Characteristics and genesis of clay minerals in the northern margin of the Qaidam Basin

In order to develop appropriate reservoir protection measures in the northern margin of the Qaidam Basin and improve its oil and gas recovery efficiency, characteristics of clay minerals from eleven clay rock samples from the northern margin of the Qaidam Basin were investigated using X-ray diffraction analysis, the Scanning Electron Microscope (SEM) and energy spectrum analysis. Clay mineral composition and distribution characteristics of the main hydrocarbon reservoirs, I.e., from the Jurassic and Paleogene-Neogene, were explored. We analyzed the main factors which affected these attributes. The results show that the major clay minerals in the northern margin are chlorite, kaolinite, illite, smectite and illite/smectite inter-stratified minerals, Illite is the most widely spread clay mineral in this area.Chlorite is mainly found in the entire Neogene and in shallow horizons of the Paleogene. Smectite is enriched in the shallow Paleogene-Neogene. There are large amounts of kaolinite and illite/smectite inter-stratified minerals in the Jurassic. The major factors affecting the different development of clay minerals in the region are properties of parent rocks, paleoclimate and paleowater media conditions,diagenesis transformation, tectonic and terrain conditions.     

Geological factors associated with unsuccessful exploration wells in the northern margin of the Qaidam basin

We investigated the geological factors associated with unsuccessful exploration wells in the northern margin of the Qaidam basin to better understand their cause. The structural situation, the hydrocarbon accumulation mechanism and unsuccessful well data collected from 1996 to 2005 were studied. The results show that the main geological factors associated with unsuccessful exploration wells are a lack of effective source rocks and a lack of effective traps, as well as the migration-accumulation conditions that exist in this area. The basin was reformed by Meso-Cenozoic tectonic evolution. Multi-stage tectonic activities have both positive and negative effects on hydrocarbon accumulation. Source rocks distribution, effective migration channels, effective traps and the tectonic evolution effects on hydrocarbons should be the key objects for further studies.     

柴北缘鱼卡河超高压变质金红石中Si含量及其地质意义

利用LA-ICP-MS方法对柴达木盆地北缘鱼卡河超高压变质的多硅白云母榴辉岩及共生的石榴角闪钠长岩中的金红石进行了详细的矿物学和LA-ICP-MS原位微量元素研究。结果表明:多硅白云母榴辉岩中金红石显示Si成分环带,且Si含量(质量分数,下同)随变质压力而发生规律性的变化; 从进变质到峰期变质阶段,金红石中Si含量从核部向边部呈升高趋势,峰期金红石的边部Si含量达到最高,退变质阶段金红石中Si含量从核部向边部呈降低趋势; 石榴角闪钠长岩中的金红石主要呈包体产于多硅白云母、石榴子石、角闪石和钠长石中; 在相同的超高压变质条件下,石榴角闪钠长岩中多硅白云母包体金红石的Si含量((1 018～2 741)×10^-6,平均为1 924×10^-6)明显高于多硅白云母榴辉岩中的峰期金红石((450～2 397)×10^-6,平均为952×10^-6)。综合多硅白云母榴辉岩和石榴角闪钠长岩的产状、变质演化和全岩成分以及前人对大别—苏鲁超高压榴辉岩中富硅金红石的研究结果提出,超高压变质岩石中金红石的Si含量与变质压力成正相关关系,金红石中Si含量大于500×10^-6可以作为榴辉岩经历超高压变质作用的指示标志。超高压金红石中Si含量与全岩成分中SiO₂和TiO₂含量有关,随SiO₂含量的升高和TiO₂含量的降低而升高。     

柴达木盆地东北部巴音河小流域水化学特征及来源

水化学特征是流域气候特征与环境的重要指示器,可用于揭示流域内河流、湖泊的补给方式及物质来源。以青藏高原柴达木盆地东北部巴音河小流域为研究对象,分析了巴音河—可鲁克湖—托素湖小流域生态系统的水化学组成,探讨了其主要的离子来源及控制因素。结果表明:水体pH、电导率(EC)及溶解性总固体(TDS)沿流向均呈升高的趋势,巴音河、可鲁克湖及托素湖水化学类型分别为HCO₃-Cl-Na-Ca-Mg型/HCO₃-Cl-Na-Mg型、HCO₃-Cl-Na-Mg型及SO₄-Cl-Na-Mg型; 托素湖作为封闭的咸水湖,主要受到蒸发浓缩作用的控制,而巴音河、可鲁克湖则受到岩石风化作用、蒸发浓缩作用以及钠盐淋溶作用等的共同控制; 受蒸发作用的影响,水体碳酸盐矿物达到饱和状态并发生沉淀,从而导致Ca²⁺质量浓度沿流向下降; 巴音河、可鲁克湖Mg²⁺/Ca²⁺摩尔浓度比值较低,推测形成文石、方解石等碳酸盐沉淀,而托素湖Mg²⁺/Ca²⁺摩尔浓度比值较高,则可能形成高镁方解石、原白云石等碳酸盐沉淀; 研究区水体中Na⁺、K⁺、Cl^-主要来源于石盐(NaCl)和钾盐(KCl)等蒸发岩的溶解; 而Mg²⁺、SO^2-₄主要来源于蒸发岩(MgSO₄)风化; Ca²⁺及高质量浓度的HCO^-₃可能来源于碳酸盐矿物的快速溶解,此过程也是水体Mg²⁺来源之一。     

柴达木盆地达布逊湖北雅丹剖面沉积特征及其环境意义

柴达木盆地达布逊湖北盐湖构造发育一组NWW向雅丹地貌。对雅丹剖面沉积年代、总有机碳和粒度等进行测试,综合分析了影响因素与环境气候的关系。结果表明:雅丹剖面主要经历了中更新世(约740 ka)干旱→潮湿→干旱的气候波动过程;剖面可以划分为757.5~758.0、741.6~757.5、732.8~741.6 ka等3个气候变化相对明显的时期,分别对应干旱、潮湿、干旱阶段;剖面中沉积物总有机碳、粒径中值等可以较好地反映三湖坳陷北斜坡盐湖构造在中更新世(约740 ka)的气候环境演变,并且结合剖面具有典型的河流三角洲相和湖相沉积特点可以体现中更新世及其以后经构造运动挤压抬升一直处于风化剥蚀的状态;剖面底部为河流相沉积环境,上部为湖相沉积环境,经历了水进和水退的过程;剖面反映了内陆封闭湖泊在暖湿期水量充沛,沉积物中总有机碳较高以及粒径中值较小的特点。     

Relationship of hydrocarbon and source-rock in Nos.3-5 tectonic belts of the Lenghu area, northern Qaidam Basin

Based on analyses of the components of crude oil hydrocarbons and carbon isotopes, the content of normal alkane de-creased from 49.00% to 20.10% when moving from the No.3 to No.5 tectonic belt of the Lenghu area of the Qaidam Basin, while cycloalkanes increased from 30.00% to 52.20% and aromatic and branch chain alkanes increased gradually as well. The maturity of sterane in crude oil is higher than that of its source-rock, which shows that the hydrocarbons were generated from a deep source-rock of high maturity around the tectonic belts of the Lenghu area. The analysis of the characteristics of carbon isotopes also shows that these isotopes of hydrocarbon compounds in the No.4 and No.5 tectonic belt are apparently heavier than those in the No.3 belt. The results of our research show that the hydrocarbons in the No.3 tectonic belt are mainly from a relatively rich sapropelic substance, while the hydrocarbons in the No.4 and No.5 tectonic belt originated mainly from organic matter of a rela-tively rich humic type substance.     

柴达木盆地西部典型油田原油地球化学特征对比

利用色谱-质谱(GC-MS)分析技术,系统剖析了柴达木盆地西部南区尕斯库勒、油砂山油田(A区)与北区南翼山、油泉子油田(B区)原油的生物标志化合物组成和分布特征,探讨了A区和B区原油的成因差异及其地质影响因素。结果表明:A区部分浅层原油正构烷烃碳数分布不完整,具有异常高的姥鲛烷(Pr)与n-C₁₇峰面积比值和植烷(Ph)与n-C₁₈峰面积比值,说明A区浅层油藏保存条件较差,部分原油遭受了轻微生物降解; A区和B区原油中甾藿比均大于2.4,且甾烷C₂₇R与甾烷C₂₉R峰面积比值多大于1,指示这2个区域原油母质来源都以浮游藻类为主,但B区原油中甾烷C₂₇R与甾烷C₂₉R峰面积比值和补身烷系列相对含量普遍高于A区,表明B区原油浮游藻类和细菌生源贡献可能相对较高; 所有原油都具有低姥植比、高伽马蜡烷含量的特点,且都检测出一定丰度的β-胡萝卜烷,说明生成原油的烃源岩形成于强还原咸水沉积环境,但A区原油中姥植比、伽马蜡烷指数以及β-胡萝卜烷与C₃₀藿烷峰面积比值明显高于B区,且升藿烷系列呈“翘尾巴”分布模式,而B区原油则没有这种现象,揭示生成A区原油的烃源岩沉积水体盐度更高、还原性更强; 甾烷异构体比值(C₂₉20S/(20S+20R)值和C₂₉ββ/(ββ+αα)值)表明A区均为低熟原油,而B区多为成熟原油。结合柴达木盆地西部第三纪湖盆沉积和构造演化史,认为南区与北区烃源岩沉积相带的不同空间展布情况是造成A区与B区原油地球化学特征差异的根本原因。     

柴北缘塔塔楞环斑花岗岩的 矿物学特征及岩石学意义

通过对塔塔楞环斑花岗岩主要矿物结构及成分研究表明,岩体结晶经历了下列几个阶段:最早结晶的矿 物为斜长石、黑云母和石英,随后为钾长石球斑的主要结晶期,紧接着有球斑的环边生长和中粗粒基质形成,最 后结晶产物为分布在中粗粒基质间隙的细粒基质。黑云母都是富铁的,从早期到晚期富铁程度增加, w(TFeO)/w(TFeO+MgO)从0.80增加到0.96。钾长石广泛发育出溶钠长石条纹,推算出的球斑钾长石、中粗 粒基质和细粒基质钾长石的平均成分分别为Or69.61Ab29.59An0.80、Or71.50Ab27.94An0.56、Or72.63Ab26.47An0.90。球 斑内斜长石的An为25.98～29.41,中粗粒基质的An为23.85～27.48,而细粒中的An为11.94,主要矿物特征 与经典环斑花岗岩一致,而矿物成分的变异显示岩体形成过程中发生了有效的结晶分异。     

柴达木盆地南缘和北缘金属矿产资源地球物理勘查进展

柴达木盆地南缘和北缘地处秦祁昆成矿域西段,成矿条件优越,地质构造复杂。总结分析柴达木盆地南缘和北缘找矿模型和地球物理勘探现状,对深部找矿突破具有重大指导意义。柴达木盆地南缘和北缘矿床成因以喷流沉积型多金属矿、岩浆熔离型镍铜钴矿、沉积型铁矿、层控型铅锌矿及热液型多金属矿为主。矿床形成时代分为前寒武纪、早古生代早中期、晚古生代、中生代4个时期,其成矿动力学机制包括伸展、挤压、局部伸展-挤压。由于矿体与围岩之间具有一定的物性差异,根据柴达木盆地南缘和北缘不同物性分布及成矿地质条件,优选重力、磁法、电法、地震等有效的地球物理方法进行探测,取得了一定的找矿效果。以夏日哈木镍铜矿床、锡铁山铅锌矿床、野马泉铁多金属矿床3个典型矿区为例,解剖当前柴达木盆地南缘和北缘矿产资源地质和地球物理找矿进展,并进一步指出今后的发展方向,包括移动平台探测技术、多分辨电磁探测理论与技术、综合地球物理数据联合反演技术以及人工智能与云计算技术等。     

柴达木盆地北部滩间山群碳沥青地球化学特征与成因

固体沥青研究由于其组成的复杂性、形成机制与影响因素的多变性而面临很多难题。在柴达木盆地北部联合沟地区滩间山群发现大量厚层碳沥青,对盆地内的资源勘探具有重要价值。通过野外地质填图以及有机地球化学分析与盆地模拟,对碳沥青的空间分布特征、地球化学特征与成因进行了探讨。结果表明:碳沥青呈NW—SE向分布在滩间山群a段的砂岩与灰岩中;碳沥青中氯仿沥青“A”含量低,族组分中饱和烃与芳烃含量低,而非烃与沥青质含量高;饱和烃与芳烃碳同位素组成偏轻,碳沥青等效镜质体反射率在3.74%~4.72%之间,达到过成熟阶段;饱和烃气相色谱呈后峰形单峰态;油岩对比发现碳沥青与石炭系、侏罗系烃源岩不具有对比性,与滩间山群a段泥岩具有可对比性;碳沥青成因与晚泥盆世、早二叠世岩浆侵入有关,两期热事件使烃源岩生成的原油热变质成重油、沥青,甚至碳沥青。     

柴西地区古近系和新近系地层水化学特征及其成因

在系统收集柴达木盆地西部地区各主要油田古近系和新近系油田地层水化学测试分析资料后,发现该地区地层水矿化度很高,均值为166 g?L^-1,最低值达到3.90 g?L^-1,具有高浓缩地层水特征,属卤水级,且主要是由Na⁺+K⁺组成的CaCl₂型水,反映封闭条件好。各主要离子在纵向上呈增加和减小交替变化的趋势,矿化度随深度的增加表现为先减小后增大的趋势,这与中国东部盆地明显不同。各离子比值（钠氯系数、变质系数和脱硫酸系数）均反映出该地区地层整体封闭性好。上、下油砂山组Ca²⁺富集主要由白云石化作用导致,其次是方解石溶解,白云石化同时也使其Mg²⁺贫乏。上、下干柴沟组仅有少数数据点表现出Ca²⁺富集,应是方解石溶解导致的,绿泥石化是其Mg²⁺贫乏的主要原因。SO₄^2-亏损主要是由大量膏岩的沉淀和油藏中大量硫酸盐还原细菌的还原作用导致。除了SO₄^2-被还原会产生HCO₃^-之外,有机质成熟过程中CO₂及有机酸的加入也可造成地层水中HCO₃^-质量浓度的增加。     

柴达木盆地北缘中—下侏罗统碎屑岩地球化学特征及其地质意义

柴达木盆地北缘中—下侏罗统是柴达木周缘中小盆地油气勘探重点关注的层段。为了给柴达木盆地北缘侏罗系油气勘探提供基础地质事实的支撑,从碎屑岩地球化学特征角度探讨柴达木盆地北缘早—中侏罗世古地理、古环境特征。柴达木盆地北缘中—下侏罗统碎屑岩主量元素与大陆上地壳整体一致,MgO、Na₂O、K₂O含量轻微亏损;稀土元素含量整体中等偏高,但与大陆上地壳具有极为类似的配分模式;微量元素中大离子亲石元素整体中轻微亏损,相容元素中等亏损,高场强元素无亏损—弱亏损。中—下侏罗统细碎屑岩样品化学风化程度中等偏高,意味着早—中侏罗世柴达木盆地北缘处于温暖潮湿的气候背景,与前人古生物研究结论以及研究区位于特提斯洋北部中纬度、临海位置吻合。样品沉积再旋回程度不强,说明物源区岩石不存在强烈的沉积再旋回,样品微量元素分析可以客观反映源区岩石微量元素特征。岩石中碎屑物质主要来源于由中酸性岩浆岩组成的后太古代上陆壳。古湖盆水体环境判别结果表明,柴达木盆地北缘早—中侏罗世属于贫氧—还原环境,向上有减弱趋势,这与不同阶段盆地类型有关。早侏罗世断陷盆地湖盆规模不大,但水体深度较大,湖盆较为封闭;中侏罗世属坳陷盆地,湖盆面积大,但水深相对变浅。     

柴北缘沙柳河榴辉岩 岩石化学及变质条件研究

柴达木盆地北缘东端沙柳河一带榴辉岩呈布丁构造赋存在新元古代末期花岗质片麻岩中,榴 辉岩主要由石榴子石、绿辉石和金红石等矿物组成。通过对该地榴辉岩的岩石化学和变质条件研究,发 现其峰期变质条件为492.12℃～653.48℃和1.008～1.625GPa,未达到超高压的环境,在岩石中也未 发现明显的超高压证据,与柴达木盆地北缘其他地区(鱼卡河、锡铁山、野马滩)榴辉岩有所区别。     

叠合盆地早期断陷对隆起带与凹陷带的控制——柴北缘隆起带与凹陷带的成因新认识

基于构造解析、盆-山耦合、地震剖面解释等认为,柴北缘西段隆起带与凹陷带分别受控于早、中侏罗世断陷,其中鄂博梁、冷湖构造带发育于早侏罗世"南断北超"的次级箕状断陷上.早侏罗世地层在背斜核部厚度的增大及基底由"凹"转"隆"的原因,是缘于箕状断陷北倾的高角度正断层在早侏罗世晚期—中侏罗世旋转变缓,而在晚侏罗世-白垩纪发生构造反转的结果.鄂博梁构造带与冷湖构造带属于"凹"上"隆";而昆特依凹陷带与赛什腾凹陷带发育于中侏罗世"北断南超"的次级断陷上,其凹陷是缘于中侏罗世南倾的高角度正断层在后期的构造挤压体制下不能发生构造反转,因此,昆特依、赛什腾凹陷带属于"凹"上"凹".在挤压构造体制下,叠合盆地内是发育隆起带抑或是凹陷带,关键在于早期断陷盆地陡坡带高角度正断层能否发生构造反转.     

柴北缘冷湖构造带与马北油田原油地球化学特征对比

通过对冷湖构造带和马北油田26个原油样品中生物标志物分布与组成特征的系统分析,发现马北油田原油中姥植比(低于2.0)相对偏低,伽马蜡烷指数(0.10~0.20)相对偏高,甾烷组成中明显富含指示藻类贡献的C₂₇甾烷,且重排甾烷含量中等,它们与附近凹陷发育的中侏罗统湖相泥岩中的生物标志物分布与组成特征基本一致,显示它们之间存在成因联系;而冷湖构造带原油中姥植比(2.0~2.5)相对偏高,伽马蜡烷指数(低于0.05)相对偏低,明显富含指示陆源有机质贡献的C₂₉甾烷,且重排甾烷含量相对丰富,这一系列特征均明显有别于马北油田原油,而与冷湖地区发育的下侏罗统湖相泥岩中的生物标志物分布与组成特征相吻合,表明该地区发育的下侏罗统湖相泥岩是其主力烃源岩。     

南海北部陆缘盆地半地堑类型及沉积充填模式

对中国南海北部陆缘珠江口盆地与琼东南盆地的区域不整合进行研究,结果表明:该区域受控于幕式岩石圈整体拉张作用,主要经历了3个沉降阶段:初始裂陷、主裂陷、及裂陷衰减阶段,控制盆地内断裂系统发育及阶段性活动,形成了以半地堑为主的构造样式.依据主控断裂与次级断裂的位置关系,将半地堑分为3大类:简单型,缓坡断阶型及陡坡断阶型;同时,根据地震相的外部形状与内部反射特征,对盆地内地震相进行划分,识别出5种地震相类型:平行-亚平行席状地震相、前积楔状地震相、充填状地震相、丘状地震相及乱岗形滩状地震相.通过分析各种地震相的垂向分布规律和指相意义,结合研究区沉积背景及单井资料,将地震相转变为沉积相,建立了南海北部陆缘盆地各类半地堑充填模式,划分出三角洲、扇三角洲、深水扇等沉积相,明确了不同类型半地堑沉积充填模式的区别,为生储组合分析及勘探前景研究提供依据.     

柴达木盆地英西地区S3-1井渐新统下干柴沟组储集空间类型

近年来,柴达木盆地英西地区渐新统下干柴沟组的油气勘探取得了重大发现,但其主要储集空间类型一直是争论的焦点。基于对S3-1井的岩芯观察和系统的微观岩石学、结构学特征研究,总结出其主要储集空间类型为白云石晶间孔,而非溶蚀孔。其主要证据包括:①高沉积速率的暗色层段难以发生暴露溶蚀;②白云石为岩石最重要的矿物组分之一;③场发射扫描电镜下可见棱角状晶间孔广泛发育;④岩芯上观察到的孔洞系统在偏光显微镜下可见其均发育于裂缝之中,为盐类矿物结晶所致,非溶蚀而成;⑤“特低孔-特低渗”的物性特征;⑥较高的排驱压力、较小的连通孔喉半径以及极低的退汞效率;⑦荧光显微镜下表现为整体发光特征。这些发育极广的基质孔隙储油是英西地区亿吨级油田高产稳产的主控因素之一,研究结果对下一步勘探部署具有重要的指导意义。     

扬子板块西南缘南盘江盆地者堡一带二叠系—三叠系界线地质特征及牙形石生物地层

扬子板块西南缘南盘江盆地在二叠纪末结束了孤立碳酸盐岩台地生长历史,但先成台地在早三叠世对沉积过程的控制作用尚不明确。选取盆地西北缘安然背斜东段者堡一带二叠系—三叠系界线为研究对象,在详细剖面测制基础上,进行系统的牙形石生物地层研究。结果表明:罗楼组下部灰岩段包含2个牙形石带,自下而上依次为Hindeodus praeparvus带与Hindeodus parvus带; 根据区域剖面资料对比,可将二叠系—三叠系界线限定于剖面第4层1.5 m处。根据二叠系—三叠系界线剖面露头特征,结合区域资料综合分析,认为安然—者堡一带于晚二叠世长兴晚期经历了缓慢隆升→局部暴露形成岛屿并接受风化剥蚀→再次淹没接受沉积的过程。该研究为进行南盘江盆地二叠纪—三叠纪过渡时期古地理演化提供沉积学证据。     

河南西峡晚白垩世盆地的沉积演化

通过对西峡盆地晚白垩世地层沉积特征的观察研究 ,分析了其形成环境和盆地充填演化历史 .根据古水流特征 ,认为西峡盆地北部边界断层以北是主要物源区 ,南部物源区是次要物源区 ,由北向南依次展布为冲积扇体系、辫状河体系和曲流河体系 ,整个盆地为不对称充填 ,是典型的雁行式排列的走滑引张盆地中的一个