峨眉地幔柱对中上扬子区二叠纪成藏条件影响的探讨

峨眉地幔柱与峨眉地裂运动有何关系?它对中上扬子区二叠纪天然气藏有何影响?研究地幔柱和地裂运动对塔里木盆地油气勘探和开拓新的油气资源有何意义?这些均是复杂而有挑战性的问题。在多年研究峨眉地裂运动基础上,利用前人对峨眉地幔柱的研究成果,探讨扬子板块西北缘拗拉槽群形成与峨眉地幔柱关系,以及峨眉地幔柱产生的热力作用对烃源岩转化和优质储层的影响。对比塔里木盆地和四川盆地构造演化史,建议塔里木盆地油气勘探加强地幔柱和地裂运动对油气成藏条件影响的研究,同时开展地幔柱对2个盆地无机成因油气资源的探索,争取发现新的油气资源。

页岩气成藏条件及中上扬子区志留系页岩气勘探前景分析

分析对比美国与中国南方页岩气成藏条件,认为页岩气富集主要取决于以下几个因素:①泥页岩有机质地球化学特征(厚度、有机质类型、丰度、成熟度);②储集条件(矿物组成、孔隙度和渗透率及裂缝发育);③保存条件主要包括埋藏深度、温度与压力等。其中前两项为页岩气成藏主要条件。总结出有利的页岩气藏开发下限指标为:w(TOC)≥0.5%,Ro>0.4%,页岩单层厚度≥9m,脆性矿物(石英)体积分数≥50%。对比分析表明,中上扬子区志留系页岩气有利区主要为川东北、川东、鄂西渝东和湘鄂西区。

中上扬子区志留系龙马溪组页岩气勘探区优选

将中上扬子区志留系龙马溪组页岩与具有相似构造沉积背景的Fort Worth盆地Bar-nett页岩进行对比研究,揭示龙马溪组页岩与Barnett页岩的相似性和变形的差异性。结果表明,龙马溪组页岩与Barnett页岩具有相似的沉积背景、岩性组合和隆升演化模式,但龙马溪组页岩经历了多期构造变形的改造和叠加,不同构造单元的变形强度存在明显的差异,形成了不同的断裂组合及各种不同类型、不同规模的裂缝,构造变形很大程度上制约了中上扬子区龙马溪组页岩气的成藏和破坏。根据龙马溪组页岩现今的残存厚度,结合构造变形的强度,提出川南和川东鄂西页岩发育带均为有利的页岩气勘探潜力区带,但川南页岩发育带优于川东鄂西页岩发育带。两个有利勘探区带内变形相对较弱、远离断裂带和原生裂缝不甚发育区是页岩气富集成藏的有利区域,应为页岩气藏勘探的首选目标区。

中上扬子区海相层系流体特征与油气保存条件

通过对中上扬子区地层水化学特征、地层水氢氧硫同位素、天然气组成特征、天然气烷烃碳同位素、甲烷氢同位素、天然气轻烃组成特征等的研究,结合油气显示及产出情况将中上扬子区流体特征划分为5大区,即:川中—川西区(Ⅰ)、川北—川东—川南区(Ⅱ)、江汉盆地南部(Ⅲ)、黔东南坳陷区(Ⅳ)和湘鄂西区、黔中及邻区、江汉盆地北部等区(Ⅴ),其对应的油气保存条件逐渐变差。

中上扬子区海相层系烃源岩硫含量分布与硫同位素组成特征

中上扬子区海相层系烃源岩相对该区陆相烃源岩总体富硫，且不同层位、同层位不同岩性烃源岩硫含量差异明显，总硫含量与总有机碳含量间存在一定的正相关性。烃源岩中各种形态硫以有机硫和无机黄铁矿硫为主，单质硫在海相烃源岩中较常见，但占总硫含量的比例低。海相烃源岩硫同位素变化范围大，主要在-35‰-30‰，有机硫和单质硫同位素相对偏负，均值分别为-8．68‰和-5．65‰：黄铁矿和硫酸盐硫同位素则相对偏重，均值分别为4．15‰和2．19‰。

中上扬子区热场分布与演化

在中上扬子区16条热演化(Ro-H)剖面建立的基础上,基于"沉积盆地热史恢复模拟系统"的热史Ro反演、Ro-ΔRo法、最高古地温法恢复了早古生代—晚古生代早期、晚古生代—中三叠世、晚三叠世—侏罗纪的地温梯度,并编制了地温梯度平面分布图。结果表明,热场分布与演化与区域构造、盆地体制和构造热事件具较好的对应关系,表现在:(1)中上扬子区早古生代—晚古生代早期总体属克拉通拗陷盆地,具低的热流值,在低热流值背景中具由克拉通向被动大陆边缘增高的趋势;(2)晚古生代晚期—中三叠世受区域伸展作用控制,高热流值区与陆缘裂陷和陆内裂陷相对应,而克拉通内保持低热流值;(3)晚三叠世—侏罗纪前陆盆地发育期,构造活动带(前陆冲断带、基底拆离—盖层滑脱带)热流值高,并具向前陆盆地内逐渐降低的趋势。

中上扬子区奉节—观音垱剖面深部温度场及热结构特征

在大地热流密度分布的基础上,本文基于二维稳态热传导方程,根据研究区热导率、生热率等热物理性质参数,对横穿川东北地区、秭归盆地、黄陵穹窿和江汉盆地等几个构造单元的奉节(FJ)—观音挡(GYD)地学剖面进行了温度场数值模拟研究,获得了其深部热结构认识。模拟结果显示,地幔热流自西向东逐渐升高,变化范围约为25.3~34.7 mW/m^2。莫霍面温度大约在380℃~450℃之间变化。热岩石圈厚度自西向东先稍微增厚,后逐渐变薄,变化范围约为115~171 km。江汉盆地中新生代的伸展作用使其地幔热流稍有升高,"热"岩石圈厚度相对较薄(约116 km);而川东北地区则受到早期的挤压和晚期的抬升剥蚀作用,地幔热流相对较低,其深部"热"岩石圈厚度也相对较厚(约168 km)。

中上扬子区下组合烃源岩有机质碳同位素组成特征

介绍中上扬子区下组合(上震旦统及下古生界)烃源岩有机质碳同位素组成特征,探讨碳同位素"逆转"的成因及高—过成熟烃源岩可溶有机质碳同位素的应用。研究认为,中上扬子区高—过成熟的上震旦统及下古生界烃源岩有机质碳同位素"逆转"的内因主要是不同物质或组分在高—过成熟不同演化阶段具不同的碳同位素分馏速率;氯仿沥青"A"饱和烃碳同位素值与成熟度密切相关,是高—过成熟烃源岩成熟度的较好表征指标;直接应用高—过成熟烃源岩可溶有机质碳同位素组成特征难以识别沥青(油)/源岩间的亲缘关系,基于模拟实验碳同位素分馏效应可估算高—过成熟烃源岩在成熟阶段时可溶有机质及其馏分的碳同位素组成的面貌,为沥青(油)/源岩对比奠定了基础。

中上扬子区海相沉积烃源研究(之二)

历经几十年来的勘探与研究,本区有关油气源研究的成果认识较多,在此仅就主要的简介于下。

中上扬子区寒武纪层序地层划分与对比

在对研究区寒武纪典型地层剖面测量的基础上,在新的年代地层框架内,从沉积相的分析入手,研究了中上扬子区寒武系层序地层的划分,共识别出14个三级层序,其中,滇东统划分出3个三级层序,黔东统划分出7个三级层序;武陵统和芙蓉统共4个三级层序,分属两个二级层序,其中滇东统和黔东统的10个三级层序划归寒武系下部的二级层序,武陵统和芙蓉统划归寒武系上部的二级层序;同时,对不同沉积相区的层序地层进行了对比。

中上扬子区寒武纪第二世浅水地台相三叶虫生物带的划分

依据《国际地层指南》有关生物地层单位定义、类型和命名等法规,对我国寒武纪第二世浅水地台相三叶虫动物群分带中所存在问题提出修订意见,同时也与该区深水斜坡相三叶虫带划分做了对比,为华南地区寒武纪生物带划分、对比和岩相古地理重建提供较重要依据。

烃源岩矿物组成特征及油气地质意义——以中上扬子古生界海相优质烃源岩为例

系统分析中上扬子古生界3套海相优质烃源岩矿物组成及其影响因素,探讨烃源岩矿物组成所蕴含的油气地质意义。中上扬子古生界下寒武统牛蹄塘组、上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组、上二叠统大隆组优质烃源岩具有相似的矿物组成,主要为硅质型泥页岩,黏土矿物含量低,而上二叠统龙潭组烃源岩矿物组成变化较大。约65%的烃源岩样品中石英含量大于70%,黏土型泥页岩主要发育在龙潭组。海相烃源岩矿物组成的差异主要由沉积环境导致,同时受生物沉积作用、热演化成熟度的影响。矿物组成差异是导致烃源岩生烃模式和排烃能力差异的因素之一。牛蹄塘组、五峰组-龙马溪组、大隆组优质烃源岩富脆性的硅质矿物而低黏土矿物,有利于页岩气的开采,但较低的黏土矿物含量对泥页岩吸附气能力是一种制约因素;龙潭组页岩气勘探应根据其矿物组成的变化在不同区域分别对待。

中上扬子印支运动的地层学效应及晚三叠世沉积盆地格局

发生在晚三叠世的印支运动,结束了中上扬子地区自伊迪卡拉纪以来以一个稳定的古地理单元、而且多数时间沉积浅水碳酸盐岩的漫长的地质历史。该地质事件受控于秦岭造山带的大规模造山隆升和华北板块的向南强烈挤压,并在华夏地块的北西向挤压,以及印支板块的向北挤压的共同作用下,在习称的"扬子地台"的相对较为稳定的基底上于晚三叠世形成一个从残留海相盆地到具有前陆性质的陆相磨拉石盆地的演变序列;而且,这个特别的盆地演变序列与松潘—甘孜地块上发育的晚三叠世前陆浊积盆地的形成和消亡过程存在时间上的对应性。因此,对中上扬子区印支运动的地层学效应以及由此而产生的沉积盆地格局演变的系统描述,为窥视古特提斯洋消亡过程提供了重要线索,而且为重新审视长期以来作为前陆盆地典型代表的、由龙门山造山带的造山隆升所形成的"四川盆地西部前陆盆地"假象提供了一个思考的途径。

中上扬子北缘中古生界海相烃源岩特征

中上扬子北缘中古生界海相层系有机地球化学剖面的研究表明,中古生界海相层系烃源岩主要发育于下寒武统、上奥陶统五峰—下志留统龙马溪组底部和二叠系。其中下古生界烃源岩以泥质岩为主,有机质丰度高,有机质类型好,多属好—最好的烃源岩;上古生界(P)烃源岩以碳酸盐岩为主,泥质岩为辅,前者有机碳一般<1%,多属较好的烃源岩,后者有机质丰度高,多属好—最好的烃源岩;二叠系碳酸盐岩和泥质烃源岩有机质类型复杂多样,以Ⅱ1型为主。3套烃源岩热演化程度普遍较高,等效镜质体反射率Ro一般>2.0%,区内油气结构以天然气为主。烃源岩可溶有机质有机地球化学特征研究表明,下古生界烃源岩正构烷烃呈单前峰型,而二叠系烃源岩正构烷烃有3种类型。在甾、萜烷生物标志化合物方面,二叠系烃源岩以较低的C21三环萜烷/C23三环萜烷、C27规则甾烷/C28+29规则甾烷等为显著特征而区别于下寒武统烃源岩,五峰组—龙马溪组烃源岩则介于其间。