柴达木盆地一里坪地区新近系沉积环境及碳酸盐岩碳氧同位素特征

柴达木盆地一里坪地区新近系是一个潜在的油气勘探领域,前人研究表明上油砂山组及上干柴沟组内部分层段发育有优质的烃源岩层段。为明确其沉积时期古湖泊的环境特征与优质烃源岩层段发育的控制因素,选取了研究区2口取心井:里3井的上油砂山组和博1井的下干柴沟组开展了有机地球化学、碳氧同位素分析等测试工作。分析结果表明:一里坪凹陷里3井上油砂山组沉积碳酸盐δ^13C值介于-6.4‰~-1.7‰之间,平均值为-3.2‰,δ^18O值介于-11.8‰~-6.4‰之间,平均值为-9.2‰;茫崖凹陷博1井,上干柴沟组沉积碳酸盐岩δ^13C值介于-2.1‰~-1.5‰之间,平均值为-1.84‰,δ^18O值介于-12.4‰~-4.9‰之间,平均值为-9.66‰。通过碳氧同位素、岩性及周缘大地构造背景综合判别表明:一里坪地区整体为处于半开放—开放、微咸水湖泊环境,湖平面震荡频繁,平均气温相对较低,气候变化频率较快。通过沉积环境与烃源岩分布关系研究,研究区相对优质烃源岩主要发育于咸化环境内,与柴西烃源岩发育特征一致;同时,湖水平静期、气候相对温暖湿润时期也发育较好的烃源岩。一里坪地区咸化中心是下一步天然气勘探的重要方向。     

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。      

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。      

大庆长垣扶余油层砂岩中方解石胶结物的碳、氧同位素特征及其成因

方解石是大庆长垣深层砂岩中广泛分布的一种胶结物,同时方解石胶结作用是大庆长垣扶余油层致密储层的控制因素之一。以方解石胶结物为研究对象,运用薄片鉴定,扫描电镜观察、X-射线衍射分析、包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明方解石碳、氧同位素组成及其成因。研究结果表明,储层砂岩类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,粘土以I/S(伊/蒙混层)+I(伊利石)+K(高岭石)组合为代表。方解石的碳同位素(δ13C,PDB)分布范围是-20.3‰~-3.2‰,氧同位素(δ18O,PDB)的分布范围是-25.3‰~-20.3‰,平均值为-22.67‰。碳、氧同位素分析数据的计算表明,碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于73.92~109.89,表明其形成时的古流体均为矿化度较高的淡水;方解石的形成温度为80~100℃。方解石胶结物的同位素显示,其形成与有机酸脱羧作用有关,暗示其"碳"来源为有机碳。     

白云岩成因碳氧同位素分析方法初探——以北京燕山地区元古界白云岩为例

北京燕山地区元古界高于庄组—雾迷山组发育了大量的白云岩,但有关其成因机理仍认识不清.选择十三陵地区白云岩较为发育的高于庄组、杨庄组和雾迷山组进行取样研究,并采用碳氧同位素分析测试方法,对所取样品进行古盐度和古温度的恢复分析,得到如下结果：高于庄组δ13C值平均为-1.13‰,δ18O值平均为-7.87‰,Z值平均为122.188 5,平均成岩温度为51.85℃;杨庄组δ13C值平均为-0.93‰,δ18O值平均为-6.11‰,Z值平均为122.434 8,平均成岩温度为47.82℃;雾迷山组δ13C值平均为0.13‰,δ18O值平均为-4.60‰,Z值平均为125.370 7,平均成岩温度为39.48℃.对上述结果分析表明,该区雾迷山组白云岩主要为准同生白云石化作用所形成,杨庄组白云岩为混合白云石化作用所形成,高于庄组白云岩成因较为复杂,既有回流渗透白云石化作用,也有混合白云石化作用.     

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"...     

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.      

松辽盆地基底石英脉中无机成因气的地球化学特征及指示意义

松辽盆地深层存在着地球内部来源的无机成因气体，但一直缺少直接的地质证据，而分析该盆地基底岩石则有望成为解决这一问题的突破口。为此，通过基底岩心样品采集、石英脉体分离、包裹体岩相学、流体地球化学分析等技术手段，研究该盆地基底岩石中的石英脉体及脉体中流体包裹体的岩相学特征、碳氢氧同位素特征，探讨石英脉及其包裹体内流体的成因，寻找深部气体向浅部运移的流体记录，并分析基底石英脉包裹体内流体的指示意义。研究结果表明：①石英脉体的氧同位素值介于8.1‰～9.5‰，为岩浆期后热液结晶形成；②石英脉中存在H2O、H2O—CO2和H2O—CO2—CH4共3种原生流体包裹体，完全均一温度介于320～360 ℃， 成分以CO2、H2O为主，含有少量CH4、C2H6、N2、O2、Ar；③脉体中流体包裹体内水的δ18O介于2.0‰～3.8‰，δD介于 －91.6‰～－75.7‰，表现为岩浆脱气后残余水特征；④CO2的δ13C变化范围较大（介于－13.8‰～－9.7‰），其中烷烃的δ13C1介于 －30.6‰～－24.1‰，δ13C2介于－33.2‰～－25.7‰，且δ13C1＞δ13C2，呈负碳同位素系列，CO2和烷烃均显示无机成因气特征。结论认为：①石英脉内烷烃的δ13C1和δ13C2与该盆地深层碳同位素完全倒转的烷烃气特征一致，两者可能具有一定的亲缘性；②松辽盆地基底之下岩浆活动产生的热液流体在盆地基底缝隙中结晶形成石英脉体，并且捕获热液流体中的无机成因气，其余无机成因气则沿深大断裂向上运移至盆地内部，为深层天然气藏的形成做出了贡献。     

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。     

松辽盆地基底石英脉中无机成因气的地球化学特征及指示意义

松辽盆地深层存在着地球内部来源的无机成因气体,但一直缺少直接的地质证据,而分析该盆地基底岩石则有望成为解决这一问题的突破口。为此,通过基底岩心样品采集、石英脉体分离、包裹体岩相学、流体地球化学分析等技术手段,研究该盆地基底岩石中的石英脉体及脉体中流体包裹体的岩相学特征、碳氢氧同位素特征,探讨石英脉及其包裹体内流体的成因,寻找深部气体向浅部运移的流体记录,并分析基底石英脉包裹体内流体的指示意义。研究结果表明:①石英脉体的氧同位素值介于8.1‰～9.5‰,为岩浆期后热液结晶形成;②石英脉中存在H_2O、H_2O—CO_2和H_2O—CO_2—CH_4共3种原生流体包裹体,完全均一温度介于320～360℃,成分以CO_2、H_2O为主,含有少量CH_4、C_2H_6、N_2、O_2、Ar;③脉体中流体包裹体内水的δ~(18)O介于2.0‰～3.8‰,δD介于-91.6‰～-75.7‰,表现为岩浆脱气后残余水特征;④CO_2的δ~(13)C变化范围较大(介于-13.8‰～-9.7‰),其中烷烃的δ~(13)C_1介于-30.6‰～-24.1‰,δ~(13)C_2介于-33.2‰～-25.7‰,且δ~(13)C_1δ~(13)C_2,呈负碳同位素系列,CO_2和烷烃均显示无机成因气特征。结论认为:①石英脉内烷烃的δ~(13)C_1和δ~(13)C_2与该盆地深层碳同位素完全倒转的烷烃气特征一致,两者可能具有一定的亲缘性;②松辽盆地基底之下岩浆活动产生的热液流体在盆地基底缝隙中结晶形成石英脉体,并且捕获热液流体中的无机成因气,其余无机成因气则沿深大断裂向上运移至盆地内部,为深层天然气藏的形成做出了贡献。     

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。      

川东石炭系气藏中固体沥青形成机理探讨

针对四川盆地东部石炭系气藏储层中发现的大量固体碳质沥青,通过对其保存产状和碳同位素的分析,表明固体碳质沥青主要充填在碳酸盐岩储层的溶孔(粒间溶孔、粒内溶孔及晶间溶孔)、裂缝及溶洞系统中。固体沥青碳同位素值主要分布在-28.83‰~-23.99‰之间,与气藏中储层沥青抽提物中饱和烃、芳香烃、非烃及沥青质和志留系干酪根碳同位素值相比,其值最重;而甲烷碳同位素值为-37.7‰~-29.2‰,值最轻。固体碳质沥青和甲烷的碳同位素值居于两端,其差值为碳同位素热动力分馏的结果。固体碳质沥青形成机理是原油中芳香烃类富含芳香核的高分子物质缩聚为高碳固体物质的结果。      

东营凹陷超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的成因

东营凹陷超压顶界面埋深2.200～2.800 m,在深部超压流体影响下,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐矿化作用发育,碳酸盐含量一般在15%～40%。对53块砂岩样品共101个碳酸盐胶结物原位微区电子探针成分数据进行数理统计后发现,碳酸盐矿物主要可分为准同生白云石、方解石与铁白云石3种类型,综合X-衍射、阴极发光等判断其成岩序列为准同生白云石→方解石→铁白云石。根据碳酸盐胶结物成岩流体包裹体观测结果,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的沉淀伴随着超压流体环境,最小古压力系数为1.29～1.62,且沉淀温度明显高于背景温度值,指示与超压热流体侵入有关。结合前人研究成果认为,方解石、铁白云石胶结物的沉淀可能分别与东营组沉积末期、明化镇组沉积以来的超压流体活动有关;同时利用氧同位素地质温度计对上述认识进行了检验,其结果与实际观测值也较为吻合。方解石胶结物的沉淀温度90～120℃,其超压流体的δ¹⁸O_SMOW 值为零,方解石胶结物的δ¹⁸O_PDB 值为-16.86‰～-12.29‰;铁白云石胶结物的沉淀温度约110～135℃,其超压流体的δ¹⁸O_SMOW 值为0.25‰,铁白云石胶结物的δ¹⁸O_PDB 值介于−12.20‰～−10.20‰。晚成岩阶段碳酸盐胶结物的碳同位素值具有正漂移现象,δ¹³C_PDB 值介于−0.9‰～+3.58‰,说明其主要来源于沙四段湖相碳酸盐岩的溶解-再沉淀作用,有机酸的参与显得相对次要,或者是由于羧酸分子内碳同位素分馏作用的影响。     

西湖凹陷平湖组砂岩中碳酸盐胶结物形成机制及其对储层质量的影响

碳酸盐胶结物是东海西湖凹陷平湖组储层砂岩中最为重要的自生矿物。薄片鉴定、阴极发光、元素成分及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是菱铁矿、铁白云石和方解石。其中菱铁矿胶结物主要形成于同生到早成岩早期,具有最高的δ^13和δ^18值,分别为0.75‰和-10.22‰;铁白云石胶结物的δ^13接近同期海水,变化于-2.45‰和-2.98‰之间,δ^18值偏负,最低达-12.39‰,其形成于相对较早的成岩时间。方解石胶结物主要以粒状和连生胶结方式产出,粒状方解石具有复杂的多种成因机制,而连生方解石具有最低的δ^13值（-6.02‰）和δ^18值（-16.94‰）,主要形成于成岩晚期,其成因与有机酸溶解长石等铝硅酸盐矿物及粘土矿物转化作用有关。在对储层质量的影响方面,早期形成的菱铁矿和铁白云石胶结物增加了岩石的机械强度和抗压实能力,对研究区储层发育的影响是正面的,而晚期形成的连生方解石胶结物普遍占据长石溶解空间,对储层的发育是不利的。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组碳酸盐岩碳、氧稳定同位素特征

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积于局限的、高盐度陆表海碳酸盐岩台地,以泥晶白云岩、泥晶石灰岩和蒸发岩为主。部分岩石经岩溶作用改造成岩溶角砾岩。马家沟组碳酸盐岩全岩或手选样品的δ¹⁸O值在-16.0‰~-1.9‰（VPDB标准,下同）之间,平均为-8.5‰;δ¹³C值在-16.1‰~4.83‰之间,平均为-0.90‰。激光显微采样样品δ¹⁸O值在-15.8‰~-0.8‰之间,平均为-7.7‰;δ¹³C值在-12.4‰~5.77‰（VPDB标准,下同）之间,平均为-0.15‰。总的来说,2种采样方法的结果没有大的差别,后者较前者能更准确地反映不同组分特征。原始沉积方解石和石灰岩δ¹⁸O最大值均为5.8‰,代表原始碳酸盐岩的δ¹⁸O值,与大多数学者的全球同位素地层学研究成果吻合。由于淡水淋滤和埋藏作用,原始沉积方解石和石灰岩δ¹⁸O最小值和平均值均较低。充填于孔隙的方解石受淡水淋滤和高温埋藏作用影响,一般有较低的δ¹⁸O值。原始沉积的白云石或白云岩δ¹⁸O最大值较原始沉积方解石和石灰岩相应值明显偏高,白云石沉积于高盐度、局限环境条件下,由微生物白云石机理形成。因形成较晚,充填于孔隙的白云石有较低的δ¹⁸O值。碳酸盐岩δ¹³C最大值明显偏高,与全球海水的δ¹³C值在晚奥陶世升高有关,鄂尔多斯盆地海水δ¹³C值在中奥陶世晚期已升高。受有机碳影响,部分样品具有低的δ¹³C值。     

碳同位素组成异常的天然气成因探讨——以辽河坳陷东部凹陷为例

天然气碳、氢同位素组成特征是判识天然气成因类型、进行气源对比、确定天然气成熟度等的有效地球化学手段.研究认为,甲烷的碳同位素组成主要受源岩母质类型和热演化的影响,乙烷、丙烷等重烃的碳同位素组成主要取决于源岩有机质的碳同位素组成,同时也明显受热演化程度的影响.在辽河坳陷发现一类碳同位素组成异常的天然气,分布于辽河坳陷东部凹陷南部地区,其甲烷的碳同位素δ13C₁值为-44‰～-40‰,乙烷δ13C₂值为-13‰～-6.6‰,丙烷δ13C₃值为-6.1‰～+3.3‰.该类天然气的乙、丙烷异常富集重碳同位素,到目前为止,在天然气藏中还是首次发现.根据地球化学资料和地质背景分析认为,该天然气应该属于无机气和有机气的混合气体.