西哥湾地区.在较浅水沉积物岩心样中发现甲烷水合物的地区,包括黑海、里海、加拿大北部、美国加里福尼亚岸外、墨西哥湾北部、鄂霍茨克海的两个地区.在垂向上,甲烷水合物主要分布于海底以下2 000 m以浅的沉积层中.最新统计表明又主要分布于二个深度区间:200～450 m和700～920 m,前者是由ODP995～997站位发现的;后者在加拿大麦肯齐河三角洲马立克2L-38号井中897～922 m处发现.中国海域已发现多处甲烷水合物可能赋存地区,包括东沙群岛南部、西沙海槽北部、西沙群岛南部以及东海海域地区.姚伯初报道了南海地区9处地震剖面速度异常值的发现,海水深度为420～3 920 m,海洋地质研究所则在东海海域解释了典型BSR反射的剖面,具有速度异常、弱振幅、空白反射、与下伏反射波组具不整合接触关系(VAMPS)等,大致圈定了它们的分布范围,表明在中国海域寻找甲烷水合物具有光明的前景.     

DF1-1底辟区构造应力场及渗流场演化的数值模拟研究

DF1-1底辟区是莺歌海盆地内超压流体最活跃的地带之一.超压流体的活动直接受控于构造应力及其形成的不同类型的断裂和裂隙构成的输导系统.从底辟区大规模流体垂向活动以及幕式活动的特征来看, 流体流动的动力主要是由于垂向压差的存在以及渗流场变化引起的局部应力场(包括热应力场) 的作用所致.在详细研究底辟区的构造及流体活动关系的基础上, 对底辟区构造应力场及渗流场的演化进行了模拟.结果显示: 构造运动引起的应力场决定了DF1-1底辟区油气沿主要断裂系走向迁移的总趋势, 在底辟区流体从底辟的两侧向其中心运移, 由底辟体中向上运移为主; 高压流体产生的热应力控制局部应力场状况及油气运移方向, 驱动流体向底辟体顶部运移, 当热应力值过大时有可能改变应力场状况以及油气运移总趋势.      

莺歌海盆地东方1-1底辟区深部热流体穿层的热应力及其效应

东方1 - 1底辟区的热流体活动相当强烈和频繁.深部热流体的穿层上涌产生热应力造成了局部的应力场状况的变化, 形成了特征性的构造和断裂系统, 水力破裂、热流体拱张形成褶皱和局部破裂等, 这些褶皱和断裂共同构成了底辟带热流体活动中垂向输导的主要通道之一.由于热流体穿层活动不仅携带了大量的烃类气和CO₂等非烃气, 而且具极强的热力作用, 引起了强烈的热异常, 导致所穿入的浅部地层中的热力学参数, 如粘土矿物的演化、储层中流体包裹体以及岩石所含有机质的镜质体反射率等发生一系列的异常变化, 致使底辟作用前后底辟体内部及其围岩的特征具有非常显著的差别.本次研究对热流体穿层所引起的热应力效应和温度异常采用Field模型进行了定量动力学模拟, 结果显示应力场和温度场的分布随着时间不断向上迁移, 使各小断裂和裂隙连通形成流体的良好的垂向运移通道, 在热流体活动的通道附近热应力的影响十分明显, 致使局部应力急剧增高      

塔里木盆地古生代重要演化阶段的古构造格局与古地理演化

塔里木盆地在古生代经历了中-晚奥陶世、晚奥陶世末、中泥盆世末等多个重要的盆地变革期,形成了多个重要的不整合,盆地构造古地理发生了重要的变化。中、晚奥陶世盆地的变革形成了由巴楚古斜坡-塔中隆起-和田河隆起构成的大型古隆起带、相对沉降的北部坳陷带以及由于挤压挠曲沉降形成的塘古孜巴斯坳陷带。中部古隆起带制约着晚奥陶世东窄西宽的弧立碳酸盐岩台地体系的发育,而开始形成于震旦纪的满加尔拗拉槽及东南侧的塘古孜巴斯坳陷接受了巨厚的中、晚奥陶世重力流沉积。奥陶纪末的盆地变革形成了北东东向展布的西南-东南缘和西北缘的强烈隆起带,总体的古构造地貌控制着早志留世北东东向展布的滨浅海陆源碎屑盆地的沉积格局。中泥盆纪世末期的盆地强烈隆升并遭受了夷平化的剥蚀作用,形成了大范围分布的角度不整合面,并以塔北隆起和塔东隆起的强烈抬升为显著特征。盆地古构造地貌从东低西高转为东高、西低,制约着晚泥盆和早石炭世由东向西南方向从滨岸到浅海的古地理分布。中、晚奥陶世主要不整合及其剥蚀量的分布反映出北昆仑向北碰撞和挤入是造成盆地南缘、东南缘及盆内隆起的主要原因。南天山洋的俯冲、碰撞在奥陶世末至早志留世已对盆地西北缘产生影响,导致塔北英买力隆起的抬升和遭受剥蚀。     

热流体对深埋白云岩储集性影响及其油气勘探意义——塔里木盆地柯坪露头区研究

深埋条件下白云岩能否形成有效储层是塔里木盆地深层油气勘探面临的主要挑战之一,塔深1井大于8000m深度白云岩岩芯仍具有多孔洞带发育,并具有形成储层的孔渗性,揭示了深部白云岩有效储层的存在。研究证实,该类孔洞的形成与热流体活动相关,但其在地层中分布的特征和广泛性有待揭示。通过野外露头观察及室内测试分析,在柯坪地区经历过深埋条件的上震旦统-下奥陶统白云岩中发现了与塔深1井相似的溶蚀孔洞的普遍存在现象。孔洞内充填的石英、自形白云石以及方解石矿物原生盐水溶液包裹体均一温度依次可达到368℃、314℃和303℃,远高于相应地层最大埋深(约6000m)条件下推测的正常地层温度范围(120~240℃),盐度分布范围依次为3.39%~9.86% NaCleqv、1.05%~18.13% NaCleqv和4.34%~9.98% NaCleqv。同时,研究也发现了黄铁矿、萤石、重晶石、石英、菱铁矿、毒砂和鞍形白云石等热流体相关矿物组合,并在相应流体包裹体内发现了CO₂、H₂S和烃类气体等对白云岩具有溶蚀性的气体存在。综合以上测试成果,证实柯坪露头区白云岩地层内存在大规模的异常热流体活动,推断可能与盆地深部大规模岩浆热事件相关。研究揭示热流体活动产生了顺层溶蚀、冷缩裂缝、差异性溶蚀以及热流体再作用的大型溶塌等多种孔隙空间结构,孔隙类型主要为缝-洞复合型。揭示热流体溶蚀改造作用主要受构造裂缝和地层界面等因素控制,其对白云岩地层孔隙空间的改造主要表现为建设性与破坏性共存,研究区则以建设性为主。