西北侏罗系煤成油藏形成的有利环境是水进序列的含煤建造

通过对我国西北地区侏罗系一些含煤盆地石油的形成、成烃机理、煤沼沉积环境及其演化的研究后发现,一些形成工业性煤成油田盆地的煤沼沉积环境演化有其一定的规律性,即在具完整湖平面变化旋回层序的水进序列中形成的含煤建造更有利于煤成油藏的形成含煤建造上覆的湖相泥岩,既可以是油源岩,同时,也是良好的盖层.根据西北侏罗系煤沼沉积环境演化特征,可将其划分为3种煤沼沉积环境演化类型:(1)发育在冲积体系和河流体系中的含煤建造,如祁连和贺兰山地区的一些山间聚煤盆地;(2)含煤建造(组)的上下没有发育典型的湖相地层,或含煤建造的直接上覆没有典型的湖相地层的发育,也就是说,除煤层外,很少有泥灰岩、炭质泥岩、油页岩等湖相地层的形成.典型的如鄂尔多斯盆地.该盆地延安组含煤建造的上覆是直罗组,该组由一套冲积体系组成;(3)煤沼发育的后期都发育有典型的湖相     

煤岩显微组分的成烃实验研究与评价

选取了一批有代表性的煤和煤岩显微组分样品进行煤成油、成气的模拟实验、Ｒｏｃｋ－Ｅｖａｌ热解、色谱、色总－质谱等分析测定,提供了不同热演化阶段各类煤样的气态烃、轻烃、氯仿沥青Ａ、液态烃和总烃产率数据和曲线。综合研讨了煤的成油和成气规律及煤岩组成、热演化程度等对油气产率和产物组成的影响,并通过新疆吐哈盆地、塔里木盆地等煤成油气田样品的分析测定与各类煤岩样品生油生气模拟实验结果的对比研究,提出了烟煤阶段     

贵定超高有机硫煤硫的聚集模式

无论在化学上还是在地质学上,超高有机硫煤已很为人们关注.但现有的硫演化模式皆趋简单,远难以阐明煤中含量高达百分之十以上有机硫的聚集作用.其实超高有机硫煤的形成除了需特定的地质、物理化学、生物等条外,隐含于沉积泥炭中的是更复杂的硫元素变化.了解这种变化是认识超高有机硫煤成因的关键.稳定硫同位素作为一种有效的示踪手段.已     

库车拗陷的油气成藏期

以侏罗系和三叠系两套陆相烃源层的地球化学对比为基础, 确定库车拗陷的天然气属煤型气, 主力气源岩是中、下侏罗统煤系; 主力油源岩则是上三叠统湖相泥岩. 库车拗陷中生代缓慢沉降, 而在晚第三纪急剧下沉, 导致5 Ma以来侏罗和三叠系烃源岩快速深埋、急剧演化到高成熟、过成熟阶段. 三叠系烃源岩晚到23~12 Ma的中新世早期才进入生油高峰, 而侏罗系则晚到5 Ma以来、特别是2.5 Ma以后才进入生干气期, 这是库车拗陷烃源岩热演化的一大特色. 提出了库车拗陷两期成藏、晚期聚气的模式, 其特点是: 主力油气藏往往油、气不同源, 油藏形成早, 气藏形成晚; 早期以油相作长距离侧向运移, 晚期以气相作短距离垂向运移, 也有侧向运移; 拗陷南、北侧圈闭形成时间有早有晚, 从而形成南油北气, 油在外环, 气在内环的分布格局. 虽然库车拗陷天然气成藏很晚, 但十分有利于大气田的保存.     

中国煤中金属元素成矿区带

从煤中提取锗、镓等金属已经取得实质性进展,煤逐渐成为多种战略性金属矿产的主要来源,但对煤中金属元素矿产资源尚缺乏系统的矿床学理论支撑.本文在以往煤中金属元素矿产资源研究成果的基础上,结合野外实地调查,总结了煤中锗、镓、锂、稀土资源矿化特征,并以丰富的煤中金属高异常点、区域构造背景及演化、地层沉积环境特征、煤层煤质特征等为依据,将全国煤中锗、镓等金属元素矿产资源划分为7个成矿区带,进而讨论了各成矿区带地质特征,为煤中金属元素矿产资源研究提供地质理论依据.     

煤成油排驱主要制约因素

煤成油的排驱是指煤在热成熟作用过程中,生成的烃类物质在某种动力的驱动下从煤层母体排出至输导层的过程。煤所生烃类排出母体一方面取决于煤所具有的固有内在属性,它包括两个含义:其一是煤原始生烃潜力,它决定了煤中烃类达到含油饱和度的难易程度;其二是煤分子排列格架及分子质点表面性质,它决定了烃类储存空间大小与烃类流动的难易程度。另一方面,外生地质营力的存在是煤层发生排烃作用的必要条件。适当的构造挤压应力及存在通过源岩的输导层（如断裂、层理面、剥蚀面等）以便形成差异应力,为烃类排驱与运移提供了外在条件,这两方面缺一不可。吐哈盆地煤成油的排驱亦正是煤内在属性与外部构造挤压力共同作用的结果。     

煤与煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学判识

根据煤系有机机质碳同位素分布受控于沉积环境及其相应生物生产力变化这一理论假设,应用气相色谱／碳同位素比值质谱技术,对比研究了煤系沉积中煤和煤系页岩可溶有机质分子碳同位素分布特征,结果显示煤较煤系页岩更富集重碳同位素,据此提出了判识煤和煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学方法,并成功应用于吐鲁番盆地煤成油对比。     

煤结构的新概念与煤成油机理的再认识

以化学共价健结合力为基础的煤的两相结构概念,由于新的能强力溶解煤的溶剂（如二硫化碳与Ｎ－甲基－２－吡咯烷酮的混合溶剂）的发现而需要作相应的修正。在煤有机大分子结构中同时包含有丰富的非共价键作用力,包括氢键力,电荷转移力和π－π键力等缔合力,在煤的结构单元之间起着重要的结合作用。这里提出了包含物理缔合力的煤的复合结构新概念,对煤成油的机理进行了再认识。煤的复合结构的新概念扩大了传统的抽提物的范围,从     

北秦岭铜峪铜矿床铅同位素的fsLA-MC-ICP-MS微区原位分析测定及其地质意义

利用飞秒激光剥蚀多接收等离子体质谱(fsLA-MC-ICP-MS)微区原位分析技术对铜峪铜矿床的矿石硫化物以及赋矿火山岩、矿区煤沟岩体和火山碎屑岩中的长石进行了Pb同位素组成的系统测定分析.分析结果表明,矿石和赋矿火山岩的Pb同位素比值相似,反映了成矿物质与赋矿火山岩同源,在Pb同位素构造演化图解中,二者大多数样点集中于地幔演化线和造山带演化线附近,表明矿石和赋矿火山岩中的铅主要来源于地幔和下地壳的混合铅;矿区煤沟岩体Pb同位素组成高于矿石和赋矿火山岩,分布趋势与矿石和赋矿火山岩相似,主体落在造山带演化线附近;火山碎屑岩Pb同位素组成投点落入上地壳演化线附近,远离于矿石、赋矿火山岩和煤沟岩体分布范围.在(35)g-(35)b成因分类图解中,大多数矿石、赋矿火山岩和煤沟岩体样品点落入与岩浆作用有关的俯冲带铅范围内,且与形成于岛弧环境的东秦岭VHMS型铜矿床、新疆阿尔泰南缘多金属成矿带矿石的Pb分布范围重叠或接近,指示成岩成矿与俯冲作用有关的壳-幔相互作用关系密切.铜峪铜矿床和煤沟岩体形成于与早古生代商丹洋壳北向俯冲作用有关的岛弧环境,成矿物质与赋矿火山岩同源.     

中国煤系中关键金属资源:富集类型与分布

煤是特殊的沉积有机矿产,资源量巨大.以有机质为主要物质组成的特征决定了煤的吸附障和还原障性能,因而可以在特定地质条件下富集多种关键金属,能够形成大型、超大型甚至异常超大型规模的矿床,即"煤型关键金属矿床"这种新的矿床类型.煤型关键金属矿产已成为矿产资源勘探的新领域、新蹊径和重要方向.本文选择性地总结了煤型锗矿床、煤型镓铝矿床、煤型稀土矿床,以及煤型铌-锆-稀土-镓矿床的分布特征与成矿机制,并简要介绍了中国煤中铍、钪、锂、镁、钒和铼的富集与分布.不同煤型关键金属矿床具有特定的成矿地质环境,研究这些矿床的分布、富集成因以及金属赋存机制,有助于金属矿床的预测、勘探和开发.此外,这些矿床还是研究有机质和无机质相互作用的难得案例,能够帮助解决区域地质演化等重大科学问题,对发展和完善已有的关键金属成矿理论、保障关键金属安全供给、发展循环经济、减轻环境污染都具有重要意义.     

晋城成庄矿煤层大裂隙系统研究

城煤区成庄矿3号煤储层内发育有由外生节理、气胀节理、内生裂隙组成的大裂隙系统．气胀节理主要发育在光亮煤分层内，内生裂隙发育在镜煤和亮煤中．外生节理分两种，一种发育在煤层内，另一种则切穿整个煤层进入顶底板围岩．外生节理与气胀节理发育的方向性基本一致，为北北东和北北西两组．大裂隙系统的形成分为煤化作用期的内生裂隙发育阶段；二次煤化作用期的内生裂隙充分发育和气胀节理形成阶段；构造作用形成外生节理阶段．成庄矿3号煤储层的大裂隙系统在三度空间上存在不均一性，在平面上表现为大裂隙带有规律地成组分布，在剖面上表现为存在高渗透率煤分层．煤层中的大裂隙系统的研究可应用于煤层气生产，也可以有效提高煤层瓦斯的排放效率．     

煤成气及鉴别理论研究进展

煤系成烃理论形成经历了3个阶段:20世纪40年代发现煤能生气并可成藏,但未关注成油,创立了纯朴的煤成气理论;60年代发现煤中壳质组成油贡献大,可形成煤成油田,产生煤成油理论,但未关注成烃中的油气比例;70年代中国学者发现煤系成烃以气为主以油为辅,创立了完整的煤成气理论.煤系成烃以气为主以油为辅的根据:一是8个煤种中都发现有成气作用产物的气孔;二是煤的原始物质是由生气为主、低H/C原子值的纤维素和木质素组成;三是化学结构上煤以利于生气的甲基和缩合芳环为主;四是从泥炭至无烟煤热模拟实验获得大量气346~422 m3/t,只有少量轻质油.以往天然气类型鉴别以气相组分为主,现在把鉴别指标发展为气液固(干酪根)三相,扩大了鉴别范畴.从碳同位素、轻烃和生物标志物三方面,综合研制了鉴别煤成气和油型气的26个指标,还研编了若干鉴别图版和δ~(13)C-Ro关系式,提高了天然气鉴别可信度.煤成气理论开辟了天然气勘探新领域,使指导勘探天然气理论从"一元论"(油型气)发展为"两元论"(煤成气和油型气),为中国天然气工业快速发展提供了理论依据.2016年中国天然气和煤成气储量、产量与煤成气理论出现之前的1978年相比,分别提高了52,408,10和216.6倍,使中国从贫气国变为世界第6产气大国.     

溶剂中溶胀煤的NMR显微成象

自从1973年Lauterbur发表第一篇核磁共振成象(NMRI)论文以来,这一技术发展十分迅速,已成为医学临床诊断重要手段之一,同时也在生物学、地质学及材料研究中得以应用.最近,人们也开始把核磁共振成象方法应用于煤的研究.然而,由于煤是一个结构复杂的有机化合物的混合物,同时固体中强自旋偶极-偶极相互作用的存在导致谱线增宽,因此限制了成象的空间分辨率.目前仅有少数几篇文献报道.本工作中,我们利用溶剂浸泡煤,通过质子NMR显微成象观察溶剂在煤中的渗透过程,从而获得有关煤结构的一些信息.     

煤成(型)气研究与天然气开发

能源是国民经济建设的基础。天然气作为优质的常规能源,受到世界各国特殊的关注。煤成气(或称煤型气、腐殖气)作为天然气一种最重要的类型,对天然气工业的发展更具有举足轻重的意义。本文以我国对煤成(型)气的研究为主,简要涉猎国际有关研究成果,在此基础上,讨论了煤成(型)气研究对天然气工业发展的意义。     

吐哈盆地煤及显微组分生烃模式

<正> 吐哈盆地是典型的煤成油气盆地,主力烃源岩为中下侏罗统煤及含煤有机质.有机岩石学研究表明,吐哈盆地侏罗系烃源岩生油组分,在显微层次主要表现为基质镜质体、壳质组(主要是薄壁角质体、小孢子体和木栓质体)和少量腐泥组(主要是藻类体和沥青质体),在超微层次则主要表现为分布在基质镜质体和粗粒体中细菌成因的超微类脂体.基质镜质体是吐哈盆地煤成烃最主要的母质.壳质组(含腐泥组)在煤成烃中具有不可忽视的贡献. 采用密度梯度分离法从煤中分离出纯度较高的单组分(表1),进行热解气相色谱和核磁共振波谱测试,确定各显微组分生烃性质,并结合显微荧光性质确定其生烃阶段,由此建立煤与显微组分成烃模式.     

吸积盘整理论及其在天体物理中的应用

吸积盘理论是天体物理的重要前沿领域之一,是太阳系早期演化的一种较为成功的理论,它在二十年代就被运用于原始太阳星云的形成以及演化的研究.《吸积盘理论及其在天体物理中的应用》一文介绍了这一理论的研究历史.     

有机-无机能源矿产相互作用及其共存成藏(矿)

油、气、煤、铀同盆共存富集存在普遍,其形成、分布关联密切;有机-无机相互作用是多种能源矿产共存成藏(矿)的成因机理和联系纽带。有机油、气、煤所提供的强大的吸附作用、还原环境和络合作用等,对无机铀的沉淀、富集和成矿具有重要的积极作用。在烃类生成过程中,无机组分具有重要的催化作用,如铀因其特殊的原子结构,具有独特良好的配位性能,因而具有良好的络合催化及氧化还原催化特性。铀的存在,为生物的繁殖提供能量,使之勃发繁衍,利于优质烃源岩的形成;可导致烃源岩在温度较低阶段液态烃提前生成,并使总烃产量增加;同时在高温阶段可减缓有机质过度成熟,利于所生烃类的保存。铀应为低(未)熟油、气生成的重要因素之一。这种少量烃类的提前生成和运移,可使成岩早期阶段孔渗性能良好的储层较大范围变为亲油性,为后期大规模生成的油气运移和成藏创造了有利条件,使得即使是致密储层也有形成大规模商业油气藏(田)的可能。     

煤纳米孔隙结构的原子力显微镜研究

煤纳米孔隙是认识煤中吸附气储集和运移的重要因素. 提出一种研究煤纳米孔隙结构的新方法, 该方法基于原子力显微镜(AFM)的纳米级分辨率, 可直观清晰地观察煤的纳米孔隙特征, 并可对煤纳米孔隙结构参数进行三维定量测量. 分析结果表明: 煤中纳米孔主要为变质气孔和分子间的链间孔, 变质气孔的形貌主要为圆形和椭圆形, 随煤化程度的提高, 变质气孔的发育程度不断增加; 链间孔的形态变化较大, 低煤级煤的链间孔大于高煤级煤, 链间孔随煤级的升高逐渐减少. 横切面分析可以有效地揭示煤纳米孔隙的几何学特征, 相分析的参数是表征煤微孔隙度的重要参数之一, 而粒度分析则可以检测煤纳米孔隙孔径分布特征. AFM 对煤纳米孔隙的研究, 将会给煤的微观结构和煤层气吸附机理的进一步深入研究提供新的研究手段.     

沉积有机质芳核与侧链碳同位素组成分布特征

碳同位素组成是油气对比和有机质演化研究的重要手段.国内外先后提出了不同的天然气δ~(13)C_1与R_o的演化模式.认为在相同演化阶段Ⅲ型母质形成天然气比Ⅰ～Ⅱ型母质δ~(13)C_1偏重,即煤型气δ~(13)C_1重于油型气.但由于这些模式大多是局部或区域性的,很难完全代表有机质的完整演化序列.     

松辽南部岩性地层油气藏成藏年代研究及其勘探意义

松辽盆地南部扶新隆起的形成时间、演化特征和油气充注时间认识不清, 一直没有公认的统一结论. 文中对扶新隆起扶余油层岩性地层油气藏自生伊利石K-Ar同位素年龄进行了研究. 在伊利石矿物分离提纯、X衍射分析和扫描电镜检测的基础上, 进行了同位素测试和年龄的计算分析. 在松辽南部“六史”演化综合分析的基础上, 剖析了松辽南部扶新隆起的构造-沉积-成藏演化特征, 认为盆地南部整个中央坳陷区油气演化和成藏的地质背景相似, 其中的长岭凹陷和扶新隆起是在青一段烃源岩进入生烃高峰后和扶余油层主成藏期后才发生明显的“隆-凹”分异, 即油气成藏发生于扶新隆起大规模隆升之前. 油藏具有上生下储、本地供源、垂向运移的特征, 澄清了以往油源主要来自长岭凹陷侧向运移的地质认识. 根据自生伊利石同位素年龄, 结合流体包裹体方法, 确定了扶新隆起扶余油层岩性地层油气藏油气充注的完整历史过程. 这一认识有助于正确评价扶新隆起和长岭凹陷及外围地区的资源潜力和勘探方向. 研究表明自生伊利石K-Ar同位素测年和流体包裹体两种技术方法的结合是追溯油气充注历史、确定油藏年龄的行之有效的方法手段.