淮北煤田東部與沁水盆地南部煤層氣成因類型及生成途徑對比研究

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1、密級：中閹斜孥jiI記硒窺生院碩士學(xué)位論文淮j量堪旦丕部皇漁坐坌墊直部堪屋氫盛固耋型區(qū)生盛途絲盟出嬰窒作者姓名：佟麴指導(dǎo)教師：疆宣塞塾拯主墾科堂瞳硒塞生醫(yī)學(xué)位類別：堡堂亟±學(xué)科專業(yè)：構(gòu)造絲廈堂培養(yǎng)單位：蟲國型堂院嬰究生暄2012年5月ComparativestudyofLulingcoalmineintheeastofHuaibeicoalfieldandcoalminesinthesouthofQinshuiBasinonoriginsandpathwaysByTongLiADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChinese

2、AcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesMay,2012Ⅲ4㈣9洲8刪0圳3吣禾㈣Z¨¨¨¨¨UI中國科學(xué)院研究生院直屬院系研究生學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體

3、，均已在文中以明確方式標(biāo)明或致謝。作者簽名：日期：)．-olz、』．／學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解并同意遵守中國科學(xué)院有關(guān)保存和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即中國科學(xué)院有權(quán)保留送交學(xué)位論文的副本，允許該論文被查閱，可以公布該論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。涉密的學(xué)位論文在解密后適用本聲明。作者簽名：’笛均日期：j．．ol,2。S．／言師簽翥!寥12：“◇護(hù)I¨”、摘要近年來，煤層氣的研究與勘探已成為我國能源領(lǐng)域的熱點問題之一。本文以淮北煤田東部蘆嶺礦區(qū)和沁水盆地南部寺河、成莊礦區(qū)為研究區(qū)域，運用質(zhì)譜、色譜、WS．CRDS技術(shù)，從甲烷碳、

4、氫同位素組成、甲烷氣和水氫同位素值的定量關(guān)系以及煤層水的來源三個方面，著重研究了蘆嶺礦區(qū)煤層氣地球化學(xué)特征及成因，同時與寺河、成莊礦區(qū)煤層氣成因進(jìn)行了對比，這將為揭示華北不同地區(qū)構(gòu)造．熱演化過程對煤層氣生成和聚集的制約作用，以及準(zhǔn)確估算煤層氣資源量提供理論依據(jù)，取得的主要研究成果如下：(1)蘆嶺礦區(qū)煤層氣組分中甲烷氣占絕對優(yōu)勢(達(dá)97％以上)，且明顯顯示出極干氣的特征；甲烷碳、氫同位素值范圍分別為．67．6％0~一64．2％0、．206％0~一224％0，屬于生物成因氣的分布范圍；甲烷氣和水氫同位素值定量關(guān)系表明，煤層甲烷氣主要為通過二氧化碳還原作用生成的次生生物成因氣；煤層

5、水樣品點同位素值均落在大氣降水線附近，說明煤層水的主要來源為大氣降水，符合生物成因氣生成需有雨水補給的條件。因此，綜合上面三個方面定性和定量分析結(jié)果，并結(jié)合研究區(qū)構(gòu)造一熱演化史研究認(rèn)為目前淮北煤田蘆嶺礦區(qū)的煤層氣主要為次生生物成因氣，并和國內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的生物成因氣的碳?xì)渫凰刂荡笾绿幱谕凰絽^(qū)間。(2)寺河、成莊礦區(qū)煤層氣組成變動較小，甲烷氣體積含量占絕對優(yōu)勢(達(dá)97％以上)，明顯具有干氣的特征；aC(CH4)值的范圍區(qū)間為．43．3％0~．52．5％0，甲烷的6D(CH4)變化范圍為．221‰～．191‰，屬熱成因氣的范圍區(qū)間。并結(jié)合研究區(qū)構(gòu)造．熱演化史研究認(rèn)為目前沁水盆地

6、南部寺河、成莊礦煤層氣主要為熱成因氣。(3)蘆嶺礦區(qū)和寺河、成莊礦區(qū)煤層氣成因類型不同，主要是因為：①蘆嶺礦區(qū)在構(gòu)造演化過程中，上覆地層遭受嚴(yán)重剝蝕，使得已生成熱成因煤層氣的保存條件被嚴(yán)重破壞，因而熱成因氣大量逸散，且后來的溫度條件利于次生生物成因氣的生成，而沒有達(dá)到熱成因氣生成的條件。②寺河、成莊礦在三疊紀(jì)之后研究區(qū)雖經(jīng)歷了抬升作用但是氣體沒有逸散；晚侏羅世至早白堊世的燕山期經(jīng)歷了異常熱事件，使得沁水盆地南部礦區(qū)發(fā)生二次生烴作用，生成大量熱成因氣，同時由于后期改造作用較弱，使得熱成因氣得以保存至今。關(guān)鍵詞：煤層氣成因，生物成因氣，熱成因氣，同位素，生成途徑淮北煤田東部與沁水

7、盆地南部煤層氣成因類型及生成途徑對比研究AbstractInrecentyears，researchandexplorationofcoalbedmethanehasbecomeahottopicofChina’Senergyfield．StudyareaconcludeLulingcoalmineofHuaibeicoalfieldandSiheandChengzhuangmineofthesouthernQinshuiBasin，bymassspectrometry,chromatography,W