1 油气藏伴生卤水锂矿矿藏
2 矿藏中非逻辑共生元素的由来
3 幔汁氢化迁移认知拓展
江汉油田地下锂、钾、氦、硼等油气伴生资源丰富,初步勘查显示,氯化锂资源量位居全国前列,属于国内为数不多的特大型盐湖锂矿,展示出巨大的资源潜力,这些都是新能源开发的有利条件。
传统油气生产企业既是能源生产大户,又是能源消耗大户,我国每年油气生产能耗高达4000万吨标准煤,生产成本高、碳排放量大。在“双碳”目标驱动下,加快低碳转型发展势在必行。随着油气资源减少或枯竭,传统油气生产企业面临寻找发展新增长点的需求。卤水锂矿是油气盆地重要的伴生资源,资源潜力巨大且富含钾、硼、铷、铯、溴、碘等高价值矿产。图2 抽取卤水图
表生干旱气候条件下盐湖卤水不断蒸发浓缩达到石盐或钾盐矿物析出阶段,同时卤水中锂也得到浓缩;在拉张的动力学背景下,裂谷盆地内伴随着强烈的火山活动带来了岩浆热液流体或热泉水的补给,提供了更多锂离子,同时,水岩反应和硫酸盐还原作用,消耗卤水中的镁离子和硫酸根。总之,在内、外地质动力作用下,地表盐湖卤水转为地层封存卤水,最后形成氯化物型的富锂卤水资源。图3 卤水锂矿成因图
盐湖中的这些化学性质差距悬殊的元素是如何在同一矿床中富集的,幔汁理论给出了解释。氢是幔汁最重要的组分,越向地球深部作用越大。自然界有很多不易迁移的元素一旦形成氢化物就可高度挥发。地球深部许多金属、非金属元素均以氢化物形式迁移。
近代地球化学深穿透研究早已证明,气流可以从地球深部向上带出自然金属超微颗粒。氢具有很大的运载能力,通过氢化作用,1g的氢可以分别运载13g碳、14g氮、19g氟、31g磷等。煤、泥炭多年来被认为是植物堆积的生物成因,现在用氢化迁移的观点去理解它,就会变得很简单。
碳硅泥岩是油藏的母岩,二者在形成上有继承性。碳硅泥岩系从新太古-元古界-古生界一直到近代地层中总是富集几十种微量元素.众多的元素集群,其地球化学性质又相当悬殊,亲硫者不会亲氧,反之亦然,酸性、超基性岩成分同时迁移,几十倍甚至几万倍地特殊富集。表1 赣西北下寒武统碳硅泥岩层主量元素含量表
石油中特殊富集非逻辑共生元素,这与碳硅泥岩系的元素富集情况完全相同,在石油形成时,会有深部流体带入众多元素群。在自然界存在一个前后继承的演化序列:碳硅泥岩系-油气层-砂岩型矿床。图6 含碳硅质泥岩
鉴于氢具有使各种元素气化迁移的特殊功能,有必要对过去的成岩、成矿理论进行重新认识,那些复杂的内生岩石学、矿床学可能要重写。
在学术思想上亟须把气从油、煤、页岩中解放出来,这不只是理论上的问题,更重要的是扩大今后的找气方向。
利用强力的高压、高温氢流可以萃取碳硅泥岩系中的微量元素,成为新类型巨量矿产资源。
利用高能氢流使岩石酥化进行超深钻作业,可以获取深热、深气资源。
图7 科拉超深钻洞图
在《新地球科学原理导论》中以宏阔的思维建立统一的科学假设和论证,对诸多宏观科学现象加以解释。
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