新疆富油煤地面与原位低碳开发利用技术现状及发展方向

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作者 韦波 杨曙光 +8 位作者 李鑫 唐助云 张娜 王博 赵琛 李锦如 赵正威 冯烁 贾超 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第6期959-971,共13页

新疆富油煤资源禀赋优势显著,其高效清洁开发利用有助于保障油气资源供给,促进深部煤炭资源有效利用,改善传统煤炭燃烧带来的环境问题。目前,新疆在富油煤资源赋存特征、分布规律及浅部开发利用等方面取得一定突破,但在深部富油煤原位... 新疆富油煤资源禀赋优势显著,其高效清洁开发利用有助于保障油气资源供给,促进深部煤炭资源有效利用,改善传统煤炭燃烧带来的环境问题。目前,新疆在富油煤资源赋存特征、分布规律及浅部开发利用等方面取得一定突破,但在深部富油煤原位转化及多能源协同开发等关键技术攻关方面仍存在瓶颈。研究从新疆富油煤地质资源量、煤基油气资源量、地面开发利用技术、地下原位热解-气化开发技术、附产CO_(2)地质利用封存、多能互补协同开发及国家级示范区建设等角度出发,剖析了新疆富油煤开发利用产业现状,并提出了发展建议。研究结果包括:①新疆富油煤资源主要富集于东部三塘湖盆地、巴里坤盆地和吐哈盆地,利用地质块段法、体积法和丰度法,初步预测新疆东部侏罗系1000 m以浅富油煤资源量556.6×10^(8)t、煤中焦油资源量65.9×10^(8)t;②新疆富油煤地面气化热解提质与煤基化学品制备技术较成熟,已实现以富油煤为原料生产洁净煤、以煤焦油为原料生产煤基氢化油等油品、以净化后煤气为原料生产甲醇和乙二醇等;③提出了富油煤原位热解-气化一体化开发技术体系,包括地质选址评价技术、原位炉体构建技术、煤层原位加热技术和强化抽采技术;④构建了富油煤煤化工-新能源多能互补协同开发技术路径,主要是利用新能源制氢,为富油煤热解加氢制备化工产品提供氢原料、为富油煤热解-气化炉加热提供热能、为富油煤热解提质炼焦提供氢原料;⑤建议新疆建设富油煤开发利用国家级示范区,包括富油煤地面煤化工产业示范区、深部富油煤原位热解气化煤基油气产业示范区、富油煤化工附产CO_(2)地质利用产业示范区、深部富油煤原位热解半焦CO_(2)封存示范区及“富油煤-新能源”多能互补协同开发示范区等,促进新疆富油煤产业高效、可持续发展。 展开更多

关键词 富油煤 煤基油气资源 原位 低碳开发利用 碳封存 多能互补

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新疆地区不同产水程度煤层气井排采动态与产能特征

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作者 陈文圆 葛燕燕 +7 位作者 孔庆虎 杨曙光 李鑫 张娜 韦波 王刚 王兴刚 苏红梅 《地质与勘探》 北大核心 2025年第2期407-419,共13页

水文地质条件对煤层气的富集和产出具有重要影响。针对新疆地区不同产水程度煤层气井产能差异的问题,利用统计分析和数值模拟等手段,将煤层气井划分为低产水煤层气井、中产水煤层气井和高产水煤层气井三类。将累计排采500天、平均日产... 水文地质条件对煤层气的富集和产出具有重要影响。针对新疆地区不同产水程度煤层气井产能差异的问题,利用统计分析和数值模拟等手段,将煤层气井划分为低产水煤层气井、中产水煤层气井和高产水煤层气井三类。将累计排采500天、平均日产水量低于5m^(3)的煤层气井,划分为低产水煤层气井。该类井压力下降幅度适中(CS18井压力下降幅度51.56%),压降解吸范围受限,供气面积小。将平均日产水量介于5~10m^(3)的煤层气井划分为中产水煤层气井,该类井压力下降幅度适中(BCS-22井压力下降幅度53.67%),少见产水量过大需要长期排水无法解吸的情况。将平均日产水量高于10 m^(3)的煤层气井划分为高产水煤层气井,该类井压力下降幅度较小(T1-6井压力下降幅度30.42%),排水降压困难。进一步提出了低产水煤层气井“合理控水、适当憋压”、中产水煤层气井“连续排采、稳水稳压”和高产水煤层气井“低套压、高流压日降幅”的排采建议。该研究可为新疆不同产水程度煤层气井长期高效开发提供依据。 展开更多

关键词 煤层气 储层排采 产水量 井底流压 排采制度 新疆

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新疆昌吉市硫磺沟煤矿三井田煤层气赋存规律分析 被引量：4

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作者 吴天伟 田继军 +1 位作者 木合塔尔.扎日 陈斌 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期134-140,共7页

新疆昌吉市硫磺沟煤矿区内含煤丰富,对其煤岩特征、煤样元素含量特征及煤样瓦斯参数的详细分析表明,煤层气含量较为丰富。通过对研究区的地质构造、煤层埋深、围岩性质、水动力因素和沉积体系域等方面的具体分析研究,总结出本区具有煤... 新疆昌吉市硫磺沟煤矿区内含煤丰富,对其煤岩特征、煤样元素含量特征及煤样瓦斯参数的详细分析表明,煤层气含量较为丰富。通过对研究区的地质构造、煤层埋深、围岩性质、水动力因素和沉积体系域等方面的具体分析研究,总结出本区具有煤层气赋存的有利条件,为煤矿的安全生产及煤层气勘探与开发提供了指导。 展开更多

关键词 准噶尔盆地 硫磺沟煤矿 煤层气含量 赋存规律

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新疆南天山克孜尔河沉积物碎屑锆石U‐Pb年代学研究及其地质意义

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作者 刘桂萍 郭瑞清 +3 位作者 蔡宏明 宫相宽 崔涛 宋志豪 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期210-236,共27页

新疆克孜尔河流经南天山造山带南缘,其河流沉积物中记录了流域内地质体的重要信息。为进一步约束南天山造山带的构造演化历史,探讨该造山带古生代地壳生长与演化,对克孜尔河沉积物中的碎屑锆石进行U‐Pb定年。结果表明锆石年龄主要集中... 新疆克孜尔河流经南天山造山带南缘,其河流沉积物中记录了流域内地质体的重要信息。为进一步约束南天山造山带的构造演化历史,探讨该造山带古生代地壳生长与演化,对克孜尔河沉积物中的碎屑锆石进行U‐Pb定年。结果表明锆石年龄主要集中分布在460~390 Ma和310~260 Ma,少量分布在前寒武纪,暗示南天山造山带在古生代期间发生了强烈的岩浆活动。物源分析表明克孜尔河沉积物中的碎屑锆石主要源于南天山造山带和塔里木克拉通北部,年龄为460~390 Ma的碎屑锆石很可能记录了南天山洋在晚奥陶—早泥盆世期间向南俯冲到塔里木克拉通之下的弧岩浆作用。南天山洋闭合以及塔里木克拉通与伊犁—中天山地块的最终碰撞可能发生在晚石炭世,随后发生同碰撞和后碰撞岩浆作用,以样品中大量310~260 Ma的碎屑锆石为代表。结合南天山造山带内已有的古生代岩浆岩锆石的Hf同位素数据分析表明,晚奥陶—早泥盆世南天山造山带的大陆地壳演化主要以古老地壳的再造和部分新生地幔物质的加入为主,晚石炭—早二叠世该造山带地壳演化则以前寒武纪古老基底岩石的改造为主,仅有限的新生组分加入到岩浆的形成过程中。 展开更多

关键词 碎屑锆石 U‐Pb年代学 HF同位素组成 构造演化 地壳生长 南天山造山带

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秦岭岩群东段早古生代构造演化——来自界牌斜长角闪岩和长英质脉体的制约 被引量：2

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作者 李阔 宫相宽 +3 位作者 孙敏佳 王一鸣 吴慧芸 尼加提·阿布都逊 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期674-692,共19页

北秦岭构造带早古生代构造格局和演化过程受到地质学界的长期关注,秦岭岩群在早古生代期间是否经历整体俯冲-深俯冲是存在较大争议的问题之一。西峡寨根地区界牌村附近寨根岩体围岩长英质片麻岩中出露了斜长角闪岩和长英质脉体,本文对... 北秦岭构造带早古生代构造格局和演化过程受到地质学界的长期关注,秦岭岩群在早古生代期间是否经历整体俯冲-深俯冲是存在较大争议的问题之一。西峡寨根地区界牌村附近寨根岩体围岩长英质片麻岩中出露了斜长角闪岩和长英质脉体,本文对其开展了详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学、矿物化学和锆石包裹体分析,以期为该问题的探讨提供新的限定。锆石U-Pb年代学研究表明,界牌斜长角闪岩原岩年龄为820Ma,变质时代为(422±5)Ma,锆石中出现斜长石和石英包裹体。该岩石具有与区内榴辉岩相似的岩石地球化学特征,岩石中存在2类角闪石,分别形成于角闪岩相变质和之后的退变质阶段,长英质脉体中存在大量继承/捕获锆石。其中,1115~1576 Ma、502~517 Ma锆石来自秦岭岩群高压-超高压长英质片麻岩,908~935 Ma锆石来自寨根岩体,该岩石形成时代为(447±4)Ma,在420 Ma受到变质改造。长英质脉体具有富w(K_(2)O)、Rb和Ba,低w(CaO)、w(Fe_(2)O_(3)^(T))、w(MgO)和w(TiO_(2))的特征,表明其可能是秦岭岩群高压-超高压长英质片麻岩中(多硅)白云母脱水熔融的产物。综合本文和前人研究,界牌斜长角闪岩在早古生代期间只经历了角闪岩相变质作用,并非榴辉岩退变质产物,为秦岭岩群没有经历整体陆壳俯冲-深俯冲提供了进一步的证据。420~460 Ma期间,俯冲-深俯冲陆壳在折返抬升时由于幔源岩浆上涌以及广泛的部分熔融作用和岩浆侵入而破碎,最终与未发生俯冲的陆壳岩石发生混杂。 展开更多

关键词 斜长角闪岩 长英质脉体 秦岭岩群 岩石地球化学 锆石U-PB定年

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煤储层水文地质特征及其煤层气开发意义研究综述 被引量：17

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作者 赵馨悦 韦波 +7 位作者 袁亮 葛燕燕 胡永 李鑫 王毛毛 贾超 玛依拉·艾山 田继军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期105-117,共13页

我国煤层气资源开发具有广阔的前景,煤储层水的演化过程及其在煤层气开发过程中的运移规律对煤层气的富集和产能有重要影响。文章阐明了煤储层水的组成、性质、来源及同位素年代学研究进展;分析了煤储层水运移过程中压降漏斗的扩展规律... 我国煤层气资源开发具有广阔的前景,煤储层水的演化过程及其在煤层气开发过程中的运移规律对煤层气的富集和产能有重要影响。文章阐明了煤储层水的组成、性质、来源及同位素年代学研究进展;分析了煤储层水运移过程中压降漏斗的扩展规律和井间干扰机理,探讨了煤储层水运移过程中可能造成的储层伤害,并根据煤储层水的演化过程及其在煤层气开发中的运移规律,对煤层气开发提出几点建议。研究总结表明:(1)煤储层水来源于原始沉积水、渗入水、深成水以及成岩水,原始沉积水的钠氯系数(r_(Na)^(+)/r_(Cl)^(-))<0.5,肖勒系数IBE>0.129,矿化度>10000 mg/L;渗入水则与原始沉积水相反,深层水的δD介于-80‰~+40‰,δ^(18)O介于+7‰~+9.5‰,成岩水δD介于-65‰~-20‰,δ^(18)O介于+5‰~+25‰;(2)煤储层水地球化学特征对煤层气的富集、开发有重要指示意义,煤层气高含气区通常具有钠氯系数、脱硫系数、镁钙系数小,变质程度高的特点,低含气区反之;(3)煤储层水运移过程中形成的压降漏斗以及井间干扰有利于提高煤层气井产量,我国煤层气井大多采用矩形或菱形井网部署,最优井距通常在250~400 m;(4)煤储层水运移会引起水锁伤害、水敏伤害及速敏伤害等,通过实施合理排采强度、开展井网优化以及向入井流体中加入防水锁剂和煤粉分散剂方式等降低储层伤害。研究成果可为提高我国煤层气勘探效率和产量提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 煤层气 煤储层水 水运移 储层伤害 地球化学

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煤炭开发利用产业碳足迹计算方法及减排措施综述 被引量：9

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作者 王俊博 李鑫 +2 位作者 田继军 韦波 彭诗淇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期263-274,共12页

气候变化是人类面临的全球性问题。控制煤炭开发利用产业碳排放是实现我国碳中和目标的关键。煤炭是我国的主要化石能源,煤炭开发和利用造成的人类生存环境污染不可忽视,降低碳排放是必然趋势。明确碳足迹及其分析计算方法是减排的先决... 气候变化是人类面临的全球性问题。控制煤炭开发利用产业碳排放是实现我国碳中和目标的关键。煤炭是我国的主要化石能源,煤炭开发和利用造成的人类生存环境污染不可忽视,降低碳排放是必然趋势。明确碳足迹及其分析计算方法是减排的先决条件。在对碳足迹计算方法分析的基础上,总结目前比较普及的碳足迹核算方法,详细归纳计算方法的优劣势与适用层面和在煤炭开发利用产业的适用性,并分别列举出现阶段我国煤炭开发和利用产业的减排措施。其结论如下:①基于投入产出表的投入产出法更适用于国家、省市等宏观层面的碳排放计算;过程分析法与排放因子法适用于行业、单一生产过程等微观层面;质量平衡法同时适用于宏观、微观层面。②煤炭开发和利用产业碳排放主要分布于生产环节,生产工艺和燃料种类选择对碳排放量计算结果影响巨大;运输环节等间接排放方式占比虽小,但不能忽视;核算边界的确定缺乏统一标准,主观因素可导致结果存在差异。③基于我国现状,在大力发展洁净煤、CCUS等技术的同时,推动煤炭高效清洁燃烧利用和煤层气抽采利用等减排措施发展是我国煤炭开发利用产业达成低碳愿景的关键。④须正视当下煤炭开发利用产业减排措施的优势和不足,从产业结构等政策角度和生产工艺等技术角度找到相应的减排措施并进一步完善和实施。 展开更多

关键词 碳足迹 计算方法 煤炭利用产业 煤炭开采业 减排措施

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大倾角储层煤层气多层合采产量控制地质与工程因素 被引量：4

8

作者 韦波 马君慧 +5 位作者 胡永 张冀 吴斌 李鑫 王博 崔德广 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第31期13350-13360,共11页

针对大倾角储层煤层气多层合采的特点,以库拜煤田煤层气井的实际排采动态资料为基础,通过分析排采动态典型指标与地质要素和工程要素之间的关系,剖析了库拜煤田大倾角储层多层合采煤层气井产能的控制因素,并用灰色关联分析定量评价了各... 针对大倾角储层煤层气多层合采的特点,以库拜煤田煤层气井的实际排采动态资料为基础,通过分析排采动态典型指标与地质要素和工程要素之间的关系,剖析了库拜煤田大倾角储层多层合采煤层气井产能的控制因素,并用灰色关联分析定量评价了各影响因素的重要性。结果表明:①大倾角储层煤层气合层排采产量与单井动用资源丰度、储层压力梯度、煤体结构、临界解吸压力、初始排水速度、压裂效果、初始见气时间具有较好的相关性,但与渗透率、吸附时间相关性较差。储层压力梯度和储层压力是影响该研究区产能的主控因素;②新疆库拜煤田大倾角储层靶点压力特征、含气量、渗透率基本处于同一水平,同埋深不同煤层物性非均质性较小,层间干扰作用小,较适合合层排采。研究成果可为大倾角储层煤层气合层排采提供指导。 展开更多

关键词 煤层气 多层合采 地质因素 工程因素 灰色关联度分析

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地下矿井煤炭碳排放量估算方法研究——以阜康矿区西部为例 被引量：2

9

作者 彭仁东 韦波 +5 位作者 李鑫 张冀 张紫昭 王博 张娜 崔德广 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期9-18,共10页

碳排放已成为人类社会关注的焦点,煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最主要的部分。目前尚无对新疆典型地下矿井煤炭碳排放量的准确计算研究,其中CH_(4)排放量亦被忽略。基于煤层CH_(4)、CO_(2)赋存规律和煤炭开采规划,排除化石燃料燃... 碳排放已成为人类社会关注的焦点,煤基碳排放构成了中国碳排放总量中最主要的部分。目前尚无对新疆典型地下矿井煤炭碳排放量的准确计算研究,其中CH_(4)排放量亦被忽略。基于煤层CH_(4)、CO_(2)赋存规律和煤炭开采规划,排除化石燃料燃烧、电力和热力排放,将阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放划分为已生产煤炭碳排放、计划生产煤炭碳排放、未回采煤炭碳排放、井下煤柱碳排放四部分进行计算,最终获得阜康矿区西部地下矿井煤炭的碳排放总量。结果如下:(1)根据阜康矿区西部地下矿井平均生产年限,计算出阜康矿区西部已生产煤炭碳排放量为2.17万t/a、计划生产煤炭碳排放量为5.35万t/a、未回采煤炭碳排放量为0.40万t/a、井下煤柱碳排放量为0.74万t/a,则阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放总量为8.66万t/a。(2)计划生产煤炭碳排放量>已生产煤炭碳排放量>井下煤柱碳排放量>未回采煤炭碳排放量,建议生产过程中先采气后采煤、强化充填抑制未回采资源及煤柱碳排放,对不同浓度瓦斯进行梯级综合回收利用以弱化碳排放。(3)阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放量主要受煤炭生产总量(已生产和计划生产煤炭总量)、煤层CH_(4)和CO_(2)含量、解吸率、煤变质程度等影响,并随这些影响因素量值的增大而增大。研究成果可为阜康矿区西部地下矿井煤炭碳排放量控制及减排措施制定提供建议。 展开更多

关键词 地下矿井 碳排放 甲烷 计算方法 影响因素 阜康矿区西部

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北秦岭丹凤双槽地区含榴花岗岩年代学、地球化学及岩石成因 被引量：2

10

作者 木热地力·买合苏提 宫相宽 +3 位作者 赵军辉 谭俊 李阔 吴慧芸 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期705-718,共14页

本文开展了陕西丹凤地区双槽含榴花岗岩体的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和石榴子石矿物化学研究。结果表明,双槽含榴花岗岩侵位于(420±3)Ma,岩石具有高w(SiO_(2))(74.63%~75.3%)、富K_(2)O(5.56%~6.63%)和Na_(2)O(3.17%~3.83%)... 本文开展了陕西丹凤地区双槽含榴花岗岩体的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和石榴子石矿物化学研究。结果表明,双槽含榴花岗岩侵位于(420±3)Ma,岩石具有高w(SiO_(2))(74.63%~75.3%)、富K_(2)O(5.56%~6.63%)和Na_(2)O(3.17%~3.83%)的特征。w(CaO)(0.43%~0.83%)和w(P_(2)O_(5))(<0.1%)低,w(Al_(2)O_(3))较高(13.6%~15.02%)。铝饱和指数A/CNK值介于1.04~1.07,属于过铝质、钾玄岩系列岩石。分异指数较高(DI=96.1~97.2),表明其为经历高程度结晶分异作用形成的高分异花岗岩。岩石稀土总量较低(∑REE=15.5×10^(-6)~26.3×10^(-6)),轻稀土相对重稀土轻微富集,具有强烈Eu负异常,相对富集Rb、Th、U和Pb,亏损Nb、Ta、Sr和Ti等元素,与秦岭岩群长英质片麻岩类似。石榴子石相对富FeO^(T)和MnO,低MgO和CaO,具有岩浆成因石榴子石特征,且成分上与S型花岗岩中石榴子石相近。以上特征表明,双槽含榴花岗岩属于高分异S型花岗岩类,可能是秦岭岩群长英质片麻岩部分熔融的产物。结合前人研究结果,该岩体应该形成于大陆俯冲碰撞后的折返抬升构造体制下,区内420 Ma花岗岩应形成于伸展构造背景。 展开更多

关键词 双槽含榴花岗岩体 锆石U-PB年代学 地球化学 北秦岭

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四川盆地YS112井五峰组—龙一段有机质富集机制研究 被引量：1

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作者 闫嘉启 胡晨林 +3 位作者 田继军 石浩程 段文刚 张喜淳 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期439-462,共24页

四川盆地五峰组—龙一段黑色页岩为一套厚度稳定、有机质丰度高的优质海相烃源岩,是页岩气勘探开采的重要层系。为了解五峰组—龙一段有机质富集机制,对四川盆地川南低陡褶带南缘的YS112井进行了岩心、岩石薄片、X‑衍射、扫描电镜、有... 四川盆地五峰组—龙一段黑色页岩为一套厚度稳定、有机质丰度高的优质海相烃源岩,是页岩气勘探开采的重要层系。为了解五峰组—龙一段有机质富集机制,对四川盆地川南低陡褶带南缘的YS112井进行了岩心、岩石薄片、X‑衍射、扫描电镜、有机碳、有机碳同位素及微量元素分析。氧化还原指标(Ni/Co、V/Cr、U/Th)表明五峰组海水氧化还原条件由早期富氧氧化条件过渡到缺氧还原条件,龙一1^(1)—龙一1^(3)小层为缺氧—贫氧还原环境,龙一1^(4)—龙一2^(4)小层为富氧氧化环境。氧化还原指标、生产力、笔石、矿物组分和TOC含量的相关性,证明缺氧或贫氧的还原性水体环境是有机质富集的主控因素,笔石、生物成因石英和黄铁矿促进有机质的富集,黏土矿物抑制有机质的富集。综合分析表明:五峰组富有机质页岩主要由火山作用带来大量的营养物质及温暖湿润气候条件下,笔石及浮游动植物繁殖,生产力高,在强滞留缺氧环境下形成;五峰组后期富有机质页岩主要由于冰川作用造成的大量生物灭绝,提供大量有机物质,在缺氧硫化环境下保存形成;龙马溪组富有机质页岩主要受极地冰川溶解,带来丰富的营养物质,生产力水平升高,在高水位海域形成的底部静海相缺氧环境下形成。 展开更多

关键词 有机质富集 沉积环境 海平面变化 古气候

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