渤海湾盆地东营凹陷烃源岩碳氧同位素组成及地质意义

对渤海湾盆地东营凹陷沙河街组烃源岩层段开展了系统取样和碳酸盐碳氧同位素分析,并结合文献中的数据资料,在层位精细划分基础上,系统总结了碳氧同位素组成特征及纵向的差异,并探索分析了古湖泊环境的演变过程。沙四段下亚段δ13C和δ18O呈现较好的正相关,指示了断陷初始期盆地封闭性水文地质条件,但其碳氧同位素又整体相对较轻,并且具有从下部向上部逐渐变重的特征,表明盐湖水体不稳定并受到不同程度的淡水影响作用。沙四段上亚段δ13C和δ18O整体呈现较好的正相关且明显加重,指示了断陷加速期咸化湖泊水体环境较为稳定和封闭的特征。沙三段下亚段不同岩性碳酸盐碳氧同位素存在一定差异,其中较好反映烃源岩原始碳氧同位素组成特征的非钙片页岩,其δ13C和δ18O值分布非常集中,指示断陷鼎盛期非常稳定、封闭的半咸化湖泊环境。沙三段中亚段与沙三段下亚段非钙片泥岩数据较为接近,从一定程度上继承了沙三下亚段沉积期湖泊水体的碳氧同位素特征。      

歧口凹陷古近系沙河街组一段下亚段湖盆咸化成因

歧口凹陷沙河街组一段下亚段（简称沙一下亚段）在整体湖扩的背景下形成了多套薄层白云岩发育于暗色泥岩的特殊岩性段,显示出较强的咸化湖盆环境。对研究区内不同岩性样品进行的微量元素分析结果表明,歧口凹陷沙一下亚段主要为盐度较大的咸水环境;碳、氧稳定同位素测试显示该区碳酸盐岩δ¹³C 偏正异常明显,Z值分布范围为111~168.52;锶稳定同位素分布范围略高于同期海水,远低于同期河、湖水。结合薄片观察中发现的具指相意义的海绿石、胶磷矿,扫描电镜下发现的钙质超微化石研究表明,歧口凹陷沙一下亚段湖盆咸化可能是海侵所致。     

渤海湾盆地廊固凹陷烃源岩特征及其发育模式

通过对廊固凹陷古近系沙河街组四段-沙河街组三段下亚段烃源岩热解数据、碳氧同位素和分子地球化学参数的深入分析,探讨了不同构造气候条件下低丰度湖相烃源岩的发育机理。岩石热解和干酪根显微组分分析表明沙河街组四段-沙河街组三段下亚段有机质类型主要为Ⅱ型,有机质丰度存在明显差异。结合区域构造-气候背景以及碳氧同位素和分子地球化学参数,建立了沙河街组四段-沙河街组三段下亚段的烃源岩发育模式。沉积于裂陷初始阶段的沙河街组四段烃源岩,其湖盆宽/深比小,气候干热,水体为咸水-半咸水,发育稳定的盐度分层。有机-无机碳同位素的负偏移与较低的Pr/Ph值反映了相对低的古生产力和较好的保存条件。沙河街组三段下亚段烃源岩沉积于强烈裂陷阶段,湖盆宽/深大,气候温暖湿润,水体为淡水,上、下水体交换相对频繁,发育不稳定的温度分层,碳同位素正偏移以及C₂₇/C₂₉甾烷的变化反映了生产力增高和陆源有机质输入增多。     

渤海湾盆地黄骅坳陷齐家务地区沙一下亚段湖相碳酸盐岩储层地球化学特征

黄骅坳陷齐家务地区沙一下亚段主要以碳酸盐岩储层为主。通过该段10余口钻井岩心的岩石化学组分、碳氧同位素及微量元素分析,认为该区沙一下亚段碳酸盐岩的岩石化学组分的SiO₂、Al₂O₃、CaO等含量相对较高,而MgO含量则随岩性不同而变化,同时,SiO₂与Al₂O₃、K₂O+Na₂O均具有正相关性,而与MgO则呈负相关。SiO₂富集显示出该区碳酸盐岩的湖相沉积环境特征;碳、氧同位素测定结果表明,δ18O_PDB值在-4.73‰～9.46‰,δ13C_PDB值则在-0.08‰～7.71‰,具有局限湖盆碳、氧同位素变化特征,反映研究区碳酸盐岩具有湖水咸化与淡化的沉积环境;微量元素测试结果表明,微量元素组合及含量变化复杂,以石灰岩为主的碳酸盐岩,其Sr含量大都高于1000×10-6,而含泥砂较高的碳酸盐岩,其Sr含量大都低于1000×10-6。B的含量大多分布在(7.77～122)×10-6,泥质样的B/Ga比值均大于4,Sr/Ba比值均大于1;碳酸盐岩样的Sr/Ba主要分布在2.3～20.33之间,最高为33.98,B/Ga比值均小于10,主要分布在2～5之间,总体反映出淡水与半咸水之间变化的沉积环境。      

煤层气解吸过程中甲烷碳同位素特征

煤层气地球化学的研究对象以甲烷为主。为了研究煤岩解吸的煤层气在解吸过程中发生碳同位素分馏作用,测试利用绳索取心煤岩样品在自主研发的煤层气/页岩气密封容器中连续解吸,每250 mL收集一次煤层气样品并进行碳同位素分析。实验结果表明:煤层气解吸前期,δ^13CPDB值基本上呈缓慢增加的趋势;当解吸气量增加到一定体积后,δ^13CPDB值迅速增高;解吸后期,δ^13CPDB值基本上又呈缓慢增加的趋势。在地面恒温解吸条件下,煤层气解吸的δ^13CPDB值随时间增加有逐渐增高的趋势,呈先慢后快再慢的过程。一般在煤层气解吸样品的同位素测试中,取解吸前期的气体进行测试,比实际同位素值稍微偏低。因此,在开展煤层气甲烷碳同位素在平面分布特征、成因和分馏机理等研究时需要适当考虑取样时间点这个因素。     

鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩碳氧同位素分析

对鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩成因类型与碳氧同位素的关系进行了研究。准同生白云岩碳氧同位素值重,δ13C介于0.639‰~-2.2‰之间,δ18O值介于-0.2‰~-8.668‰,产生于咸化水体;成岩白云岩的δ13C介于0.9‰~-3.2‰,δ18O介于-1.7‰~-7.607‰,产生于高镁咸化水体;深埋白云岩碳氧同位素值轻,δ13C介于0.580‰~-3.7‰,δ18O介于-6.88‰~-9.97‰,形成于温度较高、盐度较低、含镁亦较低的环境。白云岩中的碳酸盐脉δ13C集中在-1.00‰~-5.66‰,而灰岩中碳酸盐脉δ13C集中在-1.30‰~-8.65‰;碳酸盐脉氧同位素值较轻且变化较小,δ18O介于-10.66‰~-18.91‰,Z峰值集中在100和110,表明碳酸盐脉形成受到淡水淋滤。      

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段桌子山组白云岩碳氧同位素特征及意义

通过空间展布和不同类型白云岩的碳氧同位素特征,诠释了鄂尔多斯盆地西部天环坳陷北段奥陶系桌子山组白云岩的成因和储层地质学意义。研究区白云岩主要有微-粉晶白云岩、残余砂屑细晶白云岩和细-中晶白云岩3种,其中微-粉晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.78‰和-5.0‰;残余砂屑细晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.53‰和-6.5‰;细-中晶白云岩δ13C、δ18O平均值为0.47‰和-6.3‰。桌子山组白云岩碳氧同位素的组成位于正常海相碳酸盐岩范围之内,说明其白云石化流体来源于囚禁的古海水。白云岩碳氧同位素演化特征及成岩作用特征,指示微-粉晶白云岩为准同生阶段白云石化的产物,而残余砂屑细晶白云岩及细-中晶白云岩则为浅埋藏白云石化的产物。      

南黄海盆地碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

对南黄海盆地碳酸盐岩烃源岩(P₁q-T₁q)进行了碳氧同位素测定及孢粉相等分析,研究海相碳酸盐岩有效烃源岩的形成和控制因素.通过对样品δ13C与δ18O相关性等的分析,发现碳氧同位素组成基本保留了原始海洋的同位素组成.栖霞组δ13C相对青龙组偏重,预示着较高的生物生产力,更有利于烃源岩的发育.栖霞组δ13C以均值为基准可以划分为3个演化阶段,并与孢粉相的变化相对应,表明不同层段烃源岩发育具有差异性.WX5-ST1井青龙组δ13C_PDB(均值3.83‰)明显比CZ24-1-1井(均值-1.34‰)的偏重,并与高无定形孢粉相相对应,表明同一层段不同区域烃源岩形成也具有差异性.对比碳氧同位素和孢粉相资料,发现生物生产力与保存条件有效的匹配是烃源岩发育的有利层段.      

辽河西部凹陷雷家地区古近系沙四段湖相白云岩成因

通过岩石学特征、主微量元素、碳氧同位素等地球化学特征分析,明确了辽河西部凹陷雷家地区古近系沙四段湖相白云岩的成因.研究结果表明:①研究区白云岩沉积时,湖盆水体较咸,且处于强还原环境,以泥晶级白云岩为主,有均匀分散型、纹层状富集型2种产状.②研究区白云岩的δ18O值平均为-4.4‰,δ13C值平均为8.7‰,整体上具有"...     

沉积条件下白云石与伴生方解石碳氧同位素组成的差别及影响因素

以岩石学为基础,运用元素、X射线衍射和碳氧同位素分析等方法,在手标本中观尺度上探讨同一样品中白云石与伴生方解石的碳氧同位素组成及影响因素。研究表明,白云石比伴生方解石具有更高的δ13C和δ18O值。白云石的δ18O值高于伴生方解石可能与如下2种因素有关:（1）在白云石-水和方解石-水系统中,前者的氧同位素分馏系数大于后者,因此在白云石-方解石系统中,氧同位素分馏系数大于1;（2）白云石沉淀于比方解石盐度更高、更富18O的水体中。白云石的δ13C值高于伴生方解石可能与如下因素有关:在白云石-CO₂和方解石-CO₂系统中,前者的碳同位素分馏系数大于后者,因而对交代过程的白云石-方解石系统而言,碳同位素分馏系数大于1。准同生白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较大,而热液/深埋藏白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较小。      

塔里木盆地塔中地区晚寒武世-奥陶世碳酸盐岩碳、氧同位素特征

为了探讨塔里木盆地塔中地区寒武系-奥陶系碳酸盐岩碳同位素变化的原因,对取自塔中地区中3、中4、中12和中13等井的49块碳酸盐岩样品进行了分析,结果显示δ13C值的变化曲线与同时期该区海平面的升降变化一致,说明寒武-奥陶系海相碳酸盐岩的碳同位素变化可能与海平面变化有密切联系.在晚寒武世-早奥陶世晚期为一海退期,有机质产率及有机碳埋藏速率的下降导致碳酸盐岩δ13C值的降低;而在早奥陶世晚期-中奥陶世为一海侵期,有机质产率及有机碳埋藏速率的增加导致了碳酸盐岩δ13C值的增高;晚寒武世-早奥陶世海水中的硫酸盐含量高,硫酸盐细菌的还原作用使有机质氧化,从而导致碳酸盐岩δ13C值降低.     

燕山地区中元古界碳酸盐岩碳、氧同位素特征及其环境意义

燕山地区中元古界高于庄组-雾迷山组主要为海相碳酸盐岩潮坪相沉积,按潮汐作用可划分为潮上带、潮间带和潮下带3个沉积相带。对研究区112件碳酸盐岩碳、氧同位素样品进行了测试和原始性验证,认为其原始组分保存良好。并根据地质统计学原理,探讨不同沉积相带碳、氧同位素的分布规律,结果表明：δ^13C值变化范围为2．2‰～1．6‰,均值为-0．1‰;δ^18O值在9‰～2．3‰之间变化,均值为5．53‰。进一步对不同沉积相带主要分布区间进行统计,得出潮上带8”C值为1．5‰～-0．5‰,8”0值为-6‰～-4‰,Z值（古盐度）为120～125;潮间带δ^13C值为0．5‰～1‰,δ^18O值为8‰～-4‰,Z值为123～127;潮下带舻。C值为0～1.5‰。分析认为：沉积环境从潮上带→潮间带→潮下带,δ^13C值、Z值呈升高趋势,δ^18O值呈降低趋势。δ^13C值主要受有机碳氧化与有机碳的埋藏速率因素影响;δ^18O值主要受海平面升降变化影响,与之呈负相关关系;Z值同时反映碳、氧同位素组成,且更受碳同位素的影响。     

大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物碳、氧同位素研究

对大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物的12个样品进行了碳、氧同位素分析,结果表明碳同位素δ13C值分布范围在-9.58‰～+13.61‰,平均为5.29‰;氧同位素δ18O值分布范围在-12.46‰～+0.09‰,平均为-6.28‰.探讨了碳酸盐岩的成岩流体盐度及碳的来源和成因等问题,认为本区的方解石胶结物成岩流体为高盐度流体,方解石胶结物主要来自层内碎屑碳酸盐颗粒或者邻近碳酸盐岩层的溶解,其碳来源主要为还原有机碳.      

辽河坳陷西部凹陷雷家湖相碳酸盐岩沉积环境

摘要：以碳氧稳定同位素、微量元素、稀土元素及锶钕同位素分析测试手段为基础,综合分析了雷家沙四上亚段白云岩沉积环境。研究结果认为该区沉积水体咸度不高,为半咸水。锶来源主要受陆源硅铝质岩控制,并受房身泡组火山岩的蚀变影响。δＣｅ 具有弱-中度正异常的总体特征,－α 含量与Ｓｍ 含量比值与Ｃｅ 异常相关性差,碳氧稳定同位素相关性好,１４ 个样本姥植比的平均值为０. ３８。结果表明沉积作用发生在偏碱性条件的强还原性封闭湖盆环境中。该认识对该区致密油的勘探具有一定指导意义。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马五_5亚段白云岩储层形成机理与展布规律

以白云岩岩石结构分析为基础,结合白云岩碳氧同位素、锶同位素、有序度等地球化学测试资料,对鄂尔多斯盆地奥陶系马五5亚段白云岩形成机理进行了探讨。研究表明,马五5亚段具有储集意义的白云岩为粉晶白云岩和泥粉晶白云岩,其中泥粉晶白云岩有序度为0.71,阴极发光表现为不发光,δ~(13)C值为-0.10‰,δ~(18) O值为-6.30‰;粉晶白云岩阴极发光以暗红色为主,有序度为0.85,δ~(13) C值为-0.68‰,δ~(18) O值为-6.58‰。泥粉晶白云岩和粉晶白云岩的碳氧同位素值与全球中奥陶世海水值大体相当,反映了白云岩化作用流体与同期海水有关,具有渗透回流白云岩化作用特征。结合古地理背景,建立了渗透回流白云岩化作用模式,指出马五5亚段沉积期古气候干燥、炎热,同生期具备形成富镁卤水的能力,是马五5亚段白云岩形成的关键,同生期白云岩化作用奠定了白云岩的展布格局,为浅埋藏期富镁卤水提供有效的下渗通道,同时有利于埋藏期孔隙的保存。马五5亚段白云岩在空间上有序分布,靠近古隆起区以整段白云岩为主,榆林—神木地区受伊盟古陆南斜坡影响,以中上段白云岩为主,靖边—安塞地区以中段白云岩为主,这些白云岩段是有利的勘探目标。     

鄂尔多斯盆地大气田的烷烃气碳同位素组成特征及其气源对比

鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地,至2002年底已发现4个储量为10¹¹m³以上的大气田.上古生界与煤系有关的烃源岩形成了苏里格、榆林、乌审旗3个位于碎屑岩中的煤成气大气田,在下古生界奥陶系马家沟组碳酸盐岩中发现了靖边气田(其气源仍存在争议).对4个大气田125个气样烷烃气碳同位素分析成果的研究表明,上古生界大气田烷烃气碳同位素组成较重,数值分布域小,表现了煤成气特征,其δ¹³C_iC4>δ¹³C_nC4,各个气田仅发现单项性碳同位素倒转.下古生界靖边气田δ¹³C₁频率主峰值和δ¹³C_B,δ¹³C_T与上古生界具有相似性,也表现出煤成气为主的特征.但靖边气田具有多项性碳同位素倒转,δ¹³C₁,δ¹³C₂,δ¹³C₃数值分布域大,δ¹³C₂较轻,表现出了以煤成气为主油型气为辅的混合气特征.煤成气和油型气的气源均来自上古生界的石炭-二叠系煤系和太原组含煤地层中有机碳丰度高的石灰岩,否定了有机碳含量约为0.20%的马家沟组碳酸盐岩是油型气烃源岩的结论.     

柴达木盆地英西地区E32碳酸盐岩沉积演化特征

近年来,柴达木盆地英西地区古近系渐新统下干柴沟组上段（E₃²）湖相碳酸盐岩油气勘探获得了重大突破,并展现出亿吨级储量规模。为了进一步评价油气勘探目标,通过岩心观察和钻、测井资料分析,根据MnO/Fe,Sr/Ba,碳氧同位素等地球化学参数和岩石薄片鉴定结果,对湖相碳酸盐岩的沉积演化特征进行了研究。结果表明：英西地区碳酸盐岩主要发育在E₃²的下部和中部,与膏盐岩或陆源碎屑岩相间发育;主要分布在湖盆的沉积中心,往盆地边缘方向变薄并相变为陆源碎屑岩或膏盐岩;是混合沉积成因,矿物成分复杂、岩性多样;形成于干旱气候条件下封闭的咸化水体介质环境,水体盐度是其岩性变化和发育程度的主要控制因素。该认识为落实英西地区的储量规模提供了地质依据。     

准噶尔盆地南缘异常天然气地球化学特征及其成因

利用天然气成因判别Whiticar图版研究准噶尔盆地南缘独87井、南安1井和齐34井天然气成因类型,结论与乙烷和丙烷碳同位素判识结果相矛盾。在分析研究区南安1井八道湾组、齐34井中、下侏罗统和独87井中新统储层天然气组分和碳同位素组成特征的基础上,对异常天然气成因进行分析。南安1井甲烷含量为84.58%,齐34井甲烷含量为97.38%,两者均为干气;独87井甲烷含量仅为77.09%,为湿气。独87井碳同位素变化比较复杂,出现δ13C1δ13C2,δ13C2δ13C3且δ13C3δ13C4局部碳同位素倒转现象;齐34井天然气为δ13C2δ13C3δ13C4的局部碳同位素倒转;南安1井没有出现碳同位素倒转,为正碳同位素特征。南安1井和齐34井天然气因受到细菌降解作用,其组分含量和碳同位素发生变化;独87井天然气δ13C1变重是上覆盖层封盖能力较差、甲烷发生漏失所致。据此对Whiticar图版进行了必要的补充修正,可以对细菌降解和甲烷漏失次生作用进行有效识别,避免对天然气母质类型认识上的误差。     

碳氧同位素在潜江凹陷潜江组层序分析中应用

结合盐湖层序地层分析 ,在系统测试了潜江凹陷潜江组碳、氧同位素后 ,对其演化规律与层序地层的关系进行了探讨 ,研究结果表明 :潜江组内δ13 C和δ18O值的变化范围分别是- 7.37‰— - 2 .35‰和 - 6.42‰— 0 .2 3‰ (PDB)。在低位体系域的初期和高位体系域的末期 ,其碳、氧同位素的值偏大 ;而在水进体系域时期 ,碳、氧同位素的值也偏低。然而在对潜江组的潜四段进行研究时 ,却发现碳、氧同位素的分布不具上述规律。在潜四段盐岩不仅分布于低位体系域的初期和高位体系域的末期 ,而且在水进体系域中也可见盐岩。因此 ,认为潜江凹陷潜江组可能存在另一种成盐模式———深水事件性成盐。     

长岭断陷无机成因天然气的判别与分布特征

通过对松辽盆地长岭断陷烷烃气和CO2碳同位素资料的分析,认为该地区存在无机成因天然气。烃类气体中具有重碳同位素异常(δ13 C1>-30‰)和负碳同位素系序(δ13 C1>δ13 C2>δ13 C3>δ13 C4)的同位素分布特征,CO2碳同位素分布在-4.63‰～-16.7‰,部分天然气表现出无机成因烃类气体的特点。3 He/4 He值为0.88Ra,指示有幔源氦的存在,说明该区天然气可能是壳幔混源。长岭断陷天然气藏中不仅无机成因烷烃气由北向南逐渐减少,且幔源CO2也表现出从西北向东南含量明显减少,与区域构造、断裂走向和火山岩密切相关等与无机成因烷烃气相似的分布特征。