扬子地台东南缘下寒武统清虚洞组风暴沉积特征及其重要意义

在扬子地台东南缘,下寒武统龙王庙阶清虚洞组主要由浅水碳酸盐岩组成。在野外露头剖面实测和室内镜下薄片观察的基础上,大量风暴沉积被发现于不同剖面清虚洞组的不同层位中,同时大量风暴诱发形成的沉积构造被识别出来,包括侵蚀基底、粗粒滞留沉积、粒序层理、平行层理、丘状交错层理(少见并且值得怀疑)以及沙纹层理,组成了多种类型的风暴沉积序列。结合更靠扬子东南缘的深水剖面中重力流沉积的缺乏,可以推断早寒武世龙王庙期扬子地台的沉积模式为碳酸盐缓坡。结合风暴的形成机制以及清虚洞组风暴沉积的发育特征(尤其是粗粒滞留砾屑的定向排列和典型丘状交错层理的缺乏),可以推断研究区风暴沉积形成于强烈的冬季风暴作用,并且早寒武世龙王庙期华南的古地理位置应当位于中纬度地区,这一结论对一些著名的全球古地理重建方案提出了质疑。同时中纬度地区大规模发育蒸发岩和碳酸盐岩还佐证了寒武纪地球处于热室(Hothouse)时期。     

东北赋煤区煤中锗元素分布特征及富集控制因素

通过对大量煤田（矿区）勘查资料煤中锗含量化验数据的统计分析,以矿区（煤田）为统计单元,确认东北赋煤区主要矿区（煤田）煤中锗含量平均值为1~5 μg/g,均分布在中国煤锗含量平均值附近;即使在典型煤-锗矿床乌兰图嘎所在的胜利煤田和五牧场所在的伊敏煤田,统计煤中锗平均值分别为2.63 μg/g和3.30 μg/g,没有明显的升高,胜利、伊敏煤田其他井田,煤中锗含量平均值均与中国煤中锗含量平均值相差不大,煤中锗的富集表现为在小范围内聚集;煤中锗富集区域常可见热液矿物,结合前人对典型煤-锗矿床的研究,认为煤中锗主要由热液携带进入,热液侵入为煤中锗的富集提供了有利条件。本次工作在二连、海拉尔盆地新发现一批煤中锗异常点,由于煤中锗的富集通常范围较小,已有煤田勘查资料显示有未能控制到锗富集的范围,这些异常点很值得做进一步工作。      

宁武煤田北部构造特征及其控煤作用

为查明宁武煤田北部构造特征及其对石炭-二叠系的控煤作用,结合野外露头、钻孔岩性、三维地震等资料,分析了宁武煤田构造区带划分、地层结构、构造演化及应力场特征,明确了宁武煤田北部主力煤层的控煤构造。研究表明:晚古生代以来,宁武煤田主要经历了印支、燕山和喜马拉雅3期构造运动,其中燕山期构造最为复杂,具有幕式、挤压伸展交替演化,控制了煤田现今的构造格局;煤田边界主要受NE—近NS向逆冲断裂带控制,内部由平鲁向斜、朔县向斜和宁武向斜3个赋煤区构成。煤田内发育NE—NEE、近NS向和近EW向正断层,且具有叠加改造和差异性分布的特征,平面多呈斜交、平行分布,垂向多为垒堑、顺向和反向断阶构造样式,共同控制了不同井田的煤层赋存稳定区。      

阳泉矿区新景矿构造煤发育规律的数值模拟

预测构造煤发育区对矿井瓦斯突出预测具有重要意义。以阳泉矿区新景矿3号煤层为研究对象,根据其地质赋存条件,建立了相应的岩性不均衡力学模型,基于FLAC3D数值模拟软件,研究了顶板砂岩透镜体存在情况下3号煤层围岩应力分布规律。结果显示:砂岩透镜体的存在使得煤岩地层的应力、位移分布不均,在透镜体影响范围内呈现应力集中现象,致使该区域煤层发生塑性变形;岩性不均衡条件下3号煤层的构造煤发育,进而证实了新景矿3号煤层顶板砂岩对构造煤发育的控制作用。      

ScCO2-H2O作用下不同煤级煤化学结构变化的实验研究

超临界二氧化碳（ScCO₂）–H₂O–煤地球化学反应可造成煤物理结构和化学结构的改变,对煤层注CO₂增采甲烷的有效性尤为关键。为了探讨ScCO₂-H₂O-煤反应对不同变质程度煤化学结构的影响,选择3个不同煤化程度煤样,在自主研制的ScCO₂-H₂O-煤地球化学反应模拟实验装置中模拟1000m埋深条件下煤样与ScCO₂和去离子水反应240h,并对反应前后的煤样分别进行了X射线衍射和拉曼光谱实验,对比分析了反应前后煤样晶体结构和碳有序度的变化特征。测试结果表明:ScCO₂-H₂O反应破坏了煤的晶体完整性和碳有序度,改变了煤的大分子结构,且对低阶煤和中–高阶煤具有不同的影响,反应提高了低阶煤的平行定向程度,使其结构更加紧凑,减小了面网间距,而使中–高阶煤中无序单元增加,面网间距增大。该研究结果为CO₂-ECBM项目实施中ScCO₂-H₂O作用对煤储层吸附解吸特征和孔渗特征影响的研究奠定了微观尺度基础。      

基于BOTDR技术的深埋岩溶土洞监测分析

岩溶洞穴发育成地表塌陷影响因素复杂。为了获得岩溶土洞监测标识区域的应力特征,在太沙基松动土压力理论基础上,对岩溶土洞发育历程中松动区竖向土压力进行了分析。松动区的空间位置由洞穴特征及其上方岩土介质的物理、力学性质决定;平面应变和非平面应变条件下,松动区竖向土压力的分布特征差异明显。根据岩溶土洞上方松动区竖向土压力的分布特征,结合BOTDR技术优点,提出应用BOTDR技术监测岩溶土洞的发育,针对光纤监测系统设计中光纤布线型式进行了分析。岩溶土洞应力场变化特征的定量研究对光纤传感技术应用于岩溶土洞监测设计提供理论依据和指导。      

黔西南水银洞爆破角砾岩筒与金元素超常富集

水银洞金矿床曾被认为是滇黔桂地区最有代表性的微细浸染型金矿(卡林型金矿),然而矿床的金品位明显高于一般意义上的卡林型金矿床,且金矿体与气液爆破角砾岩关系密切.气液爆破角砾岩呈垂直筒状产状,两侧断裂矿化带呈向上扩张的"喇叭口"状成矿空间,富金矿体紧密围绕角砾岩筒分布.根据野外和显微镜观察,角砾岩块成分复杂与显著磨圆.气液角砾岩筒的角砾岩显著富集金、稀土、亲地幔过渡元素Ti、Cr、Ni、Co、V等,以及Zr、Hf等,明显地区别于围岩,反映出深源流体快速上升的气液爆破角砾岩的特征,角砾岩筒实际上具备含金成矿流体的上涌通道的功能.岩筒中早期角砾岩的角砾含Au达18×10–6,属于深部金矿体的爆破碎块,显示出水银洞金矿床可观的深部找矿勘探前景.     

黄河北煤田10号煤煤层气储层物性及特征研究

煤层气是一种备受国家重视和开发利用的非常规清洁能源,煤层气储层物性的研究对煤层气资源的评价与开发具有重要意义。以黄河北煤田煤层气开发资料为基础,结合区域地质特征,应用煤层气地质理论对煤田内10号煤煤层气储层物性特征进行了研究。研究发现:10号煤层宏观煤岩类型以半亮煤为主,煤中有机显微组分以镜质组为主,无机显微组分以黏土为主;煤的变质程度比较高,整体进入成熟阶段;10号煤层储层孔裂隙发育、渗透率较低;10煤层对甲烷的吸附能力较强;10号煤层储层压力为2.16~4.20MPa,压力梯度为0.418~0.797MPa/100m,为低压储层至常压储层;黄河北煤田呈单斜构造,10号煤层埋藏深度较深,含水性较好,有利于煤层气保存。     

沁水煤田15号煤中氟的赋存状态及其沉积环境分析

氟是煤中有害元素之一,燃煤型氟排放造成的污染已经对人类的健康安全构成威胁。研究煤中氟赋存状态及其沉积环境,对掌握高氟煤分布规律及控制燃煤造成的氟排放具有重要意义。通过对沁水煤田内6座煤矿15号煤样品的分析发现:煤中氟含量与灰分显著相关,与黄铁矿硫、有机硫无相关关系,表明煤中氟主要以无机物形式赋存,且与含硫矿物无关;与钾、镁、硅、铝等元素含量具有显著的相关关系,表明氟有可能的主要赋存形式为金云母、氟金云母等矿物,以及以吸附存在于高岭石、勃姆石、伊蒙混层等黏土矿物中;与钙、磷元素含量无显著相关性,表明氟不以氟磷灰石、含氟羟基磷灰石等矿物大量赋存。此外,通过对沁水煤田15号煤的沉积环境分析发现,弱还原环境、较低盐度、偏酸性、较强的水动力条件有利于该区域煤中氟的富集。     

Quantitative characterization of different coal rank reservoirs permeability based on NMR and X-CT technology

With the increasing development of coalbed methane (CBM) field, the quantitative characterization and evaluation of coal reservoir physical properties is becoming more and more important to CBM scale development. In order to solve the limitations of conventional methods for testing coal reservoir physical properties, the authors used the high-tech technologies such as nuclear magnetic resonance technology and CT scanning technology to effectively solve the problems of in-situ and integrity of rock samples and acquire the porosity and permeability. Nuclear magnetic resonance and CT scanning experiments of coal samples were carried out to rapidly obtain the pore type, pore size distribution and connectivity, effective porosity, spatial distribution of pore fissures and other refined coal reservoir physical parameters, based on the samples of middle and low rank coal in Shenfu block and high rank coal in Shizhuangnan block. So a set of quantitative characterization analysis technology that can be applied to coal reservoirs with different coal rank was formed.