【摘 要】
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采用模拟实验方法模拟煤系烃源岩在不同温度和不同矿物介质存在条件下的生烃过程.模拟实验采用的是塔里木盆地库车坳陷阳霞煤矿阳霞组的煤样.在煤样中分别加入50％的高岭土、50％的碳酸钙、20％的四氧化三铁(Fe3O4)、20％的硫化亚铁(FeS)、10％的元素硫(S),以及纯的煤样等6种实验体系,所有的实验体系中均加入相当于煤样20％重量的去离子水,模拟实验温度从250℃到600℃,每隔50℃为一个温度
【机 构】
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中国科学院兰州地质研究所,气体地球化学国家重点实验室
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采用模拟实验方法模拟煤系烃源岩在不同温度和不同矿物介质存在条件下的生烃过程.模拟实验采用的是塔里木盆地库车坳陷阳霞煤矿阳霞组的煤样.在煤样中分别加入50％的高岭土、50％的碳酸钙、20％的四氧化三铁(Fe3O4)、20％的硫化亚铁(FeS)、10％的元素硫(S),以及纯的煤样等6种实验体系,所有的实验体系中均加入相当于煤样20％重量的去离子水,模拟实验温度从250℃到600℃,每隔50℃为一个温度点,共8个温度点,每个温度点上的加热时间均为72小时.实验结果表明:不同的矿物组合、以及同一种矿物在不同的有机质热演化阶段,对有机质形成天然气的过程均具有非常明显的影响.
具体从本次模拟实验结果来看:高岭土矿物在高温热演化阶段对有机质形成气态烃的过程具有一定的催化能力,碳酸钙(CaCO3)在中-低热演化阶段能抑制气态物质的形成,而在较高的热演化阶段则对煤生成气态物质的过程具有一定的催化作用.四氧化三铁(Fe3O4)在主要的模拟实验阶段对煤生成气态物质的过程具有一定的催化作用.硫化亚铁(FeS)在低温热演化阶段对天然气的形成具有一定的抑制作用,而在高温热演化阶段则对天然气的形成具有较明显的催化作用.元素硫(S)在不同的热演化阶段对天然气的形成过程均具有非常明显的催化作用.模拟气体产物中氢以及甲烷同系物的氢同位素组成均随模拟实验温度升高而明显变重,而且变化幅度高达100‰～500‰,说明模拟气体产物中氢以及甲烷同系物的氢同位素也可以作为判断有机质及其产物热演化程度的良好指标.
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