华北地台石炭二叠纪腕足动物群及生物地理研究

通过对华北地台早石炭世晚期至早二叠世腕足动物群的全面系统研究 ,认为全区腕足动物群的发展演化具有一致性和阶段性 ,可清楚地分为 5个阶段 ,即田师傅期 (C13 —C21) [1] 、本溪期 (C22 )、太原期早期 (C23 )、太原期晚期 (P11)和山西期 (P12 )。在此基础上 ,进行了国内外同期腕足动物群的对比和腕足动物生物古地理分析 ,确立了华北地台东北部田师傅期腕足动物的生物地理归属 ,命名为天山—辽吉腕足动物生物地理分区 。

太原东山晚石炭世至早三叠世早期地层研究

通过对太原东山本溪组、太原组发育特征、腕足动物和宝类地层分布的研究，论述了石炭、二叠系间界线位置，认为腕足动物的大繁盛和类Ｃｈａｈａｓｃｈｐｅ的出现与Ｐｓｅｕｄｏｓｃｈｗａｇｅｒｉｎａ的出现近于同时，对没有发现Ｐｓｅｕｄｏｓｃｈｗａｇｅｒｉｎａ的地区，以腕足动物的大繁盛和Ｃｈａｒｏｓｃｈｗａｇｅｒｉｎａ的出现作为二叠纪开始的辅助生物标志是可靠的。太原东山石炭工曾乐界线划于洞道沟灰岩之底，太原组时代属晚石炭世至早二叠世早期。

华北地台晚古生代腕足动物群研究

研究了华北地台晚古生代沉积中腕足动物化石（共鉴定出６６属２３０余种）；分析了区域内不同时期腕足动物群的面貌特征，认为腕足动物的演化与发展具有明显的阶段性和全区的统一性；首次建立了华北地台范围内八个腕足动物组合．这是迄今为止华北地台腕足动物研究中最系统最丰富的资料．

山西阳泉地区早二叠世早期腕足动物群

山西阳泉矿区晚石炭世晚期至早二叠世早期太原组相当发育，其中早二叠世早期腕足动物化石非常丰富，共计４８属１２５种，分属于３１科。通过对腕足动物化石进行系统研究，建立了该地区早二叠世早期３个腕足动物组合，自下而上是：（１）ＤｅｒｂｙｉａｓｈａｎｘｉｅｎｓｉｓＣｈｏｎｅｔｉｎｅｌｌａｆｌｅｍｉｎｇｉ组合；（２）ＡｌｅｘａｎｉａｇｒａｔｉｏｄｅｎｔａｌｉｓＮｏｔｏｔｈｙｒｉｓｎｕｃｌｅｏｌｕｓ组合；（３）ＭａｒｔｉｎｉａｓｅｍｉｐｌａｎａＣｈｏｒｉｓｔｉｔｅｓｊｉｇｕｌｅｎｓｉｓ组合，并阐述了各腕足动物组合的特征。同时描述了腕足动物化石６属８新种。

柳江盆地本溪组底部海相动物群

柳江盆地本溪组底部泥灰岩及相邻泥岩中产有丰富的腕足动物、软体动物化石，经鉴定有腕足动物１０属１２种，双壳类８属１４种和腹足类４属５种，软体动物保存于含腕足动物层的相变岩层或直接位于其上层，到目前为止，这一丰富材料（特别是软体动物）尚属首次综合报道．通过对这一动物群的分析研究，丰富了华北地台晚古生代生物群的内容，有助于柳江盆地的地质史研究．同时作者分析了这个动物群的发生发展过程，认为生物群内容的变化与生态环境密切相关，当时柳江盆地经历了从开放型盆地—闭塞盆地—浅水三角洲的演化，浅水三角洲的发育导致了生物群的阶段性消失．

渤海附近郯庐断裂走滑的生物地层证据

郯庐断裂是我国东部有重大影响的断裂构造，长期来地学界对其进行了深入地研究，并取得了巨大成就，然而仍有若干问题争论不休.依据所掌握的华北地台石炭二叠纪生物地层资料，从古生物地层角度讨论了郯庐断裂在渤海附近的表现特征，认为郯庐断裂运动主期肯定晚于晚古生代，其在渤海附近位移距离在250～300km左右，明显小于断裂中南部.补充地层古生物资料对断裂的研究及矿床找寻意义重大.

华北地台石炭纪至早二叠世腕足动物古生态研究

根据华北地台石炭纪至早二叠世腕足动物研究材料，结合共生生物、围岩特征等，分析并建立了研究区５个以腕足动物占优势的典型底栖生态群落，它们是：Ｌｉｎｏｐｒｏｄｕｃｔｕｓ－ｏｖａｔｉａ群落，Ｄｅｒｂｙｉａ群落，Ｂｅｃｈｅｒｉａ－Ｓｔｅｎｏｓｃｉｓｍａ群落，Ｌｉｎｇｕｌａｉ－Ｃｈｏｎｅｔｅｓ群落和潮下波浪带腕足动物群落。讨论了特定地质背景下群落的时空分布特征和各群落的生活环境。腕足动物群落分布的控制因素是多方面的，其中海底地形、海侵规模及持续时间长短是主导因素。

华北地台石炭系—二叠系界线的腕足动物标志

依据现代地层学理论,年代地层界线应具有全球一致性或近一致性。根据华北地台石炭纪、二叠纪地层特点,笔者主张在华北地台以Pseudoschwagerina(s.s)带(确切地说是最早出现该带特征化石层位)底作为二叠纪的开始。本文通过对华北地台若干典型地点界线附近的腕足动物化石进行系统研究,认为腕足动物面貌在界线附近有清晰的变化,与界线标志(竹蜓)属有一定的对应关系,以此作为界线的辅助标志具有区域性的普遍意义。

辽东太子河流域石炭系下部红层腕足动物群研究

早石炭世晚期至晚石炭世早期，太子河流域发育了一套红层沉积，泥岩中含有丰富的腕足动物化石，共计２１属３９种。系统分析了腕足动物群性质；结合围岩和地球化学特征等，识别出ＬｉｎｏｐｒｏｄｕｃｔｕｓＯｖａｔｉａ群落，它生活在与广海相连的浅水海湾低潮线附近地带；对同期腕足动物群进行了比较和讨论，提出当时研究区属于天山—辽吉腕足动物生物地理分区的观点。

辽南复州湾太原组腕足动物群及其地质意义

在对辽南复州湾煤系剖面详细测制的基础上，系统地采集太原组腕足动物化石３１属５０余种，首次建立了该区３个腕足动物组合，它们分别是：①Ｓｔｅｎｏｓｃｉｓｍａｂｉｐｌｉｃｔａ－Ｂｅｅｃｈｅｒｉａｍｉｎｉｍａ组合②Ａｌｅｘａｎｉａｇｒａｔｉｏｄｅｎｔａｌｉｓ－Ｄｅｒｂｙｉａｃａｒｄｉｆｏｒｍｉｓ组合③Ｍａｒｇｉｎｉｆｅｒａ－Ｎｅｏｃｈｏｎｅｔｅｓ组合。该区腕足动物群与华北地合广大地区及前苏联乌拉尔、提曼地区同期动物群有着不同程度的相似性和联系，通过进一步分析与对比，认为研究区在太原组沉积时期位于华北地台的东北部。

太原东山含煤地层中腕足动物与氧碳同位素组成

通过对太原东山晚古生代含煤地层中腕足动物壳体的δ１３Ｃ、δ１８Ｏ值研究，揭示了腕足动物δ１３Ｃ值和Ｚ（相对古盐度）值的关系，δ１３Ｃ值和Ｚ值作为环境参数与相应腕足动物群落定性解释的生存介质条件相吻合，从而大大提高了腕足动物群落分析的重要性。进一步研究大区域内腕足动物群落生态，对聚煤盆地演化史的分析有重要的价值。

煤层气的封存与富集条件

在水文地质条件简单的地区，煤层气的封存主要取决于煤层气富集区的构造及盖层岩性。通常情况下，压性断层可使煤层甲烷增多，张性断层使其降低。但在远离张性断层面的两侧，一般形成两个对称的平行条带状构造应力高压区，使得煤层甲烷含量相对升高，成为阻止煤层甲烷进一步向断层运移的天然屏障。背斜构造的中和面以上及向斜构造的中和面以下常会出现煤层甲烷的富集。依据煤层气盖层的排驱压力、渗透率等值，盖层可分为屏蔽层、半屏蔽层和透气层，它们在不同的构造发育区，其封盖性能不同，由此可划分出９类不同的构造封盖层岩性组合类型。平顶山矿区的实例分析表明：Ⅰ类组合煤层气含气性最好，其次为Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅴ类，其它类型含气性最差。

渤海湾盆地三叠系沉积厚度恢复及其意义

综合运用现代油气地质理论及镜质组反射率测定等现代分析测试方法 ,分析了渤海湾地区的构造演化及古地温场特征 ;采用 EASY% Ro 数值模拟技术对大量钻孔进行了埋藏史反演 ,首次较为细致合理地恢复了渤海湾地区三叠系原始沉积厚度 .结果表明 :华北晚古生代巨型沉积盆地的发育历史一直延续至印支中期 ,古生界在印支期末埋藏可达 2 50 0～ 40 0 0 m,埋藏深度及其在空间上的展布特征主要受控于三叠系的原始沉积厚度 .

淮北地区煤储层物性及煤层气勘探前景

研究了淮北地区地质构造演化及控气特征 ,结果认为 :淮北地区印支期以来的构造演化对煤储层物性控制作用十分显著 ,以 EW向的宿北断裂为界 ,北部地区煤层气勘探前景不佳 ,南部地区的东部 ,煤层的展布受褶皱形态的控制 .在宿南向斜和南坪向斜中 ,煤层埋深、煤体结构、含气性、含气量和渗透率等储层物性均有利于煤层气的运移、聚集和保存 ,具有较好的煤层气勘探前景 ;临涣矿区强变形构造煤发育 ,煤体结构复杂 ,基本无勘探前景 ;涡阳矿区正断层发育 ,煤层气含量相对较小 ,但渗透性较好 。

徐州地区下古生界碳酸盐岩的碳、氧同位素研究

在已有的对徐州地区下古生界碳酸盐岩详细岩石学研究基础上,系统测试了碳酸盐岩方解石和白云石的碳、氧同位素组成特征;地球化学和岩石学研究相结合,综合提取了碳酸盐岩碳、氧同位素组成的沉积、成岩地质信息;初步探讨了同位素组成的地层变化及其意义。研究结果表明:碳酸盐岩碳同位素组成特征可以指示沉积环境及其演化,开阔陆表海、灰质障壁砂坝、局限陆表海、潮下带、潮渠、藻坪诸沉积相间碳酸盐岩的δ^(13)C值表现出规律性变化,碳同位素组成变化曲线上的显著正偏移与海侵有关;碳酸盐岩氧同位素组成对成岩环境及其演化有明显响应,淡水成岩环境、潮上成岩环境、潮间成岩环境、潮下成岩环境和埋藏成岩环境具有不同的碳酸盐岩氧同位素组成特征;徐州地区大北望寒武系剖面地层界线附近都有碳、氧同位素组成变化的特征显示,研究工作证实了徐州地区下古生界同位素地层划分的可行性。

煤中有机质二次生烃迟滞性及其反应动力学机制

采用自然成熟度系列与其预热残渣系列样品相结合方式 ,通过热解模拟方法 ,对煤中有机质二次生烃迟滞性显现特征和化学反应动力学机制进行了探讨 .结果表明 :二次生烃起始成熟度增高 ,二次生烃峰位成熟度呈规律性后移 ,二次生烃作用“死线”位于Ro=4.0 %左右 ;二次生烃峰位成熟度与起始成熟度之差随起始成熟度的增高呈抛物线式演化 ,二次生烃的绝对迟滞性和相对迟滞性均呈阶段性演化 ,由此可对二次生烃迟滞深度进行预测 ;二次生烃半峰宽随起始成熟度呈阶段性演化 ,暗示二次生烃起始成熟度位于生油高峰附近的烃源岩 ,其生烃量可能相对较大 .同时 ,原始样品平均活化能的演化经历了 4个阶段 ,它们与热解生烃量及二次生烃迟滞性的阶段性演化特征高度吻合 ,揭示出二次生烃作用严格受控于反应动力学的地球化学机制 .

层序地层学在陆相盆地煤层气资源评价中的应用研究

以准噶尔侏罗纪聚煤盆地为例 ,将层序地层学理论引入陆相盆地煤层气资源评价领域 .研究表明 :陆相盆地单煤层仍具有区域可比性 ;赋煤体系域的岩性、岩性配置 ,决定煤层气的封盖条件 ;通过控制煤储层形成环境、成煤特征和岩性组合 。

沉积有机质二次生烃热模拟实验研究

自然演化系列与热模拟演化(预热残渣)系列样品的有机结合研究表明,沉积有机质二次生烃作用不是沿着一次生烃的演化轨迹继续进行下去,在Ro<2.0%的范围内,不管起始成熟度如何,二次生烃均存在一个生烃高峰,二次生烃高峰与一次连续演化生烃高峰相比,具有迟滞性,起始成熟度越高,迟滞性越强。沉积有机质二次生烃量与初始成熟度和二次生烃终止成熟度密切相关,起始成熟度处于成熟早期—中期(Ro0.5%～0.9%),二次累积生烃量大于一次连续生烃量,且随起始成熟度增高,二者差值越来越大;反之,起始成熟度介于成熟中期—晚期(Ro0.9%～1.3%)时,二者差值越来越小;起始成熟度过“生油死线”以后,累积二次生烃量快速减少,转而低于一次连续演化生烃量。热模拟显示二次生烃反应活化能的演化经历了4个阶段,与二次生烃显现特征的演化规律相吻合,揭示了二次生烃作用严格受控于反应动力学机制。沉积有机质二次生烃量的演化规律研究为存在二次生烃的含油气盆地勘探提供了理论依据。

淮南地区煤层气地质研究与勘探开发潜势

淮南地区含煤面积约 2 10 0km2 ,煤炭资源量和煤层气资源量巨大 ;同时地处华东腹地 ,西气东输管线将经过淮南 ,煤层气销售市场广阔。文章从地质角度分析了煤层气勘探开发的难点 ,展示了煤层气勘探开发潜势。煤储层几何形态复杂、煤体结构复杂、煤储层渗透率显著非均质性、含气性变化复杂、成藏史及控气因素复杂是成藏地质条件复杂性具体表现。地质选区难度大、储层强化工艺难度大是淮南煤层气勘探开发的难点所在。多储层、高含气、富资源、中煤级、近饱和、局部高渗等有利地质条件以及突出的区位优势和高研究程度预示了淮南地区煤层气勘探开发的巨大潜势。以煤储层非均质性研究为核心的靶区评价工作和针对性储层强化工艺技术开发是实现淮南地区煤层气勘探开发工业突破的关键。

武清凹陷石炭—二叠系烃源岩的二次生烃评价

武清凹陷石炭—二叠系烃源岩自形成以来经历了复杂的构造 -埋藏历史 ,并发生过多次生烃演化过程 .基于详细的构造 -埋藏史研究 ,结合磷灰石裂变径迹测试及矿物包裹体分析 ,运用EASY %Ro 数值模拟技术 ,深入研究了武清凹陷石炭—二叠系烃源岩的生烃演化历史 ,阐明了石炭—二叠系生烃作用发生的构造期次、生烃强度 ,揭示了武清凹陷石炭—二叠系烃源岩曾发生过 2次重要的生烃作用过程 ,分别发生在燕山期与喜山晚期 ,得出了二次生烃作用主要发生在喜山晚期的主要结论 .此外 ,还结合有机质热解模拟量版 ,定量评价了石炭—二叠系各期生烃强度 ,并提出了武清凹陷是华北石炭—二叠系油气勘探的最有利地区之一 .