油气田中不混溶流体包裹体组合的判别和计算

油气田中不混溶流体包裹体组合的判别和计算刘斌，沈崑（同济大学地下建筑与工程系，上海２０００９２）（山东省地质研究所，济南２５００２１）关键词油气田、不混溶流体包裹体、有机包裹体在油气形成、运移过程中，常常存在复杂相态的非均匀状态流体。它们被矿物捕获后...     

塔中117井储层烃包裹体研究及油气成藏史

将一个烃包裹体视为一个小小的“油气藏圈闭”。若已知油气藏烃组分,应用 PVTpro4.0油藏烃类流体相态平衡软件,可以获取油气藏圈闭的组分 PVT 相图及捕获压力参数。本文首先对 TZ117井盐水包裹体和烃包裹体进行观察分析,将TZ117烃包裹体分成三期,然后在-170℃条件下利用喇曼测定烃包裹体中烃组分的相对含量,并输入 PVTpr04.0油藏烃类流体相态平衡软件中做出烃包裹体 PVT 相图,确定烃包裹体捕获压力。根据烃包裹体捕获压力,恢复三期烃包裹体形成时的深度,结合 TZ117埋藏史,研究 TZ117井油气成藏史。     

贵州水银洞金矿床成矿流体不混溶的包裹体证据

通过对水银洞金矿床中流体包裹体的观测和热力学参数计算,探讨了成矿流体不混溶的热力学条件。研究结果表明,该矿床石英中的流体包裹体分为H_2O包裹体、CO_2包裹体和CO_2-H_2O包裹体三大类,并以富含CO_2-H_2O包裹体为特征,CO_2-H_2O包裹体可进一步划分为富H_2O相CO_2-H_2O包裹体和富CO_2相CO_2-H_2O包裹体。加热时富H_2O相CO_2-H_2O包裹体完全均一成H_2O相;而富CO_2相CO_2-H_2O包裹体完全均一成CO_2相,而且二者的完全均一温度和完全均一压力一致,说明它们是同时期捕获的CO_2-低盐水不混溶流体包裹体组合。它们形成时的热力学条件是:形成温度236℃,形成压力324 bar(1bar=10~5Pa);共存两相流体密度:低盐水相0.900 g/cm~3,CO_2相0.314 g/cm~3;共存两相中CO_2的摩尔分数:低盐水相0.0376,CO_2相0.7337;水溶液含盐度w(NaCl)约为1.3%。     

四川耳泽金矿床成矿流体不混溶的流体包裹体证据

木里耳泽金矿床矿体位于上二叠统岗达概组,矿体形态受断裂构造和层间破碎带控制,大多数呈透镜状或脉状。成矿阶段划分为菱铁矿阶段与石英—硫化物—金阶段。矿床中流体包裹体类型分为H_2O包裹体、CO_2包裹体、H_2O-CO_2包裹体,主要分布于石英—硫化物—金阶段。本文主要运用包裹体均一测温法探讨了成矿流体不混溶的热力学条件。H_2O包裹体均一温度为124.6℃247.6℃,盐度为5.86%3.06%。H_2O-CO_2包裹体的完全均一温度为179.6℃296.6℃,部分均一温度为15.6℃30.6℃,水合物最后融化温度范围为7.5℃9.1℃,相应的盐度约为1.83%4.87%。计算的成矿压力为1 010 bar。测试过程中,富H_2O相的H_2O-CO_2包裹体和富CO_2相的H_2O-CO_2包裹体的完全均一温度和压力非常接近,可以证明它们是同一时期捕获的CO_2与NaCl-H_2O不混溶流体包裹体组合。     

实验研究碳酸盐岩储层烃类包裹体不混溶捕获行为

认识储层烃类包裹体的捕获机制对于解释包裹体分析结果有着重要的意义.通过人工合成烃类包裹体实验,对碳酸盐岩储层烃类包裹体的不混溶捕获现象进行了探讨.通过对人工合成烃类包裹体的显微荧光、均一温度测试和拉曼光谱分析,对不混溶包裹体内捕获的物质进行了辨别.根据包裹体的相态特征和实验分析结果,可以将实验合成的不混溶包裹体归纳为两...     

利用灵山洞钟乳石中流体包裹体研究更新世古环境

流体包裹体在喀斯特溶洞化学沉积物中广泛分布,这些在化学沉积过程中所形成的流体包裹体蕴藏着大量的古环境演化和气候变迁的重要信息。通过采集杭州灵山洞中更新世形成的钟乳石样品,对不同纹圈中流体包裹体进行测定,研究流体包裹体的特征,利用不混溶气-水包裹体中最大密度判别和计算方法确定六个纹圈中精确的形成温度和压力;根据气-水-岩化学反应平衡热力学方法,计算出 CO_2成分浓度和古地下水中 pH 值及钟乳石样品形成过程中的 CaCO_3饱和度等。揭示了杭州地区更新纪古环境演化规律。     

贵州丫他卡林型金矿床流体包裹体特征及其成矿意义

黔西南丫他金矿床是典型的沉积岩容矿的微细浸染型金矿床。从流体包裹体的角度,探讨了丫他金矿床成矿的温度压力条件和流体演化。各阶段石英、雄黄的流体包裹体岩相学和显微测温研究结果表明:主成矿阶段包裹体主要类型有H2O、CO2和CO2-H2O包裹体,流体包裹体组合呈现CO2-H2O不混溶的特征,晚成矿阶段包裹体类型主要为H2O包裹体;从主成矿阶段到晚成矿阶段,流体包裹体均一温度由139～268℃变化至121～194℃,盐度由2.9%～7.4%变化至2.7%～6.6%。根据共存CO2包裹体和H2O包裹体的等容线计算法,还原主成矿期包裹体捕获温度为260～294℃,捕获压力为59～98 MPa。对比不同类型金矿床中的富CO2流体特征,指出黔西南卡林型金矿床中存在的富CO2流体可能在金的搬运过程中起到一定的作用,CO2-H2O相分离可能是导致矿质沉淀的主要原因。     

利用包裹体PVTx和PetroMod盆地模拟系统反演鄂尔多斯盆地上古生界古流体压力

包裹体捕获压力反映了油气藏形成时的流体压力,对于成藏过程具有重要的指示意义。本文尝试结合包裹体PVTx相态模拟及Petro Mod盆地模拟两种方法反演鄂尔多斯盆地上古生界古流体压力。以鄂尔多斯盆地天环凹陷地区布1井为例,利用包裹体PVTx相态模拟得到布1井2个包裹体样品均一温度及捕获压力分别为98.2℃,34.38MPa和121℃,30.01MPa。由Petro Mod盆地模拟生成布1井的热演化史及古流体压力史,将二者结果结合推导出包裹体形成时间。结果表明,鄂尔多斯盆地天环凹陷地区主要成藏时间为122~100Ma(晚白垩世)。结合烃源岩生烃史,推测包裹体流体形成于上古生界烃源岩快速生烃阶段,对应成熟度范围约为Ro≈0.68%~0.76%。     

南黄海盆地含烃热液流体活动：流体包裹体证据

南黄海盆地勿南沙隆起古生界地层的地热和地球化学异常一直受到众多地质学家和地球化学家的关注。本文联用显微测温和激光拉曼光谱技术对南黄海盆地勿南沙隆起的常州(CZ)-2-1井二叠系栖霞组灰岩石英脉中的流体包裹体进行了详细研究。根据岩石学特征、室温下包裹体相态特征和成分差别,这些包裹体可以分成三大类六小类。流体包裹体拉曼光谱分析结果表明包裹体中含有甲烷和有机物,证明了该区曾经有含烃类流体活动。显微测温分析表明流体包裹体的均一温度在214℃～305℃之间,远高于该区正常沉积的盆地古地温,暗示包裹体捕获了热液流体。根据岩石学观察和测温分析结果,样品中主要存在三期流体包裹体,其均一温度和流体的甲烷浓度分别为:214℃,0.1347mol/L;265℃,0.1722mol/L;305℃,0.3370mol/L。包裹体甲烷浓度随均一温度升高呈增大的趋势。本次研究证实南黄海盆地勿南沙隆起区曾存在含烃热液流体活动,这些实验结果可以为合理解释热异常和地球化学异常提供证据。     

四川雪宝顶钨锡铍矿床流体包裹体研究及其意义

四川雪宝顶钨锡铍矿床产于花岗岩体与三叠系地层大理岩的接触带,赋矿石英脉受大理岩中的劈理破碎带控制。绿柱石与白钨矿中的包裹体可分为熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体3类。流体包裹体又可分为H2O包裹体、CO2包裹体和CO2-H2O包裹体,其中,绿柱石中以富含CO2-H2O包裹体为显著特征。加热时,富H2O相CO2-H2O包裹体完全均一至H2O相,富CO2相CO2-H2O包裹体完全均一至CO2相,而二者的完全均一温度和均一压力一致,表明它们是同期捕获的CO2-低盐水不混溶包裹体组合。与绿柱石相比,白钨矿中CO2-H2O包裹体数量明显减少,H2O包裹体数量增多,成矿压力与成矿温度均有所降低。含CO2流体在花岗岩体与大理岩接触带附近发生流体不混溶和相分离,CO2的出溶使成矿流体中pH值升高,f(O2)降低,导致钨的溶解度降低而沉淀,这是形成白钨矿的主要原因。     

Physicochemical Environment during the Formation of the Mozumi Skarn-type Pb–Zn–Ag Deposit at the Kamioka Mine, Central Japan: A Thermochemical Study

Abstract: The physicochemical environment during the ore formation of the Mozumi skarn-type Pb–Zn–Ag deposit, Kamioka mine, Central Japan is discussed with silicate phase equilibria using calculated phase diagrams. The mineral assemblages, mineral chemistry, and fluid inclusion data are coupled with thermodynamic calculation to estimate the stability fO2–XCO2condition of the mineral assemblages at each ore formation stage. The skarn was approximated by the model system CaO–A12O3–FeO–SiO2–O2–CO2–H2O including grossular-andradite garnet and clinozoisite-epidote solid solutions. The solid solutions are combined into the calculation using "pseudocompound approximation", and real boundary of the mineral assemblages other than simple activity corrected diagram was provided. The diagrams also show isoplethal contour for garnet and epidote.     

简单体系水溶液包裹体pH和Eh的计算

流体包裹体pH和Eh参数的计算一直处于探索阶段。已经发表的计算公式,由于缺少高压(＞1bar)环境下化学组分反应平衡常数,常常利用常压(1大气压)下化学组分反应平衡常数代替而推导出的,对于大多数自然界捕获的包裹体,不可避免地产生较大计算误差。根据水溶液包裹体中离子反应热力学特征,结合前人推导的计算公式,我们分别建立简单体系水溶液包裹体pH和Eh计算公式。由于利用较高压(＞1bar)化学反应平衡常数,基本上解决不同条件下、特别在较高温度、压力下捕获的水溶液包裹体pH和Eh的计算难题。4种简单体系水溶液包裹体pH计算公式:① H₂O包裹体:pH=pK_w② CO₂-H₂O包裹体: ³－(m_CO2K_a,1+K_W)· －2mCO₂K_a,1K_a,2=0③ NaCl-H₂O包裹体: ²= ④ CO₂-H₂O-NaCl包裹体: ³+ ²－(m_CO2·K_a,1+K_w)· －2mCO₂·K_a,1·K_a,2－ =0计算数值精度分析表明:CO₂-H₂O和NaCl-H₂O包裹体的pH值按照公式计算,相同或接近于实际测定的天然酸雨、海水pH数值范围。CO₂-H₂O-NaCl包裹体与Crerar(1978)公式计算误差不超过10%。4种简单体系水溶液包裹体Eh的计算,引用Ryzhenko and Bryzgalin (1984)年推导的Eh公式。文中列举了3个实例,详细叙述不同类型包裹体捕获温度、压力下pH和Eh计算过程。自然界中水溶液包裹体成分十分复杂,本文涉及的只是自然界几种简单体系水溶液包裹体,给出的pH和Eh公式只对特定组分组合反应平衡条件有效,它不适合另外一种组分组合平衡条件下的关系,因此使用时务必注意平衡的组分组合条件。     

流体包裹体的氧逸度计算公式及其应用

目前，某些研究者推出几种流体包裹体的氧逸度计算公式和相应的图表。由于这些图表精确度较低，在详细的研究和对比时不能应用。此外，对于导出的这些分步计算公式，因不能直接计算也造成了实际应用的不便。我们根据流体包裹体中含Ｏ２组分参加的化学反应，利用热力学原理，推导出只含Ｔ、ｐ和ｘ三种参数而直接计算氧逸度的公式。由化学分析包裹体中各组分的摩尔分数，再由其他方法获得包裹体形成温度和压力，代入公式可直接计算出形     

赣南淘锡坑钨矿床流体包裹体特征及其地质意义

淘锡坑钨矿是赣南一个重要的大型石英脉型钨多金属矿床。矿床主要矿化阶段含矿石英脉中石英和黄玉中的流体包裹体类型有单一水溶液相H2O-NaCl(Ⅰa型)、富液L+V两相H2O-NaCl(Ⅰb型)、两相H2O-NaCl-CO2体系包裹体(Ⅱa型)和三相H2O-NaCl-CO2包裹体(Ⅱb型)。Ⅰb型包裹体均一温度范围为80~370℃,具有多峰态分布特征,可识别出140~190℃,200~250℃和340~360℃几个峰。成矿流体的盐度相对较低,一般<8w(NaCleq)%。用流体包裹体组合的方法获得四组包体的相关参数,结果表明同一包体组合内不同包体的盐度、均一温度及密度基本一致,而不同包体组合中包体的盐度、均一温度及密度则相差较大,显示出不同包体组合所捕获的流体存在较大的差异。Ⅰb型包裹体均一温度分别分布在329~355℃,214~240℃和141~189℃三个温度区间,经压力校正后的捕获温度分别为400~425℃,275~300℃,210~260℃。这些特征表明,淘锡坑钨矿至少存在三期热液流动,其中前两期为成矿期的热液活动,第三期(次生包体)为成矿后的热液活动。根据Ⅱ型包裹体的CO2部分均一温度与最终均一温度计算出成矿流体的捕获压力67.3~97.8 Mpa,平均压力74.8 Mpa,按静岩压力换算成成矿深度为2.59~3.77 km,平均为2.88 km。     

中高盐度NaCl-H_2O溶液包裹体3种存在形式(T_h＞T_m、T_h=T_m、T_h＜T_m)的形成机制及捕获时的物化条件研究

首次提出均一捕获的中高盐度NaCl-H_2O溶液包裹体出现的3种类型(T_h>T_m、T_h=T_m、T_h|△V_s|,即在NaCl饱和曲线上温度小于Tr点温度(|△_l|=|△V_s|时的温度)段捕获包裹体的T_h=T_m,T_h或T_m为其捕获时温度。当包裹体的|△_l|≤|△V_s|,即在NaCl饱和曲线上温度大于或等于Tr点温度段捕获的包裹体的T_hT_m,T_h是该类包裹体捕获的最低温度。在温度和密度均大于Tr点的等容线上捕获的包裹体的T_h相似文献   

辽吉成矿带热液型铅锌矿床矿物组合共生分异的热力学制约——以岫岩红旗铅锌矿床为例

辽吉成矿带上广泛分布着热液型铅锌矿床,对于该类型矿床中矿物共生组合特征和成矿物质迁移沉淀机制的研究是矿床学研究的核心问题之一。通过共生矿物热力学平衡的相关计算,绘制热力学lg[Cu2+]-pH、lg[HS−]-pH和Eh-pH相图,可以有效地诠释成矿流体中成矿元素在迁移、沉淀过程中的物理化学条件。本文以辽吉成矿带上典型的热液型铅锌矿床——岫岩红旗铅锌矿床为例,在对该矿床进行镜下典型矿物共生组合研究的基础上,选取了黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿四种矿物进行热力学平衡的相关计算,选取473 K、549 K、648 K三个温度截面绘制了热力学lg[Cu2+]-pH、lg[HS−]-pH和Eh-pH相图,结果显示成矿流体中矿物迁移沉淀机制和矿物共生组合的形成主要受成矿流体的温度、离子活度、pH、Eh多因素制约。此研究对于解释辽吉成矿带上典型热液型铅锌矿床的运移沉淀机制和矿物组合特征具有重要的指导意义。     

中高盐度NaCl-H_2O溶液包裹体3种存在形式(T_h》T_m、T_h=T_m、T_h 时的物化条件研究

首次提出均一捕获的中高盐度NaCl-H_2O溶液包裹体出现的3种类型(T_h>T_m、T_h=T_m、T_h<T_m)主要取决于包裹体捕获时的相态(均一相与不均一相)及包裹体捕获后降温和升温过程中引起的ΔV_l(NaCl-H_2O饱和溶液容积的变化)与ΔV_s(盐晶容积的变化)之间的关系.在均一捕获NaCl-H_2O饱和溶液时,当包裹体的|ΔV_l|>|ΔV_s|,即在NaCl饱和曲线上温度小于Tr点温度(|ΔV_l|=|ΔV_s|时的温度)段捕获包裹体的T_h=T_m,T_h或T_m为其捕获时温度.当包裹体的|ΔV_l|≤|ΔV_s|,即在NaCl饱和曲线上温度大于或等于Tr点温度段捕获的包裹体的T_h<T_m,T_m是其捕获温度,T_h与捕获时的压力呈负相关关系.在均一捕获不饱和NaCl-H_2O溶液时,即温度大于饱和点温度,密度小于饱和点密度区间捕获的包裹体的T_h>T_m,T_h是该类包裹体捕获的最低温度.在温度和密度均大于Tr点的等容线上捕获的包裹体的T_h<T_m,其T_m是该类包裹体捕获的最低温度,T_h与捕获时的压力呈负相关关系,在温度小于T_r点的等容线上捕获的包裹体的T_h=T_m,其T_h或T_m是该类包裹体捕获的最低温度.在不均一捕获NaCl-H_2O饱和溶液时, T_h与T_m高于或等于捕获温度,T_h与T_m的关系决定于捕获时盐晶和气泡的容积比.通过热力学计算还确定了气液平衡标准条件(1个大气压、25 ℃)下Tr点温度为335 ℃.提出通过计算不同温压条件下的Tr点值、常温常压下的V_l、V_g、V_s之间的比值来区分该类包裹体的捕获环境(均一相与不均一相).