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铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿床:研究现状与展望

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矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 90-101页

作者：张七道蒋少涌王微葛文中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室资源学院紧缺战略矿产资源协同创新中心武汉430074 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心昆明650100 中国地质大学(武汉)材料与化学学院武汉430074

沉积岩型锂矿是自然界中最主要的锂矿床之一,我国铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿主要分布在扬子地块西南部和华北地块,该类型锂矿分布广、储量大,对其进行研究对破解我国未来锂资源困局具有重要意义。本文总结了我国铝土岩系和煤... 详细信息

沉积岩型锂矿是自然界中最主要的锂矿床之一,我国铝土岩系和煤系地层中沉积黏土型锂矿主要分布在扬子地块西南部和华北地块,该类型锂矿分布广、储量大,对其进行研究对破解我国未来锂资源困局具有重要意义。本文总结了我国铝土岩系和煤系地层中黏土型锂矿的分布状况,锂的赋存状态、来源,以及开发利用现状等方面的研究进展。锂的富集过程主要与风化-沉积作用及火山岩浆活动有关,锂主要来源于火山凝灰岩、早期形成的岩浆岩、黏土岩等富锂基底岩石。锂以锂绿泥石独立矿物或者类质同象/吸附在黏土矿物、三水铝石和勃姆石中。锂的提取流程与锂的赋存状态密切相关。随着实验及工业提锂技术的发展,该类型锂资源具有广阔的前景。

关键词：沉积黏土型锂矿铝土岩系煤系地层锂赋存状态物质来源开发利用潜力

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩系地球化学特征及其地质意义

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天然气地球科学 2024年第8期35卷 1502-1517页

作者：王慧玲姚泾利石小虎杨鸣一王邢颖张仁燕低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018 中国石油长庆油田分公司勘探事业部陕西西安710018

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩系天然气勘探的突破标志着铝土岩系不仅可以作为区域盖层,在局部地区也可以作为优质储层。通过岩心观察、岩石铸体薄片鉴定等手段,并结合常量、微量及稀土元素地球化学分析,研究了铝土岩系的元素分布... 详细信息

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩系天然气勘探的突破标志着铝土岩系不仅可以作为区域盖层,在局部地区也可以作为优质储层。通过岩心观察、岩石铸体薄片鉴定等手段,并结合常量、微量及稀土元素地球化学分析,研究了铝土岩系的元素分布特征和变化规律,查明了铝土岩系沉积环境和元素迁移特征。结果表明:①陇东地区太原组铝土岩系具有高铝、低硅、含铁、含钛的特点;②稀土元素整体表现为相对富集,这与母岩风化时稀土元素呈离子状态被吸附于黏土矿物、云母类矿物及铝矿物的表面及晶格内有关,但总量变化较大;微量元素Ni、Co、V、Ga、Hf和Sc具有相似的变化特征,表明这些元素在铝土岩成岩演化过程中具有很好的稳定性;③研究区铝土岩系的成岩环境经历多次氧化还原环境的交替,主要以陆相淡水沉积环境为主,并有过渡相和海相沉积的特征。该成果可为进一步研究陇东地区太原组铝土岩的沉积环境和物质来源提供借鉴。

关键词：铝土岩系太原组地球化学地质意义陇东地区鄂尔多斯盆地

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩系地质特征及分布预测

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天然气地球科学 2024年第8期35卷 1375-1386页

作者：王雷李明瑞周义军姚志纯姚仙洲张苗苗郭晓娇中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院陕西西安710021 中国石油长庆油田分公司勘探事业部陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩气藏是一种新的非常规气藏,具有“小而肥”的特点,勘探潜力大,但铝土岩系变化快,分布不稳定,严重限制了勘探拓展。在采用印模法恢复太原组沉积前古地貌形态的基础上,精细刻画微古地貌单元,并结合岩心... 详细信息

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩气藏是一种新的非常规气藏,具有“小而肥”的特点,勘探潜力大,但铝土岩系变化快,分布不稳定,严重限制了勘探拓展。在采用印模法恢复太原组沉积前古地貌形态的基础上,精细刻画微古地貌单元,并结合岩心、录井和测井等资料研究铝土岩系地质特征及发育模式。结果表明:陇东地区太原组沉积前岩溶古地貌发育岩溶高地、岩溶斜坡及岩溶洼地3个次级岩溶古地貌单元,对应发育潜坑、沟槽及溶蚀洼地等负向微古地貌单元;主要发育泥质铝土质+铝土岩+煤/泥岩、铁质泥岩+双铝土岩段+炭质泥岩、铁质泥岩+厚层铝土岩/泥质铝土岩+泥岩/煤及铁质泥岩+铝质泥岩+泥/灰岩4种垂向岩性组合;受岩溶古地貌、海平面变化及淋滤作用强度控制,铝土岩系形成经历了红土残积物形成、原始铝土矿层形成、负向地貌单元铝土岩堆积、淋滤改造形成多孔铝土岩及广泛海侵煤泥覆盖5个主要阶段。同时,根据铝土岩系与围岩岩性和物性差异大的特征,利用叠后地震属性及叠前反演技术,对铝土岩系分布进行了刻画及预测,结果显示陇东地区太原组铝土岩在岩溶古地貌各级地貌单元中呈孤岛状、带状、片状有序分布,铝土岩系总分布面积为613 km^(2),其中孤岛状及带状发育区是铝土岩勘探最有利区。

关键词：鄂尔多斯盆地陇东地区太原组岩溶地貌铝土岩系有利区

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鄂尔多斯盆地东部本溪组铝土岩系的物质来源

天然气地球科学 2024年第8期35卷 1351-1362页

作者：张雷王爱国潘博张海峰任懿炜宁星辉魏晋翔王杰中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 西北大学地质学系陕西西安710069 西北大学大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 中国石油长庆油田分公司勘探事业部陕西西安710018

鄂尔多斯盆地铝土岩气勘探取得重大突破,然而铝土岩成因仍不清楚,其中一个关键问题是物质来源问题尚未解决。采用碎屑锆石年代学和稳定元素地球化学的方法对鄂尔多斯盆地东部神木—米脂地区本溪组铝土岩系开展了物质来源分析。结果显示... 详细信息

鄂尔多斯盆地铝土岩气勘探取得重大突破,然而铝土岩成因仍不清楚,其中一个关键问题是物质来源问题尚未解决。采用碎屑锆石年代学和稳定元素地球化学的方法对鄂尔多斯盆地东部神木—米脂地区本溪组铝土岩系开展了物质来源分析。结果显示:铝土岩系中的碎屑锆石为棱角状的岩浆锆石,粒径以0.03~0.06 mm为主,年龄峰值为500~400 Ma和350~300 Ma。铝土岩系上覆碎屑岩中的锆石主要为椭圆状变质成因锆石,粒径介于0.06~0.13 mm之间,约一半的锆石年龄是不谐和的,谐和年龄峰值为2600~2300 Ma和2100~1700 Ma。铝土岩系明显富集稳定元素,且与下伏碳酸盐岩具有相近的Zr/Nb值,但明显不同于上覆碎屑岩和盆内马家沟组凝灰岩的Zr/Nb值。对比分析后认为,盆地北部的华北板块基底是上覆碎屑岩的物源,但对铝土岩系的物质贡献较少。盆内下古生界和石炭纪凝灰岩是铝土岩系中碎屑锆石的直接来源,但它们对铝土岩系的物质贡献也极其有限。铝土岩系的主要物质来源为盆内下古生界碳酸盐岩。

关键词：鄂尔多斯盆地本溪组铝土岩铝土岩系物源神木地区米脂地区

鄂尔多斯盆地西南部上古生界风化壳型铝土岩系发育过程及优势储层分布规律

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石油与天然气地质 2023年第5期44卷 1243-1255页

作者：李涵付金华季汉成张雷佘钰蔚官伟井向辉王红伟曹茜刘刚魏嘉怡中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 西北大学地质学系陕西西安710069

鄂尔多斯盆地西南部陇东探区上古生界二叠系太原组铝土岩系天然气勘探近期取得重大突破,开辟了新的勘探领域。但是目前对于铝土岩系分布及储层发育特征认识不清,制约了勘探进程。基于岩心观察、薄片、测录井及地震等资料,通过分析铝土... 详细信息

鄂尔多斯盆地西南部陇东探区上古生界二叠系太原组铝土岩系天然气勘探近期取得重大突破,开辟了新的勘探领域。但是目前对于铝土岩系分布及储层发育特征认识不清,制约了勘探进程。基于岩心观察、薄片、测录井及地震等资料,通过分析铝土岩系的物源、沉积环境及形成过程并探讨铝土岩系储层特征及形成机理,建立了铝土岩系形成分布模式及储层发育模式。研究认为:(1)陇东地区铝土岩系物源主要来自下古生界马家沟组碳酸盐岩。(2)铝土岩系发育在海退背景下温热多雨的沉积环境,垂向结构包括漏斗状、透镜状及似层状3种岩性组合类型,不同成因组合类型受岩溶的容积空间和淋滤程度等因素影响。平面上分布受古地貌控制,高地岩溶潜坑区发育漏斗状铝土岩系,垂向厚度大。斜坡区岩溶阶地以连续透镜状铝土岩为主,且横向分布具有一定范围。洼地区发育似层状铝土岩系。(3)岩溶负地形是控制铝土岩系发育的重要因素,泄水通道的存在是控制优势储层发育的关键因素。高地潜坑和斜坡阶地微古地貌单元是理想的铝土岩系优势储层发育区。该研究成果可为盆地内寻找铝土岩系优质储层提供依据,对新类型天然气勘探提供借鉴。

关键词：形成模式优势储层分布铝土岩系天然气勘探太原组陇东地区鄂尔多斯盆地

鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系太原组铝土岩系储层特征及勘探意义

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沉积学报 2023年第5期41卷 1583-1597页

作者：姚泾利石小虎杨伟伟张雷解丽琴安文宏王慧玲张仁燕低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安710018 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院西安710018

近期,鄂尔多斯盆地西南缘陇东地区二叠系太原组铝土岩系天然气勘探获重大突破,开辟了盆地找气新领域。为系统探究铝土岩这一新的储层类型,基于岩心观察、测井、地震、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜—能谱、高压压汞、低温氮气... 详细信息

近期,鄂尔多斯盆地西南缘陇东地区二叠系太原组铝土岩系天然气勘探获重大突破,开辟了盆地找气新领域。为系统探究铝土岩这一新的储层类型,基于岩心观察、测井、地震、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜—能谱、高压压汞、低温氮气吸附等方法,详细研究了铝土岩系储层岩石学特征和孔隙结构特征,进而阐述了盆地铝土岩系储层的主控因素和勘探意义。结果表明:(1)岩性垂向上具有三段式的结构特征,上部和下部以铝土质泥岩为主,中部以铝土岩为主,溶蚀孔隙发育,是铝土岩系主要储层发育段;(2)太原组铝土岩系矿物组成以铝质矿物和黏土矿物为主,主要矿物为一水硬铝石、高岭石、伊利石及绿泥石,矿物晶体细小,以隐晶、微晶及隐晶质团块为主;(3)铝土岩储集空间主要是颗粒内溶孔、基质溶孔、粒间溶孔、晶间孔隙及微裂隙等,孔径主要介于20~200μm;储层主流喉道孔径介于150 nm~4μm,孔隙结构较好,退汞效率高,整体上以亚微米—微米级孔喉为主;储层物性孔隙度平均为10.6%,渗透率平均为4.04×10^(-3)μm^(2),大于0.3×10^(-3)μm^(2)以上的占到36%,储集条件较好;(4)沉积环境和古地貌控制了铝土岩储层的分布,潜坑和阶地型微古地貌富集铝土岩,是主要的勘探有利区。该研究成果可为华北等地区铝土岩天然气勘探提供借鉴。

关键词：铝土岩系铝土岩太原组陇东地区储层鄂尔多斯盆地

渝南大佛岩矿区铝土岩系炭质页岩孢粉组合特征及其意义

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古生物学报 2012年第4期51卷 508-517页

作者：李军敏尹福光陈阳贾德龙吕涛李再会冯静成都地质矿产研究所成都610081 中国地质科学院北京100037 中国地质大学北京100088

渝南地区红土风化原地残积-搬运再沉积型铝土矿是渝黔地区铝土矿的重要组成部分,因含矿层位横向上变化多端,不同矿区的沉积时代存在比较大的差异。渝南大佛岩矿区代表剖面顶部炭质页岩存在8种指示早石炭世的具环孢子,以及7种具囊和单沟... 详细信息

渝南地区红土风化原地残积-搬运再沉积型铝土矿是渝黔地区铝土矿的重要组成部分,因含矿层位横向上变化多端,不同矿区的沉积时代存在比较大的差异。渝南大佛岩矿区代表剖面顶部炭质页岩存在8种指示早石炭世的具环孢子,以及7种具囊和单沟的花粉再沉积组合,但未见指示早二叠世早期的科达类花粉Florinites出现。据此孢粉组合特征,认为大佛岩矿区顶部炭质页岩的部分物源区的沉积时代早于晚石炭世早期,本区铝土岩(矿)的部分物源有可能来自早于晚石炭世早期沉积的底板地层。结合区域地质背景,认为渝南地区铝土矿含矿岩系是一个穿时性地层单位。

关键词：孢粉组合炭质页岩铝土岩系大佛岩渝南

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

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地质论评 2021年第4期67卷 952-972页

作者：刘国栋付勇何伟唐波龙珍杨颖龙克树贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵阳550025 西南能矿集团股份有限公司贵阳550004

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成... 详细信息

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为:类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。

关键词：地球化学铝土岩系钪(Sc) 赋存形式富集机制富集规律

鄂尔多斯盆地铝土岩天然气新领域勘探发现与理论技术进展

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天然气地球科学 2024年第8期35卷 1339-1350页

作者：李明瑞张雷张三曹茜章辉若李涵中国石油长庆油田分公司勘探事业部陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018

在梳理总结勘探成果、理论技术进展的基础上,系统评价鄂尔多斯盆地铝土岩气藏资源潜力,提出未来铝土岩气藏的发展方向。鄂尔多斯盆地铝土岩气藏是蕴藏在含铝岩系地层中的特殊气藏类型,该套含铝岩系在盆地广泛分布,位于下古生界风化壳与... 详细信息

在梳理总结勘探成果、理论技术进展的基础上,系统评价鄂尔多斯盆地铝土岩气藏资源潜力,提出未来铝土岩气藏的发展方向。鄂尔多斯盆地铝土岩气藏是蕴藏在含铝岩系地层中的特殊气藏类型,该套含铝岩系在盆地广泛分布,位于下古生界风化壳与上古生界沉积地层之间,其成因属于喀斯特型。铝土岩气藏主体位于庆阳古陆东翼古地貌斜坡区的含铝岩系地层中,从岩性组合及矿物特征分析认为其分布与微古地貌和沉积相明显相关,具有原地堆积与二次搬运2种沉积建造特征,可进一步划分出高地潜坑型、斜坡阶地型、封闭潟湖型3种铝土岩气藏类型,且在平面上具有一定的分区性。勘探分别落实L47、CT3、L68、HT14、HT7等5个有利含气区,其中L47井区铝土岩具有连续“透镜状”分布特征。首口铝土岩水平井试气达353.4×10^(4)m^(3)/d,创盆地上古生界单井最高产量,气藏具有单体厚、点群式的“鸡窝状”分布特征,直井试气最高产量达100×10^(4)m^(3)/d以上,综合评价有利勘探面积为7000 km^(2),天然气资源量约为5000×10^(8)m^(3)。研究表明:鄂尔多斯盆地西南部特殊的古陆背景、湿热气候环境、长期风化淋滤作用是形成铝土岩气藏的优越条件;不同于其他类型储层,铝土岩储层在表生期、成岩期、成藏期均具有一定的变化,且在表生期已基本定型,优质储层分布主要受垂向岩溶作用和横向泄水通道发育程度控制;攻关形成的三维地震预测识别与测井评价技术、多组分耦合活性酸加砂压裂技术是发现铝土岩高效气藏的重要保障。自2021年铝土岩气藏发现以来勘探成效显著,更加明确了铝土岩作为高效气藏勘探的前景十分广阔,坚定了在古陆周边寻找铝土岩气藏规模储量的认识,同时积极完善新类型气藏配套技术,为高质量动用铝土岩气藏积累丰富技术经验。

关键词：铝土岩系微古地貌庆阳古陆勘探发现资源潜力