资源描述：
《地球的5个气圈与中地壳天然气开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第17卷1期天然气地球科学Vol.17No.12006年2月NATURALGASGEOSCIENCEFeb.2006非常规(无机)气地球的5个气圈与中地壳天然气开发杜乐天(核工业北京地质研究院,北京100029)摘要:论述了地球的排气作用。指出地球存在5个气圈即大气圈、上地壳充气圈、中地壳充气圈、上地幔充气圈和外地核充气圈;地幔流体是一种超临界态复杂化合物系统(简称为幔汁)。除地核H2流体之外,幔汁是地球各气圈的气体之源;中地壳天然气蕴藏量巨大,是未来值得开发的领域。提出了在渤海庙岛群岛打深钻采气的设想。关键词:地球;排气作用;气圈;中地壳;低速带;地幔流体
2、;幔汁中图分类号:TE122.1文献标识码:A文章编号:1672-1926(2006)01-0025-061993年上半年国家正式宣布长期大规模进口一例外地伴随气体的大量活动,而这些岩类的气体石油,多年来已经花掉大批外汇。如此重要的能源在含量同天然气田中气源层的天然气含量一样的高相当程度上依仗进口,将会受制于人,作为一名地质(容后详细报道)。工作者对此甚为焦虑。火山之所以能爆发是由于地下深处有气而且气我们必须在抓紧现在已知的煤、油、气等搜寻的体压力巨大。1991年6月菲律宾皮纳图博火山的巨同时尽快地找另外的新方向、新出路。但实际上有没大气柱可以直冲3.5万m
3、高空,气势极为猛烈。有这种新希望?我们的研究表明——有!这就是中(2)热液作用排气。凡是热液作用同样也大量地壳天然气的开发(现在已知的油、气、煤、油页岩等排气,不论是陆上还是海底皆然。世界各地有数以百均属上地壳能源,规模相对来说还是小的)。中地壳万计的热液矿床包裹体成分的测定数据,表明热液天然气规模和蕴藏量要大得多。特别值得庆幸的是中携带和溶解有巨量的气体,诸如CO2、N2、H2S、我们这块国土正处于三大板块挤撞中间,地壳运动、HCl、HF、SO2、SO3、CO、H2、CH4、C2H6⋯⋯(后4种岩浆作用和上地幔软流层流体异常活动,中地壳气为可燃气)。近代红
4、海、太平洋、大西洋、印度洋的中圈可能比其它国家或地区更为发育。脊都在进行着规模极大的热泉活动和喷气作用,已现在已有相当多的证据表明当前我们正处在人有众多潜水器对其取了样并拍照深海底景观。例如3类第二阶段地下能源开拓新时代的前夜(上地壳能东太平洋中脊(13°N)海水中的He、CH4、Mn含量源开发算第一阶段)。均有明显高异常而且含量随海水深度增加而增大,[1]表明来自洋底深部(图1)。很值得注意的是此三1地质作用和地球排气3组份同步增减,其中He最有指示意义,它是地幔来地质作用大体上一共可分为5大类,即岩浆作源,与其同步的CH4也是幔源的。再如东太平洋中3用、
5、热液作用、变质作用、沉积作用和大地构造作用。脊(15°S)海水中的He含量等值线图(图2)最高值其中的每个地质作用都要大规模地从地球深部排正处于中脊上方,表明中脊裂开处是深源气的出口。气,换言之,这些地质作用乃是地球排气的种种表现等值线形态如风中火焰向西,为洋流向西流动所致。3方式。从图2等值线可知He气量非常之大。此图代表(1)岩浆作用排气。不管是侵入岩还是喷发岩,6000km宽和海水4000m深的巨大水体。又如东也不论是基性、超基性、中性、酸性岩还是碱性岩,无非断裂上基伍湖在300m水深以下有1.51mg/L收稿日期:2005-11-30;修回日期:20
6、05-12-25.作者简介:杜乐天(1932-),男,山东济南人,研究员,博导,主要从事铀矿地质、地幔流体、地球排气、天然气开发等研究.E-mail:lcf-pku@sohu.com.26天然气地球科学Vol.17的CO2、0.41mg/L的CH4,另外还有N2、H2S、烃类(3)沉积作用排气。在沉积作用中重要作用类及H2。又如在东太平洋中脊(21°N)热泉中CH4和型是热水沉积作用,即沿洋底深断裂上涌的热液上13H2浓度大于海水中正常值100000倍,富含C。升到海底后的沉积过程。在此过程中大量排气,因此图1东太平洋隆起13°N热泉中3He、CH4和Mn含
7、量高异常之间的对应关系(据BapstistePJ等,1990)底断裂向上强烈排气。在沉积岩中有一类叫蒸发岩(此名词不确切,今后须加修改),例如岩盐,往往是产生油气的源岩。盐层中往往含大量气体,造成地下气爆,例如英国Boulby盐矿坑道中把重1000t巨石吹入巷道,气体中N2占80%,甲烷和高碳烃占20%。世界上多处此类岩盐层出此事故。有人认为N2反映了地球的氮呼吸。地下水及卤水中溶解有大量气体,越深压力越大,气溶量越大。例如乌克兰刻赤半岛在地下333000m深处,平均气含量5m/m,在3000～334000m为7m/m,在4000～5000m为3319m/m
8、。含油气盆地的水溶气量十分巨大,例如图23He在东太
