安太堡矿区11号煤层的元素地球化学及其洗选洁净潜势研究

基于安太堡矿区11号煤层刻槽样品及其选煤厂系列样品中硫等42种元素的测试分析, 研究了这些元素在煤层中的垂向分布特征、在洗选过程中的地球化学分异行为以及两者之间的成因联系. 结果表明: 11号煤层中As, Fe和S等元素含量向顶部增高, 靠近顶板的分层中高岭石向伊利石、蒙脱石转变与成煤环境在泥炭化作用后期受到海水入侵有关; 元素的载体矿物主要为高岭石、黄铁矿、蒙脱石、伊利石等; 煤中Fe, As, Pb, Mn, Cs, Co和Ni等元素有较强的硫化物矿物亲和性, Mo, V, Nb, Hf, REE和Ta等元素赋存主要与高岭石有关, Mg, Al等元素赋存与后生的蒙脱石有关, Rb, Cr, Ba, Cu, K和Hg等元素赋存主要与后生的伊利石有关; 物理洗选除了能降低煤中硫分与灰分, 也能降低绝大多数微量元素的含量, 基本或部分以有机相赋存的元素Be, U, Sb, W, Br, Se, P的脱除率较低, Mg, Mn, Hg, Fe, As, K, Al, Cs和Cr等主要以大颗粒或与后生矿物有关的元素脱除率高; 元素在煤中的垂向分布特征控制其在洗选过程中的分异行为.     

氢化物发生——原子荧光光谱法测定温泉水样中的砷、锑

使用AFS - 820双道原子荧光光度计,运用氢化物发生——原子荧光光谱法同时测定了腾冲火山区的大滚锅、叠水河两温泉各水样中的微量元素As、Sb,研究探讨了同时测定两种元素过程中的仪器最佳条件设置.在21天的连续采样检测中,每天绘制标准曲线相关系数RAs≥0.999 6,Rsb≥0.999 5,检测结果为:大滚锅水样A...     

中侏罗世泥炭地净初级生产力及控制因素——以准噶尔盆地南缘煤田为例

侏罗纪是地质历史发展过程中的重要时期,中国北方及中亚地区在中侏罗统发现了多个大型煤田.泥炭地作为碳储存的重要场所,所形成的煤层保留了丰富的古气候和古环境信息.米兰科维奇轨道参数旋回作为重要的时间尺度度量"工具",被广泛地用于"深时"研究,近年来该"工具"也被用来度量泥炭地发育的时限并对前第四纪泥炭地净初级生产力进行分析.针对准噶尔盆地南缘中侏罗世厚煤层,利用自然伽马、密度和电阻率测井曲线进行频谱分析,获得其米兰科维奇周期参数(偏心率123ka、斜率37.1ka、岁差21.7ka),并进一步计算43号和3号煤层的沉积时限分别为876~970和322~357ka.考虑煤化作用过程中的碳损失,获得43号和3号煤层的泥炭地碳聚集速率分别为58.6~64.9和60.3~66.8g C m~(-2)a~(-1),净初级生产力分别为251.8~279.1和259.1~287.1g C m~(-2)a~(-1).研究区中侏罗世的净初级生产力高于前人所获得的全新世、晚二叠世同一纬度带的净初级生产力,与早白垩世同一纬度带的净初级生产力相近.其主控因素为二氧化碳、氧气含量和温度,过低的二氧化碳或过高的氧气含量均导致泥炭地净初级生产力的下降.中侏罗世的二氧化碳含量高于冰室期二叠纪、全新世,与温室期白垩纪相近,该结果与Berner的全球二氧化碳曲线一致.因此,由测井信号提取出来的米兰科维奇轨道参数可用于计算不同地质历史时期的泥炭地净初级生产力,从而实现对"深时"古气候的分析.     

华北晚古生代成煤沼泽微环境与煤中硫的成因关系研究

通过采用新建和改造后的煤相参数(凝胶化程度、植物结构保存指数、植物指数、搬运指数、地下水影响指数、水介质指标和沼泽类型指数等), 探讨了华北晚古生代成煤沼泽微环境与煤中硫的成因关系. 研究表明, 受海水明显影响的煤层, 对于煤中硫的聚集, 水介质特征在诸多沼泽微环境控制因素中发挥着主导作用; 淡水沼泽中硫的聚集与植物类型、水动力条件及覆水深度关系更为密切. 硫同位素地质分馏效应反映出煤中硫的聚集经历了多阶段演化. 煤中黄铁矿硫的形成早于有机硫, 其硫同位素d 34Sp值明显低于有机硫的d 34Sp值. 海水影响的煤中, 硫聚集时间的跨度大, 硫同位素分布发散, 煤的含硫量高. 受淡水影响的煤, 硫的聚集主要发生在同生-准同生阶段和早期成岩阶段, 硫的含量低且以有机硫为主.     

中国东北及邻区晚古生代地层分布规律的大地构造意义

通过中国东北及邻区晚古生代地层展布形态分析,揭示出晚古生代海相地层围绕佳-蒙地块核心呈环带状分布的特点.在此基础上,结合地层接触关系、岩相等分析,认为中国东北及邻区晚古生代海相地层主体属于佳-蒙地块的大陆边缘沉积.通过四张构造古地理图展示了这一研究成果.上述研究为佳-蒙地块的认识提供了极为重要的依据,同时将佳-蒙地块形成的时代下限确定为晚志留世.     

河南省濮阳-滑县一带煤田地质特征

河南省濮阳-滑县一带煤田位于华北陆块南部华北坳陷之内黄凸起,地层分区属华北区华北平原分区豫北小区。通过地震剖面工作,在其控制的范围内,经过钻探验证,普遍存在二,煤层,其底板标高为-1000m～-1650m,含煤地层是一个走向北东的单斜,向西南倾伏,倾角为6°～8°。二1煤底板为深灰色致密泥岩或为砂质泥岩;顶板为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细-中粒砂。二1煤层厚度5．15m～8．50m。煤质以亮型、半亮型块状煤为主,属低硫中低灰分高发热量的优质煤。     

煤层甲烷碳同位素分布特征及分馏机理

煤层甲烷碳同位素分布范围很宽, 并且和常规煤成气相比, 煤层气中甲烷碳同位素存在强烈的分馏效应, 使煤层甲烷碳同位素变轻. 煤层甲烷碳同位素与煤的R_o相关性很差, 以致无法根据煤层甲烷碳同位素值来判断煤系烃源岩的成熟度. 煤层甲烷碳同位素变轻的程度差别很大, 且明显受地下水动力条件的影响: 水动力越强, 煤层甲烷碳同位素偏轻的程度就越大, 反之就越小. 前人试图用煤层气解吸-扩散-运移-分馏来解释煤层甲烷碳同位素偏轻的现象, 但不能圆满解释碳同位素的空间展布. 根据大量的实验和实际数据, 指出流动的地下水对游离气的溶解作用-游离气与吸附气的交换作用是煤层甲烷碳同位素分馏的机理. 煤系中的水对煤中游离态甲烷的溶解作用更容易把¹³CH₄带走, 留下更多的¹²CH₄, 使游离气中¹²CH₄会相对富集, 游离气中12CH4再与煤中的吸附气发生交换, 部分¹²CH₄变成吸附气, 把吸附气中部分¹³CH₄交换出来变成游离气, 交换出来的¹³CH₄再被水优先溶解带走. 这种过程是不停地在发生, 通过累积效应, 引起煤层气¹²CH₄大量富集, 煤层甲烷碳同位素变轻. 通过水溶气的模拟实验研究, 证实了流动的水可以对甲烷碳同位素产生明显的分馏作用, 容易把重碳同位素的甲烷溶解带走.     

基于地球物理方法预测二连盆地及邻区晚古生代潜在烃源岩分布

二连盆地及邻区是我国油气勘探的重点区域之一,普遍认为烃源岩层主要分布在中生代地层,对其晚古生代地层的烃源岩潜力研究较少,本文对研究区内晚古生代碳酸盐岩及泥岩进行了有机地球化学实验并分析其烃源岩潜力,评价结果表明二连盆地及邻区内晚古生代地层具有一定的生烃潜力,受高成熟度的影响,剩余潜力以生气能力为主.依据研究区内电法剖面、布格重力异常特征及磁性资料认为晚古生代潜在烃源岩层具有"低电阻、高密度、弱磁性"的地球物理性质,并初步预测了二连盆地及邻区晚古生代的深度大致分布在3～5km的范围内,进一步利用优化后的小子域滤波重力异常分离技术对晚古生代地层进行了厚度预测,刻画其平面分布特征,认为研究区内的晚古生代地层具有两个分布中心,其中心区厚度范围为1000～2000m之间,与野外地质剖面的厚度基本一致,晚古生代潜在烃源岩的平面预测可以为二连盆地油气勘探工作提供新方向.     

构造煤AVO特征及正演模拟研究

瓦斯突出是当前影响我国煤矿安全生产的主要因素之一.由于不同性质的煤层其瓦斯突出的可能性不同,原生煤具有低瓦斯炙出可能性,构造煤瓦斯突出可能性较大,而具有软分层特征的构造煤其瓦斯突出的可能性极高.由于不同性质煤层间的岩性差异较大,构造煤的泊松比要比原生煤的泊松比大0.1～0.2.因此,不同煤层与其顶、底板岩性差异不同,从而其顶、底板反射波的AVO曲线存在较大差异.从而可以通过AVO分析技术探测瓦斯突出可能性较高的构造煤的分布,特别是具有软分层特征构的造煤的分布.通过这种方式可以为煤矿安全生产提供第一手的地质资料.但目前AVO技术是以石油工业为基础发展而来的,并不完全适用于煤系地层.通过对煤层顶、底板AVO曲线的对比分析,发现目前常用的AVO近似方程对煤系地层来说精度较低,严重影响AVO分析精度.本文通过对Zoeppritz方程及其主要近似方程的分析对比,提出了一种改进的Hilterman近似方程,从而极大地提高了煤系地层AVO曲线的近似精度,使高精度的煤系地层AVO分析成为可能.另外,通过对构造煤顶、底板AV0曲线的分析,发现构造煤底板反射波较复杂并不适合AVO分析,而其顶板反射波规律性较强有利于AVO分析.     

华南沿海基性麻粒岩捕虏体的地球化学研究和下地壳组成

华南沿海新生代火山岩中的麻粒岩捕虏体都是镁铁质的, 分为岩浆麻粒岩和堆晶麻粒岩. 前者具有与大陆火山弧玄武岩相似的不相容微量元素模式; 后者亏损K₂O和P₂O₅以及大离子亲石元素. 华南麻粒岩捕虏体是晚中生代玄武质岩浆底侵于壳幔边界结晶-变质形成. Sr和Nd同位素特征显示麻粒岩母岩浆受到了陆壳物质混染, 它们的变化由AFC成岩模式控制. 微量元素和常量元素的变化主要受结晶分异控制. 捕虏体麻粒岩与研究区地表出露的晚中生代辉长岩和玄武岩的地球化学特征一致, 它们很可能是同一时期相同构造背景下岩浆活动的产物. 华南同时代花岗质岩浆的形成与这期强烈的基性岩浆活动有关. AFC模拟和现有资料显示, 华南下地壳主要由早中元古代变质岩和中生代底侵形成的基性麻粒岩构成.     

内蒙古东部古生代块体碰撞区的大地电磁测深研究——Ⅰ.观测与资料分析

内蒙古东部地区是古生代古亚洲洋闭合、中朝和西伯利亚块体碰撞区的中东段.本文分析了赤峰-东乌旗长约400km的剖面上12个点的大地电磁（MT）资料,介绍了数据处理方法,讨论了研究区的电性特征.研究区是一个二维性占主要成分的三维结构,受此影响,大多数点的视电阻率曲线含有明显的静态移动和畸变效应,对此采取了静态校正和畸变校正.校正后的视电阻率和相位及感应函数显示出:1.巴林右旗以南和西乌旗以北是两个相对的高阻值区,剖面中部的大兴安岭地区是相对的低阻值区;2.视电阻率曲线在周期大于1000s时普遍呈下降趋势,相应的相位则呈上升趋势,反映了该区上地幔高导层的存在;3.西拉木伦河北侧的早古生代蛇绿混杂岩带和锡林浩特杂岩带表现出横向上强的电性梯级变化.结合地质资料,初步认为上述两个电性梯级带是两个可能的地质分界线,分别对应中朝块体和西伯利亚块体早古生代和晚古生代的缝合带;4.东乌旗-西乌旗之间中地壳有一发育较好的高导层,观测中没有发现贺根山地区具有较深的“根”;5.赤峰-翁牛特旗之间电性存在较大差异,有可能表征了一个较大的断裂或地质界限.     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及成因

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及其成因对认识该区煤层气藏的形成和分布规律,煤层气资源评价具有重要意义.在系统总结该区煤层气组分和煤层气碳同位素的地域、时域和煤阶分布特征的基础上,结合煤储层演化过程,分析了甲烷碳同位素的变化规律.该区甲烷碳同位素分布范围宽,同位素组成总体偏轻,地域上由北往南呈现"变轻-加重-变轻"的趋势,针对性分析认为北部低煤阶次生生物气的生成,中部水动力活跃地区引起的水溶解分馏,南部构造演化过程中地层抬升造成的解吸分馏,以及局部岩浆运动引起的快速增温生烃分馏是造成该区甲烷碳同位素普遍偏轻的主要因素.     

煤层厚度变化时地震槽波理论频散曲线计算方法及频散特征分析

槽波地震勘探利用槽波的频散特性反演煤层的结构特征,故理论频散曲线的计算是一个重要方面.使用水平层状模型假设下的面波频散曲线计算方法能够计算煤层厚度恒定模型地震槽波频散曲线;但当煤层厚度变化时该方法不再适用.基于前人水平层状均匀介质模型的面波理论频散曲线计算方法,对于含煤三层模型,本文发展了煤层厚度变化情况下的地震槽波理论频散曲线计算方法,并使用该方法计算分析了不同厚度函数模型的频散曲线形态特征.研究表明：与稳定厚度煤层相比,煤层厚度变化使得地震槽波群速度成为与频率及传播射线在水平面投影路径相关的二元函数;射线路径上煤层厚度的变化使得频散曲线在群速度方向上压缩,群速度变化范围变小,且使处于最小值位置的埃里相群速度增大;而煤层厚度的线性变化模型频散曲线只与射线首、尾处的煤层厚度有关,与煤层厚度恒定模型相比,曲线形态不发生改变;煤层厚度呈非线性变化时,频散曲线形态上可能发生改变.     

内蒙古准格尔黑岱沟主采煤层的煤相演替特征

内蒙古准格尔黑岱沟6号主采煤层为一超大型煤-镓矿床,镓的主要载体为勃姆石.煤相的研究可为该镓矿床镓及其特殊载体勃姆石的富集提供成因信息.通过对该煤层煤岩学和矿物学的研究,发现准格尔黑岱沟6号主采煤层的显微组分明显富集惰质组,显微煤岩类型以微亮暗煤为主,显微组分的形态特征及其组合关系反映出该煤层的主采分层是干燥沉积条件下或潜水面高低交替变化使泥炭表面周期性干燥环境下形成的.该煤层中镓及其特殊载体勃姆石的最佳富集条件处于4个过渡带:(ⅰ)山麓沉积和下三角洲平原过渡带的上三角洲平原沉积;(ⅱ)微环境属于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽的过渡带,但偏向于干燥森林沼泽;(ⅲ)森林密度处于由大变小的过渡带;(ⅳ)在泥炭周期性堆积中,居于2个高位泥炭沼泽转折处的低位泥炭沼泽.     

内蒙古准格尔黑岱沟主采煤层的煤相演替特征

内蒙古准格尔黑岱沟6号主采煤层为一超大型煤-镓矿床,镓的主要载体为勃姆石.煤相的研究可为该镓矿床镓及其特殊载体勃姆石的富集提供成因信息.通过对该煤层煤岩学和矿物学的研究,发现准格尔黑岱沟6号主采煤层的显微组分明显富集惰质组,显微煤岩类型以微亮暗煤为主,显微组分的形态特征及其组合关系反映出该煤层的主采分层是干燥沉积条件下或潜水面高低交替变化使泥炭表面周期性干燥环境下形成的.该煤层中镓及其特殊载体勃姆石的最佳富集条件处于4个过渡带(i)山麓沉积和下三角洲平原过渡带的上三角洲平原沉积;(ii)微环境属于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽的过渡带,但偏向于干燥森林沼泽;(iii)森林密度处于由大变小的过渡带;(iv)在泥炭周期性堆积中,居于2个高位泥炭沼泽转折处的低位泥炭沼泽.     

神经网络在煤层瓦斯含量预测中的应用

随着我国煤炭资源开采深度增加,瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出等与瓦斯(煤层气)含量有关的安全事故日趋增多.煤的导电性是煤受到的应力大小、煤层瓦斯含量和煤中含水量等多因素的综合反映,由此借助电学方法来建立煤层瓦斯含量与煤导电特性之间的数学模型,进而达到预测煤层瓦斯含量的目的.通过采用自主研制的煤电阻率测试系统,对大佛寺井田低变质原生结构煤进行了应力大小、恒定压力下作用时间、煤含水量以及煤吸附甲烷量等多种因素对煤电阻率的影响的研究.结果表明：应力大小是影响煤电阻率变化的主要因素,同时煤层瓦斯含量对煤电阻率也有较大的影响,最后基于BP神经网络对煤层瓦斯含量进行反演,建立了煤层瓦斯含量的预测模型,其预测结果对未开采区煤层瓦斯含量的预测具有一定的参考意义.     

西藏扎布耶湖ZK91-2钻孔沉积特征与气候环境演化

扎布耶盐湖位于西藏高原腹地,1991年在其南部干盐滩中钻取了20m深湖相沉积,以5～10cm/个的密度进行高分辨率取样,详细探讨了沉积标志、矿物组合（尤其Mg、Ca、Li碳酸盐）、干旱与潮湿两种气候类型的元素组合等气候环境指标,推导了晚更新世以来该湖区湖面涨缩、水质咸谈及气温高低变化。     

构造煤及夹矸对煤层AVO正演模拟结果影响分析

为研究煤层中夹矸、构造煤对煤层AVO特征的影响,本文建立了4类典型模型并以岩石物理实验数据为依据确定了模型参数,基于反射系数谱理论计算了模型PP波、PS波的反射系数和相位,分析了煤层中夹矸和构造煤对煤层AVO特征的影响.模拟结果表明:夹矸层在煤层中所处空间位置和分层情况对煤层反射系数没有影响,但随夹矸层厚度的增大,煤层PP波PS波反射系数和相位均发生变化;构造煤对煤层PP波、PS波反射系数和相位影响大于夹矸层,构造煤和夹矸层对煤层AVO结果的影响相反;对于即含有夹矸又含有构造煤的厚煤层,夹矸层和构造煤在煤层中所处空间位置对煤层反射系数没有影响;夹矸层与构造煤相对厚度变化会对构造煤AVO地震响应产生影响.煤层中夹矸会减弱构造煤响应识别,在进行构造煤反演时,应结合实际地质资料,排除夹矸影响,提高构造煤预测精度.     

多参数岩性地震反演在识别煤层顶板砂岩中的应用——以新景煤矿为例

山西国阳新能股份有限公司新景煤矿3煤层在掘进和回采过程中,频发煤与瓦斯突出事故,给煤矿安全生产带来隐患.通过多个采区的瓦斯地质调查,发现大部分区域的瓦斯突出与煤层的顶板岩性(砂岩)和煤层结构(煤层的冲刷变薄)密切相关,当3煤层被顶板砂岩冲刷变薄,即3煤层顶板砂岩的厚度增加时,极易发生瓦斯突出.本文对研究区的测井曲线进行特征分析,并对测井曲线进行融合处理,利用多参数岩性反演的方法获得的波阻抗数据体可以对3煤层顶板砂岩的分布特征进行详细研究.反演结果与实际情况吻合度较高,且在瓦斯突出点位置,煤层顶板的波阻抗值明显增大,并能够清晰地辨别砂岩的位置和空间形态,其研究成果对新景煤矿瓦斯预测和治理具有重要意义.     

新疆吐-哈、三塘湖盆地二叠纪玄武岩形成古构造环境恢复及区域构造背景示踪

吐-哈盆地和三塘湖盆地是上叠在古生代造山带褶皱基底之上的晚古生代-中新生代叠合改造型陆内沉积盆地. 其中发育的玄武岩的全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究揭示其形成时限在293~266 Ma, 为二叠纪. 玄武岩元素地球化学特征的对比分析表明, 三塘湖盆地玄武岩具有Nb, Ta强烈亏损, 高场强元素选择性富集的特点, 显示岩浆源区存在消减组分影响, 可能与古洋壳板片俯冲作用的影响有关, 具“滞后弧”火山岩的特征; 而吐-哈盆地Nb, Ta轻度亏损, Th/Ta较高, 应与陆内拉张带或者初始裂谷玄武岩相似. 据此并结合新疆北部区域的蛇绿岩和蛇绿混杂岩带形成时期及与造山期后伸展的区域岩浆活动研究综合分析, 推测吐-哈盆地、三塘湖盆地二叠纪的成盆构造背景可能与新疆北部地区晚古生代陆-陆碰撞造山之后发生的区域性伸展作用密切相关. 两盆地二叠纪玄武岩应属来自不同源区、但成盆动力学相似的造山期后伸展背景, 均应为陆内裂谷环境, 但三塘湖盆地火山岩源区明显受到过消减组分的交代, 显示先期应存在过板块俯冲消减作用.