海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石的碳氧同位素组成及流体来源探讨

作为胶结物或交代自生矿物,片钠铝石（分子式为NaAlCO3（OH）2）大量发育于海拉尔盆地乌尔逊凹陷下白垩统南屯组、大磨拐河组砂岩中.根据片钠铝石稳定同位素组成,探讨了片钠铝石中碳的来源.片钠铝石的δ^13C分布连续,其范围为-5.253‰～-1.210‰（PDB）,δ^18O分布范围为-24.896‰～-20.960‰（PDB）,考虑到海拉尔盆地探井中未钻遇碳酸盐地层,片钠铝石属岩浆成因碳酸盐范畴.结合与片钠铝石平衡的CO2的δ13C值,含片钠铝石井和幔源CO2气井分布相吻合且位于燕山期花岗岩或附近的深大断裂带上,认为海拉尔盆地乌尔逊凹陷岩浆活动-砂岩成岩（片钠铝石形成）-幔源CO2气成藏不论在物质成分上还是在时空上均具备较好的耦合关系,形成片钠铝石所需的CO2气为与燕山期岩浆作用有关的幔源CO2气,深大断裂是深部CO2气向上运移到浅部砂岩的主要通道,片钠铝石形成时因油气充注而介入少量生物成因碳.     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石及研究意义

海拉尔盆地乌尔逊凹陷含片钠铝石砂岩与CO2气井、燕山期花岗岩的分布一致,均产于苏仁诺尔构造带乌西断裂控制的区域.在偏光显微镜和扫描电镜下观察发现片钠铝石的产状有3种:①部分或全部交代长石、石英等碎屑颗粒,多呈长柱状、片板状集合体;②作为胶结物充填于碎屑颗粒间的孔隙中,呈放射状、束状、毛发状、菊花状集合体;③充填在碎屑矿物的溶洞或裂隙中,呈纤维状集合体.含片钠铝石砂岩的成岩共生序次和油气包裹体及现今地层水特征均表明,片钠铝石的生长时间晚于任何其它自生矿物.电子探针及INCA能谱仪分析表明,片钠铝石主要由Na、Al、O、C等组成.研究表明,海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石可作为深部CO2热流体活动的示踪矿物.     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷与松辽盆地孤店C02气田含片钠铝石砂岩的岩石学特征

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南屯组与松辽盆地孤店CO2气田泉头组发育大量含片钠铝石砂岩.通过偏光显微镜、扫描电镜、茜素红-S染色、X射线衍射、电子探针与INCA能谱分析等,对含片钠铝石砂岩的骨架碎屑组分、胶结物与自生矿物、成岩共生序列等岩石学特征进行了系统研究.研究表明,含片钠铝石砂岩的岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩,粒度以细粒、细-中粒为主,分选差-中等.砂岩中胶结物主要为次生加大石英、自生石英、片钠铝石、铁白云石和牯土矿物.其中,片钠铝石最高可达砂岩总体积的22%,在砂岩中或以放射状、束状、菊花状、杂乱毛发状、毛球状、板状等集合体充填孔隙,或呈束状和板状交代长石和岩屑.电子探针与INCA能谱综合分析表明,片钠铝石主要由Na、AI、O、C等组成.在含片钠铝石砂岩中,成岩共生序列依次为牯土矿物包壳-次生加大石英、自生石英、自生高岭石-油气充注-CO2充注-片钠铝石-铁白云石.其中,CO2注入前形成的自生矿物组合主要为次生加大石英、自生石英和自生高岭石,C02注入后形成的自生矿物组合主要为片钠铝石和铁白云石.     

自生片钠铝石的碳氧同位素特征及其成因意义

自生片钠铝石的碳氧同位素特征可以为片钠铝石的成因研究提供重要的地球化学依据。以海拉尔盆地乌尔逊凹陷和松辽盆地孤店构造片钠铝石碳氧同位素分析为基础,结合国内外已报道的自生片钠铝石的碳氧同位素数据,对自生片钠铝石的碳氧同位素特征及其成因意义进行了探讨。研究表明,海拉尔盆地乌尔逊凹陷和松辽盆地南部孤店CO2气田砂岩中片钠铝石的δ13C范围分别为–5.3‰～–1.5‰（PDB）、–1.9‰～+0.3‰（PDB）,均分布于含无机碳物质δ13C分布区间（－9.0‰～＋2.7‰）内。计算出的海拉尔盆地和松辽盆地与片钠铝石平衡的CO2气碳同位素分布范围分别为－10.7～－7.0‰（PDB）、－8.7～－6.9‰（PDB）,表明片钠铝石绝大部分形成于无机CO2背景。实际地质观察中形成片钠铝石的CO2绝大多数为岩浆脱气来源,岩浆成因片钠铝石碳同位素分布范围为－5.5～＋4.5‰（PDB）。海拉尔盆地和松辽盆地的片钠铝石是岩浆成因CO2气运移、聚集的特征矿物。计算出的海拉尔盆地和松辽盆地片钠铝石沉淀时介质水的δ18O值范围为-14.3～-9.4‰（SMOW）,表现为轻同位素的特点,表明片钠铝石形成时地层水为大气降水。计算出的海拉尔盆地片钠铝石同位素为52.7～93.6℃,与样品所在深度处的古地温范围（65.4～87.6℃）基本吻合。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷与松辽盆地孤店CO2气田含片钠铝石砂岩的岩石学特征

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南屯组与松辽盆地孤店CO₂气田泉头组发育大量含片钠铝石砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、茜素红-S染色、X射线衍射、电子探针与INCA能谱分析等,对含片钠铝石砂岩的骨架碎屑组分、胶结物与自生矿物、成岩共生序列等岩石学特征进行了系统研究。研究表明,含片钠铝石砂岩的岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩,粒度以细粒、细-中粒为主,分选差-中等。砂岩中胶结物主要为次生加大石英、自生石英、片钠铝石、铁白云石和粘土矿物。其中,片钠铝石最高可达砂岩总体积的22％在砂岩中或以放射状、束状、菊花状、杂乱毛发状、毛球状、板状等集合体充填孔隙,或呈束状和板状交代长石和岩屑。电子探针与INCA能谱综合分析表明,片钠铝石主要由Na、Al、O、C等组成。在含片钠铝石砂岩中,成岩共生序列依次为粘土矿物包壳-次生加大石英、自生石英、自生高岭石-油气充注-CO₂充注-片钠铝石-铁白云石。其中,CO₂注入前形成的自生矿物组合主要为次生加大石英、自生石英和自生高岭石,CO₂注入后形成的自生矿物组合主要为片钠铝石和铁白云石。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机CO2气储层的岩石学与碳氧同位素特征

海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机CO2气储集砂岩中含有大量片钠铝石,是查明无机CO2气注入对砂岩的改造和形成的自生矿物组合的理想砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、X-射线衍射分析和MAT253稳定同位素质谱仪等,确定了含片钠铝石砂岩中的胶结物与自生矿物类型、成岩共生序列和引起片钠铝石形成的CO2的成因。CO2气注入前形成的自生矿物组合主要为方解石、次生加大石英和高岭石,在次生加大石英形成过程中发生了第一期油气注入。CO2气注入晚于第一期油气注入,CO2气注入后形成的自生矿物组合主要为片钠铝石和铁白云石。第二期油气注入发生在CO2气注入后。片钠铝石的δ^13C为-5．3- -1．5‰PDB,与片钠铝石平衡的δ^13CCO2为-10．7- -7．0‰PDB,与海拉尔盆地C02气的δ^13CO2值（-11．36- -8．02‰PDB）一致,表明形成片钠铝石的CO2和气藏中的CO2均来源于无机CO2与有机CO2混合背景,总体上以无机CO2为主。结合含片钠铝石砂岩与CO2气的分布都受控于深大断裂和啪花岗岩的特点,CO2气和形成片钠铝石的CO2绝大部分属于幔源-岩浆型。含片钠铝石砂岩中保存了CO2驱油的迹象。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷含片钠铝石砂岩捕获CO_2总量的估算

为揭示CO2地质埋存过程中砂岩对于CO2以矿物形式的捕获能力,以海拉尔盆地乌尔逊凹陷下白垩统铜钵庙—南屯组含片钠铝石砂岩为研究对象,基于含片钠铝石砂岩的时空分布,结合片钠铝石的含量和分子式开展了砂岩以片钠铝石形式固存CO2总量的研究。研究表明,海拉尔盆地乌尔逊凹陷下白垩统铜钵庙—南屯组中片钠铝石资源总量约为81.9亿t,含片钠铝石砂岩捕获的CO2总量约为25.0亿t。     

莺歌海盆地乐东区片钠铝石特征及其对浅层CO2充注的指示

作为天然CO₂的示踪矿物,片钠铝石的形成与CO₂充注密切相关.莺歌海盆地乐东区乐东X构造莺歌海组-黄流组CO₂气藏内发育含片钠铝石砂岩,在开展的岩石学和地球化学研究基础上,确定了研究区片钠铝石的产状和纵向分布特征,分析了形成片钠铝石的“碳来源”和气水条件,进而探讨了与片钠铝石具有成因联系的CO₂的成因.乐东X构造含片钠铝石砂岩为细—极细粒长石石英砂岩和岩屑石英砂岩,片钠铝石主要以充填孔隙及交代颗粒的形式产出,是成岩共生序列中形成较晚的自生矿物之一.在纵向上,片钠铝石仅集中发育于高含CO₂气层的底部以及其下的水层中,这一分布特征以地质实例的形式证实了片钠铝石的形成需要水的参与.研究区浅层CO₂充注后形成的碳酸盐矿物为片钠铝石和铁白云石.片钠铝石的碳氧同位素特征表明形成片钠铝石的“碳”与LDX构造气层中CO₂具有相同的碳来源,以无机幔源成因CO₂为主.红河断裂以及莺歌海盆地中央坳陷内一系列底辟构造及伴生的垂向裂隙可能为CO₂的运移通道.      

海拉尔盆地贝尔凹陷含片钠铝石沉凝灰岩的成岩作用

以海拉尔盆地贝尔凹陷大磨拐河组-伊敏组的含片钠铝石火山碎屑岩为研究对象,采用偏光显微镜、扫描电镜及配套能谱、茜素红 S染色、阴极发光和X 射线衍射分析等技术手段,对研究样品的岩石类型、自生矿物种类及共生序列进行了详细研究。贝尔凹陷发育片钠铝石的宿主岩石类型为沉凝灰岩,自生矿物以发育片钠铝石、铁白云石和菱铁矿三种碳酸盐矿物为主,片钠铝石含量高达25%。成岩共生序列为菱铁矿Ⅰ→高岭石、石英次生加大→片钠铝石→微晶石英→方解石→铁白云石→菱铁矿Ⅱ→沥青。不同于国内外其它地区发现片钠铝石的主要产状为充填孔隙,本区内发育的片钠铝石以交代长石、石英、岩屑颗粒和高岭石基质为赋存特征,表明沉凝灰岩中的长石、岩屑、高岭石基质可以为其提供金属离子物质来源,并在CO2参与下,与成岩流体反应生成片钠铝石。大量碳酸盐矿物（15-44%）的发育证明了火山碎屑岩具有较高的CO2矿物捕获能力。     

砂岩中片钠铝石的特征及其稳定性研究

片钠铝石是一种斜方晶系、含水、钠和铝的碳酸盐矿物,砂岩中的片钠铝石是最晚形成的自生矿物之一,一般以放射状、束状、毛发状、板状等分布于砂岩的孔隙中或交代长石和岩屑等。片钠铝石是在高CO₂分压,温度在25~100℃,碱性—弱酸性流体条件下形成的。片钠铝石的溶解实验表明,地层条件下片钠铝石发生溶解的温度区间为100~150℃,且反应后有碳酸盐及其他矿物生成。片钠铝石在100℃时的稳定和新碳酸盐矿物的生成表明,地层条件下片钠铝石能够稳定存在,能够实现CO₂在地下的永久贮存。     

海拉尔盆地地层水特征及成因分析

海拉尔盆地地层水矿化度平均为8 600 mg/L,具有微咸水的特点;南屯组和大磨拐河组地层水的矿化度较其他层位高,水型为NaHCO3型。地层水中含有一定量的Br、I和B 3种特征微量元素,且各离子总体上表现出从含油中心部位向四周递减的特点。Na K 和HCO3-与总矿化度之间具有非常好的正相关关系,Na K 和HCO3-控制了地层水的矿化度。较高的HCO3-含量是由于深部无机成因CO2上侵,与地层水发生化学反应形成,高浓度的Na 与钠长石的溶解有关。地层水氢、氧同位素分析表明:δ18O为-12.07×10-3~-16.76×10-3(SMOW),δD为-96.45×10-3~-132.44×10-3(SMOW),反映出地层水主要为大气淡水,并可能存在弱的蒸发作用。较高的矿化度反映出储层封闭性较好,水动力较弱,有利于油气藏的保存。     

海拉尔盆地断裂构造特征及控藏机理

基于"同一应力场不同边界条件形成不同性质断层"的构造解析原理,认为海拉尔盆地断陷期受南南东—北北西向拉张应力场作用,形成北北东和北东东向断裂,北北西向断裂明显走滑变形。断-坳转化期拉张应力场方位调整为近东西向,形成近南北向断裂,北北东、北东东和北北西向断裂扭动变形。伊敏组沉积末期盆地回返,受近东西向挤压应力场控制盆地左旋压扭变形,北北东和北东东向断裂强烈反转。依据断裂变形特征叠加关系,海拉尔盆地形成4套断裂系统:早期伸展断裂、中期张扭断裂、早期伸展中期张扭断裂和早期伸展中期张扭晚期反转断裂。断陷构造层早期伸展中期张扭反向断裂形成断层遮挡圈闭,早期伸展断裂将凹中隆和斜坡切割破碎形成断层复杂化的背斜圈闭,早期伸展断裂与中期张扭断裂交叉组合,形成复杂的断块圈闭。断-坳构造层早期伸展中期张扭晚期反转断裂呈"梳状"组合,形成典型的断块圈闭。基于断裂活动时期与成藏期耦合关系以及典型油气藏解剖的结果认为,早期伸展和早期伸展中期张扭断裂在成藏关键时刻为遮挡断层,且封闭的烃柱高度一般均小于圈闭的幅度,早期伸展中期张扭晚期反转断裂为调整型断层。基于圈闭的样式、断层在成藏中的作用及输导体系分析,海拉尔盆地断裂控藏模式分为二型4类,二型为原生油藏和次生油藏。原生油藏包括3类:一是灶缘油气侧向运移反向断层遮挡成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭断裂系统;二是灶内油气初次运移断层遮挡"箱内"成藏模式;三是灶内凹中隆油气侧向运移"弥散式"成藏模式。这两种模式控藏断裂均为早期伸展断裂。次生油藏为油气沿断裂垂向运移"伞式"成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭晚期反转断裂系统。     

塔里木盆地克拉通区天然气碳同位素与成熟度关系探讨

气藏中天然气碳同位素的轻重不仅反映了母质继续效应和成熟效应,同时也取决于累积、散失、混合效应。塔里木盆地３个古隆起（中、 塔北和巴楚）区的天然气均主要来自寒武系一下奥陶统烃财。塔中地区保存条件好,天然气聚集时期长,为连续聚气区,其累积效应强,碳同位素普遍偏轻;塔北和 扎塔格地区保存状况相对较差,天然气聚集期短,累积效应弱,碳同位素值重了区。塔中北皮一些奥陶第 藏由于有中上奥陶统生成的低熟气－生物气     

海拉尔盆地煤层气资源评价及潜力分析

利用钻井和地震资料,评价和预测了海拉尔盆地煤层的发育和分布,结合煤层含气量参数,预测了盆地内的煤层气资源前景。结果表明,海拉尔盆地的煤层气资源量约为10.79×10 ^{11m3,其中呼和湖凹陷约为7.4 3×10 11m3,这远远超过了前人对整个东北区煤层气资源的评价。这表明,如果考虑煤层有一定埋深的含油气盆地,东北区的煤层气资源潜力还有相当大的增长空间。与美国已进行过成功煤层气勘探开发的含煤盆地对比表明,海拉尔盆地,尤其是呼和湖凹陷的煤层气潜力值得重视。}     

海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群水力破裂的岩石学特征及其成因探讨

海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群凝灰质泥岩中发育大量凝灰质泥岩角砾。岩芯及透射光显微镜观察发现,这是一种水力破裂体系中流体和岩石作用的产物一水压碎屑岩。水压碎屑岩的岩石学特征表现为：角砾之间具有可拼合性、岩芯横切面上发育大量“T”型垂直裂缝、微细纤维状铁白云石脉对壁生长。水力破裂作用的成因主要与布达特群岩性组合特征、构造-流体作用有关。     

Stratigraphic resolution of a multiphase intracratonic basin system: The McArthur Basin,northern Australia

The Broadmere Structure is a concealed complex inversion structure that developed in a well preserved part of the Batten Trough in the southern McArthur Basin of northern Australia. The structure formed in response to a number of major tectonic events over a period of at least 600 million years. Evaluation of more than 300 km of seismic data gathered across the structure has provided significant insight into the evolution of the basin architecture which, in turn, has provided a framework for understanding the spatial and temporal distribution of mineralisation. The Palaeoproterozoic McArthur Basin, a polyphase basin with a long and complex evolutionary history, was initiated some time after 1.8 Ga as a sag basin following mantle activity associated with supercontinent assembly. This shallow sag then began to accumulate a relatively mature clastic sedimentary succession with interspersed basic volcanics. Subsequent extension of the weakened crust, beginning at approximately 1730 Ma, led to the development of a series of normal faults and half grabens within zones (e.g. Batten Trough) defined laterally by major strike slip fault complexes. The half grabens were filled initially by volcaniclastic sediments with associated bimodal volcanics that were later followed by mixed carbonate and clastic sediments exceeding 8 km in thickness. A major change in basinal and regional dynamics between 1575 and 1500 Ma (Isan Orogeny) led to the inversion of the thickened succession overlying the half grabens and extensive erosion of earlier depositional units, followed by deposition of a further 3 km of shallow marine clastic sediments. The analysis of the Broadmere Structure has provided a simple framework in which to evaluate prospectivity. The primary northwest striking half grabens formed localised anoxic, sediment starved depocentres in which organic rich sediments that potentially host mineralisation accumulated. The distribution of subsequent ore bodies is a function of the timing of fluid movement and the nature of fluid pathways, as determined by the evolving basin architecture. Fluids moved laterally through the permeable channels into the Batten Trough in two stages. Spatial data show that Pb and Zn occurrences lie close to the bounding faults, while Cu occurrences are distributed across the width of the Batten Trough, supporting a more or less syngenetic origin for the former and a much later, post inversion, epigenetic origin, for the latter. Mineralisation thus occurred in association with inversion structures formed above the primary half grabens that were generally concealed by later sedimentation. Because the half grabens occur at regularly spaced intervals along the Batten Trough there may well be more mineral occurrences similar to the McArthur River deposit. Clearly, these conclusions must be integrated into any exploration strategy.     

Sporopollen Assemblages from the Cretaceous Yimin Formation of the Hailar Basin, Inner Mongolia, China

Three sporopollen assemblages are recognized for the first time from the Cretaceous Yimin Formation in the Hailar Basin of eastern Inner Mongolia. They are （in ascending order）： the lmpardecispora-Aequitriradites- Clawttipollenites assemblage; the Triporoletes-Pilosisporites-Asteropollis assemblage; and the Appendicisporites- Asteropollis-Tricolpites assemblage, distributed in Members 1, 2 and 3 of the Yimin Formation respectively. Recognition of this biostratigraphic sequence is very important for the division and correlation of the Yimin Formation in the basin. Meanwhile, the age of the Yimin Formation is considered to be Barremian to Early Albian based on the palynological data.     

海拉尔盆地贝西斜坡北部地区储层特征及影响因素分析

通过测井曲线的标准化处理及信息提取、岩心及录井岩屑观察、铸体薄片、物性分析、扫描电镜、压汞分析等技术手段,研究了海拉尔盆地贝西斜坡北部地区南屯组储层的主要岩性特征、物性特征、储集空间类型和影响因素.研究结果表明.海拉尔盆地南屯组以内陆湖相碎屑岩为主,主要包括角砾岩、砾岩、砂砾岩、粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质砂岩及泥岩等.南一段储层孔隙度平均值为6.15%,渗透率平均值为0.31 × 10-3μm2,为低孔特低渗型孔隙特征;南二段储层孔隙度平均值为12.18%,渗透率平均值为2.79× 10-3μm2,属于中孔低渗型孔隙特征.储集空间类型以粒间孔隙为主,发育一定的次生孔隙.喉道分为4种类型(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类).扇三角洲前缘分支水道砂体、扇三角洲平原辫状河道砂体和滨浅湖砂坝微相砂体为该区有利的储层砂体类型.储层性质主要受沉积相和成岩作用影响.     

Petroleum Generation Kinetics and Geological Implications for Jurassic Hydrocarbon Source Rocks,Hongqi Depression,Hailar Basin,Northeast China

A sample from the Jurassic Tamulangou Fm. and two comparison samples from the Cretaceous Fm. were used to document the hydrocarbon generation kinetics and phase behaviors at two heating rates using the confined gold tube system. The results show that the different heating rates affect the reaction rates, paths and levels of organic matter evolution. The average activation energy and dominant frequency activation energy of liquid hydrocarbon are significantly lower than those of gaseous. Moreover...