生物-热催化过渡带气及其综合判识标志

生物－热催化过渡带气及其综合判识标志刘文汇徐永昌雷怀彦（中国科学院兰州地质研究所，兰州７３００００）关键词生物－热催化过渡带气同位素组成判识标志地球化学特征有机质成烃演化通过对中国陆相沉积盆地天然气成因体系和气体地球化学特征的系统研究，徐永昌等［１］...     

盆地深部流体主要来源及判识标志研究

结合近年来的研究资料,将盆地深部流体划分为壳源热流体、烃源热流体和幔源热流体3种类型。结合塔里木盆地的实例,总结讨论了壳源热流体的作用特征和判识标志;结合墨西哥湾Wilcox盆地、北海挪威盆地和准噶尔盆地的资料,讨论了"烃源热流体"的同位素特征及其对储集层形成的意义;结合中国东部裂谷盆地资料和江苏黄桥CO2气田实例,总结了幔源流体基本特点和判识标志,解剖了幔源CO2流体对黄桥气藏砂岩储集层的改造作用特征。     

鄂尔多斯盆地晚三叠世早期物源分析

通过对鄂尔多斯盆地晚三叠世早期古水流方向及沉积物扩散方向、轻重矿物组合特征及稀土元素地球化学特征等的分析,发现延长组沉积早期古水流方向明显具有从湖盆四周向中心汇聚的特征,并可从轻重矿物组合上可以划分出5个物源方向,即东北、东、南、西南和西北方向,其中东北、西南和西北物源是主要物源方向.以东北方向物源明显占优势,南物源影响范围较小为特征.延长组早期沉积的母岩主要为太古宙的复杂变质岩系及下元古界的变火山一沉积岩系.其中,盆地东北部物源来自古阴山及大青山提供的稳定物源,因此三角洲沉积大面积发育;西南物源主要来自秦祁褶皱造山带的早古生界片麻岩、花岗岩类,以距离源区近,沉积物粒度明显比东北物源区粗为特征.     

河南南襄盆地泌阳凹陷东南部古近系核桃园组物源分析*

在层序地层格架的基础上,结合区域地质概况和前人研究成果,充分运用重矿物的组合特征、岩心观察描述的岩性序列特征、岩性及电性的横向变化特征、地震反射特征,结合砂岩厚度、砂地比的平面展布规律,对南襄盆地泌阳凹陷东南部古近系渐新统核桃园组的物源方向进行了研究。结果表明,泌阳凹陷东南部主要发育5个物源,其中主要物源有1个,为泌150—泌285井区的平氏物源,该物源对研究目的层各个层序的西南部沉积砂体均有控制;次要物源有4个,即泌102—泌239井区的杨桥物源、正南方向的泌151—泌251井区的魏庄物源、东南方向泌129井区的栗园物源、以及东北方向的泌319井区的栗园东北物源,这些次要物源仅对部分层序的沉积砂体有控制作用。     

河南南襄盆地泌阳凹陷东南部古近系核桃园组物源分析

在层序地层格架的基础上,结合区域地质概况和前人研究成果,充分运用重矿物的组合特征、岩心观察描述的岩性序列特征、岩性及电性的横向变化特征、地震反射特征,结合砂岩厚度、砂地比的平面展布规律,对南襄盆地泌阳凹陷东南部古近系渐新统核桃园组的物源方向进行了研究。结果表明,泌阳凹陷东南部主要发育5个物源,其中主要物源有1个,为泌150—泌285井区的平氏物源,该物源对研究目的层各个层序的西南部沉积砂体均有控制;次要物源有4个,即泌102—泌239井区的杨桥物源、正南方向的泌151—泌251井区的魏庄物源、东南方向泌129井区的栗园物源、以及东北方向的泌319井区的栗园东北物源,这些次要物源仅对部分层序的沉积砂体有控制作用。     

吐鲁番盆地原油成因及地球化学特征

本文重点研究了我国西部吐鲁番盆地原油的有机地球化学特征,探讨了各类原油的形成环境及油源关系,并着重研究了煤成油及其判识特征。     

南海北部边缘盆地天然气成因类型及成藏时间综合判识与确定

20世纪90年代以来,南海北部边缘盆地天然气勘探进展迅速,除早期在琼东南盆地发现YC13-1气田以外,陆续在莺歌海盆地发现了DF气田群和LD气田群,在珠江口盆地发现了WC气田群及PY气田群,近期在珠江口盆地南部深水区则发现了LW-LH气田群。这些气田群气藏天然气组成,主要以烃类气为主,但莺歌海盆地气田群部分区块及层段亦含有丰富的CO2(二氧化碳)和N2(氮气)等非烃气。根据天然气地质地球化学特征,借鉴国内外通用判识划分方法及指标,该区烃类气可综合判识与划分为生物气及亚生物气、成熟油型气、成熟-高熟煤型气及高熟-过熟气等成因类型;该区非烃气CO2可划分为壳源型(有机/无机)、壳幔混合型及火山幔源型等三大成因类型。非烃气N2则可划分为大气成因、壳源型有机成因和壳源型有机-无机混合成因等3种主要成因类型。对于不同气藏烃类气形成及成藏时间判识与厘定,主要依据其地球化学特征及生烃动力学、同位素动力学模拟实验和含烃盐水包裹体及自生伊利石Ar-Ar同位素定年,并结合具体成藏地质条件分析而综合判识与确定;对于非烃气形成及成藏时间,则主要根据伴生烃类气形成时间,并结合温压双控热模实验结果及地质条件综合判识与确定。     

我国主要含煤油气盆地煤系源岩PY－GC热解产物组成及意义

本文运用热解气相色谱（ＰＹ－ＧＣ）技术探讨了我国一些含煤油气盆地中煤系源岩热解产物的组成特征及意义。研究表明，不同盆地煤系源岩热解产物的差异主要表现在Ｃ正构烷烃＋正构烯烃含量和芳环化合物的组成上，利用热解产物Ｃ１—Ｃ５、Ｃ６—Ｃ１４正构烷烃＋正构烯烃和Ｃ正构烷烃＋正构烯烃三个端元组分的相对含量可有效地判识煤系地层源岩有机质的产烃类型，研究表明ＰＹ－ＧＣ技术是一种值得推广的煤成烃评价方法。     

鄂尔多斯盆地西南缘上三叠统延长组物源与沉积体系特征

以鄂尔多斯盆地西南缘延长组为例,通过对野外露头沉积特征、骨架颗粒、重矿物组合等分析,讨论了研究区物源与沉积体系特征。研究表明:早期沉积物源主要来自盆地西南方向,南部也有贡献。中、晚期沉积物源除来自西南方向和南部物源外,还受到来自盆地北东方向次要物源的影响。延长组长8之上与之下物源性质发生明显变化。延长组长8砂岩的岩屑以变质岩为主,少量沉积岩和火成岩;而延长组长6砂岩岩屑则以沉积岩为主,少量变质岩和火成岩,这表明长6沉积期盆地周缘、特别是盆地西缘抬升加剧,地层的剥蚀更强烈,致使大量较年轻的地层被剥蚀并加入源区母岩中。鄂尔多斯盆地延长期湖盆为北西—南东向展布,西南区主要发育辫状河和辫状河三角洲沉积体系,东北区主要发育曲流河三角洲沉积体系,在深湖区发育浊积扇沉积体系。     

饶阳凹陷新近系馆陶组物源方向分析

为了深入认识沉积物源的位置及古流向,通过矿物成分、岩屑特征、重矿物组合及分布、砂体展布特征等分析,对饶阳凹陷馆陶组的物源方向进行了系统研究。结果表明,饶阳凹陷新近系馆陶组沉积时期,盆地存在4个相对独立的物源及古水流体系:分别为来源于北或北东部物源自北向南或北东—南西流向的水系,来源于西部物源、西南—北东向展布的水系,源于西部物源、东西向展布的水系,源于南部或西南部物源、西南—北东向展布的水系。新近系的河流流向以南北向、沿盆地长轴方向为主,盆地内砂体具有南北向带状展布的特征;中部留路地区距离物源区相对较远、盖层较发育、储盖组合条件好,为饶阳凹陷新近系油气聚集的有利区带。     

柴达木盆地北缘晚石炭世构造环境及物源——以石浅1井为例

在沉积学、地球化学、大地构造学等理论的指导下,对柴达木盆地北缘石灰沟地区石浅1井克鲁克组-扎布萨尕秀组钻井岩心样品进行了系统的测试分析。主量、微量元素含量及相关判别图解表明,石浅1井克鲁克组-扎布萨尕秀组碎屑岩形成于被动大陆边缘盆地,同时体现出与其他构造背景碎屑岩差别极大的地球化学特征,克鲁克组及扎布萨尕秀组砂砾岩具有较高程度的沉积再循环(或源区岩浆岩高程度分异)及中等偏高的风化程度,碎屑物质来自于以酸性岩浆岩为主的后太古宙大陆上地壳。在碎屑岩地球化学研究的基础上,结合前人研究成果认为,柴北缘地区晚石炭世沉积盆地类型为受北侧宗务隆海槽扩张控制的被动大陆边缘克拉通盆地,碎屑物质来源于由酸性岩浆岩组成的柴北缘古生代造山带基底部分,海侵自北向南、沉积体系自南向北展布,总体呈现南山-北海的盆山格局。     

Characteristics of the Density and Magnetic Susceptibility of Rocks in Northern Borneo and their Constraints on the Lithologic Identification of the Mesozoic Rocks in the Southern South China Sea

Based on the volume magnetic susceptibility and specific gravity measurements and mineral and lithologic identification results for 540 samples,the rock type,density,and magnetic susceptibility of rocks from northern Borneo were analyzed,and the applicability of gravity and magnetic data to the lithologic identification of the Mesozoic strata in the southern South China Sea was assessed accordingly.The results show that there are 3 types and 25 subtypes of rocks in northern Borneo,mainly intermediate-mafic igneous rocks and exogenous clastic sedimentary rocks,with small amounts of endogenous sedimentary rocks,felsic igneous rocks,and metamorphic rocks.The rocks that are very strongly-strongly magnetic and have high-medium densities are mostly igneous rocks,tuffaceous sandstones,and their metamorphic equivalents.The rocks that are weakly magnetic-non-magnetic and have medium-very low densities are mostly conglomerates,sandstones,siltstones,mudstones,and coal.The rocks that are weakly magnetic-diamagnetic and have highmedium densities are mostly limestones and siliceous rocks.The Cenozoic rocks are characterized by low densities and medium susceptibilities;the Mesozoic rocks are characterized by medium densities and medium-high susceptibilities;and the pre-Mesozoic rocks are characterized by high densities and low magnetism.Based on these results and the distribution characteristics of the various rock types,it was found that the pre-Mesozoic rocks produce weak regional gravity anomalies;the Mesozoic sedimentary rocks produce negative regional gravity anomalies;whereas the Mesozoic igneous rocks produce positive regional gravity anomalies;and the Cenozoic igneous rocks produce positive regional gravity anomalies.The regional high magnetic anomalies in the southern part of the South China Sea originate from the Mesozoic mafic igneous rocks and their metamorphic equivalents;and the regional medium magnetic anomalies may be produced by the felsic igneous rocks and their metamorphic equivalents.Accordingly,the identification of the Mesozoic lithology in the southern South China Sea shows that the Mesozoic sedimentary rocks are distributed over a large area of the southern South China Sea.Thus,it is concluded that the Mesozoic strata in this area have the potential for oil and gas exploration.     

右江盆地中三叠世碎屑岩地球化学特征及其物源分析∶以贵州册亨地区为例

右江盆地中三叠世充填了一套巨厚的复理石沉积,岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩及其过渡岩石,其独特的沉积特征颇受国内外地质学界关注,但目前对该套碎屑岩的物源尚有争议。文章通过对册亨地区中三叠世碎屑岩开展详细的岩石学和地球化学分析,结果显示：碎屑岩成分成熟度与结构成熟度都较低,具近源沉积特征。SiO₂（平均为58.49%）含量较低,变化范围较大,说明石英含量较低;Al₂O₃（平均为12.46%）含量较高,说明粘土矿物及长石含量较高;Al₂O₃/SiO₂的比值平均为0.22,与杂砂岩（0.20~0.23）一致,说明碎屑岩成熟度较差,亦具近源沉积特征;CaO（平均为7.83%）含量较高,说明含碳酸盐类物质较多。微量元素表现为富集Rb、Th、La、Nd、Hf和Pb以及相对亏损P、Ti、Sr、Nb和Ta的特点,稀土元素具有ΣREE变化范围大,轻稀土富集,Eu亏损的特点。主量、微量和稀土元素分析表明,碎屑岩的源岩以长英质岩石为主,并有少量中性岩及石英质沉积岩的混入;源区构造背景以大陆岛弧为主,兼有被动大陆边缘及活动大陆边缘特 征。化学蚀变指数（CIA）值为53.93~74.80,均值为65.12。通过CIA以及Th/U比值,表明碎屑岩源区主要经历了中等化学风化作用。     

漠河盆地中侏罗世沉积源区分析及地质意义

漠河盆地位于额尔古纳地块北缘,其北为蒙古-鄂霍茨克造山带,与紧邻的俄罗斯上阿穆尔盆地在中生代时期同属一个盆地。漠河盆地中侏罗统包括绣峰组、二十二站组、额木尔河组和开库康组。根据盆地碎屑岩中的砾石、岩屑和重矿物的组合特征,确定母岩类型以变质岩和中酸性火成岩为主,少量沉积岩和基性火成岩;结合古水流方向,确定盆地沉积物源主要来自南侧。沉积物源具有多源性:其一为陆块抬升基底,其二为切割的岩浆弧。与区域岩石对比分析表明,陆块抬升基底可能来自古元古界兴华渡口群和寒武系兴隆群,切割的岩浆弧与古生代同碰撞和后碰撞花岗质岩石及早中生代中酸性火成岩有关。根据母岩供给特点,认为中侏罗世沉积时期漠河盆地不是典型的前陆盆地,而应是挤压背景下形成的挤压挠曲盆地或山间盆地。     

吐鲁番-哈密盆地陆源碎屑沉积环境及物源分析

吐鲁番-哈密盆地从晚二叠世到晚第三纪经历了复杂的,多旋回的沉积构造演化历史,造成主要地层间均以不整合为界。盆地内沉积相类型丰富,沉积环境随时间的推移而发生改变。在晚石炭世,盆地北部为浅海环境;到晚二叠世,沉积环境由海相转变为陆相,并在上二叠统下部形成大量冲积相或河流相粗碎屑沉积;在三叠纪,沉积物主要形成于冲积相或河流-湖泊环境中,古气候则由干旱转为温暖湿润。早、中侏罗世,沉积环境以湖泊-沼泽相为主;到晚侏罗世,则以辫状河流相为主及干旱气候为特征。在白垩纪,盆地的沉积范围大为缩小,以湖泊环境为主;第三纪,沉积范围则扩大到整个盆地,沉积相以辫状河流及冲积相为特征,沉积气候干旱,局部地区接受了盐类沉积。古流向分析显示,吐-哈盆地具有复杂的沉积搬运体系。在盆地南侧,沉积物搬运方向总是由南向北,表明觉罗塔格山是盆地的主要物源区;而在盆地北侧,博格达山自晚侏罗世开始隆起,构成盆地的另一新的物源区,沉积物搬运方向由北向南。在白垩及第三纪,博格达山成为盆地的主要物源区。     

Characteristics of the Middle Jurassic marine source rocks and prediction of favorable source rock kitchens in the Qiangtang Basin of Tibet

We have evaluated the hydrocarbon-bearing potential of Middle Jurassic marine source rocks in the Qiangtang Basin, Tibet, through a comprehensive study of samples from a large number of surface outcrops in different structural units, and from the Qiang-D2 Well in the southern Qiangtang Depression. Data that were acquired, including the depositional environment, thickness of sedimentary units, and organic geochemistry, are used to identify the principal controlling factors and predict the location of favorable hydrocarbon kitchens. The source rocks are mainly platform limestone of the Middle Jurassic Buqu Formation. This formation comprises a suite of intra-platform sag marls, micrites, and black shales that were deposited in a deep-water and restricted depositional environment. The marls form hydrocarbon-rich source rocks with organic matter that is mainly type II and in the mature to highly mature stage. In the Dongco–Hulu Lake and Tupoco–Baitan Lake deep sags, limestone also forms a medium-level source rock. In the Qiangtang Basin, limestone is the favorable source rock kitchen and is more significant in this regard than mudstone. The results provide important constraints on evaluating the hydrocarbon potential of Jurassic marine source rocks and for locating petroleum resources in the Qiangtang Basin.     

Modelling of hydrocarbon generation in the Cenozoic Song Hong Basin,Vietnam: a highly prospective basin

The Cenozoic Song Hong Basin, situated on the northern part of the Vietnamese shelf, has been only sporadically explored for hydrocarbons. A review of the results of the exploration efforts so far shows that the distribution of potential source rocks and their time of hydrocarbon generation are the critical risks for finding commercial amounts of hydrocarbons. In the Song Hong Basin, including the Hanoi Trough, the rocks most likely to have source potential are: (1) oil-prone Eocene–Lower Oligocene lacustrine mudstones and coals, (2) oil- and gas-prone Middle Miocene coal beds, (3) gas-prone Upper Oligocene–Lower Miocene coals, and (4) gas- and oil-prone Miocene marine mudstones. To assess the time of hydrocarbon generation from these units, relative to the formation of traps, the generation history was modelled at 32 well and pseudo-well locations. The modelling demonstrates that the two first-mentioned source rock units are especially important. In the northern and northeastern part of the basin and along its western margin traps may have been charged by Eocene–Lower Oligocene source rocks. In the Hanoi Trough, the excellent Middle Miocene coal beds have probably generated hydrocarbons within the last few million years. Thus the huge and still underexplored Song Hong Basin provides attractive areas for further exploration.     

焦作煤田石炭-二叠纪泥质岩地球化学特征及古环境意义

泥质岩的地球化学特征蕴含了大量地质信息,在物源和沉积环境分析中的应用十分广泛。利用X射线荧光光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）对华北板块南缘焦作煤田石炭-二叠纪泥质岩样品进行常量元素、微量元素（包括稀土元素）进行分析,并据此讨论泥质岩的物源性质、物源区岩石风化作用强度及当时古环境特征。研究区泥质岩的高Al₂O₃/TiO₂值及低Cr/Zr和K₂O/Al₂O₃值特征,以及泥质岩Zr-TiO₂和Th/Co-La/Sc源岩判别图、Ni-Cr图和（Gd/Yb）_N-Eu/Eu*图等的判别分析结果,都揭示了研究区泥质岩物源主要为后太古宙长英质岩石;Al₂O₃-CaO*+Na₂O-K₂O（A-CN-K）图和较高的黏土矿物成分反映了泥质岩源区受到钾交代作用的影响,致使CIA（化学蚀变指数）值被低估;高CIW（化学风化指数）值和Al₂O₃-CaO*-Na₂O（A-C-N）判别图分析结果表明泥质岩物源区母岩在石炭-二叠纪经历了强烈的风化作用;Sr/Ba和B/Ga比值变化指示本溪组沉积时期到太原组沉积早期为海相为主的沉积环境,太原组沉积中期到山西组沉积早期为海陆过渡相为主的沉积环境,山西组沉积中期到上石盒子组沉积时期为陆相沉积环境。     

鄂尔多斯盆地东南部本溪组—下石盒子组泥岩元素地球化学特征

以鄂尔多斯东南部取心资料为基础,对不同层位泥岩的微量元素及稀土元素等测试结果进行分析,研究了本溪组至下石盒子组的沉积环境演化规律及物源特征。岩性资料分析结果表明,本溪组至下石盒子组,泥岩颜色由深及浅,表明沉积环境的还原性由强至弱;对环境敏感的微量元素(V、Ni、Sr和Cu等)及Ceanom值分析结果表明,本溪组至下石盒子组沉积环境总体属于弱还原-还原环境且还原性有逐渐减弱的趋势;气候总体为温暖湿润环境,自下而上,气候的温湿性变弱;本溪组为海相咸水沉积,山西组及下石盒子组以陆相淡水沉积为主;本溪组水体较浅,山西组水体较深,下石盒子组水体较山西组浅。δEu、(La/Yb)N及Gd/Yb等稀土元素指标分析表明,研究区沉积母岩以上地壳岩石为主,存在南北两个物源,北部物源为盆地北部阿拉善—阴山古陆造山带,南部物源为北秦岭造山带;受南北物源控制,研究区南部近源沉积的Al2O3/CaO值普遍高于北部的远源搬运沉积。     

羌塘角木日地区中二叠统龙格组泥岩地球化学特征及其地质意义

沉积岩物源分析对揭示盆地物质组成、储集岩性质及古环境恢复等研究具有重要指示意义。文中对藏北羌塘盆地角木日地区中二叠统龙格组的钙质泥岩样品进行了微量元素地球化学测试分析,系统地研究了微量元素含量、特征比值及稀土元素配分方式。结果表明研究区龙格组钙质泥岩样品具有中等轻稀土元素分异((La/Sm)N=2.50~5.41),重稀土元素比较平坦((Gd/Yb)N=1.32~2.47),具有微弱的Eu负异常;Sr/Ba,V/Cr,Ni/Co,Ceanom及δEu等相关参数综合显示,研究区中二叠纪时期整体表现为海相氧化环境;样品Rb/Sr比值及La/Th-Hf,La/Sc-Co/Th,Th/Sc-Zr/Sc关系图解综合说明龙格组钙质泥岩物源区风化作用较弱,源岩主要为安山岩;通过对沉积岩La/Sc-Ti/Zr,La-Th-Sc和Th-Sc-Zr/10等构造环境判别图解分析,综合表明区钙质泥岩物源区的构造背景主要为大洋岛弧型。