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    【黄岛讲坛(第53期)】王铁冠院士讲述龙门山矿山梁大沥青脉的前世今生

    【黄岛讲坛(第53期)】王铁冠院士讲述龙门山矿山梁大沥青脉的前世今生

    王铁冠作题为“龙门山矿山梁大沥青脉的前世今生”的学术报告 王大勇摄影

    王铁冠作题为“龙门山矿山梁大沥青脉的前世今生”的学术报告 王大勇摄影

     

    第53期黄岛讲坛现场 王大勇摄影

    第53期黄岛讲坛现场 王大勇摄影

     

    【本站讯】11月2日,中国科学院院士王铁冠做客第53期黄岛讲坛,为师生做题为“龙门山矿山梁大沥青脉的前世今生”的学术报告。王铁冠院士从沥青与沥青学的概念、沥青的成因机制以及沥青的现实意义三个方面分别讲述了龙门山矿山梁大沥青脉(又称青川岩沥青)的前世今生。
    “沥青学”不是“糊涂学”
    从《地球科学大词典》到由俄罗斯最早翻译来的地学类经典范本——《地球化学勘探》,王铁冠院士对“沥青”这个地学学术界人人都熟悉的概念进行了严谨且详细的诠释,让大家重新认识“沥青”这一概念。通过引用《地球科学大辞典》中的话,王铁冠表示:“沥青在国内外用得混乱,译名也混乱,‘沥青学’曾被称为‘糊涂学’”。并举例讲述了地质家、化学家、建筑工程人员对沥青的不同理解。从不同学科的对比中,王铁冠明确了地质学中沥青的真正含义:沥青——基本未遭氧化的碳氢化合物的可溶性固态混合物,包括各种天然沥青和地蜡。自然界的沥青多为石油被破坏后的残留物,指示着曾有过生油过程,或存在过(古)油藏。
    针对学术中含义界定模糊的几种沥青,王铁冠作了进一步讲解,并将学术中的各种名称“沥青”进行归类,将这些不同名称的沥青概念放入一个较为合理和完备的系统格架中,并纠正有沥青就有油藏的不正确观点,表示见到油苗就认为有油藏是不严谨的观点,一个油藏含油要有一定的丰度,有沥青不一定就有油藏。
    王铁冠总结了自己在国际学术校订、论文审稿以及学术交流等工作中遇到的情况,讲解了西方对沥青这一学术术语的真正定义,并指出这些术语和国内一些术语的差别,表示在学术交流中要避开模糊不清甚至产生歧义的语言,面对国内外的文献,并结合俄罗斯、西方一些国家沥青学历史上的发展和国内沥青学的发展历史,讲解了国内和国外沥青学中一些内容差异以及背后的原因。
    青川岩沥青的“前世”:以龙门山为例讲述沥青的成因机制
    从分析松潘-甘孜褶皱带上的龙门山北段开始,王铁冠以印支期末为起点对龙门山的地质状况和油气资源进行依次概述,他指出:“龙门山推覆构造带可划分为后山带、前山带和山前带,该地区有多条断裂带,主要含有河湾场气田、厚坝油砂岩以及中坝气田等油气资源富集区,分布着一百多条沥青脉”。王铁冠详细阐述龙门山矿山梁沥青脉产地分布,“矿山梁沥青脉是统称,并不特指某一种。”
    针对龙门山北段前山带L55测线地质结构剖面、矿山梁田坝背斜构造地质剖面与沥青脉产地、矿山梁沥青脉地质产状、四川龙门山田坝背斜耳场墚沥青脉中的关键性问题,王铁冠进行了详细论述。
    “在龙门山北段前山带L55测线地质结构剖面中,有天井山背斜、马角坝断层以及仰天窝等多个不同地质构造的交织”。在这些地质构造中,王铁冠从构造中的逆掩断层、滑脱面以及薄皮构造进行重点讲解,认为由于逆掩断层的推滑,推滑面破坏深部油藏,切断浅部矿山梁、田坝等背斜构造,并沟通深、浅部地层,为石油运移开辟通道,导致浅部构造中大量发育断层型、裂隙型和层间型沥青脉。
    针对矿山梁大沥青脉地质产状的类型,王铁冠对断层型与层间型、断层-层间型、断层-裂隙型进行了详细剖析,“矿山梁背斜从下寒武统~二叠系地层累计厚度约为1000米以上,沥青脉及其宿主地层未经历过深埋藏”。
    王铁冠表示,大沥青脉的形成必备三个条件:①超量供应的油源;②推覆构造派生的断层与裂隙体系提供石油注入的通道;③在短促的时间内具有幕式异常高压驱动的液压系统。随后,他通过实例对此进行讲解。郭家坝组下伏灯影组地层中的古油藏提供的充足油源与龙门山推覆构造幕式构造运动应力作用相结合,可满足上述形成矿山梁大沥青脉的三个必备条件。
    青川岩沥青的“今生”:沥青脉的现实意义
    结合历史资料和现在沥青在多个科学以及工程领域的良好应用,王铁冠对“龙门山矿山梁大沥青脉的今生”展开讲解,就龙门山矿山梁大沥青脉分析沥青应用的潜力以及对现今的重要意义。
    “龙门矿山梁大沥青脉有两个显著特征:开发早和储量大”。早在光绪年间该地区沥青就被土法开采用于烧砖,1958年被应用于炼钢。在早期进行简单利用时,它的采出量达约八百到九百立方米。经前四川省国土资源局地质队钻探与评价,初次探明岩沥青地质储量180*104吨,近期探明储量增加到200~300*104吨,预测资源量1000*104吨,成为我国最大的岩沥青矿。其被勘探程度较高和巨大的储量使得该地区的沥青有很大的应用潜力。
    王铁冠列举了青川岩沥青在公路、桥梁建设、油气勘探中的广泛应用。青川岩沥青制品作为建筑材料的添加剂,可增加建材的防冻、耐热与抗磨性能,可替代进口材料,已经大量应用于公路、桥梁建设。据不完全统计已有京福与京台高速山东段、山东省道S320新海路、潍日高速、青银高速、荷关高速、河北石安高速、西安绕城高速、上海剑川路、市政工程快速路、云南拉丹高速、四川乐宜、乐自公路、成绵复线、浙江上三高速等15条道路采用青川岩沥青。杭州湾跨海大桥、长春伊通钢构大桥、山东黄河大桥、上海桥梁隧道快车道的桥梁建设使用了青川岩沥青。在油气勘探应用岩沥青作为钻井泥浆材料,具有耐高温性、提高泥浆稳定性、利于油气层保护,适用于深井钻探。现已应用于四川威远-长宁页岩气田、塔里木油田等。
    报告结束后,王铁冠与现场师生进行了互动交流,解答大家在地质学习和研究中对于沥青知识存在的困惑和不解,并对龙门山矿山梁大沥青矿脉中的地质问题和现场师生交换了观点和看法。
    会后,王铁冠与地学院师生进行深入交流,并对学科-学位专业一体化培养和实验室建设提出指导意见。他介绍了带领团队建立实验室、设立学位点和申办专业的经验,指出“学科、学位、专业一体化”建设,重点是建设一流实验室,关键是人才培养。他对青年教师提出殷切希望,希望青年教师努力奋斗,砥砺前行,为学科发展做出贡献。
    王铁冠,教授、博士生导师,分子有机地球化学家与石油地质学家,1965年毕业于北京石油学院,2005年当选中国科学院院士。从事生物标志物、油藏地球化学与石油地质学的教学与科研。发现和命名13α(正烷基)-三环萜烷等三个新生物标志物系列。阐明低熟油气成因理论,建立生物标志物结合显微组分研究煤系烃源岩的方法。集成包裹体测温、数值模拟与实测镜质组反射率等技术,完善油气成藏期次与时间的厘定方法;论证二苯并噻吩分子示踪油藏充注过程的机理,反演油气充注途径,指示有利勘探方向。对中-新元古界潜在油气资源进行长期的基础研究。1996年获国家自然科学奖二等奖,1998年获孙越崎能源大奖,2002年获李四光地质科学奖。

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