矿床学课件第十五章可燃有机矿床

矿床学课件第十五章可燃有机矿床教学目的与要求：要求学生掌握煤的组成、成煤过程及我国煤的分布规律，并且掌握煤矿床和油气藏的形成条件和分布特征。教学基本内容：1.可燃有机矿床的概念、特点及研究意义；2.煤和油页岩的概念、特点及形成条件；3.石油和天然气的概念、成因和油气藏。教学重点和难点：本章重点是要求学生掌握可燃有机矿床、煤和油页岩、石油和天然气的概念、特点；尤其是石油和天然气的成因和油气藏。难点是油气藏的概念及石油和天然气的成因分析。*第十五章可燃有机矿床§1概述§2煤和油页岩§3石油和天然气*§1概述一、概念二、矿床分类三、意义*一、概念可燃有机矿床：指由有机质沉积形成的具有燃烧能力的矿物和岩石，当其质和量达到工业要求的地质体。§1概述*矿床分类按形态按成因固态矿产液态矿产气态矿产煤、油页岩（地蜡）石油天然气、煤层气腐植类腐泥类沥青类泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤藻煤、石煤、油页岩石油、天然气、石蜡、地沥青等二、矿床分类*三、意义：1、工业的粮食和血液；2、能源；3、民用。§1概述*一、概念二、特点三、成矿作用四、形成条件五、煤系及煤的分布§2煤和油页岩*一、概念煤和油页岩是指在沼泽盆地中大量的堆积植物及微生物遗体残骸，经生物-化学作用而形成的固态可燃矿产。§2煤和油页岩*二、特点1、矿床产于黑色、灰黑色沉积岩系内；2、矿床具有特定层位，如C、P、J、Tr（N）3、矿体呈层状、似层状，有时呈透镜状，与围岩产状一致，规模大，个别后期呈鸡窝状4、矿石具块状、条带状构造，凝胶状、纤微状结构§2煤和油页岩*5、矿石组分1）矿物成分：按煤岩组成的形态分子和基质含量分为四类：类型基质形态分子光泽镜煤95%<5%强亮煤多少较强暗煤少多弱丝炭极少极多丝绢2）化学成分：①有机组分：C、H、O、N、S、P等②无机组分：水、矿物杂质*三、成矿作用1、腐泥化作用2、泥炭化作用3、煤化作用§2煤和油页岩*1、腐泥化作用指生活于湖泊、海湾、泻湖中的低等生物死亡后沉向水底，在缺氧的还原环境中，主要通过厌氧细菌使残体中的脂肪、蛋白质等转变为腐泥的过程。§2煤和油页岩*2、泥炭化作用指沼泽环境中高等植物残体在微生物参与下经一系列复杂的生物-化学作用使残体中的纤维木质组织逐渐转变为泥炭的过程。可分为两个阶段1）丝炭化作用2）凝胶化作用§2煤和油页岩*3、煤化作用由泥炭（腐泥）经生物-化学作用转变为褐煤、烟煤和无烟煤的过程。分两个阶段：1）成岩作用：泥炭通过压实、脱水、增碳、固结、煤化而形成褐煤的过程；2）变质作用：褐煤在一定温度压力下形成烟煤后，通过变质作用形成无烟煤的过程§2煤和油页岩*腐泥化作用成矿作用泥炭化作用煤化作用成岩作用变质作用腐泥泥炭－褐煤褐煤－烟煤－无烟煤泥炭§2煤和油页岩图成煤作用示意图*四、形成条件1、物源：大量生物持续繁殖——成煤必要条件；2、气候：温暖潮湿最有利；3、古地理：沼泽环境最理想；4、构造运动：沼泽下沉速度≈泥炭堆积速度，则煤层厚；沼泽下沉速度>泥炭堆积速度，则为湖泊；沼泽下沉速度<泥炭堆积速度，则植物残体氧化§2煤和油页岩*五、煤系及煤的分布1、煤系2、含煤岩系类型3、聚煤盆地4、煤的分布§2煤和油页岩*1、煤系：指聚煤盆地中的一套含煤层的沉积岩系，即含煤岩系。2、含煤岩系类型1）内陆型（陆相含煤岩系）：①内陆山间盆地型，②内陆盆地型。2）近海型（海陆交互相含煤岩系）：浅海型，滨海平原型，海湾型，泻湖型。3、聚煤盆地：指地史上为形成含煤岩系提供沉积物场所的构造成因或非构造成因的盆地。聚煤盆地：按成因可分为：a、非构造成因——（山间）剥蚀盆地。（见下图）图 云南某侵蚀盆地煤田地质剖面图b、构造成因——坳陷盆地，可分为波状坳陷盆地和断陷盆地。（a）波状坳陷盆地——基底较连续，煤系分布广。（见下图）　　图 波状坳陷盆地示意图　（b）断陷盆地——基底不连续，煤系沿同生断裂带状分布。（见下图）　图断裂坳陷盆地示意图*4、煤的分布1）全球三大成煤期：C3-P，J，K2-2）中国重要成煤期：①C3—P1，主要分布于华北、山西阳泉、河北唐山。②P2，主要分布于华南（芙蓉、永川、荣昌）。③J，主要分布于东北鹤岗、鸡西；④Tr，主要分布于东部如抚顺。*§3石油和天然气一、概念二、成因三、油气藏四、天然气成因类型*一、概念1、石油：以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃性有机矿产。天然石油也称原油。广义石油包括天然气、原油、沥青和地蜡等。2、天然气：指地壳中以烃类为主的天然气藏中的可燃气。*干酪根：指存在于沉积物和沉积岩中不溶于有机溶剂的有机质。干酪根成油分为三个阶段：①初期生气阶段，②主要生油阶段，③石油裂解生气阶段石油和天然气的形成可用下图表示：石油成因无机成因有机成因碳化物说火山说深成说壳下说宇宙说海洋生物成油脂肪酸成油干酪根热降解成油二、石油成因石油和天然气的形成可用下图表示：油气生成条件示意图*三、油气藏1、概念2、形成条件3、油气藏成因类型*1、概念：油气藏是指一个圈闭和储藏相当数量油气的孔隙性和渗透性地质体。三、油气藏*2、形成条件：形成油气藏必须具备如下四个条件：1、须有较厚的生油（气）层：生油（气）层一般是富含有机质的暗色泥（页）岩及碳酸盐岩，起提供石油和天然气的作用。2、在生油层上下及其中须有储集层（岩）：通常是孔隙度大、渗透性好的岩层，常为砂岩、碳酸盐岩及其他裂隙发育的岩石。储集层起油气运移通道和聚集场所的作用。3、储集层之上必须有不透水的盖层，一般是泥岩（页岩）、泥灰岩、石膏层等，起封闭石油和天然气的作用。4、必须有圈闭：圈闭是能够容纳石油和天然气并使其富集的封闭或半封闭的场所。圈闭的类型包括：（见下图）a、构造圈闭：（a）背斜圈闭，（b）断裂圈闭，（c）裂隙圈闭，（d）穿刺构造圈闭。b、岩性圈闭：（a）倾向尖灭圈闭，（b）凸镜体圈闭，（c）生物礁圈闭。c、地层圈闭：（a）不整合面圈闭，（b）潜伏剥蚀凸起圈闭（古潜山式）。三、油气藏图 圈闭的类型5、影响油气藏规模的因素  包括储集层的厚度、圈闭影响的面积、圈闭的高度和供给圈闭的油气量。*大容积的有效圈闭——决定因素（1）圈闭：又称油捕。指能阻止油气在储集层中继续运移并将其聚集起来的空间场所。（2）圈闭类型：构造圈闭——背斜、断层、裂隙、穿刺岩性圈闭——透镜体、岩性倾向尖灭、生物礁地层圈闭——不整合、潜伏剥蚀突起（3）必备条件：储集层、盖层和圈闭三、油气藏*3、油气藏成因类型：1）构造油气藏，2）岩性油气藏，3）封闭油气藏。三、油气藏四、含油气盆地1、盆地类型：a、大陆内部的坳陷盆地——湖泊。            b、大陆边缘的坳陷盆地——海湾、泻湖、三角洲。2、盆地特征   一般具如下特征：a、长期下降接受巨厚的富有机质沉积物（即生油层）。b、盆地沉降过程中速度不均一（有震荡），由此引起沉积环境的变化有利于形成生油层、储集层和盖层的良好地层组合。c、不同区域沉降不均；有利于形成圈闭构造。d、蒸发强烈的咸水及半咸水盆地有利于油气的形成。原因是硫酸盐的还原和初期生气阶段处于同一生物化学带，但硫酸盐的存在和较高的ph值对甲烷菌的繁殖起抑制作用,因而推迟大量天然气的形成时间，有利于天然气的保存。*a、气田气：独立的天然气矿藏，主要是甲烷（90-99％）。b、伴生气：（a）油田气，油气藏中游离状态的和石油减压释放出来的天然气；（b）凝析气，高压下溶解了石油的天然气。c、煤成气：煤变质过程中形成的天然气。四、天然气的类型*3、煤成气（煤变质过程中生成的天然气，即瓦斯）——煤层气（coalbedgas）。其形成过程为：1）老褐煤到长焰煤；2）长焰煤到焦煤；3）焦煤到次石墨四、天然气成因类型*思考1、简述煤的成矿作用及形成条件；2、煤系可分为哪些类型？有何共同特征？煤层主要形成于何种沉积环境？3、简述我国煤资源的分布规律；4、简述油气藏及其形成条件；5、天然气的类型。6、何谓圈闭（构造）？有哪些类型？在油气藏的形成和勘查中有何意义？