煤储层纳米孔隙结构及其瓦斯扩散特征

研究煤复杂发育的孔隙结构对揭示煤层气体赋存机理及扩散运移规律有重要意义.为了研究煤的纳米孔隙结构,利用SEM、液氮吸附、小角X射线研究了不同煤阶煤的纳米孔隙在形式和分布上的非均匀性.实验煤样煤基质中的孔呈多峰分布,且孔径范围主要集中在2~10 nm.煤样低温液氮吸附实验测得煤样的吸附量为3.676 cm3/g,煤样的比表面积为1.416 m2/g.以最可几孔径作为研究对象,在实验压力范围内,吸附压力越大,最可几孔径变大的越多;瓦斯气体在纳米级孔隙结构中的扩散模式以过渡型扩散为主,微孔更发达的煤样中,扩散更接近Knudsen型扩散,中孔更发达的煤样中,扩散更接近Fick型扩散;Knudsen数与温度呈负相关关系,温度高于250 K后,Knudsen数趋于稳定,与压强呈正相关关系,压强越大,扩散越容易.      

四川省九龙县色脚沟火后泥石流成灾机理

火后泥石流是一种与林火密切相关的泥石流,以四川省九龙县三岩龙乡色脚沟火后泥石流为典型实例,采用现场调查、遥感解译、室内外实验等方法,系统开展了火后泥石流发育特点及形成机理研究。结果表明,灰烬层特别是表层岩土体经过林火烘烤后物理、水理、力学性质发生改变,构成了不同于常规泥石流的物源组成,火烧迹地土体渗透系数平均为4.31×10-5 m/s,而未火烧区土体渗透系数平均为7.52×10-5 m/s,两者渗透性不同,导致坡面径流存在差异而改变沟域内的汇水条件,降低泥石流启动降雨阈值,进而影响火烧迹地泥石流物源的起动机制,表明火后泥石流成灾具有与常规泥石流完全不同特点的发育特征和成灾机理。     

新疆和田地区大理岩型和田玉的形成及致色因素探讨

采集阿拉玛斯和田玉山料和喀拉喀什河(墨玉河)的和田玉样品,利用显微镜和背散射图像、电子探针等研究手段,结合以往全岩数据对和田玉的形成和致色因素进行了综合分析。研究发现,除透闪石以外,和田玉中还含有大量的绿帘石、透辉石、绿泥石、锆石、磷灰石、尖晶石、石榴石、重晶石、阳起石、闪锌矿、磁黄铁矿、石墨、方解石和氢氧化铁等多种副矿物; Cr、Ni含量(100×10-6)及Mg/(Mg+Fe2+)-Si投点显示这些样品均属于大理岩型软玉(和田玉)。全岩及其微区成分分析结果显示,从白玉(TFe_2O_3=0. 33%～1. 42%)、青白玉(TFe_2O_3=0. 43%～0. 96%)至青玉(TFe_2O_3=0. 77%～3. 97%),TFe_2O_3含量逐渐增加,而且所有样品的Cr和Ni含量都分别低于60×10-6和20×10-6,说明从白玉、青白玉至青玉,颜色的加深与透闪石中铁元素含量逐渐增加有关。墨玉的颜色主要与透闪石集合体中的石墨和Fe(OH)3等细脉大量出现有关。为深入研究和田玉的致色因素,同时采集了加拿大的碧玉样品进行对比,发现同样主要为透闪石组成的加拿大碧玉,除Fe外,还含有大量的Cr元素(1 400×10-6～5 100×10-6),碧玉的颜色鲜艳与透闪石C位中含有0. 01～0. 03 a. p. f. u.的Cr有关,而和田玉中Cr含量较低,在C位中几乎为0。通过野外观察和岩相学分析认为,含和田玉的镁质矽卡岩的形成经历了接触变质、接触交代变质和硫化物阶段,主要通过交代镁质大理岩、透辉石、绿帘石等矿物形成,而和田玉的主要形成机制是多期次的细粒透闪石交代粗粒透闪石。     

鄂尔多斯盆地南缘铜川地区油页岩元素地球化学特征及古湖泊水体环境

为研究鄂尔多斯盆地南缘铜川地区三叠系延长组油页岩形成时的古湖泊水体环境,对采自研究区内3条剖面上的样品进行了主量及微量元素分析。结果表明,该区油页岩含磷、铁较高,可能是湖盆周边火山灰喷发带来的营养物质所致。油页岩的Sr/Ba、V/(V+Ni)、Ni/Co、U/Th、Sr/Cu、Mn O、Fe O/Fe2O3均值分别为0.32、0.91、3.11、3.83、2.6、0.027、0.55,指示研究区油页岩发育于温暖湿润气候下的半深湖-深湖相淡水缺氧陆相湖泊。根据Mo明显富集和较高的Ba/Al值,以及根据有机碳和古生产力关系式计算得出的较高的古湖泊生产力值,均表明油页岩沉积时期古湖泊生产力较高。     

漠河盆地额木尔河群古植物群研究

首次对研究区额木尔河群的古植物群进行了系统分析与研究。古植物群的组成主要为蕨类植物与裸子植物,其中蕨类植物主要包括真蕨植物门与楔叶植物门,共计8属15种;裸子植物包括银杏植物门、苏铁植物门及松柏植物门,共计15属29种,并阐述了各植物门的主要组成特征。额木尔河群的植物化石组合具有以下特征:(1)Coniopteris的分异度和丰度均较高;(2)产有中侏罗世较为典型分子Coniopteris burejensis与Eboracia lobifolia;(3)Coniopteris、Cladophlebis、Eboracia的共同大量出现为本区古植物群的主要特征。上述特征表明,该古植物群应该划归到Coniopteris-Phoenicopsis植物群的晚期组合,其时代为中侏罗世。通过对研究区额木尔河群古植物群在纵向上的分布以及植物化石组合特征的综合分析,将Coniopteris-Phoenicopsis植物群晚期组合进一步划分为3个亚组合,即绣峰组中的Coniopteris-Nilssonia亚组合、二十二站组中的Coniopteris-Czekanowskia亚组合、漠河组—开库康组中的Coniopteris burejensis-Cladophlebis cf.asiatica亚组合。本研究不仅丰富了研究区生物地层资料,确定额木尔河群的地质时代,更重要的是解决了目前研究区天然气水合物勘探的基础地质问题。     

四川盆地五峰组—龙马溪组异常地层压力成因与广义泊松比预测方法:以长宁地区为例

将钻井实测四川盆地五峰组—龙马溪组地层压力与现今构造分区、青藏高原各块体的向东运动速度进行综合对比,发现五峰组—龙马溪组地层压力宏观压力背景可能受燕山运动以来多期构造运动的影响,超压区主要位于川东高陡构造带与川南低陡构造带的主体部位。燕山—喜山期,华蓥山断裂带东侧发生强烈挤压,形成长条形高陡背斜与开阔向斜相间分布。现今的青藏高原各块体向东运动也可能对五峰组—龙马溪组地层压力系数宏观分布产生一定的影响。钻井勘探证明,四川盆地五峰组—龙马溪组地层沉积后,地层中有机质先生成原油,在异常地温梯度作用下,裂解为天然气。所以,烃类裂解导致流体膨胀是五峰组—龙马溪组地层异常压力的第二个因素。同时,地层压力宏观背景下的局部地区地层压力异常可能是页岩气保存条件的反映。在对五峰组—龙马溪组地层压力异常成因分析的基础上,将地层压力异常抽象为水平作用力与垂向作用力,采用反映横向作用与垂向作用的地震泊松比参数作为地层压力预测的基础参数,从而建立起泊松比地层压力预测方法。实际资料预测与后期钻井验证证明,泊松比地层压力预测方法适合四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气地层压力预测,经多年试验与改进,该方法已在威远—长宁地区页岩气田勘探开发中得到广泛推广与应用,产生了巨大的经济效益与社会效益。到2019年,长宁页岩气田累计产量已达130亿方,广义泊松比地层压力预测方法是助推长宁页岩气田成为我国第一页岩气田的关键技术之一。     

"沉积岩系改造与能源矿产赋存"专辑序言

沉积岩系的形成与改造,必然产生多种化石能源(煤、油、气)和金属与非金属矿产的聚集与赋存.近些年来,我国在沉积盆地演化、沉积岩系三维时空分布、物源分析、有机质与成矿物质发育的沉积—成岩过程、非常规储层的物质组成和微纳米孔隙结构、有机—无机的相互作用、矿物的转化、富有机质页岩和煤岩等的固—液—气演化、盆地成矿机制以及沉积岩系层间滑脱与岩石流变等方面取得了重要进展.     

湘东北仁里矿区西侧X荧光异常特征及找矿意义

湖南湘东北幕阜山地区新发现了仁里超大型钽铌矿床,为寻找伟晶岩型稀有金属矿床提供了新的研究思路。研究表明湘东北地区是铌—钽—锂—铍稀有金属矿重要的成矿区域,项目在仁里矿区西侧找矿勘查区开展了遥感—地球物理—化探—X荧光—地气分析综合探测研究工作,以建立南方高植被覆盖区伟晶岩型稀有金属找矿高效、快速勘查技术方法体系。本次研究利用X荧光勘查技术,对工作区布设的3条共长3000 m的测线,共153个测点的土壤样品进行了分析,每个测点获得了Nb、Ta、Rb等重要成矿元素的含量。通过矿致X荧光异常特征的分析,确定了工作区内异常的性质,与已获得的勘查成果比较,符合程度较好,并且在一条测线上推测可能存在未探明的含铌钽矿伟晶岩脉,为后续的勘探工作提供线索。同时也表明了X荧光勘查方法具有良好的找矿效果,可以为找矿提供参考和指示作用。     

黔北地区牛蹄塘组页岩有机质富集及有机质孔隙发育机制研究

基于上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组典型钻孔剖面,通过对代表性样品TOC含量、矿物组成、主量元素、微量元素、孔隙特征等测试分析,对黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩有机质特征、沉积环境以及孔隙发育机制开展了系统研究,为黔北地区牛蹄塘组页岩气的勘探提供参考。黔北地区牛蹄塘组中、下段发育富有机质页岩,TOC含量平均值为2.53%,TOC含量大于2.0%的富有机质页岩累积厚度约80 m。对氧化-还原环境敏感参数U/Th、Mo/Al和U/Al的研究表明,富有机质页岩形成于强还原性的沉积环境。牛蹄塘组中段富含黏土矿物的中等TOC含量页岩段较底部贫黏土矿物的高TOC含量页岩段孔体积和孔比表面积更高,有机质孔发育更好,可能与剖面下段排烃效率较高有关。富含黏土矿物的中等TOC含量页岩黏土矿物粒间孔较为发育,为生烃期原油或者运移沥青提供了一定的储集空间,并在更高热演化条件下二次裂解成气产生有机质孔。牛蹄塘组中段中等TOC含量页岩段较底部的高TOC含量页岩段为更有利的页岩气富集层段。