黄骅坳陷孔古油田储层包裹体中稀有气体来源及其油气地质意义

摘要

本文系统地采集了黄骅坳陷、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等不同构造单元奥陶系碳酸盐岩样品，在对样品元素、包裹体测温和热失重等分析基础上，采用分段加热法测试了碳酸盐岩储层中不同赋存状态稀有气体同位素丰度和比值，结合研究区构造背景和幔源岩中稀有气体同位素特征分析了黄骅坳陷稀有气体的成因和来源，并探讨了碳酸盐岩包裹体中稀有气体同位素的大地构造和石油地质意义。本文主要取得了以下认识： 1.不同构造背景、不同温度段碳酸盐岩样品包裹体中4He、20Ne、40Ar、84Kr和132Xe丰度均表现为随着温度的升高而增加的趋势，在160～350℃和350～650℃温度段，样品中稀有气体同位素的丰度均较80～120℃和120～160℃温度段的相应值高。900～1200℃温度段所释放的稀有气体代表了碳酸盐岩残渣中的稀有气体，其丰度值变化较大。 2.不同构造背景碳酸盐岩样品包裹体中绝大部分4He/20Ne值比大气中的4He/20Ne高2个数量级以上，因此，大气氦的份额可以忽略不计。黄骅坳陷孔古7井3He/4He值主要分布于3.083～3.82×10-6，介于地壳和地幔值之间，表现为地壳和地幔混合成因。鄂尔多斯盆地和塔里木盆地3He/4He值相对较低，主要分布于2～10.6×10-8之间，表现为典型的地壳放射性成因。 3.黄骅坳陷孔古7井的20Ne/22Ne值主要分布于10.46～11.5，介于大气值和地幔值之间，与中国东部幔源岩体包裹体中20Ne/22Ne值分布特征相似，反映了大气、地壳和地幔的混合成因。鄂尔多斯盆地天2井和塔里木盆地轮南46井的20Ne/22Ne值高于空气值，推测可能为碳酸盐岩中的19F(n，α)22Ne等放射性核反应产生的22Ne相对较低造成。 4.不同构造背景碳酸盐岩样品的38Ar/36Ar值，在误差范围内均具有与空气38Ar/36Ar值相似，说明38Ar和36Ar在流体运移过程中同位素分馏效应不明显，造成38Ar/36Ar值在地球不同圈层中变化范围较小。黄骅坳陷孔古7井不同温度段的40Ar/36Ar值分布在260～483之间，接近或高于大气的40Ar/36Ar值，表现为大气、地壳和地幔混合成因；在900～1200℃温度段，黄骅坳陷孔古7井40Ar/36Ar值较高，其值分布于528.6～735.9，可能是由于残渣中K2O含量较高等因素造成的。塔里木盆地轮南46井和鄂尔多斯盆地天2井不同温度段的40Ar/36Ar值变化范围较小，其值分布于380～307，与大气值接近，说明其主要来源于大气。 5.黄骅坳陷孔古7井碳酸盐岩样品的82Kr/84Kr分布于0.124～0.255;83Kr/84Kr分布于0.146～0.224；86Kr/84Kr分布于0.269～0.366，129Xe/130Xe分布于5.42～6.86；131Xe/130Xe分布于4.14～7.20；132Xe/130Xe分布于4.62～8.24；134Xe/130Xe分布于1.62～3.01；136Xe/130Xe分布于2.06～2.34，在实验误差范围内接近大气值，其分布特征与中国东部地区地幔岩中Kr和Xe同位素比值相似，表现为大气和地幔混合成因；鄂尔多斯盆地天2井和塔里木盆地轮南46井碳酸盐岩包裹体中Kr和Xe同位素数据较少，在误差范围内均与相应的大气值一致，主要来源于大气。 6.综合分析认为黄骅坳陷孔古7井碳酸盐岩储层包裹体中幔源稀有气体份额为中新生代太平洋板块向西北方向的俯冲，将大量大气和洋壳物质带入中国东部欧亚板块之下，与上地幔物质混合形成的地幔流体沿着深大断裂向上运移，被俘获在碳酸盐岩包裹体中。 7.根据包裹体测温结果，结合生烃演化史分析认为包裹体中稀有气体侵入的时间为晚三叠世、早侏罗世至晚白垩世和新生代，与中国东部构造运动阶段一致。黄骅坳陷碳酸盐岩储层包裹体中稀有气体同位素特征可以指示区域构造活动性、壳幔相互作用、古地温和油气成藏条件。

目录

文摘

英文文摘

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本论文创新点

绪论

第一章稀有气体的理论及应用

第二章黄骅坳陷地质背景

第三章样品采集及实验分析

第四章碳酸盐岩储层包裹体中稀有气体的地球化学特征

第五章储层包裹体中稀有气体的来源及其地质意义

结论

参考文献

图版

致谢