本文關(guān)鍵詞：青藏高原沱沱河地區(qū)二疊紀(jì)含煤巖系烴源巖評(píng)價(jià)及氣水合物形成條件研究　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：陸域永凍土區(qū)天然氣水合物因其可觀的數(shù)量及比海域水合物更易開采等特性而備受清潔能源研究者的青睞。但相較國外而言,我國在陸域水合物成藏地質(zhì)背景、烴源巖沉積環(huán)境、水合物形成條件等方面研究起步晚。青藏高原是世界中緯度地帶永凍土發(fā)育范圍最大、層最厚、最集中的區(qū)域之一,處于羌塘含油氣沉積盆地北部,晚古生代-早中生代烴源巖分布較廣,可為天然氣水合物的形成提供必要的烷烴氣,同時(shí)對(duì)該區(qū)天然氣水合物的遠(yuǎn)景初步預(yù)測(cè)研究表明,青藏高原具備天然氣水合物成礦條件和找礦潛力。本文以青藏高原沱沱河地區(qū)二疊系烴源巖形成地質(zhì)背景及天然氣水合物的形成條件為主要研究對(duì)象,針對(duì)研究區(qū)含煤巖系地層沉積期前后的地史演化、上二疊統(tǒng)含煤巖系的沉積相和烴源巖有機(jī)地球化學(xué)的較系統(tǒng)詳實(shí)描述,結(jié)合區(qū)內(nèi)烴源巖篩選評(píng)價(jià)、烷烴氣成分及成因等內(nèi)容的綜合分析,得到如下認(rèn)識(shí)：1.青海省沱沱河地區(qū)發(fā)育一套晚二疊世含煤巖系地層,沉積厚度1800米。該套地層總體表現(xiàn)為海陸交互相沉積,其中在烏麗地區(qū)發(fā)育障壁海岸和三角洲兩個(gè)沉積體系,分別以放射蟲硅質(zhì)巖和煤層為其標(biāo)志。地層下部富有機(jī)質(zhì)巖性段的沉積相為三角洲平原相、上部貧有機(jī)質(zhì)巖性段處于淺海潮坪相沉積環(huán)境。微相控制煤的發(fā)育和分布。聚煤環(huán)境為泥炭沼澤,主成煤期為樂平統(tǒng)吳家坪階-長興階底部,煤階較高。沉積環(huán)境與烴源巖形成、天然氣水合物成礦間具耦合關(guān)系。2.對(duì)區(qū)內(nèi)晚泥盆世高鋁玄武巖、早二疊世玻鎂安山巖、晚二疊世亞堿性-堿性拉斑玄武巖和晚三疊世火山巖鈣堿性玄武巖的構(gòu)造屬性厘定,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)處于大洋(D3)、俯沖起始(P,)、陸緣弧發(fā)展(P3)到成熟(T3)的清晰演化脈絡(luò),上二疊統(tǒng)(P3)富碳泥泥沼烴源巖沉積于較成熟穩(wěn)定的陸內(nèi)環(huán)境,利于陸生生物的繁盛與保存。通過火山作用對(duì)烴源巖發(fā)育影響的分析,認(rèn)為與煤系地層沉積同期的晚二疊世水下火山巖漿噴發(fā)大量H2S、SO2等還原性氣體對(duì)有機(jī)質(zhì)保存有利,陸生和水生生物隨陸源碎屑沉積發(fā)育為生烴母質(zhì)層。晚三疊世火山巖具有降低上二疊統(tǒng)烴源巖中的有效碳含量和成為水合物成藏封蓋的雙重效用。3.上二疊統(tǒng)烴源巖遭受了低級(jí)區(qū)域變質(zhì)和動(dòng)力變質(zhì)作用,前者的變質(zhì)溫度促進(jìn)烴源巖中有機(jī)質(zhì)的成熟度,同時(shí)巖石中新生變質(zhì)礦物絹云母、綠泥石等的強(qiáng)吸附作用強(qiáng)化了烴源巖對(duì)自源游離甲烷氣的自生自儲(chǔ)能力；后者的構(gòu)造壓力使烴源巖被動(dòng)排烴,另外造成烴源巖中形成大量裂隙、節(jié)理,改善了儲(chǔ)集層的孔滲條件和儲(chǔ)集空間,在圈閉較好的構(gòu)造部位有利于水合物的生成。4.對(duì)凍土特征、地質(zhì)過程及融區(qū)的分析,發(fā)現(xiàn)沱沱河地區(qū)與國內(nèi)外已知陸域水合物產(chǎn)出地凍土地溫梯度基本接近,滿足水合物形成的地溫條件。研究區(qū)現(xiàn)存多年凍土層主要形成于珠穆朗瑪冰期；構(gòu)造-融區(qū)的斷裂為烴類氣體的運(yùn)移通道。5.通過烴源巖地質(zhì)特征研究,沱沱河地區(qū)上二疊統(tǒng)那益雄組含煤烴源巖中的煤質(zhì)屬無煙煤,且煤的灰分含量較高,變質(zhì)程度較高,曾經(jīng)歷過煤型裂解氣的主要生氣階段。但發(fā)現(xiàn)烏麗一帶具有烴源巖出露面積廣、沉積厚度大、后期構(gòu)造變動(dòng)適中等利于水合物形成的地質(zhì)條件因素。6.通過對(duì)上二疊統(tǒng)那益雄組含煤巖系的巖石熱解分析,巖石TOC(%)普遍0.4, Tmax (℃)介于408～555之間。氯仿瀝青“A”含量較低,飽和烴比列達(dá)33.45～88.17%。有機(jī)質(zhì)類型以腐泥腐殖型(Ⅱ2)為主,少數(shù)為腐殖型(Ⅲ)。鏡質(zhì)體最大反射率均值為3.41%,烴源巖處于高成熟-過成熟�；谏飿�(biāo)志化合物及有機(jī)質(zhì)沉積環(huán)境分析,上二疊統(tǒng)那益雄組烴源巖有機(jī)質(zhì)來源于陸生高等植物與水生生物的混合,沉積于強(qiáng)還原、高鹽度的水體,利于有機(jī)質(zhì)的大量保存。最有利的烴源巖為上二疊統(tǒng)含煤巖系,烴源巖評(píng)價(jià)為中等-好的級(jí)別。7.通過巖石地球物理特性差異,利用測(cè)井曲線對(duì)凍土層內(nèi)含煤巖系泥巖、煤層及高灰分煤巖層進(jìn)行解釋,有效識(shí)別出深部51.55米的多個(gè)煤層,煤巖及碳質(zhì)泥巖是含煤巖系烴源巖的生烴母質(zhì)層。8.沱沱河地區(qū)天然氣水合物形成條件要素依賴：適宜的地溫梯度、自然地表低溫、較厚的面狀凍土、含煤層系、充足的氣源、低強(qiáng)度的斷裂構(gòu)造及較好的儲(chǔ)、蓋層組合。那益雄組含煤層系烴源巖控制水合物氣源,氣體組分中甲烷比例超過99%,甲烷為熱解氣和生物氣的混合成因,干燥系數(shù)反映出烴類氣體為干氣,極利于水合物的形成。9.較系統(tǒng)的分析了沱沱河地區(qū)天然氣水合物生-儲(chǔ)-蓋等成藏地質(zhì)條件,建立了天然氣水合物圈閉成藏的4種模式(褶皺圈閉、斷層及巖性圈閉、不整合面圈閉和凍土圈閉)；總結(jié)出影響水合物成藏的4個(gè)因素(高原隆升、活斷層、融區(qū)及氣候變暖)及烷烴氣逸散的方式,其中第四紀(jì)氣候變化與該地區(qū)凍土厚度增減、氣水合物保存之間表現(xiàn)出耦合性。10.通過與祁連山木里盆地天然氣水合物成藏模式的比較與探討,提出沱沱河地區(qū)水合物成藏演化經(jīng)歷了有機(jī)質(zhì)沉積保存階段,烴源巖成巖、變質(zhì)、生排烴階段和水合物成藏階段。11.根據(jù)沱沱河地區(qū)開心嶺、烏麗兩個(gè)地帶天然氣水合物成藏地質(zhì)條件、有機(jī)地球化學(xué)指標(biāo)參數(shù),圈定3處氣水合物有利成礦區(qū)帶、3處有利勘查目標(biāo)區(qū),為客觀評(píng)價(jià)本區(qū)氣水合物資源潛力及天然氣水合物勘查開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.13

【參考文獻(xiàn)】

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