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。     

深部物质运动的气体地球化学特征

根据氦同位素地球化学资料讨论了中国东部和云南腾冲地区上地幔的脱气。尽管地球脱气作用主要发生在地球形成时的十亿年间，但是后期的脱气作用仍是影响大气圈演化的主要因素。在两种力学性质不同的构造带──中国东部大陆裂谷和位于欧亚板块与印度板块缝合带的腾冲火山区，采集了天然气样，并分析了气体组分和氦同位素组成，较高的３Ｈｅ／４Ｈｅ值和地质、地球物理资料表明天然气和温泉气中的氦相当一部分是来自上地幔。来自上地幔的氦和其他气体自第三纪以来不断在气藏中聚集或向大气中逃逸。伴有源于上地幔的岩浆活动的地幔脱气是深部物质运动的具体表现形式，它对新生代气候演变可能有直接影响。     

广东三水盆地非烃天然气同位素地球化学

本文根据广东省三水盆地天然气中He,Ar,CO_2和N_2的稳定同位素地球化学特征,探讨了该区非烃天然气组分的成因以及大地热流。天然气中~3He/~4He值为(1.60—6.39)×10~(-6),~(40)Ar/~(36)Ar值为450—841,δ~(13)C_(Co_2)的变化范围为-20—-2‰,δ~(15)N在-58—+95‰之间。天然气同位素地球化学特征表明三水盆地有较强的地球深部流体(物质和热)向上溢出。富含非烃组分的气藏中,大部分He,Ar,N_2来自地球深部,CO_2则主要由岩石化学反应生成。烃类天然气藏中非烃组分主要来自地壳中放射性成因的~4He、~(40)Ar和有机质热分解产生的CO_2、N_(20)根据~3He/~4He值估算大地热流值(Q)为72—82mWm~(-2),其中一半以上可能来自上地幔。     

济阳坳陷天然气氦同位素特征及二氧化碳成因与第三纪岩浆活动的关系

济阳坳是渤海湾盆地的一部分，位于我国东部超壳断裂，郯庐断裂带内，主要为中，新生代形成的沉积坳陷。在第三纪的喜山期岩浆活动较强烈，因此，坳陷内第三纪火成岩分布广泛。对于坳陷内的天然气氦同位素研究表明，济阳坳陷天然气中氦同位素组成，Ｒ／Ｒａ值分布范围０．１１－３．０６。说明一些天然气中具有明显的幔源氦加入，将天然气中氦同位素组成与基地质背景结合可知，天然气中氦同位素组成与坳陷内第三纪火成岩分布有十分密     

稠油区浅层天然气成因探讨

中国含油气盆地稠油分布广泛,在这些稠油分布区与稠油伴生一些浅层天然气,这些天然气大多数甲烷碳同位素较常规天然气碳同位素轻,干燥系数大,非烃中氮气含量高,研究认为这些与稠油伴生的浅层天然气为原油在厌氧细菌(主要是产甲烷菌)作用下形成的原油降解气,同时混有少量热成因天然气。通过对稠油分布区的地质环境、地层水组成和储层特征等方面研究,提出微生物降解原油具备形成天然气所需的地质条件,认为原油降解气具有较大勘探潜力。     

成矿流体氦、氩同位素地球化学

成矿流体氦、氩同位素地球化学胡瑞忠（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词地壳现代流体成矿流体氦、氩同位素近年的研究表明，在许多大陆地热体系和古代成矿流体中，尽管氢、氧同位素显示其中的水具有大气成因的特点，但其他证据显示其中的气体组分（如...     

天然气中的幔源稀有气体

天然气为地球内流体的重要组成部分，天然气中幔源稀有气体是源于地球深部的地幔挥发分。文章以气体地球化学国家重点实验室有关研究为主，简要综述了此一领域的研究。氦的同位素３Ｈｅ／４Ｈｅ是幔源物质的重要判识指标，天然气中３Ｈｅ／４Ｈｅ值大于１．４×１０－６时，表明有相当数量的幔源挥发分加入到天然气中，它是地球构造活动性强，地幔挥发分可以沿一定断裂体系进入沉积壳层的指示。在一定程度上氩同位素４０Ａｒ／３６Ａｒ及氖同位素２０Ｎｅ／２２Ｎｅ值也可指示构造环境的特征。天然气中稀有气体研究反映了我国东部含油气区具有最活跃的构造环境，中部最稳定，西部次稳定。在东部活跃的构造背景下，造成了幔源挥发分较普遍地加入到沉积壳层天然气中，形成了中国东部发现的世界首例壳－幔复合型氦资源，形成了一批与幔源挥发分成藏有关的二氧化碳资源。东部地区也成为幔源甲烷可能富集成藏的重要区域。     

同位素示踪技术在地质研究中的某些应用

文中介绍了同位素示踪技术的基本原理,回顾了利用氢氧同位素示踪成矿溶液来源,研究水岩反应所取得的重要成果和最新进展;提出水岩相互作用是一个连续的演化过程,可分三个阶段,不同阶段的交换温度、水／岩比及体系的平衡、封闭情况是不一样的。以太古宙条带状硅铁建造为例,介绍了硅同位素示踪技术的新进展,证明了太古宙条带状硅铁建造为海底喷气成因,条带状构造与海底热液的周期性喷发有关。文中还介绍了氦同位素在示踪幔源组份方面的最新进展,指出我国东部油气区天然气中的氦、氩、二氧化碳等有相当一部分来自地幔;根据太平洋中部多金属结核的氦同位素组成和分布特征,提出成矿物质主要来源于海底热液活动,结核的一个圈层可能代表了一次大的海底热液活动。     

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。     

辽河盆地黄沙坨油田原油中氦同位素的来源及其地质意义

辽河盆地黄沙坨油田原油样品中氦、氖和氩稀有气体同位素值的测试研究结果显示：①黄沙坨油田原油中稀有气体3He/4He(Rc)分布于2.61×10?6~3.50×10?6, 平均3.06×10?6, 具有幔源氦混入的特征, 幔源氦的侵入份额为20.13%~30.24%, 表明该区具有切割至上地幔的深大断裂;②据3He/4He计算, 辽河盆地黄沙坨油田大地热流值分布于75.3~77.3 mWm?2之间, 平均76.4 mWm?2, 与我国中部、西部盆地相比该地区具有较高的大地热流值, 对有机质的成熟与成烃较有利;③上述研究结果表明原油氦同位素的研究与天然气中氦同位素的研究相似, 可为大地构造背景、大地热流、油气来源和演化判识等方面的研究提供有益的科学 信息。     

非烃及稀有气体地球化学

1.非烃气体组份特征非烃气体主要指二氧化碳和氮气,根据非烃气体和稀有气体含量,基于苏联等的分类,我们对苏北、南松辽、广东三水、四川、新疆等含油气盆地及甘肃窑街煤矿的90个气样划分了三个类型。(1)高氮、高氦、含二氧化碳甲烷气。以苏北黄桥地区的浅层气为代表。     

安徽月山矿田硅、氦、氖同位素地球化学研究

对安徽月山矿田硅、氦、氖同位素组成研究表明 ,月山岩体是玄武质岩浆结晶分异和同化混染的产物 ,矿床的硅来自岩浆熔 流分离作用形成的岩浆热液 ,成矿流体中的氦来自地壳和地幔两个端员。成矿过程中发生了富含放射性成因氦的演化大气降水与岩浆热液的混合。     

南海北部边缘盆地天然气成因类型及成藏时间综合判识与确定

20世纪90年代以来,南海北部边缘盆地天然气勘探进展迅速,除早期在琼东南盆地发现YC13-1气田以外,陆续在莺歌海盆地发现了DF气田群和LD气田群,在珠江口盆地发现了WC气田群及PY气田群,近期在珠江口盆地南部深水区则发现了LW-LH气田群。这些气田群气藏天然气组成,主要以烃类气为主,但莺歌海盆地气田群部分区块及层段亦含有丰富的CO2(二氧化碳)和N2(氮气)等非烃气。根据天然气地质地球化学特征,借鉴国内外通用判识划分方法及指标,该区烃类气可综合判识与划分为生物气及亚生物气、成熟油型气、成熟-高熟煤型气及高熟-过熟气等成因类型;该区非烃气CO2可划分为壳源型(有机/无机)、壳幔混合型及火山幔源型等三大成因类型。非烃气N2则可划分为大气成因、壳源型有机成因和壳源型有机-无机混合成因等3种主要成因类型。对于不同气藏烃类气形成及成藏时间判识与厘定,主要依据其地球化学特征及生烃动力学、同位素动力学模拟实验和含烃盐水包裹体及自生伊利石Ar-Ar同位素定年,并结合具体成藏地质条件分析而综合判识与确定;对于非烃气形成及成藏时间,则主要根据伴生烃类气形成时间,并结合温压双控热模实验结果及地质条件综合判识与确定。     

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。     

辽河盆地烃类气体组分及同位素组成

辽河盆地是一新生代断陷盆地,盆地内天然气资源丰富,天然气成因复杂.本文通过对该盆地80个天然气样中烃类气体组分组成及同位素组成的分析研究,探讨了该盆地烃类气体的成因,为盆地天然气勘探提供了地球化学方面的信息.     

吐鲁番-哈密盆地台北凹天然气的地球化学特征及其来源

本文在论述新疆维吾尔自治区东部吐鲁番-哈密盆地台北凹陷天然气地质与地球化学特征的基础上,讨论了天然气的来源,对采自吐哈盆地十余个天然气样进行了气体组分和碳、氢、氦同位素分析。天然气甲烷含量为60.85～84.40%,干湿指数（C₁/C+₂）为1.57～6.37,属湿气.甲烷碳氢同位素组成(δ13C₁、δD)分别为-43.0～-49.4‰和-220～-281‰.乙烷的δ13C₂-20.1～-34 0‰,δD:-259～-257‰。丙烷的δ13C₃-21.3～-26.7‰,δD:-114～-203‰。丁烷的δ13C₄-22.2～-28.2‰,δD:-93～-116‰。天然气中氦的同位素组成（He/He）为（3.17～7.01）×10.目前主要产层属侏罗系,天然气一般与轻质油同藏,侏罗系中于酪根类型主要为Ⅲ型,R。值为0.4～1.0%。地质地球化学资料表明台北凹陷天然气与来自侏罗系的轻质油可能不完全同源,相当一部分天然气也许来自古生界。天然气中的氦为地壳来源的氦。     

对新疆萨日达拉金矿成矿流体的He、Ar同位素示踪

采用稀有气体同位素质谱方法,通过分析萨日达拉金矿载金黄铁矿中流体包裹体的He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。结果表明,萨日达拉金矿黄铁矿流体包裹体中He同位素组成变化范围较大,R/Ra值为0.34~1.59,显示壳幔混合特征,二元混合模型计算结果显示以地壳放射性成因氦为主,并有地幔氦的加入;Ar同位素组成较均一,~(40)Ar/~(36) Ar值为305~359,平均336,~(36)Ar/~(38)Ar值为5.34~5.44,平均5.40,显示叠加有部分放射性成因~(40)Ar的大气降水成因氩同位素组成。综合分析结果表明,萨日达拉金矿成矿流体为由大气降水深循环改造而成的地壳流体,其所具有的地幔He同位素组成应继承自下部地壳中隐伏的壳幔混合成因地质体。     

塔里木盆地东部地区天然气地球化学特征及成因探讨(之一)

塔里木盆地是世界上勘探程度较低的大型盆地之一。近年来在该盆地中进行了大规模的油气勘探,发现了一系列的油、气田,其油、气资源量近似1∶1,说明在该盆地中天然气资源非常丰富。该盆地已发现的天然气主要分布在塔里木盆地东部地区的塔北隆起、塔中隆起和库车拗陷。天然气主要与凝析油及原油伴生。该盆地天然气组分分析表明,已发现的天然气藏绝大多数烃类气体含量大于65%;非烃气体CO₂含量小于5%,N2含量小于10%。一些天然气中N2含量达25%到35%。在塔北隆起油气藏中天然气的干湿指数(C₁/C₂+比值)具有从东到西降低的趋势,天然气中N₂含量具有从东到西升高的趋势,天然气甲烷的碳同位素组成也具有由东到西变轻的趋势,结合该区的地质背景可知造成这一趋势的主要因素可能是由于该区下古生界烃源岩热演化程度具有东高西低的特征。     

华南新元古代裂谷盆地演化

沉积学研究表明,华南新元古代沉积盆地具典型裂谷盆地沉积演化特征.代表裂谷盆地早期形成阶段的成因相组合有冲洪积相组合、陆相(或海相)火山岩及火山碎屑岩相组合、滨浅海相沉积组合、淹没碳酸盐台地及欠补偿盆地黑色页岩相组合;而代表中、后期形成阶段的成因相组合有滨岸边缘相至深海相组合,冰期冰积岩相组合、碳酸盐岩及碳硅质细碎屑岩相组合.华南裂谷盆地岩相古地理演化经历了5个重要的时期,整体上反映了一个由陆变海、由地堑-地垒相间盆地变广海盆地、由浅海变深海、盆地由小变大的演化过程.裂谷盆地的形成经历了裂谷基的形成、地幔柱作用与裂谷体的形成、被动沉降(下拗)与裂谷盖的形成三个阶段.华南裂谷盆地的形成演化与Rodinia超大陆在新元古代时期的裂解作用密切相关,它是超大陆解体过程的一个重要组成部分.     

中国油气田氦、铅、锶、钕等同位素组成与“二元论”

通过对He同位素组成特征研究,阐述了我国油气盆地的3He/4He比值受控干区域成藏背景的特征.在东部地区由于太平洋板块俯冲,深大断裂SN向分布和火山-岩浆活动剧烈等因素的影响,该比值最大,中部的最小,西部及南部的介于两者之间,而且其中的壳源、幔源比例也有所不同.克拉玛依油田、辽河油田及塔里木盆地油田?镲 的Pb、Sr、Nd同位素组成特征显示出他们经历了多源、多期、多灶的成藏作用,而天然气和天然气水合物的He-Ar、Ne、Xe、C-D及δ13C1-C1/(C2+C3)的关系特征,证明它们的成因是壳幔混合的结果.碳同位素组成显示松辽盆地、鄂尔多斯盆地、三水盆地及苏北盆地的油气来源皆和地壳与地幔贡献有关."二元论"的成藏理论的运用,有益干找藏工作的开展.