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。     

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。     

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.      

伊利石40Ar-39Ar定年技术在松辽盆地北部下白垩统泉头组四段物源和油气成藏时代研究中的应用

利用特别研制的纯化装置有效地除弃有机杂质气体,松辽盆地下白垩统泉头组四段砂岩储层伊利石40Ar-39Ar激光阶段加热分析获得了逐渐上升的阶梯型年龄谱.低温阶段伊利石的年龄小于地层年龄,大于但可能接近于油气成藏最早的年龄;高温阶段坪年龄明显老于地层年龄,反映了陆源碎屑伊利石的年龄,用于探讨盆地沉积物的物源.松辽盆地北部下...     

自生伊利石40Ar/39Ar法定年技术及气藏成藏期的确定

为了确定天然气藏的成藏期,进行了自生伊利石的^40Ar／^39Ar法同位素定年实验．实验重点解决了自生伊利石的^40Ar／^39Ar法定年的几个技术难题：第一,粘土矿物的提纯,避免伊利石以外的含K矿物混入;第二,自生伊利石与碎屑伊利石的分离;第三,克服核反冲造成的Ar原子丢失．利用冷冻一加热循环碎样技术获得高纯度的粘土矿物;通过阶段加热得到的年龄谱可以区分自生伊利石与碎屑伊利石;利用“显微包裹”技术有效克服了核照射反冲问题．对鄂尔多斯盆地北部苏里格气田研究发现。二叠系储层中的伊利石有2种年龄图谱：一种只有自生伊利石的坪年龄;另一种图谱既有自生伊利石的坪年龄,也有碎屑伊利石的年龄,形成二阶式的图谱．通过自生伊利石的形成时间推断,天然气的最早充注时间晚于169～189Ma．实验的结果表明,冷冻加热循环碎样技术可以有效地避免伊利石以外的含K矿物混入．是获得高纯度粘土矿物的关键技术;自生伊利石^40Ar／^39Ar法定年技术可以用于确定天然气藏的成藏期.     

激光显微探针40Ar39Ar定年技术——大别山朱家冲榴闪岩年代学研究

高空间分辨率紫外激光显微探针40Ar–39Ar定年技术在钾矿物环带、次生加大边、多世代矿物和难分选矿物之年代学研究中发挥越来越重要的作用。本文利用该技术成功测定了南大别山朱家冲退变质榴辉岩之石榴子石环外的角闪石 “绿眼圈” 年龄为217 ± 3 Ma, 石榴子石环内的多硅白云母年龄265 ± 3 Ma, 环外的钠云母年龄223 ± 4 Ma。榴闪岩基质激光阶段加热40Ar–39Ar分析, 获得高温阶段坪年龄为230 Ma。多硅白云母年龄可能指示朱家冲榴辉岩超高压变质作用发生在265 Ma之前;基质年龄代表了退变质作用峰期发生于230 Ma;而217 Ma角闪石 “绿眼圈” 为榴闪岩退变质作用晚期产物。这些40Ar–39Ar年龄印证了岩石薄片观察的矿物结晶顺序。     

辽西义县组火山岩40Ar/39Ar、K-Ar法年龄测定

义县组为辽西地区广泛分布的陆相火山-沉积地层,义县火山旋回分为 4个亚旋回.含珍稀化石的湖相沉积层与第二亚旋回火山岩伴生.运用激光微区 40Ar/39Ar法、常规 40Ar/39Ar阶段升温测年法和 K- Ar法,对义县旋回火山岩进行了系统的年龄测定,结果表明,直接覆盖义县组底砾岩的义县旋回第一亚旋回第一小旋回玄武岩的 K- Ar年龄为 (133.3± 2.6) Ma、 (133.6± 2.6) Ma,激光微区 40Ar/39Ar法给出的相关性很好的 Ar- Ar等时线年龄为 (132.9± 4.5) Ma,第三、第四小旋回玄武岩样品 40Ar/39Ar阶段升温获得平坦的年龄谱线,坪年龄分别为 (130.6± 0.5) Ma、 (127.7± 0.2) Ma;第二亚旋回玄武岩和流纹质凝灰岩样品 Ar- Ar等时线年龄为 (126.1± 1.7) Ma、 (127.4± 1.3) Ma,第三亚旋回火山岩全岩 K- Ar年龄为 (124.4± 2.4)～ (124.9± 2.4) Ma.义县火山旋回发生的时间大致介于 120～ 135 Ma之间, 义县组的时代应为早白垩世.     

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。     

塔里木盆地典型砂岩油气储层自生伊利石K-Ar同位素测年研究与成藏年代探讨

塔里木盆地共发现 8套砂岩油气储层 ,对其中的 5套典型砂岩油气储层进行了自生伊利石K Ar同位素测年分析与研究。利用该项技术对其成藏史进行初步探讨是本次研究的主要目的。中央隆起下志留统沥青砂岩的自生伊利石年龄为 383.4 5～ 2 35 .17Ma ,表明志留系古油藏形成于加里东晚期—海西晚期 ;上泥盆统东河砂岩的自生伊利石年龄为 2 6 3.82～ 2 31.34Ma ,表明东河砂岩油气藏主要形成于海西晚期 ;库车坳陷依南 2气田 (依南 2井 )下侏罗统阳霞组砂岩的自生伊利石年龄为 2 8.0 8～ 2 3.85Ma ,表明油气充注发生在中新世以来 ;喀什凹陷阿克莫木气田 (阿克 1井 )下白垩统砂岩的自生伊利石年龄为 2 2 .6 0～ 18.79Ma ,表明中新世可能有古油气运移或古油藏形成 ;库车坳陷迪那 2气藏 (迪那 2 0 1井 )古近系砂岩中的伊利石主要为碎屑成因 ,不能用于进行油气成藏史研究 ,但该气藏白垩系砂岩的自生伊利石年龄为 2 5 .4 9～ 15 .4 7Ma ,表明可能为中新世成藏。本次研究表明 ,该项技术在塔里木盆地初步显示出较好的应用效果 ,具有较为广阔的应用前景。     

油气成藏过程中的同位素测年方法评述

笔者对国内外同位素测定年在确定油气成藏方面的应用现状进行评述的基础上,重点分析了K-Ar法,Ar-Ar法,U-Pb法,Rb-Sr法等方法所存在的问题,认为自生伊利石40Ar-39Ar法在不断克服技术难题之后,仍是油气成藏年代学不可缺少的重要手段;激光微区探针40Ar-39Ar法与流体包裹体技术相结合,是油气多期成藏40Ar-39Ar年代学研究取得成功的突破点;利用沥青和干酪根中微量金属U-Pb,Pb-Pb,Rb-Sr,Sm-Nd和Re-Os体系的同位素分析方法获得油气生成、运移的年龄,是成熟的放射性同位素方法在石油地质学中的应用;晶洞充填物U-Pb测年,可能是碳酸盐岩储层油气成藏年代学研究又一新的突破点.     

自生伊利石40Ar-39Ar法年代学实验过程中一些重要环节的探讨

自生伊利石^40Ar-^39Ar年代学在油气勘探及其他领域具有重要意义,但由于自生伊利石晶体结构的特殊性,使这一方法从样品处理到数据解释都有一些需要探讨的问题。自生伊利石提纯方法主要由冷冻-加热碎样结合高速离心完成。样品粒度愈细,样品纯度愈大,结晶度愈差。通过X射线衍射可以获得样品纯度、结晶度方面的信息,用TEM可以获得XRD检测限（5％）以下的样品纯度信息。样品^39Ar核反冲丢失与样品中晶体的结晶度（2θ）、晶体沿c轴方向的层厚相关;真空包裹技术可以较合理地降低核反冲丢失,得到细粒样品有意义的年龄。真空包裹的细粒样品的“保留年龄”有重要的地质意义。     

东喜马拉雅构造结岩体冷却的~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究

对采自东喜马拉雅构造结核心地段雅鲁藏布大峡谷地区的13件标本中的20件矿物样品进行了系统的常规^40Ar／^39Ar年代学研究。数据显示,样品的（^40Ar／^39Ar）i值均接近尼尔值（295．5&#177;5）,且绝大部分样品的坪年龄与其反等时线年龄在误差范围内一致。从数据统计结果来看,所测样品的^40Ar／^39Ar年龄大都集中在1．3Ma和2．5Ma左右,表明南迦巴瓦地区在上新世中期和更新世早期均经历了快速冷却抬升事件。本次测试的样品采自不同的高程及不同的构造单元,且样品原岩的成因及岩性各异,但沿着大峡谷由北向南不同地段的样品的不同矿物（角闪石、黑云母、白云母、钾长石）的^40Ar／^39Ar年龄相近,而同一样品中不同矿物的^40Ar／^39Ar年龄大小又并非完全按照矿物对氩同位素体系的封闭温度高低来分布,表明该地区在上新世以来的岩体冷却速率很大,以致该地区的矿物对氩同位素体系的封闭过程与处于缓慢冷却环境中的封闭过程明显不同。以本文报道的数据估算,南迦巴瓦地区的岩体在最近3Ma以来的冷却速率达120～240℃／Ma,岩体抬升速率达3．4—6．9mm／a。     

柴北缘锡铁山榴辉岩退变质成因角闪石40Ar/39Ar年代学研究

采用激光阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar技术,对柴达木盆地北缘锡铁山榴辉岩退变质作用形成的榴闪岩和斜长角闪岩之角闪石进行了定年分析。09NQ44Amp来自榴闪岩,各阶段表观年龄(以现代空气氩⁴⁰Ar/³⁶Ar比值295.5扣除非放射性成因⁴⁰Ar)构成了单调下降的阶梯状年龄谱。在反等时线图解上,2~4阶段数据点和5~18阶段数据点分别构成了两条等时线,等时年龄分别为427.6±10Ma和425.1±2.6Ma,对应的初始⁴⁰Ar/³⁶Ar比值则分别为435.2±6.1和705.3±13。角闪石09NQ43Amp来自榴辉岩强烈退变质作用形成的斜长角闪岩,⁴⁰Ar/³⁹Ar阶段加热分析也获得单调下降的年龄谱,在反等时线图解上其数据点3~6阶段和7~16阶段分别构成了两条等时线,等时年龄分别为418.9±2.9Ma和418.1±2.1Ma,对应的初始⁴⁰Ar/³⁶Ar比值则分别为493.7±2.8和685.8±34.3。等时线截距值高于现代大气⁴⁰Ar/³⁶Ar比值,表明角闪石中含过剩⁴⁰Ar。同时,由低温和中-高温阶段加热数据点分别构成两条等时年龄基本一致,截距值却明显不同的等时线,表明在角闪石热力学性质不同的源区,存在两期明显不同且未混合的初始捕获Ar组分。等时年龄425~418Ma代表的是锡铁山榴辉岩角闪岩相退变质作用发生的时间。等时线图解法虽然有效的校正了角闪石中的过剩⁴⁰Ar,但仅根据表观年龄图谱和等时线图谱还无法清晰判断过剩⁴⁰Ar在角闪石中的赋存状态,有待进一步探讨。     

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.     

柴北缘鱼卡多硅白云母40Ar/39Ar年代学研究及其外来40Ar来源探讨

采用激光阶段加热40Ar/39Ar定年技术,选取柴北缘超高压变质带鱼卡地体超高压变质岩及其围岩的6个多硅白云母进行了Ar同位素分析,获得丰富年代学数据。榴辉岩和云母斜长角闪岩多硅白云母具有高Si、高Mg含量的特征,阶段加热给出复杂的表观年龄图谱,总气体年龄（708~534 Ma）和等时年龄（681~513 Ma）都明显老于区内榴辉岩锆石U Pb年龄,暗示样品含大量外来40Ar。相比之下,围岩花岗质片麻岩和白云母石英片岩多硅白云母具有相对低Si高Fe的特征,阶段加热给出平坦的40Ar/39Ar年龄谱,对应坪年龄分别为454和418 Ma。构成年龄坪的数据点形成了线性关系良好的反等时线,并获得同坪年龄一致的等时年龄,能与区域地质年龄很好地吻合。坪年龄454 Ma解释为花岗质片麻岩冷却到约400 ℃时的时间,同时也代表了鱼卡变质岩在经历了深俯冲超高压变质作用后,从上地幔折返抬升至中上地壳深度的时限;片岩多硅白云母坪年龄418 Ma纪录的则是区内一次强韧性剪切事件发生的时代。考虑到榴辉岩和斜长角闪岩原岩为变基性玄武岩类,其主要含钾矿物角闪石的Ar封闭稳定性较高,同时在超高压变质过程中,它们处在一个相对封闭和缺乏流体活动的极端地质环境,所以认为鱼卡榴辉岩多硅白云母外来40Ar来自原岩而非后期渗入的流体,属于“继承”40Ar的范畴。     

大兴安岭北部砂宝斯金矿床含金石英脉 40Ar/39Ar年龄及其构造意义

砂宝斯金矿床是大兴安岭北部唯一一个大型岩金矿床。本文应用石英真空击碎和阶段加热40Ar/39Ar定年技术,首次获得了砂宝斯金矿床的成矿年龄。石英真空击碎40Ar/39Ar定年方法获得了石英脉中原生包裹体等时线年龄为130.1±1.3 Ma;石英粉末阶段加热40Ar/39Ar定年方法获得石英脉中钾长石微晶的等时线年龄为133.1±3.5 Ma。石英脉中原生包裹体和钾长石微晶的年龄较吻合,~130 Ma代表了含金石英脉的形成年龄。砂宝斯金矿床的成矿时代为早白垩世,形成于蒙古-鄂霍茨克造山带后碰撞阶段的挤压向伸展转换期。     

云南东川播卡-拖布卡地区含金石英脉的^40Ar／^39Ar年龄及其地质意义

东川播卡-拖布卡地区金矿是云南中部"康滇地轴"中、新元古界昆阳群岩石中发现的第一个金矿,位于接近三江褶皱带的扬子地块西缘.原生金矿化为含金黄铁矿石英脉、细脉、网脉和浸染状石英黄铁矿.四个不同产状的典型含金石英脉的石英的阶段加热40Ar/39Ar年龄谱为马鞍形,坪年龄值范围为59.93±0.21～42.38±0.32 Ma,最小视年龄范围59.30±4.30～41.90±1.8 Ma,与计算坪年龄加热阶段相应数据的40Ar-39Ar等时线年龄范围59.34±0.17～41.25±0.10 Ma,三者基本一致.等时线年龄计算的相关系数大于0.998,40Ar/3 6Ar初始值范围为293.17±1.40～295.2±0.43,与尼尔值一致.石英形成后没有受到后期地质作用.石英样品的坪年龄没有受到过剩氩和氩丢失的影响,可以作为石英和金矿的年龄.金矿形成于新生代第三纪古新世和始新世初的陆内拉张地质构造环境中.     

东昆仑造山带后碰撞花岗岩岩石地球化学和40Ar/39Ar同位素年代学约束

野外地质和室内岩相学、岩石地球化学特征研究表明,东昆仑造山带存在大量后造山期花岗岩.在此基础上,对其重要地段的典型样品进行了40Ar/39Ar同位素年龄测定,分别得到142.14±1.98 Ma,207.35±0.86 Ma和223.6±1.3 Ma三个坪年龄.结果表明,本地区印支末期已经进入后造山作用阶段,该阶段延续时间可能较长,一直延续到燕山期--典型的陆内碰撞时期.本文从岩石地球化学和同位素年代学角度对本区酸性岩浆活动的构造环境和时限进行了制约.     

西藏波龙斑岩铜金矿床钾长石和绢云母40Ar/39Ar年龄及其地质意义

西藏波龙斑岩铜金矿床是新近在青藏高原中部发现的规模最大的斑岩型矿床。文章对该矿床内的蚀变钾长石和蚀变绢云母进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测试,获得蚀变钾长石的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为(118.33±0.60) Ma,反等时线年龄为(118.49±0.74) Ma (初始⁴⁰Ar/³⁶Ar=286.1±8.4),表明波龙斑岩铜金矿床的钾化蚀变年龄为118~119 Ma;蚀变绢云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为(121.61±0.67) Ma,反等时线年龄为(121.1±2.0) Ma (初始⁴⁰Ar/³⁶Ar=279±19)。由于蚀变绢云母测试样品内可能混入了斜长石,受其影响,蚀变绢云母测年结果的下限可能代表了该矿床绢英岩化蚀变年龄。这些蚀变钾长石和蚀变绢云母⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果与波龙矿床的成岩年龄值和成矿年龄值在误差范围内基本一致,表明该矿床的钾化和绢英岩化与成岩、成矿同期,该矿床的岩浆-热液活动过程的时限为121~118 Ma。     

石英击碎与粉末加热40Ar-39Ar定年及其含义讨论

采用真空击碎技术提取东川汤丹铜矿床石英流体包裹体，进行40Ar-39Ar法年龄测定，获得了逐渐下降的阶梯形年龄谱，表明流体包裹体含有过剩氩；数据点在40Ar/36Ar-39Ar/36Ar图解上构成等时线，年龄为712±33Ma，这一年龄值代表了矿床的形成年龄[1]。随后对其粉末进行40Ar/39Ar阶段加热（100-800℃）分析，形成相对比较平坦的年龄谱，坪年龄为317±6Ma(39Ar占45%，含真空击碎分析在内)，全部加热分析数据点构成的等时线年龄为321±13Ma，这一年龄初步解释为流体包裹体内子