地壳内部第二深度空间(5000～10000m)石油与天然气地球物理勘探:化石能源发展的必由之路

任何国家要快速工业化和经济腾飞均必须依赖于大量能源的供给和消耗,当今中国正处在快速发展之际,现已成为世界上化石能源消耗的第二大国,预测在2012年前后在一次性化石能源消耗中将会超过美国,而成为世界上第一能源消耗大国.面临这种必然的格局,我国必须不失时机地、多元化地利用世界能源,同时又必须坚定的立足于本土,建立起安全、可靠和能保证持续供给的能源战略后备基地.对国内外油、气发展势态的综合研究表明：(1)在中国油气的生、储构造和岩性极为复杂、油田整装性差的条件下,一定要正确、认识和厘定双相（陆相+海相）沉积盆地、古老结晶基底和双基混合成因（有机+无机）的理念,以拓展勘探和开发空间;(2)科学理解中国油、气储量和产量的潜力,强化第二深度空间（5000～10000 m）油、气能源的勘探和开发乃本世纪能源发展的必由之路;(3)加强地球物理勘探高、新科学与技术,即新理论、方法和新技术的研究和应用乃是发现深层大型、超大型油气田和提高油田采收率的根本保证.     

汶川大地震与中地壳低速、高导层的成因关系初探

四川汶川大地震给人们留下诸多困惑:大地震究竟是如何发生的,大地震能否避免?本文根据松潘--甘孜褶皱带的深部地壳构造特征表明:松潘--甘孜褶皱带的茂县(1933年)、松潘--平武(1976年)、汶川(2008年)大地震震源深度与中地壳低速、高导层深度大体一致,可能成因上相关.历史上一些大地震如银川地震、海原地震、渭南地震、海城地震、唐山地震等也均与中地壳低速、高导层有关,这一切均可能与地球排气作用有关.而通过地震、森林大火、油气资源的一体化勘查,可查明地震可能发生的区域.通过油气的勘查、开发、排放,可有效减少地震发生的可能性.     

中国主体能源——煤炭的第二深度空间勘探、开发和高效利用

化石能源包括石油、天然气和煤炭,它们是一次性不可再生能源.我国与世界发达国家相比在能源结构上存在很大差异,在全球范围内化石能源结构中多以石油为主体,而我国基于本土的优势资源和特点则以煤炭为主体.随着我国工业化的进程和经济的腾飞对化石能源的需求日益大幅度的增加,使得煤炭资源的深层勘探,即第二深度空间(500～2000 m)的勘探与开采必须迅速提上日程.当然在开采过程中的难度亦必随之增大,特别是深层复杂构造与岩石的物理-力学属性;机械化的适宜采掘技术;高浓度的大量瓦斯溢出;介质与结构的高应力状态;地下温度的升高和大量涌水等灾害.因此必须引入当代高、新技术,强化高精度探测与数据采集和对介质破裂过程的高分辨动态监测与防范.同时必须提高煤炭的高效和多元化综合利用;特别是煤炭液化和发展洁净煤技术,以达在我国能源结构中的主体能源--煤炭能发挥更大的效能并造福于人类!     

沉积盆地、结晶基底和油、气成因理念与第二深度空间勘探和开发

在石油、天然气的勘探和开发研究中,涉及到深部空间的介质、结构和属性,在沉积建造上涉及到陆相沉积、海相沉积和火山岩相,在油、气成因理论上涉及到有机成因和无机成因,在机制上涉及到深部流体的分异、调整、运移和动力作用.这些本质性问题的研究和探讨是人们十分关注的科学领域.基于油、气生、储和形成的理论、应用和成效的研究提出,有几个基础性的理念问题必须重新认识,特别是沉积建造与古老变质岩结晶基底;双相（海相和陆相）沉积建造与盆地的内涵和双基（有机和无机）混合油、气成因理念.清晰地厘定这些认识不仅有益于对油、气形成、聚集和勘探及开发给出一个更为科学的深部空间,即第二深度空间（5000~10000 m）的油、气勘探,而更为重要的是基于对这些理念的重新认识和深化研究可构建新的思路或理论,且在新的理念导向下,强化油、气深部勘探,以期能在理论研究和实践应用中取得新的成效,发现大型与超大型油、气田.     

强化第二深度空间金属矿产资源探查,加速发展地球物理勘探新技术与仪器设备的研制及产业化

中国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,必须有大量各类金属矿产资源的支撵,当今国内却供给不足.供需矛盾日益尖锐,导致了对外依存度的不断增长.本文从这一前提和解决的途径出发,分析了金属矿产资源形成与聚集的深层过程和动力学响应、地壳深处金属矿产资源探查的科学依据与例证、地球物理方法和技术支撑.据此提出:(1)当今国家所公布的资源量系指第一深度空间(0～500m)找矿、勘探和开发的资源量,尚不能完全表征全国金属矿产资源量的全部;(2)实施第二深度空间(500～2000m)金属矿产资源的找矿、勘探和开发已迫不及待;(3)在深部金属矿产资源的探查和开发中,必须依靠新的认识和新的理念,采用先进的、高精度的地球物理探测方法和技术,并建立起有自主特色的深部矿产资源探查理论、方法和技术体系.(4)引进技术不等于引进创新思维,更不等于引进创新能力;(5)加速发展和研究地球物理勘探新技术与仪器设备,并逐步产业化.     

金属矿产资源的深部找矿、勘探与成矿的深层动力过程

世界上任何一个国家或地区,在科学与技术的进步,社会与经济的发展进程中,无一例外的必须以大量的,各种类型的金属矿产资源为后盾.当今我国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,国内矿产资源供给不足,且紧缺,故对外的依存度日益增大.为此,在多元化共享世界资源的同时,必须以本土资源为本,并迅速建立起安全、可靠与稳定供给的重要金属矿产战略后备基地.本文基于金属矿产资源形成和聚集的深部介质和构造环境,深层过程和动力学响应的新认识,并分析和讨论了国内、外已发现的深部金属矿床实例.据此提出:必须迅速强化进行地壳内部第二深度空间(500～2000 m)高精度地球物理找矿、勘探和深入研究深部物质与能量的交换与矿产资源形成的深层动力过程.     

岩石圈内部第二深度空间金属矿产资源形成与集聚的深层动力学响应

中国的快速工业化发展和经济腾飞必须有大量金属矿产资源的支撑,在共享世界资源的同时,其根本出路在于立足本土．因此提出第二深度空间（500～2000 m）金属矿产资源的找矿勘探新理念．通过对国内外金属矿产资源地球物理勘探发展的概况分析和研究提出：①金属矿产资源的集聚和分布受控于地壳内部物质与能量的交换和其深层动力过程;②在地壳内部第二深度空间存在着丰富的矿产资源,包括大型和超大型矿床;③必须充分发挥高精度地球物理探测方法的效能,并进行综合技术集成．     

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.     

我国石油地球物理勘探的回顾与展望

本文简述了中华人民共和国成立三十年以来石油地球物理勘探工作的发展过程。分阶段地介绍了在中国西部、东北和华北等地区工作时的技术成就和地质效果。也概要地介绍了作者对今后石油物探技术发展方向的看法。     

我国石油地球物理勘探的回顾与展望

本文简述了中华人民共和国成立三十年以来石油地球物理勘探工作的发展过程。分阶段地介绍了在中国西部、东北和华北等地区工作时的技术成就和地质效果。也概要地介绍了作者对今后石油物探技术发展方向的看法。     

松辽盆地深部地壳构造特征与无机油气生成模式

松辽盆地中地壳有一低速-高导层(也称塑性层),中地壳的塑性层与松辽盆地的成因以及盆山耦合系统有关.盆地地幔流体活动有下列表现:(1)高热流、高地温场;(2)深大断裂与火山岩喷溢;(3)碱交代作用(如钠长石化、伊利石化);(4)Mg2 交代作用(如白云石化)等等.地球化学省与地球化学急变带控制了大油气田的分布并显示了盆地发生的壳-幔相互作用.中地壳的低速-高导层不是岩浆岩,而是一充满地幔流体的地质体,它们富含氢、碱金属(K 、Na )、卤素(F-、Cl-)、碳(甲烷、CO、CO2)、氮、硫等.在中地壳的温度压力条件下,在Fe、Ni等催化荆的参与下,H2与CO(CO2)可发生费-托合成烃的反应.实验表明:这个反应不仅可生成气态烃还可生成液态烃,并将发生碳同位素分馏作用.松辽盆地的U形运移模型受到质疑.按照石油无机生成的模型,松辽盆地的深部将会有更多的石油与天然气,庆深气田的发现便是一个明证.     

深部金属矿产资源地球物理勘查与应用

随着找矿勘探工作程度的不断深入,许多露天的和近地表的金属矿产资源已基本上被查明,在地表浅部(第一深度空间:0~500 m深度)找到大型或超大型金属矿床的难度将必越来越大,而金属矿产资源的短缺已在日益加剧.为了缓解当今的资源危机,必须进行深部找矿勘探(第二深度空间:500~2000 m深度).这是因为在地壳深部具有良好的成矿环境和找矿潜力,地球物理勘探技术的发展与成效已使得深部找矿成为可能.本文通过分析和讨论国内外典型金属矿产资源找矿过程的实践表明:地球物理勘探方法发挥着重要作用,因为它具有大探测深度、高精度和高分辨率的特点,可为深部金属矿勘查提供有效信息,是第二深度空间找矿勘探的有力手段.近年来,国内外的实践表明,深部矿产资源的地球物理勘探取得了尚在不断取得重要成效.     

第二深度空间矿产资源探查理念与电磁法找矿实践

我国第一深度空间(0~500 m)矿产资源量已不能满足国家战略需求, 基于我国深部矿产资源形成的空间和条件的优越性及复杂性, 提出了第二深度空间(500~2000 m)探查大型与超大型矿产资源的科学理念.本文通过两个电磁探测实例, 论证这一理念的正确性.首先, 分析了近源电磁探测和基于飞行平台的电磁探测新方法, 以及噪声去除、反演成像和综合解释等精细数据处理技术.利用近年来新发展的短偏移距瞬变电磁法, 在河北围场铜多金属矿区进行了示范探测, 圈定6处深部矿化异常, 全部得到钻孔验证; 采用可控源音频大地电磁法, 在山东省胶东金矿区精细刻画出深部构造, 并圈定了有利赋矿部位, 揭示了焦家、马塘、寺庄等独立分布的金矿床, 其主矿体均在第二深度找矿空间相互连接, 实际属于同一金矿床, 是世界罕见的超巨型金矿床.两个地球物理探测成果, 是第二深度空间矿产资源成矿理论和找矿实践的有效范例.

     

我国煤炭需求、探查潜力与高效利用分析

能源结构中全球大多数国家的主体能源是石油,而我国以富煤、贫油、少气为本土资源特点,煤炭是主体能源.目前随着我国改革开放的不断深入,社会经济快速发展,能源的需求大幅度增加.这使得对煤炭资源的勘探与开采必须不断深入,进入到第二深度空间日益紧迫.在开采过程中的难度随之增大,故必须引入当代高、新技术,防范灾害并提高煤炭综合利用效率.基于对我国主体能源-煤炭存储与需求的分析,本文将研讨以下几个问题：1）我国面临的能源形势与国策;2）当今对化石能源的需求、煤炭资源的生产和消费特点;3）全球和我国煤炭资源的生产、利用、需求、潜能和存在的问题;4）煤炭深部勘探、开采和高新技术的应用;5）我国煤炭的高效利用与其在能源结构中的不可替代;6）我国在发展进程中第二深度空间的煤炭需求乃必然轨迹.     

二次创业与南方海相碳酸盐岩油气勘探的发现与展望

本文概述了中国南方碳酸盐岩地区的油气勘探经历和认识过程.在刘光鼎院士提出的"油气资源二次创业"理论方法指导下,我国在海相碳酸盐岩地区开展的地球物理勘探工作取得了重要成果.海相碳酸盐岩地区具有更复杂的地质构造和演化过程,该类地区寻找油气是世界性难题,传统勘探手段已不适用.本文给出了该类地区进行地球物理勘探的新思路、新方法、新技术,并以举世瞻目的普光大气田的发现说明了新方法的合理性和优势.文章最后给出在南方海相碳酸盐岩地区进行油气地球物理勘探的发展远景.     

基于地壳双层结构假设的大陆强震孕震机制探讨

通过对地壳低速高导层和地震震源深度等有关资料的分析研究,在对地震发生前兆、特征及物理机制研究的基础上,初步提出了一个简单的地壳双层孕震模式:地壳存在有两层孕震结构,上层为主孕震层,是地震应力集中积聚和发震后释放应变能的地方,主要是岩石发生脆性变形层,深度在中上地壳范围内;下层为低速高导层,是诱发和加强上层脆性层岩石变形、应变能积累和破裂的主要因素之一,处于岩石脆—韧性变形的过渡带,强震的发生与本层有着密切的关系,深度在中下地壳范围内。同时基于该双层孕震假设讨论了强震的孕育环境及作用。     

中国地壳、上地幔精细结构和大陆动力学研究的序幕——从1958年柴达木沉积盆地深部地震反射探测看半个世纪来该科学领域的发展导向和启迪

喜马拉雅山系的崛起、青藏高原的隆升以及与成山、成岩、成盆、成矿和成灾相关的深层过程是东亚乃至全球地球动力学研究中最为重要的科学事件.1958年始在柴达木盆地的地震反射探测与地壳、上地幔精细结构和大陆动力学研究开启了青藏高原地球内部研究的先河,半个世纪以来它影响并引导着我国这一科学领域的发展和前进.本文为纪念地壳与上地幔精细结构和大陆动力学在中国的诞生而作.柴达木盆地壳、幔精细结构地震反射探测结果表明:柴达木盆地的沉积层巨厚可达15~19 km,且存在着迴折波和不同类型与路径的多次波.地壳厚达50~52 km,且存在着高速梯度夹层和低速层.Moho界带为由高、低速相间的薄层束组构,且上地幔顶部纵波速度为8.1 km/s.从这一基点出发,对包括柴达木盆地在内的青藏高原地球深部与地球动力学研究中的几个科学问题进行了思考!为今后青藏高原地球物理深化研究的内涵和布局提出了初步的见解.