针对天然氢气的成因类型,学术界和工业界通常认为水岩反应和水的辐解是主要机制,并将相关岩类(如超基性岩、花岗岩等)作为重点勘探目标,而对富有机质岩石的热解生氢机制关注较少。中国地质调查局地学文献中心跟踪发现澳大利亚Constellation资源公司近日宣布通过对历史地震勘查资料的重新处理和解释,首次在澳大利亚西澳大利亚州未开展钻探工作的沉积盆地内探明可观的天然氢气资源,并推测其源自富有机质页岩的热解和辐解。该研究结果表明,通过辐解和热解作用,有机页岩具备生成大量氢气的潜力,这为天然氢气的资源发现开辟了新的途径,并强调了进一步深入研究的必要性。
此次发现来自该公司的Edmund-Collier项目,其勘探区域覆盖4个连续区块,面积达37288平方千米,区内有输气管道穿过。新探明的天然氢气显示位于Edmund盆地/褶皱带内,该构造带出露良好,发育有连续沉积的元古宇地层,岩石类型包括碎屑岩、碳酸盐岩、辉绿岩岩床等。区内深至基底的断层可为天然氢气的运移及圈闭提供通道。地震图像解译显示该盆地最深为4.2千米,之下为基底单元。由此推测区内天然氢气的来源可能包括两部分,即基底岩石的辐解过程(或可同时生成氦气)以及富有机质页岩的热解作用。最新的总有机碳含量测量结果显示盆地内间隔较大点位样品(8个钻孔)的测量值均大于2%,确认了有机质的丰富程度;盆地内向斜构造约4千米深度处的地层温度超过250℃,而富有机质岩石的最佳生氢温度窗口一般认为介于250℃至500℃;孔隙度测量结果(63个岩芯)表明不同地层单元的孔隙度具有高度非均质性,范围从6.8%至32.23%,以上地质条件均表明该盆地具有极好的生氢潜力。另外,该项目的优势在于区内的天然气运输管道连接了多个铁矿石生产企业,且输气管道允许混合最多9%的氢气(体积比),这都为项目的大规模商业化提供了有利条件。
Constellation资源公司将和澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)合作进一步分析和验证总有机碳含量测量结果,还将利用Rock-eval 6型岩石热解仪进行快速源岩分析以评估源岩潜力、成熟度和干酪根质量;计划于2025年第三季度进行土壤气体调查,并于2026年申请勘探许可证以开展地质填图和地球物理勘查工作,以明确勘探井位置及目标储层;预计于2028年完成生产井及相关设施建设。
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