川东北地区长兴组白云岩储层的成因研究

以岩石结构与白云石Mg/Ca比值和有序度分析为基础,结合Sr,Fe,Mn微量元素和C,O,Sr同位素地球化学特征,对川东北地区上二叠统长兴组白云岩成因进行研究,结果表明长兴组白云岩有准同生白云岩和埋藏白云岩两种成因类型,储层只是埋藏白云岩化作用的产物,其形成过程可划分为早、中、晚3个成岩阶段,各成岩阶段埋藏白云岩化流体都来自于上覆地层飞仙关组的高盐度海源地层水,证据包括如下几个方面:①埋藏白云岩的岩石学特征明显地有别于准同生白云岩;②长兴组各类白云岩的Sr,Fe,Mn微量元素特征表明埋藏白云岩作用发生在无大气水影响的封闭体系中;③白云岩的C,O同位素组成特征符合埋藏白云岩的δ13C和δ18O分布区间;④长兴组与飞仙关组埋藏白云岩的Sr,Fe,Mn微量元素和Sr同位素地球化学特征基本一致。     

热化学硫酸盐还原作用对碳酸盐岩气藏的化学改造——以川东北地区长兴组-飞仙关组气藏为例

目前在川东北地区长兴组—飞仙关组已发现普光、渡口河、铁山坡、罗家寨等多个高含H2S的大、中型气田。通过天然气地球化学特征、流体包裹体盐度和岩心及薄片的镜下详细观察后认为,川东北地区长兴组—飞仙关组的大多数气藏遭受了热化学硫酸盐还原作用(TSR)的化学改造,TSR的改造主要表现在3个方面:1使C2 重烃相对于CH4、12C相对于13C优先被消耗,造成天然气干燥系数变大和碳同位素变重;2由于TSR产生的大量淡水的加入,使气藏的原生地层水被稀释,造成地层水盐度降低;3TSR相关流体(烃类和H2S等)与储层岩石之间的相互作用使储层被溶蚀和硬石膏发生蚀变,造成储层孔隙度增大,从而对改善其物性具有重要意义。     

普光气田长兴组白云岩地球化学特征及其成因意义

普光气田区长兴组白云岩的矿物组成与地球化学特征研究表明,自东南向西北方向,由普光8井至普光5井至普光6井,长兴组白云岩白云石颗粒的结晶程度和有序度总体上逐渐变高,其Fe、Mn、AI、K、Na、Sr含量及Mg^2＋／Ca^2＋比值总体呈降低的趋势;而氧同位素值逐渐降低,碳同位素值略增高,两者具负相关关系,这反映出白云石化作用与混合水无关;普光6井结晶白云岩87Sr／86Sr比值高于晚二叠世末古海水,说明白云石化流体并非长兴期古海水。研究认为长兴组泥-微晶白云岩由长兴期蒸发浓缩形成的高镁卤水交代灰泥丘而形成,属准同生白云石化作用成因,为非-差储层;结晶白云岩及碎裂化白云岩的白云石化流体应来自二叠纪高盐度海源地层水。属埋藏成因,可为优质储层。     

川东北飞仙关组储层固体沥青地球化学特征及其气源指示意义

运用有机岩石学、有机地球化学、催化加氢热解、GC—IRMS等方法和技术,深入研究了川东北飞仙关组储层固体沥青及可能烃源岩的地球化学特征。研究认为,飞仙关组储层固体沥青反射率高,双反射明显,为非均质结构储层焦沥青;在碳酸盐岩储层的各种孔隙中,呈脉状、球粒状、角片状或块状等他形充填,具有中间相结构和镶嵌状结构特征,反映其高温热变质成因;元素组成有S/C高、H/C低的特点,其固体碳同位素组成与长兴组烃源岩干酪根相似。储层固体沥青的可能烃源岩发育于还原—弱氧化咸水沉积环境,有机质来源于水生藻类;氯仿沥青“A”饱和烃甾萜类生物标志物对比表明,上二叠长兴组烃源岩是主要来源,飞仙关组、下志留统烃源岩亦有贡献;催化加氢产物饱和烃及其正构烷烃单体碳同位素组成显示,坡2井飞仙关组储层固体沥青与罐5井飞仙关组烃源岩具有明显的亲缘关系,这也可作为飞仙关组海槽相烃源岩对飞仙关组气藏有贡献的佐证。     

C、O同位素在川东北碳酸盐岩储层研究中的应用

通过对川东北鸡唱地区碳酸盐岩的C、O同位素分析,结合岩石薄片镜下研究和阴极发光分析及前人的研究成果,探讨飞仙关组三级海平面变化趋势和白云岩化作用机理.为了便于分析,将样品分为泥晶灰岩和白云岩两组.泥晶灰岩的C、O同位素分析结果表明:δ13C全为正值,明显分为两段,先快速上升、然后低辐振荡下降,指示海平面在飞一段初期快速...     

C、O、Sr同位素及微量元素组成在生物礁礁体环境研究中的应用

分析生物礁灰岩中C,O,Sr同位素及微量元素组成有助于研究生物礁体的形成环境.研究表明:δ 13C值的变化与生物埋藏量、埋藏速率、海平面的变化有着很密切的关系;海平面上升,δ 13C值增大,同时表明造礁生物大量繁殖;δ 18O值的变化反映古环境的温度变化,δ 18O升高,温度降低; 87Sr/ 86Sr的比值与海平面的升降变化表现一种负相关性,海平面上升, 87Sr/ 86Sr的比值降低.Sr, Mn等微量元素可以间接指示礁体环境变化,并且验证了所采集的样品数据的准确性.环境变化是决定生物礁发育的重要影响因素.     

句容地区下奥陶统仑山组海平面变化的碳酸盐岩地球化学记录

句容地区下奥陶统仑山组碳酸盐岩沉积主要由开阔台地和深水陆棚组成,仑山组层序1和层序2均由低位体系域和海侵体系域构成,反映两次海侵过程。根据δ13 C值、Sr/Ba值、1 000Sr/Ca值和V/Ni值反映的古盐度、古水深曲线,结合沉积环境变迁与体系域特征,绘制了仑山组海平面相对升降曲线。一级海平面相对升降曲线反映仑山组时期经历了一次海侵。二级海平面波动曲线显示海平面波动频繁,由两次海平面相对上升和一次海平面相对下降组成。仑山组样品碳、氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成:δ13 C值为-0.8‰~2.3‰,均值为0.45‰;δ18 O值为-14.4‰~-9.3‰,均值为-10.2‰,主要集中在-10.0‰~-9.0‰的范围内。利用δ13 C和δ18 O值计算得到的Z值全部大于120,反映仑山组碳酸盐岩在海相环境中形成。     

下扬子南京地区早寒武世幕府山组海平面相对升降的地球化学和碳、氧同位素记录

本文对南京地区早寒武世幕府山组沉积环境及地球化学特征进行了研究,利用元素地球化学和碳、氧同位素特征对古盐度、古水深及古环境的记录,分析幕府山组时期发生的海平面相对升降。结果表明：下扬子南京地区下寒武统幕府山组Mg²⁺/Ca²⁺值与古水深呈负相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值与古盐度、古水深呈正相关,Sr/Ba值、1000Sr/Ca值和V/Ni值反映的古盐度、古水深曲线可以指示海平面相对升降。幕府山组样品碳、氧同位素保留了原始海洋的同位素组成：δ¹³C_PDB值分布于0.8‰~3.5‰之间,均值为2.55‰;δ¹⁸O_PDB值分布于-6.9‰~-2.2‰之间,均值为-4.18‰。幕府山组样品的δ¹³C_PDB值大小可以反映海平面的相对升降,两者呈正相关。根据Sr/Ba值、1000Sr/Ca值、V/Ni值、δ¹³C_PDB值和沉积环境演化,绘制了幕府山组海平面相对升降曲线。幕府山组经历了一次海侵-海退旋回,海平面相对升降曲线反映了幕府山组海平面波动频繁,由3次海平面相对上升和3次海平面相对下降组成。     

川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩成因——来自岩石结构与Sr同位素和Sr含量的证据

研究了川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩储层的岩石结构Sr的含量和Sr同位素组成,讨论了它的成因,飞仙关组优质储层为成岩期埋藏交代白云化作用的产物,来自岩石结构和Sr同位素和Sr含量的证据包括如下几个方面:(1)与准同生白云岩比较,埋藏白云岩的岩石结构和Sr同位素和Sr含量地球化学特征与前者有显著差别;(2)飞仙关组所有各类碳酸盐岩(或矿物)具有早三叠世海水Sr同位素组成特征,~(87)Sr/~(86)Sr比值变化范围为0.706588～0.708187,覆盖了全球早三叠世海水Sr同位素的变化范围(0.7076～0.7078),平均值0.707656与全球早三叠世平均值(0.707743)基本一致;(3)埋藏白云岩~(87)Sr/86Sr比值变化范围为0.707122～0.707419,平均值0.707421,都略低于全球早三叠世海水Sr同位素变化范围和平均值,但与已报道的川东北早三叠世飞仙关期海水Sr同位素变化范围(0.707330～0.707383)和平均值(0.707350)都非常接近,说明白云石化流体具有强烈的川东北地区早三叠世飞仙关期海水Sr同位素组成特征;(4)综合岩石结构、Sr同位素和Sr含量地球化学特征,证明飞仙关组白云岩储层为成岩期埋藏交代作用产物,白云石化流体来自地层中高Sr和高盐度的海源地层水.     

浙江江山石炭-二叠系碳酸盐岩碳氧同位素特征研究

对浙江江山石头山剖面船山组、栖霞组碳酸盐岩进行了 C、O同位素测定. Mn/Sr比值、δ18O值和δ18O-δ13C散点图检验表明,所得同位素数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征.δ13C和δ18O值变化范围分别为- 5.4‰～ 4.4‰和- 12.2‰～- 5.6‰,平均值分别为 0.5‰和- 8.4‰ .在石炭纪-二叠纪分界线附近没有发生明显的同位素漂移现象.本区碳同位素地层曲线与根据沉积微相推断的海平面变化曲线十分吻合,表现为δ13C高值区海水变深.海水在剖面上的变化规律是浅-中等-较深-中等,相应的δ13C演化曲线表现为波谷段-具次级起伏的相对平缓段-波峰段-平缓段.栖霞组台坪相δ13C值大于船山组台坪相,而且曲线较平直,反映海水较深且环境较稳定.研究区地层记录中的海平面从早到晚逐渐增高,与全球海平面变化曲线不一致,可能与浙皖海盆发生过整体沉降有关.这一区域性差异也在碳同位素记录中得到印证,本区晚石炭世晚期-早二叠世早期δ13C值从老到新慢慢增大,最后再略为下降,演化趋势与 Veizer et al.的碳同位素年代演化曲线相反,说明碳同位素演化在一定程度上能反映区域地壳演变状况.     

广东三水盆地古近系心组生油层的元素地球化学特征

沉积物的元素地球化学特征是对沉积盆地水体环境以及古气候条件变化的响应。本文根据元素（Al、Fe、Mg、Ca、K、Na、P、V、Ni、Co、Cr、Cu、Zn、Sr、Ba、Cd、Li、Mn、Pb、Ti）的含量及其比值（Al/Ti、Fe/Mn、Sr/Ba、Mg/Ca、Sr/Ca、Na/Ca、V/Cr、Ni/Co、Ni/V）的变化，对三水盆地古近系心组红岗段生油层的沉积条件进行了系统分析。心组红岗段下部（亚段A）表现为较稳定的地球化学特征。各元素丰度及其比值指示这一时期陆源输入持续较高、且物源组成变化不大。由于海水入侵的影响，湖盆水体盐度相对较高，底部水体以弱氧化条件为主，O₂-H₂S界面位于水/沉积物界面附近。红岗段中上部（亚段B、C）的元素地球化学特征变化较为频繁且幅度很大，反映古气候和湖盆沉积条件的迅速变迁。在潮湿气候条件下，沉积物的地球化学特征表现为以Al、Ti为代表的外源元素含量及其比值较高，而Mg、Ca等盆内化学沉积元素含量较低。古氧气指标指示底部水体为还原环境，有利于有机质保存。因而，相应于较高的有机碳含量。在间歇性干旱时期，陆源输入减少，外源元素含量及其比值显著降低。随着蒸发作用的加强，水体盐度加大，内源元素丰度以及Mg/Ca、Sr/Ba、Sr/Ca和Na/Ca比值大幅度上升。底部水体为氧化环境，O₂-H₂S界面多位于水/沉积物界面或沉积物中。上述两种气候条件在红岗段中上部沉积时期交替出现。红岗段沉积后期由于淡水的长期输入，湖水出现逐渐淡化趋势。     

东营凹陷古近系中深层湖盆演化中的无机元素响应

为查明无机元素分布与水深、盐度等沉积环境以及湖盆演化过程的关系,采用电感耦合等离子体发射光谱仪分析对东营凹陷郝科1科探井古近系深层微量元素含量进行了测试、分析,所涉及的研究层位是该凹陷的主要烃源岩层段（沙河街组三亚段、沙河街组四亚段、孔店组）,分析结果表明:在水体浅、蒸发作用强烈的孔店组—沙四下亚段强氧化性滨浅湖环境里,钙、锶含量和Ca/Mg、Sr/Ba、Sr/Ca参数值具低值响应,铁、铝、钡、钒含量和（Fe+Al）/(Ca+Mg)参数值具高值响应;在沙四中亚段膏岩、盐岩等普遍发育的盐湖环境中,钠、锶含量和Sr/Ba、Fe/Mn、Sr/Ca均出现高值响应,锰、钡、钒含量和V/Ni、(Fe+Al)/(Ca+Mg)出现低值响应;在还原性的沙四上亚段半咸化深湖环境中,钾、钠、铁含量和Fe/Mn值具低值响应,钙、锰含量具高值响应;在沙四中亚段膏盐与泥岩共生体系中元素分布离散性明显,呈现波动性特征;Sr/Ba、Sr/Ca在盐湖环境中出现显著的高值响应,被证实可以作为良好的水体盐度指标参数,Fe/Mn、(Fe+Al)/(Ca+Mg)随水体加深逐渐增大,是良好的水体深浅指标参数。元素分布受沉积环境、岩性特征等多种地质因素的影响,在利用元素含量分布及特征元素比值来判断某单个地质因素的变化时,应该应用多种参数,进行综合判断。     

湖北江陵凹陷古新统沙市组四段硫酸盐硫同位素组成及其地质意义

江汉盆地江陵凹陷古新统沙市组四段硬石膏和钙芒硝中硫同位素组成为25.2‰~32.6‰,远远高于同时期海水硫同位素(20‰)。结合研究区古新统沙四段蒸发岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr研究,借助Mg、Ca、Sr、Ba等元素及其Mg/Ca、Sr/Ba,认为江陵凹陷沙四段时期湖盆为封闭的陆相盐湖。根据典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝)的广泛发育和指示气候干旱程度的Fe₂O₃/FeO特征,可以推断研究区在沙市组四段沉积晚期的古气候属于暖旱型气候。在温暖干旱的气候环境下,硫酸盐沉积物供给率较低,因此当时的沉积环境对硫酸盐是封闭的。通过Fe、Mn、Al、 Mg、Ca、Ni、V 、Co、Cu等主微量元素以及Fe/Mn、(Fe+Al)/(Ca+Mg)、w(V+Ni+Mn)、V/(V + Ni)、Ni /Co、Cu/Zn的研究表明,研究区沙市组四段环境为湖盆浪基面之下的缺氧还原环境,为常年性较深水分层湖泊。上述缺氧沉积环境下存在大量的厌氧细菌,表生（≤50 ℃）条件下,厌氧细菌使硫酸盐SO^2-₄还原成H₂S,后者与金属离子结合形成硫化物或直接从体系中逸出,再加上当时的内陆环境对硫酸盐是相对封闭的,这种硫循环过程是造成研究区硬石膏和钙芒硝硫同位素值较高的原因,也是研究区最重要的硫同位素分馏过程。     

东濮凹陷北部沙河街组三段中亚段沉积环境分析

东濮凹陷北部沙三中亚段广泛发育盐岩和烃源岩,这两个看似不能共存的物质却在这里互层共生。该时期研究区沉积特征为多盐韵律与多层烃源岩互层共生、连续沉积,单个盐韵律厚度从几米到十几米,烃源岩有机质丰度高、类型好。平面上,两者在湖盆沉积沉降中心共生;垂向上,高有机质丰度、好干酪根类型与高盐度地层具有较好的对应关系。因而成为恢复古气候和古环境的重要研究对象。通过岩石学、古生物学以及Sr/Ba、B/Ga、(V+Ni+Mn)、Fe/Mn、Sr/Cu、Mg/Ca、V/(V+Ni)、稀土元素含量和氯同位素等方法对凹陷北部沙三中亚段的沉积环境进行研究。结果表明,凹陷北部沙三中亚段为深水沉积的还原环境,古盐度较高,达到半咸水-咸水沉积;微量元素和孢粉化石特征表明研究区沙三中亚段为温暖潮湿的环境。     

渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段古水体特征*

渤海湾盆地南堡凹陷古近系沙河街组的古水体特征研究程度较低。以南堡凹陷南部为例,采用多种方法,分析了沙河街组一段沉积时期水体的古盐度和古水深。根据Sr/Ba值、Rb/K值和特殊藻类化石,认为其古盐度为微咸—半咸。通过Sr/Cu值和孢粉化石2种手段,恢复了研究区沙河街组一段沉积时期的古气候,认为其为潮湿气候但存在干湿波动。根据Mn/Fe值变化、干酪根类型和藻类化石以及似瘤田螺的发现,恢复了该时期的相对古水深,并结合自生黏土矿物、沉积构造和沉积相等,通过加权平均值的方法定量计算古水深,得出研究区沙一段中亚段顶部沉积时期水体较浅,为4~15,m,而沙一段下亚段沉积时期水体较深,为4~30,m。综合分析认为,南堡凹陷南部沙河街组一段沉积时期的古盐度和古水深在一定程度上取决于古气候条件和古地形背景。     

东营凹陷沙四段上部泥质烃源岩元素地球化学及其古盐度的空间差异性

东营凹陷第三系沙河街组四段上部为一套优质烃源岩系.通过分析烃源岩系典型元素和元素比值的变化特点,对沙四段上部沉积时期沉积水体的古盐度进行了研究.利用聚类分析方法,研究区分出3类具有不同元素地球化学特征的样品,结合Sr/Ba、Sr/Ca、Fe/Mn和Sr/Cu值对沙四段上部沉积时期的古盐度进行空间划分,结果表明沙四段上部沉积时期,研究区处于相对干旱的气候条件,但沉积水体的盐度存在空间差异性,从古湖盆的边缘到中心盐度呈升高趋势,湖盆北部盐度较低.这一认识将有助于分析该区有效烃源岩的分布和形成机制.     

白云岩成岩相与地球化学特征--以鄂尔多斯盆地中东部马家沟组马五5-马五1亚段为例

白云岩成岩相研究对恢复其成岩环境具有重要意义。以鄂尔多斯盆地中东部马家沟组马五₅-马五₁亚段为例,利用岩芯及岩石薄片研究了白云岩的成岩相类型及岩相特征,并根据氧、碳稳定同位素、锶同位素以及主、微量元素等分析了各类成岩相的地球化学特征。结果显示,鄂尔多斯盆地中东部马五₅-马五₁亚段白云岩成岩相主要包括近地表环境下的膏盐溶蚀角砾相、活跃回流渗透云化相和隐伏回流渗透云化相,以及表生淡水环境下的风化岩溶角砾相等四类,其中受淡水或混合水影响的近地表环境下的膏盐溶蚀角砾相、活跃回流渗透云化相及隐伏回流渗透云化相白云岩样品具有相对奥陶纪海水"负偏"的δ18O和δ13C值,相对高Mn或低Fe含量,中等-强阴极发光,高于同期海水的87Sr/86Sr值以及相对较低的Al和Ti含量;而表生淡水环境下的风化岩溶角砾相白云岩样品因受表生期淡水以及大量陆源碎屑物的影响,呈现出低于同期海水的δ18O和δ13C值,相对高Mn和过高Fe含量,弱或无阴极发光,明显高于同期海水的87Sr/86Sr值以及明显较高Al和Ti含量。研究结果表明,氧、碳稳定同位素、锶同位素及主、微量元素等地化数据是识别白云岩成岩相的有效指标。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组油页岩元素地球化学特征及沉积环境指示意义

本文通过XRF和ICP-MS测试方法对油页岩样品进行测试,根据常量元素和微量元素特征、组分含量及某些元素的比值,探讨了研究区油页岩样品的地球化学特征,进一步阐述了其沉积环境的指示意义.结果表明,P和B元素强烈富集,相当硼及古盐度值都表明属于半咸水沉积环境,B/Ga、Sr/Ba值也说明受到海水影响或间歇性受海水影响,沉积环境以半咸水湖泊为主;Fe2+/Fe3+、V/(V+Ni)、V/Ni、Cu/Zn、Ni/Co和U/Th值及Ni的含量说明沉积环境为咸化的弱还原—还原环境;Mn/Fe和Mn/Ti值也较小,反映近岸的沉积环境;Sr/Cu表明主力油页岩形成时期处于温湿—干热气候.总体上反映出,研究区油页岩的沉积介质环境的显著特征是半咸水状态的弱还原—还原环境.     

塔里木柯坪地区奥陶系层序地层与同位素地球化学响应特征

塔里木盆地柯坪地区奥陶系发育浅水碳酸盐岩台地、深水陆棚-盆地两大类沉积体系和局限台地、开阔台地、陆棚和盆地等4种相类型。通过露头剖面的详细观察,在该区识别出局部暴露不整合和淹没不整合两类层序界面,以此为依据将该区奥陶系划分为9个三级层序。通过对层序格架内碳同位素和元素地球化学组成分析表明,不同层序界面及层序内不同体系域的δ13C和元素地球化学组成有明显的差异,并呈现出有规律性变化,反映出该区奥陶纪发生了多次海平面升降变化。研究表明同位素和地球化学特征可以作为层序地层学研究的辅助标志。