三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩微量元素和稀土元素地球化学特征

三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩发育于石头梅凸起附近,位于三塘湖盆地西南缘。通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对油页岩中微量元素和稀土元素地球化学特征进行研究。研究表明:和中国煤相比研究区油页岩中比较富集V,Cr,Ni,Cu,Ge,As,Se,Rb,Sr,Mo,Cd,Sb,有毒元素、致癌元素Cd,Ni,As,Cd等含量明显高于地壳和中国煤中平均含量;REE富集情况低于北美页岩水平,稀土元素分布模式表明LREE明显富集,HREE相对亏损,Eu随深度正负异常变化频繁。ΔCe,ΔEu,Sr/Ca,Sr/Ba,V/(V+Ni)及V/Cr的值总体上反映出该区油页岩形成于贫氧-缺氧,水体盐度咸水-淡水的较深水环境     

依兰盆地煤与油页岩赋存特征及成矿规律研究

以典型的新生代断陷盆地依兰盆地为例,通过野外实测剖面、室内综合分析,研究其发育的丰富的泥页岩、油页岩、煤资源的赋存特征及形成条件,并从古气候、古环境及古构造等条件揭示了煤和油页岩的成因及成矿规律.在盆地初期的幕式构造沉降的背景下容易形成煤与油页岩伴生的含煤岩系,煤主要沉积在扇前浅水湖盆,油页岩直接沉积在煤层之上;而在盆地形成的扩张时期,容易形成稳定的油页岩沉积.该盆地的煤主要发育在湖沼相沉积,而油页岩主要发育在湖沼相和湖泊相.依兰盆地控盆断裂控制了煤和油页岩的分布规律,在靠近断裂F1的煤和油页岩厚度较厚,随着湖盆的沉积范围扩大,表现了一种从湖平面逐渐向岸上超的过程.综合孢粉分析结果可知：煤形成的气候总体为温暖潮湿,而油页岩形成的气候总体呈现向气候温和、温度下降的发展趋势.在达连河组的湖泊发育时期,温暖、潮湿亚热带气候,水面风力较弱的气候,容易形成有利于油页岩形成的还原稳定的深湖环境。     

新疆富蕴盆地南明水组暗色泥岩沉积环境演化及其页岩气地质特征

为了查明新疆北部富蕴盆地萨尔布拉克地区南明水组多套暗色泥页岩沉积环境演化、页岩气资源前景及两者内在的制约关系,进行了有机、无机地球化学及矿物学等分析,表明南明水组暗色泥岩沉积水体早期可能受大型河流影响明显淡化,后期开放性降低,盐度逐渐升高和恢复。暗色泥岩JP2沉积时期气候总体温暖潮湿,中晚期温度稍有上升,较早期相对干旱,水体深度自下而上呈现由深变浅再变深的趋势,总体还原,向上还原性减弱。第2亚组生物生产率及总有机碳含量(介于0.42%~1.11%)均最高,有机质类型基本以Ⅲ型干酪根为主,含少量II=2\*ROMAN 2型干酪根,成熟度达到高-过成熟阶段。矿物成分以黏土矿物和石英为主,尤其是第2亚组(黏土矿物：32%~49%;石英：33%~41%;伊利石占黏土总量：61%~77%),具备页岩气发育条件。对比分析显示,海陆交互区半咸水偏咸水的盐度条件、缺乏大型入海河流的干扰、稳定的沉积环境等更有利于产气页岩的发育。     

桦甸盆地古近纪充填特征及对油页岩成矿的影响

依据层序地层学原理,将桦甸盆地西部划分为3个三级层序（简称层序）,在层序格架中油页岩主要发育在水进体系域和高水位体系域。结合本区的构造演化特征,盆地初始沉降阶段和末期快速充填萎缩阶段,湖泊水体整体较浅,主要发育冲积扇、持续性扇三角洲和滨浅湖沉积,半深湖-深湖沉积暗色泥岩厚度和规模较小;最大沉降阶段,水体较深且稳定,盆地东北部边缘发育间断性扇三角洲沉积,半深湖-深湖沉积暗色泥岩厚度和规模达到最大,在本阶段沉积多层高品质的油页岩。根据油页岩段砂地比、沉积相、油页岩厚度及油页岩含油率展布特征,发现油页岩品质最好且厚度最大的地区并非为水体最深且砂体沉积较少的区域,而是靠近盆地边缘扇三角洲沉积间断的深水区,在垂向上和扇三角洲前缘交互出现有助于陆相营养元素进入水中,形成高湖泊生产力。半深湖沉积时期,深水的还原环境为有机质的保存和富集提供绝佳的场所,易于形成高品质油页岩。     

三塘湖煤田西山窑组煤地球化学特征及沉积环境意义

为了查明新疆三塘湖煤田汉水泉矿区西山窑组煤中元素富集情况,通过分析元素表征指数对环境的指示作用,来揭示该煤组沉积环境变化特征,基于煤田地质学、地球化学等理论方法,通过低温灰化、ICP-MS等手段,得出煤中微量元素、稀土元素含量并对其进行分析。结果表明:该煤组元素V、Cu、As、Rb、Sr相对富集,稀土元素分布模式表明轻稀土(LREE)明显亏损,重稀土(HREE)相对富集,Ce负异常,Eu正异常。经低温灰化处理后稀土元素含量远高于未处理的,表明稀土元素大多赋存于有机质中。研究区煤层中V、Ga的富集与黏土矿物含量较高有关,Cu与黄铁矿相伴生,As元素主要以砷黄铁矿的形式存在。δEu、Sr/Ba、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co及S的含量总体上反映该区泥炭的沉积环境:主体为陆相淡水还原环境,局部为弱氧化环境;其中7、9、17、22号煤层处于氧化环境,8、13、14、15、18、19、20号煤层处于还原环境,垂向上呈氧化还原交替变化的古环境特征,推断三塘湖煤田西山窑组含煤岩系在沉积阶段主体上为湖侵过程,期间伴随多次小范围的湖侵-湖退过程。     

青东井田早二叠世含煤地层地球化学特征及沉积环境指示意义

采用X射线、光谱半定量分析、化学分析等分析技术,对青东井田早二叠世含煤地层能指示沉积环境的矿物和微量元素做了系统测试分析,采用GB/T 14506.28-2010《硅酸盐岩石化学分析方法》和X射线荧光光谱法测定黏土矿物、轻重矿物以及微量元素的含量,并探讨了黏土矿物、轻重矿物、硼含量、锶、钡含量和锶钡比值(Sr/Ba)以及其他元素的含量和比值对沉积环境的指示意义。研究认为:矿物成分和地球化学特征均显示青东井田早二叠世含煤地层发育三角洲沉积环境,为海陆交互相沉积。     

南川-武隆铝土矿C、O同位素特征及其地质意义

以重庆南川-武隆铝土矿含矿岩系为研究对象,取铝土矿、黏土岩、灰岩、粉砂质页岩样品26件,通过对碳、氧同位素的分布特征进行分析,进而探讨含矿岩系的形成环境及成矿物质来源。从样品δ¹³C_V-PDB、δ¹⁸O_V-PDB、δ¹⁸O_V-SMOW分布范围来看,C主要来源于碳酸盐岩,成岩（矿）过程中水介质盐度变化较大,但总体以淡水为主,整个含矿岩系形成过程可能存在着古地貌的变化,也不排除海水入侵的可能。并根据C、O同位素的特征表现,推断成矿物质来源具有多样性的特点,页岩与灰岩均可成为物质来源。结合野外观察及锆石特点,成矿物质来源以志留系页岩为主。总体来说,南川-武隆铝土矿是在炎热潮湿的气候条件下,在相对闭塞、水体滞留和还原环境中形成的。     

某螯合捕收剂协同有机盐抑制剂浮选国外某高硫铜矿

马来西亚某高硫铜矿含Cu 0.95%、S 29.78%,（磁）黄铁矿含量高,矿物嵌布粒度粗细不均,相互包裹,赋存状态复杂,含有的次生硫化铜溶出铜离子易活化黄铁矿,难以选别。试验采用自制螯合捕收剂DKY、含有机盐抑制剂JSSK,在低碱度条件下,经一段粗磨、粗选尾矿再磨的浮选流程,一段磨矿细度-75 μm占70.30%,再磨细度-38 μm含量占92.00%,获得了Cu品位13.66%、回收率73.95%的精矿和Cu品位1.71%、回收率11.43%的扫选精矿,Cu总收率达85.38%。DKY的供电子基团-O-、-RNH、-RC=S及间位不饱和双键,易与矿物表面的铜阳离子生成稳定的螯合物而起捕收作用;JSSK中有机阴离子与（磁）黄铁矿表面铁离子形成络合结构,其多羟基结构增强了（磁）黄铁矿的亲水性,并促进了Ca（OH）₂胶粒在（磁）黄铁矿表面的吸附,增强其对（磁）黄铁矿的抑制效果。两种药剂的协同作用实现了铜硫的有效分离。      

重庆高燕含锰岩系地质地球化学特征及意义

以重庆市城口县高燕锰矿为研究对象,对ZK127-7#钻孔进行岩心编录,揭露的地层由上到下依次为第四系堆积物、震旦系上统灯影组(5-1段),震旦系下统陡山沱组2段,锰矿主要赋存于陡山沱组顶部,严格受地层产出控制。对含锰岩系进行系统采样,测试了包括Mn、Fe、P、Si O2、Ca O、Mg O、Al2O3、LOI共8个指标。结果表明,各组分含量差异较大,Si O2与Al2O3、Fe的含量分布形态一致,Ca O、Mg O、LOI含量分布形态则与其相反;相关性分析结果印证了各主分含量的一致性和差异性;Mn/Fe、Si O2/Al2O3、Al/(Al+Fe+Mn)值表明,含锰岩系中的Mn在富集成矿过程中存在与Fe分离的现象,锰矿层形成于相对潮湿的气候环境中,且形成过程中有热水注入。     

贵州织金上二叠统泥岩地球化学特征及层序界面响应

基于对贵州织金J2井区上二叠统岩芯观测及泥岩(ICP-MS)微量及稀土元素分析测试结果,探讨了泥岩地球化学特征及其层序界面响应。结果表明：泥岩微量元素V,Co,Ni,Cu相对富集,Cr及Rb相对亏损,其余微量元素含量接近上地壳含量;稀土元素总量较高,w (LREE)/w (HREE)及 w (La)N/ w (Yb)N等比值显示轻、重稀土分异明显;V/(V+Ni),Sr/Ba,Ce/Ce*,Ceanom指示了泥岩均处于海陆交互相背景的缺氧环境条件下。∑REE与亲石元素Nb,Ta,V,Ga,Rb,Th,Ba,Sr呈显著或临界正相关,与元素Co,Ni,Mo,Zn和Cu相关性不明显或呈微弱负相关,指示了稀土元素主要来源于陆源碎屑矿物;稀土元素分布模式和 w (∑REE)- w (La)/ w (Yb)图显示物源主要来自峨眉山玄武岩,并存在部分沉积岩及花岗岩混入;泥岩层中∑REE, w (LREE)/ w (HREE),(La/Yb)N,Eu/Eu*,Ceanom,V/(V+Ni),Sr/Ba等微量及稀土元素参数的异常波动面与层序界面(SB2,SB3,SB4)存在一定程度的对应关系,记录了沉积过程古水体的地球化学条件,可为无海相标志层沉积区钻井地层精细对比提供地球化学证据。     

富有机质页岩中主要黏土矿物吸附甲烷特性

为了研究富有机质页岩中黏土矿物对页岩气赋存的贡献,针对采自湘西北下古生界地层的富有机质页岩样品和购自国际黏土矿物协会的伊利石、蒙脱石、高岭石等标准黏土矿物样品,开展了不同条件下的甲烷等温吸附实验以及其他相关的测试分析。实验结果显示:在压力20MPa、温度为60℃条件下,蒙脱石的甲烷吸附量最高(4.02cm3/g),高岭石、伊利石和伊蒙混层也具有较大的吸附量(分别为3.48,3.46,3.10cm3/g),绿泥石的吸附量最小(0.88cm3/g)。黏土矿物对甲烷吸附量的大小主要受控于其有效表面积,不同种类黏土矿物内部吸附水对其甲烷分子有效吸附表面积会产生不同影响;同时对比不同温度下(30,60,90℃)伊利石的等温吸附实验结果发现,随着温度的升高甲烷吸附量呈递减的趋势;温度的升高会造成伊利石内部吸附水含量的变化,影响其对甲烷分子的束缚能力。根据等温吸附实验结果计算得到黏土矿物对两个黑色页岩样品的甲烷吸附贡献率分别为44.12%和16.74%。     

泥页岩中黏土矿物纳米孔隙结构特征及其对甲烷吸附的影响

查明黏土矿物纳米孔隙结构特征及其对甲烷吸附的影响,对认识页岩气的赋存和运移产出具有重要意义。针对蒙脱石、伊利石和绿泥石页岩中主要黏土矿物,开展了低温液氮吸附和甲烷等温吸附实验研究。结果表明:(1)黏土矿物孔隙结构复杂,主要由纳米孔组成,孔径2~50 nm的孔隙提供了主要孔隙体积和比表面积,蒙脱石、伊利石和绿泥石中孔分别占到孔隙总体积的81.45%,71.34%和75.36%,比表面积的88.70%,87.70%和90.65%,中孔(2~50 nm)孔隙构成甲烷气体赋存的重要空间。(2)矿物主要发育平行板状的狭缝型孔隙,同时含有少量的墨水瓶形孔。(3)不同黏土矿物气体吸附能力差异明显,蒙脱石、伊利石和绿泥石最大吸附量分别为8.80,3.27和2.69cm3/g。黏土矿物对甲烷吸附主要受控于矿物的中孔比表面积,最大吸附量与矿物的中孔比表面积大小具有强烈的正相关性。     

准噶尔盆地西山窑组聚煤规律分析

以准噶尔盆地西山窑组含煤地层为研究对象,结合区域构造资料,分析了含煤地层沉积环境,总结了含煤地层发育特征及煤层分布规律。其中西山窑组下段煤层发育于湖退时期,煤层发育好。从古环境、沉积微相、湖盆水平面变化及构造4个方面分析了煤层聚集规律,在温暖湿润气候中大量生长的植被为聚煤提供了物质基础;泥炭沼泽环境为聚煤提供了有利场所,并控制着煤层的平面分布;湖盆水平面上升期是聚煤的有利时期,湖盆沉积速率和有机质堆积速度动态平衡是是煤层持续发育的条件。埋藏后的构造运动决定了煤层的形成及时空分布特征。     

基于MIF法的几种黏土矿物的X射线衍射定量研究

作为土壤和岩石中的重要组成矿物,粘土矿物定量分析工作对探明地质样品的矿物学特性和地质演变过程具有重要意义。X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析是目前应用最广泛的粘土矿物定量分析手段。目前国内主要使用的粘土矿物XRD定量方法是修正Schultz法和参比强度(reference intensity ratio,RIR)法,然而这两种方法在定量的准确性上均存在一定问题。国际上近年来兴起了一种新的粘土矿物定量方法—矿物强度因子(mineral intensity factor,MIF)法。该法通过某种粘土矿物特定、唯一的MIF因子进行定量。然而,MIF法虽较之上述其它两种方法更为准确,但目前已有报道的粘土矿物MIF因子并不全面,几种常见的重要粘土矿物MIF因子尚未明确。本文选取不同产地的纯相粘土矿物,通过人工配样的方法对已有的MIF因子进行了验证,并增补了伊利石和蒙脱石的MIF因子。     

沁水盆地煤系地层页岩储层评价及其影响因素

以沁水盆地中部及南部的煤系地层的泥页岩取芯为研究对象,重点剖析了石炭系太原组及二叠系山西组两套主力产气层位,分别从烃源岩、岩石学性质、储层物性及其影响因素等方面进行分析。研究表明,沁水盆地泥页岩样品生烃潜力较好,样品总有机碳含量在厚层泥岩发育段具有较高值,有机质成熟度指标Ro在1.33%~2.17%,已达到生气窗,有机质显微组分以腐泥组为主,有机质类型均为I型干酪根;全岩分析表明,泥页岩样品脆性矿物含量较高,多数在40%以上;黏土矿物主要以伊/蒙混层矿物及高岭石为主,绿泥石及伊利石含量次之;经扫描电镜观察,泥页岩中矿物溶孔、粒间孔及微裂隙较为发育;孔隙度分布于0.7%~3.8%,略低于北美页岩,渗透率在0.002 8×10-15~0.127 3×10-15 m2,与北美页岩无太大差异;黏土矿物中高岭石及伊利石对储层物性影响较大,其中前者对孔渗发育具有建设作用,而后者含量越多对储层物性影响越不利。各项有机地球化学参数表明沁水盆地泥页岩具有较高的生烃潜力,储层孔隙度及渗透率适中,较高的脆性矿物含量有利于页岩气的后期储层压裂改造。     

川中北部通江地区上三叠统香溪群沉积相研究

四川盆地上三叠统香溪群（有的称香溪组或须家河组）是盆地内主要天然气储层之一，近年来勘探形势喜人。通过对四川北部通江地区上三叠统香溪群沉积环境的研究，结合地层和岩石学特征，加之通江地区上三叠统香溪群时四川盆地各周缘山系为构造活动期，因此认为上三叠统香溪群的沉积环境为湿地扇相、河流相和湖泊相的沉积组合，物源经冲积扇、河流搬运入湖，发育砾质坝、沙砾质坝、沙质坝、滨湖、浅湖相的滩、坝与滨岸沙、泥坪、沼泽微相等。同时，根据研究区各有关时代的沉积相、亚相、微相的划分及特征，将研究区内沉积环境及相的发育演化特征综合戍湿地冲积扇-辨状河、曲流河-湖泊环境演化的综合沉积相展布模式。