奥陶系灰岩对华北地区能源格局的影响分析

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城 乡与 环 来自百度文库


奥陶 系灰岩对华 北地 区能源格 局的影 响分 析
蒋华平 解 恒
温 茗 妍
徐州 2 10 ) 2 0 8 ( 国矿业 大学 资源 学院 江 苏 中
[ 摘 要 ] 国华北 地 区在 奥陶 纪广 泛海 侵 的环 境下 发 育 了厚层 的 灰岩 。文 章 以奥 陶 系灰 岩形 成 原 因, 我 以及 相 关各类 影 响 的发 生、控 制机 制入 手, 分析 其 在 中国华 北地 区 能源产 业 中 的作用 以及 意义 。 [ 关键 词] 奥陶 系 灰岩 潜 L 奥灰 水 矿场 影 响 [ I 中图分 类号 :D 7 + 5 T 8 2 . 文 献标 识码 : A 文 章编 号 :0 9 9 4 2 0 ) 5 0 0 l 1 0 1X(0 9 3 0 5 O
1奥 陶 纪 奥陶纪 (ro i in P r o , r o i in , O dv c a e i d O dv ca ) 开始 于距 今 5 亿年 , 延续 了 6 00万年 。奥 陶 纪 是地 史 上 海 侵 最广 泛 的时 期 之 一 。1奥 陶 纪 亦 分 早 、 5 l 中 、晚三 个世 。奥陶 纪 是地 史 上海 侵 最广 泛 的 时期 之 一 。在板 块 内部 的地 台区, 海水广 布, 现为滨 海浅 海相碳酸 盐岩 的普遍 发育, 表 在板块 边缘 的活动 地 槽区 , 为较 深水 环 境, 成厚 度很 大 的浅海 、深 海碎 屑 沉积 和火 山 喷发沉 积 。 形 奥陶 纪 末期 曾发 生 过一 次 规模 较 大 的冰 期, 其分 布 范 围包括 非 洲, 特别 是 北 非 、南美 的 阿根 廷 、玻利 维 亚 以及 欧 洲 的西 班牙 和 法 国 南部 等地 。我 国的 奥陶 系发 育广 泛, 华北 地 台、 华南板 块 均发 育有 大面 积 的灰岩 层 。其 中华 北 板块受 到太康运 动 的影响 导致上奥 陶统 被剥蚀 , 华南则 发育有 整套完整 奥 陶纪 灰岩地 层 。整个 华北地 区位 于 中超板 块地 台区 海水 的侵 入主要 来源 于东 边 的 太平 洋 。发育 的 奥 陶系 灰岩 虽 然 缺 失上 奥 陶统 但 是总 体 来说 厚 度 较大 。构 成 华 北地 区 基 底 。 2在石 油 工业 上的 作 用 2 1潜 山 油藏 : —_ _ =
碳酸 盐慢 慢沉 积下来 , 形成 烃源岩 。而我 国华 北海相 油层 极度缺 乏 , 是陆相 但 咸水 体 系下 也 发育 有 多层 的灰岩 生 烃层 。特 别 是在 断 陷发 育 期沉 积 物 厚度 厚, 很好 的弥 补 了生烃 面积 上缺 陷, 我国 的东部胜 利 油 田有 多 口陆相碳 酸盐 岩 层 生烃 产 生 的 油藏 。 石 灰岩 应 以碳酸 根或 碳酸 氢根 离子 为主 3陷 落 柱 岩溶 是发育 分布在 石灰岩地 层 中, 由流动 的地 下水进 行长期 的溶蚀作 用而 形成 的 。在石 灰岩 中古 代溶 洞 非常发 育,由于地 下水 的不 断溶 蚀、洞 穴越 来 越大 。在 地质 构造 力和 上部覆 盖岩 层 的重力 长期 作用 下, 有些溶 洞发 生坍 塌, 这 时覆盖 在上 部 的煤系 地层 也 随之 陷落 , 是煤 层遭 受破 坏 。由于这 种塌 陷 于 呈 圆形或 不 甚规 则 的椭 圆开 柱状 体,因此 叫陷落 柱 。3 [ 陷落 柱是 煤 田开采 中常见 的一种 地质 体 , 陷落 柱 是不容 忽视 的重要地 质 灾害 。我 国的 岩溶 陷落 柱在 我 国华北 石炭 二 叠纪煤 系地 层 中广 为分布 , 山 如 西西 山矿 务局五 个井 田就揭 露 陷落柱 达个 。由于 陷落 柱贯 穿于岩溶 发育 的奥 灰和 煤系地 层之 间, 即使 陷落 柱在天 然条件 下 是不导 水 的, 由于开 采活 动对 但 其导 水性 能的 改造, 陷落柱 往往 成 为奥灰 与煤 系地层 之 间联系 的通道 , 巷或 井 采 煤 工作面 一 旦接 近 或揭露 陷落 柱时 , 则可 能产 生突水 , 量一 般较大 。如开 水 滦 范各庄 矿 工作面 因 陷落柱 导水 而造成 突水 , 峰期平 均水 量达万 立方 米, 高 使 范各 庄 、 吕家坨 两 矿 被淹 , 相邻 的几个 矿 也被 迫 停产 或 半 停产 , 失 巨大 。 损 4灰 岩水 前 面 已经提及 灰 岩中 存在 大量 的溶 洞 、裂 隙, 因此 也具 备存 储大 量地 下 水的 能力 。我 国许 多地 区例如 内蒙地 区,由于 植被 的破 坏导 致地 下潜 水大 量 耗 失 , 重 影 响生 产 生活 。而 灰岩 由于 埋藏 相 对较 深 、水动 力 系 统受 到 溶 严 洞 、裂 隙等 的 空间分 布 影响较 大 , 水破 坏轻 , 存有 大量 的水 。 仍 Ⅲ华北缺 水地 区早在 2 世纪 6 年代 已有 不少缺 水 的 山村 开发 利用 张夏组 灰岩 岩溶地 下水 , O O 诸 如济 南历 城区 、长清 区 的南黄 崖 、陈峪, 阴县 的东蛮 子 、分水 岭、马 边岭 平 等 皆有 凿井 、钻孔 取水 于张 夏组 灰岩含 水层 , 单井 出水 量达 5 o O 0 3 d O ~l 0 m / , 既解 决了吃 水 困难 , 又改 善 了生产条 件, 山村面 貌发 生 了显著 变化 。尤 其是 使 平 阴县 自来 水公 司的大 石坑和 化肥厂 的葛庄等 钻孔, 张夏组灰 岩含水层 富水 性 更 强, 单井 涌水量 达2 0  ̄ 3 0 m / , 0 0 0 0 3 d 分别满 足 了城 镇生 活和 工业生产 供水 的 需 要, 城市 和工 业 、农业 供水 中发 挥 了巨大 的经济 和 社会效 益 。 在 5其 他 灰岩本 身就 是一 种很好 的建 筑化 工材料 , 而区域岩 浆运 动频繁 地 区, 由于 灰 岩 的高 变 质,生成 的 大理 岩 等,则是 建筑 材 料 中 的上 品 。给 当地 的就业 、 工业等带来巨大利益。 G层铝 土矿 、 山西 式铁矿 : 中奥 陶准 平原 化 的地貌 上 。 由于风化 的影 响 巨大, 长石 、岩浆 岩体 等矿 物 受到 严重 的破 坏 。硅酸 盐 由架状 硅酸 盐骨 架经 层 状 的粘 土矿 物 、最 终生 成 铝土 矿 、 以及铁 矿 。覆盖 在 中奥 陶 的 古风 化 面 上 。 生成 著名 的 G层铝 土矿 、 山西 式铁 矿 。作为 缺铁 的大 国他 们 的存在 或 多或 少 的缓 解 了工 业 铁矿 石 需 求 的压 力 。 此外 , 古风 化面 上直 接 覆盖 了本溪 组 、太原 组 、 山西 组 的煤 层, 因此 煤 层 的产 状 、厚 度 、 煤 质 都 要 受 到 奥 陶 系 灰 岩 地 面 分 布 、 古 地 理 的 影 响 。 结语 奥陶纪 灰岩 的发 育给我 国的煤 田地质勘探 提 出了一个很 大 的难 题, 但是 也 由此而 产生 了大 量 的有利 条件 。因此在 区 域地 质调 查过程 中需加 大力 度, 彻 底 摸清灰 岩 的发育及 分 布状况 , 以求 将利益 最大 化, 损失压 缩到最 少 。在 地 将 勘过 程中不 仅要提 升地质 工作者 的个人 素质, 此外 在科 技的运用 上也应加 大各 学 科 之 间 的联 系 。给 中 国 华 北地 区 能源 事 业 建 设提 供 保 障 。
潜 山油藏 属 于披覆 背斜 油气藏 中的一种 。这 类背 斜 的形成 与地形 突起 和 差 异压 实作 用 有关 。故 也有 人称 之 为披 盖构 造或 差 异压 实背 斜 。2 _ 华北 地 区 受 到太 康运动 的的抬升 作用 影 响, 自中奥 陶世 开始 遭受风 化 作用 的影 响下, 由 于 不 同沉 积环 境 下 灰岩 成 分 的差 异 、物 性的 差 异 。在灰 岩 沉积 基 底上 常 存 在 有各 种灰 岩地 形突 起 , 由相对 致密 的 白云 岩 、泥质灰 岩 等坚 硬致 密 的沉 积 岩 等组 成 。当 其上 有新 的沉积 物堆 积后 , 这些突 起 部分 的上覆 沉积物 常较 薄, 而 其周 围的沉 积 物则较 厚, 因而 在成 岩过 程 中, 由于 沉积 物 的厚度 和 自身重 量 不 同, 受到 的压缩也 是不均 衡的, 围较 厚的沉 积物压 缩程度 较大, 所 周 结果便 在 地 形 突起 ( 山) 潜 的部 位 , 上覆 地层 呈 隆起 形 态, 形成 背斜 圈 闭 。 这类 油气藏 的主 要特 点 : i 常呈 穹隆状 , () 项平 翼稍 陡, 幅度下 大上 小 () 2 披 覆背 斜 闭合度 小 于下 伏突 起 的构 造起 伏度 。 3 厚度 , 部 薄, () 顶 翼部厚 。4 () 岩 性 , 部粗 , 部细 。 顶 翼 在 中 国例 如渤 海湾 盆 地 济 阳坳 陷 的孤 东油 田。孤 东 油 田的 “ 基底 ”主 要 是 由奥 陶系石 灰岩或 白云岩 组成 的剥蚀突起 ( 山)其 翼部超 覆沉积有 下第 潜 , 三 系, 部则 被 上第 三系馆 陶组及 明化 镇组 覆 盖, 成较 大 规模 的披 盖构 造 。 顶 形 特 别 是馆 陶 组 为典 型 的 披覆 背 斜 油气 藏 。 随着 勘探 程度 的加 强 , 山油藏 的发现 成 为石 油勘 探 过程 中主 要发 现对 潜 象 。对 石油开 发 的贡献 逐 渐增 大 。成为现 阶 段石 油勘 探 中的 主要研 究 对象 。 2 2灰岩 储 层 . 灰岩 的主 要化 学成 分 是碳 酸根 离子 。在 成岩 作用 下, 在地 下水 的溶 解下 会 产生 大量 的溶 洞 。而盐 酸盐 的物 理 性质 较脆 , 地应 力 的的 作用 下易 发生 在 脆 性变 形 形成 大 量 的裂 缝 。二碳 酸 盐颗 粒 特 别是 鲕 粒 、豆 粒 、核 型 石等 颗 粒 间存 在 着大 量 的 原生 空 隙 。使得 碳 酸盐 成 为较 好 的有 气 储层 。我 国华 北
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