陶兴浩
黑龙江省煤田地质一〇八勘探队 鸡西市 158100
摘 要：经过调查研究，比对煤，石油，天然气和铀矿等能源的形成地质条件和其本身物质构成，加上物质分解和重新组合，该文大致内容总结了物理学，构造学，统计分析学等多方面的特点。能够更好的的对矿产同盆共存富集的地质条件进行分析，以及为建立更好的体系奠定了良好的前提条件。
关键词：石油; 天然气; 煤炭; 铀; 共存富集; 形成条件;
人类进入工业化时代以后，以石油，天然气为主的化石能源逐渐走向人类生产生活的正中央。我国从大庆油田和山西煤矿以及新疆戈壁滩的天然气储备量都是非常丰富的，因为中国人口数量多，所以人均量就很少，另外这些能源的运输也需要很大一部分人力物力。这就必然导致多种能源混用，这也是以后的趋势，例如电油混合的汽车等。多种化石能源不会是单一存在的，中新生代时期的所在地点更是有多种化石能源共存富集，当然铀矿也是很重要的能源，他们也分布在这些地点。综上研究多种化石能源共存富集的基本条件及其判识体系具有重要的意义
1单一化石能源富集成藏 (矿) 的地质条件
1.1油矿形成富集的地质条件
总体讲，从油矿的形成说起，需要大量的原始生物尸体的富集，还要有及时完好的土壤覆盖等；如果中间哪个环节没有或者不能紧密衔接的话就不能形成大量的油矿。温度和压力等是形成不同能源的重要因素。不仅是从形成还有日后的开采都有直接的联系。压力场形成的过程中也是油气的转移与聚集，多次的不同压力场的形成巧夺天工的为油气运动提供动力。压力是如何产生的，就是由于地壳运动，所以同时从油气存在位置上讲，就很合理的解释了油气田的位置分布。
1.2 油气田在地质运动中富集成大块区域的主要因素
首先明白像大庆油田那种大型油气田的富集不多见，就是因为它的形成过程是受很多因素控制的，包括温度，温度又受地球纬度的影响，南北两极的纬度高，温度低；又包括地质的影响，东北与新疆的地质不同土壤或者岩石里的细菌不同，就会在长期的演变中形成不同等级的化石能源。圈闭的形成时间与圈闭的大小及位置都对大中型油气田构成影响。生物进入地下封闭空间后，较短时间内会有气体产生，从而圈闭形成，进而有孔隙型储层，这时来自压力的大小和时间会决定大中型油气田的形成与否。
1.3煤的富集主要因素
富煤带是指煤在地质中富集的区域。它多与地质结构保持一致，因为煤是固态，与油气不一样。富煤带往往不只是单一存在，可以多条同时存在，距离也不会太远。把地层剖面来看，富煤带往往在隆起或下沉地层的斜坡带上。富煤带地区在古代往往是海洋或者是海岸线地区，比如河流的入海口形成的三角洲。随着地质的变化，水渐渐退去，植被与动物残骸埋在地下，形成重要的聚煤环境；基底有稳定的拗拉槽，前陆凹陷，裂谷煤盆，也会形成富煤带。
2 化石能源矿产之间有着必然联系
2.1 石油与天然气
油气田的产生绝不是单一石油或者天然气，而是相生相随。根据干酪根降解成烃理论。其深层次的原因为温度影响和微生物影响，高温化学反应和低温反应微生物对物质的反应不同，产生液态或者气态烃类。从成矿区域讲成矿盆地及各种化石能源分布如图一所示：
图一：中东亚成矿盆地与多种能源矿产分布图
2.2 煤炭与天然气
煤炭与天然气的形成也是相辅相成的共生产物。煤炭是固态物质，固其形成需要以木本植物为主的物质。木本植物中的H\C含量高，在其氧化过程中产生大量甲烷，同时含有少量乙烷，丙烷和丁烷。不能被分解掉的物质就剩下一些腐泥型微生物可以产生液体，积累就成了石油。
2.3 铀矿与煤层
美国学者早在1875年就检测到煤矿中有铀辐射。在我国的华北石炭-二叠纪煤田和云南的第三纪煤田等也发现煤矿中的铀辐射。
低阶煤是有机酸的主要排驱期通过与无机配位体竞争而与铀酰络合，在铀沉淀的机制中起到重要作用, 促进铀矿的形成。
3 化石能源矿产的富集以及组合
3.1 共存形式
因为铀煤产生时，此时煤基本上是褐煤和亚烟煤，腐殖质偏多；泥碳化后铀进入到其中也会形成。有机质是铀矿化的重要条件：煤，泥沙，岩石等会把有机质都细分开，有利于进行氧化；腐殖型母质会在空间充足下进行完全氧化产生多种腐殖酸煤层和被分散的有机质本身吸附能力超强，就会向铀矿方向转化；而且在地质变动或地下水浸泡很大程度上会使得木质结构多孔。这几种情况下有机质活性大，结构疏松易于微生物发挥作用。
地质中深处的煤在形成中一般会有气体和液体同时产出，这与温度有很大联系，高温时一定为气态，温度高分子动能大；中低温时主要产生液态烃。由于油气中氢的含量高所以煤在演变过程中，如果混入杂质的氢含量高，则煤转换成油气的因素就控制住了。地下的腐泥中也就是杂质，它们的含氢量不高，所以主要还是形成煤的木质植物的基质镜质性质与含量对煤成烃的影响大。腐烂物质H/C含量比例与亚甲基，次甲基含量的不同生油生气的比例也不同，前者高利于油的产生，后者高利于气的产生。另外地质作用和煤形成阶段对油气产生有很大影响烟煤阶段的时期油多于气，最终结果为气在上，油在下，煤主要生气。
3.2 煤铀富集的组合类型
铀煤共存人为命名的三种状态:①煤与铀共同存在于地下有机腐质中; ②由于煤和铀都易于粘附在有机质上，所以附着在锆石、磷灰石、金红石、独居石、碳酸盐岩上。多个地区都有发现大量铀辐射，是因为有独立的铀矿物，第一种：铀-煤矿。这种形式必须要求铀中的能量大于其中有机质的，又由于这种情况下的铀是整块与煤会比较容易分开，所以它的品质更要求严格，大于工业标准。所以不常见，核电站中的铀都是分裂出来的。自然界中铀大部分分布在煤灰中，但这部分又是品质较低的铀。
4 化石能源富集的地质物理特点
4.1 岩性岩相特征
分布在砂岩型地矿的铀种类是灰色或者灰绿色砂岩及粉砂岩。一般情况下含有的有机矿物质是很多的，含铁元素等。再者会有腐质或者沥青还原剂。当多种化石能源出现在一块区域里时煤油气封闭起来就会形成氧气带，经过长期来铀矿慢慢在富集，如果此时发生地质变化的话，地质断裂层会有铀的叠加富集。松辽盆地是我国的一大盆地，该盆地的形成过程与铀矿的形成对比发现：盆地边缘有着大量的山坳坳，这些地方岩性稳定，铀矿规模大且易于发掘。而且地下水脉畅通，可以为有机质成煤成铀带来氧气。
4.2 化石形成构造学特征
铀的形成在这里还需要再补充，首先铀的富集需要铀源来不断提供，那么铀源的品质就成了重要的条件；其次地脉构造会对铀富集产生不小影响。地脉的改变一定也会引起矿产的定位变化，主要变化是矿藏的下沉。产铀建造形态对层间氧化带砂岩型铀矿床成矿空间的控制有直接性和决定性作用。有的地壳运动可以增强氧化，因为这样带来了外界氧气和微生物以及更紧密的封闭空间。
5结束语
本次调查研究，化石能源矿产共存富集是一个重要的待重视的课题，共存富集的研究有利于高效使用能源，为经济社会发展和化石能源的科研带来曙光。因为：地层内的能源富集从其形成，利用方面奠定了科学预测的基础；其次能源富集的研究也是石油，天然气，铀矿的方面不同方面的交叉研究是有利于突出重点，将被动研究化为主动研究。这是国家乃至世界能源理论与实践的丰富发展。
参考文献
[1]张厚福, 张万选.石油地质学[M].北京:石油工业出版社, .2018
[2]孙樯, 谢鸿森, 郭捷, 等.含油气沉积盆地流体包裹体及应用[J].长春科技大学学报, 201730(1) :42-46.
[3]李思田.沉积盆地的动力学分析———盆地研究领域的主要趋向[J].地学前缘, 2019(3-4) :1-8.
作者简介：陶兴浩、男、汉族、1990.12.25、本科、勘查技术与工程、中国地质大学江城学院。