鄂尔多斯盆地基底断裂与能源矿产成藏成矿的关系

对鄂尔多斯盆地内基底断裂特征及其活动性、盆地元素地球化学场以及与能源矿产关系作了对比和分析。结果表明,鄂尔多斯盆内基底断裂控制了多种能源矿产的分布特征,盆地北部以天然气、大中型煤田为主,南部以油田、中小型煤矿为主,断裂带发育地段以油-气混合区为主,铀矿富集受基底断裂或深断裂的控制。元素地球化学场与基底断裂关系密切,不同高、低背景的元素地球化学场展布位置、走向或扭曲变形与相应地段的基底断裂存在有关,基底断裂控制了地球化学场和元素组合特征;基底断裂的存在与活动、地球化学场特征反映出盆地内存在深部流体活动的迹象,基底断裂的活动为深部流体的运移并参与多种能源矿产的成藏成矿作用提供了有利条件。

鄂尔多斯盆地基底断裂地球化学特征研究

目的为了研究鄂尔多斯盆地基底断裂地球化学特征及其与能源矿产的关系。方法对盆地内基底断裂特征及其活动性、盆地元素地球化学场以及与能源矿产关系作对比和分析。结果鄂尔多斯盆内基底断裂控制了多种能源矿产的分布特征,盆地北部以天然气、大中型煤田为主,南部以油田、中小型煤矿为主,断裂带发育地段以油-气混合区为主,铀矿富集受基底断裂或深断裂的控制;元素地球化学场与基底断裂关系密切,不同高、低背景的元素地球化学场展布位置、走向或扭曲变形与相应地段基底断裂的存在有关,基底断裂控制了地球化学场和元素组合特征。结论基底断裂控制了地球化学场的分布特征,基底断裂的存在与活动、地球化学场特征等都反映盆地内存在深部流体活动,基底断裂的活动为深部流体的运移并参与多种能源矿产的成藏成矿作用提供了有利条件。

鄂尔多斯盆地地表元素地球化学场与能源矿产关系初探

烃类蚀变和吸附作用通过增大流体的溶解能力、改变介质的氧化 -还原条件和酸碱度、影响土壤颗粒的润湿性等方式 ,对元素地球化学场产生影响。鄂尔多斯盆地元素地球化学场与能源矿产关系密切 ,铁族元素和亲铜元素的低背景叠合分布区为煤和天然气藏的主要赋存区 ;钨钼族元素的低背景与铁族元素、亲铜元素的低背景之间的过渡带为铀矿床的有利富集地带 ;钨钼族元素低背景区为油气藏和煤矿远景富集区 ;规模大、级别高的元素高、低背景区对应富矿大矿。鄂尔多斯盆地及其周缘区地表元素地球化学场可分为 4个分区 ,Ⅰ区富集石油、天然气、煤 ;Ⅱ区是天然气、煤和铀矿富集区 ;Ⅲ区是石油与煤的共生区 ;Ⅳ区是多金属。

利用Q型聚类分析研究鄂尔多斯盆地多种能源矿产间的关系

为揭示鄂尔多斯盆地多种能源矿产间的关系,根据盆地石油、油气伴生水以及煤、煤层夹矸、铀矿及围岩样品的氯仿沥青中57种元素的分析结果,进行了Q型聚类分析。结果表明:侏罗系下统延安组石油、侏罗系中统直罗组石油与三叠系延长组石油有相近的成因特征;三叠系延长组石油沥青、三叠系延长组含油砂岩沥青与侏罗系中统直罗组石油沥青具有类似的成因特征;神木侏罗系下统延安组煤沥青、东胜侏罗系中统直罗组煤沥青、铜川陈家山侏罗系下统延安组煤层石油以及铜川陈家山侏罗系下统延安组煤沥青成因特征相近;铜川陈家山侏罗系下统延安组煤层石油沥青可能与准格尔黑岱沟石炭二叠系煤沥青具有成因上的联系;侏罗系下统延安组石油沥青与放射性铀矿的形成具有密切关系;天然气的物质来源复杂,且与石油和煤的进一步演化有一定关系。鄂尔多斯盆地多种能源矿产成因较复杂、相互间关系密切,且具有多源性成藏(矿)特征。

油田注水开发中水源混配防垢技术

为解决油田结垢伤害问题 ,国内外采用了多种除垢方法 ,如加防垢剂、酸洗除垢、高压射水流除垢等 ,并针对不同油田、结垢特点开发了不同的除垢、防垢产品。但到目前还没有一种经济实用、简单易行、高效无污染的方法。水源混配防垢技术是将地层水或油田污水与注入水混合 ,在地表以最佳比例混配 ,用Ca(OH) 2 溶液调节pH值 ,当pH值大于 8 35 ,溶液中Ca2 + ,Ba2 + ,Sr2 + ,Fe3 + ,Fe2 + 等阳离子和OH-,CO2 -3 ,HCO-3 ,SO2 -4,S2 -等阴离子发生反应 ,全部生成沉淀。一方面可去除水中的成垢离子 ,避免地层水和注入水在油层内相遇结垢 ,达到保护油层的目的 ;另一方面 ,使铁进入腐蚀钝化区 ,防止输水管道的结垢与锈蚀。通过模型实验研究 ,该方法不仅可防止油层结垢伤害、输水管道的结垢与锈蚀 ,实现油田污水的再利用 ,大大降低采油成本 ,而且也适用于各种油田的注水开发。

鄂尔多斯盆地东胜铀矿元素地球化学特征

目的研究东胜铀矿元素地球化学特征。方法根据东胜铀矿区含铀砂岩及其围岩样品中微量元素的含量分析结果,进行元素的富集特征计算及其结果的讨论。结果U,Ba,Zn,Zr,Hf,Pb等为铀矿的成矿指示元素;灰色粗砂岩与含矿岩石具有相同的成矿指示元素组合和稀土元素特征;灰白色高岭土化泥质粉砂岩形成于氧化环境,其元素富集特征和稀土元素地球化学特征均与含铀砂岩相近,为铀的迁移和富集提供了有利条件;灰绿色粗砂岩在成岩过程中经历了深部还原性热流体的作用。结论灰白色高岭土化泥质粉砂岩及灰绿色粗砂岩对铀矿的形成具有重要的意义,灰色粗砂岩具有良好的找矿潜力。

地球化学背景与生态环境综合治理新思路

目的 利用地壳元素分布特征与动植物体内微量元素含量间的关系,指导生态环境综合治理。方法 借助已有的基础地球化学资料,揭示岩石、土壤中微量元素地球化学特征与经济作物、地方病之间的关系,寻求内在规律,圈定关系区、建立相关数据库信息系统。结果 中国地方病的分布与基岩出露程度、地表剥蚀程度、森林发育状况、相关元素的运移富集等因素密切相关;特色经济作物与岩石、土壤中微量元素的含量具有正相关关系。结论 利用动植物体内微量元素含量与地壳元素分布特征间的关系及其相关信息库,可指导经济作物的开发、预防地方病的发生,促进生态环境的综合治理与经济可持续发展。

陕西省区域环境地球化学分区

为了利用地壳元素分布特征与动植物微量元素含量间的关系,指导生态环境综合治理,借助已有的基础地球化学资料,进行陕西省地球化学分区,确定各分区的环境背景值、污染起始值、缺乏临界值、过剩值临界值,并将陕西省分为陕北、关中、陕南3个地球化学区,圈定了1个元素贫化区和2个元素富集区。提出应该在元素的缺乏和过剩的异常区内进行生物体内微量元素含量的定期检测。做到对地球化学疾病及时发现及时寻找对策,以保证人类生存环境的安全,提高生存质量。

鄂尔多斯盆地石油氯仿沥青稀土元素地球化学特征

对鄂尔多斯盆地石油氯仿沥青的稀土元素地球化学特征研究表明,石油氯仿沥青的稀土元素球粒陨石标准化曲线具有三种明显不同的稀土模式,分别与幔源型花岗岩、后太古代页岩和上地壳沉积岩特征相似,反映了石油沥青与这些岩石具有某种成因联系。其中,位于基底断裂带和构造热活动相对强烈的区域的石油沥青,其稀土模式与幔源型花岗岩、后太古代页岩特征相似,显示这些沥青在运移过程中可能与深部岩石有过相互作用,抑或有深部流体物质的直接加入;在基底断裂不发育且构造稳定的区域原油沥青,其稀土模式具有与上地壳沉积岩相似的特征。由此反映了不同构造位置的原油沥青其物质成分的来源不同,尤其是沥青在运移过程中不断萃取不同深度的物质或有深部流体物质的直接加入,导致石油沥青的稀土元素地球化学特征的复杂性和多样性。

鄂尔多斯盆地能源矿产氯仿沥青Sm-Nd同位素研究

对鄂尔多斯盆地石油、煤、含铀砂岩及其围岩的氯仿沥青进行了Sm-Nd同位素研究。结果表明,盆地流体(包括深部流体)活动具有多期性,且后期的流体活动对铀矿床的形成具有重要作用;赋存于同一套地层中的含铀砂岩沥青、煤沥青及石油沥青,虽然均具有富集地幔特征,但并非同期活动的产物;东胜矿区侏罗系直罗组煤沥青和盆地西南部陈家山矿区侏罗系延安组的煤沥青,源区时代上存在较大差异,伴生沥青并非全部由煤的热演化形成,可能还存在外来流体的加入,且东胜直罗组煤的伴生沥青较延安组煤的伴生沥青来源深度更大;盆地内马岭油田的直罗组石油沥青、陈家山延安组煤层石油沥青及其煤沥青在源区特征上具有内在联系。

鄂尔多斯盆地石油的稀土元素地球化学特征

研究了鄂尔多斯盆地石油的稀土元素地球化学特征。鄂尔多斯盆地石油的稀土元素球粒陨石标准化曲线具有3种模式,分别与富钙花岗岩、下地壳和上地壳岩石特征相似,反映了石油与这些岩石具有某种成因联系。其中,位于基底断裂带和构造热活动相对强烈的区域,石油的稀土模式与富钙花岗岩、下地壳岩石特征相似,显示这些成油的流体在运移过程中可能与深部岩石有过相互作用,抑或有深部流体物质的直接加入;在基底断裂不发育且构造稳定的区域,石油的稀土模式具有与上地壳沉积岩相似的特征。由此反映了不同构造区域,石油的物质成分来源不同,尤其是在基底断裂带和构造热活动相对强烈区,所赋存的油气田中有深部物质组分的运移和加入。

鄂尔多斯盆地基底断裂对环境地球化学景观与水土流失的控制作用

鄂尔多斯盆地的环境地球化学景观与水土流失分布特征与基底断裂关系密切。地基底断裂控制了盆地的环境地球化学景观和元素分布特征,尤其是定边-绥德断裂带和华池-大同断裂带将盆地分成两个截然不同的地球化学、地貌景观区;鄂尔多斯盆地内的基底断裂在某种程度上控制了盆地的地势、地形、地貌、新构造运动、岩石类型、岩性构造、土壤类型及其性质、浅层地下水及其性质,并间接的控制了土壤岩石后期的改造、风与水的动力条件等因素。研究盆地基底断裂与水土流失的关系,用于指导水土流失综合治理具有重要的现实意义。

鄂尔多斯盆地基底断裂的环境地球化学效应

鄂尔多斯盆地的环境地球化学景观与水土流失分布特征与基底断裂关系密切。盆地基底断裂控制了盆地的环境地球化学景观和元素分布特征,尤其是定边—绥德断裂带和华池—大同断裂带将盆地分成两个截然不同的地球化学、地貌景观区;鄂尔多斯盆地内的基底断裂在某种程度上控制了盆地的地势、地形、地貌、新构造运动、岩石类型、岩性构造、土壤类型及其性质、浅层地下水及其性质,并间接地控制了土壤岩石后期的改造、风与水的动力条件等因素。研究盆地基底断裂与水土流失的关系,用于指导水土流失综合治理具有重要的现实意义。

鄂尔多斯盆地油气伴生水的REE地球化学特征

研究了鄂尔多斯盆地油气伴生水的稀土元素地球化学特征。结果表明,油气伴生水的稀土元素含量明显偏高,物质来源具有多源性;油气伴生水普遍形成强度不等的Eu和Ce负异常,表明其主要形成于还原环境,但在后期演化过程中经历了氧化环境的改造,并与围岩发生过相互作用,且受后期改造程度较高。该油气伴生水的稀土元素球粒陨石标准化曲线具有4种基本模式,其中,SH-4样品的稀土总量∑REE极高,稀土总量介于上地幔和下地壳的岩石之间,稀土模式图及稀土比值特征接近下地壳,显示其中有深部物质加入。在基底断裂发育、构造活动相对强烈的区域所赋存的油气伴生水中,深部物质组分相对较多,表明其在运移过程中可能与深部岩石有过相互作用,抑或有深部流体物质加入。

注水开发中油层结垢伤害机理与防治措施

油层结垢是油田注水开发中主要油层伤害类型,严重影响油田开发的经济效益。为了解决油田结垢伤害问题,国内外各油田采用了机械除垢、化学除垢等多种方法,并开发了针对不同油田、不同垢类的除垢、防垢产品,但到目前为止还没有找到一种经济实用、简单易行,并能从根本上解决该问题的有效方法。针对该难题,首次提出了一种防治结垢新方法———油田水源混配防垢法。该方法主要是通过采用地层水或油田污水与注入水在地表提前以最佳比例混配,用Ca(OH)2调节pH值,一方面可去除水中的Ba2+、Ca2+、Fe3+、SO2-3、S2-等成垢离子,避免地层水和注入水在油层内相遇而3、CO2+4、CO2、HCO-结垢,达到保护油层的目的;另一方面使铁进入腐蚀钝化区,防止输水管道结垢与锈蚀。此方法改变了传统的防垢、除垢思路,把地层水或油田污水作为除垢的沉淀剂,通过在地表提前消除混合水中的成垢离子,实现了对各种成垢物的一次性清除,不但防止了油层结垢伤害,而且解决了输水管道结垢与锈蚀问题,同时还可实现油田污水的利用。该法可大大降低采油成本,并适用于任何油田。

内蒙古地区十一站金矿床地球化学特征研究

通过内蒙古地区十一站金矿床地球化学场特征的研究,发现其矿床物质来源于上元古界和寒武系变质岩,华力西期花岗岩为矿体形成提供了热源,北西向、北东向断裂及断裂破碎带是矿体赋存的有利部位。其地球化学特征为,含矿岩系富集Au,As,Sb,Ag,Pb,Cu等主要成矿元素,并有多个元素组合伴生,而且异常规模大、强度高,矿体位于主要成矿元素异常集中区。

鄂尔多斯盆地基底断裂及其现代活动性

对鄂尔多斯盆地基底断裂特征及其活动性作了总结、归纳与分析。结果表明,鄂尔多斯盆地不仅是一个四周被活动断裂或深大断裂围限的块体,其内部还存在大量规模不等的基底断裂,并具有明显的分区特征。盆地内基底断裂带可分成4组:几乎贯穿整个盆地的华池—米脂—大同北东向断裂带;盆地北部的多条东西向断裂带和中部的定边—绥德、南部的庆阳—富县—宜川等东西向断裂带;中部发育的定边—吴起、乌审旗—榆林北西向断裂带与盆地东西两侧的近南北向巨型断裂带。鄂尔多斯盆地内存在的现代构造地貌以及普遍发育的雁行状、X共轭状节理等现象,是新构造运动的直接表现;盆地内存在的深部流体活动信息、现代地球化学景观特征以及众多的小地震、微地震活动及其与基底构造的密切关系,反映了这些断裂的现代活动性。

逆冲断层发育的力学机制研究

针对逆冲断层从底部滑脱面向上生长过程中滑面产状对应的是渐变过程,用经典断裂力学理论解释存在一定局限,将材料力学与线弹性断裂力学方法相结合,建立起一个统一的、通用的力学模型来解释逆冲断层的扩展机理。利用该模型较好地解释了宁夏中卫-同心逆冲活动断裂带各破裂面的逆冲扩展轨迹,同时支持了本文提出的关于逆冲断层向上扩展机制的新观点。

青藏高原隆升的气候环境效应与黄土高原构造侵蚀

青藏高原的隆升使亚洲地区乃至全球范围的气候特征发生了巨大变化。其中,22 MaB.P.改变了东亚地面行星风系并出现季风效应;8.5 Ma B.P.东亚季风效应增强,干旱化程度的加剧,黄土高原风尘堆积开始;3.6Ma B.P.起,高原隆升对全球气候变化的驱动与放大作用增强;1.2 Ma B.P.以来,高原隆升对亚洲现代冬夏季风气候效应逐级增强。第四纪以来的青藏高原的隆升,使黄土高原发生了阶段性抬升与构造变形,并引起多种黄土地质灾害与水土侵蚀,其中,黄土高原的抬升,导致侵蚀基准面下降,为重力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了有利条件;构造变形会造成黄土产生构造裂隙、节理,增大黄土的侵蚀速率,促进黄土的坍塌和滑坡等侵蚀灾害的发生;地形突变带、活动断裂带,地震活动带等稳定性条件差的黄土分布区,是黄土侵蚀最剧烈的地区。

鄂尔多斯盆地石油中沥青的地球化学特征

对鄂尔多斯盆地石油中沥青的微量元素和稀土元素地球化学特征研究表明,鄂尔多斯盆地石油中沥青富集铁族元素、亲硫元素和碱金属元素,相对贫含稀有稀土元素和放射性元素,稀土元素比值接近上地壳及中国沉积岩的稀土元素特征,反映其并非全是上地壳沉积岩中的有机质的聚集,还应有部分深部物质的加入。