氦气资源形成地质条件、成因机理与富集规律

借鉴含油气系统思路及方法,基于典型富氦气田解剖,并利用地球化学成藏方法技术,研究天然气中氦气资源形成的地质条件、成因机理与富集规律。结果表明:①氦气“生-运-聚”机理与天然气有显著差异性,氦气主要为基底富U、Th元素缓慢α衰变或深部壳幔氦释放,沿岩石圈复合输导体系运移至天然气成藏系统,依附适宜载体气聚集成藏。②氦运移输导主要受“岩石圈断裂、基底断裂、沉积层断裂、有效输导层”复合输导体系控制,基于地下流体中“氦-气-水”相平衡及相-势耦合综合分析,提出氦气运聚过程中具有“水溶相、气溶相、游离相”3种主要赋存状态,存在氦气“集流、渗流、扩散”3种运移方式。③富氦气藏形成和氦气富集通常受控于“优质氦源、高效输导、适宜载体”3大主控要素,具有“脱溶汇聚、浮力驱动、压差驱替”3种聚集成藏动力类型,已发现富氦气藏具有相对“近氦源、邻断裂、低势区、高部位”的分布规律和成藏模式。④氦气富集区勘探和评价需要依托天然气兼探/并探,在评价落实氦气“源-运-聚”要素与天然气“生-储-盖”条件耦合匹配性、局部相对低势高部位有利圈闭载体气区的基础上,综合评价优选“通源连圈、低势高位、气氦适配”的有利氦气富集区。

中国东西部陆相页岩油地质特征差异性分析及其对富集规律影响——以胜利探区为例

以胜利探区为例,系统对比研究了中国东西部陆相湖盆页岩油地质特征差异性及其对富集规律的影响。济阳坳陷沙四段上亚段—沙三段下亚段在古地貌、古气候、古水体介质等因素共同控制下,富有机质纹层状碳酸盐页岩大规模分布,富有机质黏土纹层成烃与富碳酸盐纹层成储协同演化为游离烃规模富集提供了有利条件。准噶尔盆地西北缘哈山地区风城组强裂陷作用导致强烈火山活动,在火山喷发物质与古气候共同影响下,富有机质纹层状含碱长英页岩相大规模分布,且成烃成储演化过程中形成较多的长英质矿物,并伴生大量的基质溶蚀孔和晶间孔,为页岩油富集奠定了重要基础。哈山地区在多期逆冲推覆过程中,准原地系统持续生烃、油多气少和相对较好的保存条件以及构造覆压、生烃增压作用产生的异常高压为页岩油高产提供了必要条件。准噶尔盆地东南缘(准东南)芦草沟组在海迹湖咸水环境下,受火山凝灰质与微生物作用影响,形成了富有机质纹层状页岩相夹贫有机质层状白云岩相的主要岩相组合类型。博格达山周缘山前构造带芦草沟组富有机质页岩均进入成熟演化阶段,胜利探区构造相对稳定区具备页岩油勘探前景。

青藏高原盐湖铷铯资源现状、富集规律与提取技术

铷、铯是重要矿产资源,在航天、通讯、能源、医药、化学和电子设备等领域有着广泛用途。青藏高原盐湖铷铯资源主要分布于柴达木盆地和羌塘地块、拉萨地块的盆地,盐湖的铷铯资源主要来自于泉水和河水的补给。羌塘地块、拉萨地块的铷铯主要来自印度板块。笔者等收集了85个青藏高原盐湖铷铯含量和资源量数据,铷含量较高的盐湖有扎布耶和麻米错等,铯含量较高的盐湖有聂尔错和扎西错等。青藏高原盐湖氧化铷资源量共47.50 kt,为大型铷矿床规模的23.73倍;达到详查程度的资源量共37.40 kt。盐湖氧化铯资源量共28.53 kt,为大型铯矿床规模的14.265倍;达到详查程度的资源量共27.10 kt。85个盐湖中氧化铷的资源量达到大型矿床要求的盐湖有5个,达到中型矿床要求的盐湖有4个。氧化铯资源量达到大型矿床要求的盐湖有2个,达到中型矿床要求的盐湖有2个。盐湖铷铯在蒸发过程中基本处于浓缩阶段,残卤中铷铯浓度很高,扎布耶盐湖湖水蒸发残卤中铷、铯质量分数最高为0.496‰和0.372‰,拉果错残卤中铷、铯最高为0.84‰和1.76‰,麻米错残卤中铷、铯最高为0.224‰和0.297‰,这有利于铷铯的开发利用。目前,从盐湖卤水中提取铷、铯的方法以溶剂萃取法方法最具有应用前景。

基于大数据关联规则算法的卡林型金矿床元素富集规律及找矿方法研究

大数据时代的到来,为卡林型金矿床开拓了新的找矿思路。本研究应用关联规则算法,挖掘滇黔桂“金三角”卡林型金矿床内微量元素与金矿化海量数据之间的关联性,提取元素异常组合,分析控制因素,定量构建找矿标志。结果显示矿床内元素异常组合分为4组:(1)强正关联显著富集元素(As、Sb、Hg、Tl、Ag、W和Rb),显示硫化和黏土化作用;(2)较强正关联略富集元素I(Zr、Th、Ta、Nb和Hf)和强负关联强迁出元素(Li和Sr),显示去碳酸盐化作用;(3)较强正关联略富集元素II(Sn、Zn、Ni、V、Co和Cu),显示硫化作用;(4)弱关联基本无富集元素(Cd、Pb、Ba、Bi、U和Mo),与成矿无显著关联。从大数据角度获取的元素异常组合,与学界关于Au主要在去碳酸盐化、硫化和黏土化条件下形成的认识一致。通过关联规则算法分别对与硫化和去碳酸盐化相关的元素建立定量找矿标志。硫化找矿标志:样品中As、Hg、Sb、Tl、W、Ag和Rb等元素内中高含量项数≥1、≥2、≥3、≥4和≥5时,对应的Au矿化分别为≥4.5×10^(-9)、≥47.0×10^(-9)、≥150×10^(-9)、≥500×10^(-9)和≥1000×10^(-9);样品内高含量项数≥1、≥2和≥3时,对应的Au矿化分别为≥150×10^(-9)、≥500×10^(-9)和≥1000×10^(-9);找矿过程中两组指标配合使用,确保不漏矿,高效圈矿。去碳酸盐化找矿标志:样品中Zr、Th、Ta、Nb和Hf含量任意两项出现正异常,认为样品经历过去碳酸盐化作用。定量识别的硫化和去碳酸盐化找矿标志可望在卡林型金矿找矿预测中发挥重要作用。本研究基于关联规则算法分析矿床元素富集规律、控制因素和定量构建找矿标志的方法,也可为其他类型矿床开展类似研究提供新思路。

松辽盆地古龙页岩油富集规律及有利区分布

近年的勘探开发实践已经证实松辽盆地白垩系发育的页岩油资源潜力巨大,但页岩油富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了古龙页岩油勘探开发的快速推进。基于古龙全区多口井的取心及全面实验分析,系统开展页岩油含油性、储集性以及动用条件分析,明确页岩油富集分布规律,建立有利区划分标准,系统评价了松辽盆地齐家−古龙凹陷页岩油有利区。结果表明:沉积背景控制了页岩矿物组分及薄夹层岩性纵向上的规律性;明确了烃源岩丰度及热演化程度控“油”,有机质生烃演化及成岩演化控“储”,核磁可动孔隙度和脆性矿物含量控“动用”的富集可动主控要素。古龙页岩油纵向上在下部的Q_(1)—Q_(4)油层以纯页岩为主,含油性最好,但黏土矿物含量最高,工程品质较差,一类有利区主要分布在齐家-古龙凹陷北部及南部的部分区域,二类有利区基本覆盖齐家-古龙凹陷,分布面积最大;中部的Q_(5)—Q_(7)油层为页岩夹薄层白云岩,含油性中等,工程品质中等,核磁可动孔隙度最低,一类有利区部分发育于齐家−古龙凹陷北部,面积最小,二类有利区分布与R_(o)>1.2%范围相近,面积小于Q_(1)—Q_(4)油层;Q_(8)—Q_(9)油层岩性为页岩夹薄层粉砂岩,含油性较好,黏土矿物含量相对最低,工程品质最好,核磁可动孔隙度最大,可动条件最好,一类有利区分布面积最大,R_(o)>1.2%范围内基本均有分布,二类有利区分布与Q_(8)—Q_(9)油层相似。研究成果可为古龙页岩油的下一步勘探开发提供理论指导。

宁陕县某金矿地质特征及富集规律

宁陕县某金矿地处秦岭中段南坡山地,金矿体主要赋存在燕山期NE-NNE向破碎蚀变带内的破碎蚀变岩及石英脉体中。目前,该矿正处于勘查阶段,只进行了基本的地质工作,研究程度较低。本文采用激电中梯测量和1:10000土壤化学测量圈定矿体后,通过钻探验证、槽探揭露、地质测量、取样分析等工作,查明金矿地质特征,分析成矿地质条件和矿床形成机制,概括矿物富集规律和找矿标志,为后期外围探矿和深部找矿提供真实可靠的理论依据。

罗北凹地富钾卤水中锂、硼的空间分布和富集规律研究

文章基于自组织神经网络(SOM)和Kmeans耦合(SOM-KM)方法,利用罗北凹地65组富钾卤水水化学数据,对富钾卤水中锂(Li)和硼(B)资源空间分布和富集规律进行了系统性研究。研究发现富钾卤水中Li,B含量表现出一定的垂向分异性,自上而下B浓度增高,Li浓度降低。聚类结果表明,罗北凹地富钾卤水可聚为4类,各类地下水中Li、B浓度具有明显的空间差异性,高浓度的Li、B集中分布在罗北凹地中东部区域。此外,水化学特征离子分析结果表明,罗北凹地富钾卤水中Li、B元素富集主要受到蒸发浓缩及盐岩溶滤作用控制。

安徽庐枞矿集区沙溪斑岩型铜金矿床中硒、碲的赋存状态及富集规律研究

硒和碲是重要的战略性关键金属,在现代工业和国防建设中有着广泛的应用。硒和碲通常很难形成独立矿床,目前全球大部分硒和碲来自斑岩型铜金矿床。长江中下游成矿带是我国东部重要的斑岩-矽卡岩型铜金矿床成矿带之一,前人虽然对成矿带内矽卡岩型矿床中伴生关键金属已开展了相关研究,但对成矿带内斑岩矿床中关键金属的赋存状态、分布和富集规律尚关注较少。本次工作以成矿带内沙溪斑岩型铜金矿床为研究对象,系统采集了矿床不同深度、不同类型的岩矿石样品,通过扫描电子显微镜、全岩化学分析、TIMA及矿物原位LA-ICP-MS微量成分测试等分析技术方法对矿床中硒和碲等关键金属开展了系统的研究。结果表明,沙溪矿床中硒和碲元素发生显著富集,与主成矿元素铜具有明显的正相关关系。估算矿床中伴生硒资源量约为1196t、碲资源量约为96.6t,其中硒达到大型规模,具有潜在利用价值。与成矿带内其他典型矽卡岩矿床(包括斑岩-矽卡岩矿床)相比,沙溪斑岩型矿床中硒和碲的含量明显偏低,这可能是深部成矿岩浆演化过程的差异导致的。矿床中有91.64%的硒、87.48%的碲是以独立矿物形式存在。沙溪矿床硒、碲与主成矿元素铜和金的富集规律一致,流体混合过程中氧逸度的变化可能是硒和碲的主要的沉淀机制。

安徽安庆铜铁矿床钴的赋存状态、分布与富集规律研究

长江中下游成矿带是我国东部最重要的成矿带之一,广泛发育矽卡岩型铜铁矿床且伴生Co资源,而成矿带内的矽卡岩型铜铁矿床中关键金属Co元素的赋存状态、分布以及富集规律研究尚未系统开展。本文以矽卡岩型铜铁矿床——安庆铜矿为研究对象,通过系统采样、显微观察、扫描电子显微镜、全岩化学分析及矿物原位LA-ICP MS微量成分测试手段,初步估算矿床中伴生Co的资源量约为8769t,达到中型规模,查明了伴生Co的平均含量为166×10^(-6),综合利用潜力较大。查明了铜矿石中Co含量(平均含量为166×10^(-6))明显高于铁矿石(平均含量为126×10^(-6)),尤其是含铜磁黄铁矿型矿石中Co元素富集程度最高,且计算得出磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿和黄铜矿分别赋存矿石Co含量的45.1%、52.8%、0.5%和1.6%。此外,矿床内不同类型矿化蚀变岩中Co含量与磁黄铁矿和黄铁矿总量具有较强的正相关性,Co主要以类质同像的形式赋存于黄铁矿和磁黄铁矿内,黄铁矿中Co的含量变化范围较大,早石英硫化物阶段的黄铁矿(Py1)中Co含量为258×10^(-6)~25920×10^(-6),晚石英硫化物阶段的黄铁矿(Py2)中Co含量为0.3×10^(-6)~594×10^(-6),磁黄铁矿中Co含量变化范围较小,主要集中于311×10^(-6)~1181×10^(-6),Co主要富集于早石英硫化物阶段,晚石英硫化物阶段不富集。含铜磁黄铁矿型矿石中Co元素变化范围大(85×10^(-6)~430×10^(-6))是由于矿石中黄铁矿和磁黄铁矿的含量以及黄铁矿Co含量极不均匀造成的。综合前人研究,本次工作认为大气降水混入引起的成矿流体冷却和稀释可能是导致安庆铜矿中Co元素沉淀富集在黄铁矿和磁黄铁矿内的主要因素。

准噶尔盆地中拐地区致密砂岩气成藏特征及富集规律

致密砂岩气作为一种清洁高效的低碳能源,对能源消费结构转型升级和实现“双碳”目标具有重要意义。准噶尔盆地西北缘中拐地区二叠系佳木河组致密砂岩气的成藏特征及富集规律认识不清。基于钻井、测井、三维地震、岩心和实验分析测试资料,综合分析研究区致密砂岩气成藏地质特征、富集规律及高产主控因素。研究结果表明:中拐地区二叠系佳木河组致密砂岩气类型主要由油型气、煤型气及混合气组成,气源主要来自沙湾凹陷风城组及下乌尔禾组烃源岩,佳木河组烃源岩可能供烃,具有多源供烃特征;气藏类型为岩性-地层圈闭型,具有远源运移,多期次聚集成藏特征;致密储层受浊沸石矿物等溶蚀作用在局部地区形成物性相对较好的储层“甜点”,其主要分布在研究区东部,纵向上主要发育在4320~4640 m和4830~4900 m深度段,高产层段主要集中在上部“甜点”带。致密砂岩气藏的富集及高产受控于有利成岩相带上的储层“甜点”和局部发育的古凸起及构造裂缝。

川西中江地区须二气藏富集规律研究

川西须家河组二段资源量丰富,具有较大的勘探开发潜力。文章以川西中江地区须二气藏特征为基础,结合前人的研究成果,总结出须二气藏的富集规律。古构造高部位是气井高产的前提,裂缝是气井获得中、高产的关键,相对优质储层是气井稳产的基础,断裂是气井高产的重要因素,建立了富集模式,早期近源低效充注,中期远、近源多向充注,致密、构造交互调整,晚期断裂调整富集。

川滇黔相邻区沉积型稀土富集规律与成因研究

稀土是重要的战略资源,在国际能源、农业、高精度仪器、军事等领域具有不可替代的重要地位。近年来,稀土成矿机理研究和新型稀土找矿已成为全球热点问题。例如,富含稀土深海软泥(Kato et al.,2011),与铝土矿尾矿伴生的稀土(Boni et al.,2013)和煤系地层(Dai Shifeng et al.,2016)。在滇黔相邻区晚二叠世宣威组底部,广泛分布的灰白色黏土岩直接覆盖在峨眉山溢流玄武岩顶部.

鄂尔多斯盆地郝滩地区延安组延8—延10油藏富集规律

鄂尔多斯盆地郝滩地区延安组下段油气显示优越,是长庆油田常规油气藏稳产增产的主力层位。但研究区内延安组储层特征研究程度低,油藏富集规律不明,严重制约了油藏的勘探开发和油田增产稳产工作的推进。在前人研究的基础上,结合储层特征研究,对郝滩地区延安组的成藏控制因素进行分析,并结合现有油藏的精细解剖,探讨研究区延安组下段油藏的富集规律并解剖其成藏模式。研究结果表明,郝滩地区延8—延10储集砂岩物性高,整体为中孔、中—低渗储层,主要的储油空间为粒间孔和长石溶孔;沉积—成岩—构造耦合作用控制郝滩地区延安组下段石油富集成藏,沉积—成岩耦合共同控制延安组下段优质储层发育与分布,而局部发育小幅度构造隆起形成的圈闭有利于石油富集保存;郝滩地区延安组油藏主要为古地貌油藏和岩性—构造油藏,以斜坡古地貌成藏模式、河间丘构造—岩性成藏模式及坡咀岩性—构造成藏模式为主。

致密砂岩气藏高产富集规律研究——以川西坳陷新场—合兴场须家河组二段气藏为例

四川盆地川西坳陷须家河组致密砂岩气藏储量巨大,具有砂体厚、物性差、非均质性强、气水分布复杂等特点,给气藏的开发评价及建产选区带来极大难度。为实现气藏高效评价开发,以新场—合兴场须家河组二段气藏为研究对象,基于气藏静、动态特征,深度分析了典型井的古、今构造位置,断层特征,裂缝和储层品质等对产能的影响,明确气井高产的主要控制因素。通过分析各控制因素的综合作用,结合成藏研究成果,探讨天然气富集高产规律,结果表明新场—合兴场须家河组二段气藏气井可分为高产高效、中产中效、低产低效3种类型。高产高效和中产中效气井产量高、稳产好,主要分布在北南向四级烃源断层和五级断层附近,裂缝发育、优质储层厚度大,具有良好的地质条件。明确了气藏富集高产遵循古、今构造控藏,烃源断层控富,有效裂缝控产,优质储层控稳的规律,为该气藏的高效开发奠定了基础。

鄂尔多斯盆地东缘临兴−神府区块深部煤层气富集规律与勘探对策

【目的】鄂尔多斯盆地东缘以大宁−吉县区块为代表的高煤阶深部煤层气富集成藏规律已取得一定认识,但位于东缘北段的临兴−神府区块中煤阶深部煤层气勘探才刚起步,富集成藏规律认识还不够准确清晰,需要总结其富集成藏规律有效指导深部煤层气勘探开发。【方法】以临兴−神府区块太原组8+9号煤为研究对象,依据煤的烃源岩−储集层双重属性,开展了源储、生烃、富集和保存控制因素及其耦合关系研究。【结果和结论】结果表明:(1)研究区具有东西分带性,分为东部断阶带和西部平缓带,主体埋深超过1500 m。太原组8+9号煤层厚度大,微孔和宏孔发育,热演化程度中等、含气量整体较高,深部煤层气成藏条件优越,具备较大的资源勘探潜力。(2)研究区泥坪与分流间湾沉积微相煤层厚度大、镜质组含量高、煤层结构简单,随着热演化程度的增高,煤层含气量变大、气体中甲烷含量的占比显著增加,8+9号煤层温−压条件耦合控制的临界吸附带在1750 m左右,泥岩良好的封盖性、稳定的构造环境和封闭的水动力条件是煤层气富集的重要保障。(3)针对研究区地质条件的差异性,平缓带的煤层气富集区应加快勘探节奏,围绕探明储量区扩大勘探,同时加强该区深部煤层可压性研究,推动规模建产;断阶带的煤层气富集区应开展试采评价,加强离石走滑断裂带的压扭、张扭过渡区研究,以期获得储量发现。研究成果系统总结了临兴−神府区块中煤阶深部煤层气富集成藏规律,指导了富集区的优选,对推动该区效益勘探与规模开发具有积极意义。

莱芜盆地岩溶地下水富集规律

基于在莱芜盆地开展的水文地质调查与泉水保护工作,通过资料收集、野外地质调查、水文地质钻探及岩矿测试,对区内碳酸盐岩岩溶发育特征及富水规律进行研究。结果表明:莱芜盆地碳酸盐岩分布受构造控制明显,集中分布在盆地南部,呈单斜状产出,在盆地北缘、东缘地区零星分布;岩溶发育受地层岩性、地质构造、地下水动力条件及岩浆侵入等多因素影响;地表岩溶形态以溶沟、溶槽为主,地下岩溶以溶蚀裂隙、溶孔溶洞为主,主要发育400 m以浅;岩溶水主要富集在多期构造断块区域、阻水断裂形成的上盘、地下水承压排泄区及莱芜矿山背斜两翼岩溶发育区。研究结果可为鲁中南缺水山区地下水资源开发与利用提供科学技术支撑。

黔西地区二叠系梁山组沉积型锂矿的物质来源及富集规律

紧缺战略性矿产资源是目前研究的焦点,锂(Li)是当今社会必需,安全供应却存在风险的能源矿产,它对国家能源安全和新兴产业的发展具有重大战略意义。目前,锂矿资源主要由卤水型、伟晶岩型和沉积型矿床组成,随着近几年对于锂矿床勘探力度的加大,全世界越来越多锂含量高、具有独立开发价值的沉积型锂矿在欧洲和美洲被发现.

贵州务—正—道地区铝土矿含铝岩系中稀土元素富集规律及赋存形式

务川-正安-道真(务-正-道)地区是贵州省重要的铝土矿集区,提交铝土矿石资源储量超过7亿吨。区内铝土矿含铝岩系为下二叠统大竹园组,其中广泛富集稀土元素,由于这类稀土元素富集规律和赋存形式尚存在较大争议,综合利用和地质勘探依然缺少实际理论依据。本文通过对该区铝土矿含铝岩系的地质特征及其中伴生稀土元素研究,以总结分析稀土元素地球化学特征和富集规律,并讨论其赋存形式。研究结果表明,务-正-道地区含铝岩系中稀土元素基本呈右倾的配分模式,LREE表现为明显富集,Eu负异常明显。该套含铝岩系中上部样品普遍具有Ce正异常,而底部绿泥石泥岩则为Ce负异常。总体而言,稀土元素在研究区北西部和南东部向斜中的含量相对较高,而在中部向斜含铝岩系中相对较低。稀土元素主要赋存在底部的绿泥石泥岩中。其赋存形式可能主要以离子吸附或类质同象置换的形式赋存于铝矿物和黏土矿物表面或晶格中,也存在稀土元素的独立矿物。本研究为该类资源地质勘探和综合利用提供地质地球化学依据。

宁东基地燃煤电厂原料煤及副产品中稀土元素富集规律研究

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了宁东基地鸳鸯湖电厂、马莲台发电厂原料煤及副产品中稀土元素的质量比并探究了稀土元素的富集规律。结果表明:鸳鸯湖电厂原料煤中稀土元素的富集系数表现为正常;马莲台发电厂原料煤中La,Ce,Y的富集系数表现为轻度富集,其余稀土元素的富集系数表现为正常;两个电厂原料煤中的轻稀土相对于中稀土及重稀土明显富集;煤燃烧后稀土元素主要富集在炉渣、粗灰、细灰中,并且更容易富集到细灰和粗灰中,炉渣次之;副产品中的稀土元素与原料煤中的稀土元素分布规律类似,即相比于中稀土和重稀土,轻稀土相对富集。

铝土矿富集规律及进一步找矿方向分析

我国工业生产规模逐渐扩大,对铝的需求量逐渐增加,因此近年来,对铝土矿的勘探研究已普遍出现在社会各个领域。要想对找矿进行适当的改良,就必须弄清楚铝土矿的生成与富集规律,使这些基本元素得到控制,同时必须根据以往的找矿经验,总结在寻找铝土矿中可以使用的条件,充分利用地层、民采、岩石三大标志。此外,在寻找铝土矿时,应考虑铝土矿与其他矿产的关系,以提高铝土矿勘查效率。