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生物标志化合物对于煤炭产地溯源的指示

地质科技通报 2022年第4期41卷 165-171页

作者：李健成李晶闫馨友中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室武汉430074

为了保障进口煤炭质量和安全,急需建立起一套行之有效的产地溯源方法对进口煤炭进行产地溯源和掺假识别。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对来自5个进口国家的煤炭样品进行了分析,并对有机质中代表性生物标志化合物进行了定性和定量分析... 详细信息

为了保障进口煤炭质量和安全,急需建立起一套行之有效的产地溯源方法对进口煤炭进行产地溯源和掺假识别。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对来自5个进口国家的煤炭样品进行了分析,并对有机质中代表性生物标志化合物进行了定性和定量分析,以期对煤炭产地溯源新方法新技术提供启示。结果表明:根据样品饱和烃Ph/nC_(18)和Pr/nC_(17)关系结果认为这5个国家的煤炭样品基本都处于低成熟-成熟阶段,澳大利亚、俄罗斯、马来西亚和菲律宾的煤炭主要为陆源氧化环境下的Ⅲ型有机质;除来自印度尼西亚的c56号样品外,印尼其他煤炭样品和菲律宾全部煤炭样品的正构烷烃分布以中高相对分子质量为主,暗示母质来源可能为陆源高等植物。研究结果证明不同的样品来自于不同的沉积环境,有着不同的有机质输入类型等,采用特定的指标可在一定程度上对溯源可起到指示作用。

关键词：煤炭产地溯源煤炭进口生物指纹特征 GC-MS

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盆地断层活动定年技术进展及发展趋势

地球科学 2023年第2期48卷 735-748页

作者：沈传波葛翔吴阳曾小伟刘昭茜中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学资源学院湖北武汉430074

断层的活动期次对盆地的形成与演化及油气运移成藏起着重要的控制作用,精确厘定断层活动期次及其年龄是盆地构造及油气成藏研究中的一项必不可少的工作,也一直是研究中的一个难点.针对这一问题,论文基于断层带内部结构的分析及前人研究... 详细信息

断层的活动期次对盆地的形成与演化及油气运移成藏起着重要的控制作用,精确厘定断层活动期次及其年龄是盆地构造及油气成藏研究中的一项必不可少的工作,也一直是研究中的一个难点.针对这一问题,论文基于断层带内部结构的分析及前人研究成果,简要评述了常用的自生伊利石K-Ar/Ar-Ar定年法和石英电子自旋共振ESR(electron spin resonance)定年技术,重点综述了方解石激光原位U-Pb定年、石英流体包裹体^(40)Ar/^(39)Ar定年和低温热年代学技术应用于断层活动时间研究的基本原理、实验方法和典型实例,并探讨了存在的问题,分析了发展的趋势,指明了下一步研究的方向.认为这些技术对断层活动期次和油气勘探研究具有重要指导意义,未来将在盆地断裂研究中发挥重要作用,有着广阔的应用前景.

关键词：断层方解石U-Pb定年流体包裹体40Ar/39Ar定年低温热年代学赤铁矿(U-Th)/He定年石油地质

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页岩油研究热点与发展趋势

地球科学 2023年第2期48卷 793-813页

作者：万晓帆刘丛丛赵德锋葛翔中国地质大学资源学院湖北武汉430074 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074

页岩油储量巨大、分布集中、前景广阔,是世界石油增储上产的一个主要领域.为厘清页岩油研究的热点与发展趋势,使用CiteSpace和VOSviewer软件对近十年国内外文献进行科学知识可视化分析,结合世界页岩油盆地研究及勘探开发成果,系统梳理... 详细信息

页岩油储量巨大、分布集中、前景广阔,是世界石油增储上产的一个主要领域.为厘清页岩油研究的热点与发展趋势,使用CiteSpace和VOSviewer软件对近十年国内外文献进行科学知识可视化分析,结合世界页岩油盆地研究及勘探开发成果,系统梳理了页岩油近十年的主题演化及热点领域,总结了当前页岩油研究面临的挑战.结果认为全球页岩油研究热点聚焦于页岩油形成的物质基础、页岩油储集空间、页岩油可动性及可压裂性4方面;相比北美海相页岩油构造沉积背景稳定,页岩油生产技术持续迭代,我国页岩油沉积相变快,孔隙类型受成岩作用影响较大,缺乏系统的可动性评价方法,水力压裂易诱发地震和造成环境污染;未来应加强细粒沉积岩研究、定量表征页岩油储集空间、明确页岩油赋存状态、建立全面的页岩油可动性评价方法、加强新型绿色压裂技术研发,从而精准预测页岩油“地质-工程”甜点,以推动我国能源结构的快速转型.

关键词：页岩油赋存机理可动性压裂科学知识可视化石油地质

川西南乌斯河古油藏Re-Os年龄及其对峨眉山大火成岩省火山活动的响应

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地球科学 2023年第2期48卷 568-581页

作者：佟傲高亚仙中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学资源学院湖北武汉430074

在盆地形成演化的漫长过程中,岩浆的侵入、深部高温流体上涌等热事件会导致盆地存在热异常,从而对油气的生成演化起重要的控制作用.位于四川盆地西南部峨眉山大火成岩省中带的乌斯河上震旦统至下寒武统古油藏是开展火山作用与油气成藏... 详细信息

在盆地形成演化的漫长过程中,岩浆的侵入、深部高温流体上涌等热事件会导致盆地存在热异常,从而对油气的生成演化起重要的控制作用.位于四川盆地西南部峨眉山大火成岩省中带的乌斯河上震旦统至下寒武统古油藏是开展火山作用与油气成藏演化关系研究的理想对象.针对该古油藏,论文开展了沥青镜质体反射率和有机元素含量分析以及Re-Os同位素测年工作,并结合前人相关钻井埋藏史、热历史以及峨眉山大火成岩省的研究成果,揭示了沥青的成因和演化,探讨了乌斯河油气成藏作用与火山活动的联系.研究结果表明:乌斯河古油藏沥青具有较高的沥青反射率(~2.27~2.77)及较低的H/C原子比(0.21~0.22),成因为经历了热裂解作用形成的焦沥青;沥青Re-Os同位素等时线年龄为~262 Ma,记录了原油热裂解、天然气生成的时间.对比四川盆地内部及川东北地区上震旦统至下寒武统油气成藏的关键时刻,乌斯河地区~262 Ma较早的原油裂解时间与邻区H1井异常的热事件时间(~260 Ma)、峨眉山大火成岩省的形成时代(257~263 Ma)近于一致.这表明乌斯河地区油气成藏作用受同期大火成岩省火山活动的控制,焦沥青的形成及其Re-Os同位素年龄是对峨眉山超级地幔柱活动的响应.研究从年代学的角度建立了四川盆地火山活动、异常热事件、烃源岩异常热演化与原油裂解天然气生成之间的联系,为峨眉山大火成岩省的油气成藏效应研究提供了一个典型实例.

关键词：古油藏沥青 Re-Os同位素定年火山作用峨眉山大火成岩省石油地质

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峡东地区成冰系南沱组新认识

地质学报 2023年第6期97卷 1753-1765页

作者：季泽龙刘晓峰中国地质大学资源学院湖北武汉430074 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074

前人普遍认为峡东地区成冰系仅发育南沱组,缺失古城冰期和大塘坡间冰期相应地层。笔者发现峡东地区青林口剖面原先划定的南沱组包含上、下两套冰碛岩及之间的页岩夹含锰灰岩,应解体为古城组、大塘坡组和南沱组。本文在剖面实测的基础上... 详细信息

前人普遍认为峡东地区成冰系仅发育南沱组,缺失古城冰期和大塘坡间冰期相应地层。笔者发现峡东地区青林口剖面原先划定的南沱组包含上、下两套冰碛岩及之间的页岩夹含锰灰岩,应解体为古城组、大塘坡组和南沱组。本文在剖面实测的基础上,对比了青林口剖面含锰灰岩与长阳古城村剖面菱锰矿层的岩石学特征和稀土元素特征,分析了CIA、CIW和PIA等化学风化强度指标的垂向演化。结果表明,青林口剖面和古城村剖面成冰系均由两套冰期地层夹一套间冰期地层组成;青林口剖面大塘坡组含锰灰岩与古城村剖面大塘坡组菱锰矿具有相似的岩石学和稀土元素特征,指示两者应为同时期地质作用的产物;青林口剖面与古城村剖面大塘坡组在形成过程中所遭受的化学风化强度显著高于冰碛岩地层。因此,峡东青林口剖面成冰系包含成冰纪古城冰期、大塘坡间冰期及南沱冰期的沉积记录,为完整的成冰纪地层序列。

关键词：峡东地区成冰系南沱组含锰灰岩地球化学

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泥页岩中有机质:类型、热演化与有机孔隙

地球科学 2023年第12期48卷 4641-4657页

作者：刘贝中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学资源学院湖北武汉430074

泥页岩中的有机质作为石油和天然气的来源,其有机岩石学分类方案仍不明确,传统的煤岩学分类方法并不完全适用于泥页岩中的分散有机质.页岩中有机孔隙是页岩孔隙系统的重要组成部分,在很大程度上控制了页岩的含气量和孔隙度,但其成因及... 详细信息

泥页岩中的有机质作为石油和天然气的来源,其有机岩石学分类方案仍不明确,传统的煤岩学分类方法并不完全适用于泥页岩中的分散有机质.页岩中有机孔隙是页岩孔隙系统的重要组成部分,在很大程度上控制了页岩的含气量和孔隙度,但其成因及与有机质类型和热成熟度的关系仍存在争议.系统地总结了泥页岩中分散有机质的类型、不同类型有机质的热演化特征以及有机孔隙发育与保存的控制机理,并指出了存在问题及今后研究方向.泥页岩中的分散有机质包含5个显微组分组:镜质体、惰质体、类脂体、动物碎屑和次生有机质,每个显微组分组可再划分为多个显微组分.不同显微组分的成因和生烃潜力不同,有机孔隙发育程度也存在差异.页岩中有机孔隙包括原生孔隙和次生孔隙,后者是主要的有机孔隙类型,其形成与生油型有机质生烃过程密切相关,主要赋存在固体沥青或焦沥青中.有机质类型和热成熟度决定了次生有机孔隙的发育程度,而热成熟度、有机质含量、矿物组成和孔隙压力控制了其保存程度.烃源岩评价中对有机质生烃潜力的研究应建立在对显微组分以及不同显微组分生烃能力充分了解的基础上.非常规油气储层表征中对有机孔隙的研究应充分考虑有机质数量、类型、热成熟度以及页岩矿物学组成,准确地评价有机孔隙对页岩孔隙系统的贡献.

关键词：泥页岩分散有机质显微组分热演化固体沥青有机孔隙石油地质

辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩碳酸盐胶结物特征

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地球科学 2022年第12期47卷 4724-4730页

作者：朱芳冰周红中国地质大学资源学院湖北武汉430074 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究是分析成岩过程中流体-岩石相互作用的重要技术方法.综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩中碳酸盐胶结物的化学组成和碳酸盐胶结物及成岩流体同位素组成特征进行系... 详细信息

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究是分析成岩过程中流体-岩石相互作用的重要技术方法.综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩中碳酸盐胶结物的化学组成和碳酸盐胶结物及成岩流体同位素组成特征进行系统分析.研究表明,研究区碳酸盐岩主要为方解石和白云石,胶结物主要类型为嵌晶式胶结、孔隙式胶结、斑块状胶结和星点状胶结.碳、氧稳定同位素组成能有效地反映成岩-成矿流体及其他物质的来源,碳酸盐胶结物与现今浅层地下水氧同位素组成差异巨大而与变质水同位素组成具有相似性,反映了盆地演化过程中活动热流体对成岩作用的影响.包裹体的氢、氧同位素组成可表征成矿溶液的演化特征,砂岩碳酸盐胶结物包裹体更富集氢的轻同位素和氧的重同位素,表明发生了明显的“氧-18漂移”.碳酸盐胶结的成矿溶液表现出“受热雨水”的同位素组成特征,反映了深源活动热流体对成岩作用的影响.

关键词：辽河盆地沙河街组碳酸盐胶结物同位素地球化学石油地质

南海北部湾盆地协调-非协调供源样式与沉积交互作用耦合响应:以涠西南凹陷C洼为例

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地球科学 2022年第7期47卷 2521-2535页

作者：周子强朱红涛刘强虎刘圣中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学资源学院湖北武汉430074

断陷湖盆具有多物源注入和地貌复杂的特征,开展从源到汇的分析有利于深化对有利砂体展布的认识.以涠西南凹陷C洼及邻近凸起为例,基于测井和地震资料刻画了源-汇系统的要素特征,区分出协调和非协调两类供源样式,明确了多物源汇聚下沉积... 详细信息

断陷湖盆具有多物源注入和地貌复杂的特征,开展从源到汇的分析有利于深化对有利砂体展布的认识.以涠西南凹陷C洼及邻近凸起为例,基于测井和地震资料刻画了源-汇系统的要素特征,区分出协调和非协调两类供源样式,明确了多物源汇聚下沉积体系的时空展布规律.研究表明,涠西南凹陷C洼流三段接受北部、南部短轴体系和西部长轴体系的联合供源,南部体系可进一步划分为S-Ⅰ、S-Ⅱ、S-Ⅲ三个次级体系.其中,长轴体系具有低缓的源区和宽缓的沟谷,表现为常年稳定和牵引流主导的协调型供源样式,在沉积区发育粒度和含砂率相关变化的辫状河体系;短轴体系具有相对高陡的源区、深切的沟谷,如S-Ⅱ单元,代表着脉冲式和重力流主导的非协调供源样式,在沉积区发育厚层泥岩夹薄层砾岩的盆底扇和扇三角洲体系.在流三下亚段沉积时期,在南部短轴非协调体系的强烈供源下,长轴协调体系主体被推离C洼南部而分布在中北部;在流三上亚段沉积时期,湖平面上升后短轴源区面积减小使得非协调体系供源减弱,长轴协调体系则保持稳定的供源强度并向南部偏转以填充余出的可容空间.通过对涠西南C洼及邻近凸起开展源-汇系统分析,强调供源样式和沉积交互作用耦合控制了有利砂体的时空展布,对涠西南凹陷C洼及相似断陷湖盆的油气勘探具有一定指导意义.

关键词：源-汇系统协调供源非协调供源交互作用涠西南凹陷石油地质学

华北板块南缘早二叠世煤中微量元素赋存特征及主控机制

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地质科技通报 2023年第5期42卷 138-149页

作者：袁铎恩边家辉刘紫璇张利伟潘思东中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074

煤中关键金属是矿产资源勘探开发的新领域。目前对华北板块南缘早二叠世煤中微量元素赋存特征及主控机制研究较少,制约了关于该区煤沉积物源、沉积环境的认识以及煤的清洁高效利用。基于X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合... 详细信息

煤中关键金属是矿产资源勘探开发的新领域。目前对华北板块南缘早二叠世煤中微量元素赋存特征及主控机制研究较少,制约了关于该区煤沉积物源、沉积环境的认识以及煤的清洁高效利用。基于X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等分析方法,对华北板块南缘早二叠世中煤矿物学与煤地球化学特征进行了研究。结果表明,华北板块南缘早二叠世煤中矿物主要发育高岭石、伊利石、铵伊利石、绿泥石和方解石等,主量元素以SiO_(2),Al_(2)O_(3)与CaO为主。煤层样品中Li元素相对富集,质量分数为54.5×10^(-6)~116×10^(-6)(均值76.83×10^(-6));Zr、Th元素轻微富集,质量分数分别为34.14×10^(-6)~160.73×10^(-6)(均值73.81×10^(-6))和3.22×10^(-6)~17.79×10^(-6)(均值7.85×10^(-6));其他元素质量分数接近或低于世界硬煤平均值,其中Co、Zn、Rb、Cd和Cs等元素明显贫化。通过相关性分析与地球化学解释得出以下结论:①华北板块南缘早二叠世煤中Li元素主要赋存于高岭石等黏土矿物中,其含量主要受控于陆源碎屑;②受华力西构造运动影响,北部阴山古陆中元古代钾长花岗岩与石炭系本溪组古风化壳铝土矿被抬升风化剥蚀,并成为华北板块南缘早二叠世煤的主要供源区;③泥炭沼泽水介质偏咸与缺氧还原的沉积环境有利于Li元素被高岭石等黏土矿物吸附并沉积聚集。

关键词：华北板块南缘 Li元素黏土矿物煤沉积环境