山东蓬莱史家沟西山火山碎屑岩风化壳元素地球化学特征

以山东蓬莱城西史家沟的西山火山碎屑岩风化壳为研究对象,系统采集样品,并测试了微量元素、主量元素、稀土元素以及黏土矿物等指标,揭示了西山火山碎屑岩风化壳的元素地球化学特征,讨论了风化壳的形成年代及其气候条件。史家沟火山碎屑岩风化壳源自基性-超基性玻屑凝灰岩母岩,CIA平均值为92.3,总体上处于为强度风化水平,K、Na、Ca和Mg等元素淋失殆尽,出现了脱硅富铝铁现象,为轻稀土富集型风化壳。西山火山碎屑岩风化壳可分为两个喷发旋回,大致以200 cm为界限,在此以下第一旋回,以上为第二旋回。第一旋回的CIA介于94.0~97.2之间,V、Rb、Sb、Mo、Li和Ga等微量元素出现淋失,在213 cm处并出现了?REE、?LREE和?HREE的峰值、Ce的负异常,蒙脱石化彻底,风化壳呈现灰白色。第二旋回的CIA在86.3~89.2之间,风化程度较第一旋回稍低,微量元素和稀土元素垂直变化较小,蒙脱石化并不完全彻底,仍残留长石、赤铁矿和石英等原生矿物,因而仍然呈现红色或淡红色。西山火山碎屑岩风化壳形成于中新世末到上新世,为温暖湿润的亚热带环境;中新世后的气候趋冷造成了两个旋回风化程度和元素地球化学特征的差异。     

松辽盆地西北部富裕地区黑富地1井二叠系烃源岩地球化学特征

正近年来松辽盆地及外围二叠系作为潜在的勘探层系越来越被重视,许多油气地质调查工作者针对烃源岩特征开展了大量的调查研究工作,认为松辽盆地及外围二叠系分布范围广、沉积厚度大、暗色泥岩发育,具有较高的油气勘探前景(陈树旺等,2013;朱志立等,2017)。但由于松辽盆地内的二叠系被上覆地层所覆盖,埋藏深度大,揭示二叠系     

川南地区二叠系沉积环境及其演化特征——以四川古蔺芭蕉村剖面为例

以四川古蔺芭蕉村二叠系剖面为研究对象,在野外沉积特征详细观测的基础上,利用岩石薄片鉴定、全岩X衍射分析、元素地球化学与碳、氧、锶同位素分析,对其地层、沉积环境与演化特征进行研究,为四川盆地二叠系沉积特征研究与天然气勘探提供基础资料。研究表明,四川古蔺芭蕉村地区从中二叠世的梁山—栖霞组沉积时期开始海侵,栖霞组由下向上水体先变深又变浅,呈缺氧—贫氧环境;茅口组底部又一次海侵,以继承栖霞组沉积环境为特征,在茅口组一段水体最深,向上逐渐变浅,呈缺氧—贫氧特征;龙潭组沉积水体最浅,氧化环境为主,局部呈还原环境;长兴组底部沉积水体最深,整体呈缺氧—贫氧特征,其碳酸盐岩沉积的海平面相对中二叠统应较浅。宏观上,四川盆地中二叠统栖霞组、茅口组由东向西为碳酸盐岩缓坡逐渐向台地演化。茅口组三段发育大型的溶蚀孔洞和后期溶蚀缝洞,推测该区茅口组有可能形成岩溶缝洞型储层。长兴组的底部发育水体较深的台盆次相沉积,环台洼或台盆可能是礁滩发育的有利区。见大量的沥青质充填,考虑到川南地区二叠系发育富有机质的碳酸盐岩与黑色页岩及煤层,认为该区二叠系具备形成古油藏的可能。     

准噶尔盆地西北缘二叠系云质碎屑岩地球化学特征及成因机理研究

通过岩石学、碳氧同位素和元素地球化学等方法对准噶尔盆地西北缘二叠系云质碎屑岩特征进行了研究,分析了白云岩化机理并建立了白云岩化作用成因模式。结果表明,研究区岩石类型为白云质泥岩、白云质粉砂岩、白云化凝灰质粉砂岩和白云化凝灰质泥岩等,白云石化以交代湖相灰泥质和硅质（凝灰质）组分形成的自形或半自形的粉晶-细晶白云石为主,常见残余方解石和晚期方解石胶结物充填。岩石中 V/ Ni比（1.2～4.8）、Sr含量（95.5～782.2 μg/g）、Mg/Ca比（0.5～3.0）、有序度（0.36~0.98）、δ18O_PDB（-14.8‰～3.2‰）和δ13C_PDB（-1‰～5.2‰）的变化范围都较大。研究区云质岩类形成于水动力条件较弱、水体较深、相对安静的半闭塞陆相微咸-咸水湖湾环境,具多期次成因;二叠系时期构造运动复杂,断裂发育,火山活动频繁,不仅提供了白云石化过程中Mg2+的来源,且为富镁流体的快速流动和渗透提供了通道。综合研究认为本区的云质岩有准同生白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化三种成因类型。     

徐淮地区二叠系烃源岩地球化学特征及页岩气资源潜力——以宿州3-1钻井剖面为例

徐淮地区在构造上属于南华北板块,拥有华东最重要的煤炭基地徐州煤田、淮北煤田与淮南煤田,二叠系煤系烃源岩普遍发育,但针对该地区二叠系页岩气形成的地质条件的研究成果少见。通过对宿州3-1钻孔二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组泥页岩进行系统采样,开展了有机质丰度、类型和成熟度等地球化学分析测试,揭示该地区二叠系有效的富有机质泥页岩层段发育在山西组和下石盒子组,有机碳含量较高,山西组优于下石盒子组;有机质主要为Ⅲ型干酪根,处于成熟至高成熟阶段,具有较高的生烃潜力。     

四川盆地东部长兴组--飞仙关组气藏地球化学特征及气源探讨

四川盆地上二叠统长兴组生物礁和下三叠统飞仙关组鲕滩是“九五”期间的勘探重点,通过对长兴组-飞仙关组气藏的烃源岩、储层沥青和天然气的地球化学研究,确认了上二叠统的滨岸煤系泥岩和海槽相碳酸盐岩为主要烃源岩,长兴组-飞仙关组气藏天然气主要来源于下伏的上二叠统烃源岩,天然气以垂相运移为主,飞仙关组部分气藏天然气中硫化氢含量较高与储层中膏岩层的分布和热硫酸盐还原作用有关,上述这些特征与沉积相带密切相关。     

安徽南陵—无为地区二叠系烃源岩有机地球化学特征

通过系统的野外剖面测量和样品采集,运用岩石热解、有机碳测试、有机显微组分镜检、气相色谱-质谱等对采集的样品进行分析测试,综合评价南陵—无为地区二叠系碳酸盐岩、煤和泥岩露头样品的有机质丰度、类型和成熟度,并分析有机质的来源及沉积环境。研究结果表明:栖霞组、孤峰组、龙潭组为有利烃源岩发育层段。其中栖霞组有机质类型为Ⅲ型,孤峰组为Ⅱ2型,有机质演化程度均处于高成熟阶段;龙潭组有机质类型为Ⅱ1型,处于成熟阶段。栖霞组烃源岩形成于受陆源影响的碳酸盐台地环境;孤峰组烃源岩形成于较深水的低能陆棚环境;龙潭组烃源岩形成于有陆源输入的滨岸环境。     

钻井液性能对火山碎屑岩崩解性的影响——以青海阿克楚克塞矿区火山碎屑岩为例

为解决火山碎屑岩在钻进中易剥落、易崩塌的问题,探讨钻井液性能对火山碎屑岩崩解性的影响,以青海阿克楚克塞矿区火山碎屑岩为例,分析了其岩石样品的矿物成分,进行了岩石样品烘干和浸水循环实验,采用多元线性回归分析法分析了原1^#、2^#钻井液的主要参数和耐崩解性指数之间的关系。结果表明,钻井液的动塑比、静切力、失水量和漏斗黏度4项性能指标与火山碎屑岩崩解性的相关性可达83.37%,其中动塑比对火山碎屑岩崩解性的影响尤为显著。通过调整水解聚丙烯酰胺和褐煤树脂质量分数提高了钻井液的动塑比和稳定性,从而获得优选钻井液配方：水+4%膨润土+3% Na₂CO₃+0.1% NaOH+0.15% MV-CMC（中黏钠羧甲基纤维素）+0.5% LV-CMC（低黏钠羧甲基纤维素）+2% SPNH（褐煤树脂）+0.08% PHP（水解聚丙烯酰胺）。现场应用表明,钻进至429.00 m深度时使用优选钻井液孔底沉渣厚度较1^#钻井液降低了89.7%,较2^#钻井液降低了80.3%。     

火山碎屑岩的储层物性——以松辽盆地营城组为例

对松辽盆地营城组35口盆内深层钻井和2口剖面浅钻全取心井的对比研究揭示：在浅层（埋深<500 m）,火山碎屑岩储层物性（平均孔隙度18.7%、渗透率0.32×10^-3μm²）好于熔岩（14.0%,0.18×10^-3μm²）;在深层（埋深>2 800 m）,火山碎屑岩物性（2.6%,0.05×10^-3μm²）明显差于熔岩（7.3%,0.07×10^-3μm²）。熔岩和火山碎屑岩的储层物性总体上都随埋深增加而变差,但火山碎屑岩的变化率显著大于熔岩;所以当大于一定埋深（2 500~3 000 m）时,熔岩的物性优于火山碎屑岩而成为主力储层。熔岩与火山碎屑岩物性随埋深变化的差异主要源于它们成岩方式的不同：前者冷凝固结,骨架体积受压实影响很小;后者压实固结成岩,其特点同沉积岩。在中浅层勘探中（埋深小于2 500 m）火山碎屑岩可作为重点目标。     

内蒙古西部额济纳旗祥探9井石炭系—二叠系烃源岩地球化学特征

额济纳旗地区祥探9井揭示的石炭系—二叠系为火山岩＋碎屑岩组合,火山岩锆石U-Pb谐和年龄分布在（302.2±7.8）-（319.9±4.5）Ma之间,对应的地层时代相当于晚石炭世,岩性组合特征与大狐狸山剖面干泉组（C2P1g）可以对比,确定为干泉组。该井揭示石炭系—二叠系1027.4m（未穿）,其中4m和4m以上的暗色泥岩（或粉砂质泥岩）20层,累计厚度288.5m,占地层厚度的28.1%。少量钻井岩心样品进行的烃源岩地球化学特征分析表明,有机质丰度中等—好,干酪根类型为Ⅰ—Ⅱ1型,有机质演化进入成熟—高成熟阶段,显示了良好的生烃条件。与邻近的大狐狸山剖面干泉组烃源岩样品分析结果对比,祥探9井取得的样品有机质丰度显著高于地表剖面样品,TOC为地表剖面样品的1.8倍,热解产油潜量（S1＋S2）为地表剖面样品的295.3倍,氯仿沥青＂A＂为地表剖面样品的32.8倍,总烃（HC）为地表剖面样品的42倍。干酪根类型评价指标分析,井下岩心样品H/C-O/C能较好地反映干酪根类型,地表剖面样品受风化作用的影响H元素显著降低,H/C-O/C无法进行干酪根类型评价,说明风化作用对烃源岩丰度和类型评价指标的影响较大。     

苏北盆地盐城凹陷兴桥1井烃源岩特征及气源分析

盐城凹陷兴桥1井钻遇二叠系孤峰组和栖霞组两套烃源岩。孤峰组为暗色泥岩,视厚度11.3m,有机碳最高为1.44%,平均0.74%,有机质类型偏向Ⅲ型;栖霞组为暗色碳酸盐岩,厚度较大,其中TOC>0.4%的地层的折算厚度大于42m,有机质类型主要为Ⅱ2型。这两套烃源岩的有机质热演化程度较低,至今仍具一定的生烃能力。兴桥1井上白垩统浦口组及下二叠统栖霞组见到多层气显示,浦口组的气源可能为深部二叠系,栖霞组的气体则可能受到更深部寒武系气源的侵入。     

川东南石宝矿区龙潭组页岩气(煤层气)潜力分析 ——以SD1井为例

二叠系龙潭组是四川盆地最主要的海陆过渡相页岩气勘探层位。通过钻井岩芯和薄片观察、X射线衍射、扫描电镜、有机地球化学分析、孔渗测试、现场解吸和等温吸附等手段, 以SD1井为例, 对川东南石宝矿区龙潭组烃源岩特征和页岩气潜力进行研究。结果表明: 1)研究区SD1井龙潭组泥页岩累计厚度约47.74 m, 与煤层及粉-细砂岩交互出现, 主要为分流间湾和沼泽微相沉积; 2)泥页岩总体黏土矿物含量高(平均值为49.7%), 富菱铁矿、黄铁矿和锐钛矿, 缺乏长石和其他碳酸盐矿物; 3)有机质主要由镜质组构成, 干酪根δ13C集中分布在–22.8‰ ~ –24.2‰之间, 以Ⅲ型干酪根为主, 有机质丰度高(TOC平均值为7.37%), 处于过成熟生干气阶段, 生烃潜力大; 4)储集空间主要包括微裂缝、有机质孔、溶蚀孔和晶间孔, 孔隙度变化在3.05%~4.35%之间, 平均值为3.79%; 渗透率约为0.486 μD, 远小于0.1 mD, 具超低孔超低渗特征; 5)现场解吸泥页岩含气量为0.61～4.70 m3/t, 平均值为2.16 m3/t, 含气性相对较好, 饱和吸附气含量均大于2.00 m3/t, 显示出良好的吸附性能。综合研究认为, 川东南石宝矿区龙潭组页岩气开发潜力较大, 龙潭组上段中部C14–C17碳质泥岩夹煤层组合和龙潭组中段上部C20–C24碳质泥岩夹煤层组合为主力勘查层段。     

川西坳陷中段新场地区天然气研究及气源对比

经过大量学者多年的研究总结,川西坳陷中段新场地区具备良好的生、储、盖等成藏组合。结合地质背景及碳同位素、轻烃的研究,认为新场地区天然气主要是Ⅲ型干酪根的煤型气,气藏主要分布在上三叠系的须二段和须四段,以及中侏罗系、上侏罗系地层中。     

川东北元坝地区雷口坡组天然气来源与成藏分析

四川盆地雷口坡组已成为一个重要的天然气勘探目的层,有关雷口坡组天然气的来源以及雷口坡组是否具有生气潜力还存在争议。研究表明雷口坡组泥质白云岩与泥质灰岩有机碳含量平均达到0.72%,具有较高的生烃潜力。雷口坡组天然气以烃类气体为主,干燥系数为0.99。不同于其他海相层系天然气,其CO₂和N₂含量较少,总量<10%,仅含微量的H₂S;它们的甲烷碳同位素相对较重(-31.5‰~-36.3‰),而乙烷碳同位素较轻,基本上都小于-28‰(-27.7‰~-36.6‰),且部分气呈δ¹³C₁>δ¹³C₂反序分布,属高-过成熟海相油型气。其烷烃气系列碳同位素组成既不同于上覆的须家河组陆相天然气,也有异于下伏飞仙关组-长兴组海相气,具有不同的气源,经与雷口坡组烃源岩轻烃组成的对比,认为其气源主要来自本层位。成藏条件分析表明,雷口坡组天然气的富集主要受烃源岩和储层的发育及分布控制,只有紧邻烃源岩发育的浅滩相白云岩/裂缝型灰岩构成的“岩性圈闭”才能形成天然气的聚集。     

羌塘盆地羌地18井上二叠统那益雄组烃源岩地球化学特征及意义

为进一步厘清羌塘盆地古生界烃源岩条件及油气勘探前景,以羌地18井钻遇的古生界上二叠统那益雄组黑色泥页岩为研究对象,通过岩石热解、元素分析、干酪根镜鉴,结合饱和烃色谱-质谱分析,评价那益雄组烃源品质,研究烃源岩的发育环境和演化过程,探讨羌塘盆地古生界油气勘探前景。结果表明：(1) 羌地18井那益雄组黑色页岩的TOC介于0.58%～6.74%之间,平均值为1.5%;有机质组成以镜质组为主,部分样品以腐泥组为主,H/C原子比介于0.42～0.81之间,O/C原子比介于0.08～0.28之间,干酪根类型指数TI介于－75.25～38.50之间,干酪根类型属于II₂-Ⅲ型,以Ⅲ型为主;R_O介于1.44%～2.01%之间,T_max值介于455～544℃之间,主体进入高成熟演化阶段,部分达到过成熟阶段,以生凝析油、湿气为主;(2) 生物标志物揭示那益雄组沉积时水体为还原环境,具有混合物源特征。(3) 羌塘盆地二叠系发育有效烃源岩,盆地东部的有机质丰度明显高于盆地西部,羌地18井中有效烃源岩厚度最大,达到212 m,以中等烃源岩为主,部分达到优质烃源岩标准,优质烃源岩共发育4段,累计厚度达51.9 m,具有良好的生烃潜力及勘探前景,可以作为后续羌塘油气勘探的目标层系。

     

Geochemical Characteristics and Genetic Types of Natural Gas in the Xinchang Gas Field, Sichuan Basin, SW China

The molecular compositions and stable carbon and hydrogen isotopic compositions of natural gas from the Xinchang gas field in the Sichuan Basin were investigated to determine the genetic types. The natural gas is mainly composed of methane (88.99%–98.01%), and the dryness coefficient varies between 0.908 and 0.997. The gas generally displays positive alkane carbon and hydrogen isotopic series. The geochemical characteristics and gas-source correlation indicate that the gases stored in the 5~(th) member of the Upper Triassic Xujiahe Formation are coal-type gases which are derived from source rocks in the stratum itself. The gases reservoired in the 4~(th) member of the Xujiahe Formation and Jurassic strata in the Xinchang gas field are also coal-type gases that are derived from source rocks in the 3~(rd) and 4~(th) members of the Xujiahe Formation. The gases reservoired in the 2~(nd) member of the Upper Triassic Xujiahe Formation are mainly coal-type gases with small amounts of oil-type gas that is derived from source rocks in the stratum itself. This is accompanied by a small amount of contribution brought by source rocks in the Upper Triassic Ma'antang and Xiaotangzi formations. The gases reservoired in the 4~(th) member of the Middle Triassic Leikoupo Formation are oil-type gases and are believed to be derived from the secondary cracking of oil which is most likely to be generated from the Upper Permian source rocks.     

新疆东天山卡拉塔格二叠纪火山岩成因及构造意义

新疆东天山中北部的卡拉塔格地区广泛出露一套二叠纪陆相火山熔岩,本次对其采集的玄武岩和英安岩进行岩相学、锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素和岩石地球化学分析。年代学研究获得2个英安岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为（267.5±1.5）Ma和（296.7±1.7）Ma,代表了英安岩的结晶年龄为早二叠世。岩石地球化学数据显示：玄武岩为碱性系列,具有高Al₂O₃质量分数和Na₂O/K₂O值,低TFeO、Cr质量分数和Mg^#值的特征;微量元素Yb标准化的Ta、La和Nb值指示该区玄武质岩浆起源于富集型地幔;低La/Ba值,（Th/Nb）_N>1,Nb/La<1,表明岩浆在上升过程中受到了地壳岩石圈物质的混染;样品w（Zr）>100×10^-6,Zr/Y>5,显示大陆板内玄武岩特征。英安岩为钙碱性系列,富硅铝,Rb、Ba、Th、U、Zr等元素质量分数较高,Ti、Nb、Ta、Sr、P等元素质量分数较低,明显不同于玄武岩元素分布特征,却与地壳元素分布相似;ε_Hf（t） 值（5.4~14.7）为正,表明英安岩源区为新生地壳;w（Rb）-w（Y+Nb）构造环境判别图解表明其形成于大陆伸展环境。结合前人的研究成果,认为卡拉塔格早二叠世火山岩形成于板内伸展环境,为天山石炭纪—二叠纪大火成岩省裂谷火山作用的组成部分,限定了该区古亚洲洋闭合于早二叠世之前。     

准噶尔盆地陆东-五彩湾地区火山岩中天然气富集的主控因素

近年来准噶尔盆地陆东-五彩湾地区石炭系火山岩中发现了丰富的天然气资源,包括克拉美丽和五彩湾两个气田,
因此石炭系成为北疆油气勘探的主要目的层之一,陆东-五彩湾地区天然气主要位于石炭系顶部的火山岩风化壳内,主要
为煤成气,来自石炭系腐殖型烃源岩。本文在对陆东-五彩湾地区典型气藏剖面进行分析的基础上,探讨了石炭系火山岩
中天然气富集的主控因素。结果表明,邻近烃源岩和生烃凹陷有利于形成气藏;风化淋滤和构造作用的改造是火山岩物性
得到改善而发育有效储集空间的关键因素;断裂和不整合构成了油气垂向和侧向运移的有利通道;海西期以来的各个构造期,
陆东-五彩湾地区石炭系圈闭和油气藏受到了不同程度的影响,其中火山岩气藏良好的生储盖配置定型于海西期,而燕山
中期则是该区天然气成藏的关键时期。     

Genesis of Marine Carbonate Natural Gas in the Northeastern Sichuan Basin, China

Sichuan Basin is one of the structurally stable and gas-rich basins, being regarded as one of China＇s important natural gas industry bases. Puguang and Jiannan gas fields, located in the eastern Sichuan Basin are two large fields with gas derived from Permian and Lower Triassic marine carbonate. The genesis of marine carbonate natural gas was examined using carbon isotope composition and hydrocarbon components of natural gas samples from the eastern and western Sichuan Basin, and compared with that of acidolysis gas derived from marine source rock in the eastern Sichuan Basin. It is concluded that the natural gas in the marine carbonate reservoir originated from pyrolysis of the earlier crude oil and light-oil, and then mixed with kerogen pyrolysis gas of the Permian and Lower Silurian source rock.     

柴达木盆地东部第四系低丰度高效气源岩地球化学特征及成藏机理

对柴达木盆地东部地区第四系鸭湖和盐湖剖面进行了露头取样，并利用Rock-Eval生油岩评价、色谱质谱等实验分析测试技术对样品进行了地球化学特征分析。实验结果表明，样品有机碳含量变化不大，ω（TOC）为0．15％～O．75％，ω（S1＋S2）为（0．24～2．5）×10^-3。第四系气源岩中的有机质类型多以Ⅲ型有机质为主，少数为Ⅱ型，极少数为Ⅰ型。有机质主要来源于陆源生物为主的腐殖型和含腐泥腐殖型，是典型的低丰度有机质气源岩。C29甾烷异构化参数C28αββ／（αββ＋ααα）、C29ααα20S／（20S＋20R）分布分别为0．34～0．38、0．27～0．33，C31升藿烷22S／（22S＋22R）分布为0．49～0．56，显示第四系样品多处于未熟状态。巨厚的气源岩沉积厚度、第四纪寒冷的气候和高盐度的水体环境及有效的生储盖组合是形成第四系大型生物气藏的有利条件。