重点实验室成功举办“中国南方寒武系页岩有机质、流体和孔隙耦合机制研究”学术报告

发布时间：2023-06-13 15:26:07

应自然资源部黄河上游战略性矿产资源重点实验室、兰州大学地质科学与矿产资源学院戴霜教授、张铭杰教授邀请，美国德克萨斯大学奥斯汀分校经济地质局高级研究员张同伟博士于2023年6月10日来兰州进行学术交流，并做了题为“中国南方寒武系页岩有机质、流体和孔隙耦合机制研究”的学术报告。报告由戴霜教授主持，重点实验室部分人员，兰州大学地质科学与矿产资源学院部分老师及全体研究生、兰州大学资源环境学院的相关老师和同学参加了本次报告。

报告会上，张同伟博士首先指出我国南方寒武系海相页岩含气性在不同地区差异很大，孔隙发育机制不清楚，无法直接用控制五峰组一龙马溪组页岩含气性的有机质丰度和后期构造活动对页岩气保存的理论来预测。为了解决寒武系页岩含气性差异的主控因素和孔隙演化历史这一关键科学问题，需通过流体包裹体研究、高精度精细地质地球化学自然剖面、岩石小柱体金管模拟油气形成和孔隙演化等研究方法或技术途径来解决。张同伟博士团队对中国南方寒武系页岩有机质、流体和孔隙耦合机制研究的进展和成果主要集中在以下三个方面：

一、建立了中上扬子地区下寒武统页岩有机质富集模式。提出了寒武系富有机质页岩沉积的二分段性新认识，从地球化学指标和生物化石记录的变化揭示了陆源输入和化学风化控制了海水中氧化剂（硫酸盐、硝酸盐）变化对海洋碳。硫、氮循环的影响。明确了不同层段有机质来源和有机质保存的差异，指出富有机质页岩上段是寒武系页岩气勘探的有利层段（甜点段）。一段：生产力水平高，环境有利于有机质的保存；过渡段，有机质富集经历了“生产力模式”到“保存模式”的快速转折；二段：海平面整体下降，陆架地区为极端低氧环境，有机质富集受“保存模式”控制。

二、建立了海相页岩有机质－流体－孔隙耦合演化模型。通过变温、恒压或恒温、变压条件下的岩石小柱体模拟实验，建立了有机质转化和油气形成－排出－滞留过程的定量评价模型；成功模拟了页岩中有机质孔隙和矿物孔隙发育．演化与油气形成的关键阶段；揭示了压力变化对页岩中不同类型有机质孔隙发育、演化的影响作用；提出了海相页岩有机质－流体－孔隙糯合演化的概念模型。

三、厘定了中上扬子地区寒武系页岩气构造散失时间。提出了三个主要成烃阶段及相应温度条件：加里东期（430Ma)：第一次生油。T=95.7~105.2℃。海西晚期(270Ma)：油裂解成气。T=139.1~144.7℃。燕山早期(180Ma)：湿气二次裂解，T=215.3℃。燕山晚期至今（130~0Ma)：页岩气调整或泄漏。

报告会现场气氛热烈，互动频繁。张同伟博士耐心地回答了参会人员提出的各种问题，如“页岩气突破地区与鄂尔多斯等地的寒武系地层有什么差异”、“氧化还原环境变化可以通过哪些指标去观察”、“压力对生烃产率的关系”等，与大家进行了交流和讨论。

报告临近尾声时，戴霜老师指出，张博士这次的报告从项目如何立项、任务怎样完成，到其中有哪些证据支撑，最后又培养出哪些人才。这样一整套科研项目流程，开拓了年轻科技工作者的眼界，对与会人员以后的科研工作有很好的指导作用。随后戴霜老师带领大家再次对张同伟博士的到来表示感谢，此次学术报告会在与会人员经久不息的掌声中圆满结束。

（图文：牛永杰审核：郭东宝）