中国富氦天然气资源研究现状与进展

通过对中国富氦天然气资源现有研究成果进行系统整理、分析,总结了中国富氦天然气研究的发展现状及进展,提出了未来中国氦气资源的研究方向。中国对氦气资源的研究历程可以划分为4个阶段:认知阶段、利用阶段、基础研究阶段及提取技术研究阶段。从分布规律看,中国富氦天然气分布具有小型盆地满盆含气、大中型盆地局部含气的特点,赋存层位以奥陶系、二叠系、古近系和新近系为主。组分特征表明,富氦天然气中氦气的含量普遍小于1%,仅渭河盆地部分样品氦气含量较高,最大值可达4.942%。氦同位素特征表明,中国氦气以壳源为主,壳幔混合为辅。分析认为,影响壳源氦分布的主控因素为氦气源岩,而影响幔源氦分布的主控因素为深大断裂。建议今后中国应以壳源氦研究为重点,针对不同区域不同成因的氦气,采用不同的研究方法。     

西准噶尔马拉苏早泥盆世火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其大地构造意义

马拉苏地区早泥盆世地层为一套滨海—浅海相火山—沉积岩系,对其中的火山岩夹层进行锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学研究,定年结果显示有大量的新太古代和中新元古代锆石,表明该区存在古老的大陆地壳物质。火山岩样品Si O2含量为52.38%~69.6%,Na2O含量为2.80%~4.85%,K2O为0.16%~0.96%,Ti O2为0.5%~1.96%,Al2O3为14.62%~18.18%,Mg O(1.08%~5.75%)变化范围较大,Mg#值在22.92~38之间,具有高钠、低钾的特征,属于钙碱性、低钾拉斑系列。稀土元素总量∑REE=73×10-6~115×10-6,LREE/HREE值为2.66~3.25,具有明显的Eu负异常(0.83~0.92)。玄武安山岩样品相对富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,与典型火山弧玄武岩地球化学特征一致。英安斑岩样品也具有富集大离子亲石元素、亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征,反映源区可能有较多壳源物质的加入,其稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图与玄武安山岩相似,表明其可能为同源岩浆演化的产物。综合研究认为,这套火山岩具有岛弧火山岩特征,形成于板块俯冲拼贴过程中的岛弧环境。     

萨吾尔山松树沟地层形成时代及火山岩地球化学研究

西准噶尔松树沟地区地层主要由碎屑沉积岩和火山岩组成,以玄武岩、安山岩和火山碎屑岩为主,其中玄武岩属于钙碱性系列,安山岩属于拉斑系列。对岩石中锆石开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,安山岩锆石年龄表明其形成于(317.1±6.4)Ma,粗砂岩56颗锆石中仅有1颗锆石年龄((389±9)Ma)属于中泥盆世,其余主要集中在319~359 Ma,最小年龄(319±6)Ma。因此,该套地层并非形成于中泥盆世,很可能形成于晚石炭世早期。地球化学研究表明,玄武岩和安山岩具有相似的稀土配分曲线,轻稀土富集的右倾REE分配模式,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Th、Zr、Hf等,呈现出Ta、Nb、Ti负异常,认为该火山岩形成于岛弧环境,岩浆来源于俯冲板片脱水产生的流体不均一交代的地幔楔。该套岛弧火山岩的形成时代限定了斋桑洋盆的关闭时限(晚于317.1 Ma)。     

渭河盆地地热水溶气资源分布规律

渭河盆地地热水溶气资源丰富,但成分、成因、分布特征复杂。通过选择位于不同构造单元,不同完井深度的地热水井进行地热水及天然气样品的采集并送样分析,研究地热水特征,天然气的组分、成因及水气关系,结合天然气聚集成藏因素分析,对气体赋存的有利区域进行预测。研究表明,渭河盆地地热水化学类型相对复杂,地层温度及压力对天然气在水中的溶解度影响较大;盆地中最具有工业价值的天然气组分为壳源氦气及生物成因可燃气;根据气体源岩的分布,储盖组合特征,结合影响水溶气富集的因素,对氦气富集有利区和可燃气有利区进行了预测。     

西准噶尔谢米斯台地区双峰式火山岩的发现及其地质意义

西准噶尔谢米斯台地区是研究准噶尔洋盆构造演化的关键地区,新发现的双峰式火山岩为开展研究提供了直接的载体,对其物质组成特征、岩石地球化学特征和锆石U Pb年代学等进行研究,判别成因机制和大地构造环境,对恢复造山带大地构造格局有着重要的意义。本次研究获得如下认识：该套双峰式火山岩为碱性玄武岩-钙碱性流纹岩组合,流纹岩LA ICP MS锆石U Pb年龄(4318±23) Ma;玄武岩来源于俯冲流体交代的地幔部分熔融,流纹岩来源于地壳物质的部分熔融;双峰式火山岩形成于早志留世弧后盆地初始演化阶段;结合前人的研究成果,认为西准噶尔谢米斯台地区在早古生代存在完整的沟-弧-盆体系。     

鄂尔多斯盆地西南缘龙门隐伏碱性杂岩体地球化学特征

鄂尔多斯盆地西南缘龙门隐伏碱性杂岩体呈岩墙、岩床或岩脉产出,侵入于延长组及以下地层,主要由霞石正长斑岩、角闪二长正长岩、霓辉二长斑岩、白榴正长斑岩、角闪二长闪长岩和碱性长石正长斑岩组成。地球化学特征为:SiO2含量51.25%~63.87%,K2O+Na2O含量7.23%~12.55%,Al2O3含量17.74%~20.12%,∑REE含量96.19×10-6~620.57×10-6,(La/Yb)N比为8.68~251.42,δEu为0.62~0.98。大离子亲石元素和放射性生热元素Th含量普遍较高,Ni,Co,Cr等地幔富集亲铁元素(相容元素)相对亏损。龙门隐伏碱性杂岩体主要为A1型及少量I型,形成于板内裂谷环境。主量元素、稀土微量元素特征表明,物质来源可能为发生上涌底侵后熔融的亏损软流圈地幔,锆石U-Pb年龄为(241.6±1.9)Ma和(108±1)Ma。研究表明,鄂尔多斯西南缘早中三叠世存在局部拉张环境,早白垩世由于区域性拉张作用使地壳减薄,地幔岩浆上涌,早期形成的花岗岩部分熔融,I型花岗岩开始向A1型花岗岩转变,使得I型花岗岩具碱性岩地球化学特征。     

甘肃北山三个井组碎屑岩地质、地球化学特征及其沉积构造背景

为查明甘肃北山地区三个井组沉积岩的物质来源和形成背景,通过对该地层砾岩和粗砂岩进行野外观察和镜下鉴定,分析细砂岩和泥岩的地球化学特征,认为三个井组沉积岩物质成分复杂,分选磨圆中等,具有快速堆积的特征;沉积物质主要来源于火山岛弧和活动大陆边缘遭受剥蚀的造山带,沉积区具有周缘前陆盆地的特征。     

西准噶尔马拉苏早泥盆世火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄、地球化学特征及其大地构造意义

马拉苏地区早泥盆世地层为一套滨海—浅海相火山—沉积岩系,对其中的火山岩夹层进行锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学研究,定年结果显示有大量的新太古代和中新元古代锆石,表明该区存在古老的大陆地壳物质。火山岩样品SiO2含量为52.38%~69.6%,Na2O含量为2.80%~4.85%,K2O为0.16%~0.96%,TiO2为0.5%~1.96%,Al2O3为14.62%~18.18%,MgO（1.08%~5.75%）变化范围较大,Mg#值在22.92~38之间,具有高钠、低钾的特征,属于钙碱性、低钾拉斑系列。稀土元素总量∑REE=73×10-6~115×10-6,LREE/HREE值为2.66~3.25,具有明显的Eu负异常（0.83~0.92）。玄武安山岩样品相对富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,与典型火山弧玄武岩地球化学特征一致。英安斑岩样品也具有富集大离子亲石元素、亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征,反映源区可能有较多壳源物质的加入,其稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图与玄武安山岩相似,表明其可能为同源岩浆演化的产物。综合研究认为,这套火山岩具有岛弧火山岩特征,形成于板块俯冲拼贴过程中的岛弧环境。     

乌兹别克南努拉套奥陶—志留纪碎屑岩物源示踪及其构造意义

对乌兹别克斯坦努拉套地区早古生代地质体的研究是恢复南天山西部土耳其洋构造格局及演化过程的关键,本次研究通过对南努拉套地区奥陶—志留纪碎屑岩进行物源示踪,分析了该区沉积物质来源及源区构造属性,进而对早古生代土耳其洋属性进行约束。研究结果表明,该套碎屑岩岩性以细粒杂砂岩为主,形成于近岸海滩相环境,且具有被动陆缘沉积特征。沉积物质来源于酸性岩浆岩和古老沉积岩。细砂岩中碎屑锆石年龄峰值主要集中在800 Ma,与Rodinia超大陆裂解事件时间相对应;次峰值为530 Ma、440 Ma,推断应与天山多地块拼贴事件相关。综合以上研究成果,认为早古生代土耳其洋盆展布为东西向,北部为活动陆缘,南部为被动陆缘,其被动陆缘沉积物供给主要来源于Rodinia超大陆裂解及天山多地块拼贴事件。     

陕西渭河盆地固市凹陷生物气资源潜力

对渭河盆地固市凹陷新近系张家坡组地质环境的研究表明,该地区沉积速率较快,沉积厚度大,平均地层温度处于48.09~78.24℃之间,水介质的矿化度及PH值适宜,有利于生物气的形成。对固市凹陷的地热水井进行天然气样品采集并送样分析,其组分特征表现出极高的CH4含量,重烃极少,δ13C1的值均小于-60‰,证实该地区的天然气为生物气成因。对张家坡组气源岩的分析结果表明,该组有机碳的平均含量为0.46%,氯仿沥青"A"的平均含量为0.041%,有机质类型多为Ⅱ1型,镜质体反射率(Ro)平均值为0.56%,处于以生物化学作用为主的生物—热催化过渡阶段。通过类比发现,该区和著名的柴达木三湖地区生物气田具有相似的生气条件,通过计算证明该区具有一定的生物气勘探前景。