运用流体包裹体探讨上古生界油气成藏期次和时间

流体包裹体在沉积盆地中广泛分布,它是封存于矿物晶穴或裂隙中的原始流体,是流体运移聚集过程的原始记录。流体包裹体在绝大多数情况下不因后期油气继承性活动的叠加改造而消失,在这些保存至今的形成于油气生、运、聚、散各阶段的原始样品中,含有丰富的油气成藏信息,对成矿流体的运移聚集成藏具有重要的示踪作用,成为追踪盆地流体活动的有利工具,近年来流体包裹体技术在油气成藏研究中得到广泛的应用。文章运用流体包裹体测温方法确定上古生界的油气成藏期次和成藏时间。     

中扬子地块南缘半坑古油藏成藏期及破坏期的 40Ar/39Ar 年代学约束

因为与油气成藏作用相关的矿物种类较少, 传统同位素测年法很难在油气成藏期方面展开应用, 油气成藏年代的直接、定量研究是同位素年代学和石油地质研究面临的重大科学问题. 本次研究对中扬子地块南缘(江南-雪峰隆起北缘)半坑古油藏断裂带内沥青伴生石英脉进行的包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 同位素真空击碎法测年实验, 获得了两条截然不同的、线性相关均良好的反等时线, 对应两个年龄坪, 两期年龄分别对应228 Ma 左右的原生包裹体和149 Ma 左右的次生包裹体, 代表了两期不同性质的流体行为. 古油藏断裂带内沥青及伴生的石英脉体是构造作用和成藏及改造作用过程中的一体化产物, 与构造作用和烃类运聚具有着非常严格的响应关系, 可以约束多期复杂构造作用下油气成藏、改造和破坏的时间, 据此将半坑古油藏成藏演化过程划分为晚印支期(228 Ma 左右)原生油气藏形成阶段和早燕山期(149 Ma 左右)油气藏改造阶段. 本次研究重建了多期复杂构造作用控制下的中扬子地块南缘(江南-雪峰隆起北缘)巨型油气成藏带内油气聚集与改造/破坏的年代学格架, 是江南-雪峰隆起北缘特殊大陆构造属性对海相油气巨量富集与改造/破坏的控制作用在时间链条上的体现. 展示了流体包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 定年技术在油气成藏年代学方面, 特别是在中国南方地层时代老、烃类演化程度高、多旋回构造作用背景下的海相油气成藏地区应用的可行性与良好前景.     

内生金属矿床成矿作用年代学研究——以西华山钨矿床为例

众所周知,前人在研究钨矿成矿时代时,基本上都是采用与成矿有关的岩石,或与矿脉共生的蚀变矿物作为测年对象,它们的同位素年龄多半只能提供围岩(母岩)或矿物结晶时代间接推断成矿年龄。Shepherd等人曾先后对英国南部和西南部某些钨锡矿床中与成矿有关的石英矿物流体包裹体和脉石矿物——萤石,测定了Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄,并获得成功。作者首次对西华山钨矿床中同一成矿期不同成矿阶段石英中的流体包裹体、黑钨矿和萤     

塔里木盆地深部流体改造型碳酸盐岩油气聚集

塔里木盆地深部流体活动具有分区性特点．位于盆地西部的塔中隆起西部井下岩石及原油稀土元素分析、二氧化碳的碳同位素分析以及储层流体包裹体测温证实了深部流体的存在．盆地基底以下的深部流体通过深大断裂及火山活动进入盆地内，通过物质和能量交换对碳酸盐岩储层进行溶蚀和交代，使碳酸盐岩储集层的孔隙度、渗透率结构发生改变而使其储集性能发生改变，从而形成深埋改造型的优质碳酸盐岩储层．塔中隆起西部地区沿大断裂及火山活动区发现的萤石矿带是深部流体作用的产物，是塔中45井油田的主要储集层类型．热液白云岩化使英买7井碳酸盐岩储层得到明显改善．深部流体的来源及其活动范围与盆地内深大断裂以及火山活动密切相关，深大断裂以及火山岩发育区可以作为寻找深部流体改造型储层的指针．深部流体改造型碳酸盐岩油气聚集的基本特点是大型断裂及火山通道附近聚集、火山活动之后晚期成藏、受岩性物性控制的隐蔽油气藏．     

松辽盆地深层CO2气藏40Ar-39Ar成藏年龄探讨

因缺乏合适的同位素年龄测定矿物, 油气成藏年龄从未被准确测定. 松辽盆地深层CO₂气藏储层营城组火山岩之石英发育CH₄-CO₂-盐水次生包裹体, 这种次生包裹体乃是气藏充注时捕获在石英裂隙中的流体形成的, 为开展⁴⁰Ar-³⁹Ar成藏年龄研究提供了极佳的测定对象. 火山岩储层石英次生包裹体⁴⁰Ar-³⁹Ar定年获得了高度线性相关的等时线,等时线年龄为(78.4± 1.3) Ma, 表明松辽盆地深层CO₂气藏充注发生于白垩纪晚期. 首次报道了高精度的天然CO2气藏成藏年龄数据, 建立了油气成藏年龄测定新技术, 证实了邱华宁在2006~2007年项目设计中提出的“以流体包裹体⁴⁰Ar-³⁹Ar定年技术解决油气成藏年龄”的研究思路和技术路线的正确性.     

成藏三要素的耦合对高效气藏形成的控制作用——以四川盆地川东北飞仙关组鲕滩气藏为例

以川东北地区飞仙关组高效气藏为例，通过能量场的数值模拟，定量．半定量地分析油气成藏关键时刻能量场控制下所发生的烃类生成、运移和聚集及储层等要素演化以及其相互作用、相互影响．指出晚三叠世-早侏罗世是二叠系烃源岩大量成油期，断层沟通油源，油气在飞仙关组古构造圈闭内聚集成大型古油藏；晚侏罗世-白垩纪大巴山前陆盆地巨厚堆积，导致古油藏被深埋，古温度达到170～210℃，古油藏发生裂解成气，古油藏成为高效气源灶；与此同时，高温环境下发生的硫酸盐热还原作用，产生大量H2S等酸性气体，使得古油藏范围内的白云岩储集层发生深部溶蚀作用，储层物性得以改善与保持；喜马拉雅运动，在大巴山前缘产生强烈变形，古气藏发生调整、降温与降压，形成现今气藏分布状态．     

松辽南部岩性地层油气藏成藏年代研究及其勘探意义

松辽盆地南部扶新隆起的形成时间、演化特征和油气充注时间认识不清, 一直没有公认的统一结论. 文中对扶新隆起扶余油层岩性地层油气藏自生伊利石K-Ar同位素年龄进行了研究. 在伊利石矿物分离提纯、X衍射分析和扫描电镜检测的基础上, 进行了同位素测试和年龄的计算分析. 在松辽南部“六史”演化综合分析的基础上, 剖析了松辽南部扶新隆起的构造-沉积-成藏演化特征, 认为盆地南部整个中央坳陷区油气演化和成藏的地质背景相似, 其中的长岭凹陷和扶新隆起是在青一段烃源岩进入生烃高峰后和扶余油层主成藏期后才发生明显的“隆-凹”分异, 即油气成藏发生于扶新隆起大规模隆升之前. 油藏具有上生下储、本地供源、垂向运移的特征, 澄清了以往油源主要来自长岭凹陷侧向运移的地质认识. 根据自生伊利石同位素年龄, 结合流体包裹体方法, 确定了扶新隆起扶余油层岩性地层油气藏油气充注的完整历史过程. 这一认识有助于正确评价扶新隆起和长岭凹陷及外围地区的资源潜力和勘探方向. 研究表明自生伊利石K-Ar同位素测年和流体包裹体两种技术方法的结合是追溯油气充注历史、确定油藏年龄的行之有效的方法手段.     

四川盆地普光大型气田油气充注与富集成藏的主控因素

以油气运移、聚集为主线，通过油气（藏）地球化学与综合地质的技术与方法，探讨了普光大型气田油气充注历史；结合该区构造．沉积演化历史，分析了油气成藏的主控因素．研究认为，普光气田天然气主要是煤成气和原油裂解气，主力烃源岩为上二叠统富含有机质的炭质泥岩和下志留统泥页岩．普光气田的形成经历了3次充注与调整过程；普光构造处于有利的古构造位置、发育优质的疏导体及有效保存条件是形成普光大型气田的主要控制因素．     

小秦岭含金石英脉复式成因的流体包裹体证据

小秦岭地区太古代变质岩、燕山期花岗岩及含金石英脉中流体包裹体研究发现，区域变质热液为高温高盐度的流体，燕山期花岗岩浆期拍热注伪含ＣＯ２的低盐度流体，而典型金太乱矿热液也为富含ＣＯ２的低盐度流体，但在金矿区无金或贫金地段的石英脉中残留有变质热液特有的埝放物高盐度流体包裹体，这说明石英脉可能是在变质作用过程中就已形成，后期又被燕山期后含金热液叠加改造并成矿。     

胶东乳山含金石英脉型金矿的成矿年龄: 热液锆石SHRIMP法U-Pb测定

胶东乳山金矿含金石英脉中的锆石具有较高的普通铅(²⁰⁶Pb_c＝2.00%~15.88%)和Th/U比值(0.31~1.35), 其壳-幔部捕获的流体包裹体与含金脉石英中的流体包裹体类型相同, 表明锆石形成于高Th/U比值的成矿热液环境. SHRIMP法 U-Pb测定结果表明, 含金脉石英中热液锆石的形成年龄为117±3 Ma, 与前人在胶东其他地区金矿床获得的成矿年龄相接近, 代表了乳山金矿的热液成矿时间; 围岩昆嵛山二长花岗岩中锆石的形成年龄为160±3 Ma, 表明金矿床形成与二长花岗质岩浆侵位事件无直接关系. 采用SHRIMP法直接测定含金石英脉中热液锆石的U-Pb年龄, 可用来限定热液成因金矿床的成矿时代.     

金属矿床和油气藏:沉积盆地中的两个亲兄弟

越来越多的证据揭示,沉积盆地中的很多金属矿床之中及附近发现有油气显示和沥青残斑,甚至油气藏。沉积盆地中的大多数金属矿床的流体包裹体中检测到甲烷和乙烷等有机气体,甚至一些矿床包裹体中还检测出原油。反过来,在很多油田的原油中也发现高含量金属元素。然而,长期以来,大多数研究者对沉积盆地金属矿床或者油气藏的研究是孤立进行的。文章对沉积盆地中金属矿床与油气藏这两个看似风马牛不相及的地质体进行了空间关系、物质关系和时间关系的分析,结果认为盆地中上述地质体的形成是对统一地质事件的响应,即在构造应力或者岩石静压力驱动下,成矿流体和油气向沉积盆地的隆起以及其他有利部位运移并成藏成矿。该认识对沉积盆地中金属矿床和油气藏的勘查也有指导意义。     

应用储层流体包裹体信息研究天然气气藏的成藏时间

以鄂尔多斯盆地晚古生代深盆气藏为例，应用储层中流体包裹体均一温度及其他信息，结合该盆地古地温演变与沉积构造史，推算出该气藏成藏时间为150－125Ma，并且具有南部早北部晚的特点。这一结论与鄂尔多斯盆地晚古生代气藏形成的地质地球化学条件相吻合。     

和田河气田碳酸盐岩气藏特征及多期成藏史

根据气源对比研究, 认为该区气藏的主要气源岩为寒武系烃源岩. 在烃源岩演化和构造演化研究的基础上, 结合该区气藏储层沥青薄片分析和流体包裹体均一温度研究, 认为气藏主要有3个形成期. 第1期为晚加里东期, 寒武系烃源岩生成的油通过断层以液相形式向上运移至奥陶系碳酸盐岩储层中聚集, 成藏后由于地壳抬升, 该油藏被破坏; 第2期为晚海西期, 寒武系烃源岩到生凝析气阶段, 由于断裂活动切穿至二叠系, 烃类以液相形式进入奥陶系储层, 可能圈闭条件不好, 没有大规模成藏; 第3期为喜山期, 由于挤压应力的作用, 和田河气田两侧断裂活动剧烈, 形成现今的断垒构造, 寒武系烃源岩到生干气阶段, 烃类以气相形式向上运移至奥陶系和石炭系储层, 形成现今的大气藏.     

微细浸染型金矿激光微区40Ar/ 39Ar等时年龄测定:以长坑大型金矿为例

采用激光微区40Ar/39Ar定年技术, 对粤中长坑微细浸染型金矿主成矿期热液蚀变黏土矿物进行了测定, 得出该矿金的主成矿年龄为109.9±1.4 ～ 110.1±1.3 Ma, 较银的主成矿年龄早30～50 Ma.金和银的成矿均与该区隐伏花岗岩体无关, 而可能都是沉积盆地演化的产物.研究表明激光微区40Ar/39Ar定年方法十分适用于微细浸染型金矿成矿时代的厘定.     

武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床Sm-Nd同位素年代学及其地质意义

通过典型矿床-武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床中矿石及萤石稀土元素特征和Sm-Nd同位素体系的研究, 对昆阳群稀土富集及矿化时代进行了限定. 研究表明, 成矿期呈浸染状紫红色萤石中稀土总量 高, 强烈富集轻稀土, 正Eu异常; 成矿期后脉状浅绿色萤石中稀土总量低, 相对富集重稀土. 成矿期萤石Sm-Nd同位素等时线年龄为1539±40 Ma, ε_Nd(t)=-4.6; 矿石Sm-Nd同位素等时线年龄为1617±100 Ma, ε_Nd(t)值为-3.2. 表明矿床形成于中元古代早期, 成矿物质来源于富集地幔, 矿床成因为火山喷流-同生沉积. 在对比研究的基础上, 提出中元古代稀土大规模爆发成矿可能与当时大陆边缘裂谷环境产出的富碱非造山型岩浆有密切的关系.     

大厂锡-多金属矿床成矿流体来源的He同位素证据

对取自该矿床层状矿体和块状矿体的4件黄铁矿样品进行了流体包裹体的He同位素测定，^3He/^4He值为1.7-2.5Ra，反映了成矿流体中有地幔流体的混入，可能是海水与地幔流体混合的结果，类似于许多现代大洋底块状硫化物矿床，而与花岗岩有关的1件萤石样品的^3He/^4He值为0.7Ra，明显低于与层状太体和块状太体有关的成矿流体。两种流体可能具有不同的来源，因此层状和块状矿体的形成可能与花岗岩无成因联系。     

油气包裹体中水的检出及其意义

利用显微红外光谱技术, 对准噶尔盆地西北缘断裂带地区储层中的油气包裹体进行了精细分析, 发现其中普遍含有不等量的水, 油气包裹体在形成时有水的参与. 此外, 赋存在同一寄主矿物中, 属于同一成藏期次形成的不同包裹体之间, 水/油的相对比例变化显著, 而CH₃/CH₂变化不明显, 这可能是油气“幕式成藏”的真实记录.     

粤北瑶岭-梅子窝钨矿He-Ar同位素地球化学:对华南燕山期壳幔作用过程与成矿的制约

粤北瑶岭-梅子窝钨矿成矿阶段形成的黄铁矿等矿物流体包裹体的He和Ar同位素丰度及比值分析表明,其4He的含量变化大,为(1.54～2609)×107cm3STP/g,3He的含量为(0.759～3.463)×1012cm3STP/g,3He/4He的比值为0.0043～4.362Ra,介于幔源与壳源He之间;40Ar含量为(0.624～8.89)×107cm3STP/g,40Ar/36Ar比值变化大,在330～2952之间,介于大气氩与壳源或幔源放射性成因氩之间.成矿流体中有幔源He的加入,幔源He的平均含量为22%,最高可达67%,显示幔源流体在成矿过程中起了重要的作用;He和Ar同位素分异说明除幔源流体参与成矿外,富含4He的壳源改造型饱和大气水参与了成矿,成矿流体为幔源流体、壳源岩浆流体和改造型饱和大气水以不同比例混合的流体.幔源流体参与成矿表明,华南燕山中期(约150～160Ma)包括瑶岭-梅子窝钨矿在内的大规模的W,Sn成矿作用是壳幔相互作用的结果.     

塔里木盆地克拉通区海相油气成藏期与成藏史

根据包裹体分析、伊利石K-Ar同位素测年、油气水界面追溯法等多种方法综合分析认为, 塔里木盆地克拉通区海相油气藏主要有晚加里东-早海西期、晚海西期和喜山期3期成藏以及燕山期和喜山期2期调整再成藏. 其中晚海西期是现存原生油藏的主要形成时期, 燕山期特别是喜山期是古油藏的调整再成藏时期, 喜山期也是气藏的主要形成时期. 目前发现的古生界油藏主要是晚海西期形成的原生油藏, 中生界油藏则主要为喜山期调整再聚集形成的次生油藏. 塔里木盆地克拉通区油气藏之所以普遍出现晚期调整现象, 主要与中新生代特别是晚第三纪以来塔里木盆地频繁而强烈的构造变动以及晚喜山期高过成熟天然气的强烈气侵作用有关, 另外克拉通区油藏幅度普遍较低也是造成早期油藏易发生调整的一个重要原因. 因此, 构造相对稳定的继承性古隆起和古斜坡区, 是塔里木盆地寻找大中型海相原生油藏的主要地区.     

锡石40Ar/39Ar 法直接定年探讨

赣南漂塘钨矿共生白云母和锡石⁴⁰Ar/³⁹Ar 定年对比研究, 前者采用激光阶段加热分析,后者采用真空击碎法提取流体包裹体. 白云母形成平坦的年龄谱, 坪年龄为159.3±1.5 Ma(2σ). 锡石形成下降型年龄谱, 最初6 个阶段表观年龄明显偏老且迅速下降, 从3954 Ma 降至196 Ma, 表明锡石中次生包裹体含有过剩氩; 第7~18 阶段形成了年龄坪, 坪年龄为159.1±1.8Ma, 对应的数据点构成高度线性相关的等时线, 等时年龄为158.6±2.9 Ma, 代表了原生包裹体的年龄. 锡石原生包裹体年龄与白云母年龄一致, 代表了漂塘钨矿的形成年龄. 研究结果表明锡石是⁴⁰Ar/³⁹Ar 真空击碎分析理想的定年对象, 其原生包裹体年龄代表了成矿年龄. 继闪锌矿之后, 再次拓展了流体包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar 法应用于矿石矿物直接定年测试对象.