鄂尔多斯盆地含铝岩系天然气成藏主控因素与勘探启示

基于野外露头、岩心、录井、测井、试气及分析化验等资料,采用天然气成藏与铝土岩成矿一体化研究方法,分析鄂尔多斯盆地含铝岩系有效储层发育控制因素、煤系烃源岩与含铝岩系的源储配置关系,构建天然气成藏模式,对煤下含铝岩系天然气勘探潜力进行评价。研究表明:(1)鄂尔多斯盆地含铝岩系的有效储层主要为一水硬铝石含量超过75%,具有多孔状残余豆鲕、碎屑结构的蜂窝状铝土岩,溶蚀孔为主要储集空间;(2)铝土岩储层形成模式为夷平化作用提供含铝岩系发育的物质基础、岩溶古地貌控制含铝岩系发育、陆表淋滤作用改善储集性能;(3)晚石炭世—早二叠世,受湿热气候环境和海平面变化控制,古陆或古岛边缘的相对低洼带发育典型的煤-铝-铁三段式地层结构;(4)煤系烃源岩广覆式生烃,天然气在煤下含铝岩系储层富集,为源下成藏;(5)中国华北陆块的上石炭统—下二叠统含铝岩系气藏呈透镜状点群式聚集,勘探潜力大,有望成为华北克拉通上古生界重要的天然气勘探新领域。

黔西龙场井田含煤岩系沉积环境及聚煤规律

在研究区野外实测剖面及钻孔岩芯资料分析的基础上,运用沉积相分析、沉积地球化学分析的基本理论及方法,对龙场井田晚二叠世含煤岩系的岩相类型、硫分特征、沉积特征进行了综合的探讨,得到了本区沉积环境及聚煤规律的相关认识。结果表明,东吴运动控制了含煤岩系沉积基底的演化,为含煤岩系的沉积提供了基本的沉积格架。成煤期构造活动相对较为稳定,基底的沉降速率与泥炭或煤层的堆积速率较为平衡,形成了一定厚度的含煤岩系。沉积环境依次经历了潮坪-潟湖、三角洲平原、潟湖-潮坪沉积体系,最有利的聚煤环境为位于三角洲平原上的分流间湾及分流河道,其次为受海水影响较为强烈的潟湖、潮坪环境。

黏土型锂矿床勘查开发过程中的瓶颈问题和若干思考

锂作为国家战略性关键紧缺矿产资源,随着现代科技的不断进步,需求量会不断增加。寻找更多的锂矿资源,降低进口依赖度,保障国家资源安全,已是迫在眉睫。黏土型锂矿床作为锂矿的重要类型之一,因分布面积广,资源潜力巨大,越来越受到关注,或可成为锂矿资源的重要补充,既是今后矿产资源勘查的重要方向之一,也是破解锂矿资源紧缺局面的重要途径。黏土型锂矿床已取得不少进展,但也存在一些问题,一定程度上制约了对黏土型锂矿床勘查与开发。通过文献查阅、政府和企业官网的情报收集,结合自身锂矿勘查实践,发现影响和制约黏土型锂矿床勘查与开发的主要问题有5个:①对黏土型锂矿床资源潜力认识不充分,前景不看好,未给予足够重视;②缺乏指导勘查工作的规范性依据;③矿产资源管理与矿业权管理中的不利因素导致勘查力度不足;④勘查研究过程对于矿石选冶加工技术性能重视程度不够,工艺流程尚不成熟。特别是经济合理、环境友好型的分离提取技术和工艺流程尚在探索阶段;⑤可供勘查评价与找矿预测的超常富集成因机制与找矿模型的基础研究尚不深入。针对以上5个问题,提出5个方面的思考与建议,以期加快黏土型锂矿床的勘查开发步伐,可望缓解锂矿资源紧缺和供需矛盾紧张现状。①呼吁地勘行业重视黏土型锂矿床,将黏土型锂矿床按独立的新矿种类型对待。在充分利用煤、铝等勘查老资料进行二次开发的基础上,对异常区进行验证性调查,圈定可供勘查的找矿有利区段或找矿靶区,为黏土型锂矿勘查部署提供依据;②通过选择有代表性的区块开展勘查开发试验研究和工程示范,尽快研究出台黏土型锂矿床勘查规范,为今后规范黏土型锂矿勘查工作提供作业依据;③从矿权现行管理制度出发,按照“公益先行,基金衔接,商业跟进,整装勘查,快速突破”二十字方针,一方面建议国家和地方政府设置专门的地勘基金,加大地勘基金财政投入,形成一批可供进一步勘查的矿产地,一方面建议矿产资源管理部门释放更多的勘查空间,引入更多社会资本,充分调动勘查市场的活力,为国家提供强有力的资源保障;④建议加大锂元素不同赋存状态及其不同占比情形下的分离提取试验投入,尽快形成技术可靠、经济合理、环境友好的工艺流程;⑤在梳理并聚焦制约勘查评价、开发利用及找矿预测工作的相关科技问题,通过科技攻关,为锂矿勘查开发提供强有力的科技支撑。通过上述主要瓶颈问题的有效解决,以期实现锂矿资源的重大找矿突破,形成一批可供工业规模开发的黏土型锂矿资源基地,继而从根本上解决锂矿资源紧缺现状和高度依赖进口的局面。

金沙县云盘山晚二叠世含煤岩系沉积环境分析

金沙云盘山地区煤炭资源丰富,含煤岩系较为发育,但对其沉积环境的研究相对薄弱,给区域煤炭资源勘查带来了一定的困难。基于区域地质背景,通过对含煤岩系钻孔岩芯进行沉积相分析,恢复了研究区主要可采煤层的沉积环境面貌,下三角洲平原为区域内可采煤层最重要的沉积环境类型,可作为本区下步煤炭资源勘查的重点方向。

中国铝土矿含铝岩系伴生稀土资源分布特征及富集机制

在广泛搜集公开数据的基础上,对中国铝土矿含铝岩系伴生稀土资源进行了研究,提出了中国铝土矿含铝岩系伴生稀土富集机制。从矿床成因类型来看,沉积型含铝岩系伴生稀土含量最高,其次是红土型、堆积型;配分特征上,伴生稀土都具有明显的右倾特征,属于轻稀土富集型;区域分布上总体具有"北高南低"的特点。主要含铝岩系在稀土含量与富稀岩性上存在差异,但在剖面上都具有由上到下含量逐渐增高的趋势。离子吸附、类质同象以及稀土独立矿物都可能是含铝岩系伴生稀土的存在形式,但沉积型含铝岩系中的伴生稀土由于经过了成岩作用,其离子吸附机制与中国南方现代风化壳离子吸附型稀土矿存在差异。相对于基岩的稀土含量与含铝岩系的矿物组成,沉积环境的酸碱度才是主导含铝岩系伴生稀土迁移与富集的主导因素。原始铝土物质的沉积过程伴随着频繁的潜水面波动,由此引起沉积环境酸碱度的转换,而潜水面波动的频度及水位的持续性在不同含铝岩系形成过程中势必存在差异,正是这一差异影响了沉积物中稀土的活动性及迁移距离,最终形成了不同含铝岩系间稀土含量与富稀岩性的差异。

辽宁省主要煤田含煤岩系放射性特征分析

通过对煤田钻孔天然伽玛测井资料的二次解译,发现辽宁省内部分煤田含煤岩系存在放射性异常.筛查钻孔3437个,发现异常孔841个,其中与煤层相关的异常钻孔49个,异常值为50~123γ,个别钻孔异常峰值高达260γ.采集康平、蒲河等5处煤矿原煤作为分析对象,对5处煤矿原煤样品和燃烧后的煤灰进行分析,确定^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra、^(40)K、^(210)Pb、^(210)Po在燃烧后迁移的比例及其影响因素.^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra、^(40)K、^(210)Pb元素在煤/灰活度比与煤燃烧后灰分比对比结果显示两者相近,表明元素在燃烧过程中未发生挥发及化学反应,元素含量几乎全部富集于灰分中;而^(210)Po元素煤/灰活度比与煤燃烧后灰分比相差较大,认为在煤的燃烧过程中Po易以气态形式迁移到空气中.因此应重视与煤炭开采利用直接相关含煤岩系的放射性异常,避免对环境产生放射性污染.

准噶尔盆地南缘含煤岩系层序结构、成煤环境及聚煤规律

准噶尔盆地南缘发育丰富的低阶煤炭资源。通过野外露头观测,岩心、钻井、测井资料分析,利用基准面旋回和可容纳空间的变化关系,采用岩相古地理等研究手段,揭示了准噶尔盆地南缘含煤岩系的层序结构、成煤环境及聚煤规律:区内含煤岩系由底到顶可划分为5个三级层序、15个体系域;各沉积体系内的沉积相、亚相、微相由山向盆呈有规律变化,其中的扇间洪泛平原沼泽、三角洲平原沼泽和滨湖沼泽是主要的成煤微环境;古地貌与古沉积环境决定了区内煤层的宏观分布和发育程度,而厚煤层主要发育于低位和高位体系域中。

黔中地区含铝岩系中钪的分布及丰度研究

黔中地区含铝岩系是重要的含钪层,其铝土矿体和伴生硬质粘土岩中含有较为丰富的Sc2O3。研究表明:铝土矿品位越高的区域,其含铝岩系中硬质粘土岩中钪的含量更高。铝土矿的Al2O3和A/S能直接反映Sc2O3质量和规模。Sc2O3与SiO2关系较为密切,与TFe2O3呈弱相关性,Fe2O3异常值时Sc2O3含量异常较明显。

豫西北及晋东南地区下二叠统太原组风暴沉积及伴生遗迹化石特征

豫西北及晋东南地区下二叠统太原组碳酸盐岩中发育多层风暴沉积并含丰富的遗迹化石。通过对风暴沉积层的宏观及微观分析,特别是对各种风暴沉积序列及其所含遗迹化石的组成与分布特点的研究,在太原组碳酸盐岩中已识别出7种风暴沉积类型,与之伴生的遗迹化石有Zoophycos,Palaeophycus,Nereites.,Chondrites,Planolites,Palaeophycus,Helminthopsis,Teichichnus,Rhizocorallium,Thalassinoides和Ophiomorpha等。它们分别形成在海湾-潟湖、潮间-潮下浅滩、局限台地和潮下开阔台地沉积环境。该成果既可丰富我国华北盆地早二叠世含煤岩系的沉积类型,也可为深入研究该区早二叠世沉积演化乃至成煤与成气的古环境条件提供事件沉积和生物学方面的信息。

羌塘盆地晚三叠世含煤岩系沉积体系与层序地层学特征

利用地层剖面岩相组合、沉积构造序列,结合粒度分布特征等分析了研究区晚三叠世沉积体系与沉积环境演化,建立了含煤岩系层序地层格架,讨论了含煤岩系层序地层学特征和煤层在层序格架下的位置、聚煤特征及空间分布规律。研究表明,晚三叠世含煤岩系沉积体系有浅海碎屑陆棚沉积体系、滨岸沉积体系及三角洲沉积体系,其中三角洲沉积体系的三角洲平原是区内最主要的成煤地带,煤层均位于SQ1层序的高位体系域内,分布于盆地中央隆起带内,向南、北两侧,由于水体加深而脱离沼泽沉积环境,不利于煤层的形成。中央隆起带是羌塘盆地今后重要的找煤方向。

岩体结构对含煤岩系变形的控制作用

含煤岩系变形规律的研究,对煤炭资源评价和开采、煤矿瓦斯灾害预测、煤层气的可开发性评价具有指导意义。基于含煤岩系的岩体结构是控制其变形的基础因素这一前提,以岩体力学和分形几何学基本理论为指导,提出取决于岩石杨氏模量和泊松比的岩体强度因子和取决于岩层厚度的分形维数两个参数,以断层发育的安阳双全井田、褶皱发育的沁水盆地煤层气开发区及滑动构造发育的荥巩谷山井田为例,系统探讨了岩体结构对含煤岩系变形的控制作用。研究表明,低强度因子和厚层岩层较多的分形维数低值区,含煤岩系以韧性变形为主,多形成褶皱,煤体变形程度深,为瓦斯灾害严重区和煤层气难以开发区;高强度因子和厚层岩层较少的分形维数高值区,含煤岩系以脆性变形为主,多发育断层,构造煤难以区域展布,只分布在断层附近。可见含煤岩系变形不仅与岩体强度有关,而且受岩层厚度的控制。统计层段内刚性岩层的存在增加了岩体强度,岩层复杂程度的增加同样提高了岩体强度。岩体力学和分形几何学的引入,为煤岩体变形行为和程度的描述和预测提供了一种新途径。

基于钻孔岩心观测的煤田构造研究

含煤岩系钻孔岩心上常见的变形构造现象有褶皱、节理、断层等,它们对分析研究区煤田构造有着重要的意义。含煤岩系钻孔岩心中变形构造的描述,包括岩层产状、岩石变形结构、变形构造(连续变形和非连续变形)等内容。通过对构造现象的观测,获得定量数据,并对比不同钻孔的特征,为分析煤田构造特征提供依据。

渝东南地区铝土矿找矿标志初探

含铝岩系分布于渝东南陷褶柬中的一系列穹褶柬、凹褶柬之中，矿床类型属古风化壳沉积改造型。铝土矿赋存于上古生界二叠系下统梁山组，控矿构造为近平行展布的北北东向向斜褶皱。矿体多呈层状、似层状于向斜两翼及转折端产出，产状平缓，矿石主要矿物成分为一水硬铝石，软水铝石、胶铝石次之。主要找矿标志是向斜构造的两翼及转折端；上覆地层栖霞组厚层含沥青质灰岩，及其抬升突起部位形成的陡崖周边；下伏地层韩家店组黄灰、灰绿、偶夹紫色的粉砂岩与页岩及其互层；梁山组中段深灰色、灰绿色豆状、鲡状铝土（黏土）岩。

太行山东麓石炭～二叠纪沉积环境与煤层气开发的关系

本文分析了太行山东麓石炭～二叠纪含煤岩系沉积及其组合特征,指出该区含煤岩系是在活动—较稳定的地台构造背景上发育的一套海陆交互相～滨海三角洲充填沉积。通过不同沉积环境条件下形成的煤储层的岩性物理特征,结合含煤岩系遭受的后期地质作用,得出三角洲沉积形成的煤储层为煤层气的生、储、盖、运移提供较好的条件。

贵州务-正-道地区铝土矿含矿岩系中三稀元素赋存状态、富集机理及资源潜力

黔北务-正-道地区铝土矿含矿岩系为下二叠统大竹园组,与下伏志留系下统韩家店组或上石炭统黄龙组及上覆中二叠统梁山组均呈假整合接触,古沉积环境主要为浅湖相,矿床成因属古风化壳沉积型。勘查实践及研究表明:①含铝岩系的各类岩石、矿石中均富含Li、Ga、Sc、REE等三稀元素,在空间分布及不同矿石中含量变化大,相差1~3个数量级。Li在研究区东、西两侧含量相对高,常富集于含矿岩系上部及矿体中致密块状、豆鲕状矿石中;Ga在研究区北侧及含矿岩系中部较富集,Sc在道真沙坝-平木山一带富集程度高,在含矿岩系中含量变化小;REE相对富集于南部、显著富集于含矿岩系的下部。②含矿岩系形成于古赤道附近气候温湿、开放的氧化环境,铝矿物及高岭石、蒙脱石等富铝黏土矿物丰富,促进Li、Ga、Sc和REE等三稀元素以离子吸附态形式随铝土矿脱硅、去铁、降硫的成矿过程同迁移、同富集;同时由于Li、Ga、Sc、REE等三稀元素与Al、Zr、Ti、Nb、Ta、Hf、Ti、Cr、Th、U等亲石元素离子半径相近,地球化学性质相似,在铝土矿成矿过程中可能部分以类质同象形式赋存。③次生淋滤改造作用及环境pH变化,是促进独立稀土矿物形成及REE在含矿岩系底部富集的重要因素,含矿岩系下部的富稀土层中应有大量稀土以独立矿物存在(特别是∑REE>800×10-6的地段);古沉积环境、成岩成矿期后的地形地貌及构造运动影响约束了Li、Ga、Sc和REE的不均匀分布。④以含铝岩系为评价对象,研究区Li、Ga、Sc资源潜力及潜在经济价值巨大。

山西古交矿区含煤岩系泥岩地球化学特征及地质意义

古交矿区富有丰富的煤炭资源,查明该区域含煤岩系元素参数、沉积环境、沉积物的来源等,不仅可以为研究地质运动发展提供资料,同时也能保障煤矿的安全开采.针对古交矿区含煤岩系中泥岩的样品进行化学检测,研究表明:研究区微量元素中高场强元素及亲石元素含量较上地壳中含量高,而亲铁和亲铜元素与上地壳中含量接近,在稀土元素方面出现轻稀土元素较富集而重稀土元素亏损的现象.根据Sr/Cu、V/(V+Ni)等指标可以判断研究区当时气候干热,整体沉积环境表现为还原厌氧环境中的海陆过渡相沉积,且形成泥岩的物源以碎屑沉积物为主,同时发现山西组还含有一些花岗岩物质,由此推测含煤岩系的物源区应该处于活动大陆边缘及海陆接触处.

基于地震沉积学的含煤岩系沉积相及其演化分析

为了探究含煤岩系聚煤前后沉积相及其演化特征,运用地震沉积学解释技术,通过基于最小等时单元地层切片的地震属性优选法及单井层序地层的岩性与微相划分标定法,建立了敏感属性与岩性、沉积相的对应关系,对沁水盆地中裕地区山西组2号煤层聚煤前后沉积相及其演化进行了研究。研究结果表明:中期旋回作为该区的最小等时研究单元,以短期旋回作为控制进行切片可以研究四-五级序界面内的沉积现象;均方根振幅属性可以作为沉积相平面展布特征预测的敏感属性;山西组2号煤层聚煤前为下三角洲沉积环境,聚煤后为上三角洲沉积环境,并识别出了分流河道、天然堤、泛滥盆地和泥炭沼泽等沉积微相及其空间分布。

煤系后生变形对矿压显现的影响

研究了煤系后生变形对岩体结构的破坏和对采面矿压显现的影响，并指出加强地质研究对矿井设计和支护的重要指导意义。

西湖凹陷西部斜坡带平湖组含煤岩系沉积环境再思考

始新统平湖组是西湖凹陷的主要含煤岩系,其中蕴含丰富的油气资源。前人对平湖组的沉积环境多有研究,且多数认为其沉积以海相为主。但通过对西湖凹陷西部斜坡带平湖组的岩相、粒度、古生物、地球化学以及测井相等特征进行研究发现该组含煤岩系应为陆相淡水为主的的沉积体系。研究表明,西部斜坡带平湖组沉积时期水体较浅,水体具有振荡的特征;古盐度、地球化学、古生物结合岩相及测井相等特征均显示含煤岩系以还原环境下的湖泊-沼泽相沉积为主,局部区域存在潮汐影响,主力砂体为三角洲平原分流河道沉积;含煤岩系发育受到水体的控制,湖退期发育多套陆相沼泽沉积,是研究区成煤的关键时期。

含煤岩系裂缝发育区综合识别方法

为了提高煤系地层非常规天然气储层富集区的预测效果,实现砂岩气、页岩气、煤层气"三气"的共采,对裂缝发育区进行预测。采用叠后地震反演方法,综合对煤系地层反应敏感的自然伽马测井曲线,对煤系地层岩性进行划分,刻画出泥页岩、砂岩及煤层的空间展布特征;基于蚁群算法和相干算法等地震属性,通过多属性色彩融合的方法,对"三气"储层裂缝发育区进行识别,结合岩性划分结果,实现了烃源岩层裂缝发育情况预测。该方法可以为非常规天然气资源预测及"三气"有效开采提供理论基础。