沉积岩钾、氩分布与天然气氩同位素--以渤海湾、四川和鄂尔多斯盆地为例

本文对渤海湾盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地等天然气产区41个不同深度、不同时代和不同岩性的油气源岩和储集岩利用K-Ar年龄测定法进行K、Ar分析、表面年龄测定和粘土矿物分析,探讨了沉积岩中钾、氩的时代和区域分布特征及泥质岩钾含量与粘土矿物中伊利石含量的关系,并对泥质岩和碳酸盐岩的钾氩分布进行对比研究,指出了沉积岩钾丰度的时代演化旋回及其特点.并讨论了岩石中的钾氩来源及赋存状态以及天然气中氩的来源及其进入气藏的运移机理.     

氩同位素气源对比原理及应用条件

稀有气体氩及其同位互素组成在气源对比中越来越引起人们的重视。本文从理论和实践上对天然气中氩的来源，源岩中氩的赋存态和演化，进入天然气中的机制以及对天然气中氩同位素组成的影响进行了系统，根据前人的工作和近年来的研究，讨论了氩同位素在天然气地质学中的应用，指出了天然中氩内位素组成的控制因。强调源岩年齿对天然气氩同位素组成的控制作用以及储层时代效应和其它因素对氩同位素组成的影响，为进一步研究和利用氩同位     

氩的中子活化分析用于测定矿物、岩石的钾-氩年龄

测定含钾矿物或岩石的钾-氩地质年龄,要求精确分析样品的放射成因Ar^40的含量。目前广泛应用的是体积法和同位素稀释法。前者用麦氏压力计测定自样品析出的氩的总量,然后根据氩的同位素分析数据,扣除混入的非放射成因氩;后者采用稳定同位素稀释     

胜利油田天然气氩同位素特征

对胜利油田21个天然气样进行氩同位素组成分析,结合甲烷碳同位素组成特征和地质背景,阐明了天然气中40Ar/36Ar比值分布规律及其与源岩?储层的关系,进而讨论了天然气中空气氩和放射成因氩的分布规律,指出胜利油田存在着生物-热催化过渡带气?油田伴生气?煤型气和富CO₂气?它们具有各自的氩?碳同位素组成和演化特征?第三系和中生界自生自储天然气的40Ar/36Ar比值分别为335和564?通过数学分析,首次确定古生界和前震旦系新生古储天然气的储层时代效应系数分别为1.25和1.47?并认为前震旦系储层中天然气来自第三系,而储于古生界的天然气是约70%的第三系油型气和约30%的中生界煤型气混合的结果?与岩浆作用有关的无机CO₂和第三系有机成因烃类气混合形成平方王富CO₂气藏?     

氩同位素用于库车坳陷天然气主力气源岩判识

稀有气体是天然气中指示其地球化学特征的重要组分,放射成因氩( Arr)的年代积累效应广泛应用于同位素定年和天然气的气源对比.本文系统地讨论了 40Ar的形成机理及其运移进入气藏的过程,利用 40Ar的母体元素 K在煤和煤系泥岩中的丰度差异,分析了以煤和煤系泥岩为母源的天然气 40Ar/36Ar同位素组成上的不同,并利用这种差异对煤系中煤岩或煤系泥岩为源岩的天然气藏的主力源岩进行了判识,继而建立了利用氩同位素组成判识煤系烃源岩主力源岩的方法.利用此方法对塔里木盆地库车坳陷三叠系-侏罗系煤与煤系泥岩互层的烃源岩进行了探讨, 数学计算结果表明该区主力源岩为煤系泥岩, 煤对天然气藏的贡献较小.     

西藏林子宗群火山岩氩-氩年代学研究

通过对西藏冈底斯南带林周盆地中 3个岩组样品的40 Ar 3 9Ar定年 ,初步建立了该剖面林子宗群火山岩形成的同位素年代时序格架 :底部典中组的下限年龄为 6 3.32± 0 .89Ma;中部年波组为 5 4.16± 0 .49Ma;上部帕那组下限年龄为 38.7± 0 .40Ma .。指出至少在林周盆地剖面 ,林子宗群火山岩的形成时代为早第三纪 ,而非晚白垩纪。     

辽宁后仙峪硼矿床氩-氩定年及其地质意义

辽吉硼矿带是世界级非金属成矿省,但其成矿时代研究薄弱,成因类型和构造环境认识分歧.本文报道新获得的后仙峪超大型硼镁矿床金云母~(40)Ar-~(39)Ar年龄,并厘定成矿时代.主矿体金云母氩-氩坪年龄为884.4±8.9Ma(MSWD=0.47),正、反等时线年龄分别为885.0±7.5 Ma(MSWD=0.55)和885.8±7.3 Ma(MSWD=0.79),表明主成矿事件发生在885Ma左右,可能与Rodinia超大陆汇聚事件有关.矿体与闪长岩脉接触带蚀变岩的金云母氩-氩坪年龄为386.5±3.9Ma(MSWD=1.4),正、反等时线年龄分别为386.7±5.3 Ma(MSWD=2.6)和387.1±7.2 Ma(MSWD=3.9),代表成矿后局部改造事件的年龄,后期改造与早泥盆世岩浆作用有关.     

用钾-氩法求地质事件真实年龄的方法探讨

钾-氩法所测出的地质事件的表面年龄一般小于地质事件发生的真实年龄,其中很多没有地质意义。本文利用随机过程理论,在对地质体内⁴⁰Ar的逸散作用进行分析的基础上,推导出如下年龄计算公式: 在一定条件下,利用这些公式,可以据钾-氩法测试资料求出地质体形成时代t+t⁰、热扰动结束时代t⁰及热事件所持续的时期t’。据所导出的公式,对冀东迁西群地层的年龄进行讨论,求得2500Ma左右结束的那期热事件所持续的时期t’为4.76亿年,迁西群形成时代为3000—3300Ma。检验表明,公式有效。     

沉积岩中铀、钍、钾分布特征

沉积岩中铀、钍、钾的研究可以给人们带来沉积环境、物质来源、沉积层中稀有气体关系和地热状态等信息,对寻找沉积型自然放射性元素也是重要的基础工作。七十年代以来为开展含油气沉积盆地的铀、钍、钾分布特征的研究,我们先后建立了沉积岩中轴、钍、钾的γ-能谱测定法及化学量测方法。对我国几个含油气盆地各种沉积岩进行了铀、钍、钾的浓度测量,取得了一批基础数据。本文以陆相沉积为主,讨论了铀、钍、钾的分布特征,在此基础上进而探讨了它们的古环境意义,与有机质关系等地球化学问题。     

石油天然气的氩硫同位素研究

在石油和天然气的研究中应用氩同位素地质学,美苏都进行了相当工作,尤以苏联工作较多、较系统。从采样方法到样品净化、质谱测量等均做了较为系统的探讨,根据天然气中大气氩和放射成因氩的浓度苏联一些学者探讨过油气层间对比、油气层储集层环境的封闭程度、沉积盆地古含盐度,以及根据天然气中氦和氩的浓度比探讨气体可能形成的年龄等。     

高压白云母中过剩氩的成因研究进展

高压白云母中过剩氩成因研究目前已经取得了如下进展：①已经将高压白云母中过剩氩的来源限定为由流体输送和由母岩继承两种;②高压白云母中过剩氩的赋存和矿物的Mg／（Fe＋Mg）比值、Si^4＋含量及矿物的显微结构有关;③初步认定高压白云母中过剩氩的赋存和岩性有关：榴辉岩中的白云母含过剩氩最多,高压副片麻岩中白云母仍含有少量过剩氩,高压正片麻岩中白云母不含过剩氩。     

泥质岩氧化物比值与古气候关系探讨

岩石地球化学研究表明,各种氧化物在泥质岩中的含量与分布,受化学风化作用强度的影响,在很大程度上受气候条件的控制。鄂尔多斯盆地地跨陕、甘、宁、晋、蒙五省区,是一个煤、油、气共生的大型沉积盆地,晚古生代—中生代沉积物源主要为花岗岩和变质沉积岩,构造作用平稳,为利用泥质岩氧化物比值丰     

K-Ar、40Ar/39定年中尼尔值和初始氩比值

K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar定年中, 用以计算囚禁⁴⁰Ar绝对量的⁴⁰Ar/³⁶Ar, 称为初始氩比值.现代大气中的初始氩比值叫尼尔值, 为295.5.K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar定年的表观年龄都是在假设初始氩比值与现代大气中的尼尔值一致的基础上得到的.事实证明, 地球样品的初始氩比值不总是尼尔值, 因此这种假定不可靠, 尤其在对年轻样品进行K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar定年时, 会带来错误的表观年龄结果.对于K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar精细年代学, 特别对于年轻样品和低钾含量样品, 只有初始氩比值才对定年研究有意义, 而初始氩比值只能通过⁴⁰Ar/³⁹Ar等时线法求得.所以严格地讲, 只有等时线年龄才是可靠的.结合实验流程, 本文分析了⁴⁰Ar/³⁹Ar定年中为什么大多数等时线获取的初始氩比值接近尼尔值, 一是因为常规⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄的计算方法, 二是因为吸附氩的干扰.初始氩比值的一致性, 被用来证明样品同位素同源和封闭特性, 对年龄数据的精度及可靠性有非常大的影响, 尤其是年轻样品.因此, 在⁴⁰Ar/³⁹Ar定年中要选取氩同位素初始比值一致的同源样品, 并在实验流程中尽量克服样品吸附气体.本文对传统⁴⁰Ar/³⁹Ar方法中坪年龄、年龄坪的意义提出了质疑, 对提高⁴⁰Ar/³⁹Ar定年的精度具有重要意义, 并使之能够应用到极年轻的火山岩定年中.     

帕米尔构造结塔什库尔干碱性杂岩同位素年代学研究

利用高精度锆石SHRIMP U-Pb法测定了帕米尔构造结中东部塔什库尔干碱性杂岩的年龄,岩体不同岩石类型的年龄均为11Ma,与野外证据吻合。通过与该杂岩体钾长~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄(23Ma、13Ma)对比研究,~(40)Ar/~(39)Ar定年结果明显偏老,认为是由于钾长石中含有过剩氩所致,并分析了过剩氩存在的可能原因。因此塔什库尔干碱性杂岩的活动时代可以确定为11Ma,而且钾长石不宜作为该杂岩体测年的理想对象。结合岩体的成因及构造意义,认为在11Ma前,帕米尔构造结地区已具有加厚下地壳的特征。     

基于氮气吸附-核磁共振-氩离子抛光场发射扫描电镜研究川西须五段泥质岩储层孔隙结构

微观孔隙作为泥质岩的有效储集空间,其孔隙结构参数是作为气藏评价及资源量估算的重要依据。本文应用氮气吸附法(NAM)、核磁共振法(NMR)、氩离子抛光及场发射扫描电镜(AIP-FESEM)研究川西须五段泥质岩微观孔隙特征,结果表明:1氩离子抛光及场发射扫描电镜在表征微观孔隙形态与类别时有一定优势,但定量表征孔隙参数时,受图像二值化阈值的影响,表征结果偏差较大,可结合氮气吸附法来定量表征其孔径大小;2核磁共振受岩石骨架影响小,能够更精细反映岩石的物性条件,可定量计算孔隙度与可动流体饱和度,但对样品的孔隙形态反映较差;3综合上述三种方法,在须五段泥质岩中可识别出一定量的纳米级中、大孔,孔径大多介于几十纳米到几百纳米之间,孔隙连通性差,孔隙度主要介于2.3%~7.4%之间,孔隙类型以粒间孔、晶间孔最发育,有机孔隙、微裂缝次之,粒内孔隙最不发育。总体而言,融合了三种技术方法能更精确、更全面地反映泥质岩孔隙结构特征,能得到更完善的储层孔隙结构参数,在定量表征泥质岩孔隙结构中具有广泛的应用前景。     

泥质岩定义及分类问题的探讨

泥质岩为细粒沉积岩的主要类型，但国内外对其概念及分类有多种不同的理解，这给学术研究带来诸多困扰。文中梳理了国内外沉积学发展中泥质岩相关概念和定义的变迁，并试图建立一个实用的泥质岩(mudrock)分类体系。欧美国家多倾向于使用“泥质岩”一词，用于指粒径小于0.063 mm的细粒陆源碎屑岩，包括粉砂岩(粉砂含量大于2/3)、泥岩(粉砂和黏土含量都不超过2/3)和黏土岩(黏土含量超过2/3),其中发育纹层的岩石称为页岩；而前苏联学者则倾向于使用“黏土岩”一词，用于指黏土矿物含量大于50%的沉积岩，其中可劈裂成薄层的岩石称为页岩。国内外泥质岩及细粒沉积岩分类命名主要依据结构(粒级)、成分和沉积构造等特征，目前分类方案主要有2种，一种是多要素岩石综合分类方案，另一种是端元图式分类方案。笔者建议采用“泥质岩”一词作为细粒陆源沉积岩(物)的总称，指示主要由粒径0.004～0.063 mm的粉砂和小于0.004 mm的黏土组成的细粒陆源沉积岩；采用三棱柱图解分类方法，以碎屑矿物(主要是长英质碎屑矿物)、黏土矿物和内源矿物为三端元，划分出细粒陆源沉积岩(泥质岩)和细粒内源沉积岩2个大类，前者可进一步分...     

西大别南缘印支期吕王-高桥-永佳河构造混杂岩带的厘定及其构造意义

在西大别造山带的区调工作中,新识别出一系列中元古代末-新元古代的岩石-构造单元,它们沿着吕王-高桥-永佳河一线展布,并构成一条NNW-SEE向展布的构造混杂岩带.该混杂岩带主要由超镁铁质-镁铁质岩、硅泥质岩、石英质岩、大理岩、含碳陆源碎屑岩、双峰式火山岩以及卷入其中的榴辉岩等多种变质岩块(片)共同组成,并赋存于一套遭受了强烈剪切变形的泥质片岩之中.混杂岩带内各岩块(片)的原岩年龄跨度较大(>4亿年),分别集中在1 200~1 100 Ma和800~700 Ma之间.锆石记录的变质年龄和云母的冷却年龄则主要集中在240~200 Ma之间.结合接触关系、岩性组合、年代学及地球化学数据的综合研究认为,混杂岩带的物质来源既包括中元古代末-新元古代早期的弧-弧后盆地系统的沉积岩-火山岩-侵入岩;也包括叠置其上的新元古代中-晚期大陆裂解期的沉积岩-火成岩.这些不同时代、不同性质岩石在三叠纪不同程度地卷入了华南陆块北缘向华北陆块之下的俯冲,而后快速折返,最终沿着区域上折返断裂(桃花-七角山断裂)就位于西大别造山带之中,形成一条包含高压-超高压变质岩的三叠纪构造混杂岩带.混杂岩带内新厘定的中元古代末弧-弧后岩浆-沉积事件,可与大洪山-黄陵庙湾同时期的地质事件对比,它们共同揭示扬子北缘曾经存在一条中元古代末-新元古代早期的俯冲岩浆带.      

安徽无为盆地油气地质条件评价

无为盆地是长江中下游重要的含油气盆地之一，发育海相和陆相两套不同建造的沉积岩。海相沉积生油岩发育，有机质含量丰富，储集岩及盖层发育，生、储、盖配置有利，具有良好的油气地质条件。由于盆地大地热流值高，从而提高了生油岩有机质热演化程度。海相中、古生代生油岩基本处于高成熟－ 过成熟阶段。盆地油气勘探目标应以寻找天然气为主，兼探ＣＯ２ 气。     

东濮凹陷煤成气氩同位素地球化学特征及气源对比

据天然气中氩同位素Ar40/Ar36比值,将东濮凹陷天然气分为3组:Ⅰ组平均Ar40/Ar36=477;Ⅱ组平均Ar40/Ar36=757;Ⅲ组平均Ar40/Ar36=1097。反映该区有3类天然气。据放射成因氩(Ar40放)的年代积累效应和东濮凹陷地化特征,笔者认为:Ⅰ组为第三系自生自储的油成气;Ⅲ组为石炭一二叠系含煤地层形成、运移富集于第三系地层之煤成气;Ⅱ组为Ⅰ、Ⅲ组的混合型天然气。估算出煤成气源岩年龄约为321Ma。     

我国东部几个中新生代盆地泥质岩中的氨基酸

从现代沉积物到前寒武纪的沉积岩中都发现有氨基酸的存在。关于它们的组成、含量及其地质意义在许多文献中都曾涉及到,特别是对近代各种环境沉积中的氨基酸及其在成岩作用过程中的变化,已经积累了相当多的分析资料。本文对以渤海第三纪沉积盆地为主的我国东部地区中新生代泥质岩样品进行了氨基酸的分析,并初步讨论了这些分析结果与沉积环境的关系。