鄂尔多斯盆地在哪里?鄂尔多斯盆地的勘测历史

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鄂尔多斯盆地在哪里?

1.盆地概况黄河的源头在哪里?在牧马人的酒壶里。鄂尔多斯盆地在哪里?在黄河那亲亲的怀抱里。
鄂尔多斯盆地又称陕甘宁盆地,包括陕西省大部,甘肃省东部,宁夏大部,以及内蒙古和山西的一部分。四面环山,南为秦岭山脉,北为阴山山脉,东为吕梁山脉,西为贺兰山、六盘山。南北长约700千米,东西宽约500千米。
滚滚黄河与鄂尔多斯有不解之缘,黄河从西边进入盆地后,沿着盆地的西边、北边、东边绕了一个大圈圈,然后在盆地东南角的潼关离开了,“鄂尔多斯”一词也与黄河有关。“鄂尔多斯”是蒙语,意为“河南之地”,指的是包头以南被黄河圈绕的这片土地。
鄂尔多斯盆地北部为沙漠草原,一望无际的大草原是天然的大牧场,横穿沙漠也是新兴的旅行项目。南部是黄土高原,毛主席诗词中的“原驰腊象”就是说的黄土高原。南北分界大致是在北纬38°。
这条地质家称谓的三八线不但是地貌的分界线,也是地质构造的分界线,这条线以北主要是气田,以南主要是油田。这是否巧合?不得而知。大自然留给人们的悬念太多了。
鄂尔多斯盆地是中华民族繁衍生息的重要地区,盆地内有许许多多的文化遗迹。鄂尔多斯盆地也是富含油、气、煤的地区,分布在陕甘宁的油田延绵数千里,北部的天然气远输北京,而神府煤田属世界八大煤田之列。
2.地质演化鄂尔多斯盆地在距今4亿年前是一片汪洋大海,沉积了大量的生物灰岩,为日后的陕北天然气生成提供了物质来源。到3亿年前,海水逐渐向南退去,盆地成为内陆海,其间形成了一些生煤地层。到2亿年前的三叠纪,变成了与海隔绝的大湖,湖的中心在庆阳、志丹县一带,后来形成的石油多集中在当时的湖边三角洲一带,像如今的安塞油田就是。到1.5亿年前,湖盆消失,盆地内由大大小小的河流组成了河网体系,水量充分、气候温暖、阳光明媚、森林茂盛。现今在陕北的川道中能见到高大的古树化石,盆地内的煤矿主要是这时期的植物埋在地下后变成的。
在距今一千多万年的新生代时期,盆地内的大河变窄变浅,成为一片沼泽地,大量动物聚集繁殖。如今盆地内遍布着虎、象、马、牛、鹿、狗、羊、鼠等古动物化石,著名的黄河古象就是在甘肃庆阳地区出土的,这里盛产中药材“龙骨”就是各类动物的骨头化石,“龙牙”就是动物的牙齿化石。
随着时间的推移,盆地逐渐抬升沼泽变成了平原,温湿的气候变成干旱的气候,加速了沙漠化的进程。但直到百年前,盆地大部分仍是一片片郁郁葱葱的植被覆盖着,仍有虎豹等动物存在。现今,只有子午岭等少数地方还留存有茂密的森林植物。
3.人文史迹鄂尔多斯盆地是中华民族繁衍生息的重要地区之一,这里不但是周秦汉唐的政治经济中心,又是古代的戍边要地,给我们留下了丰富的史迹。
盆地内有黄帝陵、周先王陵,南部有秦始皇陵、汉茂陵、唐昭陵(唐太宗墓)、乾陵(武则天墓),西部有西夏王陵,北部有成吉思汗陵。这些都反映着当时作为政治、经济、文化中心的地位。
盆地自古多要塞,是守土戍边的重要地区。秦朝派太子扶苏和大将蒙恬镇守绥德。唐诗名句“可怜无定河边骨,犹是春闺梦里人”的无定河就位于绥德与榆林之间,向西是历史上的三边地区(靖边、安边、定边)。宋代名相范仲淹曾经略延安、庆阳一带,镇守在庆阳。沿平凉北上可经过杨六郎把守的三关口,再往北有传说中的穆桂英点将台。
盆地内更有革命圣地延安。当年毛主席率红军翻越六盘山进入陕北,与刘志丹胜利会师,这里成为党中央所在地,“东方红”的歌声就是从这里唱起来的。

鄂尔多斯盆地的勘测历史

鄂尔多斯盆地石油勘探开发早在二十世纪初就开始了。清光绪二十九年(1903年),陕西于彦彪、郑明德与德国商人汉纳根合约开采延长石油。清光绪三十二年(1906年),创办延长石油官厂。次年钻成中国陆上第一口井———延一井(井深81m)。民国三年(1914年),北洋军阀政府与美国美孚石油公司签订《中美合办油矿条约》。油量甚微,无重大发现。
长庆油田在鄂尔多斯盆地的石油勘探始于1950年。历经筹划启蒙时期(二十世纪50年代)、起步时期(二十世纪60年代)、创业时期(二十世纪70年代)、调整时期(二十世纪80年代)、大发展时期几个阶段(二十世纪90年代至今)。 1950年,组建陕北勘探大队,开展石油地质调查与钻探。在北起延安、延长,南至铜川、韩城一带进行地质调查,在中生界地层发现了20多个构造和40多出油苗,筛选3个重点构造提供钻探。1951年,扩大勘探范围至内蒙及贺兰山地区。1954年,在永坪、枣园见低产油流。1958年,勘探区由陕北地区转向内蒙的伊克昭盟和西部宁夏灵武、盐池一带;同时开展盆地构造和含油岩系岩相比那湖研究,寻找新的含油有利地区,在盆地西部断褶带发现三叠系和侏罗系油层,但未获工业性油流。
20世纪60年代,在宁夏灵武境内李庄子、马家滩钻探发现低产油流,第一次采用压裂技术改造低渗透油层获得工业性油流。李庄子、马家滩钻探发现,拉开了长庆油田会战前的序幕,虽然达不到奠基的作用,起码起到了引领的作用。 20世纪80年代,侏罗系油田综合调整,开展特低渗透油藏开发试验和科研攻关,推广新工艺、新技术。由侏罗系找油转向三叠系找油。1983年12月,中生界三迭系延长统塞一井出油,日产六十四点四五吨。至此,陕北勘探,石破天惊,安塞油田八年科技攻关成功,解长庆倒悬之急,挽长庆徘徊之势,有拨云见日之功,指点山河之力,开低渗油田之先河。为此,安塞油田被誉为“安塞模式”,在全国推广。
20世纪90年代,鄂尔多斯盆地石油开发生产稳步增长。90年代中期,制定了陕北石油二次勘探的部署思路,5年内新增石油储量4亿吨。在盆地内发现并高效开发了三叠系油藏为主的大型特低渗透油田———靖安油田。侏罗系滚动勘探开发取得成功,原油储量、产量连续突破历史最高水平。 很长一段时间,长庆等于低渗透,低渗透等于长庆。“井井有油,井井不流”;是“破棉袄”,穿上太烂,不穿太冷;是鸡肋,“食之无味,弃之可惜”等,这些观念影响了鄂尔多斯盆地低渗透油田开发达70年。后来,又有“磨刀石”、“三低”、“四低”、“特低”、“超低”油气藏,“边际油气田”、“难动用”、“贫矿”、“穷折腾”等帽子戴在头上,一戴又是30年。进入二十一世纪,鄂尔多斯盆地石油勘探开发步入大发展的快车道。地质上提出辫状河三角洲成藏理论,认识上提出“三个重新认识”、找油“原点论”、“宏观找油论”、“自然能量开发压差论”、“低渗透相对均质论”和“开发经济界限论”,实现勘探开发领域向新领域转移,2001年,第三次挺进董志塬,发现西峰油田,经过3年勘探,三级储量超4亿吨,被誉为中国石油近10年来最大发现。接着提出再上姬塬的部署,2002年初上就获得了一批高产油流井,揭开了姬原勘探开发的序幕。姬塬勘探六上五下,终获大发现。不到3年时间,初步落实了3个亿吨级有利目标,为盆地石油储量稳定增长提供了新的接替区。
按照国务院批准的《找矿突破战略行动纲要(2011—2020年)》,3年来,我国新增石油探明储量39.47亿吨、天然气探明量2.3万亿立方米,在鄂尔多斯、塔里木和渤海湾盆地连续发现8个亿吨级油田,在鄂尔多斯、四川和塔里木盆地连续发现6个千亿立方米的气田。煤层气在沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘新增探明量2877亿立方米,比2010年底前累计探明量翻了一番。页岩气率先在重庆取得突破,探明首个千亿立方米整装页岩气田,形成15亿立方米产能。煤炭新增查明资源储量1886亿吨,新疆和山西新增一批大型和超大型煤炭矿产地。铀矿勘查在鄂尔多斯盆地查明一个超大型砂岩型铀矿,有望形成我国铀矿开发利用新格局。 鄂尔多斯盆地石油开发从无到有。解放前,人们用了约50年的时间,将鄂尔多斯盆地的石油产量才搞到2000吨;解放后的50年代—60年代的20年间,年产量也没有突破2万吨;70年代—90年代,人们再用24年时间,年产量终于上升到了200万吨;1994年东部会议提出33551目标后的6年间,盆地产量平均以年增长近100万吨的速度上升,到2000年产量水平已达750万吨(其中长庆占500万吨);到2003年,原油产量突破1000万吨(其中长庆占701万吨);2007年,原油产量突破2000万吨(其中长庆占1201万吨),累计生产原油超1亿吨。
鄂尔多斯盆地石油总资源量超过100亿吨,实际比这数还大。截至2007年底,已探明石油地质储量16.67亿吨,占总资源量的19%。建国以来,中国先后进行了三次油气资源评价。1987年,对鄂尔多斯盆地石油资源评估只有40亿吨,1994年的评估结果是85.88亿吨,2006年的评估结果是100亿吨。但从盆地侏罗系11套油层,延长统10套油层的实际看,对储量资源量的认识还有巨大空间。曾有一位专家计算,光是延长统10万平方公里,就已大面积稳定分布着石油,按一平方公里石油丰度40万吨的常规蕴藏,意味着400亿吨的石油埋藏量,除去一半折扣,也有200亿吨石油资源量。所以,石油勘探开发的前景不可限量。
鄂尔多斯盆地探明石油地质储量、石油产量年均增长速度均居中国第一位,每年新增石油地质探明储量均超过1亿吨以上。是建立石油生产基地的最有利地区,也是最现实的地区。2002年整个盆地生产的石油超过了1200万吨,2007年2000万吨(包括延长)。

鄂尔多斯盆地的勘测历史

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请解释一下,鄂尔多斯盆地的油气田分布规律。急急急!!!奉上全部分数!

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鄂尔多斯盆地油气分布规律总结如下:
(1)首先,从油气分布构造区域上看,鄂尔多斯盆地油气资源主要分布在伊陕斜坡上,该构造单元构造平缓,大致呈现由东向西倾斜约1o左右的,东高西低,北高南低的分布格局。(2)盆地内主要发育两套烃源岩,一是上古生界 石炭—二叠系海陆过渡相煤系地层烃源岩,来源是主要有机质来源是高等植物,干酪根类型是Ⅲ型,烃源岩成熟后主要裂解成气,垂向上与致密砂岩储层(主要为三角洲河道砂体)相邻,平面上相互重叠,叠合连片,纵向上相互叠置,源储共生(如三明治式等)的分布特征。
(3)至于为什么致密气主要分布在盆地的北部地区,是因为南部石炭 – 二叠系这套烃源岩埋深过大,4000-5000米甚至更深,加之南部在中生界早白垩纪晚期(140-100Ma)因为燕山运动板块碰撞,在吴起—庆阳—富县一带发生构造热事件,岩浆入侵烘烤作用,地温梯度急剧增高,原本南部地区煤系烃源岩热演化程度就很高,再加上岩浆烘烤,一般Ro >3%,有些地方甚至>4%,生气能力耗尽。相比之下北部地区石炭 – 二叠系这套煤系地层未受岩浆侵入烘烤作用,保存有较好的生烃能力,因此致密气主要在分布在北部地区。
(4)致密油产区则主要是中生界三叠系延长组陆内湖湘烃源岩,埋深变化大体遵循伊陕斜坡的构造格局,总体埋深由北部向南部逐渐加深,北部仅400-800m,最深不过1000m,热演化程度相对低,向南地层总体逐渐变深,加之早白垩(140-100Ma)有岩浆入侵的构造热事件影响,热演化程度相对较高,已达到生油门限值Ro: 0.8%~1.0%,并且其RO值由吴起—庆阳—富县中心向盆地边缘呈带状降低趋势。其干酪根类型主要是深水湖盆的?型、部分为Ⅱ型为主,热成熟作用主要是偏生油型。
(5)从古构造沉积相恢复来看,由于三叠系延长组湖相烃源岩是经历了一次打的湖进湖退得构造旋回,中间有历经一些小规模的湖进湖退,所以,其作为烃源岩的泥岩和三角洲前缘河道砂分布范围呈现规律变化,并不是是整个盆地都分布。主要形成的南北两大沉积体系,东北是曲流河三角洲为主,西南则以辫状河三角洲为主。其沉积亚相为三角洲平原分流河道砂、三角洲水下分流河道、三角洲前缘砂坝。不仅如此,致密油短距离运移、近距离成藏特点。致密油主要受生烃中心凹陷控制。因此致密油主要是分布在南部地区。
另外,西部的天环凹陷构造运动相对强烈和埋深也较大,有些地方形成一些常规油气藏。但总体上看,鄂尔多斯盆地形成北部产气为主,南部产油的格局。
(地大北京-小主)

鄂尔多斯盆地东北缘准格尔煤田煤中超常富集勃姆石的发现

摘 要 运用 X 射线衍射分析( XRD) 、带能谱仪的扫描电镜( SEM-EDX) 和光学显微镜等技术,首次在鄂尔多斯盆地东北缘准格尔矿区6 号巨厚煤层中发现了超常富集的勃姆石及其特殊的矿物组合,勃姆石含量可高达13. 1%,与勃姆石伴生的矿物有磷锶铝石、锆石、金红石、菱铁矿、方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿。重矿物的组合特征与华北地区本溪组铝土矿中的重矿物组合特征相似,高含量的勃姆石主要来源于聚煤盆地北偏东方向本溪组风化壳铝土矿,三水铝石以胶体溶液的形式从铝土矿中被短距离带入泥炭沼泽中,在泥炭聚积阶段和成岩作用早期经压实作用脱水凝聚而形成勃姆石。

任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑

煤中矿物是煤的重要组成部分。从成因角度来看,煤中矿物的成分和特征,既反映聚煤环境的地质背景,有时又反映煤层形成后所经历的各种地质作用过程,有助于阐明煤层的成因、煤化作用、区域地质历史演化等基本理论问题( Ward,2002) 。从煤的利用角度看,煤中矿物含量直接影响煤发热量的高低和煤的加工利用特性( 韩德馨,1996) ,也是在炼焦冶金过程中造成磨损、腐蚀、污染的主要来源。另外,煤中大部分微量有害元素的含量、存在形式及其对环境的污染也与煤中矿物有关( Vassilev et al. ,1994) ,矿物是煤中微量元素的主要载体( 唐修义等,2004) 。Gupta 等( 1999) 认为,煤利用过程中大部分问题是煤中矿物引起的,而不是煤中的有机显微组分。另一方面,煤中所富集的达到工业品位要求的稀有元素、放射性元素是伴生的有用矿产,有的矿物在煤炭利用加工过程中能起催化作用,提高了煤的经济技术价值。因此,对煤中矿物的成分、含量、成因和赋存状态的研究,具有重要的理论和现实意义。

一、煤中发现的矿物

煤中矿物主要有石英、黏土矿物( 主要是高岭石、伊利石、伊利石/蒙脱石混层矿物) 、碳酸盐矿物( 菱铁矿、方解石、白云石) 、硫化物矿物( 如黄铁矿) ( Ward,1978,2002; Harvey et al. ,1986; Palmer et al. ,1996) 。国内外学者对煤中矿物,特别是这 4 大类矿物的赋存特征和地质成因进行了较为广泛的研究( Martinez-Tarazona et al. ,1992; Patterson et al. ,1994; 黄文辉等,1999; Hower et al. ,2001; Ward,2002; Dai et al. ,2003) ,并运用低温灰化、X 射线衍射、带能谱仪的扫描电镜等方法发现了煤中许多痕量矿物,如独居石、锆石、纤磷钙铝石、水绿矾、胶磷矿、铬铅矿等( Querol et al. ,1997; Rao et al. ,1997; Ward,1989; Dill et al. ,1999; Vassilevet al. ,1998; Li et al. ,2001; 丁振华等,2002) 。根据 Finkelman( 1981) 的资料,煤中已鉴定出的矿物达 125 种以上; Bouka 等( 2000) 认为煤中可能存在 145 种矿物; 唐修义等( 2004) 汇总了国内外文献报道,列出了煤中可以鉴定出的 201 种晶体矿物。

根据前人的研究资料,煤中发现的氢氧化物矿物有: 褐铁矿、铝土矿、针铁矿、纤铁矿、硬水铝石、三水铝石、勃姆石、黑锌锰矿、水镁石,羟钙石。其中褐铁矿、铝土矿、针铁矿在煤中常见,对其成因也有较多的研究( Dill et al. ,1999) ; 纤铁矿在煤中较少见,主要存在于泥炭中( Bouka et al. ,1997) ; 硬水铝石在煤中含量较低,主要存在于有火山灰层夹矸的煤层中,且主要在火山灰层夹矸中( Burger et al. ,1971) ; 三水铝石在煤中少见( Bouka et al. ,2000) ; 勃姆石、黑锌锰矿、水镁石和羟钙石等矿物在煤中偶见或罕见( Ward,1978; Bouka etal. ,2000; 唐修义等,2004) 。

值得关注的是,虽然勃姆石可以存在于某些煤系地层的黏土岩夹矸中,并对其进行了一些研究工作( Maoyuan et al. ,1994; 梁绍暹等,1997; 刘钦甫等,1997) ,但是对煤中勃姆石的赋存、成因在国内外尚未见公开报道的资料,其主要原因就是它在煤中较为罕见。Bouka等( 2000) 认为勃姆石在煤中是非常稀少的; Ward( 1977,1984,2002) 认为在个别煤中可以存在痕量的勃姆石,但高含量的勃姆石在煤中是非同寻常的。Goodarzi 等( 1985) 、Harvey 等( 1986) 、Patterson 等( 1994) 、Vassilev( 1994) 等分别对加拿大、澳大利亚、美国、保加利亚的煤中矿物进行了研究,未发现勃姆石。Tatsuo 等( 1993,1996) ,Tatsuo( 1998) 在日本北海道的石狩湾煤田古近纪煤的低温灰化产物中发现了含量很少的勃姆石( 在所采集的 85 个煤样品中,仅 8 个样品的低温灰化产物中有勃姆石,并且其最高含量仅占低温灰化产物中矿物总量的 2. 5%) 。除此之外,国内外对煤中勃姆石的研究再无公开报道。

二、地质背景和实验方法

准格尔煤田地处鄂尔多斯盆地的东北缘,煤田南北长 65km,东西宽 26km,面积1700km2,已探明的煤炭地质储量为 268 亿吨。它是鄂尔多斯盆地煤层最富集的地带,也是沉积相变最明显的地带,石灰岩在煤田内全部尖灭,逐渐相变为陆源碎屑岩。准格尔煤田的含煤岩系包括上石炭统本溪组、太原组和下二叠统山西组,含煤岩系总厚 110 ~160 m,煤系地层的底板为中奥陶统石灰岩,其上覆地层为下石盒子组、上石盒子组、石千峰组、刘家沟组等非含煤地层。该区主采煤层6 号煤位于太原组的顶部,厚度一般在2. 7 ~35 m 之间,平均厚度为 30m,最厚可达 50 m,是在三角洲沉积体系的背景下形成的一巨厚煤层( 刘钦甫等,1997) 。

按照 GB 482-1995 和 MT 262-91 的采样规范和矿区煤层开采的实际情况,对准格尔矿区黑岱沟矿6 号煤层煤样进行了分层样品的采集。样品的编号、厚度及特征如图 1 所示。煤层自上而下的编号为 ZG6-1、ZG6-2、ZG6-3、ZG6-4、ZG6-5、ZG6-6 和 ZG6-7。用 X 射线衍射分析( XRD) 对该煤层进行了矿物组成研究,用带能谱仪的扫描电镜( SEM-EDX) 和 MPV-Ⅲ显微镜光度计对矿物的形貌特征进行观察。按照 GB 8899-88 对煤的显微组分和矿物进行了定量统计,测试结果的单位为体积百分数( vol. %) ,两次测试结果的允许差小于4. 5% 。

图 1 研究区 6 号煤层柱状及分层矿物组成

三、勃姆石及其特殊矿物组合的发现和赋存特征

在矿物组成上,准格尔 6 号煤层 d 剖面自上而下明显分成 4 段,第 1 段由 ZG6-1 组成,第 2 段由 ZG6-2、ZG6-3 和 ZG6-4 组成,第 3 段由 ZG6-5 组成,第 4 段由 ZG6-6 和 ZG6-7 组成。这 4 段的矿物组成有很大差别( 图 1) 。自上而下的特征如下:

( 1) X 射线衍射分析( 图 2a) 和光学显微镜下测定 ZG6-1 分层的矿物组成以石英为主,含量高达 16. 4%( 表 1) ,呈分散状( 图版Ⅰ-1) ,石英造成煤的矿化现象比较严重( 图版Ⅰ-2) 。从石英形态特征来看,其边缘棱角明显,粒度均匀,大多为 5 ~ 10μm ( 图版Ⅰ-3) ,主要分布在基质镜质体中,也存在于同生黏土矿物中,在均质镜质体中也有分布。黏土矿物( 主要是高岭石) 的含量为5. 5%( 表1) 。该分层的石英和黏土矿物的 SEM-EDX 测试结果如表2 所示。

表 1 准格尔煤田 6 煤层的煤岩组成

注: bdl 为低于检测极限。

图 2 研究区 6 号煤层分层样品的 XRD 图

( 2) ZG6-2、ZG6-3、ZG6-4 的组成以超常富集的勃姆石为主,其含量分别为 11. 9% 、13. 1% 和 11% ( 图 2b、c、d; 表 1) ,如此高含量的勃姆石存在于煤中,在国内外尚无报道。另外,这 3 个分层中高岭石含量分别为 4. 3%、3. 6%和 4. 4%。勃姆石在该煤层中呈隐晶状产出,其赋存状态多样,但主要以团块状分布于基质镜质体中,有的以单独的团块状或不规则的团块状出现( 图版Ⅰ-4 ~6) ,有的以连续的团块状或串珠状出现,也有的充填在成煤植物的胞腔中( 图版Ⅰ-7) 。呈团块状分布的勃姆石的粒度差别很大,为 1 ~ 300μm。在偏光显微镜下,勃姆石与黏土矿物的区别主要是: 勃姆石致密,而黏土矿物比较松散( 图版Ⅰ-8) ,勃姆石的反射色比黏土矿物浅,并且勃姆石的突起较高( 图版Ⅰ-6) ,黏土矿物不显突起( 图版Ⅰ-8) 。在这些勃姆石富集的煤层中,与勃姆石伴生的矿物组合也较特殊,这些矿物包括金红石、磷锶铝石、锆石、菱铁矿、方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿。在 ZG6-2 中,有较高含量的金红石( 1. 6%) ,金红石以单晶或膝状双晶形式出现,并有环带结构的现象( 图版Ⅱ-1,2) 。在ZG6-2 和 ZG6-3 中有磷锶铝石,磷锶铝石主要充填在丝质体的胞腔中,呈圆粒状出现,粒度为1 ~2μm( 图版Ⅰ-7,图版Ⅱ-3) 。在 ZG6-3 中有方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿,这3 种矿物呈浑圆状产出( 图版Ⅱ-4) ,其内部结构比较特殊,有许多孔洞,似明显的菌藻类等低等生物矿化的迹象( 图版Ⅱ-5) 。在 ZG6-2 和 ZG6-3 中,有锆石,其破碎的痕迹表明来源于物源区( 图版Ⅱ-6,7) 。此外,在勃姆石富集的层位还有少量的菱铁矿( 图版Ⅱ-8) 。由于金红石、磷锶铝石、锆石和菱铁矿的含量不高,X 射线衍射分析未能检测出,主要是通过偏光显微镜和带能谱仪的扫描电镜( SEM-EDX) 所观察的晶体形态和物质成分加以鉴定。

( 3) ZG6-5 的矿物组成以高岭石为主,含量为 11. 4% ,含少量勃姆石( 3. 3% ) 及痕量的黄铁矿。

( 4) ZG6-6 和 ZG6-7 的矿物以高岭石为主,含量分别为 22% 和 19. 5% ,有痕量的黄铁矿、石英和方解石,未见勃姆石( 图 2e、f) 。

四、勃姆石及其伴生矿物成因初探

勃姆石是硅酸盐岩石的风化产物,常与三水铝石、硬水铝石、高岭石、迪开石、玉髓、铵云母等矿物共生,此外,还可能是低温热液产物,与泡沸石共生( Kondakov et al. ,1975; Hrinko,1986; 梁绍暹等,1997; Banerji,1998; 程东等,2001) 。但在勃姆石富集的煤层中,除高岭石外,没有发现上述共生矿物,也没有发现任何低温热液矿物或热液活动的证据。

根据王双明等( 1996) 的研究表明,在准格尔煤田 6 号煤层的形成初期( 对应的煤层编号为 ZG6-7 和 ZG6-6) ,准格尔煤田北偏西方向地势高,而南偏东地势低,陆源碎屑物质主要来自北西方向的阴山古陆广泛分布的中元古代钾长花岗岩,因此在 ZG6-7 和 ZG6-6 分层中所形成的矿物和鄂尔多斯盆地其他地区煤的矿物组成差别不大,以陆缘碎屑的黏土矿物为主。在煤层形成的中期( 相对应的煤层编号为 ZG6-5、ZG6-4、ZG6-3 和 ZG6-2) ,煤田的北东部开始隆起,并有本溪组铝土矿出露,煤田处于北偏西的阴山古陆和北偏东本溪组隆起的低洼地区,聚煤作用持续进行,古河流的方向为北偏东( 王双明等,1996) ,表明陆源碎屑主要来自北偏东的隆起。根据石炭纪石灰岩氧、碳同位素值代表的环境意义,得出石炭纪石灰岩是在正常海相环境中形成的,并计算出太原组形成期古水温平均为 29 ~ 32℃,说明当时该地区气候为炎热( 刘焕杰等,1991; 程东等,2001) 。根据林万智( 1984) 和程东等( 2001) 对该区石炭纪古地磁研究推测,准格尔煤田晚石炭世的古纬度在北纬 14°左右。这种热带湿热气候有利于本溪组风化壳三水铝石的形成( 程东等,2001) 。三水铝石为氧化的开放环境的产物。三水铝石以及少量的黏土矿物在水流的作用下,以胶体的形式经过短距离的搬运到准格尔泥炭沼泽中。根据王双明等( 1996) 的研究,准格尔煤田距离风化壳仅为50km 左右。随着泥炭的持续聚积,到对应的煤层为 ZG6-1 时,北偏东方向的本溪组隆起下降,陆源碎屑的供给又转变为北偏西方向的阴山古陆的中元古代钾长花岗岩,除在 ZG6-1分层中的大量石英外,主要为黏土矿物。在泥炭聚积和成岩作用早期阶段,ZG6-5、ZG6-4、ZG6-3 和 ZG6-2 分层中三水铝石胶体溶液在上覆沉积物的压实作用下,发生脱水作用形成勃姆石。从勃姆石的赋存形态来看,大部分勃姆石呈絮凝状,也反映了它的胶体成因的特点。刘长龄等( 1985) 认为,勃姆石形成主要与成岩阶段的弱酸性与弱氧化至弱还原的介质环境有关,勃姆石在泥炭沼泽中更易形成。山西河曲本溪组铝土矿富含勃姆石,山西和河南铝土矿的重矿物组成有锆石、金红石、方铅矿等,和富勃姆石煤层中的重矿物组合相似( 刘长龄等,1985) ,也是 6 号煤层中勃姆石来源于本溪组铝土矿的佐证。6 号煤中高含量勃姆石的形成与含煤岩系高岭岩中的勃姆石或勃姆石岩的形成不同,刘钦甫等( 1997) 的研究表明,含煤岩系高岭岩中的勃姆石或勃姆石岩中勃姆石的形成主要是高岭石在介质的酸度( pH < 5) 增大时脱硅形成的,并且具有高岭石的假象。而在该煤层中的勃姆石没有交代高岭石的现象。

表2 勃姆石及其伴生矿物的SEM-EDX 测试结果

注: Min 为最小值; Max 为最大值; AM 为算术均值; bdl 为低于检测极限。

研究区晚古生代煤中高含量勃姆石的出现并不是一个简单、孤立的地质事件,它独特的赋存状态、成因、伴生矿物组合关系与其周围的地质体、煤层的形成演化、煤层形成时的古地理和古气候具有不可分割的联系。

致谢: 感谢中国科学院地质与地球物理研究所曾荣树研究员和中国石油大学( 北京) 钟宁宁教授给予的悉心指导和大力帮助。

参 考 文 献

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图版说明

图版Ⅰ

1. ZG6-1 中的石英( SEM ) 。

2. ZG6-1 中的石英,矿化现象严重( 油浸,反射单偏光,320 × ) 。

3. ZG6-1 中的石英,棱角明显,粒度均匀( SEM ) 。

4. ZG6-2 中规则的团块状勃姆石( SEM ) 。

5. ZG6-2 中不规则团块状勃姆石( SEM ) 。

6. ZG6-3 中不规则团块状勃姆石,突起高( 油浸,反射单偏光,320 × ) 。

7. ZG6-3 中充填于丝质体胞腔的勃姆石和磷锶铝石( SEM ) 。

8. ZG6-5 中黏土矿物,不显突起( 油浸,反射单偏光,320 × ) 。

图版Ⅱ

1. ZG6-2 中的金红石晶体( 油浸,反射单偏光,320 × ) 。

2. ZG6-2 中金红石的膝状双晶( SEM ) 。

3. ZG6-3 中充填于胞腔的磷锶铝石( SEM ) 。

4. ZG6-3 中呈浑圆状产出的硒方铅矿( SEM ) 。

5. ZG6-3 中硒铅矿的内部结构( SEM ) 。

6. ZG6-2 中的锆石( SEM ) 。

7. ZG6-3 中的锆石( SEM ) 。

8. ZG6-3 中的菱铁矿( SEM ) 。

代世峰等: 鄂尔多斯盆地东北缘准格尔煤田煤中超常富集勃姆石的发现

图版Ⅰ

任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑

代世峰等: 鄂尔多斯盆地东北缘准格尔煤田煤中超常富集勃姆石的发现

图版Ⅱ

任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑

A discovery of extremely-enriched boehmite from coal in the Junger coalfield,the northeastern Ordos Basin.

DAI Shifeng1,2,REN Deyi1,2,LI Shengsheng2,Chen Lin CHOU3

( 1. Key Laboratory of Coal Resources of CUMT,Beijing,100083; 2. Department of Resources and Earth Science, China University of Mining and Technology,Beijing,100083; 3. Illinois State Geological Survey,IL61820,USA)

Abstract: The authors found an extremely-enriched boehmite and its associated minerals for the first time in the super-thick No. 6 coal seam from the Junger Coalfield in the northeastern Ordos Basin by using technologies including the X-ray diffraction analysis ( XRD ) ,scanning electron microscope equipped w ith an energy dispersive X-ray spectrometer,and optical micro- scope. The content of boehmite is as high as 13. 1% ,and the associated minerals are goyazite, zircon,rutile,goethite,galena,clausthalite,and selenio-galena. The heavy minerals assem- blage is similar to that in the bauxite of the Benxi Formation from North China. The high boehmite in coal is mainly from w eathering crust bauxite of the Benxi Formation from the north- eastern coal-accumulation basin. The gibbsite colloidstone solution w as removed from bauxite to the peat mire,and boehmite w as formed via compaction and dehydration of gibbsite colloid- stone solution in the period of peat accumulation and early period of diagenesis.

Key words: coal; boehmite; Late Paleozoic period; Junger Coalfield

( 本文由代世峰、任德贻、李生盛合著,原载《地质学报》,2006 年第 80 卷第 2 期)

(一)鄂尔多斯盆地地下水资源勘查项目B5孔实物地质资料

鄂尔多斯盆地位于陕、甘、宁、内蒙古、晋5 省(区)的接壤地带,面积30.08×104km2,盆地内土地、能源、矿产十分丰富,开发潜力巨大,是我国21世纪重要的能源、化工基地。中国地质调查局于2003年3月下达任务书,开展鄂尔多斯盆地地下水勘查工作,项目工作周期为2003~2005年。

1.勘查区地质概况

B5水文地质勘探孔是在鄂尔多斯盆地地下水资源勘查项目中施工的,孔深1000.81m,取得岩心长度850m左右。该孔位于甘肃省平凉市花所乡寺沟村,构造上位于鄂尔多斯白垩纪盆地天环向斜的西翼。钻孔所在位置白垩系各地层单位较全,沉积厚度较大。

鄂尔多斯盆地是一个由多个含水岩类构成的巨型地下水盆地,由上而下可划分为4个地下水系统:新生界松散层孔隙水系统,白垩系碎屑岩孔隙-裂隙水系统,侏罗-石炭系碎屑岩裂隙水系统,寒武-奥陶系碳酸盐岩岩溶水系统。

白垩系自流盆地是嵌套在鄂尔多斯盆地内部的次级中新生界盆地,位于鄂尔多斯盆地中西部,为一套巨厚的陆相碎屑岩沉积,最大埋深达1200 m 以上。总体为不对称箕状(向斜)盆地。白垩系含水岩系又可分为罗汉洞组、环河组、宜君洛河组3 个含水岩组,可视为一个完整的地下水系统,是项目建立地下水流三维数值模型的重点。

2.钻孔岩心收集

B5孔地质构造上处于鄂尔多斯地块西南缘和西缘逆冲构造带的南段,孔内揭穿地层自上而下依次为:第四系全新统

,新近系(N),白垩系志丹群泾川组(K1Zh6)、罗汉洞组(K1Zh5+6)、环河组(K1Zh3+4)、宜君洛河组(K1Zh1+2)。该孔查明了志丹群各组地层的厚度、岩性与岩相特征、埋藏条件与结构特征;查明了志丹群各层承压水的埋藏、运移及赋存的特征,确定富沙层位以及赋存特征。

该水文地质钻孔是鄂尔多斯盆地第一个穿透白垩系地层的钻孔,建立了该地区完整的地层剖面和水文地质剖面,对于鄂尔多斯盆地南部白垩系地层学、沉积学研究和白垩系地下水赋存规律研究具有重要意义。

3.相关资料

1)B5水文地质勘探孔总结报告;

2)B5水文地质勘探孔综合图表;

3)B5勘探孔原始资料册;

4)B5孔水、土样采取记录表;

5)B5勘探孔岩心采取记录表;

6)B5孔洗井、井管安装、抽水试验记录(K1Zh6);

7)B5孔洗井、井管安装、抽水试验记录(K1Zh5+6

8)B5孔洗井、井管安装、抽水试验记录(K1Zh3+4);

9)B5孔洗井、井管安装、抽水试验记录(K1Zh1+2);

10)B5孔岩矿鉴定报告;

11)B5井测井解释小结;

12)B5井标准测井曲线图;

13)B5井综合测井成果图。

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