陕北榆神矿区富油煤深成变质的古地质温度计算方法初探

根据陕北榆神矿区2-2号、3-1号、5-2号煤层的地质概况(位置、镜质体反射率和平均镜质体反射率),利用吴氏煤变质热动力学方程计算古地质温度为54.2~79.4℃,并将各煤层的古地质时间、镜质组反射率和古地质温度三者之间的相互关系用图加以显示。对于榆神矿区的富油煤层,要升高0.02%镜质组反射率,古地质温度只需要升高3℃;而古地质时间则需要延长大约5000万a。根据煤层的最大埋深,用地表恒温15℃、鄂尔多斯盆地现地温梯度2.88℃/100 m计算得出现埋深温度仅为32.5~35.6℃,还达不到褐煤变质的临界温度。利用以正常地温为热源的煤生成镜质组反射率梯度一般低于0.06%/100 m的结论,计算得古温度梯度为8.27~8.59℃/100 m,因此重新计算的埋深温度已经升至在67.1~74.1℃。采用吴氏煤变质热动力学方程计算出最大古地质温度和平均镜质组反射率的条件下的有效受热时间6800~9600万a。

镜质组反射率梯度与古地温梯度间的关系研究——以陕北榆神矿区5-2富油煤层为例

利用吴氏煤变质热动力学方程计算5-2富油煤层的变质温度为54.2℃~76.6℃,并画出古地质时间、镜质组反射率和变质温度三者之间的关系图。为了解释极大的埋深或地温梯度差距,利用不超过深成变质的镜质组反射率梯度值 -2富油煤层的地质数据,计算得到在R0 = 0.53%,ΔR0= 0.06%/百米,t = 193百万年时产生的地温梯度是9.14℃/百米为最大值,计算得到在R0 = 0.53%,ΔR0= 0.01%/百米,t = 205百万年时产生的地温梯度是1.55℃/百米为最小值。即使是在相同的地质条件范围内(古地质时间、镜质组反射率、埋深),也能够满足转化为不同煤化阶段所需的温度。