北秦岭早古生代海相火山岩的实验-成分与构造开合

应用精选测试样品、多种测试结合、惰性元素核实、熔融结晶实验、分解构造环境、开合定量估算等方法，对北秦岭早古生代海相火山岩进行了火山地质学、实验岩石学、岩石地球化学及构造动力学等的综合研究，提出：（１）本区是一个中部断隆、南北断陷的裂谷造山系，火山岩以寒武－奥陶纪为主，属裂隙－多中心式的互夷－布里尼型喷发；（２）玄武岩实验研究，可给新鲜岩石液相线温度、晶出矿物、晶体形态、岩交演化与后期变化等提供重要     

上扬子石炭-二叠纪海相碳酸盐的锶同位素演化与全球海平面变化

地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数,全球海平面变化是其最主要的控制因素,上扬子地区石炭-二叠纪海相碳酸盐的锶同位素演化曲线与海平面变化曲线有着很好的一致性。锶同位素演化曲线说明:1)早石炭世是一个海水逐渐加深的全球海平面上升时期,锶同位素最小值所显示的最大海泛面的年龄为 34 2Ma,位于杜内阶和韦宪阶的界线上 ;2 )晚石炭世是一个全球海平面下降时期 ;3)整个二叠纪都是全球海平面上升时期,晚二叠世的海平面上升不仅幅度大,而且海水在短时间内迅速加深 ;4)晚二叠世具有古生代海相碳酸盐的锶同位素最小值,显示晚二叠世末的全球淹没事件,最大海泛面的年龄为 2 5 0Ma,正好在二叠 /三叠纪界线附近 ;5 )二叠 /三叠纪之交的全球生物绝灭事件可能与二叠世末的全球淹没事件有关。     

雪峰山西侧震旦纪-早古生代海相盆地演化与油气地质条件

对古地理格架的重新认识和台缘礁滩相的识别是油气勘探突破的关键环节之一。在前人研究的基础上。综合最新的调查研究成果,对雪峰山西侧震旦系-早古生代的重点层系开展了较大比例尺的古地理研究与编图。研究表明,中上扬子海相盆地经历了裂谷盆地（820-720Ma）、被动大陆边缘碎屑岩陆架建设与初始碳酸盐台地（720—540Ma）、被动大陆边缘统一碳酸盐台地的形成与发展（540-490Ma）、淹没台地与前陆盆地充填（490-420Ma）4个大的演化阶段。除第一阶段因热演化程度过高（R0〉3%）外,后3个阶段在雪峰山西侧地区都具有很好的油气地质条件：灯影期、清虚洞期和红花园期台边缘相带发育。陡山沱期、牛蹄塘期、五峰-龙马溪期发育区域性优质烃源岩,黔东世、武陵世和早志留世分别发育区域性厚层泥页岩、含膏岩系和沙泥岩封盖层。生储盖组合完整,油气地质条件优越。系列图件编制和重要认识的提出为深入开展雪峰山西侧地区有利勘探区块优选和评价提供了依据。     

陆相页岩岩石学研究方法——以鄂尔多斯盆地东南部下寺湾地区长7、长9段为例

为得出一套适合陆相页岩气储层岩石学研究方法,加快页岩气研究进展,解决页岩气测试技术、评价方法及参考标准的不统一性,采用野外岩心描述、薄片分析、扫描电镜分析及X-衍射相结合的测试手段,参考DB61/577-2013《页岩气井岩样分析测试方法》标准,对鄂尔多斯盆地东南部下寺湾地区长7、长9段页岩岩石学进行分析测试,测试结果表明,下寺湾地区长7、长9段页岩气储层岩性复杂,黏土矿物含量高,石英、碳酸盐等脆性矿物含量少,常规测试方法难以进行精细研究,为此,增加了对测试样品的预处理以及设备的选用,形成一套陆相岩石学研究体系:岩心描述法,薄片鉴定法,扫描电子显微镜与能谱结合法,X射线衍射分析法。     

基于压汞法与气体吸附法的页岩孔隙结构特征对比研究

针对中国海相与陆相页岩孔隙结构特征的差异性,选取威远与焦石坝海相页岩及瑶曲陆相页岩为代表,采用薄片分析、压汞及气体吸附试验方法,开展孔隙结构特征与控制性因素分析,提出了孔隙大小命名划分新标准,将 < 2 nm、2~100 nm、0.1~1μm、1~10μm、10~100μm、>100μm分别称为超微孔、微孔、小孔、中孔、大孔、毛细孔6类,其中2~100nm微孔范围,样品孔隙发育程度由高到低依次为2#、5#、1#、6#、4#,10~100μm大孔范围,孔隙发育程度由高到低依次为2#、1#、4#、6#、5#;提出了孔隙分布均匀系数h_u,经判定2#与5#样品与1#、4#、6#样品相比微纳米孔隙更发育,储气能力更强。采用DFT模型将N₂吸附与CO₂吸附结果及压汞实验结果统一起来,获得了纳米孔隙的连续分布规律。     

火山活动期断陷湖盆富有机质混积页岩形成条件:以松辽盆地南部梨树断陷沙河子组富有机质页岩为例

中国地质调查局实施部署的JLYY-1井在松辽盆地南部沙河子组钻遇51 m的富有机质混积页岩.经过取心观察和室内综合分析发现,这套51 m厚的页岩具有以下特征:第一,混积（来自盆内和盆外的硅质、钙质无机矿物物源以及不同类型的有机物源混合沉积）;第二,页岩中夹多套薄层凝灰岩或凝灰质泥/页岩;第三,页岩的纹层和页理极为发育,现场岩心浸水实验观察到大量气泡顺页理面涌出.基于JLYY-1井的元素测井资料,结合地球化学测试、扫描电镜成像、光学显微成像和Roqscan矿物成分成像测试结果,将其归纳为火山活动期断陷湖盆的富有机质混积页岩形成模式,并得出其形成条件如下:（1）多种有机物源的输入提高了页岩中有机质的丰度,也使Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型干酪根均有发育;（2）火山活动后期营养元素迁移造成藻类勃发;（3）干热气候条件下封闭咸水环境的碳酸盐岩化作用促进有机质生烃;（4）水体氧化分层形成了该段页岩的4类纹层:硅质、黏土质、钙质和黄铁矿纹层.      

北大巴山早古生代双模式火成岩套:以高滩辉绿岩和蒿坪粗面岩为例

北大巴山辉绿岩类和粗面岩属碱性系列。它们是加里东晚期形成的双模式火成岩套。两类岩石均以富集REE、Zr、Hf、Nb、Ta、Th、U、Rb、Sr、Ba等不相容元素,亏损Cr、Ni等相容元素为特征,具相近的(~(87)Sr/~(86)Sr)i初始比值(辉绿岩为0.705995,粗面岩为0.705096)。地质产状、岩石学、同位素、地球化学等资料表明,辉绿岩和粗面岩系由同源原生岩浆经液态不混溶作用生成的两个独立的派生岩浆——富钛富铁的镁铁质熔体和高硅富钾的硅铝质熔体,再经不同程度演化冷凝结晶而成。     

祁连山新元古代——早古生代火山作用与铁-铜多金属成矿

祁连山造山带新元古代—早古生代是板块构造演化与成矿的最重要时段,铁、铜多金属矿产资源丰富,成矿作用与新元古代—早古生代火山作用密切相关。根据矿床产出构造位置,将祁连山铁、铜多金属矿床分为4类:大陆裂谷型铁(铜)矿床、岛弧-岛弧裂谷型铜多金属矿床、陆缘裂谷型铜多金属矿床、扩张脊型铜矿床。镜铁山铁(铜)型矿床是新元古代大陆裂谷火山作用过程中热水沉积作用的产物;东沟铜矿为晚寒武世大洋扩张脊火山作用的产物;白银矿田铜多属矿床是奥陶纪与岛弧-岛弧裂谷火山作用的产物;石居里铜矿是晚奥陶纪弧后扩张脊有关火山作用的产物;红沟铜矿则是晚奥陶世陆缘裂谷火山作用的产物。     

下古生界海相页岩TOC测井预测模型优选及应用——以川南长宁地区为例

有机碳含量（TOC）是页岩气资源评价与预测选区的关键指标之一,测井预测是实现单井TOC连续识别的重要手段,本次研究拟揭示各类预测方法在下古生界海相页岩中的预测效果。本次以川南长宁地区龙一段黑色页岩为对象,尝试采用多类预测方法（ΔLogR法及其改进方法、多元线性回归法与神经网络法）与不同的研究尺度（全段或分层）建立TOC测井预测模型,并对不同方法的预测效果进行深入探讨。研究表明,各方法预测效果差异较大,适用性各不相同。整体而言,多元线性回归法与BP神经网络法在研究区的预测效果均优于ΔLogR法及其改进方法。笔者等研究提出多元线性回归法对研究区TOC高值段的预测效果更佳,而神经网络法对TOC低值段的预测精度更高。本次研究根据龙一段各亚段有机质分布特征与测井响应特征的差异,提出通过“精细分层与最优方法匹配”的方式,因地制宜地选择相应的方法进行TOC测井预测。针对龙一1a-c与龙一1d-龙一2,分别采用多元线性回归法与BP神经网络法进行分层精细建模,并获得了最佳的预测效果,不仅预测精度较高,而且相对误差较小,绝大部分样品相对误差不超过20%。     

陆相咸化湖盆页岩油甜点孔隙特征与成因——以准噶尔盆地芦草沟组为例

陆相咸化湖盆页岩油甜点孔隙特征与形成机制复杂,是陆相页岩油研究的关键科学问题。本文以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例,综合应用岩石薄片观测、X射线衍射、高压压汞、氮气吸附、扫描电镜、电子探针、碳-氧同位素分析和成岩反演等方法,对此进行了研究。结果表明,以芦草沟组为例的陆相咸化湖盆页岩油甜点段矿物组成以长英质碎屑矿物和碳酸盐类矿物为主,黏土矿物含量较低,成分成熟度低,属于湖相混积岩。甜点孔隙以微—纳米孔为主,类型丰富,半径大于1μm的孔隙主要为粒间溶蚀扩大孔与粒内溶孔,100 nm～1μm主要为晶间孔,小于100 nm主要为黏土级碎屑颗粒粒间孔。沉积微相是控制甜点孔隙发育的关键,特别是滩坝相和三角洲前缘亚相原生孔隙发育,且抗压实能力强,粒间孔保存较好;溶蚀作用是次生孔隙形成的主要原因,进一步改善了储层物性;含铁白云石胶结总体上降低了孔隙度,但也在一定程度上增强了储层刚性,有利于部分孔隙保存。陆相咸化湖盆页岩油甜点孔隙演化呈现快速压实减孔、酸性溶蚀增孔和含铁白云石胶结减孔“三段式”特征,相互之间的匹配关系是控制孔隙发育的关键。     

南方下古生界页岩中有机质赋存状态及其成因

页岩有机质特征是页岩气勘探开发研究的重要内容之一。同时制取页岩的抛光面和自然断面,借助场发射扫描电镜,观测南方多省（市）下古生界页岩有机质的电子图像特征及其赋存状态。从大量样品的观测结果中归纳得出,在抛光面上有机质的赋存状态有条带状、散块状、填隙状、互裹状;在自然断面上有交互状、薄膜状、条带状。这些赋存状态反映出有机质与矿物质的成因关系有同生、胶结和分异。研究结果从微米级-纳米级尺度上为页岩气理论研究和勘探开发提供深层次的直观信息。     

四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例

利用钻井、地震及样品实验数据资料,首先对焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩气的形成条件进行了评价,然后探讨了四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素。研究认为:焦石坝地区五峰组—龙马溪组泥页岩具有厚度大、有机质丰度高、类型好、热演化程度较高、储集物性以及含气性好、以及良好保存条件和可压性等特点;四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素是富有机质泥页岩的发育程度、保存条件、天然裂缝的发育和泥页岩的可压裂性等,因为富有机质泥页岩的发育为页岩气的生成和储集提供了丰富的物质基础,良好的保存条件是页岩气富集的关键,天然裂缝和可压裂性是高产的重要保证。     

页岩气储层孔隙类型及特征研究:以渝东南下古生界为例

通过薄片分析、扫描电镜及氩离子抛光技术,对渝东南下古生界含气页岩中的孔隙类型及特征进行了分类观察、描述,结合有机碳含量、X衍射、岩石物性、氮气吸附及甲烷等温吸附实验测试,分析了页岩气储层中各类孔隙的储气贡献,探讨这些孔隙对页岩中烃类运移的影响。研究认为,有机质孔隙、颗粒内孔、粒间孔隙及微裂隙是页岩气储层孔隙的4种类型,有机质表面的分散状孔隙多为nm级,石英碎屑可形成粒内或粒间孔隙,黄铁矿颗粒内部小晶体排列分布产生孔隙空间,黏土絮状沉淀形成片粒状结构孔隙,微裂隙普遍发育在页岩基质中,可达mm级。不同类型的孔隙能够为页岩气的赋存提供不同尺度的储集空间,页岩吸附含气量与表征孔隙特征的参数(TOC、BET比表面积、BJH总孔体积)具有显著的正相关关系。微裂隙与粒间孔隙对页岩中烃类的运移最有利。     

海相页岩储层矿物质孔隙的形貌-成因类型

在南方下古生界海相页岩矿物种类识别和成因判断的基础上,研究矿物质孔隙的成因类型及其对页岩储层物性的影响。以场发射扫描电镜微观形貌观测结果为主要依据,立足于页岩的矿物组成,综合考虑沉积、成岩、地质构造等因素,将南方下古生界海相页岩储层矿物质孔隙的形貌-成因类型划分为3大类：主要孔隙（顺层缝隙、泥粒孔、组分间隙、层间裂隙等）,镜下常见,数量多,对页岩储层有一定的影响;其他孔隙（晶间孔、溶蚀孔、气液包体孔、片间缝隙等）,镜下少见,局限性大,对页岩储层影响微弱;构造孔隙（构造裂隙、碎粒孔等）是地质构造活动的记录,对页岩储层具有双刃剑的作用。页岩岩性不同,主要孔隙类型不同,不同的孔隙在页岩储层中有不同的作用。     

川东-武陵构造带下古生界海相页岩构造变形特征及对页岩气保存的影响

川东-武陵构造带下古生界发育的两套海相页岩层系(下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组)不仅是区域内重要的滑脱层,也是页岩气勘探开发的重点层位。通过野外详细的构造解析及室内显微观察,从宏观露头—显微尺度分析了页岩的变形特征,认为页岩至少存在两期构造变形:早期顺层向北西或南东的逆冲和晚期的切层断层作用。页岩的变形强度随着与断裂带距离的变化而发生改变,远离断裂带的地区页岩变形主要表现为近直立的微裂隙,属脆性域;靠近断裂带,页岩的变形特征逐渐表现为脆-韧性过渡,开始发育糜棱化构造;在断裂带内部,页岩强烈面理化,发育大量的糜棱化构造,属韧性域。通过氩离子抛光和扫描电镜技术,分析了变形页岩内部的孔隙演化特征,认为随着变形作用从脆性—脆-韧性过渡—韧性的转变,页岩内部的孔隙类型不仅可以发生转换,而且页岩内部孔隙的大小、分布特征也随之改变。在此基础上,进一步讨论了中国南方复杂构造区下古生界页岩变形对页岩气保存的影响,认为顺层剪切滑脱作用会改变页岩内部的孔隙体系,有利于页岩气的富集;切层的伸展或走滑剪切作用不仅会破坏先前形成的油气圈闭,而且会导致油气沿着断裂带从高势区向低势区运移,进而造成油气散失。      

Investigation of gas content of organic-rich shale:A case study from Lower Permian shale in southern North China Basin,central China

Measuring gas content is an essential step in estimating the commerciality of gas reserves. In this study,eight shale core samples from the Mouye-1 well were measured using a homemade patented gas desorption apparatus to determine their gas contents. Due to the air contamination that is introduced into the desorption canister, a mathematical method was devised to correct the gas quantity and quality.Compared to the chemical compositions of desorbed gas, the chemical compositions of residual gas are somewhat different. In residual gas, carbon dioxide and nitrogen record a slight increase, and propane is first observed. This phenomenon may be related to the exposure time during the transportation of shale samples from the drilling site to the laboratory, as well as the differences in the mass, size and adsorptivity of different gas molecules. In addition to a series of conventional methods, including the USBM direct method and the Amoco Curve Fit(ACF) method, which were used here for lost gas content estimation, a Modified Curve Fit(MCF) method, based on the 'bidisperse' diffusion model, was established to estimate lost gas content. By fitting the ACF and MCF models to gas desorption data, we determined that the MCF method could reasonably describe the gas desorption data over the entire time period, whereas the ACF method failed. The failure of the ACF method to describe the gas desorption process may be related to its restrictive assumption of a single pore size within shale samples. In comparison to the indirect method, this study demonstrates that none of the three methods studied in this investigation(USBM, ACF and MCF) could individually estimate the lost gas contents of all shale samples and that the proportion of free gas relative to total gas has a significant effect on the estimation accuracy of the selected method. When the ratio of free gas to total gas is lower than 45%, the USBM method is the best for estimating the lost gas content, whereas when the ratio ranges from 45% to 75% or is more than 75%, the ACF and MCF methods, are the best options respectively.     

Analysis of geological effects on methane adsorption capacity of continental shale: a case study of the Jurassic shale in the Tarim Basin,northwestern China

The Jurassic shale is an important source rock for the found gas reservoirs in the Tarim Basin, northwestern China, but has never been researched for shale gas potential. The geological effects on methane adsorption capacity for the gas shale have been investigated in this paper through the geochemical, mineralogical and adsorption analyses on samples from wells and sections. The methane adsorption capacity ranges from 0.58 to 16.57 cm³/g, and the total organic carbon (TOC) content is between 0.5 and 13.5 wt%. The organic maturity measured by T_max is between 410 °C (immature) and 499 °C (overmature). The methane adsorption capacity of the Jurassic continental shale in the Tarim Basin is affected by many geological factors, including the TOC content, organic matter maturity, mineral composition, surface area and pore size distribution. The TOC content is the most significant factor with a positive effect on the adsorption capacity of the Jurassic shale, and the influence varies piecewise according to the TOC content. The TOC content contributes much more to the methane adsorption capacity of organic‐rich shale samples (TOC content > 0.7 wt%) than to the organic‐lean samples (TOC content < 0.7 wt%). The mineral composition is a secondary factor, and the abundance of clay content has a positive effect on the methane adsorption capacity despite its relatively weaker adsorption ability compared to TOC. The pore size distribution has different effects on surface area and pore volume. Mesopores and micropores provide the major surface area and are mainly derived from TOC and illite, which has a positive influence on the adsorption capacity. Mesopores and macropores offer the major pore volume and are mainly formed by illite, which is the major contributor for pore volume rather than surface area. In addition, the TOC and illite contents of the Jurassic shale in the Tarim Basin are closely related to the origin, maturity and diagenesis evolution of the shale: (1) both TOC and illite content variations are related to the different provenances and depositional environments of shale; (2) the decrease of TOC content with increasing maturity is also partly attributed to hydrocarbon generation; and (3) the increase of illite content with increasing maturity is due to illitization in the diagenesis of shale. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

渤海湾地区下古生界碳、氧同位素地球化学研究

渤海湾地区寒武系标准剖面（山东张夏剖面）海相碳酸盐岩氧同位素δ^180值分布区间为-10.6‰～-4.8‰，碳同位素的δ^13C值为-5.8‰～ 1.6‰；奥陶系标准剖面（河北唐山剖面）海相碳酸盐的δ^180值分布区间为-15.9‰～-6.0‰,δ^13值为-7.6‰～ 1.2‰。中国华北地区奥陶系未出现（或未保存有）中国塔里木区与华南地区、北美大陆及瑞士等中-上奥陶统海相碳酸盐中碳同位素组成正向偏移现象。这表明，中国华北地区奥陶系应缺失兰代洛阶以上地层。碳同位素组成在华北地区奥陶系各组生物石带更叠之间均有异常波动，稳定同位素地层曲线可以成为大区域地层划分与对比的重要标志之一。据华北地区、塔里木区与华南地区的对比研究，海相碳酸盐岩中碳同位素组成明显地正向波动，可成为地质时期烃源岩形成期的宏观地球化学指标。     

The Discovery of Retene in Precambrian and Lower Paleozoic Marine Formations

Microscopic and SEM observations of thin sections and kerogens and GC-MS analyses of aromatic fractions in sediment extracts and pyrolysis products of kerogens provide strong evidence suggesting that in the Lower Yangtze Valley area the Sinian and Lower Paleozoic carbonate formations of marine facies received no higher plant input,but there was produced abundant retene during diagenesis and abietic acid substances are still its precursors.     

东北地区晚古生代海相地层属于大陆边缘沉积的确定

东北地区晚古生代海相地层围绕佳—蒙地块呈环带状分布。岩屑长石砂岩等非稳定型沉积发育,岩性横向变化较大,岩相不稳定,火山岩发育等说明其属于活动型沉积。从佳—蒙地块的核心到边缘缝合带可见有古陆—类陆表海—陆棚海—深海的较为明显岩相带变化。从环带状分布、活动型沉积和构造岩相带有规律分布等方面确定东北地区晚古生代海相地层属于佳—蒙地块的大陆边缘沉积。