江陵凹陷新生代玄武岩水-岩反应模拟及其对富钾卤水成因的指示

关于江陵凹陷富钾卤水的物质来源和成因机理仍未查明. 对凹陷新生代玄武岩开展矿物学、岩石学、地球化学研究以及水-岩反应模拟实验,重点研究时间、温度、流体成分等对水-岩反应的影响. 结果表明,卤水具有高锂低镁的特征,说明其在成因上受到火山活动的影响;研究区岩浆发生不同程度的分异,玄武岩蚀变作用强烈,表明地下热液的交代作用强烈,玄武岩通过水-岩反应为富钾卤水矿提供了物质来源;温度是流体对元素的淋滤能力的主要控制因素,高盐度流体是各成矿元素主要的迁移载体,水-岩反应是卤水形成的重要过程.      

湖北荆州江陵凹陷富钾卤水综合利用工艺实验研究

江汉油田在石油勘探过程中陆续钻遇高温高压富钾卤水,于1967年首次在沙市组发现高矿化度富钾卤水,KCl含量达17g/l,1972年、1980年再次钻遇高压卤水,中国石化石油勘探开发研究院在原有2处富钾卤水矿点基础上又发现富钾卤水矿点1处、矿化点6处。以湖北江陵凹陷高温富钾卤水为研究对象,开展钾盐及伴生资源综合利用研究,对富钾卤水进行脱色、净化、提取实验,研发综合利用钾、锂、硼、溴、碘、锶、铷、铯和钙的技术,获取该类型卤水地球化学特征,有益元素的提取条件和参数,用以指导工艺设计和工业化生产。     

深层天然卤水特征及成因探讨——以江陵凹陷深层天然卤水研究为例

首次对江陵凹陷深层天然卤水成因进行研究,初步明确江陵凹陷的天然卤水为沉积成因,具有分布广、矿化度高等特点。其中砂岩中天然卤水高矿化度分布具有明显的规律性,即越靠近洼陷或盐岩地层,天然卤水的矿化度越高;并通过化学成分分析,表明了江陵凹陷存在大量富含微量元素卤水的流体矿床,且矿化度越高所含的微量元素含量越高,部分元素为国家紧缺矿产资源,如钾、铷、铯等。     

江陵凹陷富钾硼锂卤水砂岩储层特征研究①

江陵凹陷古近系液态型卤水矿床蕴藏着丰富的钾锂硼等资源。砂岩是一种重要的储层岩性,而该盆地上白垩统发育厚层的风成砂岩沉积,是否能作为潜在储层是值得关注的问题。以江汉盆地江陵凹陷西北缘的宜昌红花套镇、猇亭和当阳市远安县等地区的露头为研究对象,结合凹陷内白垩系红花套组钻井岩心分析,并与始新统新沟嘴组下段砂岩岩心物性进行对比,研究发现白垩系红花套组风成砂岩分选好,磨圆度高,属中孔低渗储层,与新沟嘴组下段砂岩物性相似。由此可见,江陵凹陷白垩纪的风成砂岩是江陵地区下一步探索富含钾、锂、硼等元素卤水的重要目地层位。     

湖北江陵凹陷深层高温富钾卤水特征及其成因探讨

江汉盆地江陵凹陷深处赋存高温富钾卤水,含卤地层主要是古新统沙市组。富钾卤水的分布受持续的继承性沉降中心(洼陷)、沙市组含盐系、石盐-硫酸盐沉积相的控制,聚集在砂岩、玄武岩、辉绿岩和白云岩等孔隙-裂隙内,裂隙的发育又与局部构造(背斜、盐构造等)枢纽部共轭裂隙带有关。古新世,盐湖已经蒸发浓缩到钙芒硝-石盐阶段,可能短暂达到硫酸镁盐和硫酸钾镁盐阶段。以后,原生的晶间卤水在成岩后期受到玄武岩侵入和高温流体影响,发生变质作用、去镁和去硫酸根作用,同时带入丰富的钾、铷、铯等元素,最后形成了高温富钾卤水。这种成矿过程可称为地下热事件激发成矿机制,值得进一步探讨。     

深层富钾卤水的地球物理探测技术及应用——以江陵凹陷为例

上世纪在江陵凹陷的石油钻孔中发现了深层富钾卤水矿层,但是卤水矿层的空间展布一直不清。借用油气勘探领域中地球物理储层预测方法和理论,利用钻孔对矿层的垂向高分辨率的识别,标定到三维地震剖面上,利用多种地震属性横向高分辨率识别卤水矿层,预测矿层的空间分布,为靶区钻孔的部署提供依据。文章利用已经发现富钾卤水矿层的路9井的资料,开展模型正演,发现地震中振幅、频率、波形等属性可以较好地识别卤水矿层;将路9井的卤水矿层标定到地震剖面上,通过提取地震属性,识别出的富钾卤水矿层平面面积达5.53 km2;在该富钾卤水区中部署的岗钾1井,钻探获得高产富钾卤水矿层,验证了地球物理探测深层富钾卤水方法的正确性。     

江陵凹陷盐隆构造体系对富钾卤水储层分布特征的影响

江陵凹陷古新统沙市组及新沟嘴组均沉积有大量含盐岩层系, 受喜马拉雅运动影响, 形成各类盐隆构造。为了厘清江陵凹陷富钾卤水的分布特征, 重点研究了江陵凹陷的地层、断裂、构造分布特征, 探究盐隆构造体系对富钾卤水分布特征的影响。通过剖析江陵凹陷盐构造形成及演化特征, 认为盐隆构造控制的次级凹陷形成于盐层沉积的不同阶段, 汇集不同阶段的卤水, 成为盐类聚集的关键场所。江陵凹陷卤水钾离子主要来源于与断裂相伴的火成岩。富钾卤水重点分布于新沟嘴组下段及沙市组中, 其卤水储层包括砂岩储集层(李家台地区)、火山岩储集层(沙市地区、范家台地区)及破碎带储集体(南岗地区)。高矿化度富钾卤水在江陵凹陷内广泛分布, 具有较大的勘探潜力。     

江西吉泰盆地卤水型锂钾矿物源区岩石地球化学特征及成因分析

中国探明锂钾资源主要分布于青藏、罗布泊盐湖和川西等地,资源开发成本高、难度大,难以满足产业发展需求。目前,在江西吉泰盆地勘探发现卤水中氯化锂浓度超过600 mg/L,氯化钾含量接近1%,锂钾含量均超过或接近工业品位,综合利用价值高。本文在前人研究的基础上,通过对吉泰盆地中生代火成岩开展矿物学、岩石学、地球化学、流体包裹体研究以及高压釜水-岩反应模拟实验,重点研究了时间、温度、流体成分等对火成岩水-岩反应的影响,探究其对富钾锂卤水物质来源和成因机制的指示意义。研究结果表明,吉泰盆地卤水具有高锂低镁的特征,表明吉泰盆地卤水在成因上受到火山活动的影响;研究区岩浆发生不同程度的分异,火成岩蚀变作用强烈,表明地下热液对研究区火成岩的交代作用强烈,火成岩通过水-岩反应为富锂钾卤水矿提供了物质来源;温度是流体对元素的淋滤能力的主要控制因素,高盐度流体是各成矿元素主要的迁移载体;地表成因的卤水中Mg/Li值主要受原岩成分控制;水-岩反应是卤水形成的重要过程,而地表蒸发浓缩是卤水成矿最主要机理。     

湖北潜江凹陷古近系深层富钾卤水成因及演化

地下深层富钾卤水是非常重要的钾盐资源,目前很少从区域尺度系统研究沉积盆地中富钾卤水水化学特征及成因.对潜江凹陷深层富钾卤水进行了主、微量元素分析.研究区卤水矿化度为125.70～347.00 g/L,K含量为0.32～6.83 g/L;富集Li、B、I、Na、Cl,亏损Mg、Br,Ca、SO4有富集也有亏损.储层岩石矿...     

霸县凹陷深部地下热水的地球化学特征及其成因

霸县凹陷位于华北冀中坳陷北部,地热资源丰富。文中利用霸县凹陷的油气勘探和开发井的试油测温、地层水化学分析等资料,研究了霸县凹陷深部三套主要热水储层——馆陶组(Ng)、东营组(Ed)和沙河街组沙二—三段(Es_(2+3))地下热水地球化学特征及成因。霸县凹陷深部地下热水主要有3种类型的化学组成,其中第Ⅰ类深部热水主要赋存于馆陶组,矿化度5g/L,阴离子以Cl~-和HCO_3~-为主,阳离子主要为Na~+,为Cl·HCO_3-Na型水,总体处于开放的水文地球化学环境,为以大气水渗入为主的溶滤水,其化学成分的形成作用主要为大气渗入水的溶滤作用以及深部沉积水的混合作用。Ⅱ类地下热水主要赋存于东营组和沙河街组二—三段,阴离子以Cl~-为主,阳离子主要为Na~+,为Cl-Na型水,总体处于半开放-半封闭的水文地球化学环境。Ⅱ类地下热水主要为沉积水和混合水,蒸发浓缩作用参与了Ⅱ类地下热水化学成分的形成。Ⅲ类地下热水主要赋存于东营组和沙河街组二—三段,阴离子以Cl~-为主,阳离子以Na~+和Ca~(2+)为主,为Cl-Na·Ca型水,总体处于封闭的水文地球化学环境。Ⅲ类地下热水主要为沉积水,其水化学的成因主要为斜长石的钠长石化作用。随着埋藏深度的增加,地下热水温度增加,由Ⅰ类至Ⅱ类和Ⅲ类热水,水-岩相互作用逐渐增强,矿化度逐渐增大,相应的水化学类型也逐渐变化,钠氯系数(rNa/rCl)和脱硫酸系数(rSO_4×100/rCl)逐渐减小,而变质系数(r(Cl-Na)/rMg)逐渐增加。     

江陵凹陷古新统光卤石的发现及其钾盐找矿意义

通过薄片鉴定和XRD等分析,在江陵凹陷古新统发现光卤石矿物,单层厚度达23cm,经化学分析该层含光卤石石盐岩中光卤石含量为1.6%。光卤石在江陵凹陷古新统有两种产出状态:一种是被包裹在石盐岩内,呈颗粒状分布,粒度大小0.1~0.5mm;另一种是充填硬石膏孔隙中,粒度大小0.1~0.2mm。经石盐包裹体测温、碳氧同位素和元素地球化学研究,确定了江陵凹陷古新统时期的古气候属于"暖旱"型。江陵凹陷古近纪时期属于裂谷型小盆地,构造期沉降较大,盆地封闭性良好,同时期火山活动频繁,为凹陷带来丰富的成矿物质,火山期后的温热泉水补给同样也为凹陷带来丰富的成矿物质;裂谷的某些部分与大洋沟通,接受海水补给。这样的构造条件、物质条件与古近纪时期的干旱气候相互耦合,出现光卤石沉积。江陵凹陷古新统光卤石发现,说明在该时期江陵凹陷卤水已演化到析出钾盐阶段,具有重要找钾指示意义。     

江陵凹陷古新统盐类矿物沉积特征及其成钾指示意义

在对江陵凹陷中GK1、GK2、SK3和B103井岩芯进行详细观察的基础上,借助X射线衍射、扫描电镜、薄片鉴定等手段,确认了在古新统有多种盐类矿物存在,并对盐类矿物特征和矿物组合特征进行了分析。江陵凹陷含盐系地层的矿物种类、组合比较简单,目前发现的盐类矿物有碳酸盐、硫酸盐、氯化物三大类。古新统沙市组沉积时期,出现了大量的盐类矿物,主要为石盐、硬石膏、钙芒硝及无水芒硝,此外,应有少量—微量的钾石盐。作为干热指示矿物的钙芒硝和无水芒硝在沙市组广泛发育,可以推断出江陵凹陷在古新统沙市组时期的古气候属于干热型,此时湖水蒸发作用显著增高,导致古盐湖演化程度较高,向干盐湖阶段发展;而到了新沟嘴组沉积时期,发生湖侵,盐湖水体变深、盐度降低,盐湖遭受淡化。初步判断江陵凹陷古近系沙市组具有较好的成钾条件。     

江汉盆地江陵凹陷南缘古新统沙市组四段含盐岩系沉积特征及其沉积环境意义

通过钻井岩心观察及室内测试分析等方法,对江汉盆地江陵凹陷南缘古新统沙市组四段含盐岩系的沉积特征进行了研究.该时期研究区盐湖的特点是:成盐多期次、沉积连续、淡化—成化周期性交替,因而成为恢复古气候和古环境的重要研究对象.该区沙市组四段盐层间的层段由非砂岩组成,主要由单层厚度为几毫米至几十厘米、累积厚度达几十厘米至几米的含...     

江陵凹陷古近系沙市组含膏盐岩系沉积特征研究

研究发现,在江陵凹陷中南部梅槐桥向斜带内沙市组发育两套膏盐岩层。通过对钻井、岩心、地震资料的分析,明确了膏盐岩的岩性、电性及地震响应特征:岩性变化主要为由湖盆中心至边缘膏盐类矿物的含量越来越低而陆源碎屑物质含量越来越高;电性特征表现为低伽马、低密度、高电阻、中子趋于0、扩径明显;在地震剖面上表现为强振幅、低频率的反射特征。结合研究区古气候和古构造背景,对沙市组两套膏盐岩的沉积特征进行分析,结果表明,两套膏盐岩在凹陷内的分布差异巨大且沉积中心具有向南迁移的趋势,物源、古地貌和湖平面变化三种因素的综合作用是造成这种差异的主要原因。最后总结出研究区沙市组所沉积的膏盐岩是一种"非匀称补给"的成盐模式,主要形成于湖盆基准面下降晚期浅水蒸发沉积环境中。     

江陵凹陷古新统沉积岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

稀土元素因其化学性质稳定已成为研究湖泊沉积物的物源、古环境和古气候等变化的良好示踪剂。笔者采集江陵凹陷GK2井古新统沙市组上段岩芯样品21件、新沟嘴组下段岩芯样品39件,并采用电感耦合等离子体质谱技术对其稀土元素进行测试分析。结果表明:∑REE为67.941~284.385μg/g,平均值为174.63μg/g,高于全球平均大陆上地壳值,稍大于北美页岩。样品的δEu值为0.61~0.89,平均为0.71,中度Eu异常;δCe值为0.88~0.99,平均为0.93,Ce微负异常。稀土元素的配分模式为LREE、HREE分异明显,LREE呈现右倾,HREE较为平坦,富集LREE,HREE相对亏损。δEu、δCe值的变化表明当时的水体为还原环境;∑REE和(La/Yb)N值的变化表明,从沙市组上段到新沟嘴组下段气候由干热变得相对暖湿;物源以沉积岩为主,也有部分可能来自花岗岩和玄武岩。黄陵隆起的隆升剥蚀过程和东秦岭、华容地区花岗岩稀土元素配分模式与江陵凹陷样品的对比分析结果,表明东秦岭、黄陵隆起和华容地区花岗岩在古新世时期可能向江陵凹陷提供了物源。     

江汉盆地江陵凹陷二氧化碳地质封存数值模拟

通过建立江汉盆地江陵凹陷新沟嘴组储层和盖层的二维模型,对江陵凹陷进行了CO2地质封存数值模拟研究,分析了注入CO2的运移分布和溶解扩散情况,并对储盖层垂直方向的渗透率进行了敏感性分析.结果表明,所建的二维模型能够较好地描述CO2在储层中的运移过程和分布状况,而且在实际地质封存工作中必须要考虑一些地质上的因素如储盖层的渗透率、毛细管压力、岩石矿物组分丰度等的变化对封存效果的影响.