黄县盆地李家崖组煤与油页岩共生成矿特征与组合成矿模式研究

通过对黄县盆地李家崖组煤与油页岩共生组合进行构造演化、体系域、矿物质来源、水体性质、油页岩厚度等因素的分析发现,在盆地的构造演化过程中,煤与油页岩共生组合大都发育在盆地快速沉降期,这种共生组合的厚度一般不大,但可以多期出现;在盆地沉降早期可以发育厚度和分布范围均不大、期次较少的煤与油页岩共生组合,盆地演化晚期可以发育厚度和分布范围相对较大、期次较少的煤与油页岩共生组合。在水进水退之中,成煤原始物质泥炭沼泽在原地形成了煤与油页岩的不同组合成矿模式。     

煤与油页岩共生成矿系统

为了揭示煤与油页岩共生于同一盆地相互依存、相互制约和共生成矿等原理,通过对煤与油页岩共生盆地特征综合分析,提出了煤与油页岩共生成矿系统并分析其影响因素,指出主要地质要素包括煤与油页岩共生岩系、煤及油页岩层、顶底板岩层以及上覆岩层等静态因素,和构造演化、煤与油页岩共生岩系形成的气候、盆地内的古生物演化与分带(层)、盆地边缘地区古植物的分布、水介质的性质变化(水体分层机制)、聚集及流动等的动态因素,由此确定了二者共存系统的主要地质作用。依据盆地演化史、成矿保存机制和后期的改造作用,将煤与油页岩共生成矿系统划分为4个子系统:成矿作用系统、含矿盆地系统、煤与油页岩(群)系统以及含煤与油页岩区块系统,该系统可以通过反映各种地质因素和地质作用的剖面图、平面图及专门性的技术图件和各种矿产资源的储量数据、演化事件等来描述。     

黄县盆地古近系煤与油页岩共生组合类型及发育特征

黄县盆地是我国东部重要的煤与油页岩资源赋存区。采用沉积学、层序地层学及构造地质学等多种学科研究方法,对黄县盆地煤与油页岩组合类型进行研究,并在层序地层格架下分析不同组合类型的沉积环境演化,这对于该区煤与油页岩资源勘查具有重要意义。研究结果表明:(1)该区煤与油页岩组合类型有四种型式:油页岩/其它沉积/煤层共生组合(煤4-泥岩-油4组合)、煤层/油页岩共生组合(煤3和油3,煤1和油2)、油页岩/煤层/油页岩共生组合(油2-煤1-油1)和油页岩/煤层共生组合(油上1和煤上1)。(2)在黄县断陷盆地古近系地层沉积充填序列中识别出两类三个性质不同的层序界面(SB1、SB2、SB3),其中李家崖组可划分出2个三级层序,各层序具有四元结构特点,即由低水位体系域、湖扩张体系域和早期高水位体系域、晚期高水位体系域组成。(3)黄县盆地古近系煤与油页岩共生组合主要在层序的低位体系域与湖侵体系域中发育,特别是在湖侵体系域中煤与油页岩组合类型丰富,主要与湖侵体系域复杂的沉积环境演化有关。     

中国陆相盆地油页岩形成环境与成矿机制

近10年来,油页岩勘探开发和成矿理论研究取得重要进展.作者在前期研究和系统调研的基础上,概要总结了中国陆相油页岩的形成环境和成矿机制.总体表明,油页岩易形成于相对较高的O2和低CO2浓度的大气背景下,具有4个主要成矿期次;盆地内构造和古气候协同控制油页岩的矿床规模,补偿环境易于形成深水油页岩,而过补偿环境沉积浅水油页岩...     

陆相断陷盆地煤与油页岩共生组合及其层序地层特征

为了研究陆相断陷盆地煤层与油页岩共生发育的地质现象,采用沉积学、构造地质学、能源地质学和层序地层学的相关理论和方法对煤与油页岩共生发育特征进行了研究.研究发现:陆相断陷盆地煤层与油页岩主要存在5种共生组合类型;煤和油页岩的发育均需要稳定的构造和较少的陆源碎屑物质供应,共生发育的煤和油页岩中均含有高等植物和藻类;盆地基底的幕式构造活动对煤和油页岩发育的沉积环境及其转化起到主要控制作用,气候条件、陆源碎屑物质注入、有机质供应等起到次要控制作用;在层序地层格架下,各种煤与油页岩共生组合均可发育在湖扩张体系域,从体系域早期到晚期、从滨湖到湖中心,共生组合中煤层厚度逐渐减小,油页岩厚度逐渐增大;而早期高水位体系域,则主要发育厚度大、分布稳定的油页岩-煤层组合.可见,盆地基底幕式构造活动、沉积环境演化、气候条件、陆源碎屑物质注入、有机质供应等因素共同控制了陆相断陷盆地煤与油页岩的共生发育,且共生组合主要发育在湖扩张体系域和早期高水位体系域.      

黑龙江依兰盆地古近系煤与油页岩共生特点及层序地层格架

黑龙江依兰盆地是我国典型的煤与油页岩共生盆地,通过对盆地古近系达连河组层序地层格架下煤与油页岩共生特征进行研究,识别出四种煤与油页岩共生组合,即煤层／油页岩／煤层组合、油页岩／煤层／油页岩组合、油页岩／其它沉积腺层组合及油页岩／煤层组合。将达连河组划分为一个三级层序,其内部可以识别出4个体系域：低水位体系域（LST）沉积期,在地势低洼处发育厚度不大、分布局限的油页岩,向隆起区尖灭;湖扩张体系域（EST）沉积期,4种煤与油页岩共生组合均有发育;湖扩张体系域从早期到晚期、从滨湖到湖中心,共生组合中煤层厚度逐渐减小,油页岩厚度逐渐增大;早期高水位体系域（EHST）沉积期,主要发育厚度巨大、分布稳定的油页岩;晚期高水位体系域（LHST）不发育煤层和油页岩。可容空间增加速率与沉积物堆积速率的相关关系控制了煤、油页岩的发育和相互转换。     

山东五图煤矿李家崖组煤与油页岩共生沉积特征研究

为了研究断陷盆地内煤与油页岩共生发育的沉积环境特征,以山东五图煤矿古近系李家崖组为研究对象开展研究。通过对李家崖组进行岩石学、沉积学等研究发现,该组内共发育5种煤和油页岩共生组合类型,自上而下为:油页岩-煤层组合(OS-C)、煤层-油页岩-煤层组合(C-OS-C)、油页岩-煤层-油页岩组合(OS-C-OS)、煤层-油页岩组合(C-OS)、油页岩-其他沉积物-煤层组合(OS-M/S-C);这些共生组合主要发育在三角洲、滨浅湖和半深湖环境。在湖泊发育初期,一般发育孤立的煤层或油页岩;在湖泊快速扩张期,构造较为活跃,沉积环境变化较快,各种共生组合均可发育;随着水体逐渐变深,共生组合中煤层厚度逐渐减小,油页岩的厚度逐渐增大;在湖泊稳定沉积期,主要发育油页岩-煤层组合,该时期油页岩的厚度最大、最稳定;在湖泊萎缩期,可以发育多种共生组合,主要发育煤层-油页岩组合,水体逐渐变浅,共生组合中煤层厚度逐渐增大,油页岩的厚度逐渐减小;在湖泊消亡期一般不发育油页岩,仅有煤层发育,煤层厚度较大和稳定性较好。在横向上,从滨岸向湖中心,煤和油页岩共生组合中煤的厚度逐渐变薄、尖灭,而油页岩则逐渐变厚,在湖中心厚度达到最大。整体而言,断陷盆地中构造的频繁活动和水体深浅变化,是控制煤与油页岩共生发育特征的主要因素。     

山东昌乐凹陷油页岩地球化学特征及成因探讨

山东昌乐凹陷油页岩出产于古近系五图群李家崖组,与济阳拗陷和潍北凹陷孔二段相当。利用有机地球化学方法对昌乐凹陷油页岩品质进行分析,结果显示该区油页岩有机质丰度较高、干酪根类型主要为Ⅰ型和Ⅱ₁型,处于未熟低熟阶段,具有较好的勘探开发前景。通过区域构造演化和气候变化分析,昌乐凹陷油页岩形成于郯庐断裂带左旋右旋转换期,构造活动强度较弱加之温暖湿润的气候环境促成了油页岩的发育。油页岩与煤共生于水进体系域和高水位体系域之中,油页岩成矿模式为断陷湖沼型。     

中国陆相盆地油页岩形成环境与成矿机制*

近10年来,油页岩勘探开发和成矿理论研究取得重要进展。作者在前期研究和系统调研的基础上,概要总结了中国陆相油页岩的形成环境和成矿机制。总体表明,油页岩易形成于相对较高的O₂和低CO₂浓度的大气背景下,具有4个主要成矿期次;盆地内构造和古气候协同控制油页岩的矿床规模,补偿环境易于形成深水油页岩,而过补偿环境沉积浅水油页岩;深水油页岩沉积于半深湖和深湖环境中,湖底均处于贫氧—缺氧的状态,生物生产力为控制油页岩品质的关键因素,有利条件的持续时间和低含氧区范围决定油页岩矿床的规模;浅水油页岩沉积于湖沼环境中,富营养化和浊水藻型湖泊是沉积油页岩的前提,湖泊自身恢复和古气候调节作用导致油页岩厚度小、横纵向非均质性强;部分地质事件,缺氧、火山活动和热液、海侵,有助于提高生物生产力和形成缺氧环境,促进油页岩沉积。基于油页岩形成环境归纳,总结出深水和浅水油页岩成矿机制。进一步结合中国大陆区域构造演化,认为中国油页岩时空分布主要受控于古亚洲、特提斯和环太平洋构造域的影响。     

敦密断裂带盆地群油页岩特征及成矿差异分析

古近纪敦密断裂带上分布一系列的含油页岩盆地群。根据盆地间构造-沉积充填、岩石组合和油页岩赋存特征,初步确认盆地群中油页岩沉积于湖盆鼎盛阶段,均形成于古近系始新统路特阶。盆地群间油页岩矿床特征存在明显的差别,由西南向东北,油页岩厚度逐渐变小,其沉积环境由深湖到半深湖,再到湖沼,而有机质来源则由湖泊生物为主,到湖泊生物和陆源有机质双向来源,过渡为以陆源高等植物为主。结合含油页岩层系形成于同一时期和相似的古气候背景下,盆地沉降和沉积充填作用是影响油页岩矿床差异的关键因素。长期处于欠补偿环境,可容纳空间大的湖盆利于巨厚油页岩的形成,随着可容纳空间的减少、陆源碎屑供给的增多,油页岩厚度减薄,分布也变得相对局限。深湖和湖沼成因油页岩品质较好,半深湖油页岩品质较差。     

陆相盆地含煤、油页岩和蒸发盐地层单元沉积演化

陆相盆地地层单元在沉积过程中往往呈现一定的规律性,主要显示为地层单元的沉积相（岩相）组合、沉积建造、地层叠加样式和古生物群的渐进演化,对应着煤、油页岩和蒸发盐等经济矿产的潜在沉积。利用含煤、油页岩和蒸发盐特征性地层单元区分辽宁抚顺盆地、河南桐柏盆地和美国绿河盆地充填演化过程中不同地层单元的差异和潜在经济矿产的沉积,并且这些地层单元的沉积演化受气候和构造的联合控制。气候和构造控制了进入盆地中沉积物与水体供给速率以及盆地潜在可容纳空间的变化,造成盆地充填在过补偿、平衡补偿和欠补偿状态之间演化,引起地层单元岩性组合、沉积建造和古生物群的改变,能够合理解释煤、油页岩和蒸发盐的沉积。此外,不同类型盆地中气候和构造条件的差异也可能引起煤、油页岩或者蒸发盐的缺失。     

黄县盆地古近纪煤与油页岩的有机岩石学和地球化学特征及形成条件

为了了解黄县盆地煤与油页岩的形成环境及其综合开发利用潜力,运用有机岩石学方法,对其有机岩石学和地球化学特征进行了研究。结果表明,煤层与油页岩中的有机质主要形成于陆上高等植物。盆地边界断层控制着成煤作用过程:当断层停止活动时,形成泥炭沼泽;当断层重新活动时,盆地下沉,湖水侵入泥炭沼泽,形成油页岩。油页岩中含有丰富的角质体和壳屑体,导致长链饱和烃增加。     

Coals of Canada: Distribution and compositional characteristics

Canada's coal resources occur in 16 sedimentary basins or groups of basins and range in age from Devonian to Tertiary. The Western Canada Sedimentary Basin (WCSB), which contains the vast majority (about 90%) of the nation's coal resources of immediate interest, underlies a large area in the provinces of British Columbia, Alberta, Saskatchewan and Manitoba, extending northward to about the 62nd Parallel in Yukon and Northwest Territories. Coal deposits in the WCSB range in age from Early Carboniferous (Mississippian) to Paleocene. Rank ranges from lignite to semianthracite. About 36% of the total estimated 71,000 megatonnes of resources of immediate interest in the WCSB is bituminous coal, including a high proportion in the medium to low volatile range. Their low sulphur contents and acceptable ash levels make these medium and low volatile bituminous coals attractive 3s coking feedstocks and large quantities are mined for that purpose. The lower rank western Canadian coals are used mainly for electricity generation.Significant resources of bituminous coal occur in the coalfields of Atlantic Canada where they have been mined since 1720. Most of these coals are classed as high volatile A bituminous and most are used for power generation. Large resources of coal (lignite to anthracite) also occur in more remote regions of Canada, such as the Bowser Basin in northwestern British Columbia, and Sverdrup Basin/ Franklinian Geosyncline in the Arctic Islands. Information on distribution and compositional attributes of these frontier region coals is commonly scarce.     

Petrology of a suite of sedimentary rocks associated with some cole-bearing basins in northwestern Thailand

A number of basins in northwestern Thailand contain thick sequences of Cenozoic sedimentary rocks. Oil shales and coals are prominent lithologies within these sequences and occur together in some basins. Most of the sequences are, however, dominated by either oil shales or coals. The major oil shale deposit is in the Mae Sot Basin but oil shales also occur in the Ban Huay Dua, Mae Moh, Ban Pa Ka Li, Mae Teep, Ban Na Hong and Jae Hom Basins.Drilling and detailed mapping, in the Mae Sot Basin indicate thick sequences of oil shales and organic petrological studies show that they contain abundant lamalginite. Trace amounts of telalginite, liptodetrinite, bitumen/resinite and huminite/inertinite are also present in some of the rocks. The parts of the sequences rich in authigenic minerals are, in general, petrographically similar to Green River Formation lamosites. Where clay/silt-sized epiclastics are more abundant, similarities exist to Australian Tertiary lamosites. Vitrinite reflectance date from the oil shales and associated coals indicate a low level of maturity.Oil shales from the other basins are, petrographically similar to the Mae Sot lamosites, however some differences do exist. The Mae Sot and other lamosites were deposited in lacustrine environments that probably had highly variable water depths.     

Generation and expulsion of oils from Permian coals of the Sydney Basin,Australia

Organic geochemical and petrological assessment of coals/coaly shales and fine grained sediments, coupled with organic geochemical analyses of oil samples, all from Permo–Triassic sections of the Southern Sydney Basin (Australia), have enabled identification of the source for the widely distributed oil shows and oil seeps in this region. The Permian coals have higher hydrogen indices, higher liptinite contents, and much higher total organic matter extract yields than the fine grained sediments. A variety of source specific parameters obtained from n-alkanes, regular isoprenoids, terpanes, steranes and diasteranes indicate that the oil shows and seeps were generated and expelled predominantly from higher plant derived organic matter deposited in oxic environments. The source and maturity related biomarkers and aromatic hydrocarbon distributions of the oils are similar to those of the coals. The oil-coal relationship also is demonstrated by similarities in the carbon isotopic composition of the total oils, coal extracts, and their individual n-alkanes. Extracts from the Permo–Triassic fine grained sediments, on the other hand, have organic geochemical signatures indicative of mixed terrestrial and prokaryotic organic matter deposited in suboxic environments, which are significantly different from both the oils and coal extracts. The molecular signatures indicating the presence of prokaryotic organic matter in some of the coal extracts and oils may be due to thin sections of possibly calcareous lithologies interbedded within the coal measures. The genetic relationship between the oils and coals provides new evidence for the generation and expulsion of oils from the Permian coals and raises the possibility for commercial oil accumulations in the Permian and Early Triassic sandstones, potentially in the deeper offshore part of the Sydney Basin.     

非常规油气地质调查工程进展与主要成果

中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“非常规油气地质调查工程”,开展了黑龙江省鸡西地区煤系气地质调查、松辽盆地及外围油页岩地质调查、松辽盆地西斜坡油砂原位试采工程、陆域天然气水合物地质调查与祁连山木里天然气水合物野外长期观测站建设、陕西关中地区氦气地质调查和非常规油气资源国情调研等工作,获取了大量基础数据,取得了黑鸡地1井、黑鸡地3井、黑鸡地4井等一系列突破性成果和重要进展,初步掌握了我国油页岩、油砂、陆域天然气水合物、氦气以及鸡西盆地煤系气等非常规油气资源潜力。该工程在煤系气、油页岩、氦气等领域产生重要影响,提振了非常规油气勘探开发信心,推动了科技创新与地质调查深度融合,促进了非常规油气学科发展。     

梅河盆地梅河组含煤-油页岩岩系成矿特征分析

综合利用野外露头及岩芯观察,岩石矿物组合、有机地球化学和工业分析等资料,对梅河盆地梅河组上含煤段煤与油页岩成矿特征进行深入分析。研究表明,油页岩与煤相比,具有较低的挥发分及有机碳含量,较高的灰分。煤层顶板油页岩与煤层底板油页岩相比,具有较高的挥发分及有机碳含量,较低的灰分。油页岩有机质类型为Ⅰ-Ⅱ_2型,其中,煤层底板油页岩主要为Ⅰ型,煤层顶板油页岩主要为Ⅱ_1-Ⅱ_2型;煤的有机质类型主要为Ⅱ_2-Ⅲ型。梅河组上含煤段发育于盆地萎缩阶段,含煤、油页岩岩系主要发育于扇三角洲前缘-浅湖-沼泽沉积环境,煤与油页岩的成矿序列形成于与沼泽有密切成因联系的浅湖环境,主控因素为浅湖时期的湖平面或沼泽时期的潜水面。     

吉林东部中、新生代盆地非常规油气资源及潜力分析

通过对吉林东部中、新生代区域构造、盆地地质、沉积背景的综合研究,详细阐述了吉林东部中、新生代盆地非常规油气的类型、分布及其地质特征,认为研究区非常规油气的主要类型为油页岩和煤层气,具有一定的页岩气资源潜力。油页岩主要分布在辉桦盆地、罗子沟盆地、松江盆地、延吉盆地和敦化盆地等盆地中,主要层位为下白垩统大拉子组和古近系桦甸组,主要沉积环境为半深湖-- 深湖环境。煤层气的分布范围较广,主要层位为早、中侏罗世地层和古近纪梅河组、珲春组,集中在珲春盆地、敦化盆地、双阳盆地等煤层较厚、埋藏较浅的盆地中。伊通盆地具有页岩气潜力。