塔北天然气组分特征及同位素组成

通过对塔北天然气32个样品的化学组分特征,甲烷的碳、氢同位素组成及关系,以及单烃碳同位素系列特征,甲烷的碳同位素组成与烃类组分关系等方面的综合研究揭示了塔北不同油气区不同井位天然气的成因类型以及某些井位天然气的来源,为塔北油气勘探提供了有价值的信息。     

塔里木盆地深层烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成特征

塔里木盆地深层烃源岩主要是指埋深大于4000 m的寒武—奥陶系海相碳酸盐岩和三叠—侏罗系陆相泥岩、碳质泥岩和煤。研究表明,塔里木盆地深层烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成具有母质继承效应,寒武—奥陶系海相腐泥型烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成一般小于-28‰,而三叠—侏罗系陆相腐殖型烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成一般大于-28‰。对于高演化的寒武—奥陶系海相深层烃源岩而言,在热力作用下,其可溶有机组分的碳同位素组成普遍发生强烈逆转,并出现饱和烃>芳烃>非烃>沥青质的完全反序分布现象,显示出深层环境下高演化烃源岩可溶有机组分的碳同位素组成特征。      

泥盆纪海相碳酸盐岩碳同位素组成及演变

根据对六景泥盆系碳酸盐岩碳同位索组成的系统分析表明:从落霍柯夫期到布拉格期海洋中的δ¹³C是逐渐变重。埃姆斯期明显变轻,艾菲尔期又开始变重,特别是基维特期有较明显的正向偏移,并继续向上变重,至弗拉斯期与法门期之交达到最大,尔后逐渐变轻,反映了泥盆纪海洋碳同位索组成的演变趋势。这和泥盆纪(二级)海平面的变化趋势是基本一致的,反映海洋碳同位素组成与海平面变化及相关的气候和海洋、大气中CO₂含量的成因联系。弗拉斯阶-法门阶界线附近δ¹³C的变化型式表明其间发生的生物绝灭事件是海平面升降和缺氧环境的周期性扩展等因素的累积效应的结果。     

塔北隆起西部东河塘油气来源及分布

东河塘油田位于塔北隆起西部,其周缘多个构造带均获得油气,是一个重要的富油气区带,泥盆系东河砂岩和侏罗系地层是两套最为重要的储集层。原油主要来自于中、上奥陶统海相烃源岩,晚海西期和晚喜山期是两个重要的充注期,其中早期形成的油气藏普遍遭受降解破坏,现今发现的正常原油以晚期注入为主。侏罗系还包括晚喜山期库车坳陷生成的陆相油气的注入,白垩系卡普沙良群之下的不整合面是重要的油气运移通道,与之相接触的层位均有机会捕获陆相油气。综合油气地球化学特征与及横向、纵向地质对比,东河砂岩深部的奥陶系、志留系可成为潜在的勘探目的层,而东河塘地区侏罗系陆相油气的存在,进一步拓宽了塔北隆起陆相油气的勘探领域。     

塔北、塔中天然气中烷烃同系物碳同位素组成系列倒转现象的解释

塔里木盆地塔北、塔中地区天然气中烷烃气碳同位素组成序列存在着局部倒转现象,通过对此的研究和解释,初步认为塔北、塔中天然气中的烷烃气可能是以有机成因气为主;轮台构造单元天然气烷烃系列的δ13C3＞δ13C4倒转可能是混入了偏腐泥型的烷烃气体;轮南低凸起构造单元的天然气烷烃同系物碳同位素组成序列正常,天然气来源单一;塔中地区天然气按CH₄和C₂H₆的碳同位素组成特征可分成两组,可能代表了两种不同的成因类。     

塔里木盆地塔北、塔中地区寒武-奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分的碳同位素逆转现象

沉积有机质可溶有机组分的碳同位素组成具有母质继承效应,同时受热力和生物降解作用等因素的影响。利用M AT 252同位素质谱仪分析了塔里木盆地塔北、塔中地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分的碳同位素组成,发现它们的1δ3C值普遍发生了逆转。饱和烃组分明显富集13C,其1δ3C值的分布区间为-29.7‰~-26.2‰,平均值为-28.5‰,而沥青质组分明显富集12C,其1δ3C值的分布区间为-37.8‰~-27.1‰,平均值为-31.9‰,并且大部分样品的可溶有机组分的1δ3C值出现饱和烃>芳烃>非烃>沥青质的完全反序分布特征。综合分析认为该区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分碳同位素的逆转分布特征主要与热力作用及漫长的热演化史有关,而这种可溶有机组分碳同位素组成完全反序分布模式可以作为沉积有机质在高演化阶段的一个重要的地球化学标志。     

荒漠植物红砂稳定碳同位素组成的空间分布特征

文章以荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)为研究对象,通过测定中国境内红砂主要分布区内21个自然种群407个植株的稳定碳同位素(1δ3C)值,同时测定了不同种群内土壤含水量、可溶性盐分含量、有机质、全氮、全磷含量等土壤理化性状指标,分析不同自然种群红砂叶片稳定碳同位素值的空间分布特征以及影响红砂稳定碳同位素值变化的主要因子。研究结果表明,虽然从总体上看红砂1δ3C值空间分布的整体趋势不明显,其1δ3C值与经、纬度和海拔之间没有显著相关关系,但当比较来自于同一气候区两个不同红砂种群时,其叶片1δ3C平均值有明显的自东向西、自北向南显著增加的趋势,分析结果表明土壤含水量是控制红砂1δ3C值在小的空间范围内变化的主导因子。     

冀西北宣龙式铁矿的Fe同位素特征及其地质意义

随着多接收器等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的诞生,非传统稳定同位素(Fe、Cu、Zn等)研究成为重要的国际地学前沿之一,其中,Fe同位素研究的发展尤其令人关注。宣龙式铁矿是我国大型浅海生物成因的沉积型铁矿床,尤以独特的肾状、鲕状矿石类型和组构为地质学家所瞩目,主要分布于冀西北张家     

塔里木中央隆起区奥陶纪碳同位素特征及其地层意义

对塔里木板块中央隆起区3口钻井及巴楚露头区南一沟剖面采集的139个碳同位素样品进行分析对比,查明中上奥陶统碳同位素组成及演化特征。鹰山组δ13 CPDB值均0,分布范围在-2.50‰~-0.5‰之间,平均值约-1.5‰;一间房组δ13 CPDB值均接近0‰,分布范围在-0.40‰~0.6‰之间,平均值约为0;恰尔巴克组—良里塔格组δ13 CPDB值均0,分布范围在0.40‰~2.9‰之间,一般在1‰上下,平均值不低于1.2‰。三者δ13 CPDB值差异明显,可作为该区地层划分对比依据。中央隆起区中上奥陶世发生过2次大的δ13 C正漂移,第一次正漂移发生于中奥陶世大坪期(O12)末到达瑞威尔期(O22)初期,δ13 CPDB变化幅度在1‰以上;第二次正漂移发生于中奥陶世达瑞威尔期(O22)末到晚奥陶世桑比期(O13)初期,δ13 CPDB变化幅度接近2‰。2次正漂移导致鹰山组、一间房组、恰尔巴克组以及良里塔格组碳同位素值出现明显差异,这一变化特征与达坂塔格一间房露头区相应层位一致,与贵州桐梓红花园剖面也很相似,与柯坪露头区大致相似。     

不同粒级组分碳酸盐与碳同位素分布特征及其对风尘物源的指示意义

在科尔沁沙地采集沙地表土样品16组,松嫩平原杜蒙沙地样品15组,同期还收集了城市道路表土样品10组,对各组样品进行粒度分级（全样、>63 μm、63~30 μm、30~11 μm和<11 μm）,分别测定碳酸盐含量和碳同位素组成。结果显示,不同区域不同性质样品各粒级组分碳酸盐含量的变化幅度不同,科尔沁沙地最小（0.8%）,其次为杜蒙沙地（1.9%）,道路表土最大（2.7%）。大部分杜蒙沙地样品（66.7%）和小部分科尔沁沙地样品（37.5%）以及全部道路表土样品的碳酸盐含量随粒度变细而增大,且变化模式各不相同。碳酸盐含量随粒度变细而增高是非匀速的,先是增幅较大（>63 μm→63~30 μm→30~11 μm）,后增幅较小（30~11 μm→<11 μm）。沙地样品碳酸盐含量与粒度的关系并不限于随粒度变细而增大这一种,风成砂和经历过强烈成壤作用改造的沙地样品中的碳酸盐含量与粒度的关系皆表现为随粒度变细而减小,沉积物中碳酸盐含量随粒径变细而增高是否是一种普遍规律还需要更多区域的更多样品来检验。大部分沙地样品和道路表土样品不同粒级组分的碳酸盐δ13C值变化范围较小（<1.8‰）,并表现出随粒度变细而趋于偏正的特征,但变化幅度很小。杜蒙沙地和科尔沁沙地碳酸盐含量的地区差异性极不明显,且各粒级组分碳酸盐含量的变化幅度大大超过了杜蒙沙地与科尔沁沙地的碳酸盐差异值,不能作为区分杜蒙沙地和科尔沁沙地风尘源区的示踪指标;而科尔沁沙地和杜蒙沙地碳酸盐δ13C组成存在明显差异（在63~30 μm粒级组分表现最为明显）,且不同粒级组分碳酸盐δ13C值差别较小,说明它是一个比碳酸盐含量更好的风尘源区示踪指标,但是不同粒级组分碳酸盐δ13C组成的差异会随离中国西部沙漠沙地风尘源区距离的加大或者风尘物质成壤作用的增强而变大,增加其风尘源区示踪的复杂性。     

华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层S-Se同位素体系

为了进一步理解华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层的物质来源及形成环境,文中分析了遵义中南村和张家界后坪两个Ni-Mo-Se矿层及其围岩的黄铁矿硫同位素和全岩的硒同位素组成。硫同位素组成显示两个Ni-Mo-Se矿层形成时的环境存在区域性差别,中南村矿层形成于间歇开放的海洋环境,而后坪矿层形成于封闭的缺氧（静海）环境。较大的硫同位素范围暗示硫酸盐还原菌控制硫同位素的分馏,而热液流体可能提供了大量金属元素,从而导致矿层富集大量的硫化物和稀有金属。硒同位素组成指示牛蹄塘组底部热液流体的Se可能重新经历了氧化还原循环,而Se的富集过程可能受有机质和粘土矿物吸附或类质同象过程控制。因此,控制多金属富集的因素主要为富集金属的热液流体的参与和缺氧环境下的自生沉积。     

塔北隆起雅克拉油气田原油成因特征

针对雅克拉油气田多个含油气层位的原油,进行了一系列的地球化学测试分析,对雅克拉油气田原油的地球化学特征、成因特征进行了解剖。研究结果表明,雅克拉油气田深浅不同层位原油轻烃组成与轻烃单体烃碳同位素、类异戊二烯烷烃组成以及原油与馏分碳同位素组成具有明显的海相原油特征;深浅层原油三环萜烷、C28甾烷、三芳甾烷和甲基三芳甾烷以及原油与馏分碳同位素组成皆具有典型上奥陶统来源油的特征,与寒武一下奥陶统来源油特征差异明显,暗示雅克拉油气田原油来源于上奥陶统烃源层。     

塔里木盆地塔北隆起奥陶系-侏罗系泥岩稀土元素地球化学特征

分析了塔里木盆地塔北隆起奥陶系、三叠系和侏罗系泥岩的稀土元素丰度。不同时代泥岩都表现出轻稀土富集、重稀土含量均一和具有Eu负异常特征;但它们∑LREE/∑HREE、LaN/YbN、(La/Yb)UCC、Eu/Eu和Ce/Ce等参数则显示这些泥岩形成时的物源和环境有差别。奥陶纪时,研究区处于相对稳定的沉积环境,物源为成熟度高的大陆上地壳;二叠纪到三叠纪构造-火山活动强烈,部分沉积物来自火山岩的风化;侏罗纪塔北隆起区则进入稳定构造沉降阶段。这一差别对认识塔里木盆地及周边造山带形成演化研究有指示意义。     

重新划分塔里木盆地塔北隆起的次级构造单元

塔北隆起位于塔里木盆地北部,是塔里木盆地油气最富集的构造单元之一.其在古生代克拉通内古隆起的基础上,于二叠纪末-三叠纪早期定型为库车周缘前陆盆地的前缘隆起.新生代,其整体沉降,成为埋藏于北塔里木陆内前陆盆地前渊下的一个残余古隆起.目前通用的塔北隆起构造单元划分方案不能准确反映其真实的构造格局.根据最新的研究成果,我们建议重新划分塔北隆起构造单元:(1)取消哈拉哈塘凹陷和草湖凹陷,重新定义轮南低凸起.重新定义的轮南低凸起包括原轮南低凸起、哈拉哈塘凹陷和草湖凹陷北部,是一个下古生界大型鼻状背斜构造,形成于前石炭纪;原草湖凹陷南部划归北部坳陷.(2)以中奥陶统顶面海拔约-6500m的等高线作为塔北隆起的南部边界,该等高线较好地反映了塔北隆起南部的构造轮廓,特别是轮南大型鼻状背斜构造的轮廓.(3)以羊塔1-英买8断裂和英买4-英买1背斜组成的一条较清晰的古生界构造线划分轮台凸起和英买力低凸起.此界线两侧,古生界各反射层存在陡然、明显的落差,岩浆作用、地层发育、构造变形和演化历史存在明显差异.重新划分的塔北隆起包括库尔勒鼻状凸起、轮台凸起、轮南低凸起、英买力低凸起和温宿鼻状凸起五个次级构造单元.本文给出了塔北隆起及其各次级构造单元清晰的定义和范围,并简单论述了其形成演化过程.     

热力作用对塔里木盆地海相原油中甾烷类化合物组成和分布的影响

为了探讨热力作用对原油中甾烷类化合物形成和分布的影响,对塔里木盆地26个典型海相原油样品和1个热模拟样品进行系统的地球化学研究。结果表明:不同演化阶段原油中甾烷类化合物组成和分布的变化较为明显。高熟阶段原油的热裂解作用导致了甾烷类化合物含量大幅降低,过熟阶段甾烷类化合物含量的短暂升高则与原油中高分子量的烃类化合物裂解有关。随着热演化程度的增加,C₂₇和C₂₉规则甾烷在生成和裂解速率上的不同,致使C₂₇/C₂₉规则甾烷的值呈现先减小后增大的趋势,所以C₂₇/C₂₉规则甾烷的值在成熟-高熟阶段不能用于物源方面评价。同样由于热稳定性差异的影响,原油C₂₉甾烷异构化参数在高熟阶段发生“倒转”,因此可利用甾烷异构化参数倒转的特征来判断原油的热演化阶段。而原油中重排甾烷/规则甾烷的值与成熟度具有较好的正相关性,可作为原油在成熟-高熟阶段有效的成熟度评价参数。     

塔里木盆地凝析油单体烃碳同位素特征与成因分析

对采自塔里木盆地不同地区和层位的１４个凝析油样进行了ＧＣ/Ｃ/ＭＳ在线（Ｏｎｌｉｎｅ）碳同位素分析，获得了液态烃系列单分子碳同位素组成资料。在此基础上，探讨了不同时代凝析油的单体烃碳同位素特征，并进行了油－油的对比与成因分类。结果表明，塔里木盆地存在煤成油、油型油与混合成因油三种类型。其中油型油又可按母岩的时代划分为奥陶系（寒武系）、石炭系、三叠系三种类型。煤成油的源岩为佛罗系煤系源岩。佐证了该盆地存在四套现实的烃源岩（即奥陶－寒武系、石炭系、三叠系和侏罗系）。     

Tectonic fracture and its significance in hydrocarbon migration and accumulation: a case study on middle and lower Ordovician in Tabei Uplift of Tarim Basin,NW China

Middle and lower Ordovician carbonate rock in the Tabei Uplift of the Tarim Basin forms important fractured reservoir beds. Core and log data indicate that tectonic fractures, as the main fractures in the Tabei Uplift, could be mainly classified into two types: oblique fractures and approximately vertical fractures. The fractures are mainly NNW‐trending and NNE‐trending, coincident with the large faults nearby. Fracture abundance was also controlled by lithology, and faults nearby played a significant role. Cores, thin sections and tests show that these carbonate rocks have as much as 2.5% fracture porosity and as much as 150 md fracture permeability. Based on the intersection of fractures in cores, together with fluid inclusion temperature data, and the timing of faulting from seismic profiles, tectonic fractures were considered to be mainly formed in three periods: the late Silurian when the first‐stage oblique fractures were formed, the late Permian when approximately vertical fractures were formed, and the late Tertiary when the second‐stage oblique fractures were formed. Lower Cambrian source rocks started to enter the stage of generous hydrocarbon generation and expulsion in the Silurian. Ordovician source rocks started to enter the stage of generous hydrocarbon generation and expulsion in the Permian and enter the over‐mature stage in the late Tertiary when light oil was generated. Timing of tectonic fractures formation and burial history analysis suggest that fractures formation might coincide with oil accumulation when fractures provided the pathway and storage space for the low permeability and low porosity reservoir beds caused by previous compaction and cementation. Considering the presence of a large amount of fracture‐developed dolomite in the deeper Ordovician Penglaiba Formation, the undrilled Penglaiba Formation should be paid more attention. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体环境同位素组成及其水循环意义

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体的环境同位素组成表明,区内各种地表水体（河流和湖淖）在δ18O和δD图上主要分布在雨水线右侧,其关系线的斜率明显小于雨水线的蒸发线,集中反映蒸发作用对地表水体的影响。盆地内地下水大致集中沿雨水线分布,反映了白垩系盆地内地下水为大气降水成因。盆地南北两区地下水的环境同位素具有明显差异性特点,集中体现了盆地南北两区水循环条件的差异。盆地北区各含水岩组间地下水垂向水力联系比较密切,垂向运动特点比较明显,现代水积极循环带的深度为200 m;南区地下水分层性明显,以水平径流为主,现代水积极循环带的深度为160 m。区内浅层地下水以富氚和高¹⁴C含量为特征,反映为现代水补给;而中、深层地下水则以贫氚和低¹⁴C含量为特征,反映为地质历史时期补给。     

Distribution and Significance of Carbazole Compounds in Palaeozoic Oils from the Tazhong Uplift, Tarim

Carbazole compounds in crude oils from the Tazhong uplift of the Tarim basin have been fractionated and detected and successfully used to study petroleum migration and trace source rocks in the study area. Alkylcarbazoles have been found in large amounts in the oil samples analyzed and alkylbenzocarbazoles detected in a small concentration only in part of the samples, but alkyldibenzocarbazoles have not been found in oils. Based on the distribution of G1, G2 and G3 of C2-alkylcarbazoles, the ratio of C3-carbazoles to C2-carbazoles and the relative amounts of alkylcarbazoles and alkylbenzocarbazoles, one can know that the vertical oil migration in the Tazhong uplift is generally from below upward, i.e. from the Ordovician through the Silurian to the Carboniferous. Evidently, source rocks in the uplift should be lower Palaeozoic strata (Ordovician and Cambrian). This study shows that carbazoles are of great importance in the study of petroleum migration and source rocks.