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第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会

召开年：2016
召开地：青岛
出版时间： 2016-11-04

主办单位：中国地质学会中国地球物理学会

会议文集：第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会论文集

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1.水热条件下角闪石绿泥石化过程的实验研究
- 黎永丽;黄菲;高显青;李明月;吴瑶
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：绿泥石是典型的层状硅酸盐矿物,成分复杂,结构多样,分布广泛,承载着丰富的地质学信息.在热液型金矿床中,绿泥石是重要的热液蚀变产物,往往与金矿化有密切关系,而成为重要的找矿标志.对绿泥石形成时物理化学条件,以及演化过程的深入研究,对于判定热液金矿床的成矿条件,认识热液成矿过程具有重要意义.然而,绿泥石的层状结构和硬度低的特点,使其在地质体中极易遭受破坏而难以保存,给观测带来一定困难.所以,针对绿泥石的专门研究还不多.本次通过水热条件下角闪石绿泥石化过程的实验研究，揭示出角闪石在不同温度、酸碱度和实验周期等条件下绿泥石化的变化规律，基于纳-微米尺度下绿泥石形貌学的观测研究结果，建立起绿泥石形貌对所形成物理化学条件的标型性，对判定热液蚀变强度和物理化学条件具有重要的科学意义，在判别矿化强度等方面也具有实际意义。
2.氮气吸附法和高压压汞法分析致密储层微观表征结构——徐家围子断陷沙河子组为例
- 李勃;张鲁川;卢双舫;肖佃师;黄薇;印长海;田伟超;李进步;谷美维
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：致密气已经成为全球非常规天然气勘探开发发重要领域之一,尤其是美国对其大规模的开发利用带动了全球致密气的快速发展.我国天然气工业刚进入快速发展时期就出现了供应不足的现象,而我国的特殊的地质条件决定了致密气资源会相当的丰富,具有很大的发展潜力.本文主要结合氮气吸附和高压压汞的实验方法，对徐家围子断陷沙河子组致密气储层微观孔隙结构以及全孔径分布表征进行研究，为今后该地区致密气的勘探和开发提供理论依据。
3.页岩油储层微观孔裂隙形态学特征研究——以东营凹陷为例
- 李俊乾;张鹏飞;卢双舫;张萍;张婕
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：泥页岩储层微纳米尺度孔裂隙形态极其复杂多样,影响储层微观结构表征精度、页岩油的赋存及流动性(Münchw and Holz,2008).本次研究针对14块取自东营凹陷不同岩相、不同深度的泥页岩样品,采用氩离子抛光SEM切片分析不同类型孔裂隙形态学特征.参考Loucks et al.(2012)的孔隙分类方案,本文将泥页岩孔裂隙划分为粒内孔、粒内孔和裂隙孔三大类,其中粒内孔包括粘土颗粒内、石英/长石/碳酸盐岩溶蚀孔、有机质孔、黄铁矿微球团;粒间孔包括石英/长石/碳酸盐矿物粒间孔、石英/长石颗粒边缘孔、长石解理孔、有机质/基质间孔.
4.不同变质程度煤岩微孔孔隙结构演化特征
- 李勇;汤达祯;张岩;牛鑫磊
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：我国煤层气勘探开发由高煤阶的沁水盆地和中高煤阶的鄂尔多斯盆地东缘,逐步向以低煤阶为主体的准噶尔盆地东南缘过渡,并展现了较高的产气潜力.煤热演化过程伴随着煤分子内部结构不断变化,气体不断生成,也伴随着煤岩孔裂隙结构的不断演变.煤的氦测孔隙度随着煤演化程度的增高呈现'高—低—高'的变化规律,并大致以煤的镜质组随机反射率0.6％,1.2％和2.3％为分界.本研究基于从准噶尔盆地东缘（EZ,4块）和南缘（SZ,4块）、鄂尔多斯盆地东缘中部（ME,4块）和南部（SE,4块）、沁水盆地南部（SQ,4块），以及从贵州采集的两块对比煤样为基础，开展压汞孔径、低温液氮吸附和低场核磁共振实验，力图揭示不同热演化程度煤岩的大孔（＞1000 nm）、中孔（100-1000 nm）、小孔（10-100 nm）和微孔（＜10 nm）的演化规律，并选择性的采用低温二氧化吸附和低温核磁共振孔径测试方法，着重探讨了微孔的分布特征和演化规律。
5.氮气吸附法在火山岩储层微观孔隙结构表征中的应用
- 李壮;卢双舫;王伟明;田伟超;李进步
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：我国从20世纪70年代末以来,相继在松辽盆地、准噶尔盆地、辽河盆地等地发现了火山岩储层,并且在20世纪90年代末,熊琦华(1998)等学者也开始对三塘湖盆地的火山岩进行研究.但是火山岩油气勘探才刚刚起步,其非均质性强,类型多、结构构造复杂,储集空间多样化等储层地质学问题仍需探索.而前人主要通过岩心、薄片、扫描电镜、录井、测井和地化资料对储层进行研究,该研究是首次采用氮气吸附法对三塘湖盆地马朗凹陷火山岩储层微观孔隙特征进行表征.
6.东营凹陷页岩孔缝结构的三维重构
- 刘标;姚素平;孙超;李晋宁
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：目前,扫描电子显微镜、压汞法、氮气吸附法、CT法等已被大量用于页岩的孔隙特征研究,但孔缝系统在空间的赋存状态及其相互关系仍是研究的难点(焦堃等,2014).本次研究采用同步辐射显微CT和聚焦离子束-扫描电子显微镜技术重建东营凹陷富有机质页岩的孔缝空间分布特征,试图从不同尺度来揭示页岩的孔缝结构,为东营凹陷页岩油的勘探和研究提供基础数据.
7.利用高压压汞技术表征火山岩储层微观孔隙结构
- 刘倩倩;卢双舫;王伟明;李进步;田伟超
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：随着社会的进步和发展,全世界对油气资源的需求不断增加,传统碎屑岩和灰岩储层油气田资源难以满足社会、经济快速发展的需要,火山岩油气藏的勘探和开发已逐步成为二十一世纪油气新的增长点之一.在我国,已初步形成东部(松辽、辽河、二连、渤海湾盆地等)和西部地区(准葛尔、三塘湖、塔里木、四川盆地等)两大火山岩含油气区.。本次研究区主要为三塘湖盆地马朗凹陷的卡拉岗组（C2K）和哈尔加乌组(C2H)，目的段内分别发育棕褐色玄武岩、安山岩与灰色火山角砾岩互层和灰、黑色泥岩与凝灰质砂岩、灰色玄武岩、安山岩互层。前人主要通过铸体薄片、常规薄片分析等方法对其微米级孔隙结构进行研究，而本次是利用高压压汞法法定量的对纳米级孔隙结构进行表征。
8.大民屯凹陷油页岩含油孔径分布特征分析
- 刘薇;陈国辉;卢双舫;王民
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：大民屯凹陷E2S42亚段发育一套有机质丰度很高,以Ⅰ型和Ⅲ型有机质为主的油页岩,近年来在这套油页岩中的页岩油勘探工作获得了突破.然而,页岩中有机孔和无机孔的比例以及含油孔隙的孔径分布并不明确.本研究对抽提前、后的页岩样品和所富集出的干酪根样品进行液氮孔径分布测试,通过对比分析,得到页岩中有机孔隙所占的比例以及含油孔隙的孔径分布范围.
9.柯石英—退变质石英的高压相变及第一性原理计算研究
- 刘卫平;吴秀玲;陈龙;张晓玲;孟大维
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：柯石英是石英的高压多形体,通常在大约700℃和2.8GPa以上的温度压力范围内稳定存在.天然柯石英存在的温度压力条件预示着含有超高压柯石英矿物的地壳岩石在俯冲到地球深度和折返到地球表面之前,经历过超高压变质作用.因此，柯石英是岩石经受超高压变质作用的重要指示矿物，一般认为是否含有柯石英包裹体是鉴别岩石是否经历超高压变质作用最直接的证据。由于柯石英在低压条件下是不稳定的，大多数柯石英随其寄主矿物从地球深处折返到地表的过程中，随着围岩压力的逐步减小，便会发生退变质反应退变为石英。在某些情况下，虽然柯石英仍部分退变质为石英，但是它由一个强有力的主相包封保留，若在多晶石英的边缘带栅栏环绕结构中围压足够高，即柯石英的稳定压力范围内，便形成柯石英包体。所以，本文通过研究柯石英包裹体微结构以及柯石英退变质为石英相变的温度和压力条件，对了解超高压变质岩形成，动态力学，地质构造环境的变质过程、俯冲和折返机理以及演化历史具有重要意义。
10.热水沉积岩显微岩相学及微生物与地质环境的协同作用
- 孟繁莉;王晓琦;李世臻;孙平昌;王启
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：随着大洋'黑烟囱'、'白烟囱'以及巴西盐下巨型油气储层(泉华沉积)的发现,条带状磁铁建造(BIF)、大洋锰结核、海底冷泉碳酸盐岩(甲烷为主的低温气液流体的产物)、蛇纹石化泥火山、现代热泉作用等的重新认识,热水沉积岩作为一种重要的、与沉积及热液(水)作用相关,集内生与外生作用于一身,与金属、非金属矿产和油气有着密切联系的一类重要岩石类型的研究越来越受到重视.经过野外观察取样，镜下鉴定、扫描电镜观察、XRDXRF、QEMSCAN、傅里叶变换红外光谱FTIR、电子探针、微量元素、稀土元素等分析，对本区纹层状热水沉积岩研究尝试得出以下结论：岩石成层性显示沉积特征，纹层的产生是火山热液（水）喷溢旋回的产物，同时有陆源物质加入。化学成分上是长英质-铁镁质交替，白色（浅色）-黑色（深色）条带互层，其深刻的根源在于地质幕（episodes），亦即喷溢纹层，沉积环境Eh,PH 物理化学循环。矿物结晶极细微或者无定型的原因是有机质诱导，生物大分子调控，在矿物生长晶面附着、结合有机分子，改变晶面性质，阻止了无机离子的堆积，使矿物晶体稳定。这样会阻止矿物晶体的生长，所以极细粒矿物、无定型矿物、胶状矿物的形成与微生物的参与有关。而且可能存在非生物成因有机质及微生物介导矿物，这是初步猜想，需要以后进一步分析测试研究验证。热水沉积所特有的沉积作用、同生蚀变、矿物结晶同时及次第发生在本岩石有所显示。也初步验证了在热水沉积岩中“与亚微米尺度形貌学特征相关联的原位古老生物源有机质可能与非生物过程有机质（费托反应产物等）共存。
11.超高压变质岩矿物锆石中的结构水:FTIR分析
- 张晓玲;孟大维;陈龙;刘卫平;吴秀玲
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：'名义上无水矿物'(NAMs,即理想化学式中不含结构氢的矿物)锆石是火成岩和变质岩中重要的副矿物,该矿物常以包裹体的形式存在于超高压变质岩的石榴石、绿辉石、硬玉等矿物中.已有的研究表明该类矿物中均含有的微量'结构水'(OH–或H2O),并以缺陷形式赋存于矿物结构之中.在超高压变质岩中，锆石粒径很小，仅为几个微米至几十微米。迄今为止, 国内外对深俯冲带超高压变质岩中锆石结构水的分布特征及其变化规律等的研究还少见报道。特别是用显微红外光谱与第一性原理计算等相结合的方法研究变质锆石中结构水的含量、赋存状态和变质演化等。本项研究工作选取了大别山碧溪岭、双河地区及瑞士阿尔卑斯地区若干岩石标本，提取矿物中的锆石包体。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和电子探针显微分析（EPMA）详细观察了锆石中结构水存在及分布状态。这些微量水的存在反应了晶体缺陷与变形构造之间的相互关系，且对整个变质体系的物理化学性质产生重要的影响。结合第一性原理计算，模拟锆石晶体中不同的缺陷模式，比较这些缺陷的形成能及其物理化学性质的稳定性。
12.粘土矿物演化与储层致密史偶合关系研究
- 赵容生;刘宗堡;索苏
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：随着勘探开发技术进步和常规能源的减少,以前难以动用的非常规油气(如煤层气、页岩油气、油砂和致密油气等)已引起关注,随着开发其在油气储量和产量中所占地位也逐渐提高,其中最先取得突破的是致密砂岩,并在致密砂岩储层的定义界限(关德师等,1996;Dixon B et al,2007;赵靖舟等,2012)、成因机理(Scherer M,1987;庞雄奇等,2013)、发育特征(Lee W J et al,1994)和分布规律(郭迎春等,2013)等方面取得了突出进展.论文针对致密砂岩非常规油气藏“甜点”预测这一研究热点，以砂岩粘土矿物沉积演变为切入点，运用X-衍射、扫描电镜、镜下薄片鉴定及压汞等方法，对研究区古龙凹陷葡萄花油层砂岩粘土矿物垂向和平面演化规律做了详细研究。
13.红河断裂韧性剪切带内纳米颗粒的发育特征及其成因探讨
- 黄强太;蔡周荣;李建峰;向俊洋;卢丽娟
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：自上个世纪末纳米科技被引入地质学以来,国内外地质学家在矿物学、地球化学、构造地质学以及矿床学等领域开展了与纳米颗粒相关的研究,取得了一系列的成果和认识(孙岩等,2009;De Paola,2013;Siman-Tov et al.,2013;琚宜文等,2016).新生代以来以来，红河断裂带经历了早期(古近纪)的大型左旋走滑运动和后期(新近纪以来)的右旋走滑运动（向宏发等，2004），断裂带宽30-60km，普遍经历了变形变质作用，发育有糜棱岩、碎裂岩和断层泥等,是一条典型的韧性剪切带。本文选取红河断裂带中段的韧性剪切带为研究对象，分析断裂带内不同空间位置纳米颗粒的形貌特征及空间分布规律，并探讨其成因机理及与断裂活动的关系。
14.氮气吸附法在研究泥页岩孔隙特征中的应用
- 李传明;王民
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：常规的测试技术主要测试微米级的孔隙而泥页岩的孔隙从纳米级到微米级均有分布,因此常规的测试技术难以准确的表征泥页岩的微观孔隙结构,引入氮气吸附法对泥页岩的纳米孔隙进行分析,可以弥补常规测试技术的不足.研究表明泥页岩的孔隙既包括两端开口的圆柱形孔、四边开放的平行板结构的狭缝型孔,又含有墨水瓶孔、锥形管孔、锥形结构的狭缝孔以及一端开口的圆柱孔;孔径多分布在18nm以下,微孔具有较强的吸附聚气能力,构成了页岩气吸附的主要场所,介孔是游离气的主要赋存场所,是页岩气的主要储集空间.
15.不同变形机制下构造煤中亚纳米孔隙发育特征及演化机制
- 李云波;宋党育
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：构造煤是原生煤体在构造作用下发生脆性破碎或韧性流变的产物,具有'高吸附、快解吸、低渗透和低强度'的物性特征,在中国古生代含煤盆地中广泛发育,并控制着绝大多数煤与瓦斯突出事故的发生[1-3].与原生结构煤相比,构造煤的孔隙率要比同层的原生煤高30％～80％,孔比表面积要高30％～100％[2,4],并随着构造煤变形程度增加,煤中的mesopore和micropores更为发育,甚至能占总孔隙的80％以上[5],而又以亚纳米孔隙的增加明显,构造煤中亚纳米孔隙发育是否是造成构造煤高吸附、低渗透的主要原因?目前尚不清楚,但系统研究不同变质变形条件下构造煤中的亚纳米孔隙分布及演化特征是解决这一问题的基础.鉴于目前对于构造煤中亚纳米孔隙的观测困难的研究现状，论文以淮北矿区9类不同变形程度构造煤为研究对象，利用273K条件下CO2吸附试验系统测得了不同变形机制下构造煤中的亚纳米孔隙，结合X射线衍射(XRD)和高分辨率透射电镜(HRTEM)试验，探讨构造煤变质变形过程中亚纳米孔隙变化特征。
16.裂变径迹定年法在地学上的应用及其研究进展
- 刘会见
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：自上世纪40年代发现238U可以发生自发裂变现象以来的20年间,众多学者先后用光学显微镜通过在云母中进行化学蚀刻扩大238U自发裂变径迹进行观察,并通过自发裂变径迹数及其裂变径迹密度等相关参数的计算进行测定矿物的年龄而提出了裂变径迹定年法,该方法不久就在许多地质问题的研究中得到了广泛的应用.
17.纳米研究与地质科学发展
- 刘洁文;李吉君
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：世界是由物质组成的.由于过去受科学技术水平的限制,对0.1-100nm大小的超细微粒则几乎很少进行过研究.在大量的地质论文、报告中根本看不到有关纳米粒子的资料,因为地质工作者一碰到经衍射研究确定为非晶态的物质,就不再进行研究了.这是不成文的惯例,久而久之人们也就不再去过问它.纳米粒子的物理化学性能大部分还不为人们所了解,因此,可以说它是一个有待研究的领域.本文将从以下几个方面探究纳米与地质科学的关系：1.地质过程与天体演化过程中的纳米微粒。2.物质溶解、熔融和结晶过程中的纳米微粒。3.固溶体出溶物中的纳米微粒。4.火山喷发物中的纳米微粒。
18.剪切滑移带中纳米弱化作用的实验证据和表征分析
- 孙岩;琚宜文;周巍;黄驰;韩奎
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：断裂构造演化的核心问题,尤其是在时空转化上的稳定性判识,是确定其弱化作用(weakening)及其机制(Reches et al.,2010).近些年来,对各种岩石不同断裂于狭窄滑移面中,所形成的断裂弱化作用研究取得了迅速的发展,与其相关的天然观察、实验测试和理论分析,不仅在宏观和微观层面上,也在超微观和纳观尺度上都已广泛地展开了(Nada et al.,2005;Moore et al.,2008;Viti et al.,2009;Han et al.,2010,2011).纳米结构在岩石剪切变形三个演化阶段，所引起的三种纳米弱化作用的确定还是初步的，仍需从纳米力学理论结合地质体的成矿、成藏和成震中纳米结构演化，对剪切面的纳米弱化作用进行深入研讨。尤其对矿化多期脉动，油气二次运移和余震连绵不断中的断裂回春活动，都应注重观测同纳米弱化作用的亲缘关联。
19.吉木萨尔凹陷芦草沟组原油分子尺寸及结构特征
- 唐红娇;安科;周伟;周波;刘勇;刘翔
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：准噶尔盆地二叠系芦草沟组是我国典型的致密油勘探领域,吉木萨尔凹陷芦草沟组共发育上、下2套甜点体,覆压孔渗结果显示储层孔隙度平均为10％左右,90％以上样品渗透率小于0.1mD,总体上属典型的致密油储层.鉴于致密储层复杂的微纳米特性,原油赋存及流动机理等问题尚未明确,而常规储层相关规律及认识不再适用,因此需要加强致密油储层的基础研究,深化致密油认识,这对致密油的开发具有重要意义. 常规研究均立足于储层物性，而对流体影响考虑较少，但对于同为纳米级别的孔隙介质和流体系统，流体的尺寸及结构的影响不可忽视。本项目旨在建立致密储层原油分子尺寸及结构的表征方法，明确吉木萨尔致密油结构特征，研究原油分子与孔喉介质的匹配关系，并从原油角度分析流体在微纳米介质中的可流动性，为致密储层有效动用及开发提供理论基础。
20.断层泥黏土矿物的微/纳米尺度构造变形观察及其意义
- 王雷;晁洪太;王志才
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：地震化石假玄武玻璃,又称假熔岩(林爱明,2008),被认为是断层带内地震发生的直接证据.而另一更为众人熟知的是断层产物—断层泥,沿着阿尔金断裂、富蕴断裂、海原断裂、北川-映秀断裂、鲜水河断裂、安丘-莒县断裂等重大断裂内都发育断层泥.如,汶川5.12大地震地表主滑动面可见到强烈变形的薄层断层泥(袁仁茂等,2014);安丘-莒县断裂多个剖面可见到颜色丰富的断层泥条带;台湾集集地震车笼埔断裂也发育断层泥(Chou Y.M.,et al.,2014),等等.
21.模拟矿物纳米孔吸附金属离子的实验研究
- 牛延慧;于文彬;覃宗华;傅宇虹;万泉
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：纳米孔隙结构普遍存在于矿物、岩石、土壤、沉积物和生物体中(Simonyan et al.,2012;Rouquerol et al.,1994).含有纳米孔的物质通常表现出异于无孔物质的性质,例如:纳米孔物质通常比表面积较大,具有很强的吸附能力;孔内壁的基团密度、电荷密度和酸碱性发生较大的变化(Wang et al,2003);孔内流体性质(凝固点、介电常数、粘度等)随着纳米孔尺寸而改变(Jahnert et al,2008).本研究选择合成介孔二氧化硅（MCM-41）作为模拟矿物纳米孔进行金属离子的吸附研究。这是因为二氧化硅是地壳中含量最高的氧化物，具有地质代表性；与天然纳米孔样品相比，MCM-41具有化学组成简单、结构可控的特性，适合作为吸附模型物来开展研究。采用溶胶-凝胶化学自组装法，以不同链长的阳离子型表面活性剂作为模板剂来合成了MCM-41（Beck et al., 1992）。使用傅里叶变换红外光谱、热红联用、粉末X 射线衍射、低温氮气吸脱附、透射电镜、全自动电位滴定等测试方法表征了模拟矿物纳米孔的孔结构与表面性质。通过批次吸附实验研究了模拟矿物纳米孔对典型金属阳离子Cu2+的吸附行为，并对其吸附机制进行了初步探讨。
22.纳米效应在页岩油气勘探与开发中的应用现状
- 欧阳黎明
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：常规油气资源的勘探开发已经步履艰难,以纳米油气为主体的非常规油气资源潜力巨大,即将成为石油勘探开发的主要领域.然而,由于纳米油气与常规油气的特征差异巨大,指导常规油气勘探开发的传统石油地质学不适用于非常规油气资源的勘探开发.随着非常规能源业的发展,越来越多的学者专家将眼光投向以微观孔隙结构为主的页岩上.本文主要围绕纳米效应中的小尺度效应和表面与界面效应在非常规油气勘探开发中的应用，并结合前人在其他领域中的应用，将类似的原理与非常规油气勘探中的应用结合起来，从以下三个方面论述了纳米效应的应用状况：①纳米尺度在页岩气中的界定以及其界定条件；②页岩气在纳米孔吼中赋存方式，以及其流动的限定条件；③天然气的小尺度效应和表面与界面效应在页岩中的具体体现以及各自的特点。最后将纳米效应在页岩气勘探与开发应用中的实际特点进行总结，为后续工作提供指导。
23.深部煤系非常规储层纳米级孔隙结构及其油气地质意义——以山西省沁水盆地为例
- 屈晓荣;朱炎铭
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：我国华北地区广泛发育石炭二叠纪含煤地层,蕴含着丰富的煤层气资源与页岩气资源(邹才能等,2011).山西省沁水盆地为我国煤层气开发最为成功的地区,但受地应力等因素的影响,深部煤层气产能受到较大制约,因此相关学者提出了深部煤系非常规天然气(煤层气、页岩气)的合探共采(邹才能等,2011;秦勇等,2014).在煤层气与页岩气中，吸附态与游离态为甲烷的主要的赋存状态，而纳米级孔隙提供了绝大多数的吸附位与半数以上的游离空间，对煤系非常规天然气的富集有着重要意义。本此研究中，选取了30个1500米以深的煤样及页岩样品，基于高压压汞实验、低温氮气吸附实验、氩离子抛光-扫描电镜实验从孔径分布结构、孔隙形态类型等方面对煤及泥页岩纳米级孔隙进行了定量-半定量表征，并基于分子动力学理论，探讨了纳米级孔隙中吸附态甲烷与游离态甲烷的在深部温、压条件下的赋存状态。研究结果表明，研究区深部非常规储层较为致密，煤层孔隙度为4%-6%，而泥页岩孔隙度主要为1%-2%，小于100nm的孔隙贡献了90%以上的比表面积及60%以上的孔容。在泥页岩孔隙中，虽然发育着多种类型孔隙，如有机质孔、粘土孔隙、矿物粒间孔、矿物溶蚀孔等，但其中的有机质纳米级孔隙提供了大多数的比表面积及相当数量的孔隙孔容，对页岩气的富集有着关键性的作用。
24.山西耿庄金矿床毒砂中闪锌矿成因研究
- 任亚群;黄菲;陈振宇;余丽章;汪洲
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：闪锌矿是自然界常见的金属硫化物矿物,常与黄铜矿、黄铁矿和方铅矿等共生.在黄铜矿和黄铁矿中见有闪锌矿的出溶、交代和被包裹等形式出现.前人研究发现其与矿床形成条件密切相关,标型特征和具有重要成因指示意义.然而，在山西耿庄金矿区除了常见的黄铜矿、黄铁矿中闪锌矿外，还发现在毒砂中闪锌矿呈不规则乳滴状分布，研究毒砂中闪锌矿的形成机制，为分析矿床形成过程中热液演化机制及物化条件都具有一定的指示意义。结合矿区地质背景分析认为：燕山早期，在耿庄热液活动过程中，晚期富铜流体叠加早期的方铅矿-闪锌矿矿石，由于流体温度较高，发生Zn的活化，随着沉积速率、温度、压力等因素的变化，黄铜矿优先沿着毒砂裂隙充填结晶析出，同时Zn的溶解度降低，Zn在黄铜矿与毒砂的边界及其晶体缺陷等有利部位发生聚集，从而闪锌矿分布在毒砂生长带边缘，由于成矿过程中沉积速率的差异，闪锌矿在毒砂中的定向性较差。本次在系统观测毒砂中闪锌矿特征基础上，确定矿物生成顺序，揭示毒砂中闪锌矿的成因机制，为研究矿床的形成演化过程研究提供矿物学依据。
25.页岩油储层孔隙演化特征热模拟研究
- 孙超;姚素平;李晋宁;刘标
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
26.微区X射线荧光光谱仪在地球科学领域的应用
- 孙丽卿
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：德国Bruker公司的先进微区X射线荧光光谱仪M4Tornado树立了微区X射线荧光的典范,是对大块样品、不均匀样品、不规则样品、甚至小件样品和包裹物进行高灵敏度的、非破坏性元素分析(Na11-U92)的首选仪器.采用多导毛细管聚焦镜将激发光聚焦到非常小的区域(＜20μm),以获得极佳的空间分辨率,能进行快速面扫描元素成像分析,迅速对样品进行筛选,找出感兴趣的样品信息和位置.任何类型的样品都可以通过简单的样品制备甚至不制备直接进行分析. M4Tornado不仅具备了普通ED-XRF具备的基本性能，如元素的有标样、无标样的定量分析和定性分析、物质相态的分析等，并且其相对于其他台式XRF产品有如下优势： 1.不仅能对样品做单点元素分析（传统XRF只能做单点测试），且具备线扫描、面扫描的功能，最大样品扫描面积达190mm*160mm，可实现大块样品无损元素分布的定性和定量分析。 2.高分辨元素分布成像，最高像素达到2500万，需要强大的软件来支持处理。 3.用单根多毛细管X射线光学可以选择200μm或<20μm光斑大小； 4.允许配置第二个X射线光管（W靶），针对不同样品的测试要求可以自由选择； 5.允许配置第二个30mm2的SDD，使得探测器芯片总面积达到60mm2，提高了探测效率、成像时间以及成像质量； 7.仓体内部尺寸达到600mm*350mm*260mm，对于较大样品，无需切割处理即可放置进去测量； 8.XYZ平台移动速度可达到100mm/sec，为了提高大块样品成像的速度，配置超高速的XYZ自动平台，实现'飞行中'测量效果。 9.HyperMap软件将每一个测量点的全部图谱储存起来用于后续的数据分析，可利用切片测试进行样品3D重构，分析3D元素分布。
27.中条山TTG片麻岩中蚀变绢云母的特征研究
- 孙宇;黄菲
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：中条山位于华北克拉通中部,其中广泛分布的TTG岩石(英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩)受新太古代晚期的岩浆热事件影响,发生了不同程度的变质.该岩石中矿物特征记录有华北克拉通演变地质过程的重要信息.开展岩石中矿物成因的研究,对于认识该区域的地质演化历史有重要意义.该地区TTG片麻岩遭受热液改造,在斜长石中普遍出现了绢云母.但是,目前绢云母的研究往往只是描述性的,对其结构成分研究尚不深入[1].因此,对其进行详细研究,对深入理解成矿过程和认识成矿条件大有裨益. 本次利用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱、电子探针等分析手段，对该区TTG片麻岩中绢云母进行了显微观测与研究。通过扫描电子显微镜观察，可见到片状的绢云母生长于斜长石颗粒中，宽度大小几微米至几十微米不等，片层的厚度为几十纳米。电子探针分析结果与标准白云母相比，显示铝的含量相对更低。所测样品的拉曼谱在1000~1500 cm-1之间出现了白云母没有的振动峰位，显示出与白云母的主要区别。在硅酸盐矿物中，硅氧四面体非桥氧的振动峰位随着硅氧四面体由孤立-二聚体-环-链-层-架状结构的变化而逐渐向高频区移动[2]，该绢云母谱图与白云母的差异性说明绢云母的层状结构中，部分硅氧四面体仍然保留长石中的架状连接模式。根据本次研究结果，结合前人对绢云母化热液蚀变的研究，分析该区绢云母的形成经历了以下过程：华北地区新太古代的岩浆热事件提供了热液，这些热液与TTG岩石中的长石发生交代反应，氢离子与钠长石中的钠离子进行离子交换，使长石的架状结构遭到破坏；然后，被破坏了连接方式的硅氧四面体与热液中的铝离子形成铝氧八面体配位，热液中的大阳离子钾离子对这些配位体进行连接，形成了类似白云母的TOT型结构。然而，由于热液环境的复杂性，在成层的过程中，部分硅氧四面体仍然保留了长石架状结构的连接模式，其顶端自由氧没有形成铝氧八面体配位，但也被连接在这些层片中，从而造成了较白云母更低的铝含量。该区绢云母形成过程的新认识，对理解热液蚀变过程有科学意义，在相关矿床成因的研究中提供了有效的矿物学证据，为判定矿床形成的物理化学条件等有实际价值。
28.纳米矿物学现状及发展研究
- 檀洪坤
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：人类对矿物学的认识,往往注重宏观矿物单体、聚合体的形态及有关特性,注重微观矿物成分及原子排列的情况,而对于纳米矿物微粒、纳米矿物固体、纳米矿物结构缺乏深入细致的研究.在传统矿物学研究中,把矿物看成理想的晶体点阵,但在纳米矿物学中则着重研究纳米矿物微粒、纳米矿物固体和纳米矿物结构特征以及与此有关的岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等地质学科.纳米级矿物开发利用有广阔前景。积极探讨矿物纳米级开发利用的技术和方法,力争在理论和实践上有所突破。纳米科技的诞生和发展使人类认识改造自然界进入一个新的层次,开创了纳米矿物学研究的新领域,纳米矿物学国内外正处在萌芽状态。运用TEM、STM及AFM等手段,研究矿物表面界面中、晶体缺陷准晶结构中、粘土矿物及胶体矿物中的纳米微粒、纳米固体及纳米结构,促使矿物学者认识改造自然界进入一个新层次。运用这些新概念、新理论、新方法对岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等进行深入研究,将促使地质学科向更高层次发展。纳米级矿物开发利用也有广阔前景。
29.致密砂岩储层纳米孔隙分形特征研究
- 田伟超;卢双舫;王伟明
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：致密砂岩储层发育着丰富的纳米级孔隙,其表面形态和孔隙结构对油气的吸附和运移有着非常重要的影响,而分形维数是定量描述孔隙粗糙程度及非均质程度的重要参数.分形维数的计算有很多方法,如压汞法、图像分析法、气体吸附法和中子小角度散射法等(刘显东等,2005),其中气体吸附法以气体分子为探针,其探测最小尺度为气体分子直径(氮气分子直径约0.364nm),从而可以较好的表征致密砂岩储层纳米级孔隙的分形特征.
30.区域构造背景及演化对页岩孔裂隙发育的控制作用
- 汪吉林;朱炎铭;方辉煌;邹艳
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：页岩孔裂隙发育的影响因素主要有构造、埋藏演化史、地层厚度、矿物成分等,基本上均可包含在构造与沉积背景、构造演化两个大的方面,研究中在重庆南川地区采集了龙马溪组下部黑色页岩钻井岩心样品,在安徽巢湖北采集了二叠系孤峰组、龙潭组和大隆组页岩样品,室内进行了SEM、压汞、低温氮吸附、XRD等多项实验,分析了上扬子区南川地区龙马溪组页岩和下扬子区巢湖北二叠系(孤峰组、龙潭组和大隆组)页岩的孔裂隙发育特征,探讨了区域构造背景及构造演化对页岩孔裂隙发育的控制作用.
31.构造变形对页岩渗透率的影响研究
- 梁明亮;王宗秀;高莉
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：渗透率是页岩储集物性的重要参数之一,渗透率大小决定页岩气保存和渗流条件,反映页岩中天然气可开采能力.研究表明,页岩的渗透率极低,同时页岩渗透率具有非均一性,微裂缝的发育能导致页岩渗透率的异常增高.页岩渗透率与构造变形强度有如此的相关性，主要是受变形过程中页岩裂缝发育的影响。构造变形程度控制页岩次生裂缝的发育过程，在页岩由脆性变形到脆-韧性再到韧性变形的过程中，页岩裂缝经历了开启-张裂-充填-压实等一系列过程，对应页岩变形从浅Ⅰ到强Ⅳ的四个阶段。值得注意的是，当页岩变形强至流变Ⅳ阶段时，页岩发生韧性甚至塑性变形，经历严重的压实作用，在普通显微镜下已经难以观察到裂缝发育，而其渗透率却仍保持在较高水平。构造变形程度控制页岩次生裂缝的发育过程。在页岩脆性变形和变形程度较浅的情况下，页岩发生张裂，产生了一定的裂隙系统，有利于页岩气的渗流；当变形程度增加，强至流变变形阶段时，页岩发生韧性甚至塑性变形，虽然页岩流变变形过程中经历了严重的压实作用，在普通显微镜下已经难以观察到裂缝发育，但在裂缝脉体矿物的支撑下，页岩可能继承了前一段段脆性变形过程中形成的裂缝网络，并可能进一步增加了微‐纳米孔隙所占的比例，形成微裂隙-孔隙层为主的储集特征，有利于页岩气的保存和富集。
32.中太平洋深海泥中稀土元素矿化特征和富集机制研究
- 廖健林;萨日娜;徐莉;孙晓明
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：稀土元素(REE:La-Lu;REY:La-Lu+Y)在现代工业产品中扮演着重要的角色,在永磁体材料和各类电器装置研究等方面有广泛的应用,在经济、军事国防和政治等方面具有重要意义,是21世纪重要的战略资源(Minowa,2008).2011年,日本科学家Yasuhiro Kato等通过对太平洋78个站位超过2000份样品的研究发现:太平洋底部的深海泥大量富集REY(1000～2230ppm),是具有巨大开发潜力的海底多金属矿产(Kato et al.,2011).因此,探究其矿化特征和富集机制对于深海稀土资源储量评估、以及未来资源的开发等具有重要的理论意义.本文以中太平洋水深5486 m处、XTGC026站位柱状重力活塞样为研究对象，利用扫描电镜、激光粒度分析仪、X射线粉晶衍射分析仪、电感耦合等离子体质谱等手段对太平洋XTGC026站位的沉积物柱状样品展开研究，进行沉积物类型、粒度和元素地球化学等方面分析。
33.四川盆地南部页岩石英纳米集合体的赋存特征及其对可改造性的影响研究
- 刘洪林
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：中国广泛发育有不同时代富有机质页岩,其中位于南方的古生界页岩成熟度非常高、微米-纳米级孔隙比较发育、页岩具有较好的脆性,目前已经在四川盆地建成了长宁、威远等页岩气田,实现了商业化开发.国内外页岩气田的研究表明，页岩气之所以能够被商业化开发，页岩的脆性在储存改造过程中起到了非常重要的作用，石英是组成页岩脆性和层理的主要矿物之一。为深入分析页岩脆性的形成，本文以四川盆地南部五峰-龙马溪组产气页岩段为研究对象，收集了威远、长宁、焦石坝、昭通等页岩气田一些探井岩心，并利用X-射线衍射分析、扫描电镜、能谱分析等测试手段对岩心进行了研究，识别出陆源和自生石英、粘土矿物、白云石、长石等矿物，并系统总结了其赋存的基本特征。根据研究，认为页岩矿物形成，除了大量的陆源供给外，成岩过程中形成的各种矿物也是页岩的重要组成部分。富含有机质是含气页岩的基本特征。有机质在页岩含气性和脆性形成过程中发挥了及其重要的作用，一方面有机质演化促进了页岩孔隙的发育和含气量的提高，并形成超压的成藏环境，另外一方面，有机质及微生物的参与也促进了自生石英的形成。成岩过程中由于温度、压力等环境条件的变化，蛋白石-CT提供的硅质形成自生石英后，促进了蒙脱石变为不稳定矿物，并大量开始想伊/蒙混层或伊利石转换。研究发现，陆源石英一般粒度大于自生石英，自生石英一般为纳米尺度，以隐晶、微晶及多种纳米集合体的形式出现在粘土矿物的周围，并受到粘土矿物定向排列的影响，以板状、片状等集合体的形式定向排列，尺度为纳米尺度，而且具有明显的方向性，进一步加剧了页岩的各项异性和层理的形成。页岩层理的形成与大量自生石英的出现和排列方式关系密切，本文在镜下观察到自生石英纳米集合体主要存在两种相互垂直的排列方向，由于压裂过程中裂缝优先沿着弱面层理裂开，裂缝横向延展过程中遇到垂向的自生石英，裂缝产生90℃转向，进而形成了页岩特有的纳米级别网状裂缝。由于自生石英集合体的发育的密度和频率非常高，所以在页岩中可以形成极其复杂和稠密的网状缝，非常有利于天然气的产出。因此，页岩中丰富的有机质及成岩早期微生物的参与，促进了自生石英形成，而自生石英的形成受制于其形成的先天条件，所形成自生石英的纳米集合体呈现特征的两个相互垂直的排列方式，对于提高压裂改造缝网形成和可改造性，具有重要意义。
34.中国四川盆地东南部地区志留系龙马溪组一段页岩微观特征
- 龙胜祥;彭勇民;刘华;赵春鹏;赵建华;俞凌杰
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：中国四川盆地东南部地区志留系龙马溪组一段页岩广泛而稳定分布.根据岩性、电性变化及岩心观察,志留系龙马溪组一段页岩岩石学特征具有明显的纵向变化,可细分为三个亚段,其特征自下而上如下:龙一1亚段主要为硅质深水陆棚沉积,总体岩性较为均质,以灰黑色富有机质硅质页岩为主,发育块状层理和水平层理.
35.运用纳米CT技术研究生物碎屑灰岩微相特征——以二连盆地哲斯组灰岩为例
- 曲跃;单玄龙
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：微相是岩石微观特征和微环境的综合,不同的微环境的岩石微观特征各异,可划分出一系列的微相类型.微相研究主要是根据微相类型的划分确定和进一步分析微环境.常规的薄片分析以及扫描电镜技术已经无法满足灰岩中微观条件的分析,因此利用纳米CT技术对灰岩中的古生物进行三维成像,进一步确定其显微结构,为古生物的确切类型判断提供基础,并划分碳酸盐岩微相类型.
36.深海沉积物中铁锰微结核与多金属结核显微结构和纳米矿物学对比研究
- 任颖芝;孙晓明;廖健林;关瑶
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：大洋多金属结核一般生长在深海平原的沉积物之上,而铁锰微结核则普遍存在于深海沉积物中,二者在各大洋以及南海均有分布(何高文等,2011).然而,前人研究主要揭示了铁锰微结核中元素地球化学及其生长机制(Chauhan and Rao,1999),未曾系统地对铁锰微结核与大洋多金属结核之间进行对比研究.大洋多金属结核一般生长在沉积物表面，而本研究中铁锰微结核却能存在于沉积物下8 m甚至更深的层位。事实上，前人已经对埋藏型结核有所报道（Cronan, 1977; Pattan and Partibhan, 2007）。其中，Pattan andPartibhan（2007）在印度洋中央海盆沉积物下0-5.5 m发现一系列直径随埋藏深度递减的多金属结核，通过对比不同直径结核的元素地球化学特征，认为这些被埋藏的结核处于既不生长也不溶解的状态。但前人发现的埋藏型多金属结核均为厘米大小的，与本研究样品的颗粒大小有数量级的差别。因此，本研究通过对比研究铁锰微结核与多金属结核的微结构和纳米矿物学特征，尝试阐明二者之间的内在联系。研究表明，铁锰微结核和大洋多金属结核无论在外貌特征、显微构造特征还是纳米矿物形态特征等都十分相似。本研究首次对铁锰微结核与大洋多金属结核的形貌和纳米矿物学方面进行对比分析，推断铁锰微结核是正在生长的埋藏型深海多金属结核。
37.准南地区煤储层孔隙结构特征及其煤岩学控制因素
- 王安民;魏迎春;李勇;张强;任会康;李昌峰;曹代勇
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：煤作为一种多孔介质,孔隙为煤层气提供了储集空间与运移通道(Mastalerz,2008;Yidong Cai,2013),不仅影响着煤层气的含气量,还制约着煤层气的渗透性及可采性,国内外学者对煤层孔隙划分了多种不同类型,分别从等空间尺度方面、形态固气作用类型等方面对孔隙进行了分类.目前我国业内广泛采用的是霍多特分类法,即大孔(孔径＞1000nm),中孔(100nm＜孔径＜1000nm),小孔(10nm＜孔径＜100nm)和微孔(孔径＜10nm),本文亦采用此种分类方法.以准噶尔盆地南缘所采四个煤样为实验样品,利用压汞、核磁共振、低温液氮三种实验方法对样品的孔隙结构特征进行研究,发现压汞与核磁共振实验所测孔隙度结果较为相似，但孔径分布比例却不尽相同，这与两种实验的原理和计算方法有关，低温液氮结果显示四个煤样均为微孔含量大于小孔含量。为了研究孔隙结构的均一性，本文运用分形维数及结构系数对其进行描述，前者针对孔径分布均匀程度，后者表征真实煤岩孔隙与假想的规则圆柱形毛管束模型之间的差别。发现大孔的分布均匀程度普遍较低，而微小孔则较为均一，相比而言Ⅱ号煤样的微孔孔径均匀程度较低；从结构系数值来看，微小孔的真实孔隙与假想的毛管束模型较为相似，而中大孔则与之相差较大。
38.纳米矿床学研究方向及其发展趋势
- 魏海军
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：纳米矿床学是用纳米科技和方法来研究矿物质的形成过程、迁移机理和赋存机制等的学科,并从新的角度来勘查隐伏矿床.纳米矿床学的概念最早由章振根在1993年提出.章振根和姜泽春(1993)将纳米理论应用在成矿理论上,用以解释矿床的成因,提出一种新的成矿理论和成矿模式-纳米矿床学.王学求、任天祥等学者将纳米理论、地学理论等结合对'微细浸染型金矿'进行,取得了良好效果,这些研究推动了纳米矿床学的继续发展.目前，纳米矿床学的相关研究主要集中于两方面：（1）成矿作用过程研究，包括成矿物质的来源、活化、迁移、沉淀和成矿的机理；（2）矿产勘查。成矿作用研究的根本问题是弄清楚成矿物质的物理化学性质。纳米颗粒物理化学性质与成分，体积等有关，即使相同成分的纳米颗粒体积不一样其物理化学性质也不一样，纳米颗粒的这种特性使地质学家对矿床学理论有了新的认识。
39.川东焦石坝龙马溪组疑源类化石微纳米孔隙结构特征
- 胥畅;姚素平;王文卉
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：聚焦离子束扫描电镜(Focused ion beam scanning electron microscopy,FIB-SEM)是用于纳米结构分析和纳米材料加工的仪器.聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)通过聚焦离子束(Ga离子束)的连续切割和电子束的实时成像,可以清晰地在纳米尺度的分辨率下对页岩各组分尤其是孔隙进行三维、高稳定性、高质量的显微形貌及结构的观察与分析,因而在研究页岩储层的纳米级孔隙上得到广泛应用(焦堃,2015;马勇等,2014).本文尝试利用聚焦离子束扫描电镜对产自四川盆地东部焦石坝焦页一井龙马溪组的黑色页岩中的疑源类化石进行内部结构的观察，这一研究将有助于了解页岩中成烃母质为疑源类的微体化石中发育的亚微米-纳米孔隙对页岩储集空间的贡献。
40.鄂尔多斯盆地东北部煤系泥页岩纳米孔隙发育特征
- 徐浩;曹代勇;李勇;刘金城;牛鑫磊
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：作为储层,泥页岩具有低孔低渗的特征,泥页岩中微米-纳米级孔隙发育,这种微观的孔隙结构特征是天然气赋存和渗流的主控因素,是页岩气地质评价中必须关注的重要参数(Loucks et al.,2009;邹才能等,2010;张金川等,2004).本文基于低温液氮吸附实验测试，对鄂尔多斯盆地东北部石炭-二叠纪煤系泥页岩孔隙结构特征进行精细研究，包括泥页岩的孔径分布特征、比表面积和总孔体积以及孔隙形态特征等。
41.纳米地球化学的研究进展
- 武夕人;陈方文;卢双舫
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：如今纳米科技被誉为整合人类4大科技(纳米科技、生命科学、信息技术和认知科学)的关键(Roco andBainbridge,2003),得到政府、科技界和工业界的大力推动.纳米与地球尺度相差10多个数量级,纳米科技与地球科学结合乍看难以想象(Hochella,2008).纳米科技的兴起具有一定的时代必然性。它首先反映了上世纪元器件小型化的趋势。著名的“Moore 定律”代表了微电子产业在纳米尺度操纵物质的需求和挑战，纳米物质合成和表征技术的进步则为纳米科技的萌发奠定了基础。从学科分类的角度看，纳米科技有效地汇聚了各传统自然科学分支，具有内在的学科交叉属性，从而迅速渗透到许多科研领域。纳米地球化学是纳米科技与地球化学相结合的产物，旨在研究自然界普遍存在的纳米物质的成因、特殊性质以及对地球化学过程的影响。
42.甲烷在页岩微纳米孔候吸附机理研究
- 张亚念
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：页岩气是指赋存于泥页岩层系(暗色泥岩、高碳泥岩占主体,可夹薄砂层)中的天然气,属典型'原地'成藏(张金川等,2003).页岩气主要有三种赋存状态,以游离态赋存于粒间孔隙、天然裂缝中;以吸附状态赋存于不溶有机质(干酪根)和无机矿物表面;以溶解气状态赋存于油和水中.笔者提出假设“当吸附剂确定以后，其吸附空间一定，不同温压条件下吸附量的变化是吸附相密度变化的结果”。
43.隐伏矿体指示纳米微粒与背景纳米微粒
- 曹建劲;李德伟
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：纳米微粒的形状、大小、化学成分、超微结构构造和聚合关系可应用于隐伏矿床找矿(曹建劲,2009).在隐伏矿体地表土壤气体、地下水、植物、动物等各种介质中捕获的纳米微粒可划分为隐伏矿体指示纳米微粒和背景纳米微粒,隐伏矿体指示纳米微粒指在地表各种介质捕获的来源于深部隐伏矿体的纳米微粒,隐伏矿体指示纳米微粒的特征与深部隐伏矿体的特征相关,可应用于预测隐伏矿体存在与否,预测隐伏矿体矿物成分或化学成分特征、以及成矿作用和矿床类型等.
44.纳米级原生孔隙对火山岩储层贡献作用研究——以松南气田营城组火山岩为例
- 杜添添;单玄龙;薛海涛;衣健
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：火山岩储层研究一直是火山岩油气勘探工作中的难点,与常规油气勘探不同的一点是,火山岩储层具有储集空间复杂、岩性多样化、喷发期次时期不明确以及非均质性强等特点.国内外学者对火山岩储层尤其是松辽盆地火山岩储层都进行了大量的研究,位于长岭断陷的松南气田发现大量火山岩气藏,揭示了松辽盆地丰富的火山岩油气资源.利用压汞以及气体吸附实验对火山岩的纳米级别原生孔隙进行分析，确定其孔径分布、比表面积、比孔容等参数的特征，确定纳米级别的孔隙是否对火山岩储层形成所提供的贡献作用。初步的分析结果显示：腰深1井区中气孔流纹岩的纳米级别的原生孔隙所占比例可达30%以上，为气孔流纹岩成储提供了有利基础。将这一结果应用在致密火山岩层中，探究这些纳米级孔隙是否具有储层气体的能力将是下一步工作的重点。
45.泥页岩纳米孔隙特征及其储油性研究
- 冯子辉;邵红梅
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：泥页岩油是指滞留在纯泥岩或页岩中的石油聚集,目前对其内部的孔隙是否具有形成工业性石油聚集的能力尚不清楚,亦没有在纯泥页岩中发现工业产量的报道(赵政璋等,2012).然而泥页岩类在地壳中分布十分广泛,约占沉积岩总体积的一半比例,是砾岩和砂岩总和的两倍.泥页岩类是重要的生油气母岩,也是目前非常规油气勘探的新领域(杨华等,2013).本文对松辽盆地北部齐家地区南部青山口组泥页岩微观孔隙结构特征进行研究,泥页岩纳米级孔隙研究的认识，对于泥页岩生烃能力、储渗能力以及泥页岩油的压裂增产改造工艺等方面研究具有一定的学术价值，以期为该类非常规油气勘探开发实践提供理论支持。
46.下古生界牛蹄塘组和龙马溪组页岩气储层孔隙特征对比研究
- 谷渊涛;万泉;覃宗华;于文彬;聂信;俞忠彬
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：中国富有机质页岩发育广泛,类型多样,根据其形成环境可划分为:海相、海陆过渡相及陆相三类.其中,海相页岩主要发育在南方上扬子及滇黔桂地区,具有分布面积大、沉积厚度稳定、热演化程度高等特点.四川盆地及周缘是目前中国页岩气开发最为成功的地区,已经形成了涪陵焦石坝、川中威远、川南长宁-昭通等页岩气勘查开发基地.本文通过对储层纳米孔隙进行表征，对比分析两套页岩储层孔隙特征差异，进而探讨造成牛蹄塘组页岩储层含气性不如龙马溪组的原因。
47.含金属微粒在生物组织内部引起的超微观异常现象及其找矿应用
- 胡乖;曹建劲
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：通过高分辨率场发射透射电子显微镜观察,发现赋存于生物体内的含金属微粒可以在其附近的生物组织中形成空泡、破损、环形光晕等超微观异常现象.这些超微观异常现象可以直接在高分辨透射电镜下被观察到,并且与微粒本身的化学组分具有密不可分的联系.在此基础上,认为含金属微粒在生物组织内部引起的超微观异常现象在一定程度上可以应用于隐伏矿体勘测,提供一种更直观的勘测方法.
48.运用显微电子技术分析致密油储层中的微、纳米孔隙
- 李璐璐;刘新年;杨召;张晓刚;杨红霞
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：致密储层的储集性能差,孔喉连通复杂,以微米级、纳米级孔隙为主.致密油气藏已成为当前和未来油气勘探开发的重要目标.致密储层的孔隙发育特征及其含油性是致密油勘探开发所需的重要信息.场发射扫描电镜可进行非常规储层微区特征研究,且具有分辨率高、放大倍数大、大景深、立体感强等优点,近年来在石油地质领域广泛应用.
49.川南地区下古生界页岩纳米孔隙结构及其对页岩气赋存的影响
- 李贤庆;王哲;王元;张吉振;徐红卫;周宝刚;王飞宇
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：四川盆地是我国陆上页岩气勘探开发最关注的盆地,下寒武统筇竹寺组(∈1q)和下志留统龙马溪组(S1l)海相页岩是该盆地海相页岩气勘探开发的重点目标层.国内学者对四川盆地下古生界页岩气储层孔隙特征已作过许多研究(邹才能等,2011;陈尚斌等,2012;Tian Hui et al.,2013;赵佩等,2014;王玉满等,2014),但是针对筇竹寺组和龙马溪组2套页岩进行孔隙结构对比及其对页岩气赋存的影响研究较少.因此，基于钻井资料、岩心样品，运用扫描电子显微镜、氩离子抛光-场发射扫描电镜、高压压汞法、N2和CO2气体吸附法等多种实验方法，本文对川南地区下古生界筇竹寺组和龙马溪组2套页岩的孔隙结构及其对页岩气赋存的影响进行研究，旨在为揭示筇竹寺组和龙马溪组两套页岩含气性的差异提供依据。
50.黔西南卡林型金矿中金的分布特征研究
- 李晓霞;笑青
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：卡林型金矿最早于上世纪六十年代美国内华达州发现,以沉积岩为主要容矿岩石,金颗粒呈显微-次显微级不可见金存在.国内外大量研究证实,卡林型金矿中的金主要赋存在毒砂及含砷黄铁矿中,但就其主要赋存形式及不可见金在成矿过程中的作用目前尚无统一认识.研究表明卡林型金矿中金主要存在两种赋存形式：1.以化学态或亚微观态形式的细粒、胶体颗粒（一般<0.1 μm）结合于黄铁矿中；2.以显微-次显微(0.1～6μm)自然金颗粒分布于黄铁矿细脉或集合体中（卢焕章等, 2013）。在前人研究的基础上，本文对我国黔西南地区的水银洞及戈塘金矿的原生矿石分别进行了实验观察和分析，以探讨黔西南卡林型金矿中金的赋存状态及分布特征。
51.广西下雷锰矿床锰质豆-鲕粒特征及其成因研究
- 闫莹灿;黄菲;高尚;黎永丽
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：鲕粒构造是沉积过程中一类非常特殊的颗粒类型,其承载有沉积时水动力条件、气候环境等重要信息.广西下雷锰矿是典型的热水沉积矿床,主要含矿层位有三层.其中Ⅱ矿层发育有大量的锰质豆-鲕粒,其组构、矿物成分、丰度和粒度等特征可反映出其原始沉积环境的物理化学条件,对其进行深入研究,对进一步认识矿床形成条件和过程具有重要意义.本文以广西下雷锰矿锰质豆、鲕粒为研究对象，在岩相观察基础上、通过扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）等手段观测发现：Ⅰ矿层以菱锰矿、锰硅酸盐矿物组成的不规则团块为主；Ⅱ矿层有两种组合，一种为碳酸锰系列矿物、蔷薇辉石、长石组合，另一种为磁铁矿、石英、绿泥石组成的豆粒；Ⅲ矿层主要为碳酸锰系列矿物组成的不规则团块。
52.页岩油可动资源量评价——以东营凹陷为例
- 余涛;卢双舫;李俊乾;张鹏飞;谢柳娟
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：由于常规油气资源的产量逐步下降和经济能源需求的不断攀升,对非常规油气资源的研究显得越来越重要.页岩油以游离、溶解或吸附状态赋存于纳米孔隙中,是泥页岩生排烃后的残余滞留聚集.页岩油储集层孔隙以50～300nm为主,局部发育微米级孔隙(邹才能等,2015).本次研究基于东营凹陷博兴洼陷、利津洼陷和牛庄洼陷的测井数据，采用密闭取心的岩石样品热解分析获得的S1数据利用测井方法（△logR法）对泥页岩有机非均质性进行评价，选取合适的K值来能改善ΔlogR与S1之间的相关度，而调整K值的过程又是调整声波时差和电阻率之间的相对比重，消除孔隙度对有机碳测井响应影响的过程，这样找到的最优K值对3个洼陷分别建立S1预测模型，能更好的预测该地区的S1值，进一步估算该地区页岩油资源潜力。利用排烃门限确定可动油参数，即根据排烃门限深度的S1/TOC确定相应的可动油下限标准，可以估算出该地区沙三下亚段和沙四上纯上亚段的可动资源量。
53.微米-纳米油气储层的吸附动力学模拟研究
- 祝静;詹洪磊;赵昆
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：随着常规能源的消耗和逐渐枯竭,石油地质学和全球油气勘探目标也从微米-毫米孔喉的常规圈闭油气领域向纳米孔喉的源储一体或源储共生连续型油气聚集新领域发展,非常规油气(特别是煤层气、页岩油气、致密油气等)已逐步成为国内外油气勘探开发的热点[1].非常规油气的成藏研究对非常规油气勘探具有重要指导意义。非常规储集层中，油气主要以吸附态和游离态赋存，吸附态的油气被吸附在储集层中的有机质或矿物颗粒表面，以煤层气为代表的储集层表面积较大的油气分子，大多被吸附在储集层中的有机质或矿物颗粒表面。为研究此类油气分子动态吸附过程，选取与致密储层微观孔隙结构相似且表面积大的活性炭作为吸附剂，异辛烷、乙酸丁酯、乙醇为吸附质，分别模拟储集层中烷烃、有机质分子的动态吸附过程，同时利用太赫兹时域光谱仪对三种物质动态吸附过程实时检测，为研究非常规油气分子赋存机理打下坚实基础。
54.羟基磷灰石纳米带的制备及其在La(Ⅲ)去除中的应用
- 陈艳;陈媛媛;姚奇志;周根陶
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：稀土元素广泛存在于自然界,在地壳中分布很广.近年来,随着稀土资源的开发及在工业和日常生活中使用量的不断增长,大量的稀土元素进入环境.这些进入环境中的稀土元素,当其被人体吸入或从食物链进入人体时,可在人体内蓄积,从而对人类健康产生不利影响和损害.镧是地壳中含量最为丰富的稀土元素，其化学行为与其他镧系元素和一些锕系元素相似，被认为是典型的稀土元素。La一旦进入人体能够阻碍人类和动物细胞内的钙离子通道，改变和抑制酶的活性，甚至影响神经传导。因此，环境中稀土元素La的去除和回收引起了人们极大关注。本实验选取三嵌段共聚物F127为模型矿化调节剂，以Ca(NO3)2为钙源，(NH4)2HPO4为PO43-源，在低温95℃成功制备出羟基磷灰石纳米带。实验结果显示，溶解有F127的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液在室温下混合搅拌，首先得到的CaHPO4·2H2O前驱体，然后将此前驱体置于95℃恒温水浴中静置16小时，前躯体CaHPO4·2H2O转变为长约10微米、宽约500纳米的羟基磷灰石纳米带。一系列不同时间恒温水浴处理的实验结果显示，前躯体CaHPO4·2H2O经过Ca8H2(PO4)6·5H2O到CaHPO4，并最终形成羟基磷灰石纳米带。F127在前驱体制备和转化过程中分别主要以单体和胶束形式存在，通过与溶液中钙离子结合，影响钙磷酸盐生成速率。此外，为了考察所得的HAP纳米带对稀土元素镧的去除能力，低浓度（1mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L）和高浓度（1g/L）La(Ⅲ)离子的批去除实验被进行。实验结果显示，处理后的低浓度溶液中La(Ⅲ)离子的浓度低于0.1mg/L，符合美国环保局在饮用水中的规定限值；在高浓度溶液中，La(Ⅲ)离子的最大去除量为750mg/g。两组实验均在2小时左右达到吸附/去除平衡，表现出高的去除速率。考虑到稀土元素化学性质的相似性，本实验所制得的羟基磷灰石纳米带可能在稀土元素的分离和回收方面有着重要的应用价值。
55.Ag2O/Mg(OH)2纳米复合材料的制备及其在处理放射性污染物中的应用
- 陈媛媛;姚奇志;于生慧;周根陶
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：近些年来,核能作为一种新兴的清洁能源,在缓解现有的能源短缺和环境污染问题上起着非常重要的作用.然而,核工业生产过程中产生的大量放射性废水也严重威胁着人类安全,尤其是2011年发生的福岛核电站事故引发了人们对放射性废水处理的极大关注.本实验采用简便的一步法，即于室温下，通过在AgNO3溶液中直接水解MgO制备出Ag2O/Mg(OH)2纳米复合材料。扫描电镜（SEM），透射电镜（TEM），X射线粉末衍射（XRD）及能谱（EDX）等分析显示，该方法制备的材料是一种Ag2O纳米颗粒均匀分散在水镁石纳米片表面的纳米复合材料。I-去除批实验研究表明，在宽的pH范围(3~12)内，Ag2O/Mg(OH)2纳米复合材料对I-均具有很好的去除性能。当I-浓度为200mg/L时，该纳米复合材料仅需要10min即可将溶液中I-的完全去除，而纯的Ag2O纳米颗粒则需要30min。极高的去除速率主要归功于被负载的Ag2O良好的分散性和极小的粒径。此外，当Ag2O负载率为11.2%和34.7%时，Ag的利用率均高达95%左右。因此，人们可以通过调节Ag2O的负载量来应对不同污染程度的放射性废水，从而达到最佳的Ag利用率和I-去除效果。但当负载率进一步增加到53.2%时，过多的Ag2O形成聚集体，Ag的利用率降到86.5%。在复合材料体系中，纳米水镁石作为负载材料对Ag2O起到很好的分散效果，但对I-几乎没有去除效果，负载的Ag2O对I-的去除起到了主要作用。SEM、XRD和EDS能谱分析表明，I-与被负载的Ag2O反应生成AgI纳米颗粒而被牢牢地固定在水镁石纳米片表面，这样大大方便了后续的分离和回收。此外，该纳米复合材料对水体中I-和UO22+的同时去除实验显示，在接触时间10min内，该纳米复合材料对I和U的去除均达到最大值，分别为89.0%和99.5%。并且该纳米复合材料对U显示出极好的去除效果，即使在高浓度(1000mg/L)U存在的条件下，U的去除量可达到920mg/g，而I的去除量有所下降，但仍然达到之前的76.8%。总之，由于制备方法的简单性以及对I和U良好的去除表现，Ag2O/Mg(OH)2纳米复合材料在处理放射性污染物方面有着潜在的实际应用价值。
56.纳米银负载型树脂对水中碘离子去除性能的研究
- 李佼;石美;李娟;郑建中
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：我国具有丰富的页岩气资源,页岩气的开发有利于缓解我国天然气供需矛盾,对我国能源结构的调整具有重要意义.然而其开发过程中可能会产生诸多环境问题,特别是水平井压裂过程中产生的大量页岩气产出水,其组分十分复杂,通常含有重金属、放射性物质、高浓度的溶解性固体以及较高浓度的碘离子.含碘废水若处理不当，一旦污染饮用水水源，将最终威胁到饮用水质量。研究表明，含碘饮用水在消毒过程中会产生消毒副产物（DBPs），其中碘代消毒副产物的毒性远高于氯代、溴代消毒副产物，近年来引起了广泛关注。目前采用的页岩气产出水物化处理技术虽然可以有效地去除水中重金属、放射性元素等污染物，但无法有效地去除水中碘离子等消毒副产物前驱物，因此亟待开发水中碘离子的高效去除技术。本研究以大孔阳离子交换树脂为载体，合成了具有不同负载量的纳米银负载型吸附剂，结果表明该材料对碘离子具有较好的吸附效果。进一步研究表明，碘离子去除率随溶液pH值的降低而升高，离子强度及氯离子浓度在一定范围内对碘离子去除效果没有显著影响。该项研究对页岩气产出水中碘离子的去除具有重要的实际意义。
57.纳米矿物材料的制备及应用
- 王亚
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：纳米矿物材料是指利用矿物(主要是非金属矿物)天然的纳米结构特征或深加工后所呈现的纳米结构特征(纳米微粒、纳米尺寸孔洞、纳米层间距离、纳米管、纳米棒、纳米丝、纳米纤维、网状结构等),通过特定的加工制备技术,将其与其他原材料组装、复合而制成的具有特殊物理、化学性能的新材料,其矿物颗粒度通常在1-100nm之间.
58.攀枝花钒钛磁铁矿中纳-微米尖晶石出溶体的发育模式及其地质意义
- 张志彬;黄菲;闫莹灿;任亚群;董邵哲
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：攀枝花钒钛磁铁矿是世界上著名的典型的岩浆矿床,其钒钛磁铁矿中见有大量纳-微米级别的尖晶石出溶体,其形貌丰富多样、结构类型较为复杂.前人研究表明这种纳-微米出溶矿物作为成矿活动的遗迹,不仅仅是矿物内部结构的自组织现象,而且承载着其所处地质环境变化过程的信息.出溶体生长发育各个阶段中结构、形貌和化学组成的特征均能够很好的反映和推演其所存在岩石的形成、演化历史(梁凤华等,2006;Sun et al.,2007;朱永峰和徐新,2007;Airiyants et al.,2014;Xu et al.,2015).为探究尖晶石出溶体的发育模式及蕴含的地质信息，本文在野外观察基础上，采集攀枝花钒钛磁铁矿兰家火山矿段的矿石标本，综合运用岩相观察和场发射扫描电镜、电子探针等微区原位观测手段，研究钒钛磁铁矿中的尖晶石出溶体的特征及其生长和聚合方式。
59.蒙脱石改性吸附重金属离子的研究
- 冯有利;曹入文;邵明玉;魏浩天;闫君尧;李航;王孟珍;魏明利;车梦杰;曲龙涛
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：重金属污染已经成为了一个全球性的环境问题,它严重威胁着人体健康和生态环境.近年来,我国河流湖泊等水体由于长期大量生活污水与工业废水的排入,水质污染严重,污水流动及农业污灌又导致了更大面积的土壤污染.因此,找到一种经济高效的工业废水处理方式已成为当务之急.笔者尝试制备蒙脱石-腐植酸钠-丙烯酰胺类有机物三重复合吸附剂，用其吸附重金属离子Cu2+、Pb2+和Cr6+，以提高吸附效果。
60.地下水中As(Ⅲ)的荧光可视化检测
- 田熙科;陈林枫;李勇;杨超;周朝昕;王焰新
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：水体中的砷污染作为一个全球性的污染问题,已经严重危害了人体的健康.一般情况下,土壤、水、空气、植物和人体都含有微量的砷.砷及其化合物进入人体,易蓄积于肝、肾、肺、骨骼等部位,可引起严重的病变.设计了一种基于聚集诱导发光效应的检测污染水体中三价砷的有机分子荧光探针。以经典的的AIE活性分子TPE为模板，通过铃木反应（Suzuki反应）对分子进行活性醛基的修饰，最终将检测集团Cys与所修饰的醛基结合即可得到探针。探针在没有As3+存在的条件下基本没有荧光，随着As3+的加入，在450 nm处的荧光显著增强，同时伴随着淡蓝色荧光的出现。通过计算这种探针的检出限低至15.6 nM，低于饮用水中所允许的最低范围。
61.微纳尺度裂缝评价与表征——以柳河盆地致密储层为例
- 李文浩;卢双舫;谭昭昭;周能武;何涛华;程泽虎
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：致密储层广泛发育微-纳米级孔隙或裂缝,针对孔隙方面的研究已有大量报道,然对微裂缝研究甚少(Ross and Bustin,2007;Curtis et al.,2012).为了弄清微裂缝形成机制及其对致密储层物性的影响,本文以柳河盆地致密储层为例,探讨了区内微裂缝成因,并定量表征了裂缝对孔隙度的贡献.
62.纳米地质学的起源与发展
- 刘鹏;李红南
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：进入新世纪以来,石油工业的勘探难度越来越大,勘探风险越来越高.以美国为代表的北美一些国家,在页岩气、页岩油、致密油、致密气、煤层气等非常规油气藏勘探领域取得重大突破,改变了世界油气分布的格局.从对纳米石油地质学研究内容的阐述可知，非常规油气独特的(不同于非常规油气的) 分布与富集规律。这些以纳米空间为研究尺度的特点，决定了纳米石油地质学独特的研究方法。主要包含：(1)高分辨的分析测试手段及其研究方法；(2)交叉学科的研究思路和研究方法；(3)模拟实验与典型实例剖析相结合的研究方法。
63.纳米技术在油气勘探开发领域中的应用
- 刘鹏;李红南
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：以纳米技术为核心的创新研究已广泛出现在油气勘探开发的多个领域，并可能突破油气开发技术的瓶颈。结合油气田勘探开发需求及纳米技术研究现状，比较现实的应用发展方向主要包括以下3方面。①纳米表征及数值模拟技术优势明显。随着页随着页岩油气和致密油气资源的有效勘探和合理动用，纳米表征及分析手段将为储集层精细描述、岩石物性分析、流体运移规律研究、油气信息捕捉等方面提供决策参考和技术支撑。②纳米传感技术破译油藏“黑匣子”。纳米机器人已经为油藏解释、剩余油气分布及评价提供了技术思路。纳米微电子、纳米传感、纳米识别等技术有望成为实时探测油藏属性、寻找油气资源的终极手段。③纳米材料的应用可大幅提升石油天然气的开采效率。未来油田开发技术必须具备“目标导向”与“复合功能”，纳米材料为此提供了技术可行性。例如：纳米分子沉积膜可用于低渗透油藏降压增注；纳米智能流体可用于堵水调剖；纳米颗粒可用于提高钻井液性能，纳米催化剂与纳米滤膜可用于油藏原位改质与后期水处理；纳米涂层可用于工程领域防腐等。纳米技术已应用于油田勘探开发的各个领域，并显示出巨大潜力。虽然近些年取得了长足进步，但纳米技术涉及多学科交叉，在机理解释、物性评价、产品研发等方面仍有待完善。此外，由于纳米材料普遍具有大量可用于化学修饰的活性位点，未来油田开发将以纳米材料为基础，以化学改性为手段，在同一纳米材料上集成多种功能，真正赋予纳米材料“目标性”与“智能性”，将“一剂多能”、“一剂多用”变为现实。如可通过纳米材料化学修饰方法将普通驱油剂“扩大波及体积”与“提高洗油能力”的两大特性赋于同一纳米材料上，真正实现“智能化”驱替，大幅度提高油田采收率。另外，纳米材料降本增效任务仍很艰巨，现有纳米材料的高成本直接导致多数新材料停留在室内研究阶段，如何有效地降低纳米材料制备与修饰工艺成本，将最终决定纳米技术的应用效果。
64.基于纳米压痕技术的页岩微观力学性质实验研究
- 刘圣鑫;王宗秀;张林炎;马立成
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：本文利用纳米压痕方法对中国四川盆地南部不同地区的五峰-龙马溪组页岩样品进行微观力学性质测试及其影响因素分析.通过纳米压痕技术的引入,实现由页岩的纳米到微米尺度力学性质的定量化表征,对不同矿物、纹层的力学性质进行原位定量化测量,在微米和纳米尺度上获得页岩的力学参数,进行页岩微观非线性力学性质研究;本文的研究为页岩力学性质的分析提供新的研究思路和技术方法,对页岩储层的开发具有一定的指导意义.
65.纳米地球化学研究进展及发展方向
- 路研
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：纳米科技是认识和利用纳米物质(至少一个维度具有'纳米尺寸',通常1～100纳米)的学科范畴,这一概念最早是于1959年由美国物理学家Feynman提出的.Alivisatos等人对着这一概念进行了进一步的完善,提出纳米科技最本质的特征是由量子和表面效应所引起的纳米尺寸依赖性,即纳米物质的许多基本性质不同于宏观物质并且是倚赖于尺寸的函数.纳米地球化学，作为一个极新兴的研究领域，目前大体存在以下几个研究方向: 1）利用纳米科技手段和地球化学方法来研究地球中纳米微粒的分布、分配、集中、分散和迁移规律，以及用纳米微粒的分布组合特征来反映断裂活动，探测石油、天然气、金属矿床等；2）了解纳米尺度下的元素反应和物质迁移，特别是地质系统中纳米结构的形成，性质的突变和地球化学过程中的控制因素；3）利用纳米技术发明新材料以及设计自然资源提炼和环境管理中的工程方法（万泉，2016）。纳米地球化学作为地学研究的的新兴领域具有巨大的发展潜力，未来纳米地球化学将面临更大的机遇和挑战。针对现阶段纳米地球化学的发展现状推测纳米地球化学将有以下几个发展趋势：1）研究领域不断拓宽，未来纳米地球化学的研究将拓宽到更多与纳米尺寸效应相关的重要地球化学过程；2）技术方法不断优化，纳米技术的先进研究成果如何应用于纳米地球化学的研究中来将是纳米地球科学的一个重要发展趋势；3）多学科交叉发展，纳米地球化学与纳米生物学、计算机技术、以及纳米化学等学科的交叉发展将是纳米地球化学一个非常重要的发展方向。
66.流动单元研究新进展
- 路研
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：流动单元的概念最早是由Hearn等于20世纪80年代提出的,认为流动单元是一个垂向上及横向上连续的储集体,在该储集单元内部具有相似的渗流特征.国内外研究学者对流动单元的概念进行了进一步的完善.总体上,流动单元是指垂向上及横向上连续的、影响流体流动的、岩石物理性质相似的储集岩体,且随着开发的进行,呈现动态性变化(陈欢庆等,2010).针对流动单元研究中存在的问题，在参考国内外大量文献的基础上，总结了一些前沿的研究方法，如改进的FZI法、基于水动力学理论的研究方法、基于因子分析的多参数聚类分析以及基于构型的流动单元研究方法。实践结果表明，新方法的提出解决了流动单元研究中存在的部分问题，对流动单元研究意义重大。如改进的FZI法和基于水动力学理论的方法不但建立了确定的理论性公式，还从一定程度上解决流动单元的动态概念问题；基于因子分析的多参数聚类分析的方法，通过与因子分析法的融合，解决了聚类分析方法在数据选取中的难题，提高了该方法在流动单元划分中的精确度；基于构型的研究方法在精细的储层构型研究基础上，通过参数优选、聚类分析和判别分析进行流动单元的研究，使得构型资料很好的应用于流动单元的划分。
67.水热条件下草莓状黄铁矿的实验研究
- 孟林;黄菲;刘佳;宋丹;李光禄;乔柯兴
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：草莓状黄铁矿是指由近等粒状的黄铁矿微晶(一般在0.1～1μm)堆积而成的集合体,主要依靠相邻之间的表面自由能驱动,通常形成球体或亚球体;其平均直径为5μm(Wilkin and Barnes,1996).在沉积岩、碳酸盐岩、海洋沉积物、硅质岩、火成岩等地质体中都有发现.为认识热液条件下草莓状黄铁矿的形成过程，本文采用水热法模拟热液成矿作用，实验条件下合成草莓状黄铁矿。综合运用场发射扫描电镜（FE-SEM）、X射线衍射仪（XRD）等手段对所得样品进行观测和表征。在此基础上，分析了影响草莓状黄铁矿结晶的物理化学条件，讨论了草莓状黄铁矿形成机制，旨在通过实验合成草莓状黄铁矿，揭示其热液环境中形成的物理化学条件和结晶生长过程。
68.利用太赫兹光学参数的各向异性表征油页岩含油率
- 苗昕扬;詹洪磊;赵昆
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：油页岩是一种重要的非常规油气资源,全球储量十分丰富,是石油和天然气的重要替代能源.油页岩的含油率是油页岩工业品质评价中最重要的参数之一,根据含油率可推算出页岩油的储量和油页岩资源的开采价值,制定科学合理的开采方案.利用太赫兹波段油页岩光学参数的各向异性，可以实现对其含油率的快速表征。此外，在非常规油气资源领域，各种方法与参数的相互印证，有利于拓展和深化对非常规油气资源潜力的认识，丰富非常规油气资源评价体系。随着光学技术的不断发展，光学方法可以成为油气资源现有表征和评价方法的补充手段，也有可能为非常规油气资源的评价提供新的数值指标，在未来有着光明的应用前景。
69.基于碳氢同位素分馏的页岩储层渗透率表征方法探讨
- 沈博健;卢双舫;李吉君
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：渗透率对页岩储层评价以及页岩油气的开发方案设计、产能评级至关重要,然而页岩储层的孔隙结构复杂、微纳米孔隙发育,其渗透率可低至0.001mD(邹才能,2015).常规的测量方法如压汞法会使样品产生微裂缝,脉冲衰减法则忽视了测量气体的吸附效应.目前还没有测量渗透率小于10-6μm2数量级的页岩储层渗透率实验方法的工业标准,不同的实验方法以及不同实验室所测页岩渗透率值相差甚远.因此,有必要探索其它评价页岩渗透性的有效方法.
70.原油高含水及其油气水分布的同步检测
- 宋艳;詹洪磊;赵昆
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：现阶段世界各国对油气资源的需求越来越大,常规油气资源生产已经不能满足这种快速增长的需要,非常规油气资源的开发利用已成为油气产业发展的必然趋势.我国致密油储量丰富,是非常规油气资源的重要部分,赋存孔隙间主要以喉道半径中值约为0.4μm的细喉道连接.致密油储层的孔喉细小、渗透率低,其开发难度较大,因而水力压裂为其主要的压裂技术,造成开采原油含水率的升高,使得石油提炼、运输和其他相关的化学或石油工程中出现严重的问题.利用微尺度样品池，通过分析含水率为50.05%～100%的高含水原油的太赫兹光谱，表明太赫兹时域光谱的幅值及吸光度均可用来表征高含水原油的含水率，同时可建立精确的线性模型对高含水原油的含水率进行预测。通过测量分析含水率为50.05%的原油的太赫兹参数，研究油气水的分布，结果表明，可利用太赫兹信号强度直接预测油气水的分布。综上所述，与微流体技术相结合，太赫兹技术不仅可以快速准确的定量分析原油含水率，而且在确定油气水分布方面有广阔的应用前景。
71.致密砂岩数字岩心声学特性数值模拟与微观响应
- 谭茂金;宋晓东;白泽
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：岩石的声学特性参数在地球物理勘探领域一直发挥着重要作用.探索岩石骨架、孔隙结构和孔隙流体性质等与岩石弹性参数之间的关系有助于改善地球物理解释方法,同时对于实际勘探开发具有指导意义.致密砂岩是一类重要的非常规油气储层,由于其孔隙度小、渗透率低、孔隙结构复杂,岩石的结构组成、形成演化、流体赋存对岩石的体积模量、剪切模量和泊松比等弹性参数具有怎样的影响,因此,研究致密砂岩弹性参数和各微观因素之间的关系对测井储层评价和地震岩石物理研究具有重要价值.通过不同条件或者模型下的弹性参数特性分析得到了微观因素的影响规律。随孔隙度、渗透率和结构泥质含量的增大，弹性模量均减小，而泊松比增大，结构泥质含量与弹性模量呈负相关，与泊松比呈正相关。孔隙流体性质对饱和岩石的弹性参数具有重要影响：充填水时，岩石的体积模量最大，充填油时次之，骨架体积模量最小。随着岩石孔隙度的增大，流体性质对体积模量、泊松比的影响逐渐增大；随着纵波速度的增大，流体性质对体积模量和泊松比的影响逐渐减小。孔隙流体性质对剪切模量基本无影响，这与理论分析和宏观尺度实验结果是吻合的。
72.基于高压压汞的微观孔喉结构特征研究——以柳河盆地为例
- 谭昭昭;卢双舫;李文浩;周能武;何涛华
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：微观孔喉结构的精细表征,特别是孔喉大小、分布特征及对物性的影响分析,成为致密砂岩储层研究的关键内容和基础问题,并对致密砂岩油气勘探开发具有重要的指导意义.压汞法是目前储层微观孔喉结构研究中应用最广泛的实验方法,它能很好的表征致密砂岩微纳米级孔隙吼道半径.
73.扫描电镜在致密储层研究中的应用
- 吴春正;卢双舫;薛海涛;田善思
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：非常规油气是现今无法用常规方法和技术手段进行经济性勘探开发的资源.全球油气勘探目标的转移和石油地质学的发展具有从毫－微米孔喉的圈闭油气,逐渐向纳米孔喉的连续型油气聚集发展趋势(邹才能,2012).本文主要介绍扫描电镜在观察孔隙形态，划分孔隙类型，计算面孔率，划分孔径分布，划分矿物类型，观察油的赋存等方面的应用。
74.等温吸附-核磁联测表征页岩游离、吸附气含量实验方法研究
- 熊铸;孙建孟;朱锦江
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：目前,页岩气已成为我国非常规能源勘探开发的热点,由于页岩中的含气量与可采储量直接相关,所以页岩气储层的含气量研究受到广泛关注.针对页岩游离气、吸附气含量实验监测方法及精确评价问题,应用等温吸附-核磁共振技术实现对等温吸附实验中游离气、吸附气含量变化的监测(R.GUO,2006),确定页岩游离气与吸附气含量比例,填补国内这方面研究的空白,通过实验研究为页岩含气性评价提供指导,达到提高页岩气储层综合评价精度的目的.
75.页岩储层孔隙定性与定量表征方法研究
- 徐健鹏;卢双舫;王民
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：近年来,页岩的勘探开发已成为非常规油气资源勘探的热点.页岩作为一种致密油气储层,其孔隙远远小于常规储层,页岩的孔隙直径达到纳米级.对于纳米孔隙的结构表征、发育规律成为非常规油气研究的重点和难点.页岩储层的纳米孔隙使得页岩储层表征变得复杂，对于目前国内外多种研究方法，既要用定性的方法，也要用定量的方法，二者结合才会使得页岩纳米孔隙的评价更加的准确，要逐渐形成页岩纳米孔隙表征研究方法的体系，为页岩油甚至是非常规油气资源的勘探及评价提供基础。
76.纳米地质学的研究技术与方法
- 阴建新;李吉君;琚宜文;卢双舫
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：随着新技术应用和学科的交叉融合,现代地质学的研究尺度正在向更微观方向延伸,地质学微观研究可在微纳尺度上解析地质样品的特性,从而促进了纳米地质学的诞生.纳米地质学借助先进的微区原位分析技术,旨在研究地学中的纳米尺度现象,如纳米矿物/颗粒、纳米结构和纳米矿物界面等及其在地质、地球化学过程中的作用.
77.基于斜入射光反射差技术的致密岩芯表面物性研究
- 詹洪磊;赵昆
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：作为非常规油气资源储层的主要类型,致密页岩和砂岩具有巨大的潜力和开发前景.与常规油气储层不同,页岩或砂岩储层结构较为复杂.如美国主要盆地的页岩气储层结构,其Lewis盆地的页岩气和砂岩气伴生,而国内的鄂尔多斯盆地主要发育辫状河三角洲沉积体系的储层,由于砂岩储层发育的局限,在大套页岩中多表现为不连续的夹层.基于上述特点，页岩或砂岩在不同地质条件下、不同沉积环境中表现出一定的差异，其物理性质分布在不同方向上呈现出较大的差异[1]。选取地下某深度的页岩和砂岩岩芯，并进行SEM测试。
78.纳米石油地质学的研究技术与方法
- 张天宇;李吉君;杨金秀
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：常规油气资源的勘探开发已经步履艰难,邹才能等(2009)针对中国广泛分布的煤层气、四川页岩气、川陕致密砂岩气、松辽和鄂尔多斯致密油、南海天然气水合物等非常规资源,发展了非常规油气的连续型油气聚集理论,暗示世界石油工业将迎来新的曙光,其中以纳米油气为主体的非常规油气资源潜力巨大,即将成为石油勘探开发的主要领域.纳米石油地质学是石油地质学与纳米科技相结合而形成的、在纳米尺度空间研究油气的生成、滞留、排出、运移、聚集、散失机理和分布规律的一门交叉学科，是传统石油地质学在纳米尺度空间的延伸。纳米石油地质学是以纳米科技的理念为指导，以纳米技术方法为手段，针对纳米油气地质研究中存在的关键科学问题，通过典型实例剖析与理论分析研究相结合、物理模拟实验与样品分析测试相结合，开展纳米油气的源储组合及其共生机制、纳米尺度下有机质成烃演化、纳米孔隙结构与孔喉网络体系下油气的滞留、排运渗流机制与聚集特征、纳米油气的散失机理以及分布富集规律等方面的研究，总结纳米油气在地壳中的形成过程、产出状态和分布特征规律性的认识，最终运用系统论原理对成果进行总结、提升，形成纳米石油地质学理论，指导非常规油气资源的勘探与开发，并在“理论—实践—理论”的循环中不断发展和完善纳米石油地质学。
79.基于核磁共振的全孔径结构特征研究——以柳河盆地为例
- 周能武;卢双舫;李文浩;谭昭昭
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：致密储层广泛发育微-纳米级孔隙,具有复杂的矿物组成及孔隙结构,给致密储层的全孔径表征带来了巨大的挑战.许多学者尝试运用不同的方法(如高压压汞-低温氮吸附法、CT,FIB重构)来获得致密储层微观孔隙的全孔径的孔隙分布特征,常用的高压压汞-低温氮吸附法在表征全孔径结构特征研究上忽视了压汞和氮吸附测量原理不同(压汞测量吼道半径,低温氮吸附法测量孔隙半径)导致严重低估了大孔(＞50nm)的孔体积的含量;CT由于精度的限制,致密储层丰富发育的20nm以下的孔隙难以识别,FIB重构由于成像范围太小,受样品非均质性影响太大.核磁共振给致密储层全孔径的表征提供了新的方法与思路，核磁共振利用T2谱图能够反映全孔径的分布特征(Maojin Tan et al, 2015;李军等,2016)。本次研究实验样品取自柳河盆地下桦皮甸子组、包大桥组及基底的23个致密岩样，岩性为泥质粉砂岩，砂岩，凝灰质泥岩，糜棱岩，片岩为主，岩性较为复杂。23个实验样品进行抽真空脱气10h，然后20MP加压饱水24h，转速8000转，离心8h后测试样品从而获得样品的T2谱图。通过T2谱图转换从而获得全孔径的孔径分布图，从图中的研究结果表明：大部分页岩饱水样品的弛豫时间分布在0.01ms-1ms之间，说明页岩样品内部以微小孔隙为主，页岩样品的最大弛豫时间在100ms之内。大部分样品呈现双峰结构，分别分布在0.01ms-1ms及1ms-10ms之间，其中后一个峰强度相对较弱，部分样品呈现单峰和三峰结构：大部分页岩样品的孔隙孔径在1μm以下，其中在0.01μm-0.05μm之间最为集中，5μm以上的孔径基本没有，说明该批次页岩样品微小孔比较发育。整体而言该批次页岩样品孔隙度较小，最大的为JB9号样品，仅为4.1739%，最小的为YX10号样品，为0.3123%，其他大部分样品都在3%以下。
80.一种基于单矿物组份吸附能力测量的页岩吸附气计算方法
- 朱锦江;熊铸;雒斌
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：中国页岩气类型多、分布广、潜力大,据估算,中国页岩气可开采资源大约为31×1012m3.页岩气藏中气体由3部分组成:裂缝和基质中的游离气、有机质中的溶解气以及吸附气.其中吸附态页岩气含量占页岩气总含量的20％～85％左右,而页岩的吸附能力受诸多因素影响,主要有孔隙结构、孔隙体积、有机碳含量、岩石矿物成分、含水率、温度及压力等(王瑞等,2015;郭为等,2013).为探究矿物含量及含水量对页岩气吸附气量的研究，在70℃条件下进行以下探究：1）建立单矿物（蒙脱石、高岭石、绿泥石、伊利石）与石英配置混合矿物吸附气预测数学模型；2）建立有机质与单矿物、石英配置混合矿物吸附气预测数学模型；3）建立混合矿物在不同含水率下吸附气预测数学模型；4）根据页岩样品X-衍射全岩分析，按比例配置人工模拟样；5）建立页岩实际样品和人工模拟样品吸附气预测数学模型；6）以人工样等温吸附实验为基础建立吸附气含量预测数学模型。根据实验结果，将含水率、粘土含量和有机质含量综合考虑进去，建立新的页岩气含量计算模型。
81.Nano-pore Structural Characteristic and its Impact on Methane Adsorption and Diffusion in Low-Medium Rank Tectonically Deformed Coal(TDC)-A Case Study in Huaibei Coal Field
- SONG Yu;JIANG Bo;LIU He-wu;LI Feng-li;YAO Yu-peng
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：不同类型的构造煤的吸附特性和传输特性存在着显著的差异(Jiang et al.,2009;Ju et al.,2004,2005,2009),这些差异本质上受其孔隙结构的控制,本文选取淮北矿区中低变质程度原生煤及典型序列构造煤样品(图1),基于高压压汞、低温液氮及CO2吸附,并利用分形理论以揭示原生煤及典型构造煤序列样品纳米孔隙结构及其分形特征,结合相同样品等温吸附实验结果并借助Steele势能函数和狭缝型孔模型(图2),研究了不同类型构造煤的孔隙结构特征对甲烷吸附性和传输特性的影响.
82.华北地区下马岭组页岩纳米孔隙结构特征
- 陈司;陈尚斌;韩宇富;王笑奇;常明华;Clementine Uwamahoro;张楚
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：页岩纳米孔隙是页岩气的主要储存场所,纳米孔隙结构对页岩气的开发有重要意义.已有初步评价认为华北地区下马岭组地层具有油气资源潜力,运用扫描电镜、压汞实验及液氮吸附实验对华北地区下马岭组海相页岩样品进行观测,结果表明,下马岭组页岩主要发育溶蚀孔、粒间孔、层间孔和微裂隙;压汞法结果显示下马岭组页岩样品的孔体积在0.0108～0.0959cm3/g之间,平均为0.0323cm3/g;比表面积在3.864～16.557cm2/g之间,平均为8.470cm2/g;微孔和过渡孔对孔体积和比表面积贡献最大,开放孔较多,孔隙连通性较好;液氮吸附表明下马岭组孔比表面积平均为7.828cm2/g,过渡孔比表面积平均为1.409cm2/g.微孔、过渡孔的平均比表面积分别占平均总比表面积的84.99％、15.01％.微孔较发育,既包含水瓶孔等无定形孔隙,又包含一定数量的四周开放的平行板孔,总体上孔隙连通性中等或较好;纳米孔隙的体积及比表面积与有机质含量TOC呈正相关关系.
83.矿物表面平衡态液滴三相接触线上纳米级液膜形貌测量
- 邓亚骏;王昊;卢海龙
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：润湿(wetting)是大自然中无处不在的一种界面现象.在石油开采过程中,储层岩石的润湿性对于分析水驱油的过程以及提高原油采收率有着重要的影响,是和岩石孔隙度、渗透率、油水饱和度、孔隙结构同等重要的储层参数(何更生等,2011).接触角法是一种常用的直接测量储层岩石润湿性的方法,该类方法中又以液滴法最为简单.本文利用AFM精确测量了矿物表面平衡态液滴三相接触线上液膜的纳米级形貌，为纳米尺度润湿的研究提供了比对数据，同时也为纳米地球科学领域固-液-气界面性质的研究提供了一种新的方法。
84.纳米金在矿物表面吸附的实验研究
- 傅宇虹;万泉;聂信;覃宗华;李姗姗;杨美稚;罗宿星;曾苹
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：纳米粒子在自然界中普遍存在.在地球的各个圈层,热、机械、化学、光化学、或生物等过程均可产生天然纳米粒子.另一方面,由于纳米粒子商业用途广泛,人工纳米粒子的年平均产量已达300,000吨(截止到2010年).在纳米材料生命周期的任何一个阶段,人工纳米粒子都有可能进入到环境中.很显然大量的天然和人工纳米粒子会对相关元素的地球化学迁移、循环和分配产生重要影响，对环境和人类健康造成潜在危害。纳米金是研究最广泛的纳米材料之一，被应用于催化、医疗诊断、化学物质检测等多个领域。据估算，纳米金在水体和土壤中的预测环境浓度分别为0.14 μg/L 和5.99 μg/kg。假设它们是平均粒径10nm的球形颗粒，那么每升水体中约有140亿个纳米金，每千克土壤中约有5900亿个纳米金颗粒。已有实验研究发现纳米金会破坏人类细胞的活性，甚至降低其生存能力，因而对环境和生态的影响不容忽视。在自然界（例如在很多深成和表生矿床中）也发现了天然存在的纳米金。其中，在卡林型金矿中观测到了以黄铁矿作为主要载体矿物的天然纳米金；在一些风化相关的表生矿床中，发现纳米金赋存于粘土矿物、铁氧化物的边缘。迄今为止，天然纳米金的成因以及相关纳米尺寸效应在成矿过程中的作用尚无统一认识。由于矿物颗粒在水体、土壤、大气和各类矿床中普遍存在，纳米粒子和矿物表面的吸附被认为是影响纳米粒子迁移、归趋、环境毒性以及成矿作用的重要过程。本文旨在研究纳米金在矿物表面的吸附行为，选择粘土矿物（伊利石）和硫化物矿物（黄铁矿）为代表，考察了矿物表面性质、pH、粒径等因素对吸附的影响。
85.马朗凹陷卡拉岗组凝灰岩储层储集空间定量表征
- 高文龙;卢双舫;王伟明;田伟超
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：三塘湖盆地位于新疆东北部的巴里坤哈萨克自治县与伊吾县,呈北西一南东向延伸,面积约2.3×104km2.该盆地主要经历了海西期、印支期、燕山期、喜马拉雅期等期构造作用,现今呈南北分带、东西分块的构造格局,马朗凹陷为三塘湖盆地主要的油气勘探领域。近期在M33井块卡拉岗组凝灰岩层发现了油层，引起了广泛重视。本次利用扫描电镜对该套凝灰岩储层的储集空间进行定量表征，以期对后期勘探开发提供一定的指导意义。研究表明，研究区凝灰岩储层储集空间主要为溶蚀孔，其次为晶间孔，粒间孔隙不发育，且各类储集空间的孔径主要为纳米级孔径，以上均说明凝灰岩储层经历了强烈的压实及胶结等成岩作用，导致原生粒间孔不发育，而溶蚀作用对储层起到了一定改善作用。
86.大民屯凹陷沙四下段致密油微观结构特征
- 关莹;王伟明;陈国辉;卢双舫
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：近年来,在大民屯凹陷内的137口老井复查中,50多口井在古近系的泥页岩地层中有良好的油气显示.该凹陷沙四下段油页岩为目前致密油勘探见到较好油气显示的重要层位,从纵向岩性分布来看,该段地层具有明显的'三明治'结构,可明显的划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个层组,其中Ⅰ组和Ⅲ组主要以油页岩为主,Ⅱ组主要以云质泥岩和粉砂岩为主。本文利用CT扫描、场发射扫描电镜、激光共聚焦、低温氮气吸附、氩离子剖光、铸体薄片等多种实验相结合的方法对沙四下段致密储层的储集空间进行了系统评价，并对沙四下段地层的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组的储集空间类型进行了对比分析，并对致密储层进行分级，确定致密油有利层段。
87.原位微区分析新技术与页岩气富集机理
- 何治亮;刘伟新;张文涛;俞凌杰;范明
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：开展了CT扫描、FIB－SEM聚焦离子束扫描电镜、氩离子抛光扫描电镜(Ar+-SEM)、透射电镜(TEM)原位微区分析技术研究,并开展mm-um-nm级不同尺度的页岩储集空间分析,氩离子抛光扫描电镜能识别出页岩的二维微孔直径1～2nm,透射电镜可达0.1nm,聚焦离子束扫描电镜三维孔隙直径5nm,可应用于页岩气储集空间的微孔隙大小、分布、成因及连通性的定量研究.
88.纳米矿物主要特性及其成因机制问题
- 黄菲
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：矿物是地质作用的产物,其特征承载了大量的地质信息,可以精细地描绘出宏观地质过程.矿物成因研究所获成果,在判断成矿条件、确定矿床成因和找矿实践中都发挥了重要作用.纳米矿物是天然矿物在微观(nm)尺度的具体表现.近年来通过现代观测手段，发现陆地和海洋环境中，岩浆成因、变质成因和热液作用等成因地质体中，沉积和表生环境中都广泛存在纳米矿物。包括自然元素类、氧化物、硫化物和硅酸盐矿物等。在大量纳米矿物基本特征、物理化学性能研究基础上，发现纳-微米尺度下，矿物纳米晶体与宏观晶体具有一致性的同时，还具有其明显的差异性。表现为多形貌表现非常突出，同种矿物晶体常出现多维度生长现象；多晶聚合生长特点；物理性能的特殊性；化学活性表现突出等基本规律。同时，人们还发现纳-微米矿物生长和聚集过程与成矿成藏地质作用过程密切相关，纳米矿物形貌受生长时物理化学条件的直接控制，对地质条件有明确的标示性！纳米矿物堆积体是一类重要的资源，“纳米矿产的资源属性”也不断揭示出来，纳米矿物可作为功能材料和环境材料使用，具有较大的开发利用潜力。纳米矿物与宏观常见的矿物大晶体均为系列地质过程中的产物，其形成和堆积过程是一个有机的整体，在研究常见的矿物大晶体堆积成矿成藏过程的同时，需要建立有效的科学方法深入解读纳米矿物成因信息，揭示出成因机制。微观-介观尺度物质聚集规律是值得重视的科学问题。
89.致密砂岩储层储集空间定量表征
- 黄靖轩;周磊;卢双舫;陈方文
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
90.关于人工配比和致密砂岩溶蚀的讨论
- 黄开展;李吉君;卢双舫;马妍
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：用石英、钾长石、斜长石、方解石、黄铁矿以及粘土矿物等混合颗粒按已知比例(这个比例通过对已有致密砂岩进行全岩分析获得)模拟碎屑组分分别与不同有机酸水溶液进行溶蚀实验,用以同原始致密砂岩溶蚀的对比,比较储集层内部不同矿物在含低分子量有机酸地层水中溶解的速率,同时通过岩石薄片鉴定、扫面电镜以及原子吸收光谱分析等手段,对致密砂岩矿物溶蚀特征、成因机理、及对储层孔隙发育的影响进行研究,并尝试探讨矿物溶蚀的微观机理(刘锐娥,2015).
91.长白山千年大喷发直径0-500μm火山灰粒度特征和对火山沉积相的指示作用
- 衣健;王璞珺;单玄龙;孙松;王文华
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：长白山是中国东北最大的一座火山,也是中国最具危险性的活火山之一(Wei et al.,2003).其千年前的一次大喷发被称为'千年大喷发',并被认为是过去二千年来全球规模最大的火山喷发活动之一(Yin et al.,2012).目前对长白山火山碎屑喷发物喷发、搬运、就位条件的研究，主要的研究手段包括野外剖面沉积序列、沉积结构构造的测量和粒度分析等。虽然粒度分析目前开展较多，但是针对不同类型火山碎屑喷发物中极细粒火山灰与火山沉积相的关系研究较少。本次研究采用筛析法，对采集的长白山火山碎屑物样品进行筛分，筛出直径500 μm以下火山灰。之后采用激光粒度分析方法，对直径0-500 μm的火山灰进行了粒度分析，并将粒度分析结果制作成粒度分布曲线。在此基础上结合剖面火山碎屑物纵向序列、结构构造特征进行综合分析，探讨了直径0-500 μm的火山灰与火山碎屑喷发、搬运、就位条件之间的关系。
92.扫描电镜分析技术在地球科学上的应用
- 陈莉;陈晶;徐军
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：扫描电镜结合BSE探头和X射线能谱仪可以快速、准确的对矿物纳米材料进行微区成分测定，同时还可以通过电子束的线扫描和面扫描，给出样品的元素分布，了解矿物相的元素变化和迁移规律，探讨矿物生长条件和后期蚀变。结合EBSD则能在原位、微区尺度上研究确定矿物相变化、获取晶体结构以及晶粒取向等信息。
93.纳米地球科学的发展现状
- 陈余陇卓
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：纳米尺度科学的研究者们在1nm到100nm空间范围内探索大自然的运作规律.在学术界、政府和工业界的多重推动下,纳米科技的优越性以及其重要性逐渐的显现出来.尽管地质科学家们以探索大尺度、复杂的地质过程的而自豪,但几乎所有地质现象的本源都来源于纳米尺度的现象.纳米科技涉及到地球科学的诸多领域，并在矿物学、岩石学、地球化学、构造地质学、能源地质学和矿床学等领域取得了重要进展。纳米科技和地球科学的结合催生了新兴的纳米地球科学（陈天虎, 2005）。由于纳米矿物的普遍存在性及其在性质上的特殊性和未知性，使得差别巨大的纳米和地球尺度能够结合为一体形成一门新的学科。
94.基于扫描电镜技术的致密储层微观孔隙结构特征研究
- 程泽虎;李文浩
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
95.高压下金属氧化物微纳米晶微结构与应变的原位观测
- 邓昱;陈志强;董海妮;张诚平;董洪亮;陈斌
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：利用超高压实验技术在微(纳)区域原位测量高压下物质结构和性质,近二十年来一系列实验方法与实验硬件系统得到长足的发展,使人们在高压物理、化学以及地球和行星内部物理等领域的一些研究成为可能,目前已经获得多项开创性进展(Chen and Mao et al.,2012).在这些研究领域中，与地球科学紧密相关的超高压实验研究如矿物的形成、地球的历史演化尤其具有巨大的理论和应用价值（Zhang and Mao etal.，2014；Hu and Mao et al.，2016），从而大量地吸引了不同专业的研究团队并形成了交叉学科研究热点。而高压纳米技术的开发、应用自然也成为了其中一个重要研究方向，比如利用电子显微镜内置的纳米压痕仪开展原子尺度分辨的原位观测（Yu and Minor et al.，2015）。本文将对以Diamond anvil cell (DAC)为代表的X射线原位表征体系和以高分辨透射电镜纳米压痕系统为代表的电子/电子衍射原为表征体系进行总体介绍以及举例阐述。
96.页岩纳米孔隙分类特征及其渗流机制
- 董娜;琚宜文;王民;卢双舫;黄骋
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：页岩气作为一种重要的非常规天然气资源已受到普遍关注.作为页岩气储集的页岩是一种非均匀性的多孔介质,主要发育微纳米孔隙,其纳米孔隙占较大比例.国外学者运用氮气吸附等流体注入法可以对页岩气储层微-纳米开放性孔进行分类,按粒径可将孔隙划分为宏孔(＞50nm)、中孔(2-50nm)、微孔(＜2nm);按空间形态可以分为圆锥、圆柱、平板和墨水瓶形等四类孔隙[1],而通过高分辨率扫描电镜对页岩孔隙分类的方法很多,并且涵盖了流体注入法所不能表征的封闭性孔.作者针对纳米尺度孔隙，考虑页岩气的吸附－解吸及吸附相表面扩散、Knudsen扩散、游离气的黏性流及滑脱效应等运移机制，进一步开展了流动模拟研究，并建立了页岩气单相流动数学模型。研究表明，对于以纳米孔隙为主的页岩基质，甲烷在孔隙壁面的附着及表面扩散、Knudsen扩散及气体滑脱等均将影响气体流动，造成表观渗透率显著高于Dacy渗透率，且孔喉越细小，压力越低，表观渗透率与Dacy渗透率相差越大。通过分析各运移机制对页岩气流动的影响，有助于深入了解页岩气运移产出过程，从而指导页岩气藏的有效高效开发。
97.柳河盆地下桦皮甸子组致密储层微裂缝定量表征
- 何涛华;李文浩;谭昭昭;周能武;程泽虎
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：柳河盆地下桦皮甸子组微裂缝随埋深的增加而增加，以颗粒微裂缝、成岩微裂缝和构造微裂缝三种类型呈现，其成因主要是成岩作用和构造作用。微裂缝孔隙度可以通过微裂缝面孔率矫正计算出微裂缝孔隙度，该方法在柳河盆地下桦皮甸子组应用较好，计算结果与镜下观察和实测总孔隙度一致，可以尝试进一步研究并推广应用。下桦皮甸子组致密储层中下段微裂缝的发育从一定程度上改善了物性，促进了油气聚集，且裂缝孔隙度下限为1.5%。因此，柳河盆地下桦皮甸子组中下段具有一定的开发潜力。
98.利用核磁-扫描电镜研究泥页岩孔径分布及孔隙演化特征
- 靳继阳;薛海涛;田善思
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：目前研究泥页岩孔径结构,孔径分布的方法主要有3大类:(1)以微区分析为主的图像分析技术——FESEM、FIB-HIM等;(2)以压汞法和气体等温吸附为主的流体注入技术;(3)以核磁共振、中子小角散射计算机断层成像技术为代表的非流体注入技术.本文主要基于核磁（NMR）技术结合扫描电镜（SEM）技术研究重庆黔江区沙坝乡地区龙马溪组泥页岩的介孔、微孔的演化特征及孔径分布。
99.纳米油气的研究方法与技术
- 荆亚云
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：常规油气田的勘探和开发呈现出日益严峻的形式,而以纳米油气为主体的非常规油气资源潜力巨大.纳米与地球尺度相差10多个数量级,纳米科技与地球科学结合目前处于发展的初期.但是近年来纳米石油地质学--这个交叉学科表现出了蓬勃的生命力和重大的研究意义,纳米油气即将成为石油勘探开发的主要领域.然而,由于纳米油气与常规油气的特征差异巨大,指导常规油气勘探开发的传统石油地质学不适用于非常规油气资源的勘探开发.纳米石油地质学作为纳米科技与石油地质学之间的交叉学科,伴随着非常规油气资源勘探开发的迫切需要、纳米科技的迅速发展而诞生,纳米石油地质学将是一门全新的石油地质理论体系,在未来的油气勘探开发中将发挥重要的指导作用.纳米油气在纳米孔隙结构、纳米孔喉网络体系的流动、富集机理和分布及富集规律是纳米石油地质学研究的核心内容，纳米技术是进行纳米石油地质学研究的关键手段。
100.江苏下扬子区富有机质泥页岩微纳米孔隙发育特征
- 李晋宁;姚素平;孙超;刘标
- 《第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会》
摘要：扬子板块发育下寒武统、下志留统和上二叠统三套重要的富有机质泥页岩,其中上扬子区在下志留统龙马溪组取得了页岩气勘探的重要突破,其它两个层系富有机质泥页岩页岩气也有重要发现,但下扬子区相同层系的页岩气勘探至今仍未能取得进展.本次研究通过对下扬子江苏地区下志留统高家边组底部和上二叠统龙潭组两套富有机质页岩储层微纳米孔隙特征的研究，主要应用氩离子抛光结合高分辨率场发射扫描电镜、小角X射线散射法、低温N2吸附法等实验，分析了泥页岩孔隙类型、孔隙形态和结构、比表面积、孔径分布等结果，并结合总有机碳含量（TOC）、有机质热演化程度、矿物组成成分等特征，探讨了泥页岩孔径分布的影响因素，揭示了下扬子区古生界页岩气储层发育特征，为下扬子区页岩气勘探提供参考。