东海盆地丽水凹陷CO2分布特征及成藏主控因素

基于丽水凹陷钻井和地震资料,综合天然气地球化学参数、基底断裂和岩浆底辟发育特征等,研究丽水凹陷CO₂的分布特征及其成藏主控因素.研究结果表明,丽水凹陷CO₂纵向上主要分布在灵峰组、明月峰组下段及元古界基底片麻岩中,不同层位CO₂的含量差别很大;平面上,温州13-1、丽水35-7和南平5-2 CO₂气藏均位于岩浆底辟体之上或者附近,同时周围亦发育断层,而丽水36-1高含CO₂气藏和LF-1井含CO₂气藏周围底辟不发育,均紧邻灵峰凸起西侧的控洼断裂.丽水凹陷幔源CO₂成藏主要受早中新世和晚中新世两期火山岩浆活动的影响,这两期火山活动将幔源CO₂带到地壳浅层,通过砂体侧向输导进入有利圈闭聚集成藏.      

松辽盆地幔源成因CO2气藏分布规律及控制因素

通过深部15s大剖面解译和典型CO₂气藏解剖,深入剖析了松辽盆地幔源成因CO₂气藏分布规律及控制因素。纵向上CO₂气主要富集在营城组火山岩和泉头组三、四段砂岩储层中。与深部热流体（热流底辟体和侵入体）直接相连的、控陷的、控制火山通道的铲式基底断裂控制着CO₂气藏呈串珠状分布的特征,断裂走向拐点、端点和侧列叠覆区控制了CO₂气出气点。深部热流体是CO₂气藏主要的气源。与之相衔接的基底断裂活动导致幔源岩浆充注盆地,同时携带的CO₂气释放进入早期喷发的火山岩中形成营城组火山岩CO₂气藏。基于控藏断裂多为断陷期和泉头组晚期-青山口组早期活动的基底断裂,推测营城组CO₂气藏主要成藏时期为泉头组晚期-青山口组早期。松辽盆地强烈的构造反转发生在明水组末期,挤压应力自南南东向北北西方向衰减的过程中,基底断裂复活形成正反转断层,CO₂气从热流底辟体中脱出上运而聚集在反转构造带上,断层式反转构造南部比北部发育,西部比东部发育,因此松辽盆地南部比北部、西部比东部CO₂气更富集。     

断层与幔源二氧化碳气藏的形成和分布——以渤海湾盆地济阳坳陷为例

幔源CO_2气的形成和分布与不同级别断层早白垩世以来的活动密切相关。郯庐断裂带是研究区最主要的成气断层,拆离断层和变换断层这些地壳断层是次要的成气断层,二者于早白垩世143Ma、124Ma、新生代~43Ma、~24Ma和~8Ma的走滑或伸展活动,以及与之准同时的新生代碱性玄武岩浆活动,控制了幔源CO_2气的分散和聚集。它们与基底断裂、盖层断裂共同组成运移通道,其中拆离滑脱处的低速带和盖层断裂中的顺层断层是重要的水平运移通道。早白垩世古太平洋板块俯冲脱水脱气,产生的幔源CO_2气沿着郯庐断裂带向上分散聚集;新生代以来受控于太平洋板块俯冲方向和速度的改变以及印欧板块碰撞的远程效应,形成幔源CO_2气。与此同时郯庐断裂带切割深度亦逐渐加大,~43Ma碱性岩浆活动亦开始形成幔源CO_2气并主要位于断裂带,24Ma和8Ma(5Ma)为新近纪碱性岩浆活动脱气两个主要形成时期。郯庐断裂带的活动使地幔脱气形成的CO_2沿断层走向向上运移,并在作为重要横向运移通道的拆离断层拆离滑脱处,与因岩浆脱气形成的CO_2汇合,再通过陡倾斜、缓倾斜基底断层、盖层断层的接力传递在浅部聚集成藏。预测郯庐断裂带附近是无机成因油气重要的聚集分布区带。     

松辽盆地含CO_2火山岩气藏的形成和分布

松辽盆地特有的深部构造背景和裂谷演化特征,造成盆地内含CO_2火山岩气藏的形成和富集。松辽裂谷盆地中新生代火山岩浆活动发育,总体上具有多期喷发、分布广泛和储集条件良好的特点。火山活动以中心式喷发为主,主要发育中基性-酸性火山岩,发育流纹岩、凝灰岩等多种岩石类型,爆发相和溢流相2种火山岩相。中生代火山岩在盆地内分布广泛,营域组构成深层有利储层,新生代火山岩在盆地外围出露较多,而在盆内出露较少。盆地高含量的二氧化碳为无机幔源成因,由青山口期和新生代幔源岩浆脱气形成。含CO_2火山岩气藏的形成主要受深部构造背景、深大断裂和中新生代火山岩控制。已发现含CO_2火山岩气藏主要分布于古中央隆起带及其两侧断陷的营城组火山岩中,具有点状、带状分布,局部富集的特点。根据主控因素分析,预测了5个CO_2富集区带。     

巴西桑托斯盆地CO2区域分布及主控因素

桑托斯盆地盐下油气田中发现了大量CO₂,给油气勘探开发和生产都带来诸多困难和挑战.利用地层测试、样品分析及文献资料等,明确了CO₂成因及来源,统计分析了其区域分布特征,并基于区域重磁和深源地震等资料,剖析了控制CO₂分布的地质因素.盆内CO₂主要为幔源—岩浆成因,且幔源CO₂贡献了至少92%的CO₂总量.区域上,CO₂自陆向海呈增加趋势,并相对集中在盆地东部隆起带上.地壳减薄和地幔局部隆升是控制CO₂宏观分布最重要的背景因素.极端的地壳伸展造成了圣保罗地台下部陆壳强烈拉伸减薄,形成了一个面积约5.1×104 km2的地壳减薄区,造成了富含CO₂的地幔物质上拱进入陆壳,宏观上决定了盆内CO₂区域分布.此区域之外,出现高含量CO₂的可能性大幅降低.岩浆侵入和活动断层都是沟通隆升地幔和浅部储层的重要路径,但以断裂沟通最常见.NW-SE向区域走滑断裂和NE-SW向I-II级正断层对CO₂在浅部地层中的分配起控制作用,两组断裂交汇部位或周缘是幔源岩浆或CO₂最集中发育区.      

中亚造山带中新生代壳幔相互作用特征与过程——新疆北部幔源岩浆岩系对比研究

新疆北部中新生代幔源岩浆岩多位于大型走滑断裂带或者裂谷带附近,岩石系列均具有高的TiO_2含量,富碱、高度富集不相容元素和轻稀土(LREE),ε_(Nd)(t)值低正值到负值,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值较高,不相容元素比值La/Nb和Nb/U显示中新生代玄武岩浆在形成过程中的壳幔作用明显不同于古生代造山过程,岩浆来源于类似OIB源的富集地幔。而新疆北部地区的二叠纪幔源镁铁-超镁铁岩来源于亏损地幔,陆壳物质参与了岩浆的形成,源区可能混入了早期的弧组分或俯冲的洋壳。由于古生代多个洋盆闭合和增生造山作用致使中亚造山带的岩石圈不断增厚,于古生代晚期发生拆沉去根作用,软流圈亏损地幔上涌形成二叠纪镁铁-超镁铁岩系,而拆沉的岩石圈以及俯冲下沉的洋壳及其沉积物,在地幔环境熔融交代改造原始地幔,使中亚地区的地幔自古生代晚期以后逐渐转换为整体富碱、富含轻稀土(LREE)和不相容元素的富集地幔。被改造了的富集地幔在中新生代沿裂谷带或大型走滑断裂薄弱带上涌,形成了中新生代幔源岩浆的喷发和侵位。     

济阳坳陷高青—平南断裂带CO_2气藏中稀有气体地球化学特征

济阳坳陷高青-平南发育多个CO_2气藏,对气藏组分、同位素以及组分同位索相关组合进行分析,认为气藏中CO_2主要是幔源-岩浆成因.气藏同时具有高~(40)Ar/~(36)Ar和高~3He/~4He值表明:气藏中稀有气体主要来自幔源,同时有部分壳源混入;气藏中~4He/~(40)Ar~*平均值为2.15,说明该地区气藏形成主要以岩浆缓慢脱气为主,大规模CO_2及稀有气体是岩浆冷却结晶阶段所释放.其形成机理为:在随岩浆上升的过程中,随着压力和温度不断下降以及岩浆成分的变化,岩浆中CO_2及稀有气体溶解度也随之降低并析出,产生的大量CO_2及稀有气体沿着深大断裂及一些二、三级断裂交汇处输送至地层的各类圈闭中,并在适当的位置聚集成藏.     

赣南地热气体起源的同位素与地球化学证据

对取自赣南地区10个温泉的地热气体进行了气体化学成分及氦、碳、氖同位素组成的分析。该区地热气体可分为CO₂型和N₂型两种类型。CO₂型地热气体分布在赣南东南部地区,主要成分是CO₂,占总体积96.47%以上,二氧化碳气体的δ¹³C值为 -5.50‰～-3.49‰（PDB）,平均为 -4.66‰,为幔源无机成因,其氦同位素组成为1.36～2.27 R_a,具有明显的幔源成因特征,最高约有28.2%的氦源于地幔,其N₂-Ar-He关系研究表明,该型地热气体中的氮源于地幔-地壳-大气混合成因。研究揭示该区CO₂型地热气体属幔源无机成因气,是地幔脱气作用的产物。N₂型地热气体分布在赣南西部地区,N₂含量占91.04%以上,其中二氧化碳气体的δ¹³C值为 -23.7‰～-12.6‰,平均为 -17.82‰,为壳源有机成因,其氦同位素组成为0.06～0.13 R_a,具有明显的壳源放射性成因特征,³He/⁴He 与 ⁴He/²⁰Ne关系和He-Ar-N₂关系研究表明,N₂型温泉气主要来源于大气,并有壳源气体的贡献。     

郯庐断裂带巢湖—庐江段晚中生代火山岩的锆石U-Pb年代学

采用LA-ICP-MS方法对郯庐断裂带巢湖—庐江段的晚中生代火山岩进行了锆石U-Pb年代学研究。由6个样品获得的该处火山喷发时间在距今125~93Ma,为早白垩世晚期至晚白垩世初期,经历了32Ma的喷发历史。与附近的庐枞盆地、北大别造山带及北淮阳地区相比,该地火山喷发具有较晚的结束时间,说明岩石圈减薄具有相对强烈的程度和较长的持续时间。93Ma是已知的华北克拉通残留富集岩石圈地幔最晚的岩浆岩年代学记录。锆石的饱和温度计算、岩浆中较低的MgO含量和Mg^#值均不支持岩浆由拆沉的下地壳部分熔融形成,岩浆活动的可能成因是壳幔相互作用,岩浆源区具有由幔源向壳源再过渡到幔源的时间演化顺序。这暗示断裂带下强烈的软流圈上涌引起岩石圈地幔的熔融(距今125Ma),随后岩石圈持续的减薄作用导致其内部热流升高,出现了以流纹岩为代表的地热异常背景下地壳源区的部分熔融(距今120Ma),而最终岩石圈强烈减薄背景下的软流圈物质参与岩浆过程可能是晚期幔源岩浆(距今93Ma)的成因。     

江西省横迳温泉区地热气体地球化学

从赣南横迳温泉区采集10个水样并分析了温泉及冷泉的水化学成分,认为热水起源于大气降水补给。在此基础上,还在温泉区采集了4个气样,测定了气体组分的含量及氦同位素．以及CO₂和CH₄的碳同位素。研究结果表明：横迳地区温泉气中CO₂的含量很高(>96％),δC_CO2较重(-4.43‰～-5.50‰),属幔源CO₂;He同位素特征值(R/Ra)变化于1.36～2.11之问．均大于1,有幔源He的加入;本区温泉气的的组合类型为二氧化碳幔源温泉气,从整体上来说属于幔源无机成因气,是地幔脱气的产物。     

幔源CO_2释出机理、脱气模式及成藏机制研究进展

针对幔源CO2如何从地幔岩浆中脱出并进入沉积地层中形成CO2气藏聚集这一关键问题,总结了国内外研究进展和前缘方向。研究表明,地幔深部的碱性玄武岩浆和碱性岩浆才是深部流体和CO2等挥发份大量赋存、渗滤和释出的场所。浅成侵入岩、次火山岩和火山通道等是CO2释放和聚集的有利位置,岩浆期后和岩浆衰弱期的热液活动阶段是CO2大量释放和聚集的有利时期。幔源CO2进入沉积盆地中具有3种脱气模式,即沿岩石圈断裂直接脱气模式、热流底辟体脱气模式和壳内岩浆房-基底断裂组合脱气模式。CO2的固有物化性质决定其运移相态多样,具有运移和聚集过程同步的特征。只有在满足大量的化学消耗及地层水或原油的溶解和耗散之后才能形成CO2有效聚集。幔源CO2成藏和分布主要受岩浆气源体和气源断裂体系的控制。今后,在超临界CO2及其对油气运移聚集的作用、CO2与深大断裂及火山岩的关系、CO2脱气运移机制、CO与常规烃类油气的耦合差异成藏机制等方面仍需要进一步的研究和探索。     

济阳坳陷断裂活动和CO2气藏的关系研究

济阳坳陷在惠民凹陷和东营凹陷的地壳中各存在1个低速体,位于惠民凹陷上地壳底部的低速体是坳陷内已经发现火成岩的岩浆房以及CO₂的气体库。凹陷的边界断层在10~12km±的深度其倾角变得平缓,并以韧性剪切方式沿拆离带向下延伸。拆离带内岩石多为糜棱岩,在岩石圈上部巨大的压力作用下,呈现韧性状态的拆离带是良好的封盖层。由于拆离带的作用,沿岩石圈下部裂缝上升的岩浆和气体等在拆离带下部聚集而形成低速体。在地壳相对较稳定期,拆离带也处于较稳定阶段并起分隔作用;如果地壳发生拉分作用,则低速体也会随之发生暂时性破裂,从而导致低速体内的岩浆和气体运移、聚集和成藏。郯庐断裂是间接的成气断裂,埕南断裂及惠民凹陷内地幔隆起区上地幔及下地壳张性断裂是直接的成气断裂;高青—平南断层以及商店—平方王断层等为输气断裂;临邑—商河断层、林樊家断层和齐河—广饶断层等是有利的输气断裂。     

A-type granites of crustal origin ultimately result from open-system fenitization-type reactions in an extensional environment

The origin of A-type granites and rhyolites are ultimately relatable to mantle-derived melts and fluids in a zone undergoing extension. The basaltic magmas are accompanied by an alkaline fluid phase, dominantly H₂O + CO₂, which will induce alkali metasomatism of the granulitic crust above. The distinctive mineralogy and geochemistry are thus a direct result of the tectonic environment of formation. Metaluminous and peralkaline granites are magmatic compositions that typically contain evidence of crust and mantle in their genetic baggage, but peraluminous A-type granites may well be caused by efficient loss of alkalis during epizonal degassing. A-type granites and rhyolites are members of a vast family of rift-related magmas that include those of syenitic, nepheline syenitic and carbonatitic character. The fluid phase at work is alkaline. It can carry a host of trace elements in solution, in particular the high-field-strength elements and the rare earths. It can fenitize and fertilize a refractory lower crust, and prepare the precursor for near-complete melting. Some examples of A-type granitic magma do arise by efficient fractional crystallization of a mantle-derived basaltic magma, with or without accompanying assimilation, but many arise by partial or complete melting of an alkali-metasomatized crust.     

华北克拉通岩石圈减薄机制: 来自山东白垩纪基性-中基性岩浆岩Re-Os同位素地球化学特征的制约

对华北山东地区不同构造单元中生代白垩纪基性-中基性岩浆岩进行了系统的Re-Os同位素研究.侵入岩样品采自鲁西济南岩体、鲁中沂南岩体和胶东的观水岩墙群, 火山岩样品采自鲁西蒙阴、费县、方城青山群和鲁中安丘青山群.所有样品均以低Re(0.076×10-9~0.711×10-9)和Os(0.006×10-9~1.030×10-9)含量以及高放射成因Os同位素比值为特征, 其相应的初始187Os/188Os比值和γ_Os(t)值分别为0.131 6~0.529 1和4.30~319.00(安丘粗面安山岩分别高达1.463和1 060.000), 并具有较大变化范围(0.125~2.090 Ga)的Os同位素模式年龄.在Os-Nd和Os-Sr同位素关系图上, 这些样品分布于典型的岩石圈地幔与地壳端元组成之间, 显示壳-幔源岩浆混合特征.然而, 除1件观水岩体(MGS0610)和费县玄武岩之外, 各地质单元样品之间或所有的中生代岩浆岩作为整体, 样品的γ_Os(t)与(La/Ta)_N和(Th/Nb)_N比值间缺乏明显的相关关系, 说明样品的混源Os同位素并非来自岩浆作用过程中的地壳围岩混染.区内基性岩浆岩Os同位素模式年龄T_MA明显小于古生代地幔橄榄岩包体的Re亏损模式年龄(T_RD), 可能为地幔条件下源岩与再循环地壳物质发生交代作用后Re/Os比值升高所致.蒙阴高镁安山岩和沂南闪长岩在Yb-Re/Yb图解中大致位于中生代辉石岩包体与地壳端元之间, 也指示了下地壳拆沉后产生的熔体与地幔岩石可能发生了交代作用.蒙阴安山岩MMY-12(SiO₂=56.4%)具有古老壳源特征的Os同位素模式年龄(2.090 Ga)、高Mg#(64.6)和高Os含量(0.089×10-9), 为这一解释提供了有力的佐证.      

塔里木地块北部横向构造及断条模式

提要:塔里木盆地北部与西南天山毗邻区域发育的浅部构造系统是喀什坳陷—柯坪塔格逆冲推覆构造带—库车前陆坳陷冲断带,它们在山前以1～3排方式平行造山带展布,是一套由底板滑脱断坪和断坡构成的逆冲推覆系统,具有明显的横向分段性;该区深部构造系统却是一组以北西向为主展布的断条构造,并可以划分出4个一级断条构造。笔者从构造层变形、重力、航磁异常场及天然地震平面分布密度等几个角度,对区内深部横向构造系统进行了研究,并利用天然地震深度/频次统计结果,识别出圈层拆离解耦面的深度分布,进而探讨了深部横向构造运动的岩石圈地壳圈层归属,对区域北西向横向构造系统做了详细的论述。本文选择喀拉玉尔滚断裂带和库尔勒断裂带进行重点解剖,研究了横向构造与浅部构造的转换关系,最终提出了塔里木地块北部断条构造几何学运动学模式,即塔里木地块深部向北西方向运动受到古西南天山的阻挡性约束而“被迫”俯冲,岩石圈地壳发生拆离解耦,原有的横向构造——北西向构造带(断裂带)被激活,使得俯冲系统以断条为单位进行俯冲;在俯冲过程中,岩石圈地壳的拆离及横向构造被激活的方向是从约束体(南天山)附近开始,向塔里木盆地(北部)的腹地方向推进,因此,越是接近造山带区域,断条俯冲状态的差异越明显,横向分段性越突出;而正因为塔里木地块以断条形式向南天山的俯冲行为,使得山前坳陷冲断带(及天山)发生分段。     

桂中都安-马山煌斑岩成因及其构造意义

为精确厘定桂中地区都安-马山带煌斑岩的形成时代并探讨其源区属性、构造环境及其动力学背景,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、40Ar-39Ar金云母定年、Hf同位素分析测试和全岩地球化学研究.结果表明,锆石U-Pb定年未能成功限定煌斑岩的成岩年龄,但煌斑岩中发育大量2 578~1 650 Ma的捕获锆石,指示其存在太古宙-古元古代变质基底.金云母40Ar-39Ar定年结果限定了煌斑岩的侵位年龄为100.4±0.99 Ma.Hf同位素研究表明,ε_Hf（t）有正有负,且正值多于负值,表明岩浆源区主要以新生地壳为主,存在部分古老地壳的再循环.全岩地球化学分析显示,煌斑岩具有较低的SiO₂含量（47.66%~50.93%）及高的K₂O含量（4.98%~6.77%）、富集LILE和LREE而亏损HFSE（如Nb、Ta和Ti）,表现出富集地幔和俯冲流体交代作用的特征.桂中煌斑岩形成过程中,地壳混染作用十分有限,主要形成过程为:流体交代的富集地幔,在燕山晚期岩石圈的拉张-伸展背景下,部分熔融形成煌斑岩岩浆,同时NNW向的南丹-昆仑关大断裂为岩浆的侵位提供了通道.研究区煌斑岩形成于太平洋和印度板块向欧亚板块俯冲碰撞的动力学背景下.