利用储层流体包裹体的PVT特征模拟计算天然气藏形成古压力——以鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏为例

利用PVTsim软件, 通过对鄂尔多斯盆地上古生界山西组砂岩储层中的次生液态烃包裹体和同期含气态烃包裹体的研究, 建立起利用它们的二元一次等容线方程二者联立求得该期包裹体的捕获温度和压力的方法. 研究结果表明, 鄂尔多斯盆地上古生界石炭-二叠系储层砂岩次生包裹体的捕获压力为21~32 MPa, 均一温度在100~110℃范围的含气态烃包裹体, 其最小捕获压力比真正捕获压力低6~7 MPa, 其均一温度比捕获温度低2~3℃; 包裹体的捕获温度和压力从南向北有逐渐减小的趋势; 包裹体的捕获压力远小于当时的静水压力. 这些特征与该深盆气藏形成的地质地球化学条件相一致.     

琼东南盆地含烃热流体活动的流体包裹体证据

成岩作用研究和包裹体观测表明,琼东南盆地发育7种类型包裹体.根据这些包裹体的荧光特征、气液比和捕获温度,以及盐度和有机/无机组分等特征认为,琼东南盆地存在3期热流体活动,其中第2、第3期活动热流体与油气运聚有关,其温度分别介于140～150℃和170～190℃之间;天然气以水相运移的机制以及与热流体活动的密切关系控制了盆地天然气的成藏作用.     

烃和烃类包裹体的拉曼特征

通过大量烃标样拉曼分析发现: 饱和烃以甲基、亚甲基在2700~2970 cm^-1区域有强烈的拉曼谱峰为特征; 异构骨架在748 cm^-1处有一强的拉曼效应; 环六环在804 cm^-1处有一个强的拉曼效应; 苯环有二个拉曼特征峰(988, 3058 cm^-1±), 以988 cm^-1±为主; 己烯在1294, 1635和2996 cm^-1±有三个烯键(C=C)拉曼特征峰, 以1635cm^-1±为主. 论证了: (1) 烃类的拉曼图与烃类的含碳个数无关, 只与烃类分子结构和基团特征有关; (2) 相同的烃类如正构烷烃类的拉曼光谱图相同; (3) 不能简单地由烃类的特征峰来判断烃种类(如CH₄, C₂H₆和C₃H₈)和某烃相对含量, 尤其在混合烃类或烃类包裹体中. 对比石油四大组分总的拉曼光谱图特征, 将烃类包裹体的拉曼光谱图分成五种: 饱和烃型拉曼光谱图、烷烃+沥青型拉曼光谱图、沥青型拉曼光谱图、荧光型拉曼光谱图、甲烷型拉曼光谱图. 据烃类包裹体的拉曼光谱图特征将烃类包裹体分成五大种类: 高饱和烃(气或液)烃类包裹体、含沥青饱和烃(气或液)烃类包裹体、低饱和烃(气或液)烃类包裹体、沥青质(气或液)烃类包裹体、高甲烷盐水包裹体.     

塔里木盆地深层碳酸盐岩中气体包裹体组成及其碳同位素特征

通过分步加热法和真空电磁破碎法, 对塔参1井深层(>5700 m)碳酸盐岩包裹体中微量气体组分进行了质谱计在线检测, 并对真空电磁破碎法释放的气体进行了碳同位素测定. 组分测定结果表明, 虽然两种方法获得的气体成分有差别, 但总的情况是, 深层碳酸盐岩中包裹气体成分以CO₂为主, 其次为烃类气体CH₄, C₂H₆和C₃H₈. 非烃气体CO在分步加热法中丰度较高, 而在真空电磁破碎法测定中含量较低, 包裹体中N₂, H₂和O₂含量较低. 在5713.7 ~ 6422 m的下奥陶统和上寒武统中, 气体包裹体δ ¹³C₁表现出富¹²C, 类似于生物气的特点(-52.4‰ ~ - 63.1‰), 但其组分却没有生物气“干”的特征. 深层包裹体中这一特征可能主要与烃类气体的运移分馏因素有关. 塔中个别深层天然气中较轻的CH₄碳同位素特征可能也有类似成因. 而在下寒武统7117 ~ 7124 m处的气体包裹体则δ ¹³C₁较重, 为高成熟度CH₄的特点. 深层碳酸盐岩包裹体中 主要表现出无机成因的特点, 与塔中天然气的CO₂碳同位素值所表现的成因一致.     

鄂尔多斯盆地米脂气田天然气逸散: 流体包裹体证据

鄂尔多斯盆地米脂气田南侧断裂带充填的方解石脉富含天然气包裹体.应用流体包裹体测试、稳定同位素分析和热释光年龄测定等手段,研究了方解石脉和天然气包裹体成因特征及其形成时间.分析表明,天然气包裹体形成温度在130～140℃之间,盐度为5.5(质量百分比)NaCl～6.0(质量百分比)NaCl,表明天然气包裹体属于盆地内热成因烃类流体.热爆法分析方解石脉包裹体烃类气体含量最高达2.4219m3/t,C1/ΣCi比值最高为91%.激光拉曼光谱分析的单个包裹体中烃类气体最高含量为91.6%.方解石脉δ13CPDB为-5.75‰～-15.23‰,δ18OSMOW为21.33‰～21.67‰,表明断裂带中含天然气包裹体方解石脉属于淡水成因方解石.天然气包裹体δ13C1PDB为-21.36‰～-29.06‰,δDSMOW为-70.89‰～-111.03‰,其与米脂气田同属于煤成天然气.含天然气包裹体的方解石脉热释光年龄为32.4±34.2万年.综合研究认为,晚期断裂构造活动对天然气成藏具有重要影响,米脂气田南侧断裂带方解石脉天然气包裹体是米脂气藏受喜马拉雅构造活动影响,天然气沿断裂发生逸散的证据.     

大西洋中脊TAG热液区硫化物中流体包裹体的He-Ne-Ar同位素组成

对大西洋中脊TAG (Trans-Atlantic Geotraverse)热液区硫化物中流体包裹体的He, Ne和Ar同位素组成进行了测定, 流体包裹体的3He/4He比值为2.2～13.3 Ra, 均值为7.2 Ra, 与该区喷口热液流体(3He/4He=7.5～8.2 Ra)和MORB(3He/4He=6～11 Ra)相比, 其变化范围明显较大. 20Ne/22Ne比值为10.2～11.4, 明显高于大气值(9.8). 而40Ar/36Ar比值的变化范围从287到359, 接近大气值(295.5). 这些结果表明, 热液硫化物中流体包裹体的稀有气体是地幔和海水端员混合的产物, 热液流体捕获的地幔源稀有气体中有部分可能来自下地幔, 且流体包裹体中的He主要来自上地幔, Ne和Ar主要来自海水.     

马厂箐铜矿床黄铁矿流体包裹体He-Ar同位素体系

对马厂箐斑岩型铜矿黄铁矿中流体包裹体的氦、氩同位素研究表明,在~3He/~(36)Ar-~(40)Ar/~(36)Ar和~(40)Ar/~4He-Rc/Ra空间,流体包裹体的氦.氩同位素组成呈明显的正相关.由这种相关性确定出,成矿流体为地壳和地幔两个端元流体的混合物.其中,前者为富含地壳氦但具空气氩同位素组成特征、贫硫和碳等挥发份的大气成因低温地下水,后者为由形成马厂箐富碱斑岩体之壳慢混合岩浆分异出的富含硫和碳等挥发份的高温岩浆流体.     

大西洋中脊TAG热浪区硫化物中流体包裹体的He-Ne-Ar同位素组成

对大西洋中脊ＴＡＧ（Ｔｒａｎｓ－Ａｔｌａｎｔｉｃ Ｇｅｏｔｒａｖｅｒｓｅ）热液区硫化物中流体包裹体的 Ｈｅ, Ｎｅ和 Ａｒ同位素组成进行了测定,流体包裹体的~3Ｈｅ／~4Ｈｅ比值为 ２．２～１３．３ Ｒａ,均值 为７．２Ｒａ,与该区喷口热液流体（~３Ｈｅ／~４Ｈｅ＝７．５～８．２Ｒａ）和ＭＯＲＢ（~３Ｈｅ／~４Ｈｅ＝６～１１Ｒａ）相比, 其变化范围明显较大．~（２０）Ｎｅ／~（２２）Ｎｅ比值为 １０．２～１１．４,明显高于大气值（９．８）．而~（４０）Ａｒ／~（３６）Ａｒ比 值的变化范围从２８７到 ３５９,接近大气值（２９５．５）．这些结果表明,热液硫化物中流体包 裹体的稀有气体是地幔和海水端员混合的产物,热液流体捕获的地慢源稀有气体中有 部分可能来自下地幔,且流体包裹体中的Ｈｅ主要来自上地慢,Ｎｅ和Ａｒ主要来自海水．     

原油裂解气和干酪根裂解气的地球化学研究(Ⅱ)—原油裂解气和干酪根裂解气的区分方法

有关原油裂解气和干酪根裂解气的区分问题,以往的研究中主要采用了Behar等和Pinzhofer等的研究成果,即C2/C3比值在干酪根的初次裂解气中基本是一个常数,C1/C2逐渐增加,而在原油裂解生气过程中C2/C3迅速增加,C1/C2保持相对稳定.模拟实验的研究表明,无论是原油还是干酪根,在其裂解生气过程中,随热力条件的增加,C2/C3,C1/C2,C1/C3均会增加;比较而言,C2/C3受天然气来源类型的影响相对较小,主要反映天然气的成熟度特征.当C2/C3约为2,C2/iC4约等于10时,对应的Ro值约为1.5%~1.6%.而C1/C2,C1/C3则明显受来源特征的影响.在C2/C3接近的条件下,原油裂解气的C1/C2,C1/C3值明显低于干酪根裂解气,且其干燥系数也相应较低.这一认识与以往的区分方法在理论上存在较大差异.实例分析表明,运用上述基本观点,可有效解决原油裂解气和干酪根裂解气的区分问题.     

大冶-九江地区Fe, Cu(Au)和Au(Cu)矿床夕卡岩矿物里的熔融包裹体特征

在大冶-九江沿长江分布的Fe, Cu(Au)和Au(Cu)矿床的夕卡岩矿物中, 除含气-液包裹体外, 还含大量熔融包裹体和流体-熔融包裹体. 熔融包裹体形态多样, 它们主要由不同相比例的晶质硅酸盐(C_Si)、铁质(Fe)、非晶质硅酸盐(A_Si)及气体(V)多相组成. 其中有的含有几个结晶硅酸盐相. 所研究的熔融包裹体大小一般为(10~46) mm×(6~15) mm. 流体-熔融包裹体与熔融包裹体的区别是在前者中出现液体(L)相, 均一温度较低. 在所获得的48个温度数据中, 夕卡岩石榴石和辉石中熔融包裹体有39个均一温度数据, 流体-熔融包裹体有两个数据, 其余属流体包裹体所有. 石榴石和辉石中的熔融包裹体具有890~1115℃均一温度, 流体-熔融包裹体具有745~750℃均一温度, 流体包裹体的均一温度介于580~675℃之间. 39个熔融包裹体的均一温度平均值为1029.9℃. 现有包裹体相态特征及其均一温度表明, 所研究的夕卡岩应为岩浆成因.     

黄骅坳陷含油储层包裹体中幔源氦的发现及其地质意义

测试了黄骅坳陷孔西潜山带奥陶系碳酸盐岩含油储层包裹体氦同位素值, 并通过与鄂尔多斯盆地和塔里木盆地碳酸盐岩包裹体氦同位素对比, 探讨了氦的来源和地质意义. 研究表明, 孔西潜山带孔古3井和孔古7井储层包裹体均不同程度地具有幔源氦的介入, 其中, 孔古7井储层包裹体³He/⁴He和R/R_a平均值分别高达2.54×10^-6(3)和1.82(3), 幔源氦份额平均高达23.0%(3); 孔西潜山带幔源氦侵入时期应为晚三叠世或早第三纪. 孔西潜山带幔源氦的发现表明, 该区存在深部壳幔相互作用和深大断裂活动, 大地热流值较高, 具有幔源无机成因气成藏的可能性. 含油储层幔源氦的发现为研究幔源物质活动及其相关地质问题提供了新的途径.     

原油裂解气和干酪根裂解气的地球化学研究(Ⅰ)——模拟实验和产物分析

采用高温模拟技术,对原油、氯仿沥青"A"、原油族组分(饱和烃馏分、芳烃馏分、非烃馏分和沥青质馏分)、烃源岩和干酪根样品进行模拟实验并对其产物进行系统地球化学研究.结果表明不同类型样品模拟实验的气态烃产率特征存在着明显差异,尤其是原油组分中各馏分由于化学结构上的不同,这种差异性更加明显.此外,不同类型样品裂解气体组分中C2/C3值不仅与C2/iC4值而且与模拟温度具有较好的对应关系,模拟温度在500~550℃时,C2/C3值约为2,对应的C2/iC4值约为10.当模拟温度大于500℃以后,烃源岩和干酪根裂解气的C1/C2,C1/C3明显高于原油和氯仿沥青"A"的裂解气.在同样的模拟温度下,烃源岩和干酪根裂解气的干燥系数明显高于原油和氯仿沥青"A"裂解气,当模拟温度在500~800℃范围内,两者的差值总体上在10%以上.这些特征为原油裂解气和干酪根裂解气的区分提供了重要理论依据和地球化学参数.     

密度和温度对萼花臂尾轮虫产卵量和混交雌体的影响

用小球藻(Chlorella sp.)为食培养萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus),食物浓度约1×10~6cells/mL,温度25℃,光照强度约40001x,昼长比LD=18:6。在1.0mL、0.5mL和0.25mL培养液中同时进行单个体和群体培养。结果发现:1)单个体培养时每个母体平均产卵量分别为12.0,13.8和7.8个;后代个体中混交雌体的百分比分别是46.38％,53.49％和55.83％。2)群体培养时,每个母体平均产卵量分别为8.7、3.1和2.65个,随密度增加而减少;后代个体中混交雌体百分比分别为41.70％,53.59％和54.26％,群体培养的密度为4.0ind./mL与2.0ind./mL,2.0ind./mL与1.0ind./mL混交雌体的百分比差异不明显。母体密度高低与后代混交雌体百分比间具有明显相关性。在上述培养条件下,轮虫为1.0ind./mL时,进行单个体培养,分别用急剧冷休克(SS)、逐渐冷休克(GS)和恒温对照(C)进行处理,结果表明:个体平均产卵量分别为10.8、9.2和12.6个。后代混交雌体百分比分别为32.85、20.7和16.87,SS和C处间后其混交雌体比例具显著差异,而SS和GS,GS和C处理间没有显著差异。     

三峡库区水体和底泥中多环芳烃和邻苯二甲酸酯类分布和来源

通过对2016年三峡库区干支流18个采样点水体和底泥中16种多环芳烃(PAHs)和6种邻苯二甲酸酯类(PAEs)污染物浓度的时空分布特征和来源进行分析,得出如下结论:三峡库区2016年水体和底泥中ΣPAHs分别为3.9~107.6 ng/L(均值为39.9 ng/L)和267.9~1018.1 ng/g(均值为490.9 ng/g),ΣPAEs分别为122.4~2884.7 ng/L(均值为848.1 ng/L)和192.9~3473.4 ng/g(均值为1253.35 ng/g).水库水体和底泥中PAHs和PAEs均表现出显著的时空分布特征.干支流水体ΣPAHs平均浓度均为放水期(6月)高于蓄水期(12月),干流底泥ΣPAHs平均含量在蓄水期高于放水期.干流水体中ΣPAEs平均浓度在蓄水期显著高于放水期,底泥中ΣPAEs平均含量为放水期高于蓄水期.库区水体中的PAHs以2~3环和4环为主,底泥中以4环和5~6环为主.水体和底泥中PAEs均以邻苯二甲酸(2-乙基已基)酯和邻苯二甲酸二正丁酯为主.库区水体中PAHs的主要来源为焦化或煤焦油挥发、石油源及燃料的中低温燃烧;底泥中PAHs主要来源为煤和生物质燃烧以及石油.水体和底泥中的PAEs主要来源于塑料和重化工工业以及生活垃圾.     

中国东部地幔矿物中富硅、碱熔融包裹体：对岩石圈演化的启示

中国东部华北、东北和东南沿海几个地区的新生代玄武岩的尖晶石相和石榴石相橄榄岩捕虏体矿物中熔融包裹体研究表明, 玻璃化学成分为富硅(SiO₂=60%~68%)、碱(K₂O+Na₂O= 5%~11%), 特别是富钾(K₂O>Na₂O), 以及H₂O和CO₂等挥发分(2%~7%)的中酸性硅酸盐, 属于高钾钙碱性系列的英安岩和安山岩, 少量属于橄榄安粗岩系列. 熔融包裹体中高Al和Ca透辉石子矿物是熔体在高温高压下结晶的产物, 而非脱玻化重结晶的产物. 研究指出, 这种富钾(一般K₂O>3%)中酸性硅酸盐更具大陆特点, 与主矿物和寄主玄武岩均无成因关系, 是被捕获的中生代岩石圈壳-幔相互作用之熔体, 同时暗示中新生代时期中国东部大陆岩石圈地幔可能经历了破碎和更新的过程. 这无疑给中国东部大陆岩石圈演化过程提供重要启示, 同时指出富硅、碱熔体应对中国东部地幔化学非均一性负责.     

1981~2000年中国陆地植被碳汇的估算

用森林和草场资源清查资料、农业统计、气候等地面观测资料, 以及卫星遥感数据, 并参考国外的研究结果, 对1981~2000年间中国森林、草地、灌草丛以及农作物等陆地植被的碳汇进行了估算, 并对土壤碳汇进行了讨论. 主要结论如下: (1) 中国森林面积(郁闭度为20%)由1980年初的116.5×10⁶ ha, 增加到2000年初的142.8×10⁶ ha; 森林总碳库由4.3 Pg C (1 Pg C = 10¹⁵ g C)增加到5.9 Pg C; 平均碳密度由36.9 Mg C/ha (1 Mg C = 10⁶ g C)增加到41.0 Mg C/ha; 年均碳汇为0.075 Pg C/a. 中国草地面积约为331×10⁶ ha, 总碳库1.15 Pg C, 总碳密度3.46 t C/ha, 年均碳汇0.007 Pg C/a. 中国灌草丛的面积为178×10⁶ ha; 年均碳汇为0.014~0.024 Pg C/a. 中国农作物的生物量按0.0125~0.0143 Pg C/a的速率增加. (2) 在1981~2000年间, 中国陆地植被年均总碳汇为0.096~0.10⁶ Pg C/a, 相当于同期中国工业CO2排放量的14.6%~16.1%. 利用国外结果对中国土壤碳汇进行了概算, 为0.04~0.07 Pg C/a. 因此, 中国陆地生态系统的总碳汇(植被和土壤)将相当于同期中国工业CO2排放量的20.8%~26.8%. (3) 文中的碳汇估算存在很大的不确定性, 尤其是对土壤碳汇的估算. 为此, 需要进行更为深入、细致的研究.     

延边小西南岔富金铜矿床的成矿机理研究: 矿物流体包裹体的稀有气体同位素地球化学证据

小西南岔富金铜矿床是中国东部陆缘重要金铜矿床之一. 该矿床由北山和南山两个矿段组成, 北山矿段由细脉浸染状硫化物蚀变岩和数条胶黄铁矿为主的硫化物石英细脉组成, 南山矿段由磁黄铁矿为主的硫化物石英脉及纯硫化物脉构成; 它们矿石矿物的流体包裹体稀有气体的同位素实验得出: ³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne和⁴⁰Ar/³⁶Ar比值变化分别在0.08~4.45 Ra, 8.8~10.2和306~430之间, 且南山矿段矿物流体包裹体具有较高的³He/⁴He, ²⁰Ne/²²Ne比值, 北山矿段的矿物流体包裹体持有较低³He/⁴He比值. 从其成矿流体起源与演化以及与矿化阶段的对应关系、成矿时代角度分析, 该矿床的初始热流体应是来自有地幔柱型地幔/软流圈流体参与的洋壳部分熔融产生的熔体, 并与伊泽奈崎(Izanagi ocaneic plate)板块向古亚洲大陆俯冲的大陆边缘环境相对应(123~102 Ma); 北山矿段细脉浸染型矿体是高温含矿流体上升、沸腾的前缘流体与年轻地壳流体发生强烈混合作用后的混合流体交代、结晶作用形成, 胶黄铁矿为主的硫化物石英脉是随后的高温含矿流体充填作用形成; 南山矿段磁黄铁矿为主的硫化物石英脉是中温含矿流体以充填方式为主沉淀结晶形成, 纯硫化物脉是再度上升的中温含矿流体沸腾后的富矿流体充填、沉淀结晶作用形成. 其成矿的动力学过程初步概括为: (1) 伊泽奈崎板块俯冲去气、脱水或部分熔融作用形成含流体、矿质的埃达克质岩浆; (2) 熔体与流体分离形成埃达克质岩浆和含矿热流体; (3) 含矿流体先后上升、并经二次沸腾作用最终形成细脉浸染状与脉状共生的富金铜矿床.     

应用Lane-Emden方程分析下月幔厚度与月核半径大小

文中取圈层结构和球对称形态为月球的基本结构假设,并以月球平均密度和无量纲惯性矩作为约束,数值求解月球Lane-Emden方程,得到下月幔厚度和月核大小的变化范围.结果表明月核的密度在4.7 ~7.0 g/cm3范围内变化时,月核半径的变化范围为704~356 km,相应的月幔厚度的变化范围约为33～381 km,月核占月球总质量的百分比在0.6%～7%之间变化.所得结果可为后续的关于月球内部结构的研究提供一定的参考.     

奥斯陆地堑的重力高和地震运动

古奥斯陆裂谷/奥斯陆地堑体系在地球物理上的特点是有一个明显的重力高。用一种挠曲的反演方法对这个地区的重力资料进行重新解释,结果表明:成其为主要原因的物体有0.06g/cm~3的密度差。反演结果也指出这类物体多半位于下地壳的上部并且向东延伸,远远超出地堑本区之外。对断裂前后地壳厚度的估计表明,裂缝开始在南面,然后改为向北。相应的旋转极位于奥斯陆城北北东大约240 km。7个局部小地震震源位于异常体的周围,这正如重力模拟推导出的,包括用NORSAR资料做的三维成象的地震调查还没能提供足够的证据,来说明岩石圈中的软流层物质的侵入是奥斯陆地堑运动的一部分。这里作出的解释是在大约150—200 Ma期间内,奥斯陆裂谷的地球物理特征和奥斯陆地堑的发展过程在上地幔中被明显地减弱了。最后,假定软流层进入岩石圈后发生了一个相对小的莫霍交叉断面地区,相对坚硬的上地壳部分地阻止了基性岩岩浆的进一步升高,因此引起了奥斯陆地堑外向东扩展的10—20 km深度范围的横向流动。     

漳浦外海新生代沉积基底的地震重力综合研究

台湾海峡位于东海陆架盆地和南海东北部的边界,其西南端构造上属于隆起区,分隔厦澎断陷和珠江口盆地,勘探程度较低,以往对该区地质结构的认识仅来源于邻区零星钻井和早期的地震、重磁资料.本文对福建省地震局2015年在漳浦外海部署的一条长约69.7 km的浅层反射地震测线进行了处理,得到了反射波组特征明显、构造现象易于识别的偏移叠加时间剖面.剖面上有一强反射界面可从西端的约300 ms连续追踪到东侧的约600 ms,推测为新生代沉积的底界.偏移速度分析得到的上覆地层P波速度约为2200 m/s,而从海底地震仪记录的折射波中提取的下伏地层P波速度约为5100 m/s.为研究新生代沉积基底的岩性,我们通过融合研究区多种来源的重力数据得到较为准确的剖面重力异常,依据反射地震剖面给出的界面模型进行了重力模拟,结果显示该强反射界面两侧密度差高达0.75 g/cm~3,根据这些特征结合邻区地质露头和钻井资料推测该测线海底至300~700 m深度可能为新生代低固结度的砂岩或泥岩,而其下的沉积基底极有可能为玄武岩等基性火成岩.该结果为研究台湾海峡西南部的地质构造和新生代演化提供了新的地球物理学证据.