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[硕士论文] 刘瑞
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:为获得煤中微量元素与成煤环境之间的关系,本文以重庆东林、四川大宝鼎和云南勐托3个地区的主采煤层为研究对象,共采集了51个煤和岩石样品(其中煤样47个,岩石样品4个),分别对元素的含量特征及赋存状态进行研究,并结合前人的研究成果,建立了煤中微量元素的地球化学判别指标,讨论了煤中微量元素在成煤环境分析中的应用,为煤炭资源的综合利用和环境保护提供科学依据。
  本文根据对样品中主量元素和微量元素(尤其是氧化还原敏感元素)等的分析,选取有利于判别成煤环境的地球化学指标,并结合煤中特征微量元素的赋存状态的探讨,结果表明:1)东林矿、大宝鼎矿以及勐托矿煤中轻重稀土元素分异明显,轻稀土元素相对富集,稀土元素的分配模式特征与大陆上地壳的分配特征基本一致,东林矿4#和6#煤中稀土元素主要是接受陆源碎屑的供应,4#煤顶板中的稀土元素可能部分来源于康滇古陆,6#煤层底板中的稀土元素可能主要受碱性火山灰的供应影响;大宝鼎矿15-3#和18#煤中稀土元素可能主要来源于江南古陆,少量的来源于康滇古陆;勐托矿褐煤中的稀土元素可能受到沉积盆地源区中风化酸性花岗岩的影响。2)由样品中Rb、Sr、Cu、Ba等元素的含量特征、古气候“C”值及MgO/CaO、Al2O3/MgO、Fe/Mn、Sr/Cu等比值可知,重庆东林矿在成煤早期可能主要是温湿的气候环境,在成煤的后期,气候开始逐渐变得干热;四川大宝鼎矿15-3#和18#煤在由温湿向干热过渡的气候条件下形成的;云南勐托褐煤的成煤气候环境比较稳定,主要为温湿的气候条件。3)由样品中Cu/Zn、V/Cr、U/Th、Ni/Co、δCe及δEu等值的大小可知,东林矿4#和6#煤、大宝鼎15-3#和18#煤在成煤初期,沉积水体的介质条件主要是富氧的环境;勐托矿褐煤主要是在富氧的水体介质条件中沉积,期间可能出现过次富氧及厌氧(还原)的环境。4)由样品中Sr元素含量和Sr/Cu值的大小可知,东林矿4#和6#煤在成煤期间,沉积水体咸化,并且这种咸化是由海水入侵造成的;大宝鼎矿15-3#和18#煤以及勐托矿褐煤是在淡水的介质条件中沉积的。
[硕士论文] 王敬谋
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤炭资源是我国的主要能源之一,从勘探到开采均需要大量资料。常规的工程资料是二维图表文件等,通过建立真三维地质模型,可以将其转换为更为直观且信息丰富的立体资料,有助于了解地下储层环境及地质构造,为矿区的建设或矿体的开采提供帮助。
  本文介绍了三维地质建模的基本方法与原理,利用研究区内的111个钻孔的相关资料,使用GOCAD三维建模软件,基于确定标志层(如煤层)建立起研究区三维地质模型。对所得三维地质模型进行切剖等操作,对剖面图进行定性分析,并专门对4-1煤、7-1煤、8煤、11-2煤、13-1煤进行研究,得出煤层分布规律,获得相应煤层的体积分布,并探究其与上覆顶板砂体之间的关系,为矿体的开采工作提供一定的指导思想。
  建立层状地质体的三维地质模型需要大量的钻孔数据,来获取各分层层位的坐标信息,标志层的层位信息在整个研究区沉积体系中较为稳定且易于对比,较易获取。标志层间的地层虽然有钻孔柱状图提供了相应的岩性柱,但对其的分层可能过于密集或稀疏,不利于地质分析。利用自然伽马、视电阻率、自然电位等测井曲线对目标层段进行研究,人工分层由于繁杂性和经验性不予采用,特选用最优分割法对多个钻井13-1煤到15煤之间的层段进行自动划分,并与岩性剖面资料进行对比,自动划分层面的匹配程度较高,故可以使用此方法进行地层的自动划分。
  划分好的地层仅仅拥有层位信息,而三维地质模型应该是有几何模型和属性模型组成的,采用K均值聚类分析法与交会图法结合的方法对研究区进行岩性识别,将研究区地层岩性主要分为砂岩、粉砂岩、泥岩三种,利用自然伽马、视电阻率、自然电位三种测井参数建立测井参数响应值与岩性的对应关系,对研究区取芯段进行岩性识别操作,证明了此方法在岩性识别上的可行性。对13-1到15煤层段自动划分好的各分层进行岩性识别,便得到带有岩性和分层位置的数据资料,从而可以进行井间对比和非标志层段快速建模,既可以了解其沉积规律和煤层赋存情况,也建立了一个更为精细的三维地质模型,为实际的生产提供帮助。
[硕士论文] 黎志豪
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:淮南煤田位于华北板块南缘,为典型北方岩溶地区之一,推覆体构造和岩溶现象较为发育。其地表岩溶地质灾害制约着城市的发展,地下岩溶发育引发的矿山地质灾害时有发生,严重威胁着居民生活质量和矿山安全生产。本文通过野外地质调查、岩溶露头观测、构造与水文地质统计及数值模拟等方法,研究了淮南煤田露头区和隐伏区碳酸盐的岩性结构、构造展布及地下水流等对岩溶发育程度控制影响,揭示了岩溶形成与发育规律,构建岩溶发育模式,并探讨其形成机理,得出以下主要结论:
  1.淮南煤田岩溶发育的主要层位集中在马家沟组灰质白云岩、崮山组中厚层鲕粒灰岩与泥灰岩接触带、张夏组和毛庄组厚层鲕粒灰岩中。
  2.该地区岩溶发育程度是碳酸盐岩的岩性与结构、多期地质构造以及地下水流共同作用的结果,其中岩溶发育程度较高以厚层状灰岩为主、灰质白云岩次之。
  3.构造控制岩溶发育的位置、形态及方向,区内NNE向和NW向为岩溶优势发育方向,且多组裂隙交汇处岩溶发育;岩体中节理的产状、密度以及充填物控制着岩溶发育的程度。
  4.地下水动力条件是影响着岩溶发育规模条件之一,矿山排水是浅部覆盖型岩溶塌陷主要诱发因素之一。
  5.依据岩溶埋藏类型,其岩溶发育模式为裸露型、覆盖型以及埋藏型三种。从成因机制上,裸露型岩溶又细划为构造破坏-潜蚀发育模式、构造破坏-岩性组合的潜蚀发育模式;覆盖型岩溶归纳为重力荷载-矿山排水诱发的潜蚀发育模式;埋藏型岩溶分为生长型、衰退型以及死亡型三种古岩溶发育模式。
  6.采用数值模拟方法,揭示了不同构造阶段下地下水流作用过程及其岩溶发育演化过程。
[硕士论文] 高加林
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:淮南煤田位于华北板块南缘,在长期地质演化过程中形成了复杂的构造系统。本文在整理、分析淮南煤田大量基础地质资料上,采用野外地质调查、构造地质统计、构造区块划分及形态分析等方法开展地质构造的性质、产状、几何形态特征等研究,探讨了区内地质构造形成机制与演化过程,并获得了以下研究成果:
  1、褶皱主要在中部复向斜构造带发育,从产状上来说多为走向近EW,轴面倾向S,枢纽向E倾伏水平斜歪褶皱。
  2、淮南煤田受多期多方向构造运动控制,发育不同性质、不同方向、不同形态的断裂构造。
  3、就区内大中型断层而言,按倾向可分为5组,以倾向SSW向的断层为主,N、NWW、SEE、NNE向断层次之;其中SSW、N、NWW、SEE向有正断层发育;SSW、NNE向逆断层较发育。
  4、根据断层形成时的力学性质,将区内断层构造划分为造伸展型、挤压型、走滑型、反转型四类,并分析了上述类型断层的几何形态、运动特征及形成过程。
  5、淮南煤田现有的构造格局是在煤系地层形成后,经历印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动、新构造运动共同作用的结果,其中印支运动与燕山运动是区内构造演化过程中最关键两个阶段,即印支运动初步形成了淮南煤田近东西向断裂展布和对冲式推覆构造和挤压复向斜构造格局,燕山运动不但改造了先期形成构造格局,还形成NNE和NWW向的正断层,在煤田范围内自东向西形成了阶梯状断层。
[硕士论文] 孙斐
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤层气是一种清洁能源,可以对常规能源进行有效的补充。开发利用煤层气不仅有利于矿井的安全生产、环境的保护,还有利于改善我国的能源结构。因此,对于储集煤层气的储层特征及其吸附解吸特征的研究就显得尤为必要。随着煤矿开采深度的加深以及煤层气相关研究的不断深入,越来越多的学者开始对深部煤层气资源进行研究。
  本文将以潘集深部下石盒子组煤储层作为研究对象。通过在钻孔现场及井下收集下石盒子组煤层煤样,在实验室中对其进行煤的工业分析、压汞实验、低温氮吸附实验、等温吸附实验等一系列的实验,分析了潘集深部下石盒子组煤层的煤岩特征、孔隙特征、渗透性特征和吸附-解吸特征。通过研究温度、压力、水分含量、灰分含量以及孔隙结构等因素对于煤样兰氏体积的影响,揭示了各种因素对于深部煤储层吸附特征的影响。为了进一步研究煤储层特征对于煤层气吸附解吸特征的影响,进行了深部煤储层与浅部煤储层的对比研究,收集了煤层埋深较浅的新集一矿的相关数据,并对新集一矿煤层的煤岩特征、孔隙特征、吸附特征进行了分析,在此基础上与潘集深部下石盒子组煤层相关特征进行对比,以研究二者在储层特征及吸附特征方面的差异并分析差异产生的原因。
  通过研究发现:下石盒子组煤层主要为半暗型煤一半亮型煤,变质阶段为低变质烟煤至中变质烟煤,渗透率平均约0.44×10-3μm2属中渗透率煤层。各煤层中微孔和小孔发育良好,占据优势,中孔和大孔发育则较差。平衡水条件下,下石盒子组各煤层的饱和吸附量均较大,具有较好的吸附性能。通过对比研究还发现,相较于浅部煤层,深部煤层有着较高的变质程度、较高的镜质组含量和较低的水分和灰分含量,吸附孔的含量也普遍较大。这些条件使得深部煤层更利于煤层气的吸附,因而也就具有更好的开发利用价值。
[硕士论文] 韩君珂
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:为了探明云南临沧地区褐煤中微量元素的含量特征和赋存状态,共采集了23个样品,在勐托小煤窑采集8个煤样与3个煤夹矸样,在大寨锗提炼厂区采集6个煤样与6个煤渣样。通过逐级化学提取、ICP-MS元素测定和XRD矿物分析等方法对勐托和大寨煤中微量元素含量特征和赋存状态进行了研究和探讨。
  用逐级化学提取和ICP-MS测试了煤样中四十余种微量元素的含量,通过与中国煤和世界煤中相应元素的含量对比,发现勐托与大寨煤样中均有部分元素含量均值低于中国煤和世界煤。在煤样中,微量元素有不同程度的富集或显著富集,且富集的元素略有不同。勐托和大寨煤样中稀土元素含量均高于中国煤和世界煤,均LREE富集,均呈现Ce正异常,Eu负异常。
  逐级化学提取数据显示:15种元素的六种结合态中,除了Mn、Sr、Mo和Cd元素外,其余元素的水溶态和离子交换态含量较低;Mn、Co、Cu、Zn、V、Se、Be、Cd、Pb和Sr元素的碳酸盐结合态含量相对较高;Cu、Zn、T1和Ni元素的黄铁矿结合态占了近1/5比例;Cr、As和Sb元素的有机结合态所占比例较高,Co、Li、Ti、Ni、Cu和Be等元素也占有一定比例;经过最后一步的微波消解,Li、Ti、Cr、Sb和T1等元素大量的释放出来,所以它们的硅酸盐结合态所占比例都很高,明显赋存于硅酸盐结合态中。
  煤样与灰分的相关性显示:Co元素具有有机亲和性;Li、V、Cr、Ni、Ga和Pb等元素具有明显的无机亲和性;Be、Cu、Zn、Ge、As、Sr、Cd和Sb等元素兼具有机亲和性和无机亲和性。
  XRD分析的结果表明:煤样中的硅酸盐类矿物有高岭石、伊利石、鲕绿泥石、钠长石和钙长石;氧化物类矿物有石英和金红石;硫酸盐类矿物有烧石膏。
  聚类分析结果表明:煤样中的15种微量元素可分为三大类,Li、Ga、V、Cu、Cd、Pb、Cr、Ni和Zn等元素为黏土矿物吸附类;Ge、Sb和As三种元素,为有机结合类;Be、Co和Sr三种元素,赋存形式较为复杂,有待进一步研究。
  因子分析结果表明:因子F1中Li、V、Cr、Ni、Cu、Zn、Ga、Cd和Pb有较高因子荷载,称F1为无机结合态因子;因子F2中Be、Co和Sr有较高因子荷载,称F2为赋存状态不确定因子;因子F3中Ge和Sb有较高因子荷载,称F3为有机结合态因子Ⅰ;因子F4中As有较高因子荷载,称F4为有机结合态因子Ⅱ。
[硕士论文] 储成清
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:为给重庆南桐煤田煤炭资源的开采及合理利用提供科学依据,从东林矿和南桐矿共收集38个煤与岩石样品,研究了煤中微量元素的含量特征以及赋存状态。其中东林矿4层煤岩样品18个(煤样17个,岩样1个),东林矿6层煤岩样品11个(煤样7个,岩样4个),南桐矿5层煤岩样品9个(煤样7个,岩样2个),分别研究了三个主采煤层煤中微量元素的含量特征、富集系数以及赋存状态。
  利用南桐煤田4、5和6三个主采煤层煤中各微量元素含量的测试结果,分析了Li、Be、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Sb、Tl、Pb等元素含量的一般特征、含量水平以及富集程度,结果表明:南桐煤田三个主采煤层中Sr含量相对其它元素较高,其余元素多低于100mg/kg,Cd、Sb和Tl甚至都低于1.0mg/kg,各元素在顶底板岩层中的含量明显要高于其它各煤层;大部分元素在三个主采煤层中的平均含量相差不大,除了个别元素如Zn、Se、Sr、As和Mo,总体上看,东林6#煤中各微量元素的含量要低于东林4#煤和南桐5#煤;大部分元素的含量均在中国煤的含量范围内,除了东林4#煤中Li、Zn、Se和Sr元素,南桐5#煤中Li、Cr、As和Se元素,东林6#煤中Li与Be元素。
  通过逐级化学提取实验分析了各元素在六种不同结合态下的相对含量,结合微量元素含量与灰分、全硫和形态硫以及常量元素之间的相关分析和聚类分析,基于各微量元素的化学性质和前人研究成果,探讨了南桐煤田煤中Li、Be、As、Ni元素的赋存状态,结果表明:Li元素最有可能赋存在黏土矿物中,有机质中少量赋存;Be元素最有可能赋存在有机质中,碳酸盐矿物中少量赋存;Ni可能赋存在黏土矿物中,也有可能赋存在有机质中;As极有可能赋存在黄铁矿中,黏土矿物也有少量赋存。
[硕士论文] 佟铁鑫
化学工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:随着世界对新型能源的不断需求,以及清洁能源的不断减少,一种非常规的能源资源—页岩气,已经受到了全球范围内的密切关注。目前,页岩气在美国的商业化开采正在如火如荼的进行中,这也掀起了开采页岩气的热潮。然而,页岩气存储在地质条件下极难开采的页岩中,想要安全大量的开采页岩中的页岩气,首先需要了解地质条件下页岩气在页岩中是如何扩散和渗透的。在实际情况中,页岩气存储的环境是在微观和介观的尺度下。因此,想要了解页岩气的扩散机理也是极其困难的。针对这一难点,本文通过建立页岩模型,采用非平衡分子动力学的模拟方法,研究了页岩气的渗透和扩散机理,并且提出了一个介观尺度气体扩散模型。
  地质深度条件下,深入理解页岩气的扩散和渗透机理对页岩气的高效开采至关重要。在第一个工作中,首先调研了页岩气在地质深度下的存储条件。由调研得到的页岩气的存储条件,包括温度,压力,以及其页岩的孔隙大小等,代入玻尔兹曼公式便可以计算页岩气的平均自由程λ,进而可以得到努森数Kn。根据Kn值的大小,得知页岩气在页岩中的扩散与渗透多处于没有机理可以描述的空白区域,即Kn在0.01到10之间的范围。对于这种情况,通过建立页岩蒙脱石狭缝孔模型,采用DCV-GCMD的非平衡分子动力学模拟方法,研究了页岩气在温度300到600K之间,压力梯度在10到600个大气压之间,页岩狭缝孔在1到30纳米之间的条件下的渗透过程,并统计得到页岩气的流量与渗透系数。结果表明,页岩气的渗透系数随温度的上升而减小;随压力的增大而减小;随狭缝间距的增大,先增大达到一个极值而后减小。在此基础上,进而做了定量的分析,通过数学建模的方法,将页岩气的渗透系数同外部条件联系到一起,并提出了适用于介观尺度页岩气体扩散模型,补全了渗透机理未覆盖的空白区域,并桥接了微观和宏观之间的渗透机理。
  在第二个工作中,深入研究了页岩气在地质条件下的渗透机理,即页岩气在有机质页岩圆孔中的渗透过程。首先,建立了不同孔径的有机质圆孔模型,在圆孔两端分别放置一层石墨烯层板,并把石墨烯层的中部抠出一个与圆孔孔道相同大小的圆洞,以保证页岩气可以通过圆孔。延续了先前工作的模拟方法,采用DCV-GCMD模拟方法来模拟页岩气在有机质圆孔中的渗透过程。不同的是,通过控制外部条件来保证所模拟的过程涵盖了Kn在0.01到10之间的情况,也就是扩散机理未覆盖的空白区域。通过统计流量,计算渗透系数,发现,页岩气在有机质圆孔中的渗透系数随温度的上升而有所波动;随压力增大而减小;随孔径的增大而单调减小。在此基础上,定量的分析了页岩气在有机质圆孔中渗透系数,从而可以得到页岩气在地质深度页岩中的扩散和渗透机理,这对指导页岩气的开采有重要意义。
[硕士论文] 杨迪
地质工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:庐枞盆地是长江中下游成矿带的重要组成部分,庐枞盆地作为断拗区的典型代表,成岩成矿作用显著,矿床类型复杂多样。庐枞盆地火山岩和侵入岩研究程度较高,相比而言对盆地内的热液脉型铜矿床缺乏系统而详尽的研究。天头山-拔茅山地区位于庐枞盆地西南部,该地区对于热液铜矿床缺乏系统的研究,找矿勘探尚无重大突破。
  本文以2016年度安徽省公益性地质工作项目“安徽省枞阳县天头山-拔茅山一带金铜矿调查评价”为依托,在大量收集研究区基本地质资料的基础上,通过详细而系统的野外地质工作和室内的实验分析研究,并且结合前人研究成果,综合利用岩石学、矿床学、和地球化学相关研究,系统的总结天头山-拔茅山地区铜矿床的区域地质背景、矿床地质特征、岩石地球化学特征、年代学特征以及同位素地球化学特征,借此探讨天头山-拔茅山地区铜矿床矿床成因,论文主要取得了一下认识:
  天头山-拔茅山地区发育有火山热液相关的天头山铜矿床、朱家洼铜矿床、杀虎台铜矿床、和尚桥铜矿床、王庄铜矿床、拔茅山铜矿、牛头山铜矿床。研究区内铜矿床的矿石的构造主要是脉状构造、网脉状构造、浸染状构造和角砾状构造;矿石的结构主要是半自形-它形粒状结构、交代残余结构等;矿化类型主要是黄铜矿化、黄铁矿化、斑铜矿化等;发育有绿泥石化、绿帘石化、硅化、绢云母化、碳酸盐化等围岩蚀变,具有火山热液铜矿床特点。同时以王庄铜矿床作为典型矿床,进行更深层次的研究,根据王庄铜矿床矿化特征以及蚀变特征,将成矿作用划分为热液期和表生期,其中热液期进一步划分为石英硫化物阶段、石英碳酸盐硫化物阶段和碳酸盐阶段。
  通过与成矿作用有关的侵入岩体采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得的天头山铜矿床正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为131.0±2.7Ma,拔茅山铜矿床正长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为133.2±2.5Ma,王庄铜矿床石英正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为127.5±1.7Ma,均形成于早白垩世。
  岩石地球化学特征显示:赋矿岩浆岩均具有相似的稀土元素配分特征,具有右倾的轻稀土富集特征,显示了同源岩浆演化的特点,并且稀土元素球粒陨石标准化分布型式图呈现负Eu异常,表明岩浆在演化过程中可能存在斜长石的分离结晶作用。微量元素原始地幔标准化蛛网图显示赋矿岩浆岩样品均具有一致的富集、亏损特征。
  H-O同位素研究表明天头山-拔茅山铜矿床成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水。S同位素研究表明铜矿床成矿物质主要来源于岩浆岩,但是在上升运移的过程中可能有部分成矿物质来自于围岩。同时对朱家洼铜矿床主成矿阶段的石英硫化物阶段的石英做流体包裹体测试分析,研究表明朱家洼铜矿床流体包裹体以气液两相为主,显微测温数据表明成矿流体以中低温、中低盐度为特征。
  根据对研究区内的天头山铜矿床、朱家洼铜矿床、杀虎台铜矿床、和尚桥铜矿床、王庄铜矿床、拔茅山铜矿、牛头山铜矿床的对比研究,把天头山-拔茅山地区与火山热液有关的铜矿床主要控矿因素可以归纳为地层、控矿构造、构造背景、岩浆岩等方面,这些是寻找铜矿化有利的线索。因此应将盆地内的火山机构及其深部存在的次火山岩或碱性侵入岩作为重点找矿目标。
[硕士论文] 董赫
矿物学、岩石学、矿床学 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:长江中下游成矿带是我国重要的铜(铁)、金多金属成矿带,以斑岩-矽卡岩型铜金矿床和玢岩型铁矿床为代表。成矿带内玢岩型和矽卡岩型铁矿床主要产于庐枞盆地、繁昌盆地及宁芜盆地等,前人对铁矿床中的磁铁矿已经开展了大量研究工作,但是对矿床中的赤铁矿的研究则相对薄弱。成矿带内以赤铁矿为主要矿石矿物的铁矿床,包括大包庄铁矿床、盘石岭铁矿床、大岭铁矿床、姑山铁矿床及桃冲铁矿床,是研究不同成因类型赤铁矿的良好对象。本次工作在前人对矿床研究的基础上,开展矿床内赤铁矿详细的显微结构观察,并结合氧同位素测试以及漫反射分析等手段,确定不同成因类型赤铁矿的矿物学特征。并在此基础上,对不同成因类型的赤铁矿,开展矿物微区LA-ICP-MS原位分析,探索不同成因类型赤铁矿微量元素组成特征,尝试分析微量元素的差异性及其控制因素。论文主要得出了以下结论。
  (1)长江中下游成矿带内盘石岭矿床中赤铁矿为火山沉积成因,大包庄矿床中赤铁矿为沉积-热液叠加改造成因。大岭矿床赤铁矿为岩浆热液成因;姑山矿床赤铁矿明显具磁铁矿交代结构,表明后期热液作用使得磁铁矿氧化为赤铁矿,桃冲矿床赤铁矿即镜铁矿,为非岩浆热液成因。不同成因类型的赤铁矿的晶型,共生矿物和漫反射光谱具有明显的差异。
  (2)成矿带内与岩浆岩成因关系密切的赤铁矿,如火山沉积成因,沉积-热液叠加改造成因和岩浆热液成因的赤铁矿氧同位素值均十分相似,为0.5-3.4‰,而非岩浆热液成因的赤铁矿为-0.7~-2.3‰,与前三者有明显的差别。与岩浆岩成因关系密切的赤铁矿稀土总量、特征值和配分模式右倾型均十分相似,非岩浆热液成因的赤铁矿的稀土总量则明显偏低2个数量级,仅为2.88-4.51ppm,具有明显的差别。上述表明,通过赤铁矿的氧同位素值和稀土元素特征难以反演大部分赤铁矿的形成过程,对赤铁矿的成因不具有明显的指示意义,但可以明确区分出非岩浆热液成因的赤铁矿。
  (3)不同成因类型赤铁矿中V-Ti、Mg-Mn-Al、Co-Ni及As-Sb等元素具有规律性变化特征,是赤铁矿的特征微量元素。这反应了不同成因的赤铁矿形成的温度,氧逸度,交代原岩等条件不同,控制了赤铁矿中这些特征元素的含量,因此通过赤铁矿中某些元素特征去确定赤铁矿的成因,进而反演其形成环境是可行的。
  (4)通过IOGAS软件数据统计方法,建立的赤铁矿中As-Sb、As+Sb-Ti+V和Mg/Al-Ti成因判别图解。上述图解可以区分不同成因的赤铁矿,火山沉积型赤铁矿具有高Ti,低Mg/Al比值,沉积热液叠加改造赤铁矿具有低Ti,高Mg/Al比值,岩浆热液赤铁矿Ti介于前两者之间,低Mg/Al比值;磁铁矿交代成因的赤铁矿具有较高的Mg/Al以及As/Sb,非岩浆热液成因赤铁矿(镜铁矿)Ti含量最低,Mg/Al值最低。
[硕士论文] 马子意
古生物与地层学 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:包村铜(金)矿床是铜陵狮子山矿田重要矿床,为铜陵矿集区矽卡岩型铜(金)典型矿床之一。本文在系统收集矿集区和包村铜金矿床研究成果的基础上,通过野外调查和综合室内研究相结合,以黄铁矿为主要研究对象,利用偏光显微镜、粉晶X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(LR)、场发射扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(TEM)等现代纳米矿物学研究手段,开展包村矿床及区域内的黄铁矿矿物学研究,探讨矿床中具有特殊结构构造的胶状黄铁矿矿石成因,进而分析该矿石对铜金矿床成矿意义。
  包村矿床中的黄铁矿按粒径大小可分为三类:胶状黄铁矿、细晶黄铁矿以及粗晶黄铁矿。其中胶状黄铁矿主要由纳米、亚微米的黄铁矿组成,晶粒多呈自形-半自形,共存有少量碎屑石英,此外矿石中环带结构显著,暗色环带中含有较多的白铁矿;细晶黄铁矿被石英脉穿切,在石英脉附近黄铁矿存在有明显重结晶现象,并存在少量的闪锌矿;粗晶黄铁矿被石英脉穿切更明显,并伴生有黄铜矿。
  微观观察及拉曼光谱分析结果表明包村胶状黄铁矿中含有较多的有机质,为原生沉积有机质降解后残留有机质,表明包村胶状黄铁矿为有生物参与的沉积成因。微量元素分析组成显示,不同粒径黄铁矿都受到了一定程度的后期热液作用的影响,粒径越大的黄铁矿中热液元素越富集,但在胶状黄铁矿中仍残留了部分沉积微量元素特征。
  胶状黄铁矿中的纳米黄铁矿具有较大的纳米活性,其中共存大量有机质,二者可以对中生代铜金成矿作用中硫化物矿物沉淀提供还原环境和沉淀剂。
[硕士论文] 季珂
构造地质学 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:安徽宣城茶亭铜金矿床是近年来在长江中下游成矿带宣城-南陵盆地中新发现的一个大型斑岩型铜金矿床,矿床勘查工作尚未结束,已有很多地质问题等待深入探讨,如成矿流体的起源和演化过程、矿床成因及成矿机制等。本文在全面收集和总结前人工作成果的基础上,开展了较为详细的野外地质调查及样品采集工作,通过岩(矿)相学观察、电子探针分析、矿物主量和微量元素地球化学、流体包裹体地球化学研究,进一步探讨了茶亭铜金矿床的地质特征、矿石中金的赋存状态及金与铜的成因联系、成矿流体的来源和演化。
  茶亭铜金矿床具有典型斑岩型矿床的地质特征。矿区侵入岩主要为石英闪长玢岩、闪长玢岩和闪斜煌斑岩,矿体主要呈透镜状产于石英闪长玢岩体内。赋矿侵入岩体发育钾长石化、黄铁绢英岩化等热液蚀变并具分带性。矿石具有细脉浸染状、细脉-网脉状和细粒浸染状构造。矿石显微结构包括自形-半自形粒状结构、交代结构、固溶体分离结构等。矿床金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿、黝铜矿、斑铜矿、辉钼矿、方铅矿和含金矿物等。
  茶亭铜金矿床发育大量磁铁矿和硬石膏,显示成矿过程中的物理化学条件为较氧化的环境,成矿热液具有较高的氧逸度。赋矿石英闪长玢岩中的锆石Ce4+/Ce3+比值为479.24,而闪长玢岩与闪斜煌斑岩锆石Ce4+/Ce3+比值分别为272.56和282.53,表明与成矿密切相关的岩体具有较高的氧逸度。这与青藏高原冈底斯斑岩铜矿带、云南金沙红-江河斑岩铜矿带以及华南紫金山斑岩矿田中含矿斑岩氧逸度普遍高于不含矿斑岩的结论相吻合,反映高氧化性的岩浆更利于斑岩型矿床成矿作用。
  茶亭铜金矿床主要矿石矿物黄铜矿和黄铁矿也是主要的载金矿物,金主要赋存于成矿第二阶段和第三阶段的黄铁矿和黄铜矿中,石英和硬石膏中基本不含金。金的赋存状态可分为“可见金”与“不可见金”两种形式。“可见金”矿物种类主要为银金矿,其次是自然金。金的赋存形式以包裹金为主,其次为粒间金和裂隙金。金的嵌布粒度以显微微粒金(5~10μm)和显微细粒金(10~20μm)为主。“不可见金”主要以纳米级自然金形式不均匀分布于黄铁矿中。结合矿床地质、矿石组构及矿物流体包裹体等特征可以认为,铜与金具有密切的成因联系,且Au在较高温度时无限溶融于铜-铁硫化物矿物中,随着成矿温度的下降,金部分地从其中出溶并富集形成独立金矿物。
  茶亭铜金矿床矿石矿物黄铁矿富集轻稀土元素而亏损重稀土元素,Hf/Sm、Th/La和Nb/La值特征表明成矿热液中Cl多于F。硬石膏的稀土元素特征为富集轻稀土元素而亏损重稀土元素,且Y与HREE未形成退耦机制,同样证明REE的主要运移形式是以Cl络合物形式运移。
  茶亭铜金矿床流体包裹体类型主要为富液相包裹体,常呈长条状、椭圆状、不规则状等,充填比较小。流体包裹体测温数据显示成矿流体为中高温-中低温、中高盐度-低盐度岩浆热液,并且从成矿早阶段到中阶段,随着温度的降低,成矿热液的盐度和成矿压力也呈降低趋势。流体包裹体成分、黄铁矿微量元素组成以及硬石膏S同位素组成均表明成矿物质主要来源于岩浆热液,成矿晚阶段可能有大气降水混入。
[硕士论文] 王蒙
矿物学、岩石学、矿床学 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:茶亭铜金矿床是长江中下游南陵-宣城地区近些年发现的一个大型矿床,这一区域的历史研究程度较低。本文通过的系统收集和全面了解区域地质资料之后,通过野外实地考察、钻孔岩心观察等细致的地质调查,结合室内矿相学观察和研究,基本认识了茶亭铜金矿床的地质特征;同时对茶亭铜金矿床的流体包裹体进行测温测压实验、对稳定同位素地球化学开展研究分析工作及对黄铁矿Re-Os同位素年龄进行测定,据此探讨了矿床的成矿物质来源、成矿时代及矿床成因,初步建立茶亭铜金矿床的成矿模式。论文取得的主要成果和新认识如下:
  茶亭铜金矿床所处南陵-宣城盆地地质特征独特,盆地中既发育火山岩,又发育以茶亭铜金矿床赋矿石英闪长玢岩为代表的侵入岩,火山岩和侵入岩的岩性特征和同位素地质年龄指示其岩浆作用具有长江中下游构造-岩浆-成矿带凹陷区(火山岩盆地)和隆起区的双重特征,同时也暗示该盆地中的成矿作用可能具有双重性——既可以发育斑岩-夕卡岩-脉型岩浆热液铜金多金属矿床,也可能形成玢岩型火山-次火山热液铁(硫)矿床。
  茶亭铜金矿床赋存于隐伏的石英闪长玢岩体中,矿体或矿化体与发育于侵入岩体中的隐爆角砾岩体(筒)范围大体一致,赋矿岩体发育强烈的硅化、钾化、黄铁绢英岩化、绿泥石化等热液蚀变并具有较为明显的分带性,矿石具细脉-网脉状、细脉浸染状、细粒浸染状构造,显示出典型斑岩型矿床的特征。与此同时,茶亭铜金矿床赋矿侵入岩体中局部发育夕卡岩,热液蚀变中硬石膏化极为强烈,硬石膏常常成为充填和胶结隐爆角砾岩的主要矿物,局部甚至为硬石膏岩,显示出不同于大多数斑岩型矿床的特点。
  茶亭铜金矿床矿石中的黄铁矿Re-Os年龄为139Ma左右,与赋矿侵入岩体的LA-ICM MS锆石U-Pb年龄基本一致。矿床氢-氧、碳-氧、硫、铅同位素特征显示成矿流体和成矿元素主要来源于深源岩浆,少量来自于大气降水和地层。流体包裹体显示成矿流体为中温、低盐度、低密度流体,成矿压力小、成矿深度浅。由此确定,茶亭铜金矿床为与燕山晚期岩浆侵入作用有关的斑岩型矿床。
[硕士论文] 王梦强
建筑与土木工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:探索基于震电效应的油气勘探新方法,是当前油气勘探的热点问题,其进展引起地球物理勘探界的广泛关注。为了更好地解释震电波场的激发和传播规律以及不同地层参数对震电波场的影响,本文以海洋油气勘探为背景,研究含海水层的水平分层地质中不同点源激发的震电波场。
  首先指出流体饱和孔隙介质固-液界面处双电层的存在是震电效应产生的主要原因,并对孔隙介质震电耦合波Pride理论和弹性波Biot理论的重要成果做了归纳。
  其次,针对流体-孔隙介质半空间模型,我们提出了计算不同点源激发的震电波场的解析表达式,并通过数值模拟分析不同地层条件下(硬地层、软地层)声波诱导电磁场的全波波形,获得界面电磁波以及伴随地震体波、面波的同震电磁场的认识。结果表明,速度场和压力场中纵波传播速度最快,其次是横波和泄漏模式瑞利波,最后到达的为流体中的声波和斯通利波;在电场和磁场的记录中,伴随声波的电磁波率先被接收到。研究发现,布置在多孔介质中的接收器可以接收到伴随P波、S波、伪瑞利波和斯通利波的电磁场,并且与每种波同步的电磁场包含多种波的贡献。研究还发现,速度场中斯通利波对接收点距离震源的距离比较敏感,声压场中,横波虽然不直接产生声压,但是在分界面处由横波产生的反射P波以及慢纵波会引起声压场的变化。模拟结果还表明垂直电场主要由转换后的慢纵波贡献,其强度比水平电场分量高出两个数量级,同时电场对接收点距离震源的深度比磁场更敏感。
  最后,在此基础上模拟空气-流体-两层孔隙介质分界面处的震电响应,对不同点源在水平分层结构中的辐射与传播理论做了详细的分析,并通过波场快照进一步展示点爆炸源下弹性波在介质中的传播情况,结果表明:流体中虽然观察不到伴随透射P波的电场信号,但是在流体-孔隙介质一分界面处出现了伴随慢纵波、S波以及电磁波的电场信号;尽管孔隙介质中存在双电层现象,但是在孔隙地层中始终没有伴随慢纵波的电场和磁场。文中还考察了孔隙介质参数的变化对震电波场的影响,结果表明,伴随P波、伪瑞利波、声波和斯通利波的电场对矿化度很敏感,伴随S波的电场对矿化度不是很敏感。低频条件下渗透率的变化对伴随电场、伴随磁场的影响不大,地层渗透率越高,地层电磁波衰减越快,其中伴随斯通利波的电场强度对渗透率比较敏感。
[硕士论文] 廖宝胜
矿物学、岩石学、矿床学 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:三维成矿预测是近年来不断发展的国内外找矿勘查的重要手段,在深部矿、潜伏矿的资源评价工作中显示出巨大生命力。本文基于传统玢岩铁矿找矿模型,选择长江中下游研究程度较高的宁芜盆地钟姑矿田作为研究区,在全面收集地质资料数据与构建三维地质模型的基础上,运用三维距离场分析、隆起凹陷程度分析、地层组合熵分析、断裂等密度分析等多种三维空间分析方法,开展了研究区中白象山、姑山、杨庄、钟九等典型玢岩型铁矿床的地质要素三维空间分析。分析获得反映地质体与矿体之间空间关系的定量化数值后,通过数值统计、筛选、综合分析,得到可以表征钟姑矿田玢岩型铁矿床地质要素空间特征的定量化数值集合,建立三维矿床空间定位模型。利用矿床空间定位模型中的数值条件叠加约束,在研究区进行了同类型矿床的预测,并将预测结果与前人工作圈定的靶区进行对比,验证了空间定位模型的有效性。本文建立的钟姑矿田玢岩型铁矿床空间定位模型,反映了该地区玢岩型铁矿床的特征和规律,该模型及建立方法流程可推广至其他地区其他类型矿床。论文工作是找矿模式定量化研究的探索性工作,可从新的侧面提高玢岩型铁矿床的研究程度,丰富定量化成矿预测的研究方法。本文主要取得如下结论:
  (1)三维空间分析是研究地质现象一种有效方法,可综合多源多维异构数据,充分挖掘地质大数据中的隐藏规律和间接数据。
  (2)矿体Z轴高差分析可以反映出各地质要素在垂直距离上的距离特征;岩体顶面隆起凹陷度分析与顶面形态类型分析可以反映出岩体顶面的形态特征;地层组合熵分析可以反映出地质构造活动对地表的改造程度;断裂构造分析可以反映区域内受断层的影响程度。
  (3)仅通过数据挖掘,发现白象山、姑山、钟九铁矿床矿体多位于岩体顶面隆起处;白象山、姑山、钟九铁矿床矿床区域的构造比杨庄铁矿床更强烈;杨庄铁矿床比白象山、姑山、钟九铁矿床受断裂影响更小,这些结论和传统地质工作得出的结论一致。
  (4)三维空间分析获得的定量化数值,可反映玢岩型铁矿床地质体空间分布、形态、与成矿相关关系等特征,是用数据体现的矿床规律和找矿模型,为建立矿床空间定位模型奠定基础。
  (5)矿床空间定位模型,可直接用于三维成矿预测,其定量化预测指标更加精确、合理和有效,较之以往依据地质经验提出的大范围估计数值更具科学性。
[硕士论文] 余升红
地质工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:本文以淮南刘庄矿西区13-1煤为研究对象,主要采用定量的研究方法,对西区该煤层的构造地质特征进行了系统分析,并采用模糊综合评判法,对该区地质构造条件进行了综合评价,从而有助于对该区未开采区块进行地质构造复杂程度预测,为13-1煤层安全开采以及预防煤与瓦斯突出等提供理论依据。主要的研究成果如下:
  (1)研究区以断裂为主,褶皱不发育。影响较大的断裂主要为两组,一组为NE向,多为正断层;另一组为NWW向,多为逆断层。以前者为主,后者主要位于研究区南部区域。
  (2)从平面变形系数、断层密度、强度以及分维值等方面探讨了断层的产出状态及发育规律。平面变形系数高的主要分布在西部F12到F14断层之间,平面变形系数大于0.28;变形系数低的主要分布在中部,F22断层西侧,平面变形系数小于0.2,近东西向梯度变化较大。断层密度高的集中在西南部,即F1及其分支断层所在位置,其数值大于8;断层密度较小区域位于东南部,即F25的南端,其数值小于2;南部、北部等值线梯度变化不一致,前者为近S-N向,后者为近E-W向。断层强度大的同样位于F1及其分支断层所在位置,其数值大于0.1;研究区中北部普遍小于0.05。分维值高的分布在研究区的东南部及中部,达到了14,其余区域基本在1.0~1.2之间。分维值主要集中在1.05~1.50之间,其中1.25~1.30之间最多,达到了12.84%。
  (3)采用模糊综合评判法,对13-1煤地质构造条件进行了综合评价。构造复杂程度简单-中等占区域面积的42.4%,主要分布在研究区的南部,F1断层带东侧;构造复杂程度中等-复杂占总面积的57.6%,主要分布在研究区域的中、北部;构造极复杂区占30.3%,分布在两个区域,一为F25断层的西侧,13-1煤线的北侧;另一区域为F14断层与F12断层之间,即西四区块。复杂区块位于研究区的中部,占27.3%。研究区构造地质条件总体上属于较复杂-复杂。同时,地质构造条件又有区块性特征,总体上北部较中部、南部复杂,西部较东部、中部复杂。
[硕士论文] 王嵩
地质工程 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:束鹿凹陷位于冀中拗陷南部,西邻宁晋凸起,东接新河凸起,是在古生代基底上发育起来的东断西超的半地堑凹陷,发育有沙一下亚段和沙三下亚段两段烃源岩体系。其中沙三下亚段为暗灰色泥岩,有机碳质丰度高,类型好、成熟度适中等特点,被认为是开展页岩油/致密油勘探的潜在层系,已经建立了泥灰岩“自生自储”的源-储一体式成藏模式和砾岩源-储共生成藏模式。然而,束鹿凹陷油源问题至今仍未获统一认识。本研究利用分子同位素地球化学手段,对目前钻井揭示的油气显示与潜在烃源岩开展了详细的油源对比研究。结果表明,束鹿凹陷可划分出三类成因原油,一是以束探3井底部SQ1层序段含油砾岩为代表的,来源于膏盐相烃源岩的原油;二是SQ2层序段烃源岩自生自储型原油,这类原油在束鹿凹陷平面上分布可能随成熟度变化,其地球化学性质随之改变;三是以束探3井前两次取芯井段广为显见的裂缝油,这类原油主要来自于凹陷深部SQ4和SQ5层序段烃源岩。而探井测试所获原油具混源特征,正构烷烃分子碳同位素组成反映其具有同源性,主体以淡水湖相源岩为主,低盐度咸水沉积源岩为辅。生物标志化合物和正构烷烃分子氢同位素组成的差异性揭示,原油成藏过程具有“就近独立成藏,邻近烃源灶供烃”特征,油藏间原油性质的差异主要由各自供烃源岩灶的热演化程度不同所致。根据镜质组反射率实测结果,并结合有机分子地球化学特征,束探3井揭示沙三下亚段下部SQ2已进入生油高峰早期,SQ3则进入生油早期阶段,而SQ4和SQ5处于未成熟-低成熟阶段。总体上束鹿凹陷目前发现原油主体来自于SQ2沉积源岩,同时伴有一套膏盐相源岩的生油贡献。
  根据烃类流体性质,在垂向上可划分出三个独立的流体系统,其中流体系统Ⅰ和流体系统Ⅱ由SQ2和SQ3间砾岩层作为间隔层,流体系统Ⅱ和流体系统Ⅲ之间的间隔层可能也属于一套砾岩层。三个流体系统成烃过程各有差异,流体系统Ⅰ烃类气体的富集主要集中于SQ3顶到SQ4底,属典型垂向运移成藏。流体系统Ⅱ为典型的自生自储型成藏,同时,生成的油气也没有突破SQ2和SQ3间的砾石层,很好地与流体系统Ⅰ相分隔。流体系统Ⅲ系外来运移烃类成藏。以此为基础,提出了束鹿凹陷致密油-页岩油成藏新模式,以期指导该凹陷下一步致密油气/页岩油气勘探。
[博士论文] 刘元英
地球物理学 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:天然气水合物是可持续发展的清洁能源,然而受开采技术等制约,全球水合物开发基本处于室内试验和室外资源普查、试采阶段。相比海域天然气水合物,陆域水合物的勘探开发似乎更容易,然而目前世界上仅麦索雅哈气田是唯一实现工业性开采的陆域水合物藏。作为世界第三大冻土国,我国的陆域天然气水合物资源前景广阔,但是由于起步晚,对陆域冻土带天然气水合物的成藏模式及其勘探技术均研究薄弱,至今仅青藏高原北部木里地区钻获水合物样品。本文从复杂多相介质声学、电学性质岩石物理模型出发,建立起适合冻土区岩石物性的水合物模型。然后通过数值模拟,研究冻土带天然气水合物的地震学响应和电磁响应,探索我国冻土带天然气水合物成藏模式及综合地球物理勘探标志。
  岩石物性是地球物理勘探的基础。已有的天然气水合物岩石物理模型适用于高孔隙度的海域沉积层,且多考虑为球状孔隙。本文针对我国冻土带沉积层孔隙度低的特点,利用广义混合率模型研究任意孔隙形状的多相介质声学、电学性质,获得了广义混合率模型参数的变化规律及其与微观结构的关系,与广泛应用的差分有效介质(DEM)模型和自洽(SC)模型比较,具有更好的普适性,其结果获得大量实验数据的验证。相对于在测井上应用广泛的Archie公式,广义混合率可以解决Archie公式参数多、仅限一项介质导电、且仅适用于导电流体包围固体颗粒(Water-wetgrains)结构,而不适合弱导电流体包围固体颗粒(Oil-Wetgrains)等问题,第一次给出了关于弱导电流体包围固体颗粒类型的广义混合率参数表达式,并通过对已有的几种水合物导电模型进行数值模拟,结合水合物电导率实验数据表明,水合物导电机制为导电流体包围在固体颗粒表面,推测水合物赋存模式为非固结型。
  含天然气水合物储层表现为高声波速度和高电阻率特点,这是陆域天然气水合物勘探识别的基础。本文根据已有地质、地球物理资料和岩石物理模型,建立了陆域天然气水合物模型,并通过数值模拟研究其地震学、电磁学响应特征。弹性波振幅随偏移距变化(AVO)正演模拟结果表明,含天然气水合物储层在近偏移距处的P波一次反射震相以及垂直地震剖面数据中直达P波震相的振幅均较弱,这种AVO弱振幅特点为陆域水合物地震响应特征。电磁法在低阻金属矿勘探中取得明显效果,由于陆域天然气水合物为高阻体,可控源电磁(CSEM)法目前尚未取得好的勘探效果。本文第一次将海洋CSEM的方法原理应用于陆域天然气水合物勘探中,数值模拟结果表明,其电场的振幅随偏移距变化(MVO)在储层位置获得更大的振幅。因此,地震AVO相对弱振幅与可控源电磁MVO的强振幅结合,有可能构成陆域冻土带天然气水合物综合地球物理勘探的指示特征。
  直流电阻率法一般很少应用于冻土带地区的地质勘探,因为电流难于穿透高阻的覆盖区。我们对线电极源使用电流密度分配公式CDA(Current DensityAllocation),发展了基于CDA的任意长电极直流电阻率三维非结构有限元数值模拟,并在此基础上,借鉴已有线电极模型处理测量电极的方法,使用线电极代替圆柱体电极,形成了基于CDA方法的线电极供电、线电极接收的长电极三维电阻率模拟方法。本文将该方法应用于陆域冻土带天然气水合物勘探中,结果表明,长电极在穿过水合物储层上方,具有明显的高阻异常。
  本文研究了裂隙对陆域水合物勘探中地震波速度的影响。结合岩石物理模型,实验数据以及测井响应,计算了沿测井纵向剖面的裂隙密度,结果表明陆域水合物的赋存状态与裂隙密切相关。地震波在裂隙介质中传播的数值模拟表明,当裂隙中流体(气体或液体)不连通时,地震波速度基本与频率无关,而受裂隙形状影响较大。而当裂隙中流体处于连通状态时,地震波速度基本不受裂隙形状影响,而与频率有关。裂隙中流体通过裂隙相互连通的类型,其地震波速度与频率的响应为:高频低速、低频高速。裂隙中流体通过渗透性良好的孔隙骨架连通时,则表现为:低频低速,高频高速。根据冻土带特点,建立了水合物储藏的裂隙模型,研究其地震剖面的AVO和频率特点,并与实际地震勘探响应对比,结果表明流体通过裂隙相互流通的裂隙模型符合冻土带天然气水合物的储藏特点,可为冻土带天然气水合物成藏机制提供一些新的认识。
[博士论文] 王超
岩土工程 山东大学 2017(学位年度)
摘要:With the rapid development of the economy and the rapid increase in energy demand,the exploration and development of oil and gas fields in our country are deepening gradually,the mining depth is bigger and bigger,and the types of oil and gas fields are becoming more complex.Therefore,the exploration and development of unconventional oil and gas reservoirs are becoming more important.Because of the large reserves and high production capacity,the fractured-vuggy carbonate reservoirs are of great importance to the oil strategy of our country.Unlike conventional reservoirs,carbonate reservoirs consist mainly of caves and fractures.The cave is the main reservoirs space of oil,and the fracture is both the reservoirs space and the seepage channel,which makes the fractured-vuggy reservoirs has a very strong heterogeneity and multi-scale characteristics,resulting in the development of such oil and gas reservoirs is very difficult.Especially in the development of fractured-vuggy carbonate reservoirs under5000meters,the collapse of cavities and the closure of fractures are more likely to occur,which seriously affects oil production.Therefore,it is important to study the mechanism of the collapse of carbonate caves and the law of fracture closure under the coupling of seepage field and stress field,which can provide the important scientific basis for the large-scale exploitation of oil resources and increasing oil production in China and has important theoretical significance and engineering application value.
  Therefore,this thesis took the Tahe fractured-vuggy carbonate reservoirs buried more than5000meters as the engineering background.Three-dimensional geomechanics model test and numerical simulation have been carried out to study the failure conditions,influencing factors and the law of crack propagation in the process of collapse.By means of the extended finite element method,the calculation model of fracture propagation under fluid-solid coupling was established.Based on ABAQUS platform,numerical simulation of fracture propagation under fluid-solid coupling was carried out.The main contents of this thesis include:
  (1)Triaxial compression test,uniaxial compression test and Brazil splitting test were carried out on the carbonate of fractured vuggy reservoirs in Tahe oilfield.The mechanical parameters of carbonate rocks buried depth in5000m-7000m were obtained.The SEM analysis of fracture specimens of typical rock samples was carried out and compared with the macro mechanical test.The effects of microstructural changes and microcosmic composition on the macroscopic strength of the rocks were investigated,and the microscopic failure mechanism of the rocks under complex stress was revealed.
  (2)A three-dimensional loading model test system of ultra high pressure intelligent numerical control was developed.The model was subjected to three-dimensional gradient non-uniform loading by intelligent numerical control technology.The automatic test of displacement of any part of the model cavern was realized by photoelectric conversion technique.Through the high definition multi probe system,the destruction of the cave was observed dynamically.
  (3)Taking the fractured-vuggy reservoirs of Tahe oil field in Xinjiang province as the engineering background,the three-dimensional geomechanical model test of the collapse process of the karst reservoirs cave was carried out by using the similar material of iron sand cemented soil and the high-geostress three-dimensional loading model test system.The collapse failure modes,nonlinear deformation characteristics and stress variation laws of the ancient karst cave were revealed,and the regularity of the crack propagation around the caves was also revealed.And the model test was verified by numerical simulation.
[硕士论文] 魏安妮
矿物学、岩石学、矿床学 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:本文将定边油田东关区长1油藏作为研究对象,结合测井、化验分析、试油等资料,从区域构造特征、油源条件、砂体展布及沉积微相特征、储层特征等多方面对长1油藏精细研究,总结其主要油藏类型、油层分布特征及控制因素。
  依据岩性变化及旋回特征将长1油藏分为长11—长13共3个油层组。西倾单斜内发育幅度不等的鼻隆;本区长1期处三角洲平原沉积环境,发育北东-南西向带状展布的分流河道砂,其中长12砂体发育程度最好,全区有大面积的分流河道砂展布,而长11和长13则以河道侧翼为主;长1储层以中-细粒长石砂岩及岩屑长石砂岩为主,孔隙类型为残余粒间孔及长石溶孔,孔喉组合为中孔中细吼型,低孔低渗储层,隔夹层的发育使长1储层具较强的非均质性;研究区长11和长12的含油性较好,长13极少见油层分布,长11底部油层分布广泛,横向连通性较好,长12油层叠置分布,局部见较厚透镜状油层分布。长1主要为构造-岩性油藏,其次为岩性油藏,多为油水同层且油水界面不易辨别。
  长1油藏距长7烃源岩较远,源岩分布直接控制生烃量;在鼻隆中心及两翼多见油气聚集,故鼻状构造是长1油层分布的主控因素,同时因鼻隆容纳空间过小、油气冲注过剩而在非隆起地带见油层分布;长1油层的展布形态、规模、延伸方向与分流河道展布大体一致,呈片带状展布;长11和长12优良的储盖组合使其含油性明显好于长13;长1储层非均质性较强,具体表现在隔夹层的发育程度及平面上物性变化等方面,隔夹层阻止油气运移,有利于油气聚集成藏。
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