应用碎屑锆石U-Pb年代学确定油气探井钻屑的地质年龄:坦桑尼亚Rukwa裂谷盆地实例研究

摘要

通过陆相层序精确地确定年代和已钻井之间的关系,对于油气勘探有很大难度,尤其是在定年化石的保存和采集贫乏区.作为生物地层测年的补充或替代,我们通过对钻屑中碎屑锆石的激光消融-电感耦合等离子体质谱分析,论证了U-Pb年代学的实用性.在具有同沉积期火山岩输入的盆地中,一段地层中最年轻的锆石可以使沉积时代更精确,并作为定年的替代指标.通过分析坦桑尼亚东非裂谷系统Rukwa裂谷盆地Galula-1井陆相层段的钻屑(其以前的生物地层学结果存在矛盾),论证了这种技术应用于油气勘探井的可靠性.该井下部三分之一录井剖面揭示出,晚中新世到上新世最年轻的碎屑锆石群具有沿井眼向上年轻化的趋势,这与相关露头火山凝灰岩的新放射性同位素年龄相匹配.在此之后是再生年轻锆石层段,紧接着是一无锆石层段,解释了近同时代Rungwe火山岩区域岩浆岩组成的变化.本项研究首次针对Rukwa裂谷的Lake Beds层序提出了放射性同位素年龄的约束条件,并证实盆地的沉积始于8.7Ma,论述了埋藏和热演化史建模的关键因素,以及形成含油气体系的概率.同层段录井样品与露头样品在地质年代和锆石保存方面的一致性为钻屑的U-Pb碎屑锆石年代学作为一种快速、低成本油气勘探方法的应用提供了强有力的支持.