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鄂尔多斯盆地北部直罗组地下水地球化学特征及其指示意义

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2004-2020页

作者：孙魁范立民马万超陈建平彭捷张鹏华高帅李成苗彦平王宏科陕西省地质环境监测总站自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 陕煤集团神木红柳林矿业公司陕西榆林719000 陕西陕煤陕北矿业有限公司陕西榆林719000

煤矿水害是陕北侏罗纪煤田的主要灾害,直罗组地下水是主要突水水源之一。为研究鄂尔多斯盆地北部直罗组地下水地球化学特征及其指示意义,借助Durov图、Piper三线图、Gibbs图、Stiff图以及主成分分析等手段,深入研究直罗组地下水地球化... 详细信息

煤矿水害是陕北侏罗纪煤田的主要灾害,直罗组地下水是主要突水水源之一。为研究鄂尔多斯盆地北部直罗组地下水地球化学特征及其指示意义,借助Durov图、Piper三线图、Gibbs图、Stiff图以及主成分分析等手段,深入研究直罗组地下水地球化学特征,阐释其对直罗组与上覆含水层之间水力联系及地下水径流条件的指示意义。结果表明:自西部正常基岩区至东部风化基岩区,直罗组地下水pH以及TDS、K^(+)+Na^(+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)质量浓度均呈现出逐渐减小的趋势。直罗组地下水水化学类型存在一定差异,西部直罗组埋藏较深区域,地下水水化学类型以SO_(4)-Na型、SO_(4)·Cl^(-)Na型和HCO_(3)·SO_(4)-Na型为主,向东至直罗组基岩风化区,地下水类型过渡为HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)-Ca·Mg型等。直罗组地下水水化学形成受岩石风化作用、交替吸附作用、脱硫酸作用以及溶滤作用的控制。氢氧同位素和水化学特征对含水层之间水力联系具有明显的指示作用,氢氧同位素、典型钻孔地下水水化学离子浓度和区域地下水水化学特征分析表明,研究区西部直罗组正常基岩地下水与洛河组、萨拉乌苏组地下水基本不存在水力联系;东部直罗组风化基岩与萨拉乌苏组地下水水力联系紧密。卤族元素Cl^(-)对直罗组地下水径流条件指示作用明显,研究区西部直罗组正常基岩地下水径流滞缓,地下水以静储量为主;而在基岩风化区,由于直罗组风化基岩孔隙、裂隙发育,储水性和渗透性明显增强,并与第四系地下水发生了强烈的混合作用,地下水径流强度大,地下水以动储量为主。

关键词：直罗组含水层水化学特征水力联系地下水径流条件鄂尔多斯盆地

准噶尔盆地东部吉木萨尔-吉南凹陷构造演化及原型盆地恢复

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地质科技通报 2024年第3期43卷 170-179页

作者：夏世威马强黄传炎张伟李潇鹏张宏马江浩彭亚中聂锋中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074 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 新疆维吾尔自治区吐哈油田公司勘探开发研究院新疆吐哈839009 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411100

自2020年开始,随着准噶尔盆地吉木萨尔凹陷双吉构造带的研究深入、萨探1井在二叠系井井子沟组试油获得高产油流,表明了吉木萨尔凹陷、吉南凹陷具有良好的常规油气勘探潜力。为深入研究吉木萨尔凹陷和吉南凹陷的地质特征及勘探潜力,综合... 详细信息

自2020年开始,随着准噶尔盆地吉木萨尔凹陷双吉构造带的研究深入、萨探1井在二叠系井井子沟组试油获得高产油流,表明了吉木萨尔凹陷、吉南凹陷具有良好的常规油气勘探潜力。为深入研究吉木萨尔凹陷和吉南凹陷的地质特征及勘探潜力,综合岩心、录井、测井和地震等资料,通过识别区域不整合面,划分出不同构造阶段,得到构造与地层演化的关系。在此基础上恢复各地层发育过程,建立构造与研究区内隆凹演化的耦合关系,对原型盆地进行恢复。研究表明,吉木萨尔及吉南凹陷发育5个区域大型不整合面,经历了4幕构造活动。研究区地层演化特征从“北高南低”(早二叠世)发展为“南高北低”(古近纪、新近纪)。原型盆地也由早二叠世的“多凸多凹”格局,在古近纪、新近纪时期转变为“少凸大凹”的构造格局。构造与隆凹演化耦合关系的确立及各时期原型盆地的恢复为厘清吉木萨尔凹陷、吉南凹陷不同时期的盆地特征奠定了重要基础,有助于深化吉木萨尔凹陷、吉南凹陷的油气勘探工作。

关键词：构造幕次原型盆地吉南凹陷吉木萨尔凹陷准噶尔盆地

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大兴安岭以西地区能源矿产远景和找煤的建议

中国地质 1983年第12期 21-26页

作者：李思田黄家福杨士恭武汉地质学院煤田教研室东部盆地科研组

内蒙古自治区是建国以来新发现大煤田数目最多的省区之一。在本文论及的大兴安岭以西(个别盆地已分布到山系脊线)至东经108度附近,含煤的晚中生代断陷盆地达80个左右。这些盆地的面积一般在两千平方公里以内,大多属中小型盆地,但以发育... 详细信息

内蒙古自治区是建国以来新发现大煤田数目最多的省区之一。在本文论及的大兴安岭以西(个别盆地已分布到山系脊线)至东经108度附近,含煤的晚中生代断陷盆地达80个左右。这些盆地的面积一般在两千平方公里以内,大多属中小型盆地,但以发育有巨厚煤层且埋藏较浅为特色,煤层累计厚度

关键词：断陷盆地晚中生代找油地堑盆地盆地群找煤盆地边缘充填序列含煤段聚煤盆地远景能源矿产大兴安岭

川东北地区五峰组–龙马溪组页岩地球化学特征及有机质富集模式

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煤炭科学技术 2024年第8期52卷 124-138页

作者：张治波郭英海郑伟清曾春林李岩赵迪斐张家明中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国冶金地质局一局环境科技有限公司河北雄安071703 自然资源部页岩气勘探重点实验室(重庆市地质矿产研究院) 重庆401120 页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心(重庆地质矿产研究院) 重庆401120 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心湖北武汉430205

四川盆地是我国页岩气开发的主力产区,川东北地区作为四川盆地的页岩气开发的接替区,备受关注。为了探究川东北地区上奥陶统五峰组–下志留统龙马溪组富有机质页岩的控制因素及富集模式。采用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)方法对川东... 详细信息

四川盆地是我国页岩气开发的主力产区,川东北地区作为四川盆地的页岩气开发的接替区,备受关注。为了探究川东北地区上奥陶统五峰组–下志留统龙马溪组富有机质页岩的控制因素及富集模式。采用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)方法对川东北地区五峰组–龙马溪组14件页岩进行元素分析,并结合测井曲线特征,探讨五峰组–龙马溪组沉积体系、氧化还原条件、陆源碎屑输入、初级生产力和古气候关系。识别出了3个三级层序(SSQ1,SSQ2和SSQ3),海平面经历了由高—低—高—低的过程,结合页岩元素的w(V)/w(Cr),w(V)/w(V+Ni),w(Ni)/w(Co),w(Sr)/w(Cu),w(Sr)/w(Ba),T(℃)等参数,指示了五峰组-龙马溪组,经历了氧化—贫氧—缺氧还原—贫氧—氧化的淡水环境;气候经历了温暖湿润—干旱寒冷—温润湿润—干旱寒冷—温暖湿润演化过程,温度经历了降低—升高—降低—升高的过程。川东北地区五峰组-龙马溪组有机质富集模式可划分为Ⅲ阶段模式,第Ⅰ阶段,五峰组到龙马溪组底部沉积时期,有机碳逐渐增高阶段;第Ⅱ阶段,龙马溪组中部,有机碳富集阶段(甜点段);第Ⅲ阶段,龙马溪组上部,有机碳逐渐降低阶段。期望为川东北地区页岩气的勘探提供依据,下一步,将开展研究区重大地质事件对有机质富集的资源响应研究,深化页岩气富集模式。

关键词：页岩沉积体系地球化学沉积环境古气候五峰组–龙马溪组川东北

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用定降深井流试验确定均质各向同性含水层水文地质参数的方法

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煤田地质与勘探 1977年第3期5卷 61-70页

作者：煤炭部地质勘探研究所水文地质室邯邢课题组武汉地质学院水文地质系邯邢科研组

过去最常用的是借助抽水试验测定含水层的水文地质参数。由于在抽水试验过程中,流量比较易于控制,因而通常均采用定流量抽水试验法(或称定流量井流试验法)。但是实践表明,在许多情况下,采用定降深的井流试验,能够达到多快好省地测定含... 详细信息

过去最常用的是借助抽水试验测定含水层的水文地质参数。由于在抽水试验过程中,流量比较易于控制,因而通常均采用定流量抽水试验法(或称定流量井流试验法)。但是实践表明,在许多情况下,采用定降深的井流试验,能够达到多快好省地测定含水层水文地质参数的目的。例如,在某些自流盆地中,在某些矿井下,由于井孔所处的位置较低,下部承压含水层中的地下水往往具有“自喷”的特点。如果在这种情况下,先把井口关闭一定时间,

关键词：水文地质参数井流降深含水层储集层均质抽水试验扬水试验水工试验深井

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阜新含煤盆地沉积特征与构造关系

地质论评 1983年第5期29卷 452-453页

作者：武汉地质学院煤田地质教研室辽宁省煤田地质勘探公司一○七队辽宁省煤田地质勘探公司科研所武汉地质学院煤田地质教研室辽宁省煤田地质勘探公司一○七队辽宁省煤田地质勘探公司科研所

阜新晚侏罗世含煤盆地位于辽宁西部闾山西侧,属内陆断陷型盆地,面积1400平方公里。含煤地层展布方向为NE25—30°,富煤带的成生受盆地东侧盆缘断裂控制,常作侧向迁移。盆地主要含煤地层是阜新组,沙海组仅在清河门,

关键词：含煤盆地阜新组沉积特征构造关系

中国东部典型裂谷盆地构造活动特征及演化:以松辽盆地孤店断陷为例

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地质科技通报 2022年第3期41卷 85-95页

作者：王向东王任石万忠唐大卿徐立涛冯芊中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074 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

孤店断陷为松辽盆地南部深层天然气勘探的有利区带,同时也记录了中国东部中-新生代板块运动和盆地演化的丰富信息。利用钻测井资料及高分辨率三维地震资料,并结合区域构造背景,对孤店断陷的地质结构及构造演化特征进行分析。结果表明孤... 详细信息

孤店断陷为松辽盆地南部深层天然气勘探的有利区带,同时也记录了中国东部中-新生代板块运动和盆地演化的丰富信息。利用钻测井资料及高分辨率三维地震资料,并结合区域构造背景,对孤店断陷的地质结构及构造演化特征进行分析。结果表明孤店断陷在纵向上可以划分为基底构造层、下构造层、中构造层及上构造层。由于受到晚中生代以来太平洋板块向东亚板块的俯冲作用及区域构造应力场的影响,孤店断陷的构造演化过程可以划分为断陷期、断坳转换期、稳定坳陷期及构造反转期。孤店断陷的边界大断层(孤店断层)在断陷初始发育期(火石岭组-沙河子沉积期)表现为6段走向各不相同的小型孤立断层,在断陷晚期(营城组沉积期)经过生长、连接而形成统一的断陷边界,并在断坳转换期(登娄库组-泉头组沉积期)和坳陷期(青山口组-嫩江组沉积期)发生广泛而强烈的张扭活动,以及在构造反转期(嫩江组沉积末期)发生强烈反转和分段差异逆冲活动。研究结果可以为松辽盆地以及中国东部地区的构造活动及演化研究提供参考,并进一步指导油气勘探。

关键词：构造活动特征构造演化孤店断陷松辽盆地裂谷盆地

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榆林地区北部侏罗纪古河道砂体与采煤涌(突)水关系分析

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煤炭学报 2022年第10期47卷 3599-3609页

作者：吴立群王建英杨帆郑宇航焦养泉荣辉王宏科马雄德孙魁陈雪永屈伸李金辉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 陕煤集团神木张家峁矿业公司陕西神木719300 陕西陕煤陕北矿业有限公司陕西榆林719000 长安大学水利与环境学院陕西西安710054 陕西省地质环境监测总站自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054

在水文地质条件看似简单的榆神—神府矿区,采煤涌(突)水事故时有发生,一些煤矿的涌水量位居鄂尔多斯盆地之首,以往普遍认为的充水含水层难以解释这些现象。基于20 a来对直罗组底部铀储层(古河道砂岩)的研究,结合直罗组古河道砂体与延安... 详细信息

在水文地质条件看似简单的榆神—神府矿区,采煤涌(突)水事故时有发生,一些煤矿的涌水量位居鄂尔多斯盆地之首,以往普遍认为的充水含水层难以解释这些现象。基于20 a来对直罗组底部铀储层(古河道砂岩)的研究,结合直罗组古河道砂体与延安组可采煤层的空间配置关系,以及砂岩型铀矿形成与开发的基本条件,特别是直罗组古河道隐伏露头与地表泉群(带)、采煤涌(突)水的相关性分析,认为直罗组古河道可能是榆神—神府矿区矿井涌(突)水的主要水源。主要认识有:①直罗组古河道砂体具有区域性的分布规模,在其上游形成的具有世界级规模的东胜铀矿田证实直罗组古河道是一套区域含水层,因为含水层是砂岩型铀矿形成发育的必要条件。②在直罗组古河道隐伏露头的上方,集中发育了具有超常流量的泉群和泉带,它们距直罗组古河道越近其流量越大,说明直罗组古河道为重要的含水层,为榆神—神府矿区泉带提供了主要的水源。③直罗组古河道含水层构成了延安组含煤岩系的直接顶板,采煤证实直罗组古河道含水层与煤矿涌(突)水具有明显的关系。位于古河道潜伏露头附近的煤矿易于发生涌(突)水事故,而远离古河道的煤矿涌水量罕见,且采煤涌(突)水量与古河道砂体厚度呈正相关。④从关键水文地质参数的空间配置、耦合关系及其采煤时域的角度,构建了榆神—神府矿区采煤涌(突)水的成因机理模型,该模型阐明了泉带的形成发育和演化机理,揭示了采煤涌(突)水的形成机制,为未来水害防治、保水采煤、煤-铀兼采等提供了基础地质“预警”信息。

关键词：涌(突)水古河道直罗组侏罗系鄂尔多斯盆地

鄂尔多斯盆地北部直罗组含水层研究进展与水害防治建议

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煤炭学报 2022年第10期47卷 3535-3546页

作者：范立民迟宝锁王宏科马雄德焦养泉孙魁苗彦平王建文胡俭马万超中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州211116 陕西省地质环境监测总站自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054 陕西陕煤陕北矿业有限公司陕西榆林719000 长安大学水利与环境学院陕西西安710054 中国地质大学资源学院湖北武汉430074 陕煤集团神木红柳林矿业公司陕西神木719300 陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司陕西神木719300 陕煤集团神木张家峁矿业有限公司陕西神木719300

鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田原煤产量持续增加,在国家能源安全中具有重要地位。近年来,随着开采深度的增加,以直罗组含水层为突水水源的顶板水害威胁日益凸显。从含煤岩系沉积学、矿井水文地质学的角度,系统阐述了鄂尔多斯盆地北部直罗组空... 详细信息

鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田原煤产量持续增加,在国家能源安全中具有重要地位。近年来,随着开采深度的增加,以直罗组含水层为突水水源的顶板水害威胁日益凸显。从含煤岩系沉积学、矿井水文地质学的角度,系统阐述了鄂尔多斯盆地北部直罗组空间赋存特征、与煤层的空间关系、直罗组含水层为水源的矿井涌水特点、直罗组地下水赋存特征和运移规律,总结了直罗组含水层水害防治存在的问题及展望。结果表明:直罗组垂向上可分为上、中、下3段,其中下段为一套半干旱气候条件下的河流相沉积,砂体规模较大,与下伏延安组冲刷结构明显。平面上,直罗组广泛分布于鄂尔多斯盆地北部,榆神北区—神府南区直罗组沉积时期,存在1条NW—SE向的古河道,形成了规模巨大的河流-三角洲充填沉积砂体;直罗组古河道砂体对延安组冲刷强烈,使延安组1煤、2煤和3煤在不同地区缺失。整体上,对延安组第5段冲刷作用最为强烈,第4段次之,仅有个别钻孔可见对第3段具有冲刷;以直罗组含水层作为水源的矿井涌水具有涌水量大且持续时间长、水位变幅小、稳定“供水”能力强的特点,且具有很强的隐蔽性;直罗组下段砂岩厚度、砂地比、隔水岩组厚度等从宏观上控制着直罗组地下水的赋存,良好的孔隙度、渗透率为直罗组地下水的赋存提供了良好的地下水微观储存空间;在研究区西部安定组覆盖区,直罗组与上部洛河组以及第四系萨拉乌苏组基本不存在水力联系,主要接受侧向的缓慢补给,补给条件较差,主要以静储量为主。而在研究区东部基岩风化区,直罗组与上部第四系萨拉乌苏组之间具有较为强烈的水力交换,补给条件较好,以侧向补给和上部含水层的垂向补给为主,地下水径流速度快,交替频繁,以动储量为主;针对鄂尔多斯盆地北部直罗组含水层及其水害防控问题,应从直罗组沉积体系控水机理、水文地质条件、矿井涌水量与直罗组古河道砂体含水层持续“供水”关系、地下水源头防治水技术、含水系统的供水及生态价值等方面开展深入研究。

关键词：直罗组含水层煤矿防治水顶板水害水资源保护(保水采煤) 鄂尔多斯盆地