鄂尔多斯盆地氦同位素的特征

鄂尔多斯盆地是中国最稳定的含油气盆地,也是我国发现1000×108m3以上大气田最多的盆地。根据46个气样氦同位素分析,3He／4He为3．1×10-8-1．2×10-7,平均为4．36×10-8,R／Ra值为0．022-0．085,是壳源氦的特征。鄂尔多斯盆地3He／4He和R／Ra值不受天然气的成因类型、气的产状及气的原生性与后生改造的影响。R／ Ra值定量说明鄂尔多斯盆地构造上极稳定。     

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。     

鄂尔多斯盆地能源矿产氯仿沥青Sm-Nd同位素研究

对鄂尔多斯盆地石油、煤、含铀砂岩及其围岩的氯仿沥青进行了Sm-Nd同位素研究。结果表明,盆地流体(包括深部流体)活动具有多期性,且后期的流体活动对铀矿床的形成具有重要作用;赋存于同一套地层中的含铀砂岩沥青、煤沥青及石油沥青,虽然均具有富集地幔特征,但并非同期活动的产物;东胜矿区侏罗系直罗组煤沥青和盆地西南部陈家山矿区侏罗系延安组的煤沥青,源区时代上存在较大差异,伴生沥青并非全部由煤的热演化形成,可能还存在外来流体的加入,且东胜直罗组煤的伴生沥青较延安组煤的伴生沥青来源深度更大;盆地内马岭油田的直罗组石油沥青、陈家山延安组煤层石油沥青及其煤沥青在源区特征上具有内在联系。     

煤成天然气碳氢同位素组成及成藏意义:以鄂尔多斯盆地上古生界为例

天然气碳氢同位素在线分析表明鄂尔多斯盆地上古生界天然气属于煤成气,不同地区不同层位的天然气碳氢同位素组成存在明显差异,构成了 3类不同的分布模式,即榆林型 (C2- P2)、苏里格型 (P1- P2)和神木-米脂型 (P3).榆林型天然气碳氢同位素组成符合随碳数增加δ 13C与δ D值均逐渐变重的热成因气的变化规律,为成熟-较高成熟阶段的产物;苏里格型天然气 C3H8的δ 13C3与值均出现比 C2H6偏轻的特征,可能是煤岩生烃过程中,同位素动力学分馏效应固有特征的反映;神米型的突出特点是石千峰组天然气的碳氢同位素值明显比其下伏气藏偏轻,δ 13C1、δ 13C2偏轻约 2.5‰,值偏轻约 12‰ (榆 17井 ),可能为较高热演化阶段凝析油裂解和 (或 )运移分馏聚集而成.这 3类气藏碳氢同位素组成的差异,反映了不同热演化阶段煤成天然气同位素组成的固有特征,从而为天然气聚集与成藏研究提供了重要例证.     

鄂尔多斯盆地北中部地区地下水同位素研究

本文论述了鄂尔多斯盆地北中部地区地下水中降水、湖水、潜水、承压水的同位素组成，以及利用氚法、碳──１４法对地下水进行了年代学研究。利用同位素技术对地下水内、外部系统的相互关系作了论证，为合理开发利用该区地下水资源提供了科学依据。     

鄂尔多斯盆地奥陶系锶同位素地球化学特征

对于鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩锶同位素的研究主要集中于成岩作用识别与划分。本次以盆地内中东部陕北坳陷镇钾1井马家沟组五段(以下简称马五段)以及盆地西缘桌子山地区三道坎组—桌子山组为研究对象,首次报道了未经成岩作用影响的碳酸盐岩的锶同位素数据,基于锶同位素地层学原理,试图恢复该沉积期古环境特征并对奥陶纪地层格架进行再讨论,共获得了如下几点认识:①镇钾1井马五段锶同位素自下而上以反复震荡、整体上略微增加为特征,震荡周期与蒸发岩韵律相吻合。桌子山地区三道坎组—桌子山组锶同位素以小幅波动为特征,整体上呈现出单调递减趋势。②马家沟组的地质年代归属于中奥陶世达瑞威尔中—晚期,而三道坎组—桌子山组的地质年代早于马家沟组,为中奥陶世达瑞威尔早—中期。③镇钾1井马五段处于局限台地-蒸发台地的沉积背景下,其锶同位素与全球演化曲线特征存在差异,说明了在该沉积背景下锶同位素对古环境变化反应更为敏感,能够成为区域古环境分析的重要指标。桌子山地区三道坎组—桌子山组由于处于开阔台地-缓坡的沉积背景下,与全球锶同位素演化曲线拟合度较高。为进一步研究鄂尔多斯盆地的沉积及构造差异提供了新依据,本次研究为全球锶同位素曲线提供了新的基础资料。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组马五段白云岩的同位素地球化学特征

鄂尔多斯盆地中央气田奥陶系马家沟组马五段白云岩是重要的油气储集层,多年来,马家沟组白云岩的成因问题一直是地质研究者讨论的热点话题.对马五段白云岩的C、O、Sr同位素地球化学资料的分析表明,孔洞充填的白云石(含鞍状白云石)和白云岩的δ13C、δ18O值极其近似,且白云岩的δ18OPDB值比奥陶纪海水值要偏负1.752‰～4.395‰(平均2.911‰);成岩流体(水)的占δ18OSMOW平均值为+8‰,比当时海水值偏正;87Sr/86Sr比值比奥陶纪海水87Sr/86Sr比值要高.从C、O同位素数据上看,形成白云岩和沉淀于孔洞中的白云石(含鞍状白云石)的流体为同源流体;造成白云岩的δ18O值偏负的原因主要是埋藏条件的"温度效应";87Sr/86Sr比值偏高可能是交代流体来自或流经了富含放射成因Sr的铝硅酸盐基底或硅质碎屑岩.这些特征表明马五段白云岩很可能形成于埋藏环境.     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水水-岩反应的锶同位素证据

利用鄂尔多斯白垩系盆地地下水锶同位素和水化学资料,对该区水-岩作用机制进行了分析,并采用反向水文地球化学模拟的方法对锶同位素示踪水-岩反应的分析结论进行了验证。结果表明:研究区主要发生了石膏、少量碳酸盐矿物及铝硅酸盐矿物的溶解反应,且北区地下水对石膏等硫酸盐矿物的溶滤作用强于南区,而南区地下水对铝硅酸盐矿物的溶滤作用强于北区;同时,南区碳酸盐矿物发生了溶解/沉淀的不一致性,即白云石发生溶解反应而方解石发生沉淀反应。采用锶同位素方法得出的水-岩作用结论与反向水文地球化学模拟结果相一致。     

鄂尔多斯盆地东缘石Lou油苗的成因探讨

最近在鄂尔多斯盆地东缘石Ｌｏｕ露头发现一油气苗,通过地油苗的微出分子组成和碳同位素地球化学特征分析,认为该油苗的地球化学性质与在鄂尔多斯盆地迄今所发现的原油或凝析油差别较大,推测其油源岩为下古生界的碳酸盐岩,这一发现对鄂尔多斯盆地东缘油气勘探可能具有重要的意义。     

对“鄂尔多斯盆地能源矿产氯仿沥青Sm-Nd同位素研究”的新认识——与潘爱芳等商榷

《中国地质》2007年34卷3期发表关于鄂尔多斯盆地石油、煤、含铀砂岩及其围岩的氯仿沥青Sm-Nd同位素研究的文章。潘爱芳等人指出赋存于同一套地层中的含铀砂岩沥青、煤沥青及石油沥青均具有富集地幔特征。笔者通过对其同位素数据重新计算厘定, 得出其物质来源是盆地基底变质重熔与年轻物质混合的产物, 以壳源为主且与富集地幔无关的结论。     

银川盆地水体氢氧稳定同位素特征分析

中国西北部银川盆地干旱少雨,大量的黄河水用于灌溉,灌溉入渗水对地下水循环的参与程度、参与深度研究是进一步解决灌区水环境问题和确定地下水污染来源的关键,需要深入研究。笔者通过氢氧稳定同位素特征分析和氚同位素年龄分析,构建了银川盆地不同水体同位素特征分布关系。结果表明:银川盆地降水和流经的黄河水的氢氧稳定同位素丰度均值都分布在全球雨水线上,降水和黄河水符合全球大气降水来源;深层地下水、浅层地下水及由地下水排泄汇集的排水沟水的氢氧稳定同位素都分布在地下水拟合线上(δD=8.24δ18O+1.08)。这条地下水拟合线与全球雨水线近似平行分布。两线之间的差异指向2种不同水循环的主导过程,即蒸发-混合主导过程和水岩交互-混合主导过程。两种解释对应的灌溉循环量分别占地下水排泄量的44.07%和89.76%,初步认为水岩交互-混合是地下水拟合线分布于全球雨水线下方的主导过程。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段凝灰岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源层中广泛分布了薄层和纹层状凝灰岩,凝灰岩中锆石U-Pb同位素年代学研究表明,长7段凝灰岩结晶年龄为234Ma左右。对比勉略缝合带、南秦岭的花岗岩的年龄,三叠系延长组凝灰岩应该形成于俯冲阶段。锆石的Hf同位素分析表明延长组长7段凝灰岩主要来自地壳岩石部分熔融,并且有一定的地幔物质加入。Hf同位素二阶段模式年龄大部分集中在1.1~1.3Ga,其中以1.2Ga为主峰,表明延长组凝灰岩主要来自元古代增生的地壳物质,在物质组成和时代上可能类似于南秦岭基底中的耀岭河群基性火山岩和郧西群酸性的混合。     

鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水锶同位素特征及其水文学意义

鄂尔多斯白垩系自流水盆地北部为沙漠高原区,南部为黄土高原区。区内经济以农业和畜牧业为主,地下水的污染较弱。地下水中Sr来源于含Sr矿物的溶解。因此,可以利用Sr及^87Sr／^86Sr比值来研究水岩作用和地下水的演化。采自盆地20个Sr及其同位素样品的分析结果表明：在区域上^87Sr／^86Sr比值是不均匀的,西南部^87Sr／^86Sr比值较大（0．711002-0．711570）,其他地区。^87Sr／^86Sr比值较小（0．710378-0．710646）;在局域地下水系统中,埋深小于100m的浅层地下水,Sr含量较低,^87Sr／^86Sr比值较大,而埋深大于100m的深层地下水,Sr含量较高,^87Sr／^86Sr比值较小,并且沿地下水径流方向,sr的浓度越来越高。苏贝淖湖是自流水盆地北部局域地下水系统的一个排泻区,湖水Sr含量较低,而^87Sr／^86Sr比值较大,其Sr同位素组成特征与浅层地下水一致,表明湖水来源于浅层地下水。     

鄂尔多斯盆地下古生界石灰岩岩相及碳、氧稳定同位素特征

鄂尔多斯盆地下古生界石灰岩的岩相及碳、氧稳定同位素组成变化大,具有多种成因类型。通过薄片鉴定、岩石及矿物微区碳、氧稳定同位素测试以及包裹体测温资料研究,发现正常海水成因的泥晶灰岩及颗粒灰岩具有较高的δ18O、δ13C;受淡水淋滤、溶蚀的颗粒灰岩、角砾泥晶灰岩、豹斑含云灰岩或灰云岩的δ13C随淡水淋滤及溶蚀程度升高而明显降低,但其δ18O变化较小;去膏化成因的巨晶次生灰岩在阴极发光下具环带结构,并具有较低的δ18O、δ13C,去云化成因的中-细晶次生灰岩多呈麦粒或蚕蛹结构,其δ18O、δ13C相对较高;早期及表生淡水方解石胶结物的δ18O、δ13C均为低值,Mn离子含量低,阴极发光暗淡;晚期热液方解石胶结物具异常低的δ18O、δ13C,包裹体均一温度介于100~150℃,富含Mn离子,阴极发光明亮。研究结果表明,岩相特征、碳、氧稳定同位素组成以及包裹体测温数据是确定石灰岩沉积、成岩环境以及成因类型的重要指标。     

中国北方平原盆地地下水氢氧同位素组成特征

在系统收集整理中国北方河北平原、太原盆地、鄂尔多斯盆地以及银川平原的地下水氢氧同位素资料基础上,依据同位素形成演化相似性原理,对比分析同位素组成得出:深层地下水是在过去更寒冷的气候条件下形成;研究区的大气降水不但在现代气候条件下存在大陆效应和高程效应,而且在 25 kaB.P.以来的古气候条件下也存在大陆效应和高程效应;古气候条件下各盆地平原之间的蒸发强度的差异可能比现代气候条件下各盆地平原之间的蒸发强度的差异大.     

鄂尔多斯盆地东缘构造-水文地质控气特征

基于大量野外地质工作,结合钻孔抽水试验资料分析,探讨了鄂尔多斯盆地东缘构造、水文地质条件及其对煤层气 保存的控制特征。结果显示,盆地边界近NS 向的压性断裂和褶皱构造发育,构造变形程度向盆地内部逐渐减弱,即盆地边 缘和内部的构造条件均有利于煤层气保存。依据构造、地下水补给及排泄条件和地貌等特征,研究区可划分为5 个水文地 质单元,西南部韩城单元的水动力条件强于东部各水文地质单元,东部各单元中又以柳林泉流域水动力条件最强,这种差 异在构造背景上的叠加,导致煤层气保存条件发生分异。中部黄河东断凹单元煤层含气量随埋藏深度的加深而增高,北部 柳林单元在柳林泉以西发育有利煤层气保存的地下水动力场条件,中南部龙门山单元北部的地下水动力条件可能有利于煤 层气保存,西南部韩城单元西北段地下水处于滞流环境而使煤层气保存条件较好。     

基于锶和氢氧同位素的敦煌盆地地下水演化与补给分析

应用锶和氢氧同位素分析了敦煌盆地地下水补给来源与浅层地下水更新能力和演化过程。结果表明：敦煌盆地浅层地下水源于疏勒河、党河的入渗补给和祁连山雪山融水侧向补给,深层地下水源于前期的雪山融水补给;浅层地下水更新能力相对较强,深层地下水更新能力中等;浅层地下水中⁸⁷Sr/⁸⁶Sr均介于0.708～0.716之间,地下水中化学成分的演化既受到碳酸盐岩、硫酸盐岩溶滤作用的影响,又受到硅酸盐岩溶滤作用的影响。该区域水资源保护和可持续发展利用提供理论依据。     

鄂尔多斯盆地南部马家沟组成岩作用特征

通过对研究区16口钻井15条剖面数百片岩石薄片的详细鉴定,结合沉积史和区域地质特征,综合分析了主要目的层马家沟组的成岩作用类型及其特征。马家沟组储层的岩石类型主要为石灰岩和白云岩。石灰岩类型多样,主要有泥晶—微晶灰岩、微晶—亮晶颗粒灰岩及云斑灰岩等;白云岩以泥晶—微晶白云岩为主。主要的建设性成岩作用为白云石化作用和溶蚀作用;不利的成岩作用主要有重结晶、压实压溶、去白云石化、膏化等作用。在此基础上,进一步分析了鄂尔多斯盆地南部的成岩作用演化序列。     

鄂尔多斯盆地碳酸盐岩的压实作用

碳酸盐岩是否存在压实作用，特别是机械压帝作用，是一个有争议的问题，作者在鄂尔多斯盆地的碳酸盐岩石压实研究中采用薄片的显微观察、孔隙度随深度的压实曲线和高压高温压实模拟实验，证实压实作用，特别是机械压实作用存在，作者还阐明了该区碳酸盐岩存在３个压实阶段。