矿物在油气形成过程中的作用

模拟实验结果表明,矿物组成对煤岩样品的模拟实验结果具有很大的影响,不同的矿物以及同一种矿物在不同的有机质热演化阶段,对有机质形成石油和天然气的过程均具有非常明显的影响:高岭土矿物在高温热演化阶段对有机质形成气态烃的过程具有一定的催化能力;碳酸钙（CaCO3）在中—低热演化阶段能抑制气态物质的形成,而在较高的热演化阶段则对煤生成气态物质的过程具有一定的催化作用;四氧化三铁（Fe3O4）在主要的模拟实验阶段对煤生成气态物质的过程均具有一定的催化作用;硫化亚铁（FeS）在低温热演化阶段对天然气的形成具有一定的抑制作用,而在高温热演化阶段则对天然气的形成具有较明显的催化作用;元素硫（S）在不同的热演化阶段对天然气的形成过程均具有非常明显的催化作用。矿物介质不仅对气态产物的产率有比较明显的影响,而且对液态产物的产率也有较明显的影响。模拟实验结果表明:高岭土和四氧化三铁（Fe3O4）在中、低温模拟实验阶段对“氯仿沥青A”的形成具有较明显的催化作用;硫化亚铁（FeS）在整个模拟实验的全过程中对“氯仿沥青A”的形成均具有明显的催化作用;碳酸钙（CaCO3）矿物对“氯仿沥青A”的形成具有明显的抑制作用;元素硫（S）对“氯仿沥青A”的形成具有非常明显的催化作用。     

煤在钼作用条件下的气态烃生成与演化

关于钼作用条件下的煤中有机质生烃特征和演化过程,目前知之甚少。为此,利用黄金管高压釜装置,以原煤中添 加单质钼的方式,开展了催化生气模拟实验。研究发现,无论加钼与否,煤样气态烃和单体烃气的产率均存在一个生成高 峰,在模拟镜质组反射率大于4.0％之后的极高成熟度阶段仍存在较大的甲烷生成潜力;当模拟镜质组反射率小于3.0％时, 添加的钼对煤中有机质生气具有微弱的抑制效应,此后阶段中才体现出一定的促进作用;原煤与加钼煤样甲烷产率之间的 相互关系与气态烃总产率大致相似,加钼煤样乙烷产率在镜质组反射率大于3.0％之后高于原煤,加钼条件下丙烷-戊烷的 产率在其生成高峰之后略高于或约等于原煤。分析认为,添加的钼没有参与煤中有机质的早- 中期热降解生烃过程,但对 晚期热裂解生气作用起到了一定的促进效应,原因可能在于煤中催化反应空间在不同的成熟演化阶段存在一定的差异。     

国外煤层气成因与储层物性研究进展与分析

从煤层气生成机制及其地质控制、煤储层孔隙结构与吸附/解吸行为、煤储层裂隙系统及其对渗透率的影响三个方面,有重点地总结了国外有关煤层气成因和煤储层物性研究的新进展。笔者认为:国外在煤层气次生生物成因、煤层气生成矿物金属元素催化作用、煤层气固溶态赋存形式、含气量测定不确定性、煤层气近临界和超临界吸附、吸附能及其非均质性、裂隙矿物成因及其对成藏过程的指示作用、煤储层渗透率随煤层气解吸的变化规律及其控制因素等方面的研究,极大地深化了对煤层气成因和煤储层物性的理解与认识;煤岩学、煤地球化学、岩石力学等的结合是国际上煤层气地质研究手段的重要发展趋势,而煤层气成因与特殊赋存形式、含气量精确测定与评价、超临界吸附与吸附能分布、解吸过程中煤储层渗透率变化特征及其地质控制等的研究,显示出国外煤层气成因和煤储层物性研究的重要前缘方向。     

安徽省卧龙湖煤矿煤中过渡金属元素地球化学特征

为了深入了解煤中过渡金属元素的地球化学特征及其对煤成烃的影响,对卧龙湖煤矿二叠系10煤层的23个煤样进行了过渡金属元素含量和灰分产率测试。结果表明:煤中主量过渡金属元素Fe和Ti含量明显较上地壳中元素含量低,微量过渡金属元素中只有Ni和Cu的富集系数大于1,整体上看煤中过渡金属元素含量普遍较低。Co,Ni,Y,Cr,Cu与煤中灰分产率呈正相关,以无机结合状态存在。Cu和Fe的含量与煤层瓦斯含量有一定的相关性,初步认定两者在煤成烃过程中具有催化作用,但需进一步证实。     

黏土矿物对长链脂肪酸及季铵盐热解行为影响的初步实验

<正>野外观察和模拟实验证实黏土矿物是烃源岩的重要组成矿物,对生烃母质的热解具有催化作用。在浅层低熟烃源岩中,可溶有机质是低熟油的主要来源,它以长链脂肪酸及其衍生物为主。因此,研究黏土矿物对长链脂肪酸及其衍生物热解行为的影响对探索油气形成过程中的黏土矿物催化作用机理问题具有重要的实际意义。大量实验研究表明地层烃源岩中黏土矿物层间存在可溶有机质,但是该部分有机质对生烃的贡献尚不明确。然而,实验条件下脂肪酸难以进入到黏土矿物的层间,但含阳离子基团的脂肪酸衍     

沉积盆地中镜质组反射率异常的物理化学环境探讨

根据实测的压力和镜质组反射率数据讨论了沉积盆地中镜质组反射率异常的物理化学环境.认为异常压力并不是导致镜质组反射率受到抑制的唯一原因;沉积盆地中有机质镜质组反射率异常的原因除与有机质本身的性质有关外,还与其所处的温度、压力等物理环境及其周围的流体性质、无机元素(矿物)的组成等化学因素密切相关.通过对钻井异常高压带和正常压力带剖面密集取样进行的微量元素与镜质组反射率分析表明,偏酸性、低盐度的流体介质有利于有机质镜质组反射率的增加;通过分析泥岩中的某些元素丰度与镜质组反射率的对应关系,初步确定钙、锰、锶、硼、钡、磷等元素对镜质组反射率的演化有抑制作用,而铁、钴、锌、镍、铷等元素对有机质的热演化具有催化作用.本研究对于有机质成熟校正、油气资源评价和利用成熟度古温标恢复盆地热历史都具有意义.     

中国煤中的锗和镓

煤中的锗和镓是可利用伴生元素。我国多数煤中锗的含量处于0.5～10mg/kg之间,平均4mg/kg;煤中镓的含量处于1～20mg/kg之间,平均9mg/kg。我国云南临沧盆地发现有特大型锗矿床,锗赋存在第三纪褐煤中,含量达3000mg/kg以上,呈有机质吸附态和粘土矿物吸附态为主要赋存方式。     

宁武煤田2号煤中镓的富集与赋存特征

宁武煤田是我国典型的煤伴生资源丰富的煤炭基地。为研究煤中Ga的成矿规律,从宁武煤田2号煤中采集了117个煤样,通过工业分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱和逐级化学提取实验对样品进行测试分析。结果表明宁武煤田2号煤中Ga的平均含量为30.93μg/g,整体上属于轻度富集—富集。逐级化学提取的结果显示煤中Ga的赋存以残渣态为主,占比87～92%,其次为有机态,占比6%～10%。由煤中Ga与煤质和常量元素的相关性分析认为,高岭石、勃姆石等黏土矿物是煤中Ga的主要矿物载体,黏土矿物对Ga的吸附是2号煤中Ga富集的主要原因。     

青城子地区辽河群地层中硅质岩及其与金银矿的关系

以显微镜下观察到的微观现象论述辽河群地层中硅质岩的特征，阐述硅质岩与成矿的关系。通过镜下发现的特征矿物，结构，构造，标型矿物特征并结合岩石化学特点、稀土元素分析规律以及微量元素分布特征等，认为可群地层中硅质岩属海火山喷气成因。空间上与金，银等金属元素有关密切，硅质岩本身或附近就是金，银矿体。     

泥质沉积物(岩)有机‐无机相互作用及其意义

<正>泥质沉积物(岩)在现代及古代地层都广泛发育,且富集有机质,因而,开展有机-无机相互作用研究对于认识泥质沉积物(岩)沉积过程、有机质富集过程和演化以及油气的勘探开发都具有重要的意义。泥质沉积物(岩)由无机矿物和有机质组成。无机矿物包括碎屑(石英和长石等)、黏土矿物(蒙脱石和伊利石等)、非黏土矿物(氧化物及方解石和白云石等);碎屑颗粒具有较强的惰性,而黏土矿物和氧化物等都含有电荷及较强的化学活性,不同类型矿物的性质差异较大,具有较完善的演化系列。有机质来自于生物     

基于本源菌的褐煤生物气生成过程与可能途径

利用富集培养得到的本源产甲烷菌群对云南昭通褐煤样品进行生物气模拟实验,分析了褐煤生物气生成过程与可能 途径。结果显示,为期130 d 的褐煤生物气生成过程至少经历了两个产气高峰,第一高峰产气率高于第二高峰。本文认为第 一高峰期间生气母质主要为褐煤中的腐殖组分,第二高峰期间类脂组和惰质组的微生物降解程度相对增强。甲烷碳氢同位 素组成显示,模拟生物气主要通过乙酸发酵途径生成。模拟过程中,甲烷浓度和二氧化碳浓度具有相互消长的变化趋势, 甲烷碳同位素组成在模拟后期有变轻趋势,氢同位素则趋于变重,表明模拟过程后期生成的部分甲烷具有二氧化碳还原成因。     

Geochemistry, petrogenesis and radioactivity of El Hudi I-type younger granites, South Eastern Desert, Egypt

The present study deals with geochemical characteristics and petrogenesis of three younger granite varieties (coarse-grained biotite-muscovite granites (CBG), garnetiferous muscovite granites (GMG) and Abu Aggag biotite granites (AAG)) in El-Hudi area, east of Aswan, southeastern desert of Egypt. Mineral chemistry and whole rock chemistry data revealed that all granites have high SiO₂ (70.8-74.7 wt.%), Al₂O₃ (12.8-14.3 wt.%), Na₂O and K₂O (>3.2 wt.%) contents with high Na₂O/K₂O ratios (～>1). Plagioclase feldspars range in composition from albite to oligoclase (An_9-27) in CBG, oligoclase (An_13-18) in GMG and albite (An_2-6) in AAG. Potash feldspars are mainly perthitic microcline and exhibit chemical formulae as (Or_93-96 Ab_7-4 An₀) in CBG, (Or_95-98 Ab_5-2 An₀) in GMG and (Or_82-98 Ab_18-2 An₀) in AAG. Biotites from CBG and GMG are enriched in (Mg and Ti) and depleted in (Al, Fe, Mn and K) compared with those of AAG. Biotites from CBG and GMG had been derived from calc-alkaline magma, whereas those from AAG had been derived from peraluminous magma. Chlorites from CBG and GMG are Mg-Fe bearing, while that from AAG is Fe-rich chlorite (chamosite). The CBG and GMG are Mg-rich monzogranites originated from high-K calc-alkaline magma with metaluminous to mildly peraluminous nature. The AAG are Fe-rich monzogranites to syenogranites generated from high-K calc-alkaline peraluminous magma. Both CBG and GMG are late- to post-orogenic granites, while the AAG are post-orogenic granites. All three granite varieties are considered as evolved I-type granites, formed under low to moderate water pressures (～ 0.5-7 kbars) and relatively high ranges of crystallization temperatures (～700-890°C). They were generated from partial melting of crustal materials at lower (CBG >30 km depth) and intermediate (GMG & AAG ～20-30 km depth) levels. The crystal fractionation was the predominant process during differentiation of parent magmas of these granites. Geochemical characteristics manifest that AAG represent the highly fractionated member of magma cycle differs from that produced CBG and GMG. The CBG are relatively enriched in both U and Th existing only within the accessory minerals such as zircon, sphene, and allanite.     

渤海莱州湾凹陷不同类型烃源岩活化能影响因素分析

选取不同干酪根类型的低熟烃源岩作为剖析对象,从干酪根类型、干酪根中有机硫含量、可溶有机质和黏土矿物对烃源岩活化能的影响进行研究,结果表明:Ⅱ₁和Ⅰ干酪根活化能分布范围窄,Ⅱ₂和Ⅲ干酪根活化能分布范围宽,干酪根平均活化能Ⅲ>Ⅱ₂>Ⅰ>Ⅱ₁;有机硫含量高的干酪根平均活化能低,有机硫对烃源岩生烃起催化作用;可溶有机质的存在影响烃源岩平均活化能的大小和分布特征,可溶有机质分布在活化能低值区间,对烃源岩生烃起催化作用;烃源岩黏土矿物中伊/蒙混层含量高,平均活化能高;伊利石含量高,平均活化能低,伊利石对烃源岩生烃起催化作用。      

基于文献计量学的制氢与CCUS技术耦合研究现状及趋势分析

氢能是未来能源的“终极形态”,目前工业上主要的制氢方式为化石燃料制氢。CO₂捕集、利用和封存(CCUS)技术是实现氢气从“灰氢”向“蓝氢”转变的重要手段,对国家“双碳目标”的实现至关重要。文章以Web of Science核心合集数据库为数据源,利用CiteSpace软件对制氢与CCUS技术耦合领域的文献来源、研究力量、研究热点和研究前沿进行分析。结果表明,中国的发文量居于世界首位,与其他国家有着广泛的合作基础,国内外研究所和高校为主要研究力量;吸附强化甲烷蒸汽重整(SESMR)制氢技术、化学链燃烧(CLC)制氢技术以及催化剂、吸附剂、载氧体为主要的研究热点;金属载氧体处在研究前沿,研发具有催化和吸附作用的复合催化剂与应用CLC技术和煤气化结合的电、氢联产工艺到火电行业是未来研究发展的两大方向;考虑到“双碳目标”的政策压力和碳税的额外支出,配套CCUS的制氢技术仍是一个优选的方案。     

烃源岩催化生烃机制研究进展

本文扼要综述了国内外在热模拟催化生烃领域的研究进展,并针对其存在问题或不足之处,提出了新的研究思路,设计了新的实验方案,对烃源岩催化生烃机理和过程进行定量的研究,建立定量的催化反应速率数学模型和催化生烃产离数学模型,并制作成可操作的计算软件,划分出起正催化作用和反催化作用的催化剂。在研究过程中,全面考虑某生油岩中的所有粘土矿物和地下水中的无机盐类对生烃的催化作用,即系统地分别考虑生油岩中存在的各单     

Low-temperature gas from marine shales: wet gas to dry gas over experimental time

Marine shales exhibit unusual behavior at low temperatures under anoxic gas flow. They generate catalytic gas 300° below thermal cracking temperatures, discontinuously in aperiodic episodes, and lose these properties on exposure to trace amounts of oxygen. Here we report a surprising reversal in hydrocarbon generation. Heavy hydrocarbons are formed before light hydrocarbons resulting in wet gas at the onset of generation grading to dryer gas over time. The effect is moderate under gas flow and substantial in closed reactions. In sequential closed reactions at 100°C, gas from a Cretaceous Mowry shale progresses from predominately heavy hydrocarbons (66% C₅, 2% C₁) to predominantly light hydrocarbons (56% C₁, 8% C₅), the opposite of that expected from desorption of preexisting hydrocarbons. Differences in catalyst substrate composition explain these dynamics. Gas flow should carry heavier hydrocarbons to catalytic sites, in contrast to static conditions where catalytic sites are limited to in-place hydrocarbons. In-place hydrocarbons and their products should become lighter with conversion thus generating lighter hydrocarbon over time, consistent with our experimental results.     

造山的高原——青藏高原巨型造山拼贴体和造山类型

有机质丰度是传统评价烃源岩方法的重要指标,笔者认为有机粘土复合体是烃源岩有机质的主要赋存形式。有机质生烃反应是一种有机粘土化学反应,有机质脱羧基反应是有机粘土的氧化-还原反应,有机质的热解反应是一个加氢裂解过程,含有剩余C0是烃源岩的基本特征,它说明在烃源岩生烃反应中C0始终是有剩余的,不会因为C0的不足而影响烃源岩的生烃能力。笔者认为制约烃源岩生烃能力大小的不是烃源岩C0的丰度,而是氢的来源和丰度,烃源岩粘土通过吸附水分子为生烃反应提供H+能力(Br nsted酸性)的大小和时间是决定生烃潜力大小的关键。烃源岩粘土的不同催化特性是影响油气组成的重要因素,蒙皂石对甾烷的异构化有明显促进作用。     

油气生成热模拟实验研究进展

作为研究油气地球化学的一种重要手段－－热模拟被愈来愈广泛地应用。介绍了不同时期油气生成模拟实验研究的状况，阐述了模拟实验已解决的和尚存在的问题，进而指出了其发展趋势和应开展的工作。