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当期目录

    2019年 第25卷 第6期    刊出日期:2019-12-20
    烃源岩地球化学专栏
    渤海湾盆地东濮凹陷古近系古湖盆氧化还原条件及其优质烃源岩的发育模式
    马小祥,姚素平,张柏林,张云献,彭君
    2019, 25(6):  801.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019081
    摘要 ( 27 )   PDF (2033KB) ( 234 )  
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    通过分析东濮凹陷古近系沙河街组烃源岩样品的主微量元素含量,研究了东濮凹陷沙河街组优质烃源岩形成时的古氧化还原条件、古生产力水平及古水体的局限性,探讨了沙河街组沙三段优质烃源岩的发育模式。研究结果表明,东濮凹陷的北部沙三段优质烃源岩发育属于“深水窄盆水体分层沉积”模式。水体主要是咸水—超咸水,水体局限性较强,深度较深形成了稳定的盐度分层,从而造成底层水处于稳定的缺氧条件,有利于有机质的保存。根据主微量元素分析及古生产力的还原,沙三段沉积时水体表层富氧,发育大量有机质,生物死亡后有机质发生絮凝,在氧化还原界面吸附于铁锰氧化物的表面,沉降到底部,底部水体缺氧到还原的性质,适合保存有机质。东濮凹陷南部沙三段优质烃源岩发育属于“浅水广盆凹盆缺氧沉积”模式。湖泊水体为淡水,湖水局限性很弱,属于开阔水域,由于地表河流及洪水带来大量营养物质,表层水体古生产力较高,缺乏缺氧的保存条件,有机质生化阶段消耗较多,但是局部也可以发育弱还原水体,进而形成优
    质烃源岩。
    东濮凹陷古近系成烃生物特征及其生烃潜力研究
    张云献,胥畅
    2019, 25(6):  813.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019087
    摘要 ( 27 )   PDF (12204KB) ( 81 )  
    相关文章 | 计量指标
    通过光学显微镜和扫描电镜对东濮凹陷古近系沙河街组烃源岩的成烃生物进行了研究。结果显示,研究区沙河街组的成烃生物发育,种类繁多,主要包括沟鞭藻、绿藻、蓝藻、颗石藻等。发育于东濮凹陷北部咸水区的成烃生物优势组合是沟鞭藻、蓝藻、颗石藻,且三者均可形成藻纹层;南部淡水区的成烃生物优势组合是绿藻及高等植物,发育于块状泥岩之中。对分别取于咸水区和淡水区的两个样品进行了热模拟实验,实验结果显示,北部咸水区的蓝藻和颗石藻的生烃潜力高,生油门限低,在低熟阶段即可大量生油,生成低熟油的控制因素是蓝藻的勃发;沟鞭藻和绿藻类的生油门限较高,其中沟鞭藻由于能大量勃发,是重要的成烃生物;南部淡水区的绿藻类较沟鞭藻类生烃潜力更低,生油门限更高。
    下扬子巢湖地区中二叠统孤峰组富有机质硅质岩有机地球化学特征
    耿梓傲,韦恒叶
    2019, 25(6):  823.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019082
    摘要 ( 22 )   PDF (4579KB) ( 44 )  
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    华南下扬子巢湖地区孤峰组黑色硅质岩中富含有机质,是中国油气和页岩气勘探的潜在源岩,研究孤峰组有机质富集规律对开展油气勘探工作具有重要意义。文章对巢湖平顶山地区中二叠统孤峰组硅质岩进行总有机碳含量(TOC)和饱和烃分子标志物特征分析,探讨其中有机质富集规律。结果表明孤峰组有机质热成熟度参数C29 ααα甾烷20S/(20S+20R)比值分布在0.37 至0.46 之间,C31升藿烷22S/(S+R)比值分布在0.53 至0.59 之间,热成熟度水平处于生油窗的早期。有机质正构烷烃主峰为C18,以短链烷烃为主,藿烷含量较高,甾烷以C27 ααα 20R 胆甾烷为主,有机质主要来自海洋浮游藻类和细菌。孤峰组有机质Pr/Ph 比值小于0.6,伽玛蜡烷指数平均值为0.2,说明古沉积水体为中等分层缺氧环境。孤峰组普遍富含有机质可能与炎热气候下古沉积水体长期分层和缺氧有关。随着气候在孤峰组沉积早期和晚期突然变冷,高强度的海洋洋流上涌提高了初级生产力水平,造成有机质更大规模的富集。
    松辽盆地后金沟剖面上白垩统烃源岩氧化还原环境重建
    宋力,陈睿倩,商斐
    2019, 25(6):  838.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019077
    摘要 ( 22 )   PDF (1083KB) ( 74 )  
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    松辽盆地是中国大型陆相湖盆,其上白垩统嫩江组一段(K2n1) 和二段(K2n2) 烃源岩沉积时期的形成环境一直备受争议。文章选取盆地后金沟剖面为研究地区,通过测定和分析烃源岩中的稳定氮同位素等地球化学指标,重建了氧化还原条件。结果表明,后金沟剖面嫩一段(H 层位) 和嫩二段(N2 层位) 具有明显的差异:嫩二段相较嫩一段而言,有机碳(TOC) 值偏高、有机碳同位素(δ13Corg) 值负偏,而且稳定氮同位素(δ15N) 值偏小,一致指示海侵事件发生之后导致嫩二段形成了缺氧环境。结合微量元素比值分析,古生产力参数Ba/Al、Ba/Ca,反映嫩二段具有更高的生产力,这与TOC 的含量变化一致;Mo/Al、V/Cr 等氧化还原参数表明嫩二段沉积时的水体环境还原性更强,这与δ15N 值偏小指示嫩二段形成缺氧环境的结论相符,重建了沉积时期水体的氧化还原环境。研究结果不仅可以预测优质烃源岩的沉积分布,还可以为国内其它湖相页岩沉积环境的研究提供借鉴,为油气勘探提供新的依据。
    四川盆地下古生界黑色页岩纳米孔隙形态的影响因素及其地质意义
    焦堃,谢国梁,裴文明,刘树根,刘向君,康毅力,邓宾,庞谦,刘文平,罗超
    2019, 25(6):  847.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019080
    摘要 ( 13 )   PDF (4983KB) ( 71 )  
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    以场发射扫描电镜与Pores and Cracks Analysis System (PCAS) 图像处理软件为主要研究手段,以形状系数为孔隙形态表征参数,并选取低压N2吸附等为辅助研究手段,对四川盆地及周缘地区的典型钻井A-D 井龙马溪组及筇竹寺组黑色页岩中纳米孔隙的形态特征进行定量研究。研究发现黑色页岩纳米孔隙形态受孔隙类型(赋存位置)、有机质显微组分、地层埋藏深度、热成熟度及孔隙尺寸等因素综合控制。具体体现在:(1) 有机质孔、粒间孔和粒内孔所占比例、孔径分布与孔隙形态具有明显差异,反映这三类孔隙的演化受成岩作用的影响不同。(2) 固体沥青纳米孔隙比其他显微组分中的纳米孔隙更加规则。(3) 与埋藏深度密切相关的压实作用很可能会在垂向上压缩孔隙,一方面令孔径缩小,另一方面让孔隙形态往狭长–裂缝形发展。(4) 有机质孔形态随热成熟度升高总体上会变得更加规则,但这种趋势可能会被孔隙间的合并及压实作用等破坏。(5) 面积更小的孔隙形态往往比面积更大的孔隙更规则。初步研究显示固体沥青纳米孔隙形态代表着高过成熟页岩气储层中主体储集空间所处压力环境,但固体沥青纳米孔隙形态随孔隙压力的演化模式及利用固体沥青纳米孔隙形态表征其所在层系异常高压维持状况及页岩气保存状况的可能性尚需进一步研究。
    四川盆地震旦系陡山沱组烃源岩地球化学特征与有机质富集机制
    王文之,肖文摇,和源,左兆喜,邓思思,曹剑
    2019, 25(6):  860.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019086
    摘要 ( 24 )   PDF (2059KB) ( 63 )  
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    深层古老层系在油气勘探中的重要性正越来越受到重视,四川盆地震旦系陡山沱组是中国南方这一领域的潜在烃源岩层系,但过去因关注少而研究程度低。为加深对其理解,文章以样品条件较好的四川盆地东北缘城口明月乡剖面为例,采用岩石学、主、微量及稀土元素等综合分析的方法,系统探讨了陡山沱组泥页岩的地球化学特征和有机质富集机制。结果表明,陡山沱组发育了一套富有机质的泥页岩,主体沉积于次氧化—还原水体环境,显著的Eu 正异常表明沉积时受热液活动影响明显。烃源岩有机质富集显著受控于沉积环境,同时由于沉积时整体处于较低的沉积速率,使得自下而上随沉积速率增大,有机质逐渐富集。此外,热液活动促进了有机质富集。陡山沱组具有资源潜力,但非均质性发育,可能与冰期—间冰期的海平面升降有关。
    南黄海盆地南二凹古近系泥岩生烃动力学特征
    苏鹏,徐建永,汪航,朱祥峰,沈传波,宋宇,胡守志
    2019, 25(6):  871.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019079
    摘要 ( 24 )   PDF (1020KB) ( 98 )  
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    南黄海盆地油气资源潜力一直是中国海上油气勘探关心的问题,但仍未取得突破性进展。生烃动力学研究对烃源岩生烃潜力评价至关重要,而该区古近系烃源岩的生烃动力学的研究十分薄弱。为此,在对南黄海盆地南部凹陷烃源岩常规地球化学分析统计基础上,着重选择南二凹低成熟样品开展PY-GC,SRA 和MSSV 等实验分析及动力学模拟。结果表明:南二凹阜四段烃源岩已进入生烃阶段,其产出的石油类型为石蜡-环烷-芳香基低蜡型,活化能分布范围为43~60 kcal/mol,其活化能主峰为51 kcal/mol,占72%,指前因子A=9.66×1012,生烃窗温度为128~158℃。该套烃源岩生烃历程中所生成的烃类在渐新世末期(23~30 Ma)以气液两相共存的形式存在,其余时期均以单一液相存在于该地层,至今转化率仍处于50%~60%。研究获得的南黄海盆地南二凹古近系泥岩的生烃动力学特征对于估算该盆地油气资源潜力极为重要,可为该区下一步油气勘探开发决策提供参考依据。
    陆相烃源岩凝析油形成演化实验模拟特征
    张嘉彧,胡广,舒豫川,唐洪
    2019, 25(6):  879.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019078
    摘要 ( 33 )   PDF (951KB) ( 71 )  
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    为了解陆相烃源岩在深埋过程中凝析油形成与演化特征,利用高温高压生烃模拟仪对辽河盆地西部凹陷曙13 井、马南603 井和东部凹陷桃10 井烃源岩样品进行了半封闭体系生烃模拟实验。实验结果显示,I 型有机质(曙13 井烃源岩样品) 总凝析油产率峰值为2.32 mg/g TOC,出现在镜质体反射率(VR) 1.76 %Ro,并以低分子量烃类物质为主要成分,可能表明I 型有机质凝析油主要通过液态烃二次裂解形成。II 型有机质(马南603 井烃源岩样品) 总凝析油产率峰值为2.28 mg/g
    TOC,该峰值出现在VR 为2.42 %Ro,明显晚于I 型有机质凝析油产率峰值,其成分以相对高分子量的烃类物质为主,其次为低分子量烃类物质。III 型有机质(桃10 井烃源岩样品) 凝析油总产率最低,产率峰值仅为0.92 mg/g TOC,可能表明III型有机质生成凝析油潜力较差。
    其他学科
    黄铁矿LA-ICP-MS微量元素特征:对青海锡铁山矿床成因的启示
    姚希柱,杨涛,朱志勇,党奔,丰志杰,吴昌志
    2019, 25(6):  888.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019028
    摘要 ( 35 )   PDF (4272KB) ( 293 )  
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    锡铁山铅锌矿床位于柴达木盆地北缘,主要呈层状、脉状及不规则状三类矿体产于绿片岩相的片岩、大理岩及其过渡带中。赋矿围岩的原岩主要为晚奥陶世滩间山群的浅海相基性—酸性火山-沉积岩。前人对该矿床的成因类型存在SEDEX、VMS 和变质叠加的喷流沉积矿床等诸多争议。根据矿石宏观特征和显微组构,文章将锡铁山矿床中层状矿体中的黄铁矿分为胶黄铁矿(Py-I)、他形黄铁矿(Py-II) 和半自形—自形黄铁矿(Py-III) 3 种类型,分别代表了原始沉积型黄铁矿、低程度重结晶黄铁矿和高度重结晶的黄铁矿。使用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS) 分别对这三种类型黄铁矿进行了微量元素的测试,结果表明三者间具有明显的差异。Py-I 中富含Cu、Pb、Zn、Co、Ni 等成矿元素,Co/Ni比值大于1,并具有相对平滑的时间-空间信号曲线。这表明Ni、Co、As 可能以固溶体形式赋存于Py-I 晶格之中,Cu、Pb、Zn 等元素可能以纳米级矿物微粒存在于Py-I 晶格缺陷中。Py-II 中微量元素含量变化较大,明显低于Py-I,LA-ICP-MS 时间-空间信号曲线表现为多个“尖峰”,暗示着这些元素以微米级矿物包裹体形成存在。Py-III 中微量元素含量极低,甚至低于检测限,除了个别测试点以外。根据上述元素的赋存状态和组构特征,笔者认为Py-I 是火山活动海底喷流沉积过程中形成的,Py-II 和Py-III 则是由Py-I 经后期不同程度的成岩和变质重结晶作用而形成的产物。结合近年来锡铁山矿床赋矿围岩岩相学、锆石U-Pb 年代学、地球化学和构造背景的研究结果,此次研究认为锡铁山矿床应属于VMS 型块状硫化物矿床,在成矿后的造山运动过程中经历了显著的矿体变质和成矿元素再活化作用。
    北秦岭五垛山花岗岩锆石U-Pb年代学和地球化学特征及成因
    周澍,张贺,陈福坤
    2019, 25(6):  901.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019030
    摘要 ( 25 )   PDF (4542KB) ( 240 )  
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    五垛山岩体是位于北秦岭地体东部的大型复式岩体,花岗岩类型复杂,并呈多期次侵位特征。对岩体中黑云母花岗岩和二长花岗岩的代表性样品进行锆石U-Pb 定年,显示其形成年龄为441~431Ma,部分样品保留古元古代至新元古代的继承锆石。五垛山岩体花岗岩具有高硅、低镁、富碱、弱过铝至强过铝特征。微量元素蛛网图显示富集Rb、Ba、K和Pb,亏损Nb、Ta、P、Ti。稀土元素的球粒陨石分配模式显示轻、重稀土分馏明显,δEu为0.36~1.45。五垛山岩体花岗岩的87Sr/86Sr(i)为0.70304~0.71290,εNd(t)值为-4.6~-1.9,两阶段Nd 模式年龄(TDM2)为1.34~1.58 Ga。稀土元素判别图显示这些花岗岩主要由部分熔融作用形成,同位素特征指示源区为北秦岭变沉积岩与幔源物质的混合,其中一部分花岗岩形成于下地壳的深度,另一部分花岗岩形成于中上地壳,而源区的幔源物质可能为早期侵位于地壳中的中基性岩体。结合北秦岭早古生代地壳演化背景,认为五垛山岩体花岗岩反映了早志留世北秦岭地体在后碰撞环境下加厚地壳的垮塌过程。
    浙江临安石室寺NYF型伟晶岩中稀有稀土金属的矿物学行为与成矿过程
    王吴梦雨,饶灿,董传万,林晓青,覃莉茜,吕青
    2019, 25(6):  914.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019027
    摘要 ( 20 )   PDF (7970KB) ( 108 )  
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    浙江临安石室寺伟晶岩位于河桥岩体西北面,属于典型的Nb-Y-F (NYF) 型伟晶岩,富含大量稀有稀土矿物。本文在野外考察和显微镜观察的基础上,结合电子探针背散射电子图像观察与矿物化学成分分析,系统鉴定了石室寺NYF 型伟晶岩中的稀有稀土矿物,揭示了稀有稀土元素的富集、迁移、结晶与成矿过程。研究结果表明:(1) 石室寺伟晶岩中的稀有稀土矿物有铌钽矿物(铌铁矿、铌锰矿、重钽铁矿、细晶石等)、钇矿物(褐钇铌矿、黑稀金矿)、钨矿物(黑钨矿、
    白钨矿、铌钨矿物)、铈矿物(独居石、氟铈矿、氟碳铈矿) 和钍矿物等。(2) 铌钨系列矿物的WO3含量在8.30~70.51 wt%之间呈规律变化,可能为铌铁矿与黑钨矿之间形成的一系列多体矿物。(3) 铌铁矿LA-ICP-MS U-Pb 定年结果显示,石室寺伟晶岩的形成年龄为133±2 Ma,与河桥花岗岩具有成因联系。(4) 石室寺NYF 型伟晶岩中稀有稀土元素的成矿过程与其岩浆的结晶演化密切相关:岩浆阶段,锆石、钍石与独居石等矿物最早晶出;岩浆—热液阶段,黑稀金矿、铌铁矿、褐钇铌矿、氟铈矿等稀有稀土矿物逐渐结晶;热液阶段,黑钨矿、铌钨矿物相继形成,同时早期的独居石、氟铈矿受晚期热液交代形成次生铈矿物。
    北山马鬃山地区野马泉和勒巴泉韧性剪切带构造变形特征与年代学约束
    李治,朱文斌,吴海林
    2019, 25(6):  932.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019024
    摘要 ( 22 )   PDF (6101KB) ( 96 )  
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    野马泉和勒巴泉韧性剪切带作为北山造山带微陆块碰撞的产物,在北山造山带早古生代碰撞—造山过程中具有重要的地质意义。前人对其研究主要集中于勒巴泉地区构造变质核杂岩以及其中产出的蛇绿岩带。为了更好确定其构造变形时代,文章通过对野马泉和勒巴泉韧性剪切带野外构造剖面和显微构造特征的研究表明:野马泉和勒巴泉韧性剪切带具有由北西西向南东东逆冲,兼具右行剪切运动特征。通过对韧性剪切带中糜棱岩带中未变形花岗岩脉的锆石U-Pb定年,确定了野马泉和勒巴泉地区韧性剪切变形年龄上限为416 Ma,结合前人所报道的年龄,将韧性剪切变形时代大致限定在423~416 Ma之间,可能与牛圈子洋壳往北北东方向朝野马泉弧俯冲有关。
    柴达木盆地茫东地区石油地质条件及勘探方向研究
    魏恒飞,关平,王海峰,王鹏
    2019, 25(6):  943.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019054
    摘要 ( 33 )   PDF (2040KB) ( 65 )  
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    文章在对柴达木盆地茫东地区岩芯系统观察及采样的基础上,应用岩石热解、铸体薄片、亚离子抛光扫描电镜等分析测试技术,通过典型油气藏解剖,研究了柴达木盆地茫东地区成藏石油地质条件,分析了有利勘探方向。结果表明,黄瓜峁—开特米里克—油墩子地区下干柴沟组、上干柴沟组及下油砂山组发育较好的成熟烃源岩,是茫东地区有利的成藏区域。茫东地区长期处于滨浅湖沉积,缺少陆源碎屑供给,储层以滨浅湖滩坝砂体及灰泥坪储层为主,储层物性整体差,多为致密储层。茫东地区油气藏类型主要为构造油气藏,具有“上油下气”及近源成藏的成藏特征,且主要通过断层垂向运聚。在对茫东地区石油地质条件及钻探显示情况分析的基础上,认为深层天然气藏是该区下步油气勘探重要领域之一,另外,滩坝、灰泥坪等岩性透镜体圈闭是该区具有较大勘探前景的圈闭类型。

    琼东南盆地现今地层温度分布特征及油气地质意义
    甘军,吴迪,张迎朝,刘绍文,郭明刚,李香兰,朱继田,熊小峰,王辉,尹宏伟
    2019, 25(6):  952.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2019053
    摘要 ( 19 )   PDF (37922KB) ( 106 )  
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    温度状态是决定油气形成与保存的关键因素,精准的深部地层温度预测对盆地油气资源战略评价和勘探开发具有重要意义。琼东南盆地是我国当前深水油气资源勘探的重点区块,揭示盆地深部地层温度分布格局及主控因素是深水油气勘探研究的一项基础工作。结合钻孔实测温度和系统的岩石热物性参数,文章揭示了琼东南盆地现今深部地层温度分布特征。研究表明,琼东南盆地的优势储层温度为90~150℃ (数据占比>70%),高于国外学者提出的储层“黄金温度带”(60~120℃),推测与南海北部大陆边缘盆地高地热背景有关。此外,盆地T30—T70 界面处的估算温度均表现为“西高东低”的特征,高温区域位于西部的崖南凹陷;深部温度分布格局与地层的埋深、热导率结构以及因区域拉张程度不同引起的基底热流差异等诸因素有关。成果为琼东南深水油气勘探开发及钻井工艺设计提供了坚实的地热学依据。