Microstructure Evolution of Organic Matter and Clay Minerals in Shales with Increasing Thermal Maturity     

GU Yuantao  LI Xiaoxi  YANG Shuguang  WAN Quan 《《地质学报》英文版》2020,94(2):280-289

As the two important components of shale, organic matter(OM) and clay minerals are usually thought to strongly influence the hydrocarbon generation, enrichment and exploitation. The evolution process of OM and clay minerals as well as their interrelationship over a wide range of thermal maturities are not completely clear. Taking Yanchang(T_3y), Longmaxi(S_1l) and Niutitang(?_1n) shales as examples, we have studied the microstructure characteristics of OM and clay minerals in shales with different thermal maturities. The effects of clay minerals and OM on pores were reinforced through sedimentation experiments. Using a combination of field emission scanning electron microscopy(FESEM) and low-pressure N_2 adsorption, we investigated the microstructure differences among the three shales. The results showed that both OM and clay minerals have strong effects on pores, and small mesopore(2–20 nm) is the dominant pore component for all three samples. However, the differences between the three samples are embodied in the distribution of pore size and the location. For the T_3y shale, clay minerals are loosely arranged and develop large amounts of pores, and fine OM grains often fill in intergranular minerals or fractures. Widespread OM pores distribute irregularly in S_1l shale, and most of the pores are elliptical and nondirectional. The ?_1n shale is characterized by the preferred orientational OM-clay aggregates, and lots of pores in the composites are in the mesopore range, suggesting that over maturity lead to the collapse and compaction of pores under huge pressure of strata. The results of the current research imply that with increasing thermal maturity, OM pores are absent at low maturity(T_3y), are maximized at high maturity(S_1l) and are destroyed or compacted at over-mature stage(?_1n). Meanwhile, clay minerals have gone through mineral transformation and orientational evolution. The interaction of the two processes makes a significant difference to the microstructure evolution of OM and clay minerals in shale, and the findings provide scientific foundation in better understanding diagenetic evolution and hydrocarbon generation of shale.  相似文献   

Turnover Frequency in Solar Microwave Bursts with an Extremely Flat Optically Thin Spectrum     

Q. W. Song  H. Nakajima  G. L. Huang  B. L. Tan  Y. Huang  Z. Wu 《Solar physics》2016,291(12):3619-3635

Four microwave bursts have been selected from the Nobeyama Radio Polarimeter (NoRP) observations with an extremely flat spectrum in the optically thin part and a very hard spectral index between 0 and ?1 in the maximum phase of all bursts. It is found that the time evolution of the turnover frequency is inversely proportional to the time profiles of the radio flux in all bursts. Based on the nonthermal gyrosynchrotron theory of Ramaty (Astrophys. J. 158, 753, 1969), the local magnetic field strength and the electron spectral index are calculated uniquely from the observed radio spectral index and the turnover frequency. We found that the electron energy spectrum is very hard (spectral index 1?–?2), and the time variation of the magnetic field strength is also inversely proportional to the radio flux as a function of time in all bursts. Hence, the time evolution of the turnover frequency can be explained directly by its dependence on the local magnetic field strength. The high turnover frequency (several tens of GHz) is mainly caused by a strong magnetic field of up to several hundred gauss, and probably by the Razin effect under a high plasma density over \(10^{10}~\mbox{cm}^{-3}\) in the maximum phase of these bursts. Therefore, the extremely flat microwave spectrum can be well understood by the observed high turnover frequency and the calculated hard electron spectral index.  相似文献   

测井地质学前世、今生与未来——写在《测井地质学·第二版》出版之时     

赖锦  王贵文  庞小娇  韩宗晏  李栋  赵仪迪  王松  江程舟  李红斌  黎雨航 《地质论评》2021,67(5):67060005-67060005

测井地质学以地质学和测井学的方法理论为指导,综合运用各种测井信息,来解决基础地质和石油地质的地质问题。经过数十年发展,测井地质学在油气勘探开发各个环节得到广泛应用。非常规油气的兴起使得测井地质学正面临多重挑战和全新探索,亟需建立针对非常规油气的测井地质学综合方法理论体系。本文以《测井地质学·第二版》出版为契机,系统归纳了测井地质学的起源及发展历程、主要研究内容和研究方法流程。然后总结了测井资料与地震、地质信息的匹配性,并分析了不同探测特性测井方法纵向分辨率区间特征。在此基础上评述了测井地质学在井旁构造解析、沉积学特征研究、层序地层划分、地应力方向判别及大小计算、井壁裂缝识别与评价、烃源岩评价以及非常规油气“七性关系”综合评价当中的应用。但由于测井资料的负载能力有限性、测井与地质信息属性不对应性以及测井资料本身的多解性,使得测井地质学在测井—地质转换、非常规油气测井评价及其与人工智能融合方面还存在一定的问题。因此加强基础岩石物理研究,挖掘测井曲线中包含的地质信息,并与人工智能相结合,将拓展测井地质学研究的精度和广度,从而使其未来可更好地应用至非常规油气测井评价等实践工作中。  相似文献   

Identification of the Main Control Factors and Failure Modes for the Failure of Baiyuzui Landslide Control Project   总被引：1，自引：0，他引：1  

Du  Yi  Yan  Echuan  Gao  Xu  Mwizerwa  Schadrack  Yuan  Liwei  Zhao  Song 《Geotechnical and Geological Engineering》2021,39(5):3499-3516

Geotechnical and Geological Engineering - The failure of landslide control project presents a deformation that continues to develop along the crack system, and the continuous failure of mechanical...  相似文献   

太湖流域降雨与太湖水位关系分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

章杭惠  刘曙光  季同德 《水文》2021,41(1):85-89,41

太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响。基于1981~2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料,分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系,旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素。研究表明,2000年以来太湖水位抬高趋势明显,但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所下降,且降雨量越大,太湖水位涨幅减小的越明显;流域各时段降雨与太湖水位涨幅相关关系约0.9,流域10d雨强每增加50mm,太湖水位涨幅约16cm。该研究成果可为太湖水位的中长期预报,尤其是对入汛前、入梅前等关键时间节点的太湖水位调控、雨洪资源利用等流域管理工作提供参考。  相似文献   

伊拉克M油田白垩系Mishrif组潟湖环境碳酸盐岩储集层成因机理          下载免费PDF全文

李峰峰  郭睿  刘立峰  宋世琦 《地球科学》2021,46(1):228-241

为深化潟湖相碳酸盐岩储集层非均质性认识,以伊拉克M油田白垩系Mishrif组为例,基于岩心观察、物性分析数据、铸体薄片及压汞实验,对潟湖相储集层特征及成因机理开展研究.结果显示:研究区潟湖环境岩石类型复杂,生物碎屑具有多样性,储集层以低渗、特低渗为主,孔隙度分布范围宽,发育大量的基质微孔、铸模孔和晶间孔.储集层强非均质性是复杂沉积作用和差异成岩作用的结果.潟湖沉积物泥质含量高,发育大量基质微孔,与生物扰动作用相伴生的埋藏白云化作用可形成晶间孔,易溶型生物碎屑被选择性溶蚀形成大量的铸模孔.研究认为:潟湖沉积物原始物性较低,后期成岩作用可改善储集层物性.生物扰动期次、扰动强度、充填物类型、环境的封闭性及外来流体性质等因素控制了潜穴中充填物的改造趋势;生屑类型、成岩序列和成岩环境等影响了沉积物中铸模孔的发育和保存.综合潜穴充填物类型、生屑类型、成岩环境和成岩作用等因素,建立了生物扰动成因孔隙模式和铸模孔发育模式.   相似文献   

珠江流域地下水资源评价及问题分析          下载免费PDF全文

赵良杰  杨杨  曹建文  夏日元  王喆  栾崧  林玉山 《中国地质》2021,48(4):1020-1031

本文在梳理流域地下水资源评价现状及历史的基础上,讨论了水资源评价方法和分区原则,将珠江流域划分为129个四级地下水系统,以地下水系统为评价单元,在充分考虑不同水文地质参数的基础上,分析评价地下水资源量及存在的问题,讨论珠江流域三级阶地不同水流运动特征,阐述了评价的精度以及水利工程对地下水循环的影响。通过本次评价,珠江流域地下水天然资源量1374.16亿m~3,可开采量为578.7亿m~3,开发利用率仅10.01%。珠江流域跨度较大,水动力特征迥异:上游云贵高原深切峡谷区、中游桂中峰丛洼地区、下游冲洪积平原区,据不完全统计,珠江流域蓄水量大于100万m~3的水库32座,水利工程的修建以及水库对水资源调蓄和分配给地下水资源评价带来一定困难,不同部委对地表水和地下水概念上的分歧导致二者间流域边界不一致以及流域水资源评价结果的差异,为此提出了解决问题的建议,以期为地下水开发利用与治理保护服务。  相似文献   

粤港澳大湾区地下水资源特征及开发潜力          下载免费PDF全文

曹建文  夏日元  唐仲华  赵良杰  王喆  栾崧  王松 《中国地质》2021,48(4):1075-1093

粤港澳大湾区是中国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,在国家发展大局中具有重要的战略地位,大湾区未来的发展离不开水资源的支撑和良好的水生态环境。近年来,随着大湾区经济的快速发展,人口激增,需水量上升,水资源环境问题也日益突出,水安全保障程度不足;地下水是水资源的重要组成部分,具有水量稳定、水质较好的特点,可作为重要的应急备用水源。本文从地下水资源着手,系统梳理了大湾区水资源环境条件、地下水资源状况、特征和开发利用潜力,并提出了应急后备水源地建议,得到以下认识:(1)地下水可划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水三大类,其中松散岩类孔隙水和基岩裂隙水分布最广;(2)湾区内地下水水化学类型较为复杂,丘陵山区以HCO_3-Na型、HCO_3-Ca型及HCO_3-Na+Ca型为主,冲积平原及山间盆地以HCO_3+Cl-Na型及HCO_3+Cl-Na+Ca型为主,三角洲地区以Cl-Na型微咸-咸水为主;(3)西江、北江及东江干流构成湾区内地下水排泄的总渠道,各支流为地下水的局部排泄基准面,地下水动态变化具季节性特征;(4)地下水整体水质较好,Ⅰ-Ⅲ类水占比高达66.25%,从丘陵山区到三角洲平原,水质呈变差趋势,尤其在广州、江门、中山、东莞等城市周边水质较差,超标因子主要为氨氮、氯化物、氟化物、硫酸盐等,三角洲地区发育大量"铁质水"和"氨氮水",水质性缺水问题突出;(5)地下水开发利用程度很低,东莞及中山等城市基本未开发利用地下水,在各类地下水中,碳酸盐岩岩溶裂隙水具有规模开采的开发利用潜力;(6)综合分析相关资料,提出将广花盆地等10处富水块段作为应急水源地备选,经初步计算每年可为大湾区提供约4.18亿m~3的应急水源保障。为应对突发性水质污染及极端干旱气候等大规模供水危机,保障粤港澳大湾区用水安全,促进大湾区高质量发展,建议加强大湾区的基础水文地质调查工作,掌握地下水的水位、水质、水量的动态变化特征,精准计算可用于应急备用开采的地下水储存量。  相似文献   

胶东半岛不同构造单元深部热流分流聚热模式     

史猛  康凤新  张杰  高松  于晓静 《地质学报》2021,95(5):1594-1605

中生代、新生代时期地壳剧烈运动将胶东半岛划分为胶北隆起、胶莱凹陷、胶南-威海隆起三大构造单元,其中隆起山地区广泛分布花岗岩、变质岩,凹陷盆地区主要分布砂岩沉积地层,胶北隆起区与威海隆起区相对于胶莱凹陷盆地区具有更高的大地热流值.为系统分析胶东半岛大地热流值分布特征及其形成机理,本文在分析胶东半岛构造-热发展史、地热地质背景、地温场分布、岩石热导率、钻孔岩性与测温数据、地热流体化学成分等基础上,发现胶东半岛地热资源均为断裂构造控制类型的中低温对流型,其热源主要为三元聚热:导热断裂带水热对流、大地热流传导、地下水运移传导-对流;构造分布、岩石热物性、地热热储分布、地下水活动等是影响地温场分布的主要因素.针对胶东半岛地温场特征及其控制因素,提出了适合该地区的隆起-凹陷分流聚热模式与概念模型,即隆起山地区岩性以导热率、渗透率相对较高的侵入岩、变质岩为主,凹陷盆地区岩性以导热率、渗透率相对较低的砂岩为主,低导热率、低渗透率的凹陷区底部更像是一个相对隔热、隔水的顶板,使得来自地壳深部的大地热流及携带热量的流体、气体等在上涌的过程中在凹陷区的底部发生折射与再分配,从而导致热流在隆起山地区的底部形成一个温度相对更高的聚热区,反映在地表即是隆起山地区相对凹陷盆地区具有更高的大地热流值,特别隆起山地区轴部位置为热流值最高的区域,高热流值区域分布形态呈NE、NNE向分布,基本与胶东半岛NE、NNE向的深大断裂走向一致,该模式的提出可以更好地为胶东地区的地热资源勘探提供指导方向.  相似文献   

共和盆地壳内部分熔融层存在的地球物理证据与干热岩资源区域性热源分析          下载免费PDF全文

张森琦  李旭峰  宋健  文冬光  李志伟  黎敦朋  程正璞  付雷  张林友  冯庆达  杨涛  牛兆轩 《地球科学》2021,46(4):1416-1436

新生代以来,共和盆地及其周缘造山带无火山、岩浆活动,印支期隐伏花岗岩体岩浆余热与放射性元素衰变生热等难以构成共和盆地干热岩资源的主要热源,而共和盆地又为一高温地热异常盆地.目前已基本探明了共和县恰卜恰与贵德县热水泉干热岩体2处,圈定出干热岩勘查目标靶区16处.区域重力和区域航磁调查、区域天然地震成像、盆地尺度天然地震背景噪声层析成像勘查,以及超高分辨率重力异常、电阻率与Rayleigh波群相速度线性反演结果均表明共和盆地下伏发育有壳内部分熔融层,进而构成地处板内环境、高热流区共和盆地干热岩资源的区域性热源.盆地尺度MT勘查结果表明,共和盆地西盆地壳内部分熔融层埋深15~35 km,东西向长约41 km,南北向宽约34 km,厚度2~12 km.综合分析认为,该部分熔融层熔融程度最高可达4%~7%,15 km深处温度约为574℃,主体位于贵南南山推覆体系与共和准推覆体系深部主拆离滑脱推覆界面之下,兴海大型复合推覆体系主拆离滑脱推覆界面之上.挽近地质时期深构相、多层次、近水平展布的韧性拆离滑脱推覆构造界面的连续动态剪切摩擦生热,可能是部分熔融层形成的主要因素.   相似文献