幔源CO_2释出机理、脱气模式及成藏机制研究进展

针对幔源CO2如何从地幔岩浆中脱出并进入沉积地层中形成CO2气藏聚集这一关键问题,总结了国内外研究进展和前缘方向。研究表明,地幔深部的碱性玄武岩浆和碱性岩浆才是深部流体和CO2等挥发份大量赋存、渗滤和释出的场所。浅成侵入岩、次火山岩和火山通道等是CO2释放和聚集的有利位置,岩浆期后和岩浆衰弱期的热液活动阶段是CO2大量释放和聚集的有利时期。幔源CO2进入沉积盆地中具有3种脱气模式,即沿岩石圈断裂直接脱气模式、热流底辟体脱气模式和壳内岩浆房-基底断裂组合脱气模式。CO2的固有物化性质决定其运移相态多样,具有运移和聚集过程同步的特征。只有在满足大量的化学消耗及地层水或原油的溶解和耗散之后才能形成CO2有效聚集。幔源CO2成藏和分布主要受岩浆气源体和气源断裂体系的控制。今后,在超临界CO2及其对油气运移聚集的作用、CO2与深大断裂及火山岩的关系、CO2脱气运移机制、CO与常规烃类油气的耦合差异成藏机制等方面仍需要进一步的研究和探索。     

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.     

断裂及岩浆活动对幔源CO2气成藏的作用--以济阳坳陷为例

尽管CO2气在地壳浅层运聚成藏与常规的烃气相似,都要求有丰富的源、储层、圈闭、输导系统和盖层,但在成因或来源上与烃气有天壤之别．通过对与CO2气田(藏)有关的深大断裂、火成岩进行综合研究认为,岩浆是CO2运移的载体,火成岩的发育则是断裂时空同步活动的重要标志,幔源CO2气的成藏要素最为重要的是“运”,即要有直接或间接与地幔相连的深大断裂,而且,作为一条断裂通道的活动要时空同步．故而CO2气田(藏)的形成,同断裂活动和岩浆活动有着密切的关系．断裂对CO2气田(藏)形成的控制作用表现为：(1)深大断裂控制CO2成藏带;(2)边界断裂及其派生的不同方向、不同级别的断裂控制了盆地内CO2气田(藏)的形成与分布．     

松辽盆地南部无机CO2成藏机理与分布

松辽盆地南部的幔源CO₂气主要存在3种脱气方式：热底辟体脱气、岩浆房脱气和地幔热底垫体脱气。古近纪末-新近纪时期的岩浆活动和岩石圈断裂是无机CO₂气藏形成的主控因素;属于岩石圈断裂的郯庐断裂北部断裂系,当处于活动期时,诱导幔源岩浆上涌,促使无机CO₂气从幔源岩浆脱出,先期富集在下地壳底部,并沿着下地壳的网状剪切带迂回向上运移到达拆离带;当断至拆离带的低角度基底断裂处于活动期时,无机CO₂气体沿着壳源断裂上移进入地壳浅层圈闭富集成藏。气源断裂体系的展布与幔源火成岩活动脱气是无机CO₂气运聚成藏的两大主控因素。幔源CO₂气藏主要分布在长岭断陷和德惠断陷:前者主要沿着孙吴-双辽断裂带分布,后者受控于哈尔滨-四平断裂带。长岭断陷的幔源CO₂气藏埋藏较深,由于向北西的红岗阶地和东部的德惠断陷层位在变新,导致CO₂气藏埋藏深度逐渐变浅。     

火山岩吸附CO_2气的成藏潜力及实例分析

火山岩的脱气实验和对昌德东CO2气藏气源的分析结果表明:加热火山岩到250℃时,脱出挥发分总量为0.0299～0.0790mL/g,其中CO2脱出量为0.0218～0.0706mL/g(0.429～1.387wt%);挥发组分以CO2为主,还含有H2、CO、CH4等还原性气体,以及少量低碳烷烃,CO2含量和总烃呈现反比关系;基性岩的CO2脱出量、脱出率高于中、酸性岩;CO2脱出量与岩石碱质含量正相关。松辽盆地北部昌德东CO2气藏成藏模式为“自生自储”,成藏CO2气主要来自深部被火山岩吸附的气。随岩浆上升,在岩浆冷凝成火山岩的过程中被吸附于火山岩的节理、劈理和晶体位错之中的CO2气,连同火山岩包体中的残留气,成为高纯CO2气藏的主要补给源,并非地幔气体沿大断裂上来直接充注成藏。     

幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体——可能性与现实性

综合国内外研究资料并结合笔者的研究成果 ,评述了幔源岩浆去气形成富二氧化碳含金流体的可能性和现实性。笔者认为 ,在地幔熔融和富集交代过程中可以形成富金和二氧化碳的岩浆 ,进一步在岩浆去气过程中金可以气相形式随二氧化碳排出 ,而一个由深部稳定热源驱动、富含幔源岩浆去气带入的二氧化碳和金并与地壳浅部流体混合的热液环流系统是形成重要金矿化的必要条件。     

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     

四川省鲜水河断裂带温泉的CO_2释放量的定量化研究

通过对四川西部鲜水河深大活动断裂带温泉的观测和分析 ,得出了温泉的幔源 CO2 年释放量 ,由此推断深大活动断裂的 CO2 释放作用对碳循环具有重大影响     

上地幔流体的性质和作用——从女山幔源二辉橄榄岩捕虏体获得的证据

玄武岩浆从地幔深处挟带上来的超镁铁质捕虏体含有地幔流体的直接证据,它们对于阐明地幔深部地质作用(部分熔融作用、地幔交代作用)的机制十分重要。女山幔源二辉橄榄岩的研究结果表明,初始的地幔流体除富含CO_2外,尚含有H_2O和少量CO、CH_4、SO_2、C1、F。地幔中的初始流体(挥发组分)在源部是溶解于地幔橄揽岩的高压固体矿物相中,它们在地幔上隆减压时出溶,形成细小的最早期流体包裹体。这些自由流体相在一定部应聚集,使得地幔固相线(和液相线)下降,引起上地幔发生减压部分熔融。初始的部分熔融主要发生于矿物边界,以单斜辉石最易遭受,形成矿物边缘的海绵状部分熔融带。当地幔剪切流动时,初始的部分熔融体珠滴联合成大的珠滴,并开始渗透,在变形橄榄岩中相连成脉状网络,晚期含C0_2岩浆包裹体及填隙玻璃即为其代表。由于剪裂作用,熔体(和流体)压裂开上覆橄榄岩,产生岩墙状通道,并在上地幔的某些低压区聚集成岩浆库。流体和熔体均为地幔交代作用的介质。在流体参与下,上地幔低度部分熔融产生的熔体将高度富集不相容元素。这些熔体和流体与亏损地幔间的相互作用,可以带来不相容元素重大的局部富集。当流体(和熔体)中H_2O浓度低时,仅发生隐交代作用;当H_2O浓度较高时,部分熔融程度也较高,相应有含水相(如角闪石等)成核,出现矿物交代作用。