咸化湖盆高频湖平面升降特征及地质意义

以柴达木盆地英西地区下干柴沟组上段（E32）为例，基于钻井岩芯、测录井和配套分析等资料发现，英西地区下干柴沟组上段（E32）整体为干旱、咸化背景下的湖相混合沉积，但内部岩石组分和结构产状变化频繁，表现为周期性垂向叠置的湖平面升降沉积旋回。旋回界面以层状岩盐、含膏斑块状灰质云岩、块状砂岩等顶部的岩性转换面或局部存在的暴露侵蚀面为典型标志。单个旋回多表现为短暂湖侵—持续湖退的向上变浅和咸化沉积序列，构成薄层状/块状灰质云岩—含膏斑块状灰质云岩、薄层状/块状灰质云岩—含膏斑块状灰质云岩—层状岩盐、薄层状/块状灰质云岩—块状砂岩等旋回结构类型。不同沉积旋回在空间的叠置组合受湖盆水动力能量、湖水盐度及古气候频繁波动的共同控制。通过旋回对比，利用井间旋回厚度差异近似反映相对古地貌起伏，研究区整体具有西高东低的古地貌格局，盆内则为低起伏的凹隆相间特征，自下而上各井区间的旋回厚度和地貌差异逐渐减小，反映湖盆填平补齐、逐渐咸化萎缩的演变规律。     

不同地质背景地热系统水-岩作用下温泉水的地球化学特征——以重庆市温塘峡背斜温泉、滇东小江断裂带温泉为例

本文以重庆市温塘峡背斜和滇东小江断裂带出露温泉为例,探讨了其水文地球化学特征的差异。研究发现,由于地质背景条件基本相同,温塘峡背斜出露的温泉水文地球化学特征比较接近,水化学类型为SO4-Ca（Mg）型,而小江断裂带温泉水文地球化学特征差异较大,泉水水化学类型主要有HCO3-Na型（YN1）、HCO3-Ca型（YN2）、SO4-Ca（Mg）型（YN3和YN5）和SO4-HCO3-Ca-Na型（YN4）,这与各泉点所处地质背景条件不同有很大关系。此外,通过对Na-K-Mg和Na-K-Mg-Ca图解模型的解读得出,所有样品均未达到水-岩平衡,仅有YN1泉点样品接近完全平衡线,表明YN1接近水-岩作用平衡状态,并由上述图解模型估算得到YN1点热储温度大概为100~120℃,与运用SiO2温标计算的热储温度（133~139℃）相差不大。此外,水化学特征和Na-K-Mg-Ca图解分析也表明,YN2与温塘峡背斜温泉水-岩作用过程比较相似。     

昭通示范区黄金坝气田五峰—龙马溪组页岩气储层地质特征

昭通国家级页岩气示范区黄金坝气田是继礁石坝和长宁—威远之后中国又一个在页岩气勘探、开发领域实现重大突破的地区,为了系统地展示黄金坝气田页岩气资源富集的储层条件,为未来的勘探工作提供参考,以五峰—龙马溪组页岩气储层为研究对象,从区域地质条件、储层岩石学、物性和地球化学4个方面对该页岩气储层进行了综合研究。结果表明稳定的区域构造和良好的顶底板条件是黄金坝地区页岩气资源富集的关键,良好的保存条件使储层维持了较高的压力(压力系数1);较高的孔隙度(平均4%)和TOC含量(目的层2%)提供了良好的储集空间,使储层具有较高的含气量(1.35~3.48 cm3/g,平均2.50 cm3/g);天然气地球化学数据表明,区内天然气主要成分为CH4(97%),其次还含有少量的C2H6、C3H8和CO2;天然气同位素数据表明烃类C同位素组成发生了倒转,表明储层具有良好的封闭性。但储层孔隙系统较为复杂,且非均质性极强,从而导致渗透率较低,在储层改造施工过程中应予以充分考虑。总体上,黄金坝气田具有较好的开发前景,生产测试表明,区内直井压裂产量为0.5×104~3.5×104m3/d/井,水平井压裂产量可达12×104~40×104m3/d/井。     

重庆金佛山自然保护区内外地下水化学特征对比研究

利用重庆金佛山自然保护区22个地下水排泄点2005-2009年的水化学监测数据,对比了保护区内、外水化学特征差异及影响因素。结果表明:保护区外地下水的pH值较保护区内的要低,但电导率则较高;自然保护区外地下水的Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Cl-、NO3-、SO24-、HCO3-浓度中值比自然保护区内的分别高27.78 mg/L、3.23 mg/L、3.47 mg/L、0.97 mg/L、2.38 mg/L、9.29 mg/L、15.06mg/L、42.03mg/L;保护区内白云岩地下水的Mg2+/Ca2+(摩尔比)为0.76～1.33,明显比保护区外灰岩、碎屑岩区的高,但保护区外灰岩地下水的Mg2+/Ca2+(摩尔比)较保护区内灰岩区的更高。岩溶地下水系统地球化学的敏感性以Ca2+、HCO3-、NO3-较为敏感,保护区内地下水的平均敏感指数(GSI)GSICa2+为0.097,GSIHCO-3为0.125,GSINO-3为0.008;保护区外地下水的GSICa2+为0.415,GSIHCO-3为0.334,GSINO-3为0.648。护区内所有取样点水质均为I或Ⅱ类;而保护区外地下水因受农业施肥、工业生活污水影响,1、16、19号泉的NO3-浓度偏高,为Ⅴ类,其余为Ⅲ类。总体上,保护区内水质明显优于保护区外,可见设立自然保护区对于保护岩溶水具有积极意义。     

碳酸盐岩储集层成岩作用中“孔隙尺寸控制沉淀”研究进展、地质意义及鄂尔多斯盆地实例*

基于碳酸盐岩储集层成岩作用中受孔隙尺寸控制的矿物沉淀和胶结非均质特征的发现与思考,结合当今国内外有关多孔介质中流体—岩石相互作用及化学流体动力学研究进展的调研,对相关研究进展及其地质意义进行了简单的梳理和归纳。(1)地质环境中“孔隙尺寸控制沉淀”现象广泛存在,表现为储集层孔隙的胶结非均质性及其最终形成的“大孔充填而小孔保存”特征。现今研究主要从不同尺度孔隙结构观察、流体—孔隙介质相互作用的数值模拟、矿物沉淀实验3个方面开展。(2)受孔隙尺寸控制的非均质沉淀特征可以利用与表面化学相关的动力学模型进行解释,即微孔隙中更大的界面张力和矿物晶体曲率导致矿物的有效溶解度更高,因而更容易保持过饱和状态而不发生沉淀。(3)“孔隙尺寸控制沉淀”现象可使油气储集层发生微孔的选择性保存,在不同尺度孔隙共生的情况下,较大孔隙更倾向于被胶结充填而小孔则更易于被保存,不同的胶结模式对岩石整体渗透率的影响略有不同;该现象在地热储集层开发和二氧化碳地质封存研究中也值得重视。最后,结合鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储集层的非均质胶结特征和孔隙分布,分析总结成岩流体性质、来源及胶结模式差异对孔隙结构演化和优质储集层分布的影响。“孔隙尺寸控制沉淀”现象的发现和重视对于理解流体—岩石复杂作用过程具有重要理论意义,也为储集层成岩作用和孔隙保存研究提供了新的视点和思考角度。     

藏北温泉盆地地热田水文地球化学特征研究

藏北温泉盆地地热资源丰富，但研究程度较低。为查明温泉盆地地热资源赋存状态及热源来源，揭示热循环机理，定量评估研究区热储温度、冷水混入比例、热循环深度等，利用温泉盆地地热田共18组温泉水样进行水化学分析，进行定量计算。结果表明:温泉盆地温泉水水化学类型主要为Ca-HCO3?SO4型。温泉盆地地下热水在向上运移过程中，受浅层地下水的混合作用影响，使得热水变为“未成熟水”。温泉水中文石、方解石等钙质热液的饱和度指数大于0。热储温度60.93~96.52 ℃，热循环深度3 238.06~5 215.28 m，冷水混入比例在20.97%~70.19%之间。硅-焓模型计算出未混入冷水时深部热储温度在81.94~167.26 ℃之间，热储循环深度4 405.56~9 145.56 m。      

柴西下干柴沟组湖相白云岩特征及成因分析

对柴达木盆地西部地区下干柴沟组湖相白云岩的岩石组构、矿物成分、主微量元素地球化学及碳氧同位素特征进行研究，并分析白云岩成因。研究区白云岩沉积环境为浅水相对封闭湖相环境，白云岩以泥晶白云岩为主，层状、块状分布，见藻云岩、膏质白云岩及颗粒云岩，有序度普遍较低。主量元素中Mg2+/Ca2+比值低，Mn、Fe、Na、Sr元素含量高，指示沉积环境水体盐度较高和相对封闭；微量元素中稀土元素具有轻稀土相对富集、Eu负异常特征，反映低温浅埋藏的成岩环境；氧同位素为较低的负值，反映整体咸化水体特征，碳同位素为较低的正值或负值，主要是受到大气水影响和生物的影响。研究认为白云石形成于准同生期相对封闭咸化环境中，白云石化流体中Mg2+主要来源于大气水的淋滤和深部卤水，少数来自于藻类的分解；Mg2+通过蒸发、盐类矿物沉淀而富集，富Mg2+流体通过回流渗透交代方解石发生白云石化。     

湖平面升降对混积咸化湖盆碳酸盐岩储集层的控制:以柴达木盆地英西地区古近系下干柴沟组上段为例

以柴达木盆地英西地区古近系下干柴沟组上段(E2-3xg2)为例,基于岩心、薄片、扫描电镜、测录井、X衍射及物性分析,探讨湖平面升降对混积型碳酸盐储集层形成及其分布的控制。英西地区E2-3xg2整体为咸化背景下的湖相混合沉积,内部由多种结构类型的湖平面升降沉积旋回在纵向叠置而成,并伴随岩石结构产状及矿物组分的周期性变化。区内储集层类型多样,以混积型碳酸盐岩为主,各类储集层的纵向演化及物性分布与单个湖平面升降旋回具有良好的耦合关系,自下而上构成原生晶间微孔—溶扩晶间微孔—充填残余溶孔的孔隙组合,储集层物性具有向上变好的趋势。各类储集层的形成机理与空间分布受湖平面升降旋回控制,白云石晶间微孔型储集层形成于湖退早—中期,与准同生白云石化作用相关,物性一般,分布广泛;溶扩晶间微孔型和溶孔型储集层形成于湖退晚期,与地貌高部位的短暂暴露溶蚀相关,储渗性能优异,局部发育。     

搭格架温泉水化学特征及其约束因素研究

搭格架地热区温泉水DJ1-DJ116号样品于2009年采集,阳离子及微量元素含量采用ICP-OES法测试,Cl-含量采用滴定法测试,其余阴离子含量采用紫外-可见光分光光度法测试。通过对温泉水化学指标的分析,研究温泉的水化学特征及约束因素。其温泉水化学类型为HCO3-Na型,平均矿化度为1 524 mg/L,具有较高的Na/Cl值,温泉水演化程度较高,为完全平衡水,热储中的水岩反应达到了平衡状态.温泉水中PO2极低,PCO2较高;大部分温泉水中玉髓、石英和无定形态SiO2三种硅质热液矿物的饱和度指数大于0。K-Na温标计算热储平均平衡温度为251.36℃;泉水中的Na＋、K＋离子活度主要受到钠、钾长石的约束。微量元素组合表现出花岗岩源的特征。总体上搭格架地热区温泉水化学特征受到区域地质背景的约束。     

重庆北温泉地热水碳硫同位素特征研究

重庆市北碚区北温泉景区分布有多处自然出露温泉点,选取其中流量大于2000m3/d的北温泉(BWQ)和水文站(SWZ)两处泉点进行监测,结果显示:泉水水化学类型为SO4-Ca型,pH呈中性,其阳离子主要为Ca2+和Mg2+,阴离子主要为SO42-和HCO3-,阳离子当量变化范围为31.74～40.12 meq/L,阴离子当量变化范围为29.05 ～35.08meq/L.温泉水中δ13CHCO3-的值为-4.84‰ ～-9.73‰,计算得出CO2的δ13CCO2值集中在-11.91‰～-16.81‰之间,其参与水-岩反应的CO2为幔源和土壤混合成因.δ34SSO42-值为30.29‰～32.19‰,与四川盆地下三叠统嘉陵江组石膏中的δ34SSO2-值(28.3‰ ～ 35.4‰)一致.联系温泉水中阴阳离子含量、δ34SSO42-值与δ13CHCO3-的值认为地表雨水补给进入的是下三叠统嘉陵江组碳酸盐岩地层,发生水-岩反应且水-岩反应主要为石膏的溶解,其次是CO2进入储水层与围岩发生水化学作用生成HCO3-.