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中非铜钴矿带钴矿成矿特征和富集机理

矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 127-139页

作者：莫江平胡乔帆方科刘伟周守余李明君中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西桂林541004

中非铜钴矿带是世界上规模大、铜钴品位高的层控型铜钴矿带,以拥有大型超大型铜钴矿床和众多的世界级铜钴矿山而闻名于世。本文综述了该成矿带的基本地质特征和矿化类型,分析了Co的超常富集机理,指出了存在的问题。中非铜钴矿带位于非... 详细信息

中非铜钴矿带是世界上规模大、铜钴品位高的层控型铜钴矿带,以拥有大型超大型铜钴矿床和众多的世界级铜钴矿山而闻名于世。本文综述了该成矿带的基本地质特征和矿化类型,分析了Co的超常富集机理,指出了存在的问题。中非铜钴矿带位于非洲中南部的赞比亚和刚果(金)境内,全长700 km、宽150 km,包括赞比亚铜带省矿带、赞比亚西北省矿带和刚果(金)加丹加矿带。钴矿的形成经历了裂谷期成岩成矿作用(880~735 Ma)和造山期成矿作用(530~490 Ma),分别与新元古代加丹加沉积盆地的形成发展演化和卢富里安造山作用相对应。其成因类型包括同生沉积型钴矿床和热液改造型富钴矿床。沉积型钴矿在赞比亚境内发育,钴含量相对较低;热液改造型富钴矿床在刚果(金)境内更为发育,钴含量相对较高。钴与铜共生或伴生,主要含钴矿物为硫铜钴矿、方钴矿、硫钴矿、钴黄铁矿、水钴矿、钴华、菱钴矿等。Co的超常富集与由卤水在深部交代基底岩石(矿石)形成的富金属成矿流体通过迁移-富集-沉淀作用的多期次循环有关。矿床的氧化带、原生带分带明显,局部氧化深度达到300 m,表生氧化作用往往造成钴矿化富集。该区富钴矿床整体地质研究程度较低,原生铜钴矿的成矿物质来源、成矿环境特别是铜钴超常富集机理等方面的研究需要加强。

关键词：富钴矿床成矿特征富集机理中非铜钴矿带

宁东煤田横城矿区太原组煤中关键金属的物质来源和富集机理

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地质学报 2024年

作者：黄鹏程郭雅杰史禹韬曹佳亮李宝庆田继军姬晓燕上官云飞庄新国马少东中国地质大学(武汉)地质调查研究院宁夏回族自治区煤炭地质局中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室

对宁东煤田横城矿区太原组9号煤层进行了矿物学和地球化学研究,以便查明煤中关键金属的分布、赋存和富集特征,并评价其综合利用前景。研究结果表明:（1）横城矿区9号煤以高的镜质组含量、特低—低灰分产率和中—高硫含量为特征。（2）... 详细信息

对宁东煤田横城矿区太原组9号煤层进行了矿物学和地球化学研究,以便查明煤中关键金属的分布、赋存和富集特征,并评价其综合利用前景。研究结果表明:（1）横城矿区9号煤以高的镜质组含量、特低—低灰分产率和中—高硫含量为特征。（2）煤中矿物主要由高岭石组成,以细胞充填状、透镜状和薄层状等形式存在。煤层底板中矿物主要由石英、高岭石和白云母组成,其主要为碎屑成因。（3）煤层中常量元素主要由SiO2和Al2O3组成,煤中Li、Zr、Nb、Hf、Pb和Th的含量达到轻度富集—富集程度,其中Li、Pb和Th主要赋存于高岭石,Zr和Hf赋存于锆石,Nb赋存于高岭石和锐钛矿。矿区9号煤层形成于受海水影响的潮坪-潟湖环境,煤层下部形成于铁源供给不足的低位沼泽环境,煤层上部形成于铁源严重不足的高位沼泽环境,故下部煤层中硫以黄铁矿硫为主而上部以有机硫为主。煤中碎屑物质主要来源于阴山古陆和阿拉善地块,阴山古陆主要提供了元古宙的陆源碎屑物质,阿拉善地块主要供给了早石炭世的碎屑物质,此外也有少量的火山灰和奥陶系灰岩风化残积物进入到含煤盆地。煤中的Li、Zr、Nb等关键金属的富集主要受控于长英质的碱性—过碱性物质输入量的多少,同时水/岩作用过程也导致了关键金属的活化、迁移和重新分配。煤灰中Li2O含量超过其边界品位,REO、Ga、Zr和REY接近相应边界品位,故可考虑Li-Ga-Zr-REY等的综合开发利用。

关键词：关键金属赋存状态富集机理宁东煤田太原组

U元素在黑色页岩中的富集机理及其对有机质生油气性能的影响

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地学前缘 2024年

作者：朱紫光朱光有李茜中国石油勘探开发研究院

国内外沉积盆地黑色页岩的形成常伴随着不同程度的U元素富集，理清黑色页岩中U的富集机理及其对有机矿产形成的影响至关重要。为此本文系统梳理了U元素在有机质、微生物、粘土矿物、含铁矿物、含硫矿物、含磷矿物中的富集过程，并重点... 详细信息

国内外沉积盆地黑色页岩的形成常伴随着不同程度的U元素富集，理清黑色页岩中U的富集机理及其对有机矿产形成的影响至关重要。为此本文系统梳理了U元素在有机质、微生物、粘土矿物、含铁矿物、含硫矿物、含磷矿物中的富集过程，并重点阐述了黑色页岩中U元素的赋存机理，和U元素对有机质生油性能、生气性能和干酪根结构的影响。总体而言，黑色页岩富集U的途径是丰富而多样的，页岩中的多种组分均可通过络合、吸附、还原等方式富集环境中的U元素，富集效率会受到pH、干扰离子浓度等多因素的控制。此外，U对页岩有机质生油气性能的影响也较为复杂，可能是模拟条件和样品存在差异，模拟实验展现出的结果不尽相同，目前仍存在较大争议。尽管诸多学者已开展了大量的研究工作，但国内外关于U元素对有机质影响的研究工作大多数局限于定性分析，目前也存在一些问题亟待解决，主要包括以下几个方面： U元素在黑色页岩中富集的微观机理，难以建立U在黑色页岩中的富集模式；有效表征石油受辐射剂量的指标，难以分析原油的储层滞留时间；人工辐射和自然辐射对有机质生油气影响的异同性，难以揭示有机质在辐射作用下演化的主控因素。未来，应采用先进手段分析辐射影响的微观机理，开展分子组成和结构分析，识别石油中有效的辐解指标，扩展辐射影响在地质领域中的应用。本文对于扩展油气形成机理、探索新型油气资源、丰富黑色页岩中U的地质认识有着较高的借鉴意义。

关键词： U元素黑色页岩富集机理有机质生油气性能

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丰县浅层高氟地下水化学特征及富集机理

地球与环境 2024年第1期52卷 122-132页

作者：周娇陈菁王收赵祥宇陈丹代小平河海大学农业科学与工程学院南京211100

丰县地区浅层地下水F^(-)浓度超标,对农村居民饮水健康造成威胁。为保障农村饮水安全,结合piper图、Gibbs图、离子比值分析等常规水化学方法和同位素水化学方法,探索研究区浅层高氟地下水的F^(-)浓度分布特征和富集机理。结果表明:研究... 详细信息

丰县地区浅层地下水F^(-)浓度超标,对农村居民饮水健康造成威胁。为保障农村饮水安全,结合piper图、Gibbs图、离子比值分析等常规水化学方法和同位素水化学方法,探索研究区浅层高氟地下水的F^(-)浓度分布特征和富集机理。结果表明:研究区浅层地下水F^(-)浓度在0.21~5.52 mg/L之间,整体呈现东北高、西南低的趋势。高氟地下水占75%,呈弱碱性环境,主要水化学类型为Na-SO_(4)-Cl型。浅层地下水的F^(-)富集主要受水岩交互作用控制,弱碱性环境提供的OH^(-)促进F^(-)解吸,萤石溶解、白云石和方解石沉淀以及阳离子交换作用促进F^(-)释放。此外,农业灌溉和工业污水排放等人为因素对浅层地下水F^(-)浓度影响较大。蒸发浓缩作用和农业施肥仅影响部分地区F^(-)的富集。

关键词：丰县高氟地下水浅层地下水水化学特征富集机理

威荣海相页岩气田页岩气富集机理及勘探开发关键技术

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石油学报 2023年第8期44卷 1365-1381页

作者：熊亮赵勇魏力民庞河清慈建发中国石油化工股份有限公司西南油气分公司四川成都610041

针对威荣气田海相页岩气藏埋深大、优质页岩储层薄、轨迹控制难度大、钻井周期长、压裂改造难、单井产能低以及套变、压窜等复杂工况频发等问题,以落实资源潜力为导向,以提高单井产能、降低建井成本为目的,对威荣气田的成藏条件进行了... 详细信息

针对威荣气田海相页岩气藏埋深大、优质页岩储层薄、轨迹控制难度大、钻井周期长、压裂改造难、单井产能低以及套变、压窜等复杂工况频发等问题,以落实资源潜力为导向,以提高单井产能、降低建井成本为目的,对威荣气田的成藏条件进行了系统解剖,揭示了研究区"优相控储、适演控位、优储控富"的成藏富集机理。其中,有利的沉积相带是优质储层发育和改造的物质基础,适宜的构造演化是储集性和含气性的重要保障,优质的储层是深层页岩气富集和有效动用的关键因素。攻关形成了深层页岩气储层精细描述技术、以工程"甜点"为核心的地质—工程"双甜点"评价技术、水平井地质导向技术、产能评价与井距优化技术、高效钻采技术以及绿色开发技术等关键技术,支撑了威荣气田千亿立方米探明储量的提交,推动了中国深层页岩气产量达30×10^(8)m^(3)/a的大型产能建设项目的全面实施。在此过程中创新形成的勘探开发理论、技术与方法可有效指导川南地区资源占比高、面积分布广的深层页岩气的勘探开发。

关键词：威荣页岩气田五峰组—龙马溪组富集机理优快钻井关键技术

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陆相页岩油富集机理探讨

石油与天然气地质 2023年第6期44卷 1333-1349页

作者：郭旭升马晓潇黎茂稳钱门辉胡宗全页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室北京102206 中国石化石油勘探开发研究院北京102206

通过对中国陆相湖盆富有机质页岩形成的构造和沉积环境分析,明确不同湖盆类型陆相优质烃源岩发育条件存在巨大差异性,淡水湖盆形成的泥页岩层系以长英质-黏土质页岩为主要岩相,松辽盆地上白垩统青一段和鄂尔多斯盆地三叠系长7段为典型代... 详细信息

通过对中国陆相湖盆富有机质页岩形成的构造和沉积环境分析,明确不同湖盆类型陆相优质烃源岩发育条件存在巨大差异性,淡水湖盆形成的泥页岩层系以长英质-黏土质页岩为主要岩相,松辽盆地上白垩统青一段和鄂尔多斯盆地三叠系长7段为典型代表;而咸水湖盆陆相页岩以富碳酸盐-蒸发岩类岩相为主,济阳坳陷古近系沙河街组是典型的实例。中国陆相页岩层系具有互层/夹层、混积页岩和黏土质页岩等3种主要岩相组合类型,它们控制了陆相富有机质泥页岩的源-储耦合特征、烃类差异演化和流体性质多样性。互层/夹层型页岩源-储分离、近源运移;混积页岩宏观上源-储一体,微观上源-储分离;黏土质页岩源-储一体,整体含油。多重证据揭示,无机孔是中-低成熟陆相页岩油最有利的储集空间类型,它们与多类型、多级次微裂缝耦合形成有效的孔缝网络系统,自封闭作用有利于页岩油气原位或近源保存。在典型盆地陆相页岩层系对比分析的基础上,提出良好的源-储耦合关系、适宜的热演化程度和自封闭性是陆相页岩油富集的主控因素,初步建立了中国陆相页岩油差异富集模式。断陷湖盆陆相页岩油勘探应重视缓坡带中-低成熟纹层状页岩和深洼区中-高成熟富黏土质页岩层系,而互层/夹层型和中-高成熟黏土质页岩是坳陷湖盆陆相页岩油突破的关键。

关键词：岩相组合类型孔缝系统源-储耦合成烃差异演化自封闭性富集机理陆相页岩油

松嫩平原西部地下水氟和砷的富集机理与动态变化特征

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中国环境科学 2023年第10期43卷 5377-5390页

作者：邓远东冶雪艳吴亚敏杜新强吉林大学新能源与环境学院长春130021 吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室长春130021

为揭示松嫩平原西部地下水中氟和砷的演变趋势,以通榆县为典型研究区,系统开展地下水氟和砷浓度现状调查,利用离子比图、自组织映射网络等方法进行水质数据分析.结果表明:潜水氟含量受含水介质沉淀溶解作用的制约,蒸发浓缩作用对大部分... 详细信息

为揭示松嫩平原西部地下水中氟和砷的演变趋势,以通榆县为典型研究区,系统开展地下水氟和砷浓度现状调查,利用离子比图、自组织映射网络等方法进行水质数据分析.结果表明:潜水氟含量受含水介质沉淀溶解作用的制约,蒸发浓缩作用对大部分浅层高、低氟地下水形成都有一定影响,但并非高氟地下水形成的主导作用.水中铁、锰氧化物的溶解促进浅、深层地下水As的解吸释放.1995年以来区内中东部浅层地下水氟浓度整体水平有所降低,可能与当地大规模开发地下水所导致的地下水位下降、蒸发减弱等因素有关;虽然深层高氟地下水浓度变化不大,但分布范围扩大,可能与浅层高氟地下水经破损井管道渗漏进入承压含水层有关.1995~2021年区内中部与东北部浅层地下水砷浓度整体水平远高于世卫组织饮用水的指导值(10μg/L),虽然深层高砷地下水浓度变化不大,但较浅层地下水高砷区分布更广、富集区更多、污染更严重,这可能与承压含水层的还原条件促进砷的释放有关.因此,通榆县深层地下水的开采,需要避开地下水高砷污染区,且需要合理确定开采水平避免劣质水入侵;同时也要关注开采井止水和开采井的破坏导致的串层污染问题.

关键词：高氟地下水高砷地下水富集机理动态变化

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新疆罗布泊富钾卤水矿床异常富集机理

地球科学 2022年第1期47卷 72-81页

作者：马黎春王凯张瑜汤庆峰孙明光中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室北京100037 北京市理化分析测试中心北京100089

罗布泊是世界上最大的单体硫酸盐型液体钾盐矿床,对于其矿床成因一直存在争议.基于大量盐泉、地下潜水及地表水的化学实测数据,从水文化学的角度探讨罗布泊富钾卤水矿床成因.结果表明,矿区富钾卤水钠氯系数为0.76~1.24,钾氯系数为38.58~... 详细信息

罗布泊是世界上最大的单体硫酸盐型液体钾盐矿床,对于其矿床成因一直存在争议.基于大量盐泉、地下潜水及地表水的化学实测数据,从水文化学的角度探讨罗布泊富钾卤水矿床成因.结果表明,矿区富钾卤水钠氯系数为0.76~1.24,钾氯系数为38.58~60.49,主体表现为溶滤型卤水特征,指示有其他来源卤水混合参与成矿;首次在罗布泊东部断裂带发现Ca-Cl型卤水,具有典型的富Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Cl^(‒),贫HCO_(3)^(‒)、CO_(3)^(2‒)、SO_(4)^(2‒)特征,指示罗布泊有深部热液流体补给.在成矿过程中,Ca-Cl型卤水通过“兑卤”效应,直接改变原有成矿卤水成分及结晶路线,使其矿化度升高,而且富K、Na.改造后的富“钠”卤水与前期生成的石膏(CaSO_(4)·2H_(2)O)反应,生成钙芒硝(Na_(2)Ca(SO_(4))_(2)·2H_(2)O),并赋存于多孔的钙芒硝晶间,形成超常高矿化度富钾卤水矿床.

关键词：罗布泊钾盐矿床富钾卤水富集机理卤水化学矿床学

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高煤阶煤层气富集机理的深化研究

煤炭学报 2022年第1期47卷 388-403页

作者：桑树勋韩思杰刘世奇周效志李梦溪胡秋嘉张聪中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国石油天然气股份有限公司山西煤层气勘探开发分公司山西长治046000

高煤阶煤层气资源相对丰富是中国煤层气资源的重要禀赋之一,实现高煤阶煤层气大规模商业化开发突破是中国煤层气产业的世界贡献。以沁水盆地为代表的高煤阶煤层气生产基地是目前中国煤层气产量的主体来源,基于沁水盆地等高煤阶煤层气勘... 详细信息

高煤阶煤层气资源相对丰富是中国煤层气资源的重要禀赋之一,实现高煤阶煤层气大规模商业化开发突破是中国煤层气产业的世界贡献。以沁水盆地为代表的高煤阶煤层气生产基地是目前中国煤层气产量的主体来源,基于沁水盆地等高煤阶煤层气勘探开发工程实践数据和大量研究工作积累,开展了高煤阶煤层气富集机理的系统深化研究。研究工作表明:区域岩浆热变质作用成因高阶煤是高煤阶煤层气富集的基本地质背景,沁水盆地南部(晋城)、鄂尔多斯盆地东南缘(韩城—延川南)、沁水盆地北端(寿阳—阳泉)、黔北—川南(织金—筠连)等中国高煤阶煤层气富集区煤储层均以区域岩浆热变质成因为主;高煤阶煤层气富集规律是煤层含气量和渗透率在不同埋深和构造条件下耦合配置的结果,在沁水盆地高煤阶煤层气向斜富集模式、褶曲翼部斜坡带富集模式、构造高位富集模式分别对应于煤层埋深约500 m以浅、500~800 m埋深、约800 m以深;决定高阶煤储层渗透率的主控地质因素构成高煤阶煤层气富集关键主控地质因素,主要为煤层埋深、地质构造(含构造应力场)、煤体结构等;煤层渗透率随埋深呈负指数关系减小,煤层拉张裂隙发育且与现今最大主应力方向一致的构造部位煤层渗透率高,不同煤体结构高阶煤中碎裂煤渗透率最高;埋深、地质构造、煤体结构等关键主控地质因素通过煤储层地应力变化、裂隙发育与应变破坏等方式控制高阶煤储层渗透性,这是高煤阶煤层气富集的主要机理,在地应力场作用下煤岩应变破坏过程对煤层中裂隙发育的自然改造作用是高阶煤储层原始渗透率变化的根本原因。

关键词：高煤阶煤层气富集区基本地质背景关键主控地质因素富集机理