油气成藏^40Ar-^39Ar定年难题与可行性分析

油气成藏作用伴生的矿物种类少,主要为碳酸盐矿物,以及少量石英和黄铁矿等,这些矿物均不适合用传统同位素年代学方法进行年龄测定,因此,油气成藏年龄是同位素年代学尚未解决的一大科学难题。^40Ar-^39Ar（K-Ar）法是可能应用于油气成藏年龄测定的首选同位素定年方法。从^40Ar-^39Ar法的优点和实验技术的角度,讨论了油气田样品^40Ar-^39Ar定年面临的主要技术难题、测定对象、测定方法和可行性。有机杂质气体纯化装置的研制成功,为开展油气成藏^40Ar-^39Ar年代学研究,并获得可靠的同位素年龄数据奠定了实验技术基础。     

砂岩储层自生伊利石40Ar-39Ar定年技术及油气成藏年龄探讨

油气成藏年龄是石油地质学和同位素年代学共同面临的科学难题之一。本文探讨砂岩储层自生伊利石40Ar-39Ar阶段加热技术获得油气成藏年龄的可能性。样品采自南海珠江口盆地第三纪珠海组砂岩储层,采用冷冻加热循环技术缓慢碎裂样品,以减少碎屑长石混入量。释出气体首先经过专门研制的纯化装置,有效地除弃有机杂质气体,然后经过2个NP10Zr/Al泵进一步纯化。06ZJ26I伊利石40Ar-39Ar激光阶段加热分析获得了阶梯状上升的年龄谱。开始3个最低激光能量阶段加权平均年龄(12.1±2.2)Ma(2σ)解释为自生伊利石的最小年龄,可能代表了油气成藏的最大年龄;而较高激光能量阶段坪年龄(98.0±0.9)Ma则代表了砂岩中陆源碎屑长石的年龄。与传统K-Ar法相比,40Ar-39Ar法可以揭示伊利石样品更多的年代学信息。     

40Ar-39Ar同位素定年方法研究进展

^40Ar-^39Ar同位素定年法是由K-Ar法发展而来,通过将39K利用快中子辐照衰变成^39Ar,测量40Ar^＊/^39Ar来获得年龄值.经过长期发展,该方法的测试技术逐渐成熟,其中气体提取发展为常规阶段升温法、激光显微探针法以及真空压碎流体包裹体法;气体纯化主要有冷阱去除法、钛泵吸附法、锆铝泵吸附法;气体测试的质谱仪也在灵敏度、分辨率、背景值等技术指标上有很大提高.^40Ar-^39Ar同位素定年法在石油、固体矿产等方面应用广泛,尤其在油气成藏时间、成岩成矿作用时间的热年代学研究等领域.     

蛇绿岩年代学研究方法及应注意的问题

蛇绿岩年代学在研究造山带构造演化、古洋一陆及板块构造格局恢复中至关重要。同位素测年及化石年代学法是蛇绿岩年代学研究的基本方法。高精度同位素测年首选锆石U-Pb法(包括单颗粒锆石U-Pb法、离子探针SHRIMP U-Pb法)及^40Ar-^39Ar法。同时可辅以Sm-Nd及Rb-Sr等时线法测年；各种测年方法所获结果与化石年代之间应相互比对；与蛇绿岩形成、演化相关的各地质事件发生的时间可以对蛇绿岩的形成时代进行约束。测年时必须对所测对象的特征及性质进行详细的研究。同时，对各种测年方法的适用性和应注意的问题有所了解。唯此才能对测年结果的含义及准确性做出科学、合理的解释。     

砂岩储层自生伊利石40Ar–39Ar定年技术及油气成藏年龄探讨

油气成藏年龄是石油地质学和同位素年代学共同面临的科学难题之一。本文探讨砂岩储层自生伊利石40Ar–39Ar阶段加热技术获得油气成藏年龄的可能性。样品采自南海珠江口盆地第三纪珠海组砂岩储层,采用冷冻−加热循环技术缓慢碎裂样品,以减少碎屑长石混入量。释出气体首先经过专门研制的纯化装置,有效地除弃有机杂质气体,然后经过2个NP10 Zr/Al泵进一步纯化。06ZJ26I伊利石40Ar–39Ar激光阶段加热分析获得了阶梯状上升的年龄谱。开始3个最低激光能量阶段加权平均年龄(12.1 ± 2.2) Ma (2)解释为自生伊利石的最小年龄,可能代表了油气成藏的最大年龄;而较高激光能量阶段坪年龄(98.0 ± 0.9) Ma则代表了砂岩中陆源碎屑长石的年龄。与传统K-Ar法相比,40Ar–39Ar法可以揭示伊利石样品更多的年代学信息。     

新疆萨热阔布金矿Ar-Ar定年及其地质意义

萨热阔布金矿产于新疆阿尔泰山南缘阿巴宫断裂带内,矿体呈脉状。长期以来,萨热阔布金矿年龄数据偏少,其形成时代存在争议。丁汝福(2001)选取石英单矿物,利用40 Ar-39 Ar快中子活化法测定金矿年龄为320.4±5Ma,李华芹(2004)利用石英包裹体中Rb-Sr同位素定年法得到成矿年龄为395±39Ma。因此,萨热阔布金矿精细的同位素年代学研究显得较为薄弱,致使     

矿床同位素定年方法的应用现状评析

高质量的年代学数据是矿床研究和对比的基础.针对近二十几年来在具体矿床同位素定年研究中,不同学者对同一矿床采用不同的定年方法常常得出相差十分悬殊的结论,甚至出现与地质事实截然相悖年龄数据的现象,文章对最常用的锆石U-Pb法、自生伊利石K-Ar法、金属硫化物Re-0s和Sm-Nd法、石英流体包裹体40Ar/39Ar法和Rb-Sr等时线法以及释光测年进行了评析.强调一套合理的矿床同位素年龄数据的获得,必须加强对地质背景的研究;明确测年矿物与矿化的成因联系,选择合适的定年方法.综合地质背景及可靠准确的年代学数据,对地质事件与成矿事件的联系做出合理的解释.     

40Ar/39Ar年代学中几个重要问题的讨论

40Ar/39Ar年代学是同位素地质年代学中重要的两个"金钉子"手段之一(另一个为U-Pb法),广泛应用于重大地质事件、地质界线的精确定年,是确定地质年表的主要手段。40Ar/39Ar年代学测定的母体元素钾为常量元素,且实现分析时由于只需测定Ar同位素的比值,因而具有很高的分析精度,因此可以测定非常年轻(数千年)地质体的年龄。此外,由于在自然界中不易发生(物理、化学)反应的特性,Ar在矿物中的扩散可被准确地定量描述,因此40Ar/39Ar年代学也是热年代学的重要支柱,被广泛应用于地球深部物质上涌、折返、剥露、变质的冷却历史,率先提供了解析造山带、地壳作用过程等热历史的定量模型。这些特点使得40Ar/39Ar年代学成为地质年代学的三大支柱之一。那么,近年来该方法发展到了什么程度,其精确度和准确度达到了怎样的高度?为何年轻火山样品中极少发现过剩Ar?高压环境中的样品过剩Ar为何难以辨认?压力影响矿物的封闭温度吗?缓慢冷却K-长石的年龄谱是否可以真实地反映岩体所经历的热历史?多重扩散域模型(MDD)遇到了哪些挑战、该如何应用?40Ar/39Ar法和U-Pb法在构造热过程研究中有何不同的应用?本文对这些问题进行了思考和讨论,以期推动大家对40Ar/39Ar年代学的深入探索,推动其在我国地质研究中的应用。     

利用自生伊利石激光加热~(40)Ar-~(39)Ar定年技术探讨惠州凹陷新近系油气充注时间

油气成藏年代学是新兴的学科发展方向。烃类充注之后,砂岩储层中自生伊利石停止生长,故可利用自生伊利石的年龄来推断储集层中油气藏形成的最老年龄。砂岩样品中存在的有机质在质谱仪离子源中产生的覆盖40Ar峰的有机碎片离子m/e36-m/e40将导致错误的同位素分析和年龄谱结果。经预处理后的伊利石样品加热后在质谱仪离子源中确实产生了有机碎片离子m/e36-m/e44,为获得可靠的分析结果,必须完全清除有机杂质气体。在攻克了有机杂质气体纯化技术之后,笔者开展了珠江口盆地惠州凹陷内3个富油气二级构造带油气藏砂岩自生伊利石40Ar-39Ar法定年研究,采取样品清洗、循环冷冻—加热法破碎样品、经苯-甲醇混合试剂洗油、采用离心机分离粘土矿物。自生伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年最初低温阶段综合年龄结果表明,惠州凹陷珠海组和珠江组自生伊利石加权平均年龄分别为(12.1±1.1)Ma和(9.9±1.2)Ma,惠州凹陷新近系油气成藏关键时间为10Ma左右。结合该区断裂发育史、油气成藏组合和流体包裹体均一化温度等资料进一步分析认为,中中新世末—晚中新世末的晚期断层活化加强了新近系油气的成藏。     

碎屑白云母~(40)Ar-~(39)Ar示踪及在长江贯通研究中的应用探讨

使用碎屑白云母40Ar-39Ar年代学示踪方法研究长江贯通是一种新探索。在分析这一方法示踪的基本原理之后,讨论了碎屑白云母40Ar-39Ar年代学方法在判别沉积物物源、研究水系演化和计算源区剥蚀速率等方面的一些应用,然后从取样位置的选择、样品的采集与处理以及上游源区白云母40Ar-39Ar年龄分布等方面就这一方法应用于长江贯通研究的可行性进行了探讨。研究这一问题的思路是:先整理源区白云母40Ar-39Ar年龄分布,再分析盆地沉积物中碎屑白云母年龄分布在垂向的变化,最后对比这两种年龄分布的关系来制约长江贯通时间。     

伊利石40Ar-39Ar年龄的统计分析与成藏期

为了确定鄂尔多斯盆地苏里格气田的成藏年代,通过提取砂岩储层中的黏土质填隙物,分离分级成 < 0.5、0.5~1.0、1.0~2.0μm的分样品,进行伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年.等时线年龄是自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.通过趋势分析和回归分析分别获得极小的趋势年龄和极小的回归年龄,该年龄比较接近自生伊利石年龄.测试结果表明,伊利石的等时线年龄介于160.9~232.0 Ma之间,为自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.采用数理统计方法获得极小趋势年龄和极小回归年龄分别为151.7 Ma和152.4 Ma,该年龄比较接近自生伊利石年龄,代表了热流体活动和油气成藏时间.      

铅锌矿床定年方法评述

矿床成矿时代的界定对于矿床成因的认识、成矿事件时间维的标定及找矿方向的确定具有十分重要的理论意义和实际意义。MVT铅锌矿床的精确定年更是建立可靠的成矿模式所必须解决的问题。本文评述了几种常用的MVT铅锌矿床的定年方法，如古地磁法、^40Ar-^39Ar法、U—Pb法、Rb—Sr法、Sm—Nd法和裂变径迹法；阐明了精确定年在研究MVT矿床成因中的作用。随着实验技术和测试手段的不断发展和提高，^40Ar-^39Ar法、Rb—Sr法和Sm—Nd法将在MVT矿床精确定年中得到广泛应用。     

40Ar-39Ar同位素测年方法及其应用

^40Ar—^39Ar测年法的出现，为同位素地质年代学开辟了一个新的领域；但过剩氩的存在、年龄谱的分析方法，又制约着地质事件的年龄解释。在介绍该方法的原理、校正、年龄谱的分析和应用及过剩氩问题等方面内容的基础上，结合阿尔金断裂研究实例，对该断裂中的新生矿物进行了^40Ar-^39Ar测年，进而确定了阿尔金断裂走滑活动的年龄。     

油气成藏年代学研究进展及发展趋势

成藏年代学是当代石油地质学的一个前沿领域。80年代以来，随着油藏地球化学、流体包裹体方法、同位素测年法、油气水界面追溯法等多种新方法或新技术的引入，成藏年代学研究取得了重要进展，实现了由传统的间接向直接研究、宏观向微观研究，以及定性向定量（或定期向定年）研究的重要转变。间接研究与直接研究相结合、宏观与微观研究相结合、定性与定量（或定期与定年）研究相结合，已成为现代成藏年代学研究发展的重要趋势，这对于叠合盆地的成藏年代与成藏史研究尤为必要。就各种成藏年代学研究方法的应用及其存在的问题进行了简要分析和讨论。     

石英~(40)Ar-~(39)Ar阶段加热法定年的实验技术改进及意义

40 Ar 3 9Ar阶段加热法测定石英年龄始于 1986年。近年来通过样品清洗、提高真空度、提高质谱计灵敏度、减小样品用量、增加熔样阶段等实验技术改进 ,数据质量比过去有所提高。但关键问题是选择有代表性的石英样品 ,并预先对样品做镜下鉴定和电子探针分析 ,挑选钾含量较高的石英用于定年 ,以便减少失败 ,提高年龄数据测试的成功率。当钾含量高于 0 0 5 %时 ,一般都可在中温 (70 0～ 10 0 0℃左右 )阶段获得 3个以上视年龄构成的坪年龄和等时年龄 ,比过去马鞍型年龄谱中由一个最小视年龄作为成矿年龄要准确。     

宁芜盆地凹山和东山铁矿床中阳起石的激光39Ar-40Ar年代学研究

文章通过对凹山和东山铁矿床中特征的组合矿物之一伟晶状阳起石进行激光39Ar-40Ar法定年,精确测定了玢岩铁矿的成矿时代。其中东山铁矿中新鲜阳起石(黑绿色)的39Ar-40Ar等时线年龄在126～129Ma之间,与赋矿围岩大王山组火山岩中角闪石的等时线年龄(127Ma)一致,证明成矿与成岩密切相关,成矿与成岩是同时期的产物。而凹山铁矿中蚀变阳起石(灰绿色)的39Ar-40Ar等时线年龄为(114±16)Ma。2种阳起石分别形成于成矿作用的不同阶段,黑绿色新鲜阳起石与磷灰石、磁铁矿同期形成,形成于岩浆向热液演化的高温阶段,在成岩和成矿之后的冷却过程中,矿体和潜火山岩体具有相同的闪石封闭温度(500℃±);而灰绿色蚀变阳起石形成于中期阳起石(透辉石)-钠长石-磷灰石-磁铁矿化矿体围岩蚀变阶段。     

Evaluation of 40Ar/39Ar Geochronology of Authigenic Illites in Determining Hydrocarbon Charge Timing: A Case Study from the Silurian Bituminous Sandstone Reservoirs,Tarim Basin,China

The Silurian bituminous sandstones(SBS) in the Tarim Basin, China are important basinwide reservoirs with an estimated area of approximately 249000 km2. We investigated the ages of authigenic illites in the SBS reservoirs and constrained their formation timing by using the ~(40)Ar/~(39)Ar step wise heating method. The age spectra, ~(39)Ar recoil loss and their controlling factors were investigated systematically. The ~(40)Ar/~(39)Ar ages were compared with the conventional K/Ar ages of identical clay fractions. The clay in the SBS reservoirs is dominated by orderly mixed-layer illite/smectite(I/S) with 5%–30% smectite layers. The I/S minerals morphology comprises primarily honeycomb, short filamentous and curved-lath particles, characteristic of authigenic illites. The unencapsulated ~(40)Ar/~(39)Ar total gas ages(UTGA) of the authigenic illites range from 188.56 ± 6.20 Ma to 491.86 ± 27.68 Ma, which are 7% to 103% older than the corresponding K/Ar ages of 124.87 ± 1.11 Ma to 383.45 ± 2.80 Ma, respectively. The K-Ar ages indicate multistage accumulations with distinct distribution patterns in the Tarim Basin: older(late Caledonian-early Hercynian) around the basin margin, younger(late Hercynian) in the basin centre, and the youngest(middle to late Yanshanian) in the Ha-6 well-block, central area of the North Uplift. The age difference is believed to have been caused by the ~(39)Ar recoil loss during the irradiation process. Compared with the K/Ar ages, the estimated ~(39)Ar recoil losses in this study are in the range from 7% to 51%. The ~(39)Ar recoil loss appears to increase not only with the decreasing particle sizes of the I/S, but also with increasing percentage of smectite layers(IR) of the I/S, and smectite layer content(SLC) of the samples. We conclude that due to significant ~(39)Ar recoil losses, UTGA may not offer any meaningful geological ages of the authigenic illite formation in the SBS and thus can not be used to represent the hydrocarbon charge timing. ~(39)Ar recoil losses during ~(40)Ar/~(39)Ar dating can not be neglected when dating fine authigenic illite, especially when the ordered mixed-layer I/S containing small amount of smectite layers(IR30%) in the reservoir formations. Compared with the unencapsulated Ar-Ar method, the conventional K-Ar method is less complicated, more accurate and reliable in dating authigenic illites in petroleum reservoirs.     

沉积盆地油气成藏期研究及成藏过程综合分析方法

从油气成藏研究的发展阶段入手讨论了油气成藏期研究方法的演变,早期主要从生、储、盖、运、聚、保各项参数的有效配置,根据构造演化史、圈闭形成史与烃源岩生排烃史来推断油成藏期次和过程;近年来随着科技的进步,油气成藏期的"正演"分析方法,如对构造演化史、圈闭发育史与烃源岩生排烃史的研究越来越深入、精细,相应地深化了油气成藏条件、期次和过程的认识;同时,依靠"成藏化石"记录方面的成藏期定量数据分析可以"示踪"油气成藏期次和过程,如具有封闭特征的记录了沉积盆地早期油气成藏条件和过程的流体包裹体研究,具有开放特征的反映油气充注、演化过程的油气分异特征、储层沥青分析及自生矿物年代学研究等。并以克拉 2气田成藏过程为例,提出了在油气分异特征、包裹体分析、储层沥青分析和成岩矿物年代学等研究的基础上,结合盆地构造演化史、沉积埋藏史、烃源岩热演化史以及各种成藏条件的有效匹配,综合分析油气成藏期次、过程的方法。