鄂尔多斯盆地延长探区山西组泥页岩沉积地球化学特征及有机质保存条件分析

摘 要:通过主量元素和微量元素分析,应用沉积地球化学方法对采自于鄂尔多斯盆地中部两口页岩气探井的泥页岩沉积地球化学特征和有机质保存条件进行了研究。结果表明:①化学蚀变指数(ＣＩＡ)和Ｓｒ/Ｃｕ比值反映本区山西期为温湿气候,Ｒｂ/Ｚｒ 比值反映本区山西组泥页岩沉积水体较浅;② (Ｔｈ)－(Ｚｒ)、(Ｔｈ)－Ｙ/ Ｈｏ相关性图解以及Ｙ/ Ｈｏ比值更接近于陆源碎屑物质,表明本区山西组泥页岩沉积时主要来源为陆源碎屑物质;③Ｖ/ Ｃｒ 比值、Ｖ/ (Ｖ＋Ｎｉ)比值、δＵ 和Ｔｈ/ Ｕ比值表明山西组泥页岩形成于以弱还原环境为主的弱氧化－弱还原环境;④Ｓｒ/Ｂａ和ＴＯＣ/Ｓ比值反映本区山西组沉积水体以淡水为主,并兼有少量混合水;⑤地球化学综合分析表明,山西组泥页岩沉积水体富氧,缺少有机质保存的还原条件,有机质被氧化分解,不利于后期生烃。      

辽西早寒武世老庄户期岩相古地理及其地球化学特征

辽宁西部早寒武世老庄户期沉积了大量的海相碳酸盐岩,其沉积环境为一半封闭的海湾(陆表海),可划分为潮上带、潮间带、潮下高能带及潮下低能带。潮上带岩石组合以白云岩为主,其环境为弱酸性的氧化环境;潮间带岩石组合以白云质灰岩—灰岩为主,环境为中性—弱碱性氧化环境; 潮下带则以灰岩为主,环境为碱性的弱还原环境。岩石化学成分严格受古地理环境控制。潮上带MgO、Fe_2O_3、SiO_2的含量最大,CaO 的含量则最小;潮下带 CaO 含量最大,MgO、Fe_2O_3、SiO_2含量最小。因此,优质石灰岩主要与潮下带沉积环境有关。     

控制砂岩型铀矿床中铀迁移转化的主要水文地球化学作用实验

采集中国北方某砂岩型铀矿床中的含铀矿石样品,共进行7组土柱模拟实验,分别探究氧化-还原条件、HCO-3浓度、有机质和微生物对铀迁移转化的影响。结果表明:氧化-还原条件改变对铀迁移转化会产生重要影响,含氧入渗水带来的氧化环境使含水介质中沉淀态铀大量氧化溶解;HCO-3的促解吸作用及铀酰络合物的强迁移能力对地下水中铀迁移转化影响较大;有机质会参与含水介质中矿物吸附点位竞争,从而造成铀的解吸;微生物作为氧化-还原反应的催化剂,在氧化剂氧化沉淀态铀的反应中起重要作用;氧化作用、解吸作用和溶解作用对地下水中铀迁移转化的贡献比例分别为65.28%、23.91%和10.81%。     

沁水盆地东南缘二叠系上石盒子组地层特征研究

从地层分区上来看,沁水盆地隶属于山西地层分区,沁水盆地北部属太行山中段地层小区,沁水盆地南部属太行山南段地层小区。两个小区在划分下石盒子和上石盒子组地层时采用的方案一样,以岩石地层划分标准为依据,以下石盒子组顶部出现"桃花泥岩"为特征来划分上下石盒子组。左权和和顺一线以北的广大地区,上石盒子组总体以紫色为主,其次为黄绿色。其中,阳泉、盂县一带含有一定数量的杏黄色岩层。从颜色反映出,左权和和顺一线以北地区在晚二叠世气候环境以氧化环境为主,并且潮湿气候居多。和顺—左权—襄垣往南至长治—晋城—阳城—沁水,这一带岩层以醒目的杏黄色为主,黄绿色次之,紫色较少。说明晚二叠世这一带气候环境多变,主要介于弱氧化—弱还原过渡环境,气候相对干旱。     

高温热泉中稀土元素的地球化学行为及其指示意义: 以西藏搭格架水热区为例

西藏搭格架水热区位于拉萨-冈底斯地块南缘, 毗邻印度河-雅鲁藏布江缝合带中段, 区内出露酸性泉、中性泉和弱碱性泉, 为不同类型地热水中REE分布特征及其地球化学成因研究提供了理想场所。通过在搭格架采集不同类型热泉样品, 开展了样品REE浓度测试、配分模式分析和赋存形态计算, 旨在揭示高温地热环境中REE地球化学行为的指示意义。研究结果表明, 搭格架热泉中REE的地球化学行为呈非保守性, 其ΣREE浓度受热泉环境中富Fe, Al矿物(或无定形态固体)而非硫酸盐矿物的吸附过程的影响; 热泉REE配分模式和形态分布则主要受热储内氧化-还原条件及流体-岩石相互作用的控制, 是其地质成因和总体水化学特征的反映。虽然搭格架热泉中宏量组分水化学特征指示热储围岩应主要为长英质岩石, 但中、碱性热泉呈现的Ce负异常意味着热储中也可能存在碳酸盐岩。本研究为高温热泉稀土元素地球化学研究提供了典型范例。      

什么是矿物

矿物是由地壳中化学元素通过地质作用所形成的天然单质或化合物。它们具有相对固定的化学组成,呈固态者还具有确定的内部结构,它们在一定的物理化学条件范围内稳定,是组成岩石和矿石的基本单元。自然界中矿物存在的状态有三种:即固态如石英、正长石、云母;液态如水、自然汞;气态如二氧化碳、硫化氢等。矿物的存在状态会随其所处的物理、化学环境改变而改变。例如硫在火山喷发时,因为温度较高,它可成气体喷出,到了地表温度降低则变为固体。在固态矿物中,绝大部分都属于晶质矿物,只有极少数(如水铝英石)属于非晶质矿物。来自地球以外其他天体…     

渤海湾盆地黄骅坳陷上古生界暗色泥岩地球化学特征及其发育机制

上古生界暗色泥岩是渤海湾盆地黄骅坳陷主力烃源岩之一,具有重要的勘探价值。为进一步明确黄骅坳陷上古生界暗色泥岩有机质富集环境与形成机制,开展了岩石学、元素地球化学、有机地球化学分析。结果表明：渤海湾盆地黄骅坳陷上古生界暗色泥岩具有近源沉积特点,沉积时处于炎热潮湿向温暖湿润气候转换期,整体处于中高风化程度,沉积分选与再循环作用较弱,较好地保存了物源信息,且源岩为长英质岩石;暗色泥岩从太原组沉积期到下石盒子组沉积期,有机质的富集不是由单一因素所控制的,而是氧化-还原条件、古生产力、古气候、沉积速率等多个要素共同控制与相互耦合的结果;太原组沉积期,表层水具有较高的生产力和相对还原-硫化的水底环境,有利于有机质富集和保存;山西组沉积期,在炎热潮湿的气候条件下表层水体也保持较高的初级生产力,同时较高的沉积速率有利于有机质的保存;下石盒子组沉积期,温暖湿润的气候有利于有机质的富集,但较低的沉积速率导致有机质被黏土矿物以及其他无机矿物稀释,相对较难保存。     

广西泥盆系牙形石色变及其对油气勘探的意义

有机质成熟度的研究,是为了识别生油岩是否已演化至大量生成石油阶段,或者由于遭受强热力作用,而使有机质演化为气或遭受完全破坏。研究沉积岩中的有机质成熟度,可通过用光学方法观察干酪根的变化,研究孢粉的颜色变化测定,镜质体的反射率;用热解法研究岩石中元素变化及其定碳比;用物理化学方法研究干酪根中碳、氢、氧原子的变化;用化学方法测定沥青质中的烃量CPI值;用质谱仪测定碳同位素的比值等。此外研究牙形石颜色的变化,在国内外也有广泛应用,而且被认为是一种既简便经济又颇有成效的     

甘蒙地区北山盆地群中口子盆地侏罗系烃源岩特征及评价

北山盆地群侏罗系是我国西北地区潜在的油气勘探新领域,为深化其石油地质认识,进一步明确资源潜力,优选北山盆地群中勘探程度相对较高的中口子盆地侏罗系为研究对象,以有机质丰度、类型及成熟度等有机地球化学分析数据为基础,分析了侏罗系烃源岩基础特征,并基于生物标志化合物资料,探讨了该区侏罗系烃源岩的有机质来源及沉积环境。结果表明,中口子盆地侏罗系烃源岩有机质丰度较高,生烃潜力较好,主要为中等-好烃源岩,干酪根类型以Ⅱ2型为主,生烃母质主要是陆源高等植物,主要形成于氧气量适中的弱氧化-弱还原古环境,靠近或位于凹陷中心的烃源岩形成环境还原性稍强,较有利于有机质保存。区内黑帐房凹陷烃源岩已经成熟,而南泉凹陷烃源岩主要为低熟。因此建议黑帐房凹陷中心或者临近中心区域,寻找保存条件好的油藏是取得下步油气勘探突破的重点。这些认识可供西北地区侏罗系沉积古环境和资源潜力研究时对比参考。     

利用间接光度法测定水中的二苯胺

废水中二苯胺的分析方法有气相色谱和液相色谱法。气相色谱法不能直接测定水中二苯胺的含量,需经过提取、浓缩等过程;液相色谱法则操作费用较高。因此,这2种方法作为选择工艺条件的监测手段都有缺陷。本文利用二苯胺易被氧化的性质建立了水溶液中二苯胺的间接吸光光度法。该法的原理是以铁（Ⅲ）—邻菲罗啉混合液为显色剂在一定的条件下使二苯胺将Fe^3＋还原为Fe^2＋,产生的Fe^2＋再与邻菲罗啉显色并测定,从而间接测定出废水中二苯胺的含量。     

咸化湖盆中酸性流体对碎屑岩储层的改造作用

柴达木盆地西部南区新生界主要为咸化湖盆沉积,咸化环境提高了其烃类转化率,但其对储层的控制作用尚待进一步明确。通过高温高压试验模拟了地层条件下成岩流体与岩石矿物之间的物理化学作用,进而研究咸化环境中有机质演化过程中产生的有机酸对储层的改造作用。结果表明:酸性流体对岩石矿物的溶蚀作用增加了其孔隙度,但渗透率的变化存在差异性;当岩石中含有石膏和铁白云石时,铁白云石在石膏的催化作用下极易发生溶蚀作用,反应生成的Fe2+、Mg2+促进了高岭石向针叶状绿泥石的转化,从而堵塞孔隙喉道,造成岩石渗透率的下降;岩石中石膏的发育是造成高温高压地层中方解石发生沉淀的主要原因,相同条件下石膏比方解石更易溶解,其产生的过饱和钙造成方解石的沉淀,但岩石的孔隙度有所增大,因为方解石的沉淀作用造成的储集空间减小量小于石膏和长石等易溶矿物溶解造成的储集空间增大量。     

灌溉对非饱和带中砷迁移转化过程的影响

通过场地灌溉试验,探讨了灌溉活动对非饱和带中砷迁移转化过程的影响机理。结果表明:灌溉过程中非饱和带中砷的迁移转化受多个地球化学过程共同控制,非饱和带ｐＨ 值、Ｅｃ值、ＳＯ２－４ 和 ＨＣＯ－３ 与 Ａｓ的竞争吸附以及氧化还原条件的波动都会影响土壤孔隙水中砷的质量浓度。灌溉活动导致土壤处于相对还原环境,铁氧化物矿物还原溶解,被吸附或与之共沉淀的砷被释放进入水相,灌溉结束后,土壤逐渐恢复相对氧化环境,重新生成铁氧化物矿物,土壤孔隙水中砷以吸附／共沉淀形式被其固定。因此,通过改变非饱和带氧化还原条件导致铁氧化物矿物的沉淀／溶解是灌溉作用下非饱和带水体中砷迁移转化的主要原因。      

渤海湾盆地黄河口东洼优质烃源岩发育控制因素

通过对黄河口东洼古近系3套烃源岩的岩石热解、抽提物饱和烃、芳烃(GC/MS)分析,研究烃源岩的地球化学特征,指出优质烃源岩发育层段,并对其形成的控制因素进行分析。结果表明:黄河口东洼沙三段、沙一二段和东下段存在有机质丰度高、类型好、生烃能力强的优质烃源岩。其中沙三段烃源岩厚度大,有机质丰度最高,类型最好,主要为Ⅱ1和Ⅰ型,且已进入生烃门限,优质烃源岩最为发育;沙一二段烃源岩次之,有机质丰度较高,类型较好,主要为Ⅱ1型,优质烃源岩较为发育;东下段烃源岩相对较差,有机质丰度主要达到好烃源岩的标准,有机质类型主要为Ⅱ2型,有机质丰度和类型相对前两者差一些。构造和古气候、湖盆古生产力及有机质保存条件控制烃源岩发育,沙三段沉积时期气候炎热湿润,大量的藻类输入形成较高的生产力水平,半深湖—深湖还原环境使有机质的保存条件良好,有机质含量整体较高。沙一二段沉积时期气温有所降低,藻类勃发,具有较高的古生产力,低Pr/Ph、高伽马蜡烷/C30藿烷反映水体盐度较高,沉积环境为缺氧的强还原环境,对有机质的保存极为有利。东下段沉积时期气候温暖半湿润,母质来源构成上以混源为主,但陆源高等植物输入更多,沉积环境主要为淡水还原环境,总体上古生产力水平和有机质保存条件相对前两者较差,整体有机质含量偏低,有机质类型偏差。     

扬子北缘中二叠统孤峰组不同岩性孔隙特征及其地质意义

孔隙是页岩层系是否具有生烃能力、储气能力和开采价值的主要标志。采用场发射扫描电镜对鄂西建始扬子北缘中二
叠统孤峰组硅质页岩、泥质灰岩和碳质页岩3类岩石采取二次电子模式扫描,发现并分析了5大类9小类孔隙,即①絮凝作用孔
隙;②有机质化石孔;③有机质碎片沥青孔;④黄铁矿粒间孔;⑤矿物颗粒晶间孔;⑥微型通道;⑦微裂缝;⑧钙质化石孔;⑨碎屑与
围岩之间孔。研究表明,硅质页岩中发育较多的黄铁矿微球粒以及絮凝结构,有机质孔隙从纳米级至微米级;泥质灰岩中以矿物
质孔隙为主,微裂缝比较发育,脆性矿物多;碳质页岩中存在大量蜂窝状孔洞和广泛分布的微裂缝,孔隙类型主要为有机质纳米
孔。碳质页岩与传统储层孔隙特征具有很大差异,是页岩气勘探最为有利的岩层。      

大亚湾海区沉积物腐蚀性环境参数的探讨

【目的】研究大亚湾海底沉积物腐蚀环境,为海洋工程的建设提供参考资料。【方法】通过分析大亚湾海区沉积物类型、pH值、氧化还原电位(Eh)、有机碳、全盐量、Fe3+/Fe2+、电阻率、硫化物和硫酸盐还原菌等腐蚀因子的特征,来判定沉积物的氧化还原环境,评价沉积物的腐蚀性。【结果】综合评价认为,大亚湾海底沉积物整体上呈现出弱还原环境,局部出现弱氧化环境,腐蚀强度较弱。【结论】海底沉积物的氧化还原环境表明,该海区腐蚀强度较弱,比较适合海底管线铺设项目的建设。     

歧口凹陷沙一下亚段页岩形成环境及页岩油潜力综合评价

渤海湾盆地是目前我国主要的陆相页岩油资源开采区,歧口凹陷位于盆地腹地,是渤海湾盆地内典型的富油气凹陷之一,但长期以来缺少对不同层位页岩形成环境及页岩油潜力的综合评价。选取歧口凹陷沙一下亚段富有机质页岩为研究对象,综合运用地化录井技术和生排烃模拟技术,进行歧口凹陷沙一下亚段页岩沉积特征的描述和页岩油潜力的综合评价。研究结果显示,①歧口凹陷沙一下亚段沉积于水体盐度较高的还原-强还原环境,营养物质丰富,气候炎热湿润,适宜生物大量繁殖,生产力水平高;②结合生排烃模拟实验结果,研究区沙一下亚段页岩生烃能力强、生烃效率高、排油率较低,生成的原油仍大部分残留在页岩中,具有良好的勘探潜力;③研究区沙一下亚段页岩中含有适量碳酸盐矿物,在成岩过程中改善了储集条件,为页岩油提供了良好的储集场所。歧口凹陷西南缘海侵的发生从沉积环境、古生产力及对成岩作用影响等方面促进了沙一下亚段有机质的富集,而有机质富集、生烃强度高以及良好的储集条件共同控制了沙一下亚段页岩油的大面积分布。研究区沙一下亚段页岩油储层可分为碳酸盐岩和混合沉积岩2种类型,综合2种储层的含油性特征后发现,碳酸盐岩矿物含量和脆性指数对页岩含油性有着极大影响。有利勘探区域为构造裂缝发育的宽缓斜坡区和白云岩化程度较高的地区; 有利勘探层段为孔隙和微裂缝发育的白云岩、白云质页岩和灰质页岩层段。该研究成果可为歧口凹陷页岩油的勘探开发提供指导。      

含油气盆地微观裂缝脉体期次、成因与流体演化研究进展及展望

沉积岩石中断裂与裂缝是含油气盆地流体活动的重要通道,断裂与裂缝中充填的不同期次、不同类型的矿物脉体是烃-水-岩相互作用的产物,记录了断裂、裂缝形成过程中不同期次流体性质、组分、来源以及温压场、氧化还原环境等信息,为研究沉积盆地断裂发育、流体动力场特征、物理化学环境及封闭与保存条件等地层古流体活动、动态演化过程提供了重要线索。系统总结了含油气盆地微观裂缝脉体流体活动示踪、演化的基本方法及其地质应用现状,认为目前主要集中在三个方面:①通过对裂缝脉体充填的成岩矿物岩石学观察,分析成岩矿物类型、结构及形成的相对次序;②通过对脉体成岩矿物的同位素、微量-稀土元素、流体包裹体等地球化学测试,示踪成脉古流体性质、来源、温压-氧化还原环境等;③通过对脉体成岩矿物放射性同位素(如U-Pb、Re-Os等)的测试,精确确定脉体形成时间,结合区域构造演化探讨脉体形成过程、流体动力场环境及其动态演化过程。最后分析了现有研究方法存在的问题,探讨今后的发展趋势及地质应用前景,以期为含油气盆地古流体演化及其与油气运移、聚集与保存等油气成藏机理的研究提供参考。      

断裂带和俯冲带中石墨碳质物的地质过程与碳循环意义

碳是自然界中常见的一种元素,其以单矿物(如石墨、金刚石)、化合物形式(如碳酸盐、二氧化碳)及生物体中的有机碳等多种形式存在。随着越来越多的深入研究,碳质物或石墨化的作用和地位也引起了广泛的关注。石墨碳质物出现在不同地壳深度的断裂带或俯冲带岩石中,特别是在一些大地震断裂带中富集。在地质变质作用过程中,随着温度的增加,非晶形碳质物转变为晶形有序化的石墨,且其石墨化过程不可逆,因此其拉曼光谱峰可定量记录峰期变质作用温度;同时,在变形过程中,石墨的特殊结构性能和力学属性能有效降低岩石强度,促进塑性变形,在快速滑动面或地震滑动面中,起到固体润滑剂作用,因此,地壳中的石墨物质对于岩石强度弱化和地震断裂滑动及演化过程具有重要意义。石墨碳质物具有低溶解性和低移动性,常作为碳汇稳定存在于深部地壳中,在地质时间尺度上,一旦碳及石墨化共同参与到岩石中,一些主要的地质过程(如俯冲作用、断裂作用、风化侵蚀、生物作用)致使石墨碳质物通过形成和破坏过程富集或释放碳到地球表面(大气圈),将显著地影响碳循环。      

矿物的简单识别方法

自然界里的矿物是多种多样的,特点也各不相同,现简单介绍一下识别矿物的方法。(1)矿物的颜色。不管拿到一块什么矿物,首先看到的就是它的颜色。有些矿物的名字,也是根据它的颜色来命名的,如赤铁矿是红色,褐铁矿是褐色,黄铜矿是铜黄色等等。当矿物中含有杂质时,它的颜色就会改变。例如,水晶本来没有颜色的,但如果在生成时混入了其他杂质,就会带上各种颜色而成黄水晶、紫水晶、烟水晶等等。(2)矿物的条痕。矿物的条痕就是矿物粉末的颜色。鉴定矿物粉末的颜色,除了某些特别硬的矿物之外,一般都用不着把整块的矿物捣碎,只要拿它在一块没有上过釉…     

黔北地区龙马溪组富有机质泥岩储层特征与勘探前景

利用黏土矿物及全岩X线衍射分析、有机碳质量分数和显微组分、镜质体反射率、气体法—脉冲法孔隙度和渗透率测定、核磁共振孔隙度、氩离子抛光扫描电镜等方法,测试黔北地区下志留统龙马溪组钻井和剖面富有机质泥岩段岩石样品,研究其储层特征。结果表明,龙马溪组富有机质泥岩岩石类型主要为含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩,矿物组分中黏土矿物平均质量分数为23.5%,脆性矿物以石英为主(占43.9%)。干酪根类型以I型为主,有机碳质量分数介于2.0%~6.0%,有机质成熟度介于1.51%~2.58%。富有机质泥岩总孔隙度介于2.7%~9.9%,渗透率较低,一般为(0.001~5.960)×10-4μm2。微观储集空间以微裂缝、少量残余粒间孔为主。黔北地区龙马溪组富有机质泥岩具有脆性矿物质量分数高、黏土矿物质量分数低、有机质丰度和有机质成熟度高、低孔低渗的储层特征,具备良好的页岩气勘探潜力。