济阳坳陷高青—平南断裂带CO_2气藏中稀有气体地球化学特征

济阳坳陷高青-平南发育多个CO_2气藏,对气藏组分、同位素以及组分同位索相关组合进行分析,认为气藏中CO_2主要是幔源-岩浆成因.气藏同时具有高~(40)Ar/~(36)Ar和高~3He/~4He值表明:气藏中稀有气体主要来自幔源,同时有部分壳源混入;气藏中~4He/~(40)Ar~*平均值为2.15,说明该地区气藏形成主要以岩浆缓慢脱气为主,大规模CO_2及稀有气体是岩浆冷却结晶阶段所释放.其形成机理为:在随岩浆上升的过程中,随着压力和温度不断下降以及岩浆成分的变化,岩浆中CO_2及稀有气体溶解度也随之降低并析出,产生的大量CO_2及稀有气体沿着深大断裂及一些二、三级断裂交汇处输送至地层的各类圈闭中,并在适当的位置聚集成藏.     

济阳坳陷断裂活动和CO2气藏的关系研究

济阳坳陷在惠民凹陷和东营凹陷的地壳中各存在1个低速体,位于惠民凹陷上地壳底部的低速体是坳陷内已经发现火成岩的岩浆房以及CO2的气体库。凹陷的边界断层在10~12km±的深度其倾角变得平缓,并以韧性剪切方式沿拆离带向下延伸。拆离带内岩石多为糜棱岩,在岩石圈上部巨大的压力作用下,呈现韧性状态的拆离带是良好的封盖层。由于拆离带的作用,沿岩石圈下部裂缝上升的岩浆和气体等在拆离带下部聚集而形成低速体。在地壳相对较稳定期,拆离带也处于较稳定阶段并起分隔作用;如果地壳发生拉分作用,则低速体也会随之发生暂时性破裂,从而导致低速体内的岩浆和气体运移、聚集和成藏。郯庐断裂是间接的成气断裂,埕南断裂及惠民凹陷内地幔隆起区上地幔及下地壳张性断裂是直接的成气断裂;高青—平南断层以及商店—平方王断层等为输气断裂;临邑—商河断层、林樊家断层和齐河—广饶断层等是有利的输气断裂。     

断裂体系中的调节带：以济阳坳陷为例

调节构造研究是当前构造描述的一个新方向。笔者引入“调节构造”的概念和原理探讨了济阳陷断裂体系中的调节构造，并鉴别出６种具体样式：①调节（半）背斜，即断面相向断层对叠复域的构造样式为背斜；②调节地垒，指断面背向的断层对叠复域为一相对上升的断块；③走向斜坡，为位于断面同向的断层对叠复区较为简单的构造斜坡带，斜坡倾向与断层走向一致；④成对对向接近型交叉断阶，是为断层间彼此不重叠，其间应力传递以交叉状断层     

山东济阳坳陷二氧化碳气成藏模式分析

山东济阳坳陷CO2气藏类型众多,成藏模式存在多样性。根据CO2气藏组分含量和同位素的分析结果,发现济阳坳陷CO2气藏以幔源成因为主,岩浆气源体是最重要的CO2气源体,火山岩体、火山通道和岩浆气源体附近的断裂对CO2气的运移成藏起关键作用。通过卸压条件下CO2的运移、CO2在断裂(裂缝)中的运移、CO2在孔隙—裂缝双重介质中的运移、CO2在砂质沉积物中的运移等一系列实验模拟,研究岩浆释出CO2气的运移成藏过程。结合已知气藏的运移成藏地质过程,建立济阳坳陷CO2气藏的3种地质模式,即侵入体—断裂—储集层转折成藏模式、侵入体—储集层直接成藏模式和埋藏火山通道—储集层直接成藏模式,为济阳坳陷CO2气成藏研究及其综合勘探奠定基础。     

济阳坳陷高青-平南断裂带两类气藏的地球化学特征及成因

根据对高青-平南断裂带两侧的气藏进行气体组分及碳同位素地球化学分析发现：两侧分布的是不同的气体类型,南侧主要是以甲烷为主的烃类气藏,其CH4含量在88.83%-99.26%之间,碳同位素值为-55.17‰～ -35.00‰之间,结合该地区的地质特征认为该区CH4气藏为混合气藏,其来源主要有3种：油型伴生气、幔源岩浆脱气以及CO2还原气。而北侧主要是以CO2为主的非烃类气藏,其CO2含量在60.72%-99.99%之间,碳同位素值为：9.8‰-3.41‰,3He/4He值主要在4.45×10^-6～6.35×10^-6之间,主要是幔源-岩石化学成因的混合气。通过分析两侧气体组分及碳同位素特征,初步判断高青-平南断裂带两侧烃类气体形成于同一时期,主要可能是早期强烈的岩浆喷发后形成,而高青地区的二氧化碳气藏主要是由后期的岩浆脱气形成。两类气藏组分差异的最主要原因是由后期的岩浆活动影响造成。     

济阳坳陷CO2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内.气藏中CO2气体浓度为69%～97%,δ13CCO2值为-5.67‰～-3.35‰,CH4/3He值为(1.01～5.65)×108,3He/4He值为(2.80～4.49)×10-6,即R/Ra为2.00～3.21,40Ar/36Ar值为317～1791,CO2/3He值为(0.25～2.61)×109.以上地球化学数据表明,济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地幔,且幔源CO2在成藏过程中有损失,或者有壳源CO2的加入,特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入.在对CO2气来源定性分析的基础上,还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究.     

济阳坳陷断裂活动和CO2气藏的关系研究

济阳坳陷在惠民凹陷和东营凹陷的地壳中各存在1个低速体,位于惠民凹陷上地壳底部的低速体是坳陷内已经发现火成岩的岩浆房以及CO₂的气体库。凹陷的边界断层在10~12km±的深度其倾角变得平缓,并以韧性剪切方式沿拆离带向下延伸。拆离带内岩石多为糜棱岩,在岩石圈上部巨大的压力作用下,呈现韧性状态的拆离带是良好的封盖层。由于拆离带的作用,沿岩石圈下部裂缝上升的岩浆和气体等在拆离带下部聚集而形成低速体。在地壳相对较稳定期,拆离带也处于较稳定阶段并起分隔作用;如果地壳发生拉分作用,则低速体也会随之发生暂时性破裂,从而导致低速体内的岩浆和气体运移、聚集和成藏。郯庐断裂是间接的成气断裂,埕南断裂及惠民凹陷内地幔隆起区上地幔及下地壳张性断裂是直接的成气断裂;高青—平南断层以及商店—平方王断层等为输气断裂;临邑—商河断层、林樊家断层和齐河—广饶断层等是有利的输气断裂。     

深大断裂对幔源CO2 释放作用研究综述

介绍了有关深大断裂对幔源CO2 释放作用的理论、国内外研究现状,以及作者在该项研究中取得的一些进展;认为该研究对推动碳循环、岩溶动力学和灾害地质学等多学科向前迅速发展有着重要的意义;提出今后应注重多学科结合等的研究思路。      

济阳坳陷CO0_2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内。气藏中CO2气体浓度为69%~97%,δ13CCO2值为-5.67‰~-3.35‰,CH4/3He值为(1.01~5.65)×108,3He/4He值为(2.80~4.49)×10-6,即R/Ra为2.00~3.21,40Ar/36Ar值为317~1791,CO2/3He值为(0.25~2.61)×109。以上地球化学数据表明,济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地幔,且幔源CO2在成藏过程中有损失,或者有壳源CO2的加入,特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入。在对CO2气来源定性分析的基础上,还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究。     

郯庐断裂系统与中国东部幔源岩浆成因CO2关系的初探

中国已发现的源岩浆成因ＣＯ２气藏主要分布在与郯庐断裂发育密切相关的东部伸展盆地,两者关系具体表现如下：１．中国东部幔源岩浆成因ＣＯ２气藏的空间展布与郯庐断裂保持一致;２．郯庐断裂切割深度达到上地幔;３．沿郯庐断裂岩浆活动强烈,且具幔源特点;４．中国东部伸展盆地自中、新生代以来的演化受郯庐断裂带活动影响。本文主要以郯庐断裂带为主线,结合幔源岩浆成因ＣＯ２气藏典型实例,从郯庐断裂构造环境、空间格局和演     

Geochemistry and origin of gas pools in the Gaoqing-Pingnan fault zone,Jiyang Depression

In the surroundings of the Gaoqing-Pingnan fault zone are developed quite a number of gas reservoirs. Based on gas compositions, they can be divided into two groups, i.e., CO2 and CH4. Their composition and isotope geochemistry were dealt with in this study. The CO2 contents range from 60.72%–99.99%, the δ13CCO2 values from -3.41‰– -9.8‰, and the 3He/4He ratios from 4.35×10-6–6.35×10-6 (i.e. R/Ra=4.45–4.35). Based on the data on composition and isotope geochemistry, deep geological background, deep faults and volcanic rocks, it is shown that CO2 ,distributed in the Gaoqing area, mostly originated from mantle-source inorganic matter which is associated with magmatic rocks. The favorable tectonic environment for the formation of CO2 reservoirs is the rift, which is related to great fault-magmatic activity, the formation of CO2 gas pools and their space-time correlation to the most recent magmatic activities. Hydrocarbon gas pools occur in the Huagou area. The CH4 contents are within the range of 88.83%–99.12%, and the δ13CCH4 values, -44.7‰– -54.39‰. This indicates that the hydrocarbon gas resulted from the decomposition of oil-type gas at high temperatures. Volcanic rocks in the CO2 gas pool-and CH4 gas pool-distributed areas show significant differences in Fe2O3 and FeO contents. This has proven that the hydrocarbon gas may have resulted from various chemical reactions. Magmatic activities are the primary reason for the distribution of CO2 and CH4 gas pools in the Gaoqing-Pingnan fault zone.     

中国东部地区新生代岩浆活动对区域性CO2形成时间的制约

中国东部地区新生代存在 4个岩浆活动期 :第一期 6 5～ 4 1Ma ,第二期 4 1～ 2 1Ma ,第三期 2 1～ 13Ma ,第四期 11Ma至今。对研究区内火山岩地球化学研究表明 ,古近纪早期火山岩以拉斑玄武岩和钙碱性玄武岩为主 ,后期特别是从沙三期开始逐渐转变为碱性岩石。火山岩中CO2 包裹体含量统计表明 ,沙三段 (Es3 )中CO2 含量明显高于其它几个岩性段 ,而碱性岩中CO2 的含量又明显高于拉斑玄武岩中的含量。沙三期是整个东部地区一个较重要的岩浆活动期和火山活动发生重大改变的时期 ,从沙三期到馆陶期形成的碱性岩具有最大的CO2 成藏潜力 ,沙三期及以后的火山岩与CO2 在空间上存在密切关系 ,因此沙三期到馆陶期是形成区内CO2 的主要时期。     

济阳坳陷孤西断裂带深层天然气成因类型

针对孤西断裂带深层天然气来源多、成因复杂的问题,以烃源岩特征分析为基础,利用天然气三元地球化学示踪体系,还考虑了伴生油生物标志物特征等,并结合成藏地质条件的分析,深入剖析了该区天然气的地球化学特征和成因类型。认为孤西断裂带深层天然气呈规律性变化,自西往东由油型气逐渐过渡到煤成气:其中渤深6潜山天然气由源自渤南洼陷Es4上高熟油型气和Es3下油型伴生气混合而成;渤古4潜山以Es4上生成的高成熟油型气为主,混有源自C-P的煤成气;孤北潜山第二排山天然气由煤成气和油型气混合而成;第三和第四排山则主要为C-P来源的煤成气。     

济阳坳陷地幔热流和深部温度

济阳坳陷深部地热状况对于分析岩石圈深部结构特征、探索该盆地形成和演化的地球动力学过程具有重要意义.依据济阳坳陷最新的钻探资料和深部地球物理探测结果, 按沉积盖层、上、中、下地壳4层结构, 建立了分别代表该区凹陷部位和凸起及斜坡带上的2种地壳结构模型.通过多道能谱分析, 测试了区内4 3块岩心样品的放射性元素U、Th、40K含量, 统计得出了济阳坳陷沉积盖层的平均生热率为(1.40±0.26) μW/m3.在研究大地热流分布的基础上, 结合济阳坳陷地壳各岩层放射性生热率, 采用“剥层”法, 从地表开始, 由浅到深逐步扣除各层段所提供的热量, 得到了济阳坳陷的地幔热流.并且采用相似的方法, 利用一维稳态热传导方程, 分析了地壳上地幔顶部的温度状况.结果表明, 济阳坳陷的地幔热流约为38.4~39.2 mW/m2, 占整个地表总热流量的5 8%;地幔顶部温度约为602~636℃.与世界上其他各类地质构造单元相比, 济阳坳陷无论是地幔热流值或其与地表热流之比值都是比较高的, 其深部地热状态具有介于稳定地区和构造活动区之间的特点.      

济阳坳陷非生物成因气聚储的深层构造因素探讨

通过综合分析深部人工地震探测资料和非生物成因天然气分布特征, 认为超塑性流动变形机制对于济阳坳陷地壳岩石流变和深部结构调整影响深刻.地幔物质上涌, 中、下地壳特别是低速物性体的岩石流变以及表壳伸展破裂, 制约着含气构造按照表壳脆裂与深部流变的组合样式发展.岩浆活动受到韧性地壳分层的阻隔, 通过深熔作用同化岩石圈物质, 通过侵位地壳改造壳层性质.在低速体所在层位, 流体(包括二氧化碳) 在聚集的同时促进了地壳岩层的变质、弱化.整个地壳层次上的深部顺层断裂、构造折离及断裂根部扩容是区内非生物成因气聚储的有利构造因素.      

幔源CO_2演化及CO_2气成藏实例分析

幔源CO2是当今地球科学研究中的前沿领域之一,具有重要的研究价值。处于超临界态的地幔流体具有很强的溶解和扩散能力,是地球内部能量与物质向外传输的重要载体。地幔流体中的挥发分以H2O和CO2为主,全球许多CO2气藏中的气体具有幔源特征,与地幔流体密切相关,但地幔流体与CO2气藏之间的关系研究则显得不够。本文分析了地幔流体的组成、性质与影响因素,结合济阳坳陷断裂构造、岩浆发育特征,阐述地幔流体上升和演化过程,认为地幔流体中溶解各种形式CO2气为气藏形成提供物质来源,断裂活动则为岩浆上侵和气体的运移、聚集提供了通道和空间。CO2气藏勘探的有利区块应该不仅仅局限于坳陷内,在坳陷边缘或者外部,新生代晚期的碱性岩浆侵入活动,不同方向断裂发育交汇地区均是气藏勘探的有利地区。