中国煤层气成藏作用研究进展与述评

中国以成藏作用为核心的煤层气基础地质研究近些年取得显著进展。本源菌条件下褐煤生物气模拟、矿物/元素催 化生气作用、无烟煤层重烃极度异常原因、煤层次生生物气等的研究成果,深化了对煤层气多元化成因的学术认识。在更 为广泛的盆地和更加深入的层次上探讨了煤层气成藏作用的宏观地质过程及其控制因素,经典煤层气成藏作用理论得到发 展。提出了原创性的煤层气成藏效应研究思路,从地层能量角度探讨了煤层气成藏作用的实质,提出了某些新的学术观 点,初步探讨了深部煤层气成藏作用的特殊性。我国煤层气地质条件复杂多变,诸多基础地质问题尚待解决,近期探讨的 重点在于宏观动力学方面的地应力场效应和深度效应,以及微观动力条件方面的煤级效应和粒度效应,涉及到深部、构造 煤、低煤级煤等资源量巨大的煤层气成藏领域。同时,含煤地层非常规气（煤系气）的共生成藏关系以及共采中的基础地 质问题,也将是今后的一个重点研究方向。     

江西富家坞矿床铜钼矿石中铼元素的赋存状态及其回收影响因素分析

查明铼在矿石矿物中的赋存状态是对铼进行综合回收的前提。以往研究缺乏针对德兴富家坞矿床铜钼矿石中铼的赋存状态研究。对此,本文通过化学分析、岩矿鉴定、电子探针分析、筛析试验和平衡配分等方法和手段,对富家坞矿床中蚀变花岗闪长斑岩型和千枚岩型铜钼矿石进行了系统的工艺矿物学研究,查明了矿石中铼的赋存状态及影响其回收利用的因素。研究未发现独立铼矿物,铼分散分布于辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿和锆石等矿物中,含量范围为0.001%~0.267%。辉钼矿为铼的富集和回收的目标矿物,其铼含量高达684×10~(-6),且铼在不同粒级中与钼的品位变化具趋同性。对两类铜钼矿石的铼进行综合回收时需考虑辉钼矿含量及脉石矿物种类的差异性,分类利用矿石;同时,对矿石进行破碎细磨时,应避免矿石过粉碎问题,以提高+0.023 mm粒段中铼的综合回收率。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟地区铀矿物赋存形式研究及其地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地东北部的伊陕单斜构造区,该区含矿主岩为中侏罗统直罗组下段下亚段。本文通过电子探针、能谱及背散射分析等方法,详细研究了该区目的层砂岩的铀矿物类型及其赋存形式,并对其矿物组合特征及期次等进行了探讨。结果表明纳岭沟地区铀矿物主要为铀石,还有少量的含钛含铀矿物、沥青铀矿、铀钍石等。铀矿物与黄铁矿、蚀变钛铁矿、锐钛矿/白钛石、粘土矿物等密切共生,呈毛刺状或微细柱状产于矿物边缘,或呈粒状产于黑云母解理缝中,另外也见产于碎屑颗粒中。结合电子探针及背散射分析,对蚀变黑云母解理缝中黄铁矿及铀石成因、以及蚀变钛铁矿与铀特殊关系进行了初步探讨。另外该区存在高Y和低Y元素两种铀石类型,沥青铀矿可能为原铀矿物蚀变残留,结合矿物蚀变期次,初步认为该区含铀砂岩至少遭受两期不同成矿流体作用,多源流体耦合成矿可能是砂岩型铀成矿的重要机制之一。     

地电化学在隐伏铜镍矿勘查中的应用及异常形成机理探讨

本文从元素迁移角度探讨地电化学异常形成机理。在野外工作的基础上,结合前人成果,通过在金川二矿区采集的地电化学数据结果,以及该地区的相关资料进行综合研究分析,有如下推测:(1)该类地区地电采集的成矿元素的迁移受多个营力多阶段作用,主要由电化学迁移、地气迁移与水动力迁移所主导;(2)电化学迁移的模式会对最终地电数据曲线的形态有所影响,影响的根本因素主要在于矿体形成的电场回路的形态;(3)地电提取的物质是矿体析出并迁移至地表周围所赋存的元素,这些元素在地表呈活动态离子、络合物或超微细颗粒被粘土矿物所吸附。     

铜陵大团山铜(钼)矿床辉钼矿赋存状态及成因意义

大团山层状铜矿床中伴生有不同规模的钼矿体。钼矿主矿体赋存于角岩夹矽卡岩和黑色含钼碳质页岩中。矿石手标本中,矿石矿物的颗粒非常细小,难以靠肉眼或矿相显微镜进行鉴别。通过电子探针面扫描,发现钼主要以微小的鳞片状辉钼矿的形式,分布于穿插切割矽卡岩或碳质页岩的石英-方解石脉中。这类石英-方解石脉形成晚于矽卡岩或碳质页岩,通常与岩浆热液活动有关,故推断钼矿化主要与岩浆热液作用有关,辉钼矿Re-Os年龄代表着岩浆热液成矿作用的时代。     

煤层气解吸的温度效应

为了探索温度对煤层气解吸效果的影响,通过对沁水南部寺河煤矿3号煤的吸附/解吸实验,经过数学分析,获得该煤层气吸附/解吸的数学式与等量吸附热表达式。分析认为:随着储层温度升高,饱和吸附量减小;解吸过程滞后于吸附作用的原因主要是非物理吸附常数 c值作用,随着储层温度增高,c值增大;降压解吸伴随吸热(温降),同时阻碍了持续解吸过程。通过提高储层温度来促进解吸过程,在理论上可行,工程中应该受到重视。      

淮北煤田卧龙煤矿岩浆侵入煤层的构造控制

岩浆侵入对煤矿生产影响极大,淮北煤田卧龙煤矿是受岩浆侵入较严重的矿井之一,其地质构造是控制岩浆侵入和岩浆岩展布的重要因素。基于对岩浆侵入前的地质构造和构造应力场的深入研究,通过从区域构造到井下小构造逐级分析其对岩浆侵入的控制,阐明了研究区构造控制下的岩浆侵入规律。结果表明,NNE向的F7和F5断层控制了岩浆的侵入方向,并与和其交汇的      

混合气体驱替煤层气技术的可行性研究

气体驱替煤层气技术是近年来发展起来的具有温室气体减排和提高煤层气采收率双赢效果的新兴技术,相关研究受到世界主要发达国家的广泛重视。对于温室气体减排的压力,发达国家的研究主要着眼于该技术在高渗透、不可采煤层中的应用,注入气体主要为CO2,目的是尽可能多地封存CO2,同时提高煤层气采收率。目前,国内在这方面的研究刚刚起步。国内煤层具有渗透率普遍较低、不开采煤层与要开采煤层难以界定的特点,注CO2气体驱替煤层气在这种煤层中的可行性值得商榷。针对国内煤层特点和煤矿瓦斯抽采率低的现状,建议采用富N2混合气体驱替煤层气技术,以提高煤层气产采收率。通过理论分析、数值模拟和现场试验研究分析了实施混合气体驱替煤层气技术的可行性。研究结果表明,混合气体驱替煤层气技术适用于国内低渗透、可开采煤层,可以提高煤层气采收率和单产量。     

鄂尔多斯盆地西部侏罗系煤储层特征及有利区预测

在系统采集样品的基础上,通过对煤样的煤质、煤岩显微组分、煤相、煤岩显微裂隙分析及孔隙度和压汞孔隙结构测试,研究了鄂尔多斯盆地西部的煤层气储层物性特征,并采用多层次模糊数学评价方法,预测了煤层气资源分布的有利区。结果表明,该区侏罗系煤储层具有较强的生气潜力和储气能力,孔隙系统具双峰分布特点,以微孔-小孔和大孔为主,其中二道岭-汝箕沟地区具备"小而肥"的资源优势,是该区煤层气勘探开发的最有利目标区。      

中高煤阶煤层气富集高产区形成模式与地质评价方法

煤层气富集高产区富集机理和地质评价方法对煤层气勘探选区至关重要,以往的研究主要集中在资源富集区形成机理和预测方面,但煤层气勘探开发实践表明资源富集区并不一定是高产区,如何在煤层气资源富集区中寻找高产区即煤层气富集高产区是国内外煤层气勘探面临的难题。通过国内外典型煤层气富集高产区的剖析,结合我国中高煤阶富集区地质特点,以沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘和两淮矿区为研究对象,采用地质统计、实验验证和生产数据分析相结合的研究方法,揭示了基于含气量渗透率耦合控制的煤层气富集高产区形成机理,提出了3种中高煤阶煤层气富集高产区形成模式;围绕煤层含气量和渗透率两个核心要素,利用层次分析法和主成分分析法确定了包含7大地质参数的评价指标体系,建立了基于产能分析的煤层气富集高产区方法体系。这些认识对我国中高煤阶煤层气区带、区块、目标的优选具有重要的指导作用。