四川盆地震旦-寒武系油气成藏的Re-Os年代学约束

四川盆地震旦-寒武系储层具有万亿立方米以上的油气地质储量,具有广阔的勘探前景.复杂的地质条件及多期次构造作用限制了对其油气成藏演化过程的精细刻画.近年来,流体包裹体40Ar/39Ar和烃类Re-Os同位素定年等新技术在油气成藏研究中表现出良好的潜力和广泛的应用前景.针对四川盆地深部油气成藏演化的定量解析这一问题,在总结前人对震旦-寒武系油气成藏演化地质分析的基础上,结合近期对川中威远气田、川西龙门山矿山梁古油藏和川北米仓山古油藏中沥青Re-Os同位素的定年结果,认为四川盆地震旦-寒武系油气存在~450 Ma、205~162 Ma两期成藏作用,其中天然气藏形成的关键时期为205~162 Ma.还指出了Re-Os同位素分析在定量解析油气演化研究中需要解决的关键问题,并认为烃类的Re-Os同位素定年将会推动我国成藏年代学的发展,促进诸如四川盆地等复杂地质条件深层油气成藏过程和成藏机理的研究.      

四川盆地北缘亢家洞灯影组四段焦沥青Re-Os定年与烃源岩示踪

四川盆地及邻区的震旦系灯影组四段白云岩中普遍存在充填孔洞沥青。然而,烃源岩和沥青的高成熟度以及复杂的地质构造活动增加了恢复油气成藏史的难度。近年来,Re-Os放射性同位素体系被越来越多的应用于油气生成期定年和油源对比。陕西宁强亢家洞震旦系灯影组四段古油藏中的高成熟度沥青(R_b约为1.4%～2.5%)构建了约260Ma、60～70Ma和8～13Ma的Re-Os等时线年龄。其中,60～70Ma和8～13Ma的Re-Os年龄可能指示原油在受热裂解形成焦沥青过程末段地层抬升、地温降低、Re-Os体系封闭的时刻。而较老的约260Ma的Re-Os年龄与普遍的二叠纪是前寒武系、寒武系烃源岩主生烃期的观点一致,说明在原油热裂解之外,高成熟度沥青的Re-Os年龄也有可能指示生油期。同时,在263Ma时亢家洞大部分沥青与筇竹寺组烃源岩样品的¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os范围较为一致,而灯影组三段和麦地坪组烃源岩同时期的¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os较低,筇竹寺组可能是亢家洞古油藏沥青的主要烃源岩。上述认识对四川盆...     

川东南丁山构造震旦系—下古生界油气成藏条件及成藏过程

川东南的构造演化可分成5个阶段:①晚震旦世抬升剥蚀阶段;②早古生代沉降阶段;③晚志留世—泥盆、石炭纪抬升剥蚀阶段;④二叠纪—晚白垩世沉降阶段;⑤晚白垩世—现今快速隆升阶段。震旦系灯影组—下古生界储层沥青与下寒武统和下志留统黑色泥岩之间地球化学特征的对比表明二者有着重要的联系,灯影组烃源来自下寒武统牛蹄塘组。丁山构造一直处于高部位,有利于油气聚集,丁山构造在晚白垩世前圈闭、封盖、储层及保存条件均较好,形成了古油藏。随着埋深的增大,古油藏裂解成古气藏。晚白垩世至今受喜马拉雅运动的影响,通天断层发育,保存条件变差,导致天然气的逸散。丁山构造的油气成藏过程可分为古油藏→古油藏裂解形成古气藏→古气藏破坏三大过程。     

中国海相层系油气成藏过程与储层沥青耦合关系:以四川盆地为例

鄂尔多斯盆地、塔里木盆地和四川盆地三大海相盆地在古生界均不程度地发育古油藏,古油藏中储层沥青是藉以恢复和重建油藏成藏过程的重要中间产物。在对四川盆地海相层系油气成藏分类的基础上,对四川盆地碳酸盐岩储层沥青特征开展了详细的产出形态分析,总结了储层沥青产出形态与油气成藏过程的关系。四川盆地海相天然气藏储层岩类页岩、致密砂岩、碳酸盐岩均有分布,多期生烃、多期构造调整导致天然气与古油藏耦合关系复杂。总体上讲,四川盆地海相天然气气藏构建了一个原生与次生兼备、原油裂解气藏占主导、页岩气藏和致密砂岩气藏为辅的复式成藏系统。储层沥青分布特征可揭示古油藏和气藏成藏调整过程。     

四川盆地北缘马元铅锌矿床与古油藏关系研究

马元铅锌矿床是四川盆地北缘重要的铅锌矿床之一,赋矿地层为震旦系灯影组,野外可见大量的沥青与铅锌矿共生/伴生,镜下见早期沥青与闪锌矿、方铅矿共生,沥青的生物标志物与郭家坝组烃源岩极为相似。物质来源方面,铅锌成矿主要的物质来源和两期油气成藏的物质来源均为下寒武统郭家坝组;时间关系方面,铅锌成矿的共生矿物Rb-Sr同位素等时线年龄为(486.7±3.1)Ma,仅可能与第一期古油藏形成、破坏有关。闪锌矿和重晶石包裹体中含有CH4和少量H2S、沥青,表明铅锌成矿流体中富含有古油藏裂解产物。生烃、排烃、初次运移萃取出"双源层"中的铅锌元素,第一期古油藏裂解和短暂TSR作用产生的还原性硫为铅锌络合物沉淀提供了物质基础,第一期古油藏最终完全破坏残留下早期沥青。     

中国南方存在印支期的油气藏——Re-Os同位素体系的制约

利用Re-Os同位素方法开展富含有机质的沥青、原油等的研究,是确定油气成藏时间和破坏时间有效的但极富挑战性的新途径,在国内尚无研究实例报道。以我国南方最大的古油藏之一的麻江古油藏中的沥青为主要对象,采用Re-Os同位素方法试图限定油气的成藏时间和破坏时间。研究表明,麻江古油藏的固体沥青Re、Os同位素质量分数分别在41.5×10-6～642×10-6和0.21×10-6～12.15×10-6之间,N(187Re)/N(188Os)比值较高,且变化范围较大,在270.90～4074.99之间,Os同位素组成指示中等放射成因,其N(187Os)/N(188Os)比值在0.3400～3.6557之间变化。所有沥青样品的模式年龄在28～144Ma之间变化,集中在85Ma左右。通过沥青Re-Os同位素研究,结合详细地质资料,认为麻江古油藏的成藏时间为印支期—早燕山期(144Ma之前),而油藏破坏时间为燕山晚期即85Ma左右。     

冀北坳陷中元古界流体包裹体与油气成藏期次研究

冀北坳陷中元古界地层分布有广泛的沥青、油苗显示,说明该地区曾发生过大规模的生烃成藏历史。文章运用显微岩相学观察和流体包裹体分析技术,对冀北坳陷芦家庄古油藏和双洞古油藏进行了油气成藏期次研究。通过显微岩相学及包裹体测温显示,芦家庄古油藏在中元古代经历了第一次大规模的油气成藏后,在燕山期经历了第二期次的油气成藏过程;双洞古油藏则在燕山期经历了两个期次的油气成藏过程。包裹体均一温度分析显示,两个古油藏在燕山期的油气成藏时间集中于185~150 Ma。研究表明,冀北坳陷古油藏的成藏关键期与燕山期区域性火山活动异常活跃所致的古地温高温期有关。     

川西坳陷中段上三叠统须家河组二段原油裂解成因天然气发现及成藏模式初探

川西坳陷中段具备多套烃源层、多个烃源区、多期油气生成、多期油气成藏同时又经历了多个构造期调整和破坏,纵向上发育的多套生储盖组合孕育了多层含气层系。天然气碳同位素分析表明,该区上三叠统须家河组产出的部分天然气乙烷碳同位素具有明显偏负的特征,相关图版的判别显示,这部分天然气具有原油裂解气的性质。同时在研究区上三叠统须家河组储层中发现了大量的储层沥青充填物,通过岩芯观察、显微照片、元素、热解等分析,发现该储层沥青充填物具有多种类型、多种分布形态、边界较为清楚等特征,且这些沥青充填物的反射率较高,尤其是须二段的储层沥青,这一特征与焦沥青的基本特征类似,表现为油藏裂解后残余物的特征,原油裂解气和焦沥青的发现证实了川西坳陷中段须家河组古油藏的存在。在此基础上,通过综合分析生油及裂解条件等,对研究区须家河组古油藏裂解气成藏模式进行了初步探讨,将这一过程分为印支晚期古油藏形成、燕山中期古油藏裂解、燕山晚期-喜山期气藏调整三个连续的阶段,这对深化认识川西坳陷中段天然气的成因和分布具有一定的意义。     

川东南丁山地区石牛栏组成脉流体来源与油气成藏

四川盆地东南部志留系油气成藏过程研究缺少成藏和破坏阶段的直接证据,丁山地区志留系石牛栏组储层内沥青和方解石脉体记录了储层内流体演化的信息,对研究油气藏油气成藏演化过程有重要的指示作用。运用显微岩相学、阴极发光、微区原位元素和流体包裹体分析方法,确定了古流体来源和活动时间,并恢复了甲烷包裹体古压力,结合烃源岩生烃演化史和地质特征揭示了石牛栏组油气成藏演化过程和主控因素。研究结果表明丁山地区石牛栏组储层内发育两期方解石脉体,原油充注发生在两期方解石脉形成之前。第一期方解石脉形成于距今约127 Ma,阴极发光颜色为褐红色,方解石脉形成于偏还原环境,成脉流体来源于同层位成岩流体。第二期方解石脉形成于距今约83 Ma,阴极发光颜色为褐黄色,方解石脉形成于偏氧化环境。龙马溪组烃源岩大量生油阶段在距今190～150 Ma之间,生成的石油充注到石牛栏组储层中并在距今约135 Ma裂解成气藏。甲烷包裹体捕获压力为51.77～57.46 MPa,储层压力系数为1.26～1.40。石牛栏组古气藏在燕山期以来,由于构造运动导致地层抬升剥蚀和断裂发育,促使天然气泄漏。     

同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展

系统总结分析了峨眉山大火成岩省的同位素地球化学研究成果。总结前人研究资料中大量峨眉山大火成岩省（ELIP）中玄武岩和侵入体的同位素年龄数据,并结合生物地层学特征,确认我国西南峨眉山大火成岩省中的各个岩石单元的形成时代为251~263 Ma,其中基性-超基性侵入岩体形成于约259 Ma,而作为峨眉山大火成岩省主体的峨眉山玄武岩系形成于251~253 Ma。Sr-Nd、Re-Os、Lu-Hf及O同位素地球化学数据表明峨眉山大火成岩省的源区为地幔柱或者大陆岩石圈地幔(SCLM),其中峨眉山玄武岩与富含Fe-Ti氧化物基性侵入体的Sr-Nd同位素特征相似,具有与OIB相似的同位素性质;而含Cu-Ni硫化物的基性-超基性岩体的同位素特征接近地壳物质,可能与地壳混染作用有关。     

塔里木盆地晚震旦世—中寒武世构造沉积充填过程及油气勘探地位

南华纪初,受罗迪尼亚（Rodinia）超级大陆裂解的影响,塔里木陆块进入强伸展构造演化阶段,陆内发育了北东—南西向裂谷体系,裂谷区与两侧高隆带构成“两隆夹一坳”古构造格局。这一古构造格局持续控制了晚震旦世至中寒武世碳酸盐岩沉积序列的充填、演化及油气成藏组合,应将受前寒武纪裂谷构造—沉积演化控制的系列碳酸盐岩台地作为一个成因整体进行系统研究。结果表明:晚震旦世—中寒武世碳酸盐岩台地先后经历了5个重要演化阶段,即晚震旦世同裂谷充填期、震旦纪末抬升剥蚀阶段、早寒武世初海侵深水缓坡型富泥质碳酸盐岩台地阶段、浅水缓坡型碳酸盐岩台地阶段,以及中寒武世蒸发潟湖占主导镶边型碳酸盐岩台地阶段。控制了两套烃源岩、两套储层及一套区域盖层的发育,即形成于震旦纪裂陷槽内潜在烃源岩和早寒武世深水缓坡阶段玉尔吐斯组烃源岩、震旦纪末期受剥蚀淋滤形成的上震旦统微生物丘滩相白云岩储层和早寒武世受岩相和早期云化联合控制的肖尔布拉克组丘滩相白云岩储层,以及中寒武统蒸发潟湖相蒸发岩盖层,构成了上、下两套有效油气成藏组合。与已获得重大突破的四川盆地同期德阳—安岳克拉通内裂陷沉积演化序列及油气成藏组合类比表明,与之具有良好的相似性,且主力烃源岩品质、直接盖层的封盖性能更优于安岳特大型气藏,认为塔里木盆地这一构造—沉积单元具有重要的勘探前景与地位,上部成藏组合更具现实勘探价值。     

麻江古油藏油源识别与油气运聚分析：来自油气地球化学的证据

充分考虑热演化过程中烃源岩干酪根、族组分、固体沥青及正构烷烃碳同位素相互关系及变化规律,通过地球化学分析并结合前人碳同位素及芳烃标志物研究进行综合分析,结果表明古油藏各区域储层早期均存在下寒武统黑色泥岩来源,后期来源有较大差别,麻江古背斜以南各地沥青均不同程度与中寒武统都柳江组有关,北凯里液态原油及油苗为五峰组及龙马溪组印支期成藏产物,其保存环境为储层早期成岩过程中形成的独立封闭系统。在油源识别的基础上,结合构造地质背景、油气成藏条件及流体活动规律分析,认为黔南坳陷及邻区下寒武统、都柳江组、五峰组及龙马溪组烃源岩的分布控制了该区油气富集规律,黔南海西期断裂系统与加里东运动形成的不整合面构成不同期次油气运聚的输导系统,海西期形成的一系列正断裂是麻江古油藏成藏的关键。     

油气成藏定年的Re-Os同位素方法应用研究

Re和Os易于被有机物捕获而富集,并长期稳定地保存在烃源岩、原油和沥青中而保持良好的封闭体系.可以对烃源岩、原油和沥青进行Re-Os同位素直接定年,获得与油气成藏相关的精确的绝对年龄信息.Re-Os同位素实验分析包括样品的溶解、Re和Os的化学分离与纯化、Re和Os同位素的质谱测定.原油中沥青质组分的Re,Os同位素组成能够近似代表全油的Re,Os同位素组成,对原油进行Re-Os同位素分析实质就是对原油中的沥青质组分中的Re-Os同位素体系进行分析,其年龄记录的是油气生成的年龄,原油和烃源岩的187Os/188 Os比值的对比可以进行油源示踪.沥青Re-Os同位素等时线年龄揭示的是油气大量生成运移的时间,年龄数据分散的主要原因是具有不同187 Os/188 Os初始比值的烃源岩对Re-Os体系的贡献.川西龙门山北段矿山梁下寒武统沥青Re-Os同位素组成和等时线年龄指示了油气生成和运移的时间发生在～164 Ma,并来源于两种烃源岩.Re-Os同位素体系的封闭性、等时线年龄的精度和油气地质意义、烃源岩多期熟化作用和混源作用的影响等方面还值得进一步深入研究.Re-Os同位素方法将在油气成藏年代学领域,特别是在碳酸盐岩地区的油气成藏定年方面具有广泛的应用前景.     

峨眉山大火成岩省对四川盆地油气储层的控制作用研究

四川盆地具有演化历史长、沉积盖层厚度大、油气资源丰富等特点,是我国大型含油气盆地之一。上扬子地区中、晚二叠世之间的峨眉山地幔柱活动改变了四川盆地古地理格局,造成地壳的快速抬升,盆地西南地区地壳抬升幅度最大,呈现古剥蚀高地,往北东方向的影响逐渐减弱,从而导致沉积环境自西南向北东由单一的海相依次转变为陆相、海陆过渡相至海相沉积。本文讨论了峨眉山大火成岩省的形成过程及对四川盆地油气储层的影响,认为峨眉山大火成岩省对四川盆地油气储层的影响主要体现在两个阶段、3种影响作用方式。两个阶段是指中二叠世末期和晚二叠世—早三叠世时期。3种方式是指峨眉山地幔柱导致的地壳抬升对下伏中二叠统灰岩储层的改造作用,表现为地幔柱核心区(大理—永仁)中二叠世地层发育风化壳岩溶型储层;峨眉山大火成岩省的火山喷发旋回对火山岩储层的空间发育的控制作用,发育了火山岩储层;峨眉山地幔柱活动控制的晚二叠世盆地构造格架对上覆沉积储层的控制作用,导致了峨眉山地幔柱外围伸展区(川东北—西北)发育海槽,控制了晚二叠世礁滩相沉积的发育等。峨眉山大火成岩省的形成过程不仅形成了优质的火山岩储层,同时也影响了沉积岩相的空间分布、改造了下伏碳酸盐岩的孔隙特征,进而控制了四川盆地的油气储层。     

超深层古油藏的定量表征及其对气藏形成的指示意义:以川中古隆起北斜坡灯影组为例

跨越多个构造期的深层、超深层油气成藏定量表征是地学界的一大难题.川中地区上震旦统灯影组天然气藏以典型的原油裂解气为主,油气演化经历了古油藏、古气藏直至现今气藏的复杂演化过程;古油藏的定量刻画是恢复其成藏过程的关键和核心.优选川中古隆起北斜坡上震旦统灯影组气藏为研究对象,以固体沥青为媒介,在岩心观察的基础上,综合“点”(固体沥青图像法定量表征)、“线”(固体沥青多矿物测井反演定量评价)、“面”(固体沥青含量平面分布定量表征)3个维度对固体沥青进行定量刻画,进而定量刻画古油藏并以体积法计算其资源量,以期从成藏角度对斜坡区的天然气勘探潜力评价提供支撑.研究结果表明：(1)灯影组储层固体沥青主要以半充填-充填的状态赋存于孔隙空间中;灯二段固体沥青含量整体要高于灯四段;不论灯二段还是灯四段,上亚段固体沥青含量略高于下亚段;(2)固体沥青纵向和平面分布规律指示,纵向上,油气充注方向多为自上而下;平面上,油气充注主要存在两个方向：自德阳-安岳裂陷槽向台内侧向充注;自北部斜坡区向南、向古隆起高部位侧向充注;(3)北斜坡地区灯影组储层古油藏完成裂解的时间早于大规模区域构造运动,因此可以用现今储层固体沥青...     

金沙岩孔灯影组古油藏沥青有机地球化学特征及油源分析

为详细研究华南海相震旦系古油藏沥青来源,对金沙岩孔灯影组古油藏进行了系统解剖.古油藏沥青主要富集于灯影组上部砂屑白云岩、鲕粒白云岩及藻白云岩中,野外采集固体沥青呈块状富集,质地坚硬,有污手性,沥青主要赋存在白云岩晶间孔、铸模孔以及溶洞内,呈黑色固态物质产出,镜下观察沥青具镶嵌状结构特征.含沥青白云岩有机碳含量0.52%~1.89%,表明其较高的有机质含量.沥青受高温裂解及地表水淋滤氧化作用,氯仿沥青“A”及热解潜量较低,沥青有机碳同位素值为–33.22‰~–32.06‰, V/(V+Ni)比值较高为0.75~0.94,沥青反射率2.95%~3.86%,双反射明显,热演化程度高,大部分样品 H/C 比值小于0.5.综合研究表明,沥青在地质历史中曾经受了高温热演化作用,为原油高温裂解焦沥青.通过生物标志物、有机碳同位素、单体烃同位素及 V/(V+Ni)比值对比分析认为沥青来源于下寒武统牛蹄塘组黑色岩系.     

黔东北梵净山地区沥青Re-Os同位素年龄对油气成藏年代的约束

黔东北梵净山地区位于雪峰隆起西缘,前寒武纪-早古生代黑色有机质岩系发育,沥青显示广泛。该区在新元古代-中生代经历了晋宁期、加里东期及印支期-燕山期多幕构造变形,前人对后两期构造与油气成藏的响应关系研究较多,而关于晋宁期构造与油气成藏之间的匹配关系则鲜有报道。选取黔东北梵净山地区宝塔组灰岩溶蚀孔、洞内的沥青开展了Re-Os同位素研究,测试结果显示等时线年龄为(915±129)Ma。结合区域地质分析表明,梵净山地区存在晋宁期原生油藏,在加里东期被改造形成次生油藏,古隆起控制了次生油气藏的分布。本研究丰富了雪峰隆起西缘油气成藏期次,同时也促进了复杂构造变形条件下次生油气藏成藏机理研究,对我国南方新元古界油气勘探有重要意义。     

右江盆地油气成藏与金成矿的时代耦合：Sm-Nd同位素制约

右江盆地二叠系生物礁古油藏的三期油气注入时间分别为237.5～235 Ma、232.5～230 Ma和227.5～185 Ma，其中第三期裂缝充填方解石的Sm-Nd等时线年龄为（182±21） Ma，微细浸染型（卡林型）金矿床成矿流体的活动时限为267～172 Ma。金矿床与古油藏在空间上密切共生、在成矿成藏时间上大致吻合、在成因上一脉相承，它们同是盆地有机成矿流体演化的产物。     

四川广元天井山古油藏剖析

根据赋存方式,天井山古油藏的沥青主要可分为(1)下泥盆统平驿铺组石英砂岩中的孔隙型沥青;(2)下寒武统杂砂岩中的孔隙型沥青;(3)下寒武统杂砂岩中顺层分布的"扁豆状"沥青;(4)下寒武统脉沥青.这几组沥青的反射率分别为1.07%(一期),0.23%(二期);3.99%;0.98%(一期),0.23%(二期);0.37%～0.42%.氯仿沥青"A"的含量较高,其中下泥盆统沥青可达4 244.1×10-6,反映沥青的演化程度较低.低反射率的沥青不是源自下古生界自身,而是源自较新的地层;有机地球化学资料显示其源于二叠系和下三叠统.两组低反射率的沥青还反映了区内存在两期油气成藏与演化.下泥盆统石英砂岩沥青含量分布自下而上表现为高-较高-低-较高-低(以至无)的变化现象,其间并无隔层,这可能是由天然气的幕式充注及气洗作用和构造抬升后处于开启环境的水洗氧化、生物降解等多因素综合作用的结果.     

皖南-浙西下古生界碳沥青成因及南方海相“有效烃源岩“问题探讨

赋存于皖南-浙西的固体碳沥青分为古油藏裂解碳沥青和古油藏破坏次生充填碳沥青两种类型,阐明了两类碳沥青的不同成因机制.重新认定了浙西“康山沥青脉“为碳沥青而不是泥岩.论证了皖南、浙西碳沥青的烃源为下寒武统、中-上奥陶统至下志留统、中-上寒武统等.认为加里东运动-广西事件期间是下扬子盆地相区以下寒武统黑页岩为烃源的油藏形成和部分破坏的主要时期.针对南方的油气勘探,提出了只有在晚期成藏中作出贡献的源岩才是“有效烃源岩“的新概念.