陕北曹家滩矿井富油煤地球化学特征及其沉积环境

为探讨陕北富油煤形成的沉积环境和控制因素,采用井下刻槽和钻探定向取样相结合的方法采集了曹家滩矿井2^(-2)煤的垂向剖面煤样,对样品的煤岩煤质参数和等离子低温灰化样的地球化学参数进行了系统测试,从有机显微煤岩组成和无机地球化学特征方面研究了2^(-2)煤层形成的沉积环境,探讨了焦油产率与沉积环境之间的关系,揭示了富油煤形成的主要控制因素。结果表明:曹家滩矿井2^(-2)煤层以亮煤、暗淡煤为主,显微煤岩组成以惰质组为主、镜质组次之,壳质组含量较少;低温灰化样无机矿物组成主要是方解石、石英和黏土,元素组成以Ca、Si、Fe、Al、S、Mg和Na为主;微量元素中大多数元素处于亏损,仅有Cs、Ba属于轻度富集;稀土元素含量均值9.91μg/g,低于世界煤均值68.47μg/g;煤相分析显示2^(-2)煤主要形成于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽中,成煤植物以低木本植物为主,整体属于弱还原的陆相淡水沉积环境、水动力条件弱,沉积期以温湿和干热的过渡气候为主,晚期出现了古气候由温湿向干热气候转变;显示了2^(-2)煤焦油产率与镜质组含量、凝胶化指数、Sr/Ba、Ni/Co、Ce/La等呈正相关关系,但与植物保存指数、植被指数及Fe_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)+CaO+MgO、MnO_(2)含量呈负相关关系。富油煤在分布上具有中高等镜质组含量、中高凝胶化程度和低木本组分的特征,即植物组织保存程度低、凝胶化程度较高、低木本植物,以及有适量的陆源碎屑物质供应、适量盐度的还原沉积环境更有利于富油煤的生成。

西藏马查拉煤系地层孔隙结构特征

马查拉煤系地层是昌都赋煤带主要煤系地层之一。为明确风化对西藏马查拉煤系地层孔隙结构特征的影响,本文以西藏早石炭世马查拉组剖面不同类型风化岩石为研究对象,利用氮气吸附试验及分形理论对微观孔隙结构及其复杂程度进行研究。试验结果表明:岩石的吸脱附等温线都呈现反“S”型,孔隙结构呈现同质化发展趋势。相对压力(P/P_(0))可以根据岩样吸脱附曲线的上升趋势分为小于0.1、0.1~0.45及大于0.453个阶段。岩样孔径结构集中分布在1~5 nm范围内,其中泥质碎屑灰岩、粉矿质泥岩、粉砂岩、泥岩和灰岩在1~2 nm范围内孔隙体积较大,煤层的比表面积和孔体积与相邻岩层相比较低。风化煤岩大孔分形维数明显高于小孔,孔隙结构复杂程度更高,煤层及碳质泥岩的孔隙分形维数相较其他类型岩石更低。研究结果可服务于昌都地区开发和灾害防治。

曹家滩煤矿2^(-2)煤层煤质特征及清洁利用评价

我国“富煤、贫油、少气”的能源结构决定了煤炭是我国的基础能源,同时煤炭资源清洁高效利用是实现国家“双碳目标”的有效途径。通过对陕北侏罗纪煤田曹家滩煤矿2^(-2)煤层采集样品煤质数据的综合分析,探讨了该矿煤质特性及清洁利用途径,研究结果表明2^(-2)煤层属于低水分、低灰、中高—高挥发分、低硫、特低硫、高发热量煤等特点,煤层中有害元素磷、氯也极少的优质煤。对2^(-2)煤层展开不同利用方向的分级评价。

木里煤田聚乎更矿区天然气水合物气源探讨

木里煤田位于青藏高原东北缘,近年在木里煤田聚乎更矿区中侏罗统窑街组中发现了天然气水合物。为了对天然气水合物气源类型做出客观认识,本文对木里煤田聚乎更矿区中侏罗统窑街组烃源岩样品的有机质丰度、有机质类型、有机质热演化程度进行了详细研究,并在此基础上对比了研究区天然气水合物、煤层气中烷烃气的异同,最终确定研究区天然气水合物成因类型和气源。结果表明:(1)研究区中侏罗统窑街组的泥质烃源岩有机质丰度较高,属好生油岩,有机质类型属于Ⅰ型干酪根,Ro值在0.65%～1.32%之间,有机质热演化程度达到了石油伴生气阶段;(2)天然气水合物烷烃气碳同位素特征显示大部分烷烃气呈现正碳同位素特征系列,相同碳数的天然气水合物烷烃气碳同位素较煤层气轻,天然气水合物烷烃气中甲烷含量相对煤层气较低,且天然气水合物烷烃气δ13 C2值均小于-28‰,属于油型气;(3)中侏罗统窑街组烃源岩碳同位素特征与天然气水合物的碳同位素具有高度一致性,表明研究区天然气水合物气源主要来自于中侏罗统窑街组的湖相泥岩和油页岩。

陕北府谷矿区煤炭资源清洁利用潜势及方式探讨

为了厘清陕北府谷矿区煤炭资源的清洁潜势、探究其更加清洁高效利用的可能性,在整理分析相关煤炭勘查资料的基础上,通过对矿区主采煤层样品进行系统煤质分析、煤岩组分鉴定、微量元素测试以及相应的对比分析,以探讨其清洁高效利用潜势及途径。结果表明:府谷矿区煤具有中高灰、低硫、高挥发分、高氢碳原子比、低有害元素、富惰质组分等特点,较高的灰分是府谷矿区煤清洁利用的最主要障碍。经对比评价,府谷矿区原煤洁净等级为Ⅲ级,浮煤为Ⅱ级。低热演化程度、高挥发分、高氢碳原子比的特点使其在煤炭直接液化利用方面具有较大的优势,浮煤直接液化利用是府谷矿区煤炭资源清洁高效利用的选择之一。

鄂尔多斯盆地东北部侏罗系延安组漂白砂岩成因和古风化壳形成环境探讨

鄂尔多斯盆地东北部侏罗系延安组顶部的砂岩漂白现象是油气运移逸散的重要证据,但前人仅从油气蚀变角度对漂白砂岩进行研究,而忽视了其形成地质环境。漂白砂岩分布在不整合面之下的风化壳中,指示不整合结构是其形成的重要地质背景。本文结合野外观察、矿物学和地球化学分析,对该区侏罗系不整合结构特征进行重点剖析,并对漂白砂岩成因进行探讨。结果表明,研究区侏罗系不整合风化黏土层不发育,不整合结构可划分为具半风化岩石和缺失半风化岩石两种类型。半风化层上部砂岩矿物成分以石英和高岭石为主,溶蚀孔隙发育,黑云母普遍发生高岭石化,砂岩中碱、碱土金属元素(K,Na,Ca,Mg)大量流失。半风化层下部砂岩钾长石含量偏高,黑云母不完全蚀变为水黑云母,砂岩中残留K和Mg。风化壳内细碎屑沉积岩物性条件差,与外部流体沟通有限,早期风化蚀变和后期烃类蚀变均较弱。漂白砂岩中的高岭石主要为风化淋滤的产物,砂岩因风化作用物性得以改善而成为重要的油气运移通道,同时富集铁氧化物而呈红色。风化壳内红色砂岩后期受到烃类的还原蚀变而发生褪色漂白,由于先后经历了风化淋滤和烃类还原两种蚀变作用,延安组顶部砂岩表现为胶结程度差、易遭受流水侵蚀的特性。碎屑岩古风化壳中的漂白现象是识别不整合结构参与油气运移成藏的重要标志。

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组软沉积变形特征及构造意义

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组发育有多套软沉积变形构造层。经全面细致的钻井岩心与野外露头观察,发现鄂尔多斯盆地南部发育的软沉积变形构造主要有阶梯状小断层、液化砂岩脉(墙)、枕状构造、球枕构造、液化卷曲变形、泥岩撕裂屑等;从长9—长1油层组均有分布,以长7油层组最为发育,这与盆地演化过程中构造活动强弱关系吻合。平面上,整个盆地南部均有分布,但以盆地西南部环县、庆阳、正宁一带最为发育。经对比分析,认为鄂尔多斯盆地软沉积变形构造主要是地震振动触发的,也有部分是在地震、火山活动等所引发的重力流堆积过程中形成的。

宁东煤田侏罗纪煤岩煤质特征及清洁高效利用

宁东煤田侏罗纪煤炭资源量巨大,是当前宁夏回族自治区煤炭资源开发利用的主体。为保障煤炭资源的清洁高效利用,以煤田大量勘查资料为主要依据,分析了宁东煤田侏罗纪煤的煤岩、煤质特征。结果显示:宁东煤田侏罗纪煤具有特低-低灰、特低-低硫、低磷、低砷、低氟、高发热量的特征,这些特征表明其为高清洁度动力用煤;同时还具有中高挥发分、较高氢碳原子比、焦油产率较低(普遍<7%)及富惰质组等特征表明不适于直接液化用或提取煤焦油。无黏结性、较低水分产率、较高的与二氧化碳反应性(950℃)、煤灰熔融温度,表明其适于气化,且以水煤浆气流床和干煤粉气流床为宜。综合认为研究区煤炭资源的清洁高效利用方式为动力用煤,气化用煤及以气化为基础的间接液化用煤。

鄂尔多斯盆地晚三叠世构造活动及对优质烃源岩发育的影响

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段发育一套优质烃源岩,然而关于这套优质烃源岩发育的控制因素的研究相对有限,通过对这套优质烃源岩岩心观察与薄片分析,结合有关延长组岩石学、湖盆底形、沉积环境等方面的研究,确定鄂尔多斯盆地晚三叠世存在构造活动并探讨了这次构造对长7段优质烃源岩发育的影响。结果表明,鄂尔多斯盆地晚三叠世长8末-长7初存在一次构造活动,此次构造活动引起湖盆快速扩张,在湖盆内产生了多种响应,如盆地西南部湖盆底形变陡,沉积体系由曲流河体系变为辫状河-三角洲-湖泊体系,沉积物源发生改变,沉积中心向西南方向迁移,事件沉积丰富等。此次构造活动对长7段优质烃源岩的形成具有重要影响,主要体现在:1构造活动使得湖盆扩张,浮游生物生存空间增加,火山物质为生物繁盛提供了养分,极大地提高了生物生产力;2构造活动导致湖盆水体加深并分层,底层水体形成还原环境有利于有机质保存;3火山物质形成的凝灰岩与优质烃源岩互层沉积,可能为烃源岩提供大量U元素作为催化剂,促进烃源岩生烃演化。

羌塘盆地巴青地区上三叠统巴贡组沉积相及其对油气等资源的控制

羌塘盆地是青藏高原上最大的中生代海相沉积盆地,富含烃源岩和蒸发岩,也是中国油气勘探重要的场所之一。巴青地区的上三叠统巴贡组沉积相研究不仅能为特提斯洋的演化提供佐证,而且为羌塘盆地油气和钾盐资源勘探提供理论依据和实践指导。本文对巴青地区上三叠统巴贡组的古生物、沉积构造、岩石组合分析,结果表明:研究区主要发育障壁岛沉积体系下的潟湖相、潮坪相、三角洲相沉积相以及10种亚相。晚三叠世巴贡期,研究区是一个由北(巴青-索县)向南(班-怒缝合带)变深的伸展背景下的陆缘海沉积环境。

中国低阶富惰质组煤的时空分布、煤质特征及清洁利用

【研究目的】富惰质组煤以高惰质组含量为特征,煤质及工艺性质随之发生相应的变化,对清洁利用方式产生一定影响;本文以梳理、厘定低阶富惰质组煤的时空分布、煤质特征为目的,并在此基础上探讨西北地区低阶富惰质组煤的清洁利用方式。【研究方法】通过梳理大量前人勘查资料及研究成果,分析、归纳其中的煤岩、煤质数据,以此厘定中国煤富惰质组煤的时空分布特征、煤质特征,进而结合各用途的煤岩煤质指标,讨论西北低阶富惰质组煤的清洁潜势和用途。【研究结果】结果显示,中国的富惰质组煤主要分布时代为早—中侏罗世,分布区为西北地区,以鄂尔多斯盆地延安组煤,新疆北部诸盆地西山窑组煤为典型代表。西北地区低阶富惰质组煤具有低灰、低硫、低有害元素、低黏结性、较低氢含量、较低挥发分、较高二氧化碳反应性,高发热量等特点;其中氢含量、黏结性、挥发分、二氧化碳反应性等明显与高惰质组含量相关。煤质特征表明西北地区侏罗纪煤具有高清洁度和高发热量,是优质的动力用煤;同煤阶相对低挥发分和氢含量使其不利于作为直接液化用煤;而低灰、低硫、低黏结性、较强与二氧化碳反应性有利于其作为气化用煤,适用于多种气化工艺流程。此外,以陕西北部为代表的部分低阶富惰质组煤具有较高的焦油产率,为富油煤,适于低温干馏热解。【结论】西北地区低阶富惰质组煤以动力用煤和气化用煤为主要清洁利用方式,部分富油煤则应优先低温干馏热解。

鄂尔多斯盆地延长期沉积中心迁移及其动力学背景

延长期（T，Y）是鄂尔多斯盆地中生界优质烃源岩的主要发育时段。本文在大量钻井和测井等资料研究的基础上，结合露头剖面与岩心观察，建立了盆地延长组地层对比格架，综合最新沉积相研究成果，进一步发现在中．晚三叠世延长期盆地主体发生了两次明显的沉积中心迁移，形成了3个沉积中心。其中以长9期为代表的早期（长10-长8期）沉积中心位于吴起-志丹-富县-洛川一带，以长7期为代表的盆地发育鼎盛时期（长7-长2期）沉积中心位于姬塬-华池-宜君一带，以长1期为代表的湖盆萎缩期的沉积中心位于横山-子长之间。前两期沉积中心明显控制着盆地优质烃源岩的形成和分布，进而控制着盆地中生界常规和非常规油气资源的总体分布。结合周邻山系演化历史分析认为，晚三叠世初长9-长7期沉积中心向西南（向山）迁移，与扬子板块向华北板块俯冲汇聚、在秦岭造山带后陆（即华北仰冲板块南部）因汇聚的巨量物质部分上拱和能量释放而导致的沉降有关；至晚三叠世末长1期沉积中心转向北东（离山向陆）迁移，为华北与扬子板块间的有限洋消失及之后持续汇聚的结果，秦岭造山带挤压隆升增强引起北邻鄂尔多斯盆地南部抬升，致使盆地消亡，沉积中心相应向北东迁移。两次沉积中心迁移的动力学环境，主要受鄂尔多斯盆地南侧秦岭造山带形成演化的控制，沉积中心迁移是盆山耦合演化彼此响应的结果和记录。

巴基斯坦盐岭东部新生代演化过程及对喜山运动幕次的响应

巴基斯坦盐岭地区位于印度板块北部,与其北部的波特瓦尔盆地一同接受了新生代早期沉积。区内自古新世和始新世的滨海相-海相沉积起,经渐新世抬升剥蚀,中新世以来转为陆相前陆沉积,沉积了巨厚层河流-冲积相碎屑岩,至更新世后期开始逆冲成山,而其北部波特瓦尔盆地相应地进入破裂前陆盆地演化期,在其南部形成新的前陆沉积区。盐岭新生代演化过程中两个关键时间点分别为渐新世末和上新世末,前者完成了沉积环境由洋到陆的转变,后者使盐岭隆升成山,改变了区域构造格局,这两个时间点对应喜马拉雅运动Ⅰ幕和Ⅱ幕。盐岭东部地区新生代的演化与印度-欧亚板块的俯冲-碰撞息息相关,且在演化的关键时间点上密切呼应,其新生代演化过程对我国青藏高原隆升意义重大。

神府南部矿区低阶煤化学组成与工艺性质:特征、关系与实践

煤炭分质利用是契合其高效、清洁与绿色发展趋势的必然途径,而了解煤的基本化学组成与关键工艺性质是实现煤炭资源分级分质利用的基础。陕西神府南部矿区煤炭储量丰富,是西部重要的低阶煤生产基地,但长期以来未能完全实现煤的最佳分质利用,制约着优质煤炭资源价值优势的充分发挥以及经济与社会效益的进一步提升。以此为背景,以神府南部矿区主要生产矿井低阶煤样品为研究对象,开展煤的化学组成与工艺性质测试,化学组成包括工业组分、主量元素、全硫与形态硫、有害元素P及煤灰成分等,工艺性质包括发热量、低温干馏、热稳定性与煤灰熔融性等方面。基于数量化分析方法揭示煤的化学组成与工艺性质特征及其内在关系,构建基于化学组成的工艺性质预测数学模型,为煤炭分级分质利用提供基础依据。结果显示:①研究区低阶煤资源以特低灰、特低硫、特低磷、高-特高发热量、富油、高热稳定性、弱-无黏结性为特点,品质优良,具有显著的分质利用优势,尤其广泛分布的富油煤应予以高度重视;②煤的工艺性质与化学组成之间存在密切成因联系,发热量与固定碳含量呈正相关,低温干馏焦油产率与挥发分产率、氢元素含量呈正相关,水分含量决定低温干馏总水分产率,且在特定煤类条件下,灰分产率是控制煤诸多工艺性质的关键因素,包括发热量、黏结性、焦油产率等,均呈负相关性;③基于逐步回归分析与显著性检验,建立了基于化学组成预测煤关键工艺性质的数学模型,并以张家峁矿为例,利用所建模型预测低温干馏焦油产率和富油煤分布,预测结果与实测数据相符,验证了模型的可靠性。建立的预测模型为利用早期地质勘查资料评价煤的关键工艺性质,尤其富油煤分布提供了可行途径。研究成果对丰富陆相盆地低阶煤物质组成与化学性质基础认识,刻画其内在关联属性与量化模型具有重要参考价值,可为神府南部矿区以及其他类似地区优质煤炭资源(富油煤)的科学评价与最佳利用提供参考依据。

宁南地区石炭系沉积演化及烃源岩评价

石炭系是宁南地区油气勘探的新层系。石炭纪宁南地区位于北祁连-河西走廊沉积域的东南部,与北部巴彦浩特盆地及东部鄂尔多斯盆地联系紧密,后两者石炭系已作为其重要烃源岩。宁南地区沉积了近千米厚的石炭系,暗色泥岩和煤层发育,值得进一步开展油气远景调查。研究区经历的多期逆冲推覆运动使石炭系大规模出露,在逆冲推覆带后缘形成多个新生代凹陷盆地,是油气勘探重点。根据露头区地层展布、剖面岩性分析、烃源岩有机地球化学测试及与邻区河西走廊、鄂尔多斯盆地的对比来分析宁南地区石炭系沉积演化、凹陷区不同层系暗色泥岩和煤系地层存在的可能性。研究与对比表明,宁南地区石炭系在凹陷区保存较好,具有很好的生烃潜力和良好的油气前景。

神府矿区洁净煤划分及绿色开发建议

为加快陕北侏罗纪煤田煤炭资源分质分级进程,在整理分析各井田地质勘查成果资料的基础上,通过对神府矿区各主要煤层的煤岩煤质分析、微量元素测试及综合对比,探讨其清洁高效利用及绿色开发的途径并提出合理的开发建议。结果表明:神府矿区各煤层原煤以低灰、中高挥发分、高热值煤为主,煤中有害元素富集度低,原煤洁净等级为Ⅱ级;浮选后,多达到Ⅰ级。建议开发过程中,加强对煤岩煤质、煤中金属元素的研究,加大地下气化、直接液化等绿色开采技术的应用。

木里煤田构造特征及沉积充填过程研究

通过研究木里煤田构造特征、沉积充填序列来探讨研究区侏罗纪以来构造-沉积演化过程。研究结果表明:(1)研究区发育两组断裂——北西西向—北西向逆冲断断裂和北东—南西向右行走滑断裂,北西西向—北西向断裂相对发育,定型于晚燕山期;北东—南西向右行走滑断裂定型较晚,属喜马拉雅期的产物。褶皱形态以线状褶皱和等厚褶皱为主,属喜马拉雅期的产物。断裂-褶皱构成了单向冲断型复式向斜、单向冲断型复式背斜、对冲型复式向斜;(2)木里煤田侏罗系主要发育三角洲相、曲流河相、湖泊相;(3)木里煤田经历了断陷沉积期(侏罗纪)、隆升剥蚀期(白垩纪-渐新世)、广盆沉积期(中新世)、褶皱冲断期。

永陇矿区煤岩煤质特征及煤炭资源清洁利用方向探讨

在对以往勘查钻孔的煤质化验数据统计分析的基础上,对矿区主采煤层3#煤层的煤岩、煤质特征进行详细分析,论述了硫分、灰分、挥发分、氢碳原子比的分布规律,并参照气化、液化用煤的煤质评价要求及洁净煤等级评价要求对3#煤层的气液化特征、洁净等级进行划分,结果显示:永陇矿区3#煤层原煤以适合常压固定床气化为主,部分适合液化,原煤洁净等级为Ⅲ级,属较好洁净煤;浮煤洁净等级为Ⅱ级,属好洁净煤。

巴基斯坦盐岭东部薄皮构造特征及演化过程浅析

薄皮构造是前陆盆地向前陆冲断带转化过程中常出现的一种构造样式,不仅是造山带研究的重要内容,对于前陆盆地、破裂前陆盆地以及前陆冲断带油气的富集也有着重要的影响。巴基斯坦盐岭位于印度板块北缘,是由沉积盖层沿前寒武系盐岭组盐岩层发生韧性滑脱、向南逆冲而形成的,属于典型的薄皮构造。盐岭及周邻的这一变形过程发生在第四纪,较好地保留了内部的次级构造变形。为了厘清薄皮构造内部的次级构造特征及变形过程,在盐岭东部以高精度SPOT遥感影像为指导,结合野外工作,对各级断层进行了细致调查,详细描述记录了其特征。经综合对比分析认为,盐岭东部断层(组合)类型主要包括背斜顶部局部正断层组、高角度逆断层及大型走滑断层,走滑断层周边偶见小型低角度逆冲推覆构造。这些断层的演化过程大致为:第四纪以来,在印度-欧亚板块强烈碰撞背景下,印度板块北部南北向挤压应力场导致了薄皮构造的形成;其后,南北向挤压使得薄皮构造整体发生波浪式连续褶皱,宽缓褶皱顶部形成了局部拉张应力,导致倾向相反的局部正断层组的形成,随着挤压的持续,部分正断层被迫发生反转,形成高角度逆断层,随着挤压进一步加剧,形成了北西向、北东向走滑断层,切割了南北向构造线,形成盐岭东部现今典型的"倒三角形"地貌。

鄂尔多斯盆地府谷矿区直接液化用煤潜力分析

府谷矿区煤层热演化程度低,以长焰煤、气煤等低阶烟煤为主。在总结直接液化用煤指标的基础上,分析府谷矿区大量煤岩煤质数据,研究表明3~#、4~#、6~#、10~#、11~#煤层灰分、挥发分、H/C高,硫分较低,煤岩惰质组含量较低,具有直接液化潜力。重点煤层4~#煤层的平面和垂向煤质关键指标分布特征表明其降低灰分可直接液化;府谷矿区浮煤适合直接液化。浮选降低灰分的同时会对H/C有一定影响,且硫化铁硫将被去除。