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2021年 第35卷 第04期    刊出日期：2021-08-10

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2021, 35(04):  882. 

摘要 ( 135 )   PDF (3268KB) ( 105 )  

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地球化学

滇西点苍山变质地体三叠纪至侏罗纪沉积岩碎屑锆石源区信息及构造指示

陈静, 李大鹏, 康欢, 耿建珍, 张菁菁

2021, 35(04):  883-913.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.04.01

摘要 ( 602 )   HTML ( 25)   PDF (12983KB) ( 389 )  

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前人通过滇西三江带内岩浆记录精细刻画了古特提斯洋分支洋——哀牢山洋的形成及演化历史,然而区域沉积记录是如何响应哀牢山洋俯冲及闭合过程的,目前仍未得到深入研究。我们通过对哀牢山构造带北段点苍山变质杂岩内三叠纪至侏罗纪3件沉积岩样品中255颗碎屑锆石进行U-Pb定年、微量元素及Hf同位素分析,结合区域已有研究,恢复哀牢山洋末期演化的区域沉积响应。结果表明,变质砂岩DC1801、片岩DC1703和碳酸盐岩DC1702中最年轻岩浆锆石群加权平均年龄分别为~180 Ma、~247 Ma和~254 Ma,结合其接触关系以及区域地层对比,约束其最大沉积年龄分别为侏罗纪早期(DC1801)和三叠纪早期(DC1702和DC1703)。不同时期碎屑沉积岩物源分析表明三叠纪碎屑沉积岩(DC1703)主要源自哀牢山构造带内部近源的多期岩浆物质(~0.8 Ga、~0.45 Ga和~0.25 Ga)、冈瓦纳裂解前印度大陆内部多期再循环的格林威尔晚期(~0.95 Ga)和泛非期(~0.6 Ga)岩浆物质贡献。侏罗纪碎屑沉积岩(DC1801)物质主要源自思茅地块内部印支期岩浆活动,而~0.45 Ga、~0.8 Ga和~0.95 Ga等时期的碎屑物质贡献比例明显降低。同一沉积盆地同时代碳酸盐岩与陆源碎屑岩中碎屑锆石结构大体相似,但碳酸盐岩中代表多期循环的远源物质的年龄所占比例却降低。点苍山碎屑沉积岩锆石Hf同位素组成随时间变化证实了哀牢山洋闭合时间为~247 Ma,而在点苍山变质地体南段发育的海相碳酸盐岩与陆源碎屑岩(片岩)的沉积组合记录了哀牢山洋末期演化至闭合过程。碎屑锆石Eu/Eu^*异常揭示了区域地壳自~247 Ma哀牢山洋闭合至~235 Ma的加厚过程,三叠纪至侏罗纪碎屑沉积物源的转化可能与哀牢山洋闭合引发的沉积区抬升有关。

1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层土壤有机碳变化及固碳潜力估算

张立, 金晶泽, 姜侠, 毛龙, 崔玉军, 李瑛, 王恩宝

2021, 35(04):  914-922.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.02

摘要 ( 568 )   HTML ( 10)   PDF (2968KB) ( 234 )  

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土壤有机碳(SOC)是评价土壤肥力和固碳能力的重要指标。因此,研究土壤有机碳的变化,对准确评价区域土壤固碳潜力,实现土壤资源的可持续利用具有重要的意义。利用黑龙江省第二次土壤普查数据和2019年实测土壤数据,运用GIS空间分析方法,分析了1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层(0~20 cm)土壤有机碳密度(SOCD)的时空变化特征,运用土壤类型法估算了土壤有机碳储量,运用平衡法估算了土壤固碳潜力。结果表明:30多年来表层SOCD平均减少1.06 kg/m²,SOCD减少的地区主要分布在黑龙江省松嫩平原中部和东南部地区;表层SOC储量减少约143.99 Tg,SOC储量减少较多的土壤类型是草甸土、黑钙土和黑土,三者减少量占总SOC储量减少量的84.55%;当前黑龙江省松嫩平原表层土壤固碳潜力为-2.08 Tg,其中暗棕壤、白浆土、黑土为正潜力,其余土壤类型为负潜力。建议通过增施有机化肥、秸秆还田、推广免耕少耕等方法措施,以提高松嫩平原土壤固碳潜力。

富硒区土壤养分质量评价:以陕西省紫阳县闹热村为例

于龙龙, 吴磊, 张志敏, 晁旭, 冯海艳, 杨忠芳

2021, 35(04):  923-930.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.04.03

摘要 ( 451 )   HTML ( 8)   PDF (4354KB) ( 163 )  

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为在典型富硒土壤分布地区科学种植和大力发展绿色富硒农产品,选取陕西省紫阳县闹热村为研究区,进行土壤养分质量评价。共采集138件表层土壤样品,测试分析了氮、磷、钾等植物营养元素以及土壤有机质、pH等16项指标。结果表明:(1)研究区硒资源丰富,表层土壤硒元素含量范围在0.50~25.30 mg/kg之间,平均含量为3.85 mg/kg;(2)研究区表层土壤为中性—弱碱性土壤,其中的大量元素和中量元素整体达到丰富及以上水平,锌、铜等微量元素和土壤有机质较缺乏;(3)研究区表层土壤养分综合等级均达到了三级及以上水平,土壤养分情况整体良好。该研究成果对于推动当地富硒产业经济发展具有重要的意义。

高温与冻融循环对水热炭和生物炭吸附污染物的影响

关俊杰, 刘雨嫣, 刘思源, 陈家玮

2021, 35(04):  931-939.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.04.04

摘要 ( 378 )   HTML ( 7)   PDF (3922KB) ( 124 )  

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将农林废弃物通过不同碳化方式制备成水热炭或生物炭,用于土壤改良和环境污染修复,是当前研究和应用的热点领域。由于受到不同自然条件的长期影响,如环境温度变化,水热炭和生物炭会发生老化作用,从而影响其对污染物的吸附能力,因此,评估老化作用对碳化材料吸附能力的影响是一个重要的科学问题。采用高温和冻融循环2种加速老化方式模拟自然界中的温度变化,对稻壳和玉米秸秆水热炭、生物炭进行老化培养,通过元素分析仪、傅里叶红外光谱分析仪、扫描电子显微镜等手段对老化前后水热炭、生物炭样品的物化性质进行分析,通过批实验对比研究2种新鲜炭材料对Cd(II)及莠去津的吸附能力及吸附稳定性,并研究了30、60、90次老化循环后生物炭和水热炭吸附能力的变化。结果表明,生物炭对Cd(II)和莠去津有良好的吸附稳定性,而水热炭对莠去津的吸附稳定性较差。2种老化作用均使水热炭、生物炭表面含氧官能团增加,从而增强了水热炭、生物炭对Cd(II)和莠去津的吸附能力。在高温和冻融环境中,随着老化时间的持续,生物炭比水热炭更容易受到环境的影响。研究相关成果对于水热炭和生物炭合理应用于不同环境的污染修复具有试验参考价值。

岩石学

南阿尔金晚泥盆世构造体制转换:来自索尔库里二长花岗岩年代学和地球化学的制约

袁亚平, 刘向东, 张振凯, 曾忠诚, 何元方

2021, 35(04):  940-954.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.107

摘要 ( 334 )   HTML ( 4)   PDF (5905KB) ( 149 )  

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对阿尔金索尔库里地区二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及全岩主量、微量和稀土元素测试,结果表明二长花岗岩结晶年龄为(377.5±1.6) Ma和(377.4±2.1) Ma;具有高硅(SiO₂=72.55%~76.41%)和高碱(K₂O+Na₂O=7.32%~8.59%)、正常的铝含量(A/CNK=0.92~1.08)、高TFeO/MgO比值(2.57~6.47)的特征,为高钾钙碱性系列;富集轻稀土元素,具有明显Eu负异常;微量元素富集Rb、Th、Y、Zr和Hf等元素,亏损Ba、Sr、P和Ti等元素。上述特征表明索尔库里二长花岗岩为A型花岗岩,是幔源物质底侵作用引发的长英质地壳(变杂砂岩)部分熔融形成的母岩浆经过分离结晶而形成的,且具有A1型花岗岩特征。结合区域地质资料及同期岩浆岩活动历史,认为索尔库里地区二长花岗岩形成于板内伸展构造环境,为晚泥盆世南阿尔金构造带由后造山环境向板内构造体制转换的产物。

辽东岫岩地区晚侏罗世侵入岩的年代学、地球化学特征及地质意义

王玉平, 吴文彬, 刘永俊, 李海洋, 王晓亮, 李超

2021, 35(04):  955-967.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.077

摘要 ( 440 )   HTML ( 6)   PDF (3441KB) ( 151 )  

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对辽东岫岩地区锉草沟黑云母二长花岗岩、刘家堡子二云母二长花岗岩进行了岩相学观察、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和地球化学测试。测年结果显示锉草沟黑云母二长花岗岩的锆石年龄为(162.7±2.5) Ma,刘家堡子二云母二长花岗岩锆石年龄为(156.9±1.1) Ma,均形成于晚侏罗世。两个岩体具有相似的地球化学特征,主量元素具有富Si、Al和K以及贫Fe、Mg和Ca的特征,A/CNK值为1.01~1.15,A/NK值为1.13~1.33;微量元素亏损Nb、P和Ti等高场强元素,富集Rb、K和Hf等不相容元素,(La/Yb)_N为7.10~41.13,Eu无负异常,具有高Sr (128×10^-6~454×10^-6)、低Y(3.03×10^-6~12.10×10^-6)和Yb(0.40×10^-6~1.32×10^-6)特征,表现为具有埃达克质亲和性的过铝质I型花岗岩。结合两个岩体的时空特点分析认为,在晚侏罗世时期,辽东岫岩地区花岗质岩浆作用的发生是太平洋Izanaqi板块向西俯冲、西伯利亚板块与华北板块碰撞挤压造成地壳增厚,进而引发下地壳物质部分熔融的结果。

粤桂地区白垩纪中期安山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

刘洋, 方念乔, 强萌麟, 贾磊, 宋超杰

2021, 35(04):  968-980.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.076

摘要 ( 474 )   HTML ( 7)   PDF (8478KB) ( 129 )  

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华南沿海地区存在丰富的白垩纪岩浆活动记录。粤桂地区作为华南沿海的重要组成部分,其白垩纪安山岩的出露数量虽然有限,但对于揭示晚中生代大陆边缘的构造性质具有特殊意义。选取广西玉林、广东连平的安山岩作为研究对象,结合前人对广东仁化地区样品的研究成果,应用岩相学、同位素年代学、地球化学等多种分析方法,对上述岩石开展系统研究。结果显示:(1)安山岩具斑状结构,斑晶主要为角闪石、辉石和斜长石,基质主要为斜长石微晶;(2)玉林安山岩U-Pb谐和年龄为(93.38±0.83) Ma,略晚于仁化的105 Ma,白垩纪中期粤桂地区有众多安山岩形成;(3)安山岩高MgO含量和Mg^#值, FeO^T/MgO值较低,富集轻稀土元素和LILEs,但亏损HFSEs。研究区安山岩由俯冲沉积物部分熔融形成的硅质熔体与地幔橄榄岩平衡反应所形成。高镁安山岩与邻近区域的埃达克质岩石基本同时产出,显示与受太平洋域控制的浙闽地区在构造环境上存在明显差别。据此推测,南海北部陆缘在晚中生代时可能受到来自新特提斯域洋脊俯冲的影响。

桂西南早中生代流纹岩年代学、地球化学特征及地质意义

刘冬梅, 康志强, 杨锋, 李岱鲜

2021, 35(04):  981-996.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.103

摘要 ( 454 )   HTML ( 10)   PDF (6876KB) ( 173 )  

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印支期桂西南地区处于多板块构造交汇地带,其岩浆构造演化存在很大的争议。对桂西南十万大山盆地两侧酸性火山岩进行了系统的锆石年代学、全岩地球化学及Sr-Nd同位素地球化学研究。结果表明,十万大山盆地两侧酸性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为240.5~248.4 Ma,形成于早三叠世。岩性主要为流纹岩,具有高SiO₂、K₂O、Al₂O₃及低的CaO、MgO特征,A/CNK=1.17~1.25,属于强过铝质高钾钙碱性-钾玄质系列岩石。微量元素整体上富集Rb、Th、U、Zr、Hf,而Sr、Nb、Ti和P元素亏损,稀土元素配分模式表现为轻稀土元素富集右倾型,轻、重稀土元素分馏显著,Eu中等负异常(δEu值为0.44~0.73);Sr-Nd同位素特征显示,样品具有较高的Sr初始值(0.706 21~0.719 51),低的ε_Nd(t)值(-10.67~-9.72),其模式年龄为1.85~1.96 Ga,显示源区可能主要为古元古代的壳源物质。结合前人研究结果,认为研究区流纹岩是华南板块与印支地块后碰撞或碰撞晚期挤压热应力松弛的间隙环境下古老地壳变质泥岩部分熔融的产物。

地热资源

沧县隆起中段献县凸起和阜城凹陷岩溶型地热资源特征

黄旭, 沈传波, 杜利, 魏广仁, 罗璐, 唐果

2021, 35(04):  997-1008.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.043

摘要 ( 557 )   HTML ( 3)   PDF (11199KB) ( 270 )  

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为探究华北平原的岩溶热储分布规律,以及如何高效开发利用献县凸起和阜城凹陷地热田的地热资源,结合前人研究成果与已有地热井的测井、地震、水化学等资料,分析了岩溶热储分布规律以及献县凸起和阜城凹陷地热田的四大要素即“源、储、通、盖”等地热地质条件,建立了地热田概念模型,并精细评价了地热资源量。研究表明地热田是形成于渤海湾盆地新生代伸展断陷背景下的受深大断裂控制的传导型地热田,主要以大气降水为补给水源,深大断裂和岩溶不整合面为水运移通道。来自太行山和燕山的水再补给、汇聚,在献县凸起及阜城凹陷岩溶热储中富集,形成中-低温传导型地热系统,具有良好的盖层以及高达3.63~5.31 ℃/100 m的地温梯度。蓟县系岩溶热储顶板埋深1 400~1 500 m,有效厚度累计336.1 m;奥陶系岩溶热储顶板埋深2 000~2 500 m,有效厚度累计55.3 m。献县凸起地热田蓟县系岩溶热储可采资源量3.75×10⁹ GJ,折合标煤1.28×10⁸ t,年开采地热资源量可满足供暖面积4 523×10⁴ m²;阜城凹陷奥陶系岩溶储可采资源量0.80×10⁹ GJ,折合标煤0.27×10⁸ t,年开采地热资源量可满足供暖面积954×10⁴ m²。献县凸起及阜城凹陷地热田开发潜力巨大。

煤田地质学

山西西铭煤矿煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

王珍珍, 李进孝, 张珂, 郭文牧, 张绍韡, 肖林

2021, 35(04):  1009-1017.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.092

摘要 ( 439 )   HTML ( 4)   PDF (3141KB) ( 117 )  

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采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及X射线荧光光谱(XRF)等方法,分析山西西铭煤矿2号、3号、8 号和9号煤中稀土元素的含量特征和赋存状态,并根据稀土元素Ce、Eu、Gd、Y和常量元素Al₂O₃/TiO₂的异常揭示其成煤环境及物质来源。研究结果显示:(1)西铭煤矿煤中稀土元素含量与世界煤值和美国煤值基本相等,但低于中国煤中稀土元素含量的平均值;稀土元素以中-重稀土富集型为主,其次是轻稀土富集型和轻-中稀土富集型。(2)西铭煤矿成煤环境总体上以弱还原性为主,且受酸性沼泽水环境影响。(3)煤中稀土元素的物质来源主要为陆源碎屑物质,判断其沉积源岩为酸性或中-酸性岩浆岩。

煤矿采空区四维地震特征分析及识别方法:以淮南煤田张集矿区为例

苑昊, 刘佳朋, 姜在兴

2021, 35(04):  1018-1023.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.028

摘要 ( 428 )   HTML ( 2)   PDF (16593KB) ( 183 )  

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煤矿采空区塌陷是一个重要的地质问题,由于采空塌陷区地震、地质条件的复杂性,传统三维地震勘探探测方法难以准确查明采空区边界。本研究提出一种基于四维地震特征的煤矿采空区识别方法,并以淮南煤田张集煤矿为靶区开展采空区探测。该方法从模型驱动入手,通过建立煤层开采前、后地质模型及进行正演模拟,利用模型地震叠前时间偏移剖面回溯分析采空区引起的地震特征差异。根据模型数据采空区的地震反射特征,指导识别实际地震数据中的采空区,并通过地震解释圈定采空区范围。张集煤矿的实际四维地震数据分析结果显示,采空区域反射波连续性变差,采空区边界出现同相轴错断现象;因此,利用采空区四维地震特征差异能够有效识别煤矿采空区,并能准确圈定采空区的范围。

油气勘探与开发

湘西北HY1井下寒武统牛蹄塘组页岩储层可压性评价

姜生玲, 周庆华, 蒋礼宏, 姬安召, 杨日丽, 朱秀兰, 李彦举

2021, 35(04):  1024-1032.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.055

摘要 ( 333 )   HTML ( 4)   PDF (7042KB) ( 105 )  

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为系统深入研究湘西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层可压裂性,以HY1井为依托,通过密集取心采样、实验测试分析、测井综合解释等多种方法手段,系统分析了牛蹄塘组页岩储层有机地球化学特征、储集物性、裂缝发育特征、脆性矿物组成、岩石力学性质,进而探讨了牛蹄塘组富有机质页岩可压裂性。结果表明:HY1井牛蹄塘组有机碳含量高(0.25%~13.3%),富有机质页岩发育于牛蹄塘组下部,厚约65 m;富有机质页岩段构造缝密度低(0.27~1.21条/m),页理缝发育;矿物脆性指数高(17.7%~86.4%)、静态杨氏模量大(37~62 GPa)、静态泊松比较低(0.14~0.26)、两相水平压力差异系数较大(0.21~0.54)。总体上,牛蹄塘组页岩脆性好,岩石强度大,有利于压裂改造,但大量页理缝的存在增加了裂缝复杂度的同时,对压裂缝产生一定不利影响,且两相水平压力差较大,易形成双翼缝。因此,压裂设计时要综合考虑页理缝可能造成的漏失和对裂缝高度及长度延伸的影响。

沁水盆地阳泉区块太原组煤系页岩孔隙结构特征

李阳阳, 李贤庆, 张学庆, 杨经纬, 张博翔, 肖贤明, 于振锋

2021, 35(04):  1033-1042.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.044

摘要 ( 500 )   HTML ( 4)   PDF (7031KB) ( 76 )  

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页岩孔隙结构是影响页岩气赋存与储集的基本因素之一。为研究高演化海陆过渡相煤系页岩的孔隙结构和评价页岩气储集能力,主要运用扫描电子显微镜、高压压汞、低温N₂和CO₂气体吸附实验方法,对沁水盆地阳泉区块太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙微观特征与孔隙结构进行了研究,并分析了太原组煤系页岩孔隙发育的影响因素。研究结果表明:沁水盆地阳泉区块太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙度介于2.54%~12.03%之间,平均为6.61%;发育多种类型的孔隙,常见粒间孔、粒内孔和微裂缝,有机质孔不发育;太原组煤系页岩孔隙总孔容介于0.025 5~0.054 7 mL/g之间(平均0.040 1 mL/g),总比表面积介于12.34~43.38 m²/g之间(平均28.74 m²/g),微孔(<2 nm)和介孔(2~50 nm)是页岩气储集的主要载体;有机碳含量、成熟度R_o和黏土矿物含量均对煤系页岩孔隙发育产生积极影响。

延安周边地区页岩地球化学特征及页岩油潜力评价

师良, 赵彤彤, 查辉, 王妍妍, 霍萍萍, 范柏江

2021, 35(04):  1043-1053.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.001

摘要 ( 369 )   HTML ( 3)   PDF (17971KB) ( 97 )  

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延安周边地区长7泥页岩地层中获得工业油流,使得针对该地区的勘探工作开始审视页岩油目标。基于此,开展了系统化的烃源岩品质评价工作以及页岩油气潜力分析工作,以期为深入的页岩油勘探提供参考。研究表明,研究区页岩有机质丰度整体较高,平均总有机碳含量4.05%;有机质类型主体为Ⅰ型、Ⅱ₁型及Ⅱ₂型;整体进入了生油窗,处于成熟生油的热演化阶段。页岩的物质来源为陆地与湖泊的混合来源,其整体上沉积于弱还原弱氧化环境。三类有机质中,有机质含量越高,则其生烃能力也越强;Ⅰ型有机质的生烃能力最大、Ⅱ₁型有机质次之,Ⅱ₂型有机质相对最小。Ⅰ型有机质、Ⅱ₁型有机质及Ⅱ₂型有机质,页岩油含量即总游离烃量分别为10.30 mg/g、8.99 mg/g、8.14 mg/g。页岩油相态以游离态为主,吸附态相对较少。可动用性方面,页岩油的可动用资源集中于Ⅰ型有机质,Ⅱ₁型有机质可动用较差,Ⅱ₂型有机质可动用性极差。在综合勘探潜力方面,最适于进行页岩油勘探的对象是Ⅰ型有机质,其次为Ⅱ₁型有机质。Ⅱ₂型有机质基本无页岩油勘探潜力。

蜀南地区龙马溪组页岩气工业建产区游离气和孔隙度下限讨论

饶权, 康永尚, 黄毅, 赵群, 王红岩

2021, 35(04):  1054-1064.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.04.30

摘要 ( 350 )   HTML ( 2)   PDF (5223KB) ( 126 )  

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游离气作为页岩气重要赋存形式之一,决定了页岩气的开发潜力及经济效益。以蜀南地区龙马溪组页岩为例,结合X-射线衍射、岩石有机碳、储层物性、测井解释及生产测试等资料,对比分析了四川盆地及周缘页岩游离气含量与测试日产气量的关系,初步提出了工业建产区页岩游离气含量下限,并从烃源、储集及保存等方面对页岩游离气含量主控因素进行了系统研究,在此基础上探讨了工业建产区页岩孔隙度下限。结果表明:页岩游离气含量大于2.5 m³/t时,更易获得工业气流;蜀南地区龙马溪组页岩游离气含量与TOC、孔隙度、硅质矿物含量、地层压力系数、裂缝发育整体呈一定正相关,而与含水饱和度、碳酸盐矿物含量具有一定负相关;裂缝发育、含水饱和度以及硅质矿物、碳酸盐矿物等能通过关联孔隙度而间接影响游离气含量,均不作为页岩游离气含量主控因素,页岩游离气含量主控因素为TOC、孔隙度及地层压力系数;利用容积法对不同孔隙度下页岩游离气含量进行了蒙特卡罗模拟计算,发现当页岩孔隙度大于4%时,游离气含量大于下限值2.5 m³/t的概率超过50%,建议以4%作为工业建产区选择的孔隙度下限,以此控制页岩气开发的地质风险。页岩储层含气量评价建议以游离气评价为中心,重点从TOC、孔隙度、地层压力系数等3个方面开展系统评价。

河流-三角洲体系微相控烃及机理研究:以珠江口盆地恩平组煤系烃源岩为例

李燕, 邓运华, 李友川

2021, 35(04):  1065-1077.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.106

摘要 ( 395 )   HTML ( 5)   PDF (7845KB) ( 123 )  

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河流-三角洲体系煤系烃源岩是重要的油气来源,传统的研究方法主要为单井点分析,对研究区的勘探程度和资料情况的依赖性大,而且认识滞后于勘探,很难在油气勘探和有利生烃洼陷的预测中发挥作用。对珠江口盆地恩平组煤系烃源岩进行系统研究,揭示煤系烃源岩发育的特征和有利地质条件,并将沉积微相分析与烃源岩的地球化学指标(有机质丰度、生烃潜量、氢指数)相结合,提出微相控烃的特点及机理,建立了珠江口盆地恩平组河流-三角洲体系煤系烃源岩的发育模式。珠江口盆地恩平组沉积时期构造稳定,沉积、沉降速率近平衡;气候温暖湿润,植被繁茂,并且河流和三角洲环境的广泛分布为煤系烃源岩的发育提供了有利条件。河流和三角洲环境发育的煤层均呈薄层状产出,纵向上发育层数多,横向连续性差;河流和三角洲环境发育的煤系烃源岩有机质丰度均较高,生烃潜力和氢指数相近,有机质主要来自陆生高等植物。研究区煤系烃源岩非均质性很强,呈现明显的微相控烃的特点,由河道、分流河道向远离河道、分流河道的河漫沼泽、沼泽有机质丰度增高,有机质类型变好,河流的河漫沼泽和三角洲平原沼泽微相是最有利的沉积相带。各微相的古地形、水动力条件、氧化还原条件等古地理条件的不同是造成各微相烃源岩发育差异的重要原因。在上述研究的基础上,建立了反映研究区河流和三角洲环境各微相烃源岩发育差异及煤层展布特征的煤系烃源岩发育模式。

南祁连盆地木里坳陷油气来源分析:基于DK-9孔岩心样品热模拟实验

唐世琪, 卢振权, 程斌, 廖泽文, 刘晖, 王婷, 范东稳, 张富贵

2021, 35(04):  1078-1087.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.030

摘要 ( 435 )   HTML ( 1)   PDF (6874KB) ( 69 )  

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南祁连盆地木里坳陷部署的多个天然气水合物钻孔钻遇不同程度的水合物与油气显示伴生现象,指示该地区具有良好的油气勘探前景,有必要对已发现油气显示进行来源分析。由于水合物钻孔深度有限,针对DK-9孔4组油气显示样品,在开展现有烃源岩油源对比基础上,选取中侏罗统、上三叠统各5组代表性低熟烃源岩样品进行热模拟实验,模拟深部烃源岩生、排烃过程,将新生烃类再次与油气显示进行对比,进一步探究油气显示来源。结果显示,油气显示可分为两类(Ⅰ和Ⅱ),第Ⅰ类油气显示遭受生物降解作用,成熟度稍高,第Ⅱ类油气显示成熟度稍低;现有烃源岩主要分为三种类型(Ⅰ—Ⅲ),分别对应深度163.30~207.42 m、 207.42~348.50 m、357.90~586.50 m。结合常规油源对比、热模拟实验与地质条件分析,最终推测第Ⅰ类油气显示主要与第Ⅰ类烃源岩同源;第Ⅱ类油气显示主要与第Ⅱ类烃源岩同源,此外可能还有第Ⅲ类烃源岩或更深层烃源岩的贡献,即其母质来源既与中侏罗统烃源岩有关又与上三叠统烃源岩有关。

鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系盒8_下段致密砂岩储层特征

崔改霞, 魏钦廉, 肖玲, 王松, 胡榕, 王翀峘

2021, 35(04):  1088-1097.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.04.028

摘要 ( 415 )   HTML ( 5)   PDF (9328KB) ( 211 )  

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陇东地区是鄂尔多斯盆地上古生界天然气勘探的新区带,二叠系下石盒子组盒8_下段气层组是其主力产气层,该区沉积、储层和成藏等方面具有一定的复杂性,天然气勘探研究程度较低。结合测井资料、岩心观察、铸体薄片、物性等资料,对鄂尔多斯盆地西南地区二叠系下石盒子组盒8_下段储层的岩石学特征、物性特征、孔隙结构特征进行研究,探讨了影响储层储集性能的主要控制因素。研究结果显示:盒8_下段储层砂岩类型以石英砂岩及岩屑石英砂岩为主,长石砂岩含量少,属于距离物源较远的高能环境产物。成岩作用过程中,砂岩储层经历强烈压实和压溶作用,碎屑颗粒和岩屑相互嵌合,伴有不同程度石英再生长,原生粒间孔隙大量消失,孔隙类型以粒内孔和岩屑溶孔为主,孔隙大小以微孔—中孔型为主。储层物性受沉积相和成岩作用共同控制。沉积相在根本上控制着储层物性条件,砂体结构对储层产生重要影响,切割型单砂体储层物性相对较好,拼接式砂体储层物性次之,孤立型单砂体物性较差。压实是造成储层物性致密化的主要原因,胶结作用中水云母是造成储层致密化的首要因素,储层溶蚀程度较低,对改善储层质量效果有限。该研究成果可对陇东地区盒8_下段的进一步勘探、开发提供可靠的地质基础和科学依据。

西湖凹陷始新世平湖运动的地质表征及其油气地质意义

祁鹏, 郭刚, 任亚平, 崔敏, 王欣

2021, 35(04):  1098-1105.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.045

摘要 ( 440 )   HTML ( 3)   PDF (9545KB) ( 81 )  

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针对西湖凹陷始新世平湖运动认识不深入的问题,以三维地震资料精细解释和综合地质分析为基础,系统总结了西湖凹陷平湖运动的地质表征。研究表明,平湖运动是西湖凹陷一次重大的构造事件,控制了始新世伸展应力场从前平湖组沉积时期的北西-南东向转为平湖组沉积时期的北西西-南东东向。在平湖运动过程中,西湖凹陷构造变形和沉积充填发生了巨大变化,早期强烈活动的北东向断层逐渐弱化,而北北东向断层开始兴盛,控制着沉降中心从凹陷北部迁移至中部,岩浆活动从凹陷周缘向内部集中。平湖运动作为对西太平洋构造域在始新世一次重大运动学调整事件的响应,影响了西湖凹陷平湖组煤系地层的展布,具有重要的理论研究和勘探实践意义。

西湖凹陷杭州斜坡构造差异及其对成藏的影响

崔敏, 徐建永, 郭刚, 谢晓军, 祁鹏, 肖曦, 王欣

2021, 35(04):  1106-1113.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.094

摘要 ( 498 )   HTML ( 3)   PDF (5735KB) ( 99 )  

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杭州斜坡是西湖凹陷油气勘探的新区,构造特征的研究是开展石油地质条件研究的基础。通过对杭州斜坡的结构、主控断裂的演化及其对油气运移控制作用的分析,探讨了斜坡结构差异及其对油气成藏的影响。研究结果表明:杭州斜坡分为北段、中段和南段三个部分,中段断层走向为北北东向,单个断层的延伸长度小但数量多,存在倾向东和倾向西的顺向断层和反向断层。迎翠轩主断裂在平湖组沉积时期持续活动,杭州斜坡中段在平湖组中段下部沉积时期断层活动最强,最大落差达800 m。迎翠轩主断层走向变化、断层两侧砂岩含量和岩性反演结果表明,杭州斜坡中段断层上升盘的砂体发育程度较北段差,封堵性优于北段。关键成藏期(23 Ma和12 Ma)杭州斜坡中段处在有利的油气运移通道之上,迎翠轩主断裂中段在15 Ma后基本不活动,有利于下降盘的油气聚集。

低幅度构造特征及其对油气成藏的控制作用: 以鄂尔多斯盆地彭阳地区延安组为例

郑登艳, 王震亮, 王联国, 黄昊

2021, 35(04):  1114-1123.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.042

摘要 ( 388 )   HTML ( 5)   PDF (6789KB) ( 151 )  

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彭阳地区低幅度构造广泛发育,但由于远离烃源区,油气经历了远距离垂向和侧向运移,导致其对油水分异和与成藏富集的关系不明确。以彭阳地区地质构造演化研究为基础,深入研究了延9层低幅度构造发育特征,结合大量钻井及试采资料,研究了彭阳地区低幅度构造与油气成藏和富集的关系。结果表明,彭阳地区低幅度构造广泛发育,以鼻隆构造为主,构造幅度在18 m以上、闭合面积大于2.8 km²的低幅度构造能够形成有效的油水分异和油气滞留效应,可为油气聚集成藏提供良好的圈闭作用。研究区成藏受古地貌控制,有古地貌坡嘴成藏和河道源头坡度成藏两种古地貌成藏类型,位于古地貌优势成藏区域的低幅度构造易于大面积成藏。彭阳地区低幅度构造可分为10个构造组合单元,其成藏控制因素因所处研究区位置不同而出现差异。东北部(1)—(5)构造组合近生烃中心且位于侏罗系古地貌优势成藏区域,油气主要受构造控制,油气规模随构造幅度和闭合面积的增大而增大;西南部(6)—(10)构造组合单元不在古地貌优势成藏区域,低幅度构造是油气成藏的必要条件而非主控因素,低幅度构造的规模和含油气性也无明显的相关性。

基于成藏过程重建研究渤中凹陷西北缘陡坡带油气差异聚集机理

郝鹏, 杨纪磊, 张旭东, 臧春艳, 陈容涛, 王波, 税蕾蕾, 王思惠, 蔡涛

2021, 35(04):  1124-1135.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.029

摘要 ( 377 )   HTML ( 1)   PDF (10438KB) ( 66 )  

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渤海湾盆地渤中凹陷西北缘陡坡带油气分布“西贫东富”,成藏条件复杂。利用储层定量荧光技术、傅立叶红外光谱技术、原油地球化学参数、流体包裹体岩相学,结合埋藏史、热史及构造演化,从古流体和现代流体特征角度进行系统定时定量化成藏过程恢复,研究差异成藏原因。研究表明,陡坡带经历了两期油气充注过程,第一期开始于明化镇组沉积早期(距今7 Ma),来自东南部沙河街组烃源岩的低熟油经历短距离运移在东区古近系成藏,该期原油充注量较少。第二期发生在明化镇组沉积中期(距今5.3 Ma),较高成熟度的烃类由东向西,由深向浅运移,在东、西区古近系形成大规模古油藏。明化镇组沉积晚期(距今3.7 Ma),边界断层活动性增强,西区断层活动速率强于东区,断层作用由封闭作用转为输导作用,西区古近系古油藏大规模破坏,东区东三段古油藏油水界面向上迁移,油气向浅层聚集成藏。第四纪沉积期(距今2.2 Ma),断层活动性减弱,逐步形成现今油藏。距离供烃源岩的远近、经历成藏期次的不同以及控藏断裂活动的强弱差异共同导致了渤中凹陷西北缘陡坡带油气差异分布的格局。

井筒电加热改善水平井蒸汽吞吐效果机理实验

吴永彬, 吕柏林, 杜宣, 卢迎波, 蒋有伟, 邢向荣

2021, 35(04):  1136-1146.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.004

摘要 ( 469 )   HTML ( 5)   PDF (6605KB) ( 144 )  

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针对稠油水平井蒸汽吞吐面临入井渗流阻力大、产量水平低、吞吐递减率高、采收率偏低等问题,提出了电加热辅助水平井蒸汽吞吐方法。首先根据水平井蒸汽吞吐过程中的电加热与蒸汽复合传热特征,建立了电加热辅助蒸汽吞吐三个阶段的(注汽阶段、焖井阶段、生产阶段)储层升温解析模型,在此基础上,设计并开展了电加热辅助蒸汽吞吐和常规水平井吞吐的宏观比例物理模拟对比实验,通过实验验证了解析公式,揭示电加热改善水平井吞吐效果关键机理,并利用实际典型井模型进行了潜力预测。结果表明:电加热协同蒸汽吞吐,具有注蒸汽阶段实现水平段均匀加热升温、焖井阶段持续热补偿加热近井地带、生产阶段降低原油入井渗流阻力并提高吞吐产量的关键机理。典型井组预测电加热辅助水平井吞吐可提高吞吐采收率9.4%,油汽比从0.14提高到0.23,在水平井蒸汽吞吐油藏具有重要应用潜力。

基于多尺度区域卷积神经网络的露头孔洞自动提取

王庆, 曾齐红, 张友焱, 邵燕林, 魏薇, 邓帆

2021, 35(04):  1147-1154.  DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.003

摘要 ( 378 )   HTML ( 7)   PDF (6716KB) ( 152 )  

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碳酸盐岩储层解释与评价的一个重要内容是确定其孔隙空间特征,野外露头是地下储层的真实刻画,对野外露头进行孔洞的自动化提取与其参数定量表征具有重要意义。在深度学习Mask-RCNN模型基础上进行改进,提出一种基于多尺度的区域卷积神经网络孔洞检测新方法,并通过两种方式进行准确度分析,第一种是将该方法的孔洞提取结果与OSTU分割法、分水岭分割法、BP神经网络法、支持向量机法以及Mask-RCNN的孔洞提取结果进行比较,其结果显示该方法有更高的检测准确度;第二种是通过该方法提取的孔洞结果计算洞数量、面孔率和洞面积均值三个孔洞特征参数,以人工提取结果为参照,比较得到洞数量准确度在88%以上,面孔率准确度在93%以上,洞面积均值准确度在93%以上。最后将提出的方法应用于峨边先锋灯二段的数字露头剖面孔洞自动识别,并分层计算孔洞参数,定量分析其分布特征,为该露头碳酸盐岩储层评价提供了依据。