基于压汞分形的高变质石煤孔渗特征分析

研究石煤（腐泥煤）的孔渗特征,对于深入了解页岩气的吸附/解吸特征具有重要意义。基于分形几何原理,推导出煤岩不同类型孔隙和毛细管压力曲线的分形几何模型,并将孔隙分形维数分为渗透分维数和扩散分维数分别计算。根据压汞实验数据分析,利用双对数图计算了安康地区石煤孔隙结构的分形维数。研究结果表明：石煤渗透分维数D_s介于2.524~2.917,其与挥发分产率、水分含量、灰分产率和迂曲度呈正相关关系,与变质程度及平均孔径呈负相关关系;扩散分维数D_k介于2.488~2.931,其与变质程度、挥发分产率、水分含量和平均孔径呈正相关关系,与灰分产率和迂曲度呈负相关关系;在物性方面,渗透分维数随孔隙度增大而减小,渗透性的分形表征与扩散分维数呈负相关关系,这说明渗透孔越不均一,煤岩孔隙度就越大,而扩散孔的均一化程度可以为评价石煤储层物性提供重要依据。     

胶东金青顶金矿钾长石化岩相学特征及形成温度的估算

金青顶金矿是胶东东部一个特大型石英脉型金矿床,其探测深度已达约1 340 m,含矿石英脉的围岩主要为黑云二长花岗岩。文中对蚀变围岩中钾长石、斜长石和石英等主要矿物的结构与形态特征进行了详细观察及成因分析,发现热液成因钾长石大量存在于近矿围岩中,且深部钾长石化强度和范围都有加大的趋势,并大量出现由正长石和石英组成的团块状似伟晶岩。关于热液钾长石的形成温度,目前尚无可靠的测试数据。文中运用二长石温度计对蚀变岩中条纹长石平衡温度进行了估算,获得似伟晶岩中条纹长石平衡温度为433~482 ℃,而钾长石化叠加弱黄铁矿化花岗岩中条纹长石平衡温度为362~419 ℃。从似伟晶岩到钾长石化花岗岩、钾长石化叠加黄铁绢英岩化花岗岩中条纹长石平衡温度的渐次降低,反映了成矿流体与围岩反应逐渐弱化的特征。     

湘西北下古生界海相页岩储层特征与含气性分析

基于野外地质和钻井资料,结合相关实验测试结果,对湘西北地区下古生界海相页岩储层特征进行了深入研究,并探讨了页岩甲烷含气性及影响因素。结果表明：牛蹄塘组黑色页岩以深水陆棚斜坡相沉积为主,厚度范围为50~250 m;龙马溪组为闭塞海湾沉积,底部黑色页岩发育。两组页岩有机质类型均属于Ⅰ型,有机碳含量平均为3.57%和1.16%,热演化程度较高,平均达2.61%和2.08%。受沉积环境和成岩作用影响,两组页岩均具有高石英、低黏土、少量碳酸盐矿物的组成特征。页岩储集空间可划分为3大类：矿物基质孔、有机质孔、微裂缝。受有机质和黏土矿物等因素影响,页岩内部孔隙结构参数各不同,但主体上孔径小于50 nm的微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积,为气体存储主要场所。牛蹄塘组页岩甲烷最大吸附量平均为1.98 cm3/g;龙马溪组页岩甲烷最大吸附量较低,为1.16 cm3/g。其中有机质与黏土矿物对页岩甲烷吸附量均有一定的贡献,而过高的成熟度和含水量可导致页岩吸附能力下降。     

湘东北冷家溪群沉积岩地球化学特征及其构造意义

冷家溪群是江南造山带湖南段的最早物质纪录，其沉积构造背景及相关的钦杭结合带位置尚存争议。在野外地质调查基础上，对湘东北金井地区冷家溪群早期-中期相对新鲜砂岩采样进行系统的主量元素和微量元素含量分析，进而按时代先后对砂岩分组并进行地球化学研究，以此探讨沉积期盆地性质及大地构造格局。金井地区冷家溪群砂岩的主量元素组成变化较大，SiO₂质量分数总体较低、Al₂O₃质量分数和Al₂O₃/SiO₂比值较高、K₂O/Na₂O比值高且变化大。轻稀土富集、重稀土平坦、铕负异常明显等特征暨球粒陨石标准化曲线形态与典型的后太古宙页岩和上陆壳相似。主量元素地球化学特征反映沉积环境为弧后盆地，且早期易家桥组和潘家冲组的成熟度较高，主要来源于北邻构造相对稳定的扬子陆块南缘；中期雷神庙组-黄浒洞组的成熟度较低，可能更多来源于南邻构造相对活动的大陆岛弧。各组地层构造环境微量元素判别图解均显示为大陆岛弧环境，但从微量元素特征对母岩的继承性分析，仍反映出弧后盆地环境；有关微量元素参数的相对大小指示早期沉积环境为活动陆缘、中期沉积环境为大陆岛弧，与主量元素特征反映的信息一致。根据上述地球化学证据，提出冷家溪期构造格局与演化过程:早期受古华南洋板块向北西高角度俯冲影响，弧后软流圈上涌导致岩石圈伸展而形成宽阔的弧后盆地，金井地区处于盆地北部而主要接受北邻扬子陆块来源沉积；中期古华南洋板块俯冲角度变缓并推动大陆岛弧向北西运移，弧后盆地收缩，金井地区因构造迁移而主要接受南邻大陆岛弧来源沉积。结合区域资料，认为弧后盆地南邻大陆岛弧大体在安仁-双牌一线。      

湖南省主要内生成矿事件的构造格局控矿特征及动力机制

湖南省内生矿产资源丰富,内生成矿事件主要有加里东期(以志留纪为主)、印支晚期(晚三叠世)、燕山中晚期(晚侏罗世-早白垩世)等3期。以区域矿产资料为基础,结合大地构造、成岩成矿年龄、矿床成因机制等研究成果,对上述3期内生成矿事件的构造格局控矿特征和动力机制进行探讨。①受加里东运动自东南向西北扩展以及深部岩石圈结构差异控制,加里东期湖南省自东南往西北分为成矿特征有别的3个构造带。湘中-湘东南构造岩浆带(Ⅰ)发生后碰撞花岗质岩浆活动,于局部产生与岩浆活动相关的W、萤石等成矿作用;雪峰构造带(Ⅱ)东部的雪峰冲断带(Ⅱ1)形成了以构造活化成因为主的金矿和锑金矿;雪峰构造带(Ⅱ)西部的武陵低缓褶皱带(Ⅱ2)及湘西北构造抬升带(Ⅲ)内形成了与寒武纪同沉积断裂活动、加里东运动后的伸展活动以及相应的热液活动有关的汞铅锌矿。②印支晚期受深部岩石圈结构差异控制,湖南省自东南至西北分为3个构造带:湘中-湘东南构造岩浆带(Ⅰ)因后碰撞减压熔融而发生大规模花岗质岩浆活动,从而于其东南部形成钨锡铅锌多金属矿床,西北部形成锑金钨多金属矿床;雪峰构造带(Ⅱ)可能无内生热液成矿作用;湘西北褶皱带(Ⅲ)发育小型脉型铅锌矿。③燕山中晚期,湖南省自东南往西北分为3个构造带:湘中-湘东构造岩浆带(Ⅰ)受岩石圈拆沉、软流圈上隆、陆内碰撞后期增温减压、俯冲板块崩塌等深部构造作用控制而发生大规模花岗质岩浆活动,形成了大量的有色金属矿床和金矿床;雪峰西部构造带(Ⅱ)成矿作用弱,局部存在Au、Hg成矿作用;湘西北褶皱带(Ⅲ)发育少量低温热液充填型萤石矿和砷矿。     

雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化研究新进展

雪峰造山带位于江南造山带西南段,呈自南往北由NNE→NE→EW向的弧形展布.笔者近几年来在区域地质调查和有关基础地质研究项目实施过程中,针对雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化方面存在的若干地质问题进行了调查研究,取得以下主要新的认识或进展.(1)于雪峰造山带中段东部地区发现新的变形类型即大型膝褶带;造山带南段-中段在加里东期和早中生代均在NW-NWW向挤压下发生过显著的构造变形和隆升;溆浦-靖州断裂东、西两侧分别为区域雪峰推覆构造的根带和中带,变形强度以该断裂为界东强西弱;南段-中段东部在加里东运动和早中生代构造运动中均具有背冲构造样式,但早中生代背冲构造的中轴相对加里东期向西迁移20~25km以上.雪峰造山带北段西部也具背冲构造样式,加里东期逆冲推覆强度和隆升幅度明显大于南段-中段,暗示加里东运动区域挤压应力方向为SN向.(2)前人于沅麻盆地东部及东侧外围地区厘定的多个“飞来峰”实为与逆冲断裂和正断裂有关的断夹块.(3)沅麻盆地中新生代经历了中三叠世晚期印支运动中区域NW-NWW向挤压、晚三叠世-早侏罗世区域SN向挤压、中侏罗世晚期早燕山运动中NWW-近EW向挤压、早白垩世区域NW-SE向伸展、晚白垩世SN向伸展、古近纪中晚期NE向挤压以及古近纪末-新近纪初NW向挤压等7期构造事件,其中多数事件在靖州盆地断裂与节理变形中同样得到反映.(4)详细的构造解析确证湘东南印支运动挤压应力方向为NWW向、构造线走向为NNE向,否定了近年来部分研究者提出的该地区SN向挤压观点.(5)湘中盆地西部构造变形的运动学特征为自北西向南东逆冲,而不是前人所认为的自南东向北西逆冲;盆地西部向SE逆冲主要与雪峰造山带东缘向SE逆冲以及城步-新化岩石圈断裂向西俯冲有关.(6)雪峰造山带以西、齐岳山断裂以东褶皱带内的桑植-石门复向斜具“复杂褶皱”样式,沿河地区褶皱为典型隔槽式褶皱;提出褶皱变形主要受区域水平挤压作用下原地基底和盖层的收缩及其导生的滑脱和逆冲控制,这一新的模型可以较好地解释前人雪峰西推模型难以解释的几个重要地质事实.(7)新元古代中期雪峰造山带经历了880~820Ma的岛弧岩浆作用、820~810Ma的弧-陆碰撞、810~800Ma的后碰撞以及800~630Ma的裂谷盆地等4阶段演化过程,其中裂谷盆地早期板溪期和晚期南华冰期的界线年龄为720Ma,而不是一般认为的780Ma或760Ma.(8)钦杭结合带对应于武陵期古华南洋,湖南境内该带与扬子陆块的分界可能沿浏阳南桥-新化-隆回-城步一线(浏阳-城步汇聚带),与华夏陆块分界可能沿川口-常宁-双牌一线(川口-双牌汇聚带).(9)雪峰造山带及其东侧加里东期花岗岩为后碰撞S型花岗岩,可分为早志留世(约430~445Ma)和志留纪末-泥盆纪初(410Ma左右)两期,分别与奥陶纪末-志留纪初的北流运动和志留纪后期的广西运动有关;城步-新化断裂以东经历了北流运动和广西运动两期变形及早、晚两期花岗质岩浆活动,断裂以西仅经历广西运动变形及晚期花岗质岩浆活动;城步-新化断裂以东志留系的缺失为沉积缺失.(10)印支期花岗岩主体为晚三叠世后碰撞S型花岗岩,与中三叠世后期印支运动陆内强挤压变形有关,表明印支运动强度不大的观点难以成立.(11)湘东南晚三叠-早侏罗世盆地不是前人所认为的挤压类前陆盆地,而是区域SN向挤压下先期(印支运动)NNE向断裂产生EW方向伸展形成的拉张盆地;晚三叠世-中侏罗世靖州盆地是挤压类前陆盆地,而不是前人所认为的走滑拉分盆地.     

湘中及湘东南地区上二叠统龙潭组页岩气勘探前景

湘中及湘东南坳陷具有良好的油气成藏地质条件,区内二叠纪龙潭组以滨岸泻湖-沼泽相沉积为主。通过野外采样分析和资料收集,对龙潭组泥页岩区域展布特征、地球化学选区、储集性能等方面进行了研究。研究表明,龙潭组含气页岩有机碳质量分数高[w(TOC)]为0.36%～14.56%,平均为4.48%),热演化程度高(Ro为2.12%～3.52%,平均为2.59%),干酪根类型以Ⅱ型为主,生气潜力大,脆性矿物质量分数高(29%～86%),属低孔低渗类型,且微孔隙发育。页岩埋深适中(400～1 800 m),沉积厚度以几十米至千米不等。研究结果揭示了本地区龙潭组页岩气较好的前景,特别是各凹陷盆地沉积中心最优。基于综合对比研究划分出3个有利区:涟源有利区(Ⅰ)、邵阳-隆回有利区(Ⅱ)和永兴-耒阳有利区(Ⅲ),其中以Ⅰ、Ⅲ有利区条件较好,可以为进一步的页岩气勘探开发提供依据。      

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系风化壳岩溶特征及储层分析

风化壳岩溶是鄂尔多斯盆地奥陶系古岩溶演化经历的主要阶段.通过对盆地中东部的钻井岩心、薄片观察及测井资料进行分析,结合水动力特征的差异,以SH15井为例对风化壳岩溶带进行了划分,在垂向上自上而下分为垂直渗滤带、水平潜流带和深部缓流带,分析了古风化壳岩溶作用,总结了风化壳岩溶的发育模式.并结合岩相古地理、古地貌等特征,分析...     

柴达木盆地西部新近纪岩相古地理研究

通过对研究区新近系露头及钻井剖面的岩性、结构构造、古生物的综合分析,将柴西地区新近系沉积相划分为5种相和亚相:扇三角洲、河流-泛滥平原、滨湖、浅湖、半深湖。沉积相的空间展布大体以茫崖和大风山为沉积中心,到盆地边缘依次发育半深湖相、浅湖相、滨湖相,并呈环带状分布。扇三角洲相和河流泛滥平原相发育于昆仑山和阿尔金山前。古地形为西高东低,南高北低,物源来自阿尔金山和昆仑山,气候炎热干旱。下油砂山组为较好的烃源岩,储层主要为孔隙性碎屑岩储层和裂缝性非常规储层两种。     

煤层底板超前注浆加固定向孔注浆工艺技术

煤层底板突水是矿山建设与生产过程中的主要灾害之一。底板注浆加固技术是目前我国防治底板突水的重要措施和方法。利用定向孔进行煤层底板超前注浆加固,对注浆的层位与注浆材料选取、注浆工艺制定、注浆方法和浆液配置进行了系统研究;针对定向孔的特点对注浆效果检查与评价进行了完善,并通过赵固一矿11151工作面现场进行了验证。试验表明,所采取的注浆工艺技术很好的保障了注浆和钻进施工,注浆加固效果明显,实现了工作面超前区域注浆加固的目的。