天然气非烃地球化学

国家自然科学基金资助项目“富含非烃天然气的同位素特征及其成因”(批准号:0488013)研究于1989年1月开始执行,1991年12月完成。在三年的研究中,课题组人员考察了中国东部大陆裂谷内的断陷盆地,获得了大量第一手资料,主要分析了氦、氩、氖、氮、二氧化碳的同位素组成,重点剖析了三水盆地和渤海湾盆地富含非烃天然气的成因及裂谷演化过程中壳幔间的能量和物质交换。取得了如下主要成果: (1)根据广东三水盆地天然气中氮的δ~(15)N值(—57～+19‰)、结合地质资料,提出该区天然气中低浓度氮主要源于沉积有机质而高浓度氮主要源于岩浆的新认识。 (2)通过研究天然气中氦、氖和氩同位素组成,发现中国东部大陆裂谷内天然气中大气来源的稀有气体可     

非烃地球化学及其应用概述

非烃类生物标志化合物或分子标志化合物是含氧、硫、氮杂原子的有机化合物，每一个饱和烃生物标志化合物可能有多个骨架相似的含氧、硫、氮杂原子的非烃类生物标志化合物，迄今，饱和烃中常见生物标志化合物的非烃类型大都已能被识别。它们被广泛应用于石油成因理论研究和烃类生物标志物的生源研究，近十几年来，它们尚被应用于研究油藏地球化学，原油的二次运移，古环境、古气候等领域，近年来，非烃中的生物标志化合物还有被用于油一油对比和用键合在沥青质中生物标志化合物探索严重生物降解油油源的报道，总之，非烃地球化学应用范围不断得到扩展而日益受到重视。     

非烃地球化学及其应用概述

非烃类生物标志化合物或分子标志化合物是含氧、硫、氮杂原子的有机化合物,每一个饱和烃生物标志化合物可能有多个骨架相似的含氧、硫、氮杂原子的非烃类生物标志化合物,迄今,饱和烃中常见生物标志化合物的非烃类型大都已能被识别.它们被广泛应用于石油成因理论研究和烃类生物标志物的生源研究,近十几年来,它们尚被应用于研究油藏地球化学, 原油的二次运移,古环境、古气候等领域,近年来,非烃中的生物标志化合物还有被用于油 -油对比和用键合在沥青质中生物标志化合物探索严重生物降解油油源的报道,总之,非烃地球化学应用范围不断得到扩展而日益受到重视.     

稀有气体同位素地球化学研究进展

火山玻璃及地幔包体中的稀有气体是地内信息的有效示踪剂,对其研究对追溯岩浆起源、探讨地幔特征与结构等具有重要意义.在此对稀有气体同位素地球化学研究现状、稀有气体在不同构造环境中的表现及其在岩浆起源、成因、地幔结构等方面的探讨,以及对稀有气体在油气、金属矿体、地表水体、测年、地震等灾害中的研究与应用情况进行简述.     

稀有气体同位素地球化学应用前景

稀有气体有4个源区,包括大气、地下水、地壳和地幔;其中地幔稀有气体又可分为上地幔和下地幔2个源区。不同源区的稀有气体在同位素组成上截然不同,因而可以利用稀有气体同位素进行有关地质和地球化学过程的示踪。稀有气体同位素组成不仅对查明成矿流体的性质和来源及矿床成因具有重要作用,而且还可以为正确理解大规模成矿作用的地球动力学背景和全面弄清大型一超大型矿集区的时空分布规律提供重要线索。     

天然气研究中的稀有气体地球化学应用模式

在对天然气稀有气体地球化学特征进行系统研究的基础上，建立了有关氦、氩同位素组成的横“人”字型的成因模式并提出两种成因类型:Ａ、壳－幔复合型；Ｂ、壳源型。同时，还论述了稀有气体的年代积累效应与气源对比，进行了大、中型气区天然气地球化学综合研究。     

广东三水盆地天然气非烃组分同位素地球化学

根据广东省三水盆地天然气中氦、氩、二氧化碳和氮等非烃组分的稳定同位素地球化学特征,探讨了该区天然气的来源以及大地热流。测得天然气中3He/4He（R）值为（1.60-6.36）×10-6,比大气的3Ne/4He（Ra）值(1.4×10-6)大:氩的稳定同位素组成(40Ar/36Ar=450-841)较大气氩富40Ar;二氧化碳的δ13C（PDB）值在-20-2‰的范围内,δ13N（Air）值在-57-+95‰之间:根据（?）He,4He值求得研究区的大地热流值（Q）为72-82mWm-2。大地热流和非烃组分同位素组成的高值以及研究区特别发育的火山岩等地质资料表明三水盆地有较强的地球深部流体（物质的和热的）向上溢出。一些油气藏中相当一部分氦、氩和氮来自地幔,各种天然气中均混有地壳来源的非烃气体。贫13C的二氧化碳气主要为地层中有机质分解的产物;富13C的二氧化碳则主要来自岩石化学反应的产物,并混有深部来源的二氧化碳。相当一部分大地热流源于上地幔。     

稀有气体同位素地球化学研究的某些进展

稀有气体的化学惰性使其在示踪成矿流体方面具有明显的优越性,其与碳、氢、氧、硫、锶、钕、铅同位素方法,以及卤素方法等结合使用,不但可以避免单一方法的片面性,还可以相互补充,相互印证,更好地示踪成矿流体的来源与演化,进而探讨矿床的成矿机制。本文归纳了近年来稀有气体同位素与其他同位素体系联合应用的研究进展,及其存在的问题和发展趋势。     

稀有气体同位素地球化学研究的新领域、新动向

最近十多年来,国际稀有气体同位素地球化学研究紧随地球科学的发展态势,开始涉入一些新的研究领域,特别是在地下水、极地和高原冰雪、海洋和湖泊沉积等非常规领域,研究内容涵盖了水源示踪、地下水测年、气候变化、岩石暴露年龄、岩石剥蚀速率等问题。这些新动向值得国内同行及早予以关注,同时应及时跟进和发展,以尽快与国际同一研究领域接轨。     

兰坪盆地金满铜多金属矿床稀有气体同位素地球化学

云南兰坪盆地是一个典型的中新生代陆内盆地,地处欧亚板块和印度板块的结合部位,在大地构造上属环特提斯构造域的一个重要组成部分,位于阿尔卑斯-喜马拉雅巨型构造带东段弧形转弯处,是我国著名三江构造-成矿带中的一个重要组成部分(阙梅英等,1998)。盆地内矿产十     

稀有气体同位素地球化学在矿床学研究中的应用进展

稀有气体因其化学惰性以及在不同来源地质体中的同位素组成差异很大,在研究成矿流体来源、演化和壳-幔相互作用过程中具有非常重要的意义。另外,由于⁴He、⁴⁰Ar是放射成因子体同位素,具有年代积累效应,因此,它们常被用于同位素测年。本文简要回顾了流体包裹体中稀有气体同位素的后生影响和样品、分析方法选择注意事项,以及近年来稀有气体同位素在成矿流体示踪,⁴⁰K-⁴⁰Ar、⁴⁰Ar-³⁹Ar定年及（U-Th）/He定年方面的研究进展。已有研究证实流体包裹体中的稀有气体可能受后期扩散丢失、后生叠加和同位素分馏的影响,要根据目的选择不同的分析方法;稀有气体同位素可以示踪不同类型矿床的流体来源、演化及壳-幔相互作用、稀有气体同位素与卤素联合运用可以用来指示流体和盐度来源、演化过程以及矿物沉淀机制等,³He/热的研究可以追溯流体的热源及其运移方式;流体包裹体⁴⁰Ar-³⁹Ar可以用于矿床直接定年,表生含钾矿物的⁴⁰K-⁴⁰Ar、⁴⁰Ar-³⁹Ar定年以及锆石、磷灰石和铁氧化物（U-Th）/He定年可为矿床及氧化带的形成时间、矿床形成后的抬升、剥露历史、古气候演化等重大地质问题讨论提供大量有意义的信息。

     

稀有气体与轻稳定同位素气体地球化学的应用研究

稀有气体与CO2、CH4、N2等气体及其同位素的结合研究是近年迅速发展的研究体系。本文综述了2种体系的同位素指标以及CO2/3He、CH4/3He、N2/Ar等比值指标在地质领域的研究与应用情况,简述了N2、O2等气体与稀有气体在探索地球大气演化模式方面的概况。     

新疆阿希低硫型金矿稀有气体同位素地球化学及其成矿意义

阿希是一个赋存在新疆西天山古生代陆相火山岩中的大型低硫型(冰长石-绢云母型)浅成低温热液金矿床.本文利用高真空惰性气体同位素质谱仪测定了阿希金矿黄铁矿中流体包裹体的稀有气体同位素组成,结果显示其~3He/~4He 比值为0.0218～0.138R_a,平均为0.044R_a;~(40)Ar/~(36)Ar 为317.7～866.0,平均为467.3,略高于大气中~(40)Ar/~(36)Ar 比值(295.5);~(20)Ne/~(22)Ne 和~(21)Ne/~(22)Ne 的比值分别为8.08～13.00和0.028～0.063,~(82)Kr/~(84)kr、~(83)Kr/~(84)kr、~(86)Kr/~(84) Kr 的比值分别为0.159～0.278、0.171～0.238、0.280～0.348,~(129)Xe/~(132)Xe 和~(134)XP/~(132)Xe 分别为0.96～1.017、0.401～0.443。流体包裹体~3He/~4He 显示成矿流体来自壳源,不舍幔源 He;流体中除壳源放射性成因~(40)Ar~*外,有大气 Ar 的参与,放射性成因~(40)Ar~*的含量为7.0%～65.9%,平均为29.0%,大气~(40)Ar 的贡献为43.0～93 0%,平均为71.0%,稀有气体同位素组成反映出阿希金矿成矿流体为循环的大气降水。F~(84)Ke 和 F~(129)Xe 值显示流体在成矿作用过程中曾发生过沸腾作用。     

月壤中的稀有气体

月球极度亏损挥发分,但是月壤中赋存有大量的稀有气体,主要来源于太阳风注入、宇宙射线作用和放射性同位素衰变等过程。月岩和月壤样品的稀有气体研究,不仅是获取月球表面形成和演化历史、近地空间小行星撞击历史等的重要内容,更是解译40亿年以来太阳风演化的惟一可行途径。本文主要介绍月岩和月壤中的太阳风记录、宇宙射线暴露年龄、Ar-Ar定年以及稀有气体测试技术等方面研究的进展。     

常见稀有气体采样容器研究进展及意义

稀有气体是地学研究的重要手段之一,在研究成矿流体来源、壳幔相互作用过程中具有重要的研究意义,其组成及同位素比值是研究天体和地质体来源、成岩机理及各种地质和物理化学过程的关键,可作为地球化学示踪剂。如何有效地在大气圈、水圈和岩石圈进行稀有气体同位素样品的提取,是气体同位素研究急需解决的基础科学问题,所以气体采样容器和取样技术显得尤为重要。本文在文献调研的基础上,对常见的采样容器的优缺点进行对比,并总结了不同采样容器对稀有气体取样的优劣性。常见的气体采集容器包括不锈钢瓶、铜管、玻璃瓶、气体采样袋、注射器等,而稀有气体的采集容器常为不锈钢瓶和铜管等;通过对比表明不锈钢瓶具有耐高温、耐高压、抗强腐蚀、不易燃、不易爆等特点和优越性,在气体样品采集和运输过程中稳定性最好,实验效果也最好;铜管采样效果和密封性好,但操作较为复杂;玻璃采样容器效果次之;石英玻璃瓶虽然操作简便,但是运输保存不便;气体采样袋和注射器的采集和运输储存效果较差。因此建议稀有气体样品采集使用不锈钢瓶和铜管以及钠钙材质的玻璃瓶,不建议将石英材质玻璃容器以及注射器和气袋作为稀有气体的采样工具。该工作可为气体地球化学的研究提供新的参考。     

CCSD中HP-UHP岩石稀有气体同位素地球化学及其对板块折返过程的示踪意义

利用高真空气相质谱系统测定了CCSD中HP-UHP变质岩中主要造岩矿物流体包裹体的稀有气体同位素组成,得出其3He/4He为(0.004~0.775)×10-6,相应R/Ra为0.003~0.553,40Ar/36Ar变化较大,为316.2~11358.8,高于大气40Ar/36Ar(295.5);20Ne/22Ne和21Ne/22Ne分别为9.47~12.4和0.026~0.051,而134Xe/132Xe和136Xe/132Xe分别为0.376~0.484和0.324~0.416,均高于其相应大气值。CCSD中HP-UHP岩石主要造岩矿物的He-Ar、Xe和Ne等同位素组成清楚显示其中流体包裹体主要由地壳变质流体和少量大气饱和水组成,而深源地幔流体组分很低,其中He主要来自地壳,Ar主要由壳源放射性成因40Ar*和少量(平均32.6%)大气Ar混合组成,少量Ne和Xe可能来自地幔。CCSD中HP-UHP岩石具有F40Ar相似文献   

天然气中稀有气体同位素

A hundred natural gas samples of different geological.periods collected from various localities were determined for their nitrogen,helium and argon contents,as ,weil as the isotopic composition of argun. The range of Ar^40/A^36 ratio was found to be 305--9255. The helium-argon chronological formula for calculating natural gas age was corrected. Based upon the chronological accumulation effect of Tadiogenic argon-40, an argon-40-argon-3-6 cmpirical formula for calculating natural gas age has been proposed. It can be seen from the ratio of nitrogen to atmospheric argon that most of nitrogen in these natural gases could not be derived from atmospheric nitrogen,but elsewhere.The range of radiogenic He/Ar^40 turns out to be 5.19 to 23.18 with the range betwwen 7 to 14 for most samples.The He/Ar^40 ratios of Sinian samples are in the range of 5.39 to 6.14,indicating their deep derivation from the earth.It should be noted that the Ar^40/Ar^36 ratio shows a general trend of approaching the atmospheric value from the Sinian to the Tertiary Period,or from old to young in geological age,mirroring,to a great extent,the evolutionary tendency of the rare gas isotopic composition of natural gases with the continuous degassing of the earth.     

塔里木盆地和田河气田天然气的特殊来源及非烃组分的成因

本文主要讨论和田河气田天然气的地球化学特征和来源以及非烃气体的可能成因，和田河气田天然气以烃类气体为主，但含有较高的非烃气体，含量一般为10％－25％，乙烷碳同位素值为－37．8‰－34．9‰，说明形成该天然气的母质属于腐泥型，烃类组分，非烃组分分布以及天然气δ13C1值在和田河气田的东、西部存在明显的差异，和田河气田天然气源自寒武系烃源岩，但表现为具有原油二次裂解气的特殊来源特征，东部的玛4井区天然气以原油裂解气为主，西部的玛3、玛8井区则为干酪根裂解气与原油裂解气的混合气，初步分析N2，CO2和H2S的成因，，认为和田河气田天然气的特殊来源是天然气中非烃气体高含量的重要原因。     

塔里木盆地塔中奥陶系天然气的非烃成因及其成藏意义

塔里木盆地塔中北部斜坡带奥陶系海相碳酸盐岩油气勘探取得了重大突破,发现了台缘坡折带礁滩复合体大型凝析气藏和台内岩溶风化壳大型油气藏。利用有机地化指标与构造沉积演化紧密结合对有效烃源岩及成藏过程的研究取得了较好成果,但随着勘探的纵深发展,流体分布复杂的问题日趋突出,通过天然气组分以及相关同位素等分析化验数据,进行塔中北部斜坡带奥陶系油气成藏研究,建立了"三期成藏、两期调整,早期成油、晚期注气,复式聚集、普遍含油"成藏模式,明确了塔中天然气以原油裂解气为主,强调晚期气侵是形成塔中大型天然气田的关键。