镜质组反射率梯度与古地温梯度间的关系研究——以陕北榆神矿区5-2富油煤层为例
Relationship between Vitrinite Reflectance Gradient and Paleogeothermal Gradient—Taking 5-2 Oil Rich Coal Seam in Yushen Mining Area in Northern Shaanxi as an Example
DOI: 10.12677/OJNS.2022.104060, PDF,   
作者: 马青华, 张学梅:西安思源学院,能源及化工大数据应用教学研究中心,陕西 西安;赵晓东:北京德秦技术开发有限公司,北京;魏亚玲:宁夏叁方煤质检测科技有限公司,宁夏 银川;郝静远:西安交通大学化工学院,陕西 西安
关键词: 煤变质热动力学方程变质温度埋深温度镜质组反射率梯度温度梯度Coal Metamorphic Thermal Dynamics Equation Metamorphic Temperature Buried Depth Temperature Vitrinite Reflectance Gradient Temperature Gradient
摘要: 利用吴氏煤变质热动力学方程计算5-2富油煤层的变质温度为54.2℃~76.6℃,并画出古地质时间、镜质组反射率和变质温度三者之间的关系图。为了解释极大的埋深或地温梯度差距,利用不超过深成变质的镜质组反射率梯度值 < 0.06%/百米重新计算古地温梯度。根据已知5-2富油煤层的地质数据,计算得到在R0 = 0.53%,ΔR0= 0.06%/百米,t = 193百万年时产生的地温梯度是9.14℃/百米为最大值,计算得到在R0 = 0.53%,ΔR0= 0.01%/百米,t = 205百万年时产生的地温梯度是1.55℃/百米为最小值。即使是在相同的地质条件范围内(古地质时间、镜质组反射率、埋深),也能够满足转化为不同煤化阶段所需的温度。
Abstract: A coal metamorphic thermal dynamics equation has been used to calculate the paleo-geo temperature of 5-2 oil-rich coal seam, and the results are 54.2˚C~76.6˚C, and shown in a three dimensional drawing of paleo-geo time, vitrinite reflectance and metamorphic temperature. In order to account for the great buried depth or paleo-geo temperature gradient gaps, the paleo-geo temperature gradient was recalculated using a vitrinite reflectance gradient of <0.06%/100 m. Based on the known geological data of the 5-2 oil-rich coal seam, the paleo-geo temperature gradient generated at R0 = 0.53%, ΔR0= 0.06%/100 m, t = 193 million years is 9.14˚C/100 m, and the paleo-geo temperature gradient generated at R0 = 0.53%, ΔR0= 0.01%/100 m, t = 205 million years is 1.55˚C/100 m which is the minimum. Even within the same geological conditions (paleo-geo time, vitrinite reflectance, buried depth), it can meet the temperature required for conversion into different metamorphism stages.
文章引用:马青华, 张学梅, 赵晓东, 魏亚玲, 郝静远. 镜质组反射率梯度与古地温梯度间的关系研究——以陕北榆神矿区5-2富油煤层为例[J]. 自然科学, 2022, 10(4): 489-497. https://doi.org/10.12677/OJNS.2022.104060

参考文献

[1] 许婷, 李宁, 姚征, 等. 陕北榆神矿区富油煤分布规律及控制因素[J/OL]. 煤炭科学技术, 2022, 50(3): 161-168. [Google Scholar] [CrossRef
[2] 杨甫, 段中会, 马丽, 等. 陕西省富油煤分布及受控地质因素[J/OL]. 煤炭科学技术.[CrossRef
[3] 师庆民, 米奕臣, 王双明, 等. 富油煤热解流体滞留特征及其机制[J/OL]. 煤炭学报, 2022, 47(3): 1329-1337. [Google Scholar] [CrossRef
[4] 马丽, 王双明, 段中会, 等. 陕西省富油煤资源潜力及开发建议[J]. 煤田地质与勘探, 2022, 50(2): 1-8. [Google Scholar] [CrossRef
[5] 师庆民, 王双明, 王生全, 等. 神府南部延安组富油煤多源判识规律研究[J/OL]. 煤炭学报. https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2190.TD.20211228.1329.004.html
[6] 吴冲龙, 杨起, 刘刚, 等. 煤变质作用热动力学分析的原理与方法[J]. 煤炭学报, 1997, 22(3): 225-229.
[7] 杨起. 中国煤的叠加变质作用[J]. 地学前缘, 1999(S1): 1-8.
[8] 杨起. 中国煤变质研究[J]. 地球科学, 1989, 14(4): 341-345.
[9] 杨起, 吴冲龙, 汤达祯, 等. 中国煤变质作用[J]. 地球科学, 1996, 21(3): 311-319.
[10] 曹代勇, 李小明, 邓觉梅. 煤化作用与构造-热事件的耦合效应研究——盆地动力学过程的地质记录[J]. 地学前缘, 2009, 16(4): 52-60.
[11] Bostick, N.H., Cashman, S.M., McCulloh, T.H., et al. (1979) Gradients of Vitrinite Reflectance and Present Temperature in the Los Angeles and Ventura Basins, California. In: Oltz, D.F., Ed., Low Temperature Metamorphism of Kerogen and Clay Minerals, Pacific Section, SEPM (Society for Sedimentary Geology), Los Angeles, 65-96.
[12] Hood, A., Gutjahr, C.C.M. and Heacock, R.H. (1975) Organic Metamorphism and the Generation of Petroleum. Bulletin—American Association of Petroleum Geologists, 59, 986-996. [Google Scholar] [CrossRef
[13] 张学梅, 李东, 马青华, 等. 变质煤化与提质煤化热动力学雏议[J]. 地球科学前沿, 2021, 11(5): 561-569. [Google Scholar] [CrossRef
[14] 张学梅, 李东, 马青华, 等. 煤变质热动力学方程的初步评判[J]. 地球科学前沿, 2021, 11(6): 827-834. [Google Scholar] [CrossRef
[15] 张学梅, 李东, 马青华, 等. 温度-时间-煤变质程度的定量计算[J]. 地球科学前沿, 2021, 11(7): 937-946. [Google Scholar] [CrossRef
[16] 韩永辉. 一种新的古地温梯度计算方法-Yij校正系数法[J]. 地球科学-中国地质大学学报, 1988, 13(1): 107-113.