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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

塔里木盆地海相天然气乙烷碳同位素分类与变化的成因探讨

分析塔里木盆地海相天然气碳同位素组成 ,发现天然气的乙烷碳同位素值域分布范围较大 ( - 43‰～- 2 9‰ ) ,并且具有很强的母质继承性。据此并结合天然气甲烷碳同位素组成变化特征 ,将该盆地海相天然气分成 4类。第一类 :δ13 C1值小于 - 40‰ ,δ13 C2 值小于 - 3 7‰ ,主要来源于寒武系—下奥陶统腐泥型母质 ,分布于塔中主垒带、英买力和东河塘地区 ;第二类 :δ13C1值小于 - 40‰ ,δ13 C2 值大于 - 3 4‰ ,主要来源于中、上奥陶统偏腐殖型母质 ,分布于塔中北斜坡、巴楚、东河塘及雅克拉等地区 ;第三类 :δ13 C1值大于 - 40‰ ,δ13 C2 值为 - 3 9‰～ - 3 5‰ ,主要来源于寒武系—下奥陶统腐泥型母质 ,并受热成熟作用影响 ,主要分布在轮南—吉拉克地区 ;第四类 :δ13 C1值大于 - 40‰ ,δ13 C2值大于 - 3 5‰ ,主要来源于寒武系—下奥陶统腐泥型母质 ,同时混入有中、上奥陶统或石炭系偏腐殖型母质生成的气 ,主要分布于桑塔木断垒带及解放渠东—吉拉克地区。图 1表 3参 4(梁大新摘 )     

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。     

克拉苏构造带天然气地球化学特征研究

克拉苏构造带天然气的化学组分分析结果表明克拉苏构造带天然气以烃类组分为主,甲烷含量为96．5％～98．5％,几乎不含大于乙烷的烃类组分,非烃含量少,干燥系数几乎接近1．0,组分偏干。根据碳同位素系列分布判断出克拉苏构造带天然气为有机成因的天然气,并且甲烷和乙烷碳同位素值的差值较大;重烃碳同位素明显偏重,并且有微弱的“倒转”现象;利用V型图版、乙烷碳同位素分布特征和演化程度判断出克拉苏构造带天然气为高温裂解气。根据δ^13C2等于-29‰为煤型气和油型气的区分标准可知克拉苏构造带天然气属于煤型气。利用δ^13C1～R。关系式确定克拉苏构造带的天然气属于高-过成熟天然气。     

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。     

浅变质岩热模拟实验及天然气成藏潜力

以松辽盆地为例,通过热模拟实验及热模拟产物组分和稳定碳同位素分析.对极低级浅变质岩(泥板岩)的生烃能力及产物进行研究.研究结果表明,产物烷烃气碳同位素组成偏重,大量生气阶段(450～550℃)δ18C1值为-31.4‰～-22.3‰,同位素序列为δ13C1<δ13C2<δ13C3或δ13C1<δ13C2、δ13C2共性特征为δ13C1<δ13C2、δ13Cco2<-10.0‰,显示为有机成因天然气;导致碳同位素组成偏重的原因是浅变质岩中的生气母质具有较重的碳同位素组成.高温作用可能使碳同位素系列部分倒转,但机制尚不明确.根据模拟实验气态烃产率探讨了浅变质岩的生气潜力,认为肇深6井4 115.47 m泥板岩生气能力达到86.4 m2/t,预测松辽盆地基底浅变质岩在长垣以东地区生气强度能够达到20×108m3/km2,具备形成一定规模气藏的生烃条件.图6表4参31     

正构烷烃单体碳、氢同位素在油源对比中的应用

以黄骅坳陷古生界烃源岩作为研究对象,采用GC-IRMS和GC-TC-IRMS技术对烃源岩抽提物中的正构烷烃单体碳、氢同位素进行测定,揭示不同沉积环境中正构烷烃单体碳、氢同位素的组成特征。研究结果表明,下古生界烃源岩正构烷烃的δ¹³C和δD值分别为-29‰~-33‰和-110‰~-140‰;上古生界烃源岩正构烷烃的δ¹³C和δD值分别为-27‰~-29‰和-140‰~-170‰.从下古生界的海相到上古生界的海陆过渡相,正构烷烃明显存在一个富δ¹³C和贫δD的趋势。这表明,沉积环境是控制烃源岩正构烷烃氢同位素组成的主要因素。因此,在复杂的含油气系统中,正构烷烃单体碳、氢同位素组成分布特征对油源对比有着重要的意义,并且可用于母质来源及沉积环境的探讨。     

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。     

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。     

塔里木盆地原油碳硫同位素特征及油源对比

以碳、硫同位素在石油生成演化过程中的分馏作用为基础,对塔里木盆地原油、油源对比进行了探讨。原油的δ¹³C继承了生物母质的δ¹³C值,海相原油的δ¹³C小于-32‰或大于-24‰,陆相原油的δ¹³C为-32‰~-24‰。原油中有机硫来源于源岩中的硫酸盐,温度高于成熟原油(80~120℃)的δ³⁴S与油源岩中硫酸盐的δ³⁴S接近,但原油δ³⁴S似要比相应的硫酸盐δ³⁴S轻3‰~4‰。根据碳、硫同位素特征和原油其它物理化学特性可以将塔里木盆地原油分为4种。第1种为寒武—奥陶纪原油,其δ³⁴S为21‰~26‰,δ¹³C小于-32‰,为典型的海相原油,并可细分为寒武纪原油(δ³⁴S在24‰~26‰)和奥陶纪原油(δ³⁴S为21‰~22‰)。第2种为石炭—二叠纪原油,其δ³⁴S为5‰~7‰,δ¹³C小于-32‰,亦为海相原油,如沙3井原油,但母质类型较差。第3种为三叠—侏罗纪原油,δ³⁴S在10‰~14‰,δ¹³C在-26‰左右,为典型的陆相原油。第4种则是前3种原油的混合相原油,δ³⁴S介于海相原油与陆相原油之间,-C—O和C—P两种海相原油混合,其物理化学性质仍为海相原油特征,而-C—O与T—J原油混合则具有混合相原油的性质,没有发现C—P原油与T—J原油的混合油。     

低熟气地球化学特征与判识指标

从目前的研究来看,低熟气的源岩母质类型主要以有机质丰度较高的Ⅲ型煤系为主。低熟气热演化程度（R_O）值在0.4％～0.8％之间,根据煤型气CH₄碳同位素组成与热演化程度R_O之间的“二阶模式”关系,煤型气CH4碳同位素组成应该分布在-54‰～-39‰之间,目前发现的低熟气CH₄碳同位素组成主要集中在-49‰～-39‰之间。一般认为煤型气的C₂H₆碳同位素组成重于-28‰,但是,当考虑低熟气时,将这一指标定为-29‰更为合适。根据煤型气CH₄碳、氢同位素关系,低熟煤型气的CH4氢同位素组成分布在-300‰~-216‰之间. 天然气轻烃参数中,低熟煤型气的庚烷值分布在16％～22%之间,异庚烷值分布在2.2～5.0之间。生物气不仅在CH₄、C₂H₆碳同位素组成上与低熟气存在明显的差别,同时在轻烃含量的参数上也存在明显的差别。     

四川盆地须家河组煤系烷烃气碳同位素特征及气源对比意义

四川盆地上三叠统须家河组煤系是套陆相含煤地层。须家河组一、三、五段以暗色泥岩和煤为主,是气源岩。泥岩干酪根以Ⅱ型和Ⅲ型为主,有机碳含量平均为1.96%,在川中处于成熟阶段,在川西处于高成熟阶段。由于源岩以腐殖型为主,故以形成气为主,气中仅有少量轻质油或凝析油。须家河组二、四、六段以砂岩为主,故有3套生储盖组合,形成许多自生自储煤成气田。在四川盆地须家河组发现的天然气储量仅次于下三叠统飞仙关组,并有该盆地第二大气田(广安气田)。须家河组煤成气碳同位素特征:一是绝大部分具有正碳同位素系列,即δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃<δ¹³C₄;二是δ¹³C₂值是全盆地9个产气层系中最重的,为-20.7‰～-28.3‰;三是川中地区有一批轻的δ¹³C₁值,最轻为-43.0‰。在川东和川南须家河组变薄的地区还发现少量油型气藏,这些气藏碳同位素特征是δ¹³C₂值轻,一般轻于-30‰,最轻为-36.3‰,易与煤成气区分。     

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.