鄂尔多斯盆地典型地区放射性异常特征及其地质意义

长期以来,鄂尔多斯盆地油、气、煤、铀(浅部)作为单一矿产研究成果虽多,但对其共存特征和共生成藏机制研究较少,也缺乏对盆地深部铀富集特征研究.而对多种能源矿产同盆共存关系、共生规律深入研究,将会促进盆地重要矿产综合预测和协同开发.以大量的地球物理测井资料、地质资料为基础,从该区的高伽马异常入手,研究伽马异常展布特征.通过对所取33件岩心样进行放射性元素含量测试分析,结果表明在本区自然伽马异常增高是由于铀元素增加而引起,而铀元素的富集主要是由于盆地中铀的活化和聚集引起.在对放射性异常认识的基础上,通过鄂尔多斯盆地内油、气、煤、铀4种矿产同盆共存的现实以及成藏(矿)机理研究表明,盆地内放射性铀与油、气、煤的成藏(矿)具有一定的相互促进作用,为多种能源协同勘探提供了重要的理论依据.     

铀在Ⅲ型烃源岩生烃演化中作用的实验研究

有机-无机相互作用在矿产资源形成中存在普遍、意义重要,有机油气煤和无机铀同盆共存、富集成藏(矿)的深层原因即为有机-无机相互作用.本文在Ⅲ型低熟烃源岩中加入碳酸铀酰溶液的条件下进行生烃热模拟实验,以探讨油气生成过程中无机铀所产生的影响.生烃实验结果揭示,铀的参与,可使烃源岩中烃气产出率有所提高,总气量增加,产出的总烃量(重量或体积)增加;并可降低烃源岩生烃门限温度,在相对较低温阶段生成液态烃.铀可使产物中饱和烃增多,促使低分子量烃类产生,从而使CH4的产出量提高,生成的烃类的干气化程度增加.铀可能是未熟-低熟油气生成可能的无机促进因素之一.     

古水文地球化学形迹与地浸砂岩铀成矿的关系

本文以水成铀矿床、地质构造学、沉积学、古水文地质学、铀水文地球化学、同位素地质学等学科理论,从分析伊犁盆地南缘铀成矿大地构造背景人手,初步进行了盆地地质构造、地质演化、含矿岩系沉积特征、地下水中同位素（D、^18O、^3H、^234U／^238U、^230Th／^232Th等）和水文地球化学的研究,基本查明了伊犁盆地南缘区域地下水动力条件,研究了区域水文地球化学条件与铀成矿的关系,探讨古地下水演化与铀成矿作用的关系,为全盲型地浸砂岩铀成矿的水文地球化学及古水文地质预测研究提供理论基础。     

中国含煤-含气(油)盆地的地质条件

中国有5类含煤盆地, 含煤盆地的形成、发展与历次构造事件密切相关, 其中印支运动对中国含煤盆地构造格局、古地理景观的变革尤为重要. 中国含煤盆地的演化可划分为两大发展阶段、3种结构型式和两类沉积环境. 总结中国含煤-含气(油)盆地的地质条件表明: 只有曾长期深埋地腹的煤系地层才有可能成为含煤-含气(油)盆地, 成为中国天然气的主要勘探对象. 在各类含煤-含气(油)盆地中, 以类前陆型煤成气前景最好; 裂(断)陷型煤成气聚集的丰度最高, 最有利于生成煤成油; 克拉通型煤成气丰度偏低, 演化程度偏高. 由以上3种类型含煤盆地为主在中国形成了3个煤成气主要聚集区: 西部区、中部区、近海海域区. 未来勘探煤成气田的重点盆地: 塔里木、鄂尔多斯、四川、东海及莺琼盆地.     

中国典型叠合盆地与油气成藏研究新进展——以塔里木盆地为例

我国的含油气沉积盆地以经历过多次构造与沉积叠加为特征, 可用“叠合盆地”去统称那些由两种或两种以上类型的原型盆地叠加或复合在一起的盆地. 这些盆地的特性可概括为“多期成盆、多期改造、多套烃源岩、多次生排烃、多期运聚散”. 针对叠合盆地的特性, 应用波动分析方法进行“成盆-成烃-成藏”过程分析, 建立油气成藏体系理论将有助于提高此类盆地的油气勘探效率. 以塔里木盆地为例, 重点介绍当前在成盆、成烃及成藏研究过程中的重大进展. 成盆研究进展有: (ⅰ) 地球物理综合剖面揭示了塔里木板块向天山造山带的“层间插入消减”以及具有东西分段特征; (ⅱ) 沉积-地球化学综合剖面研究成果揭示了库车坳陷中新生代的演化阶段及盆地性质; (ⅲ) 野外调查及应力恢复结果显示, 第四纪以来库车坳陷处于天山挤压隆升后的浅层重力伸展阶段. 成烃研究进展有: (ⅰ) 建立了海相碳酸盐岩优质烃源岩发育的环境指标; (ⅱ) 确立了有效碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度下限. 成藏研究进展有: (ⅰ) 建立起适应不同条件下流体包裹体古压力与古温度确定方法; (ⅱ) 通过油源对比分析, 指出轮南、塔河地区的原油可能源于中上奥陶统源岩; (ⅲ) 对轮南地区不同时代储层石油包裹体进行分期并探讨其形成时间.     

安徽黄梅尖地区地面伽玛能谱钾差量异常特征及与铀成矿关系分析研究

铀成矿信息提取和识别是当前铀矿地质找矿工作的研究热点之一.本文利用地面伽玛能谱钾测量数据,采用差量法对铀成矿信息进行提取,结果显示,黄梅尖地区钾差量正值域与负值域呈不均匀面状展布,且具有跨越不同侵入期次岩石单元现象,钾差量亏损场与铀矿床(点)的空间位置显示较好的对应关系,反映了铀成矿作用与钾差量亏损场具有成因联系.结合野外地质调查、显微岩石学和元素地球化学对比研究表明,钾差量亏损场的形成是成矿流体与围岩作用导致水云母、钠长石、绿泥石交代钾长石的结果,是一个铀元素富集、钾质含量流失的过程;依据钾差量亏损场可大致圈定与铀成矿密切相关的"褪色"蚀变作用的空间分布范围,进一步突显了岩体内带铀矿找矿的有利信息,缩小了找矿靶区;初步划分白虎山地段和黄龙桥-4340矿点一带两处铀成矿有利地段,对下一步岩体内带铀矿找矿工作具有重要的指示作用.     

岩浆热场对油气成藏的影响

在油气勘探领域,沉积岩一直是研究的热点和焦点,对火成岩国内外均较少涉及且普遍认为它对油气的生成和聚集成藏有破坏作用.随着研究的进展,人们发现,岩浆侵入和喷出活动对油气成藏具有重要的作用,而且,岩浆岩本身还可能是很好的油气储层.研究表明,由岩浆侵入和喷出带来的热所形成的热场(岩浆热场)与油气成藏的关系几乎是全方位的,它几乎参与了油气生成、演化的全过程,既有有利于油气成藏的积极的一面,也有破坏油气成藏的消极的一面.大体表现在下述5个方面:(1)岩浆热场不仅可以造成围岩的变质和变形,其所带来的大量热和流体对油气的生成、运移、聚集以及油气藏的形成与保存有明显影响.(2)岩浆热场提高了有机质的热演化程度,使生油门限变浅,使烃源岩达到高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低.岩浆热场提高了盆地的地温梯度,使原本成熟度低的烃源岩达到生油窗的温度范围,促进生烃作用进程,加速烃源岩的热成熟,并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造,有利于油气的运移、聚集和成藏.岩浆热场带来的流体主要是由多元组分构成的超临界流体,其上升、对流、循环可使热场范围内的物质与能量发生调整和再分配.在流体上升过程中,可萃取、富集沉积物中的分散有机质,对生烃产生显著的加氢作用,从而为油气的形成补充物源.流体还能与围岩储层发生反应,改善储层的孔渗条件,有利于油气的聚集成藏,抑制烃类的热裂解.(3)岩浆热场还与非常规油气(页岩气、天然气水合物、煤层气等)有关.岩浆热场的作用主要是使泥页岩成熟度提高,岩浆侵入造成的构造压力使泥页岩产生大量裂缝,提高了泥页岩的有机孔隙度以及泥岩对页岩气的吸附力,使位于岩浆热场中的泥页岩生烃强度大、储集性好、吸附能力强,成为页岩气有利的富集区.(4)有机的煤、油、气与无机的金属相伴成矿(成藏)是最具吸引力的.油气田中常伴有各种金属元素,当含上述元素的热液与有机质相遇时,会促使有机质向烃类物质转化.有机与无机矿床(藏)时空上的密切联系,说明有机-无机质相互作用是多种能源矿产共存成藏(矿)的重要因素.有机油、气、煤所具有的吸附作用、还原环境和络合作用对无机铅锌金铜铀的沉淀、富集和成矿有利;同样,在烃类生成过程中,无机组分有时也具有催化剂的作用,也能使有机碳更多的与氢结合生成更多的烃类.(5)岩浆热场还是一把双刃剑,对油气成藏既有有利的一面,也有不利的一面.研究表明,油气大量生成和运移时期以前发生的岩浆活动对油气藏保存无不利影响,油气生成运移期或其以后的岩浆活动,则有可能对油气藏起明显的破坏作用.新形成的高温热场可能吞噬和破坏储油层及其结构,使油气向上散逸.此外,高温岩浆侵入生油层后,还会对周围生油母质及生成的油气进行烘烤使之炭化.     

地质工作为找矿打下坚实基础

正地质信息技术是找矿、建设开发中至关重要的组成部分,其地质工作勘探、研究、控制程度的高低,直接影响到矿产资源的生产发展,地质信息技术工作贯穿于矿产开发、利用直至报废的全过程。我国成矿地质条件优越,石油、天然气、煤、铀等能源矿产有较大找矿潜力,铁、铜、铝等重要矿产资源潜力很大。近年来,我国基础地质调查工作程度有所提高,科技支撑能力不断增强,地质找矿新机制探索初见成效,以社会     

过铝花岗岩基底对成矿物质贡献的地球化学证据——以富城过铝花岗岩体及6722铀矿床为例

采用核诱发裂变径迹、活动性铀钍浸取、Pb同位素组成示踪及元素地球化学对比等方法, 对6722隐爆角砾岩型铀矿床主岩(橄榄玄粗岩)及富城过铝花岗岩基底岩石进行综合研究表明: 1)淡色造岩矿物(石英、长石)的铀含量(0.18~0.36 mg/g)低于全岩铀含量(4.6 mg/g), 黑云母及其中包裹的副矿物(锆石、独居石、晶质铀矿等)是富城花岗岩铀的主要载体矿物, 蚀变矿物(水云母、绿泥石等)中裂隙铀明显增多; 2)黑云母花岗岩的活动铀浸出率为10.4%, 而蚀变花岗岩的活动铀浸出率增高为31%; 3)根据铅同位素计算,花岗岩及蚀变花岗岩以铀迁移带出(DU = -37%~-65%)为特征, 而橄榄玄粗岩及近矿橄榄玄粗岩则以铀的带入(DU = +37%~+58%)为特征. 这表明6722矿床的成矿物质(铀)主要来自蚀变的富城过铝花岗岩基底, 也为基底岩石对成矿作用的重要贡献提供了多方面的地球化学证据.     

宁芜火山岩盆地及邻区上地壳电性结构研究

为了较全面、客观地认识宁芜矿集区上地壳电性结构,研究"玢岩铁矿"成矿规律与深部地球物理、地质结构的对应关系,为探索深部"第二找矿空间"提供物性参数,我们完成了6条宽频大地电磁测深剖面.通过分析各剖面电性成像结果,讨论了"长江断裂带"与矿集区成矿的关系,并且认为围岩、岩浆及其上侵通道是区内矿床的控矿因素.此外,结合姑山铁矿床的位置以及铁矿床成矿规律判断宁芜火山岩盆地南部低阻条带为矿集区姑山火山-岩浆旋回的岩浆(导矿)通道,而盆地东部邻区的倾斜"叠瓦状"电性特征说明该区在经历了印支期褶皱构造运动后发育了逆冲推覆构造.     

时间域激电测深在坦桑尼亚金矿床勘查中的应用例析

铁建造(BIF)型金矿和构造蚀变岩型金矿是坦桑尼亚绿岩带中主要金矿床类型,应用时间域激电测深获得了这两种类型金矿床内、由探测目标体和目的物引起的良好异常,了解了它们在地下半空间内的电性分布特征;依据激电测深显示的"低阻高极化"断面异常对含矿标志层(条带状含铁建造)、含矿构造(蚀变带)和金矿(化)体进行空间定位,为钻探工程布置、进而发现隐伏-半隐伏金矿床提供了充分依据.以坦桑尼亚绿岩带内近几年发现的典型金矿床为实例,分析时间域激电测深在这两种类型金矿床中的应用效果,以期为成矿地质条件类似地区通过激电测深手段寻找金矿产提供借鉴.     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿目标层灰绿色砂岩成因

东胜砂岩型铀矿床产于鄂尔多斯盆地北部侏罗纪直罗组灰绿色砂岩与灰色砂岩之间的过渡带中.该矿床目标层中出现的灰绿色砂岩具有独特的特征,不同于一般层间氧化带砂岩型铀矿.从岩石学、矿物学和地球化学较系统地研究了灰绿色砂岩的特征和成因,指出它是古氧化作用后经油气二次还原的产物.灰绿色砂岩之绿色主要是由覆盖于砂岩颗粒表面的针叶状绿泥石引起.鉴别铀成矿目标层灰绿色砂岩的成因、识别古氧化带不仅对查明该砂岩型铀矿床的形成机理具有理论意义,而且对指导同类砂岩型铀矿的找矿具有重要的实际意义.     

鄂尔多斯盆地构造热演化史及其成藏成矿意义

地层测温、热导率、生热率测试资料研究表明鄂尔多斯盆地现今平均地温梯度为2.93℃/100m,平均大地热流值为61.78mW/m2,属于中温型盆地.现今地温梯度、大地热流值具有东高西低的分布特征.在伊盟隆起东胜铀矿区直罗组砂岩生热率明显变高,高于泥岩的生热率,反映存在金属铀异常.在对盆地现今地温场研究的基础上,应用多种古地温研究手段恢复了盆地中生代晚期的古地温及古地温梯度,根据中生代晚期古地温梯度异常及火成岩活动年龄测试结果确定了中生代晚期早白垩世存在一次构造热事件.以建立的热史模型为约束条件,应用盆地模拟软件进行了热史模拟,重新恢复了鄂尔多斯盆地不同构造单元的构造热演化史.鄂尔多斯盆地构造热演化史对油气、煤、金属铀矿的形成、演化、成藏(矿)有重要的控制作用,特别是中生代构造热事件.无论是下古生界气源岩还是上古生界气源岩,天然气大规模生成期均在中生代晚期的早白垩世.三叠系延长统主要生油期也是在早白垩世.对于石炭—二叠系、三叠系及侏罗系的煤化过程而言,煤的最高热演化程度也是在早白垩世达到的.早白垩世也是金属铀矿重要的成矿期.     

南海莺歌海盆地东方13-1高温高压气田特征与成藏机理

东方13-1高温高压气藏位于南海莺歌海盆地底辟带,上中新统黄流组主要气层的地层压力高达54.6 MPa(压力系数为1.91)、地层温度143℃(地温梯度4.36℃/100m),属典型的高温高压气藏.基于地质与地球化学资料的综合分析,认为该气田的天然气干燥系数高(C1/C1~5达0.98),且碳同位素值偏重:δ13C1为-30.76‰~-37.52‰,δ13C2介于-25.02‰~-25.62‰,系来自深部高成熟的中、下中新统梅山组-三亚组海相泥岩腐殖型有机质.地质分析及实验揭示,在与底辟相关的高温高压中新统含油气系统中由于欠压实产生高压的地层含有较多的孔隙水,且天然气在水中具有高的溶解度,若按下中新统三亚组的温压条件计算,天然气在水中溶解度可达10.5 m3/m3,因此,这意味着其中至少有部分天然气可能以水溶相运移.盆内丰富的气源为水溶气快速饱和乃至出溶奠定了丰厚的物质基础;底辟活动及其伴随的温压瞬态变化加速了水溶气出溶释放出大量游离气;黄流组发育的海底扇细砂岩造就了良好的气-水离析空间和聚集场所;而其上覆高压泥岩层构成了有效的封盖,从而形成了东方13-1气田.这种成藏机理揭示盆内底辟带高温高压领域具有良好的大中型气田勘探潜力.     

综合应力遥感扩大勘探海西陆缘水溶气创新能源环保防灾

本文分析当前国际社会经济快速发展,面临能源、环保危机,正在发展绿色能源、可再生能源、水能、风能、太阳能、生物质能等代替矿物燃料煤、石油、天然气,但当前各项新能源都受到各自的自然条件、科技理论实践、成本等多方面制约,还不能满足需求.为拯救当前危机,寻找低碳、无碳水溶气能源应召而出.本科研组应用经典的地质、物化探和自主创新的卫星应力遥感、生物化学综合法勘探海西陆缘连江盆地水溶气能源,获得中温型水溶气能源(已用多年),并继续深入研究开发高温、低温型水溶气能源.其实验报告,文内阐明.     

柴达木盆地涩北生物气藏充注-散失过程及其富集规律研究

柴达木盆地东部涩北气田是我国发现的最大生物气田,为了揭示其充注-散失过程与生物气富集规律,利用不同深度生物气组成和稳定碳同位素分馏现象,结合成藏地质模式分析,用扩散模型计算了其成藏以来的生物气散失量,并与现存储量相加得到充注量.涩北生物气田为多储盖组合叠置的背斜气田,其深部储层为气源直接充注、浅部储层接收下伏气层扩散来的生物气为间接充注.提出的某一储层相对散失量(散失量与充注量的比值)可以表征生物气富集程度,当相对散失量<0.6,有利于生物气富集并形成高效气藏,相对散失量>0.6则不利于生物气聚集、或者形成低效气藏.     

有利岩性对微细浸染型金矿化的控制作用 ——以南秦岭金龙山金矿带为例

金龙山金矿带是我国南秦岭沉积岩地区新发现的金矿带,产于南秦岭晚古生代镇旬盆地上泥盆统-下石炭统细碎屑岩-碳酸盐建造中.通过地层、沉积环境、成矿有关微量元素、矿石化学成分及显微组构研究指出赋矿有利岩性为泥质钙质粉砂岩、泥质粉砂质灰岩等,典型的浸染状矿化产于以粉砂质为主(SiO2多变化于38%～73%),含一定钙质(CaO多在10%～25%之间)的岩石中,即以钙质粉砂岩为主要的赋矿岩石类型;主要赋矿地层南羊山组生物成因黄铁矿不富集金.微细浸染型金矿化受与断裂连通的有利岩性(可渗透性层位)控制;是"岩性控矿”,而非地层时代控矿.主要赋矿地层南羊山组是"赋矿之所”,而非"生矿之源”.以钙质粉砂岩为代表的沉积岩石控制微细浸染型金矿化具有普遍意义.断裂与有利岩性一起控制了浸染状矿化.     

第二深度空间(5000～10000 m)油、气成藏和潜力分析

近半个世纪以来,我国的油、气勘探和开发实践主要集中在中、新生代以来的陆相沉积盆地中,即第一深度空间(5000 m).对第二深度空间(5000~10000 m)陆相和海相,即双相沉积建造中的油、气能源未能给予切实关注,仅为在近年来才得以重视和践行.通过对国内外诸多油、气田中的油、气成藏、储存、运移与深层过程的分析和研究发现,我国广泛陆相沉积建造的深处尚分布着丰富的海相沉积建造;且我国古生代的沉积地层确属变质很浅或不变质的层系;以往的油、气形成温度、压力和孔隙度的门限已逐被国内、外油气勘探与开发的实践所突破;第二深度空间的油、气成藏具有很大潜力.以上理念的提出与实施不仅大为扩展了勘查油、气的深部空间,更为重要的是揭示了第二深度空间将必是21世纪上、中叶在深处发现大型、超大型油、气藏的必然轨迹.     

第二深度空间(5000~10000 m)油、气形成与聚集的深层物理与动力学响应

在当今全球各国对油、气能源的需求和我国在工业化进程中油气能源十分紧缺的前提下,共享世界油、气能源的同时,必须立足于本土,迅速建立起安全、稳定,且可保证持续供给的油、气能源战略后备基地.油、气田勘探和开采中,尚存在着大于或远大于通常所规范的油、气生成稳定温度和深度限定,而向深部勘察油、气的理念又受到传统油、气成因理论的严峻挑战.为此,近些年来,通过对沉积建造、结晶基底,深部油气生成的物理（主指温度、压力）条件、物源和聚集储存空间的研究,提出：①沉积盆地中存在双相（陆相+海相）沉积建造,而基底则分为中、新生代沉积基底和古老的变质岩结晶基底,即双层基底;②地壳深部介质的物理－化学属性和变质岩及存储空间为油、气的生成和聚集提供了物质基础;③厘定了在有机成因主导下,油、气混合成因（有机+无机）的新理念;④第二深度空间（5000~10000 m）的油、气探查和开发将必是未来深部发现大型和超大型油、气田和深化研究的必然轨迹.     

金顶超大型铅锌矿床氦、氩同位素地球化学

对金顶超大型铅 锌矿床成矿阶段形成的黄铁矿中流体包裹体的氦、氩同位素的研究结果表明 ,成矿流体的40 Ar/ 3 6Ar≈ 30 1 .7～ 385 .7,3 He/ 4 He≈ 0 .0 3～ 0 .0 6Ra,成矿流体属于饱和空气的表生水 .在此基础上 ,对氦、氩、硫、铅同位素耦合关系的研究进一步确定出该矿床成矿流体的形成演化过程为 :饱和空气的大气成因地下水下渗增温→通过水 岩作用从盆地地层中获取硫和氯以及放射成因的氦和氩→浸取盆地底部幔源火成岩中的铅和锌→含矿流体回返上升成矿 .由于这一过程的结果 ,而使成矿流体留下了地壳放射成因氦、(叠加有部分放射成因40 Ar的 )大气氩、地壳成因硫和幔源铅的同位素组成特征 .