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摘要
上扬子地区是我国页岩气重要开采区,也是氦气工业性开采的唯一地区,但对于其氦气生成潜力研究仍处于空白阶段。据此,对上扬子东南地区采集的144件岩石样品进行场发射扫描电镜及铀、钍强度测试,理论计算了页岩气中氦气达到我国工业开采标准（0.05%）需要满足的理论条件。岩石扫描电镜结果表明,富含铀、钍的副矿物（锆石、独居石、铀钍石及磷灰石等）主要赋存于造岩矿物石英和长石中。岩石铀、钍强度测试结果表明,三大类岩石中铀平均含量呈现:沉积岩(8.96×10-6)>岩浆岩(4.83×10-6)>变质岩(1.89×10-6);钍平均含量呈现:沉积岩(11.01×10-6)≈变质岩(10.4×10-6)>岩浆岩(5.9×10-6)。岩浆岩中铀、钍平均含量呈现:酸性岩>中性岩>基性岩>超基性岩;沉积岩中铀平均含量呈现泥页岩(13.86×10-6)>>砂岩(2.54×10-6)>碳酸盐岩(1.67×10-6);钍平均含量呈现泥页岩(12.50×10-6)≈砂岩(12.76×10-6)>碳酸盐岩(5.96×10-6)。不同沉积时代沉积岩中铀、钍平均含量也呈现上述分布规律。沉积岩中铀、钍含量主要与岩石的沉积环境与物源有关,与沉积时代无关。单位时间、单位质量岩石氦气生成量的大小为:泥页岩>酸性岩>中性岩>砂岩>变质岩>碳酸盐岩>基性岩>超基性岩。以中国南方地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为例,当该层位泥页岩中残余氦气含量为U,Th元素衰变释放出来氦气含量的80%以上时,适合进行"页岩气+氦气"的共同开采,提高页岩气的开采价值。
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