柴达木盆地三湖地区第四系生物气的形成途径与运聚方式

柴达木盆地三湖(台吉乃尔湖、涩聂湖、达布逊湖)地区第四系生物气区是我国最大的生物气区。笔者系统采集了该气区21个天然气样品,测量了其组分和碳同位素组成,重点探讨了生物气形成途径和运聚方式。生物气δ~(13)C_1和δ~(13)C_(CO_2)均随深度增大而变重,显示了CO_2还原途径成气的特征。生物气δ~(13)C_1、δ~(13)C_(CO_2)和δD分布与CO_2还原方式形成的生物气的相应同位素值分布范围接近。在有关成因图解中这些数据主要位于CO_2还原途径成气范围内。生物气CO_2和CH_4之间的碳同位素分馏系数α_c>1.055,具有CO_2还原途径成气的特征。柴达木盆地第四纪干旱的古气候、较低的古温度、较高的沉积速率和水体中较高的硫酸盐含量使得甲烷菌的大量繁殖只能在较大的深度范围内才能实现,从而,有利于CO_2还原途径成气作用进行。涩北一号、涩北二号气田生物气δ~(13)C_1组成分布可能表明,生物气形成以后沿疏导层水平运移进入气藏,基本不存在垂向运移。该项研究对于进一步深入探讨生物气成因、形成条件,确定生物气模拟实验方式与条件,计算生物气资源量,建立成藏模式和选择天然气有利勘探区块均具有重要价值。     

柴达木盆地三湖地区生物气横向运聚成藏研究

本文系统研究了地层水盐度对微生物菌生长发育的制约，矿化度对生物气在地层水中溶解度的影响，泥岩盖层中高矿化度地层水对封盖性能的控制作用。柴达木盆地三湖（台吉乃尔湖，涩聂湖，达布逊湖）地区主要受南缘昆仑山冰雪溶水的补给，地层水从南向北运移，北斜坡第四系地层水的矿化度最高，北斜坡泻水-汇水区高盐度条件下生物菌的活跃程度受到抑制，影响生物气大量生成并从水中游离出来，中央凹陷及其南部低矿化度条件下更适宜生物气的生成，生物气在地层水中的溶解度随矿化度的增高明显降低，南缘低矿化度水中饱含的生物气经地层水从南向北携带，在北斜坡高矿化度条件上大量游离出来，实验测试证明泥岩饱和高矿化度地层水时，其突破压力增加约100倍，封盖性能大大提高，有效地保存了北斜坡游离相生物气，研究显示生物气总体上具有向北斜坡以水溶气方式进行横向运聚的特征，展示了北斜坡气源补给充足，具有满坡含气的巨大勘探潜力。结合生物气本身的发育特征和三湖地区的水文地质条件，提出了生物所首先以水溶气方式发生远距离的横向运移以后再以游离相进行垂向运聚成藏，这一结论对下一步三湖地区生物气勘探具有直接的指导意义。     

柴达木盆地三湖地区储盖组合有效性对生物气富集的控制作用

柴达木盆地东部三湖地区是生物气富集区。但是,已发现的生物气不仅在不同构造间的分布极不均匀,同一气田不同储盖组合(按天然气、地层水特征划分的生物气储集单元,相当于气藏)生物气的富集程度也有很大差别。为了揭示储盖组合有效性对生物气富集的控制作用,计算了已发现气田各储盖组合的排替压力差和相对散失量,并将它们与生物气储量、单储系数进行了对比分析。结果发现:排替压力差较大的储盖组合其生物气富集程度高,反之则富集程度低;相对散失量较大的储盖组合生物气富集程度低,反之富集程度高。排替压力差与相对散失量是表征储盖组合有效性的定量参数,它们与生物气富集的关系反映了储盖组合有效性对生物气富集的控制作用。     

柴达木盆地三湖地区第四系沉积相与生物气成藏

柴达木盆地三湖地区第四系蕴藏着巨大的生物气资源,目前已探明加控制天然气储量接近3×1011m3。更新世时期,柴达木盆地的湖相沉积主要分布在三湖(吉乃尔湖、涩聂湖和达布逊湖)地区,自山前至盆地中心依次发育了冲积扇、河流三角洲和湖相沉积,其中湖相沉积分布最为广泛。早更新世湖相沉积开始形成,中更新世湖相沉积扩张并且达到鼎盛,晚更新世湖相沉积开始萎缩并形成盐湖沉积。中、早更新世冰川的出现和青藏高原的崛起使柴达木盆地的古气候变得干旱寒冷,沉积水体温度较低,盐度较高。本区第四纪独特的沉积环境是形成大型生物气藏最重要的地质条件。高盐度的水体环境减缓了有机质的降解速度,长期的低温条件抑制了甲烷菌的活动,避免了沉积有机质在沉积浅埋阶段的过量消耗,推迟了生物产气的高峰期。而三湖地区巨厚的第四系暗色泥岩和频繁发育的砂岩提供了充足的气源条件和构成了良好的生储盖组合。     

淮南煤田次生生物成因气的比例及资源意义

主要利用实验的方法,并结合计算,对淮南煤田各研究矿区次生生物成因和热成因混合煤层气的比例进行了对比估算。结果显示:两种方法估算的研究区煤层气的混合比例较为一致。淮南煤田混合煤层气中次生生物成因气所占比例较大,最高达到了79%,最低的也占到了43%。同时,国内外的研究也表明,煤层中后期次生生物气的生成可明显提高煤储层的含气量。因此,淮南煤田中后期次生生物气的生成对矿区煤层气资源的贡献重大。     

吐哈盆地生物气-低熟气评价的元素平衡法及其应用

吐哈盆地探明的源于非高温热成因天然气(生物气—低熟气)的储量虽然已近千亿方,但尚未见评价其生成量及资源量的有效方法报道,这影响了对其勘探潜力及有利目标的决策。针对这一难题,考虑到无论生物气、低熟气的生成机理如何,都是一个有机元素之间的物质平衡过程,探索并建立了评价生物气—低熟气生成量的元素平衡法。利用吐哈盆地大量的实际分析数据,对这一评价方法(模型)进行了标定和应用。结果表明,吐哈盆地Ⅱ型有机质产生物气—低熟气的成气率高于Ⅲ型,二者分别累计可达134.40 ml/g和83.99 ml/g,吐哈盆地生物气—低熟气的生成总量约为1 436.28×1012 m3;资源量可能介于7.09×1011～24.42×1011m3之间。表明吐哈盆地的非高温热成因气具有较大的勘探潜力。台北凹陷的J2x和J1及其附近层位是勘探的有利目标。     

生物气研究现状与勘探前景

综合论述了生物气的特征及其研究进展,着重探讨了生物气成因、地球化学特征、勘探研究现状、生物气形成机制和控制因素,并介绍了生物气系统概念和特征,最后叙述了生物气藏的分布和我国生物气藏的远景。生物气是在还原环境的生物化学作用带内有机质为厌氧微生物所分解的最终产物,它以甲烷为主,并含部分二氧化碳及少量氮气和其它微量气体组分,生物甲烷气δ13C1值一般小于-55‰。生物甲烷气的形成途径主要有乙酸发酵和CO2还原2种类型。生物气生成与其所处的沉积环境、古气候、有机质的类型和丰度、水介质性质、地质作用、沉积时间等众多因素密切相关。生物气埋藏浅,分布广泛,一般存在于三角洲、大陆架和部分陆相沉积环境中,储层时代主要为白垩纪、古近纪、新近纪和第四纪。白垩纪的储量最丰富,古近纪、新近纪次之,第四纪生物气藏的规模一般较小。我国生物气勘探研究历史虽然不长,但生物气资源量丰富,具有良好的勘探前景。     

柴达木盆地三湖坳陷诺北地区第四纪生物气形成及影响因素

柴达木盆地三湖坳陷东部的诺北地区目前还处于勘探初级阶段,根据岩性、古生物、元素地球化学及有机地球化学 等资料,对诺北地区第四纪七个泉组气源岩特征和产甲烷菌的生存环境进行了分析,在此基础上讨论了沉积环境和地球化 学条件对生物气形成的影响,预测了勘探有利区。结果表明,诺北地区七个泉组气源岩有机质丰度低,干酪根类型以Ⅲ为 主,处于低成熟的热演化阶段。水体温度较低,盐度高,呈中性-弱碱性,还原性较强,有利于气源岩发育。地球化学环 境影响了产甲烷菌的生长和繁育,低温和高盐抑制了产甲烷菌的活性,中性-弱碱性环境和较强还原性环境适宜产甲烷菌 的生存。受地表径流影响,盐度对产甲烷菌的抑制作用在研究区内由南向北逐渐加强。对比垂向和横向运移的条件,认为 诺北地区生物气以近源垂向运聚为主;中央凹陷是区内最有利的生物气勘探区,北斜坡次之。广泛发育的湖相泥岩为产甲 烷菌提供了营养底物,早期成岩阶段弱压实作用提供了大量储集空间,巨厚的沉积地层和膏岩沉积增加了盖层的封闭能力。     

松辽盆地滨北西部上二叠统林西组烃源岩生物标志化合物的特征及意义

应用气相色谱、气相色谱-质谱技术,研究了滨北西部上二叠统林西组烃源岩的生物标志化合物特征,对烃源岩有机质来源、沉积环境、热演化程度等进行了分析.研究表明,林西组烃源岩有机质丰度高,有机质类型为Ⅱ型,处于高成熟-过成熟演化阶段;烃源岩中（C20+C21）/（C23+C24）三环萜烷为0.12~0.86,平均为0.50,C24四环萜烷/C26三环萜烷为0.41~0.72,平均为0.54,具有典型湖相烃源岩特征;Pr/Ph主要介于0.16~0.71之间,平均为0.32,指示沉积环境为强还原-还原环境;伽马蜡烷/C30藿烷为0.09~0.35,平均为0.21,反映烃源岩为半咸水的沉积环境;Pr/nC17与Ph/nC18的关系、C27-C28-C29甾烷的相互关系均反映有机质为高等植物和细菌、藻类等低等水生生物的混合来源;Ts/Tm为0.18~1.03,平均为0.86,C31αβ22S/（22S+22R）比值为0.53~0.62,平均为0.58,均指示烃源岩成熟度较高.综合认为林西组烃源岩形成于半咸水的还原-强还原环境,有机质来源为混合来源,有利于有机质的富集,林西组具有油气勘探前景.     

松辽盆地滨北西部上二叠统林西组烃源岩生物标志化合物的特征及意义

应用气相色谱、气相色谱-质谱技术，研究了滨北西部上二叠统林西组烃源岩的生物标志化合物特征，对烃源岩有机质来源、沉积环境、热演化程度等进行了分析.研究表明，林西组烃源岩有机质丰度高，有机质类型为Ⅱ型，处于高成熟-过成熟演化阶段；烃源岩中（C₂₀+C₂₁）/（C₂₃+C₂₄）三环萜烷为0.12~0.86，平均为0.50，C₂₄四环萜烷/C₂₆三环萜烷为0.41~0.72，平均为0.54，具有典型湖相烃源岩特征；Pr/Ph主要介于0.16~0.71之间，平均为0.32，指示沉积环境为强还原-还原环境；伽马蜡烷/C₃₀藿烷为0.09~0.35，平均为0.21，反映烃源岩为半咸水的沉积环境；Pr/nC₁₇与Ph/nC₁₈的关系、C₂₇-C₂₈-C₂₉甾烷的相互关系均反映有机质为高等植物和细菌、藻类等低等水生生物的混合来源；Ts/Tm为0.18~1.03，平均为0.86，C₃₁αβ22S/（22S+22R）比值为0.53~0.62，平均为0.58，均指示烃源岩成熟度较高.综合认为林西组烃源岩形成于半咸水的还原-强还原环境，有机质来源为混合来源，有利于有机质的富集，林西组具有油气勘探前景.     

松辽盆地滨北地区扶杨储层油气优势运移通道

松辽盆地滨北地区具有一定的油气资源潜力,但勘探方向和目标不明,亟需开展油气运移方向的研究。通过对滨北地区影响油气运移方向的地质因素的分析,确定了盖层底面构造形态、砂体、断裂及水动力4种主控因素。通过对每种主控因素与油气运移方向相互关系的系统分析,采用单因素叠加和多信息叠合的方法分别定性和定量地预测了滨北地区扶杨储层的油气优势运移通道。结果表明,滨北地区扶杨储层主要发育两个优势通道方向,分别为自三肇凹陷北端沿绥棱背斜带向东北方向和自克山-依龙背斜带南部向其东北方向。这两个优势运移通道方向所指示的区域是油气勘探的有利区域,而通道上的圈闭则是有利的勘探目标。     

黑龙江镜泊湖地区全新世火山岩^14C测年及其源区特点探讨

黑龙江镜泊湖地区全新世火山位于镜泊湖西北侧的"火山口森林"和蛤蟆塘两个地区.本次研究分别在"火山口森林"地区的Ⅰ号火山口、Ⅴ号火山口(大干泡)的一、二旋回层和蛤蟆塘地区的Ⅻ号火山口外围的第一旋回层的火山渣中取了3个碳化木进行14C 测年,其结果分别为3430±60 a、2470±120 a、2470±110 a和3490±140 a(其中Ⅴ号火山口的碳化木进行了两次测试).根据本区存在3个火山旋回和其他地质特征以及树木的最老年龄推测,该区最后一次火山活动可能在1000～2000 a之间,并且两次火山喷发间隔大约在1000 a左右,由此证明镜泊湖火山是东北地区最危险的火山之一.另外,由于"火山口森林"地区和蛤蟆塘地区的玄武质岩石在岩石学、地球化学以及所含的包体特征存在着巨大的差异性,表明该区在3490 a BP前地幔存在着强烈的不均一性,其原因可能与地幔柱的三级构造活动有关.     

云南曲靖盆地构造演化及其对生物气成藏条件的控制

曲靖盆地是在云南省发现的具有工业价值生物气藏的第三系沉积盆地之一。利用二维地震测线结合地质和钻井等资料开展了详细的构造和沉积解释,对曲靖盆地的构造特征、盆地形成和演化进行了较为系统的综合研究,分析了构造演化对生物气成藏条件的控制作用。曲靖盆地的早—中渐新世的断陷阶段为大套湖相暗色泥岩(蔡家冲组)形成时期;渐新世晚期—上新世早期为盆地整体抬升萎缩阶段,避免了蔡家冲组有机质的大量消耗,保存了第四纪以来生物气成藏的有机物质;晚上新世的盆地坳陷阶段为茨营组含煤层系(次要气源岩)、储集层、盖层和岩性圈闭形成的主要时期;上新世末的压扭抬升萎缩阶段是断背斜和断鼻等构造圈闭和构造—岩性复合圈闭发育时期;第四纪盆地稳定沉降阶段为生物气聚集成藏时期。     

海外河地区构造演化特征及其油气地质意义

以全球板块活动论为指导思想,采用盆地构造分析为主要方法,构建了海外河地区走滑盆地地质剖面并对构造演化史进行定量平衡恢复,获得了该地区中—新生代构造演化过程的直观认识;综合海外河地区石油地质特征,探讨了海外河地区油气成藏模式及下一步重点勘探研究方向。     

松辽盆地中央坳陷滨北地区上白垩统青山口组沉积相与沉积演化

通过岩心和测井资料分析,系统地研究了松辽盆地中央坳陷滨北地区上白垩统青山口组的沉积特征;采用单因素分析多因素综合作图法,编制出了研究区上白垩统青山口组各亚段的砂岩含量、暗色泥岩含量和紫红色泥岩含量等单因素图件,在此基础上做出沉积相图,深入分析了研究区沉积演化规律。研究表明,青山口组主要发育三角洲和湖泊2种沉积相,进一步分为三角洲平原、三角洲前缘、滨浅湖和半深湖-深湖4种沉积亚相。从研究区边缘到中心,沉积相类型由三角洲平原亚相渐变为三角洲前缘、滨浅湖和半深湖-深湖亚相;自下而上由半深湖-深湖亚相逐渐变为滨浅湖、三角洲前缘、三角洲平原亚相。青山口组沉积时期可划分为青山口组沉积早期、青山口组沉积中期和青山口组沉积晚期。不同时期、不同构造单元的沉积特征表现各异,从青山口组沉积早期到青山口组沉积晚期,研究区湖盆发育总体表现出规模由大到小的特点。     

断层周围的弹塑性区及其地质意义

采用弹塑性有限单元方法 ,通过模拟符合实际状况的逐步加载过程所引起应力场和塑性形变区的研究 ,得出如下结果 :①在塑性或韧性剪切形变情况下 ,断裂或形变带的共轭剪切角往往大于 4 5° ;②在双向挤压应力条件下 ,先存断裂的前缘部位没有拉伸应力存在 ,但可能有伸展形变发生 ;③与最大主压应力夹角为 3 0°～ 90°的断层前缘是偏应力的优势方位 ,容易发生塑性剪切形变 ,特别是夹角为 60°左右的断层是最易发生新的构造活动的断层 ;④多数断层两侧一定范围内以及断层内部是相对的低应力区。这些应力的低值区 ,非常有利于矿液和油气的运移、聚集和成藏。     

黑龙江宝山夕卡岩型铜钼钨多金属矿床成岩成矿时代及其地质意义

宝山铜钼钨多金属矿床为小兴安岭—张广才岭成矿带上的一个典型夕卡岩型矿床,赋存于花岗闪长岩-正长花岗岩体与下寒武统铅山组富镁质碳酸盐岩的接触部位。本文通过锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年,获得赋矿花岗闪长岩的成岩年龄为(248.4±2.1)Ma,表明其侵位时代为早三叠世。对矿石中的辉钼矿进行了Re-Os同位素分析,获得等时线年龄为(242.0±1.0)Ma,加权平均年龄为(241.9±1.7)Ma。成矿、成岩作用发生于早—中三叠世,与古亚洲洋闭合时间吻合,发生于大陆碰撞环境中。     

酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现及意义

在甘肃省酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统下沟组及中沟组地层序列中,首次发现发育一套地震事件沉积物,是一套含微裂缝或同生变形构造及振动液化泄水构造等震积特征的泥质白云岩、白云质泥岩及泥质粉砂岩的组合.本区震积作用及震积岩的主要识别标志为振动液化卷曲变形及其伴生构造、重荷模及伴生构造、脆性和塑性两类沉积物相间的滑塌变形作用及滑塌岩、软沉积物的液化作用及泄水构造、层内阶梯状断层及地裂缝.柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现,填补了本区震积岩研究的空白,反映了本区在早白垩世存在一个强烈的构造活动时期,可以推测其影响范围可能还会波及青南凹陷的其他地区,也有望在酒西盆地类似环境的其他凹陷发现震积岩,开辟震积岩研究的新领域.区域构造背景的研究同样表明,青南凹陷青西Ⅰ号同生断裂带及509断阶带的强烈构造活动正是本区早白垩世震积作用的直接诱发因素,为本区震积岩的存在提供了科学依据.     

黑龙江省东北部街津口-抚远地区花岗闪长斑岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

报导了黑龙江省东北部街津口-抚远地区花岗闪长斑岩中的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果,以限定该区花岗闪长斑岩的形成时代及其构造属性。花岗闪长斑岩中的锆石多呈自形-半自形晶,振荡环带发育,Th/U值主要为0.31～1.23,指示其岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果表明,这些花岗闪长斑岩均形成于晚白垩世（90.2～94.8 Ma）,而非前人认为的晚印支期。结合研究区及其邻区同时代火成岩的组合特征和古太平洋板块的构造演化历史,认为黑龙江省东北部街津口-抚远地区晚白垩世花岗闪长斑岩形成于古太平洋板块向东亚大陆俯冲的构造背景,该期岩浆事件标志着古太平洋板块正向俯冲作用的开始。     

吉林通化地区中元古代辉绿岩墙的发现及其地质意义

报道了吉林通化地区中元古代辉绿岩墙LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果及地球化学特征,进而探讨了华北板块东北部中元古代辉绿岩墙形成的构造背景及其与哥伦比亚超大陆裂解事件的关系。辉绿岩中锆石呈自形,具有较高的Th/U值（0.21～1.45）,其稀土配分型式显示轻稀土(LREEs)亏损、重稀土(HREEs)富集以及正Ce异常和负Eu异常,上述特征暗示所测锆石为岩浆锆石。锆石U-Pb定年结果显示: 7个分析点构成一条不一致线,上交点年龄为(1 244±28) Ma,该年龄代表了辉绿岩的形成时代,即中元古代。辉绿岩的SiO₂质量分数为49.3%～49.5%,Mg^#值为42.2～42.6,TFe₂O₃为13.6%～14.1%,属于拉斑玄武岩系列。微量元素特征显示: LREEs及大离子亲石元素(LILEs)相对富集,HREEs相对亏损,具有弱的Nb、Ta的亏损和Ti的富集,无明显Eu异常,Ba/Nb和La/Nb值分别为15.8～17.3和1.15～1.20,上述特征暗示通化地区中元古代辉绿岩来源于岩石圈地幔的部分熔融,并有软流圈组分的涉入。结合前人对华北板块北缘前寒武纪地质事件的研究成果,认为通化地区中元古代辉绿岩墙形成于强烈伸展环境,其形成与哥伦比亚超大陆的裂解有关。