也谈碳沥青的成因

对于碳沥青成因的研究,在《煤田地质与勘探》1981年第5期,马钖昭、袁望成同志曾写过“湖北通山碳沥青性质及成因的初步研究”一文;朱建国同志写过“湖南碳沥青煤成因的探讨”一文。我们受安徽省科协的委托,作为一个咨询项目对黄山西山地区碳沥青的地质特征及其成因,进行了调研和分析。现在此也提出我们的看法。      

金顶铅锌矿床中碳沥青的分布特征及成矿作用

野外地质调查表明,金顶铅锌矿床中碳沥青按产出类型可分为脉状、鳞片状、浸染状、眼球-囊状和胶结状;镜下则能见到粒间充填状碳沥青、裂缝状碳沥青、溶孔型和片状碳沥青。由于这些碳沥青产出的类型不同,其在矿床形成中的作用也不相同。对矿床的形成具有重大意义的是肉眼下能够见到的胶结状碳沥青、脉状碳沥青、部分鳞片状碳沥青,这些碳沥青对成矿元素起着活化、迁移的作用,也起着沉淀成矿的作用。眼球状-囊状碳沥青是后期充填的产物,对矿床的形成起一定的改造作用;浸染状碳沥青多属于原生沉积碳沥青,对矿床的形成仅起到一定的还原沉淀作用。     

不可溶沥青的分子模型构建:以四川省西北部广元天然沥青为例北大核心CSCD

以四川省西北部广元地区天然沥青为研究对象,对原始沥青抽提去除可溶有机质后开展了元素分析和固体核磁共振分析,得到基本参数。结果显示:富有机质的沥青质结构骨架以脂肪碳和芳香碳为主;脂肪碳以甲基、亚甲基为主;芳环簇规模较小,以小于三环的芳环簇为主。通过元素分析和NMR数据,得到了样品的平均分子式,拟合了沥青样品的平均分子结构图。在此过程中,不断进行分子模拟对比,使得模拟图谱接近实验图谱,增强了平均分子结构的可信度,建立了沥青质分子模型的构建方法。     

沥青包裹体的拉曼光谱特征

对石油中的沥青质组分进行了拉曼光谱分析,发现有两种不同的拉曼光谱特征的沥青质:一是具碳质拉曼特征峰的沥青质,二是无碳质拉曼特征峰的沥青质,将前者称为碳质沥青质.对储集砂岩中的深色沥青质包裹体拉曼分析并据其拉曼光谱图特征将这类包裹体分为三种类型:含碳质沥青包裹体、碳质沥青包裹体和沥青包裹体.如果烃包裹体形成后经历了地质构造应力而破裂和地热作用而发生轻组分移出,就形成了沥青包裹体;若再经地质高温变质作用而发生了碳化,就形成碳质沥青包裹体;若只经历地质高温变质作用而发生碳化,组分热解但未移出,可能会形成含碳质沥青包裹体.     

四川盆地东北部海、陆相储层沥青组成特征及来源

本研究系统采集了四川盆地东北部大普光、元坝地区上三叠统须家河组、下三叠统飞仙关组、上二叠统长兴组和鄂西渝东地区中石炭统黄龙组储层固体沥青样品,进行了岩石热解、有机元素、碳同位素和饱和烃、芳烃组分GC/MS的分析,以确定其成因、性质和来源。这些沥青总体上具有低溶性(多数氯仿抽提物/TOC<8%)、高反射率(换算的Ro>1.4%)、低H/C原子比(<0.6)的性质,属焦沥青类,是古油藏原油或运移烃经热裂解成气的残留物。其中,飞仙关组、长兴组碳酸岩储层沥青的S/C原子比值普遍较高(主要在0.025~0.085范围),且硫同位素δ³⁴S值(主要在12‰~24‰)接近硬石膏,说明可能包含有部分TSR成因的沥青。这些高热演化沥青中饱和烃生物标志物的组成和分布出现了异常变化,基本失去了其常规应用意义。芳烃中2,6-/2,10-DMP(二甲基菲)、1,7-/1,9-DMP和4-/1-MDBT(甲基二苯并噻吩)比值,可用来指示沥青烃源岩的有机质生源构成和沉积环境性质。须家河组陆相沥青中这些芳烃比值较高,表征其烃源母质中陆源有机质占优势,且形成于氧化性的环境;而飞仙关组、长兴组及黄龙组海相沥青中这些参数值低得多,意味着其烃源岩有机质生源应以水生生物为主,并沉积于还原性环境。经沥青/烃源岩的碳同位素和二苯并噻吩系列组成对比,认为须家河组储层沥青来源于本层位烃源岩,飞仙关组和长兴组沥青同源于二叠系烃源层。鄂西渝东地区的黄龙组沥青碳同位素偏重(δ¹³C值为-23.2‰~-26.4‰),原始烃源可能主要来自中、下志留统韩家店组及小河坝组地层。     

下庄铀矿田成矿古水热系统的同位素研究及其应用

在分析下庄铀矿田成矿地质背景的基础上，对该矿田矿物和包体水的氢，氧同位素组成，岩石蚀变体系的氧同位素组成，沥青铀矿的铅同位素组成和方解石的碳同位素组成进行了较为系统的研究。     

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.     

低温低压下沥青铀矿合成实验研究

前言在研究某地碳硅泥岩型铀矿地质特征和矿床成因过程中,重点研究了该矿床沥青铀矿形成的物理化学环境,并在实验室内模拟了沥青铀矿形成的主要条件。从我们调研的材料看出,早在四十年代美国原子能委员会(AEC)下设的科研机构就已做过沥青铀矿合成实验,苏联至五十年代末还发表过合成沥青铀矿的有关文章。然而就我们所知,前人的合成实验大多在高温高压下进行,也有人如 J.W.格鲁纳(1954年)提到了曾在     

黔西南金矿有机质地球化学研究

黔西南金矿矿石中有机碳含量与金品位之间没有相关关系。有机质为原生沉积形成的各种显微组分和较多成矿期进入的沥青，沥青在各种矿石中普遍出现，成因上具有储层沥青的性质，是石油烃类热演化的产物。沥青热成熟度高，油浸反射率（Ｒ°％）为１．９－４．５，已达晚期甲烷气阶段，估算受热温度为１５０－２４０℃。矿石中干酪根类型以腐泥－腐殖型为主，与石油沥青相比，富集重碳同位素。质子探针分析表明，矿石中沥青的微量元素组成在不同矿区样品中是不同的，同围岩有紧密联系。碳同位素和微量元素结果说明在成矿过程中存在沥青与围岩的物质交换。矿石可溶有机质含量低，由于成矿作用的影响，可能是有机质二次反应的产物，在族组成上同高成熟度碳酸盐岩相似。从烂泥沟金矿矿石有机抽提物芳烃中检出红色素。金矿有机地球化学研究为解释有机质在金矿形成中的作用提供了重要的依据。     

松辽盆地北部深层凝析油及油型气的成因研究

松辽盆地北部深层发现的凝析油及油型气扩大了油田的勘探潜力.应用单体烃碳同位素、生物标志化合物等分析技术,结合地质背景对凝析油、天然气和固体沥青进行的地球化学研究表明:深层凝析油包括煤成凝析油和泥质烃源岩形成的凝析油,前者芳烃含量高、单体烃碳同位素重,后者饱和烃含量高、单体烃碳同位素轻,生物标志化合物对比,二者均来自于沙河子组烃源岩;油型气甲烷碳同位素轻,一般小于-45‰,且甲烷与乙烷之间碳同位素分馏明显,属原油裂解成气特征,油型气与煤型气混合可能是深层天然气碳同位素系列倒转的重要原因之一;火山岩储层中的固体沥青有机地球化学分析,有机碳含量0.08%～0.16%,氢指数49～297 mg/g,Ro大约为1.87%,表征固体沥青现今的成烃潜力较小,原油向天然气转化主要发生在高成熟阶段的晚期,对应的地质年代大约是嫩江组-明水组沉积末(80～65 Ma).原油向天然气转化的事实启示,深层天然气勘探要兼顾古油藏的研究.     

滇黔交界地区玄武岩铜矿中有机质的生物标志物特征及其地质意义

滇黔交界地区玄武岩中赋存的自然铜矿化与沥青密切相伴,玄武岩层间含碳沉积岩中的自然铜矿化发育大量碳质。本文采用有机质抽提、族组分定量及饱和烃色-质分析等方法对这两种产状的铜矿石中有机质的族组分含量和生物标志物进行了研究,并对其地质意义进行了探讨。通过研究取得如下认识：①含沥青铜矿石和含碳质铜矿石虽然产状明显不同,其有机质成因有明显差异,但其有机质族组分含量及生物标志物特征十分类似,反映它们经历了类似的地质作用;②有机质族组分及其生物标志物提供的来源信息较混乱,这可能是成矿流体循环改造导致的;③生物标志物特征表明,含沥青铜矿石及含碳质铜矿石中有机质经历了类似的较还原的高盐度环境,这可能是高盐度成矿流体及还原的成矿条件的指示;④生物标志物特征及氯仿沥青“A”低含量特征表明两类铜矿石中有机质成熟度高,这可能是成矿流体的热力对有机质改造的结果;⑤有机质生物标志物特征显示两类铜矿石中有机质生物降解作用不强,表明沥青的形成是原油受成矿热液热力影响发生热裂解的结果。     

活动大陆构造边缘碳沥青形成与金属成矿探讨:以柴北缘滩涧山地区滩涧山群为例

柴达木盆地滩涧山群碳沥青广泛分布,资源量大,钒、镍等金属元素含量高,已发现的金属矿床与滩涧山群分布具有较好的一致性。因此,研究滩涧山群碳沥青的形成机制,探讨其与金属矿形成相互作用,有助于对油气与金属矿产共生/共存的研究,对柴达木盆地油气资源和金属矿床的勘探研究具有重要意义。通过野外实测剖面明确碳沥青分布特征,测定碳沥青金属元素含量并进行有机地球化学分析,对碳沥青形成机制及其与金属矿伴生进行探讨。研究表明,柴达木盆地碳沥青主要分布在赛什腾山、滩涧山、茫崖石棉矿和开木齐地区。以柴北缘滩涧山地区为例,碳沥青主要赋存在滩涧山群a段灰岩和砂岩储层或与泥岩同层储存。油源对比表明碳沥青来源于滩间山群a段泥岩,母质类型为藻类等低等水生生物,形成于浅海-半深水、缺氧还原的海相咸水环境中,并遭受过较强生物作用。滩涧山群碳沥青形成时的活动构造与岩浆作用有利于金属元素富集,促进烃类流体与金属元素相互作用,有机质对金属元素的初始富集或流体从外界条件萃取富集造成滩涧山地区碳沥青中部分金属元素含量高,具有很大的金属成矿潜力。     

琼北峨蔓岭近岸海区灾害地质因素分析

本文基于浅地层剖面实测资料,结合区域地质背景,对研究区内几种灾害性地质因素的分布,性质及成因作了分析。     

南羌塘鄂斯玛地区早白垩世沥青地球化学特征及意义

首次在南羌塘安多县鄂斯玛地区早白垩世地层中发现沥青。从沥青有机碳含量、族组分及生物标志化合物方面综合研究了其有机地球化学特征,并进行了油源对比。研究结果表明,样品的有机碳含量为3.42%~75.01%,显示其有较高的沥青含量;族组成中重烃组分(非烃+沥青质)质量分数最高,其次为芳香烃,饱和烃质量分数最低。生物标志物研究表明,沥青的成熟度较高,沥青母岩的沉积环境为还原环境,其有机母质主要为混合来源,特别是藻类做出了重要贡献。运用生物标志化合物的相对含量指标进行油源对比研究表明,沥青可能来源于索瓦组泥岩。该研究成果对南羌塘的油气勘探具有一定意义。     

储层中固体沥青研究现状、地质意义及其发展趋势

固体沥青包含了油气形成与演化等重要信息,其研究对油气勘探与开发具有重要的指导作用。综合国内外众多学者的研究,阐述了固体沥青的定义、成因与分类、反射率、对储层物性的影响及测井识别。固体沥青成因类型多样,归纳起来主要包括热成因和冷变质成因两大类。固体沥青反射率可以作为成熟度评价的有效参数,但需结合实际地质情况合理选择转换关系式。固体沥青充填在储集层孔隙空间中,堵塞孔隙喉道：一方面造成储集层的严重损害,导致油藏分布不均;另一方面作为封堵带,有利于油气的保存,形成隐蔽油气藏。固体沥青在核磁共振上具有独特的响应特征,利用核磁共振T₁/T₂值、中子-密度交会、密度孔隙度与气测孔隙度差值以及纵波时差-电阻率交会可以有效识别固体沥青。对于固体沥青后续研究,固体沥青结构、性质与固体沥青反射率的关系,以及如何使用测井参数定量标定固体沥青体积分数,是未来固体沥青在储层评价和油气开发研究的热点和难点。     

柴东石炭系天然沥青特征及形成的主控因素

前人在柴达木盆地东部石炭系地层中发现了大量的天然沥青出露,并证实柴达木盆地石炭系烃源岩有过生烃过程。因此,深入开展该地区天然沥青特征和形成模式分析,对该地区下一步的油气勘探有着重要的指导意义。文中采用物理和地球化学实验的方法,研究了石炭系天然沥青物理特征和地球化学特征;分析了石炭系天然沥青物理特征和地球化学特征,并总结出石炭系沥青遭受了轻微的生物降解和氧化作用的蚀变特性;通过对沥青形成的地质背景及构造活动的分析和研究,探究了德令哈坳陷沥青的形成模式,发现该区石炭系、侏罗系广泛分布的烃源岩是沥青形成的物质基础;局部的优质储层,为有利的油气储集空间;不整合面和断裂体系非常发育,不仅对该区油气的运移起着控制作用,也是油气藏破坏而暴露地表形成沥青的重要因素;这三个主控因素对该区天然沥青的形成起着决定性的作用     

辽河油田生物降解原油沥青质热解产物中单体化合物碳同位素组成

生物降解原同在我国分布广泛并且在重油资源中占有一定的比例。本文通过采用单体化合物碳同位素分析技术对取自辽河油田西部凹陷的重油以及它们沥青质组分的热解产物进行单体碳同位素测定,来研究原油沥青质热解产物中正构烷烃单体碳同位素的组成及其一物降解油的指示意义。研究结果表明,沥青质热解产物中正构烷烃组分的单体碳同位素组成可用于生物降解较严重的重油样品进行油／油相比,并且与原油中的正构烷烃单体碳同位素组成的对     

西准噶尔白杨河铀矿床沥青铀矿矿物特征及形成环境

白杨河铀矿是我国新疆地区典型的铀-多金属矿床,为查明该矿原生铀矿物特征,进一步探究沥青铀矿的形成与保存环境,本文利用偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等多种研究手段对该矿床中的沥青铀矿开展了矿物学研究工作,并利用激光拉曼和碳硫仪对与原生矿体空间关系极为密切的黑色断层泥开展了研究。结果表明,本矿床形成的原生沥青铀矿主要赋存在热液脉中,矿石组构包括:碎裂结构、花岗状压碎结构、斑状压碎结构、交代反应边结构;黑色断层泥含有一定量的有机碳(TOC为0.24%～1.07%),拉曼测试结果显示出较强烈的碳质峰。沥青铀矿不同程度地遭受流体改造作用,使得矿物化学成分极其复杂。随着流体改造程度的增加,UO_2、PbO呈现降低的趋势,Nb_2O_5及ZrO_2含量则表现出升高的趋势,显示在后期的流体改造作用过程中,铀被活化迁移的同时,流体还带来了丰富的Nb和Zr等元素。进一步分析认为富有机碳的断层泥在成矿过程中可能为U~(6+)的易溶络合物还原为沥青铀矿沉淀提供了有利条件,并且在沥青铀矿形成后起到了一定程度的保护作用。     

生物降解稠油沥青质热解产物中生物标志化合物与单体烃碳同位素组成研究

本文运用热解技术对采自准噶尔盆地风城地区6个重度生物降解稠油进行沥青质热解实验。通过分析沥青质热解产物中生物标志化合物组成和单体正构烷烃碳同位素组成,探索其在降解稠油油源研究中的应用。研究结果显示,沥青质热解产物中生物标志化合物组成特征易受热解温度的影响,指示母质沉积水体环境的参数 Pr/Ph比值随热解温度升高逐渐增大,在较高的温度下,高碳数、高环数的生物标志化合物易裂解生成低碳数、低环数的化合物,导致C20三环萜烷/C30 藿烷和孕甾烷/αααC29R甾烷两个参数的比值随热解温度升高逐渐增大,表明利用沥青质热解产物生物标志化合物组成进行降解稠油油源判识易出现偏差。而沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素组成随热解温度升高并没有明显的变化, 6个降解稠油沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素分布曲线呈水平分布,与来自风城组烃源岩的典型原油基本相似,说明沥青质热解产物中单体烃碳同位素组成特征可用于重度降解稠油油源分析。另外,通过对比稠油与其沥青质热解产物中单体正构烷烃单体碳同位素组成差异,可用于研究多油源以及后期混入的问题。     

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。