石油双机(有机+无机)混合成因的研究与探索

石油与天然气的成因问题关系到我国乃至世界各国能源结构的配置及其能源在社会与经济发展中的地位和导向.自从17世纪展开对石油的有机与无机成因的争论以来,至今已有约300~400年的历史.尽管有机成因论占据了统治地位,但是无机成因论亦不断地在兴起!通过对这二者的理解和研究,从理论上讲他们都具有一定的物质基础和论据.基于对国内、外一些特异油田的生储环境,原油中所富含的微量金属元素的聚集与散失,某些油田中并未找到卟啉分子这样的生物标志物,碳、氢、氧化学合成实验等方面取得了一定的成效,故全盘否定无机生油的论点和论据确尚感为时过早或欠妥!显然,在以有机物成油为主体的前提下,无机物亦可生成部分石油,并通过运移、渗透到各油田的储集层中应是完全可能的.基于这样的分析、研究和探索,现提出石油的双机(a有机+b无机)混合成因的新理念.诚希能在今后的石油工业发展中,从理论、技术、实验和实践中强化对双机混合成因新理念的深化研究与探索,以达深切理解和扩展石油生、储空间环境等是不无裨益的!

花岗岩混合成因研究及大陆动力学意义

岩相学特别是同位素地球化学研究显示 ,很多花岗岩并非起源于单一物源 ,而可能是壳、幔物质的二源 (元 )混合产物 ,也可能是三源 (元 )混合产物 ,如长英质上地壳物质、基性下地壳物质、幔源基性物质或陆壳、洋壳、地幔物质。因而 ,用花岗岩推断下地壳物质组成特性有时不一定可靠 ,但花岗岩混合成因研究却有可能提供有关地壳结构、生长演化以及地壳、洋壳、地幔三者相互作用关系的信息 。

湖南宝山花岗闪长质岩石混合成因证据探讨

通过对湖南宝山花岗闪长质岩石岩相学特征研究,发现存在较多矿物不平衡结构,如富Ca的斜长石熔蚀核,黑云母、石英嵌晶结构,暗色镶边的眼球状石英,针状磷灰石、辉石、黑云母共存等现象,表明宝山花岗闪长质岩石为基性岩浆与酸性岩浆的混合成因;主微量元素分析结果进一步证实了岩体属于混合成因的观点。该结论为壳幔相互作用提供了岩石学依据。

北京平原区典型混合成因地裂缝成因机理研究

近年来,地裂缝危害的发生愈演愈烈,北京平原区位于大华北裂缝带上,区域内地裂缝多以混合成因型为主。地裂缝隐蔽性强,危害大,造成了严重的财产损失,直接影响工农业生产,城镇规划,生命线工程,土地使用等。其发生发展受到了地质灾害研究部门和广大群众的重视和关注。探讨其形成原因及成因机理是一直以来的重点。在初步研究北京平原地区混合成因型地裂缝分布的基础上,选取典型地区为代表进行探讨。认为构造活动及过度采掘地下水资源是引起地裂缝生成的核心因素,据此提出了相应防治建议。

矿区混合成因的地层超压随钻预测方法探讨

目前矿区地层孔隙压力预测仍以分析沉积欠压实模式的异常地层孔隙压力为主,可以通过对钻探矿井参数及测井响应进行分析实现随钻预测地层孔隙压力,当遭遇超过随钻预测值的较高的关井压力值或随钻测压值时,避免将非欠压实模式成因的地层孔隙压力实测值用于校正欠压实模式的地层孔隙压力监测值。

适用于壳幔混合物源成因花岗岩中暗色微粒包体的单斜辉石压力计

花岗岩的壳幔混合物源成因及花岗岩中暗色微粒包体的成因信息是地质学关注的重要研究对象,但至今还没有适用于花岗岩中暗色微粒包体这种基性矿物组合的压力计。依据Patino Douce模拟壳幔岩浆混合过程的试验岩石学研究资料,发现具有基性矿物组合的暗色微粒包体中单斜辉石的Na、Al含量与压力密切相关,得出了压力与单斜辉石中的Na2O含量、Al2O3含量、硬玉分子摩尔分数、契尔马克辉石分子摩尔分数、硬玉分子与契尔马克辉石分子摩尔分数之和的线性关系,以及压力与斜方辉石中Al2O3含量的线性关系,进而得出适用于壳幔混合物源成因花岗岩中暗色微粒包体的有效地质压力计。这一压力计为了解壳幔混合物源成因花岗岩浆形成的深度提供了研究手段。将地质压力计应用于西秦岭天水地区车河花岗岩体及其中的暗色微粒包体研究,对了解壳幔混合作用形成的花岗岩等深部地质问题具有重要意义。

哈尔金混合气藏成因及气体的垂向分布规律

松辽盆地长岭断陷哈尔金气藏(营城组)是烃类(CH4)与CO2混合气藏。对哈尔金混合气藏成因、气源特征及成藏期次研究表明,该混合气藏是烃类先于CO2注入,气藏定型于新近纪,属晚期成藏。根据天然气在气藏中浮力与毛细管力平衡的物理模型,推演出烃类气藏含气饱和度分布的数学模型,该模型反映了储层中原始含气饱和度分布的基本原理。混合气藏中各种气体垂向分布符合重力分异原理,在均匀介质储层条件下,从气藏的底部向顶部,密度较大的CO2饱和度逐渐降低,而密度相对较小的CH4饱和度逐渐增加。在构造混合气藏的多孔介质储层中,密度大的CO2气占据较大的孔隙部分,密度相对较小的CH4气占据中等孔隙部分,而束缚水占据较小的孔隙部分。哈尔金混合气藏顶部CO2含量高于底部是由于储层孔隙结构的变化所致。

阜新盆地煤层气成因分析

对阜新盆地煤层气成分、气体同位素和热演化特征的分析结果表明:气体组分中甲烷含量高,主要为干气;气体稳定碳同位素值δ(13C1)为-58.00‰^-44.70‰,气体较轻;煤的镜质体反射率为0.42%~1.67%,热演化程度较低。另外,盆地在孙家湾期整体隆升,地下水以地表降水渗入为主,早期生成的原生生物气生成量有限且大多散失,考虑到成煤后两期岩浆活动,现今保存的煤层气为次生生物-热解混合成因煤层气,盆地煤层气的进一步勘探开发应针对此类混合成因煤层气进行。

小兴安岭东南金山屯一带晚三叠世二长花岗岩成因及其地质意义

在小兴安岭东南端金山屯一带,广泛发育近南北向展布的晚三叠世似斑状二长花岗岩岩石组合,岩石中普遍见有暗色微细粒闪长质包体和中—基性脉岩群。对岩体及其包体、中—基性脉岩的宏观、微观特征和地球化学特征的研究表明,包体形态多呈浑圆的外形,显示出明显的塑性流变特点,具典型的岩浆结构包体中见针状磷灰石和含寄主岩钾长石、石英巨晶,具有明显的岩浆混合成因的包体特征;岩体的中—基性脉岩(群)形态多样,与花岗岩的界面或呈小波浪状或呈平直状,并见寄主岩长石斑晶,表现出壳幔混合作用形成的同深成岩墙群特征。该区晚三叠世二长花岗岩具显著的岩浆混合成因特征,其形成可能与碰撞后伸展动力学机制下的基性岩浆底侵作用有关。

沉积盆地、结晶基底和油、气成因理念与第二深度空间勘探和开发

在石油、天然气的勘探和开发研究中,涉及到深部空间的介质、结构和属性,在沉积建造上涉及到陆相沉积、海相沉积和火山岩相,在油、气成因理论上涉及到有机成因和无机成因,在机制上涉及到深部流体的分异、调整、运移和动力作用.这些本质性问题的研究和探讨是人们十分关注的科学领域.基于油、气生、储和形成的理论、应用和成效的研究提出,有几个基础性的理念问题必须重新认识,特别是沉积建造与古老变质岩结晶基底;双相(海相和陆相)沉积建造与盆地的内涵和双基(有机和无机)混合油、气成因理念.清晰地厘定这些认识不仅有益于对油、气形成、聚集和勘探及开发给出一个更为科学的深部空间,即第二深度空间(5000～10000 m)的油、气勘探,而更为重要的是基于对这些理念的重新认识和深化研究可构建新的思路或理论,且在新的理念导向下,强化油、气深部勘探,以期能在理论研究和实践应用中取得新的成效,发现大型与超大型油、气田.

东准噶尔卡拉麦里黄羊山花岗岩岩石成因探讨

黄羊山花岗岩体是卡拉麦里造山带典型的后碰撞花岗岩体,发育大量闪长质微细粒包体。黄羊山花岗岩具有高硅(72.21%～77.36%)、低铝(9.00%～12.93%)、贫钙镁(CaO:0.20%～1.21%;MgO:0.03%～0.44%)、富碱(Na2O+K2O:7.43%～9.02%)以及高分异(SI=0.28～3.47,DI=76.45～95.99)的特征。强烈富集LILE和HFSE(Zr+Nb+Ce+Y=260.01μg/g～797.83μg/g),Ga含量高(10000×Ga/Al=3.95～5.69),属于A型花岗岩类。岩石学和岩相学(包体细粒淬冷边,反向脉,复合包体以及寄主岩石和包体中斜长石斑晶在形态、成分、光性上的一致性等)、岩石地球化学(Y/Nb=2.77～6.82,La/Nb=0.91～4.33,Ba/Nb=0.13～37.86等)、Sr和Nd同位素(ISr多数在0.7031～0.7041,εNd(t)在5.2～7.1之间)以及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年(寄主岩石为311±12Ma,包体为300±6Ma)综合研究显示,黄羊山花岗岩是壳-幔源岩浆混合成因。从晚石炭世到二叠世,东准噶尔地区进入后碰撞构造演化阶段,在后碰撞构造阶段,早期的俯冲板片断离,软流圈减压熔融,玄武质岩浆底侵至下地壳底部,底侵基性岩浆带来的巨大热量,导致地壳物质熔融,形成大规模的花岗质岩浆,两种岩浆发生了不同程度的混合,其中闪长质微细粒包体就是基性的幔源岩浆和酸性的壳源岩浆不同程度混合的产物。

小兴安岭东南端晚石炭世大岭环斑花岗岩成因

在小兴安岭东南端的鹤岗—伊春市交界处大岭一带的晚石炭世弱片麻状中粒似斑状二长花岗岩中发育环斑结构长石,多以呈自形宽板状或宽板柱状的碱性长石内核和斜长石外薄壳组成,少量为不发育斜长石外壳的卵球状、球状,大小为1.5￣3.5cm,其特征与典型的环斑结构在岩相学上是相同的。另外岩体中普遍发育暗色微细粒闪长质包体,与环斑钾长石在时空上紧密相伴;包体具典型的岩浆结构及针状磷灰石,含寄主岩的钾长石、石英巨晶;包体形态多呈浑圆的外形,显示出明显的塑性流变特点,与寄主岩常呈明显的接触关系,有时呈过渡状、雾迷状;以上充分说明了包体为岩浆混合成因(MME)。通过对岩体地质、环斑结构钾长石似斑晶、暗色微细粒闪长质包体等特征及岩体的岩石化学、地球化学研究表明大岭环斑花岗岩岩体为岩浆混合成因,产于造山环境,其形成时代、产出构造背景均不同于典型环斑花岗岩。

赣南会昌橄榄玄粗岩矿物组合特征及成因研究

赣南会昌地区中基性火山岩的斜长石斑晶具有钾长石环边,基质中存在大量钾长石微晶的矿物组合特征,为其归属于橄榄玄粗岩系列提供了矿物学证据。基质中钾长石微晶与斜长石微晶共存暗示了会昌橄榄玄粗岩的地幔源区混合成因,与根据Sr-Nd-O-Pb同位素地球化学特征研究得到的结果一致。电子探针分析表明会昌橄榄玄粗岩中的角闪石属于钙质角闪石亚类,为镁绿钙闪石。采用3种钙质角闪石Al地质压力计及CaO地质温度计估算会昌橄榄玄粗岩中角闪石的形成压力约为8.03×108Pa,温度为985℃。角闪石的晶体化学特征表明会昌镁绿钙闪石形成于上地幔,从而为会昌橄榄玄粗岩的幔源成因提供了重要依据。

小兴安岭东南晚奥陶世鹤林侵入杂岩体成因探讨

小兴安岭东南晚奥陶世鹤林侵入杂岩体岩性变化较大,由角闪辉长岩—(石英)闪长岩—英云闪长岩—二长花岗岩组成,不同岩石类型在野外宏观上呈相互侵入、包裹和渐变的接触关系;在(石英)闪长岩、英云闪长岩和二长花岗岩中均发育微细粒闪长质包体,包体多具明显塑性流变特点的浑圆外形和典型岩浆结构、针状磷灰石及捕获的寄主岩钾长石、石英斑晶,为MME型岩浆混合成因包体;杂岩体相对富集LILE(Ba、Sr、Rb)、HFS(U、Th、Zr、Ce)元素等,显示出壳源特点,而较高的εNd(t)值(-2.38^-3.77)显示以幔源为主的特点。研究表明杂岩体具明显的壳幔岩浆混合成因的岩相学、岩石化学和地球化学特征,形成于基性岩浆底侵作用下的陆缘弧型活动大陆边缘构造环境。

胶东西北部北截岩体岩石成因:锆石U-Pb年龄、岩石地球化学与Sr-Nd-Pb同位素制约

胶东半岛西北部是我国最重要的金矿集区,95%以上的金资源储量赋存于晚侏罗世玲珑型和早白垩世郭家岭型花岗岩中。然而,对郭家岭型花岗岩形成的大地构造背景及其与金成矿的关系,尤其是岩石成因仍存有争议。本文通过对归属于郭家岭型花岗岩的北截岩体开展详细的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Pb地球化学研究,识别出细粒花岗闪长岩、含斑细粒花岗闪长岩、斑状中粒花岗闪长岩、斑状粗粒花岗闪长岩和花岗伟晶岩脉5种侵入岩类型,它们具有相似的地球化学特征和同位素组成,呈连续演化关系,为同一期岩浆活动的产物。电子探针分析显示,样品中的黑云母具有富FeOT、MgO、高Al2O3低TiO2的特点,为岩浆成因的富铁黑云母,Mg和Al元素的负相关性表明结晶过程中二者可能发生了置换。岩石地球化学研究表明,花岗闪长岩具有高的全碱(K2O+Na20=6.92%~9.31%)、Ba(518×10-6~3330×10-6)、Sr(305×10-6~1371×10-6),低的Al2O3(14.41%~15.82%)、MgO(0.19%~0.77%)、Rb(39.3×10-6~105×10-6)、Y(1.2×10-6~6.05×10-6)、Yb(0.08×10-6~0.40×10-6)含量特征,轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)相对亏损(LREE/HREE=13.13-21.40),轻、重稀土元素分馏明显[(La/Yb)N=18.39~45.76],Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素(LILE)富集,Nd、Ta、Zr、Hf等高场强元素(HFSE)明显亏损,具有高Ba-Sr花岗岩的地球化学特征。锆石LA-ICP-MS定年结果表明,斑状粗粒花岗闪长岩形成于131.53±0.86Ma,花岗伟晶岩脉形成于127.4±1.3Ma,说明其形成于早白垩世早期,伟晶岩脉应该是本次岩浆活动后期的产物。Sr-Nd同位素分析表明,初始87Sr/86Sr(ISr)和εNd(t)分别为0.710658-0.711568和-18.53^-11.17,二阶段亏损地幔模式年龄(tDM2)为2107-2425Ma,与胶东群变质岩年龄一致,指示了其原始岩浆有部分熔融的胶东群参与;Pb同位素分析表明,初始206Pb/204Pb和初始208Pb/204Pb分别为17.047~17.945和37.744~38.389,说明有大量的下地壳物质参与成岩。上述数据分析表明,北截岩体是基底岩石胶东群变质岩部分熔融形成的下地壳酸性岩浆与幔源基性岩浆混合作用的结果,太平洋板块向欧亚板块俯冲构造背景下的软流圈物质上涌和下地壳的部分熔融可能是形成这套花岗岩的机制,是板块俯冲产生的欧亚板块边缘火山弧的组成部分;在区域金成矿方面,其为金成矿提供了有利的赋存空间,而应该不是成矿流体来源或热动力条件。

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩暗色微粒包体成因研究

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩具有明显的岩浆混合特征。岩体中暗色微粒包体发育,主要为细粒闪长质岩浆包体,包体形态多样,与寄主岩呈截然、过渡关系。包体的矿物组合明显不平衡,如矿物具有定向排列的特点,斜长石发育自形环带并存在新、老两个世代,发育针状磷灰石。由电子探针对斜长石、角闪石和黑云母等矿物分析结果可知,寄主花岗岩和包体中各主要矿物含量基本一致。岩石地球化学特征研究显示,包体与寄主花岗岩关系密切,两者在稀土元素和微量元素方面也表现为明显的地球化学亲缘关系。这表明张广才岭南部早侏罗世花岗质岩石具有壳幔混合成因特征,暗色微粒包体是由较基性的地幔岩浆进入寄主岩浆中淬火结晶而成,花岗质岩浆的源区主要为新生的地壳物质。

资阳地区震旦系灯影组白云岩中葡萄花边的成因研究

资阳地区灯影组为一套形成于潮坪环境、以藻白云岩为主的地层，岩层中发育大量的葡萄花边构造。通过对葡萄花边、藻白云岩、充填白云石进行岩矿鉴定、电镜扫描、Ｘ射线衍射、碳氧同位素、微量元素等的分析，并结合本区成岩演化史，认为葡萄花边有两种成因：（１）准同生混合水成因；（２）表生混合水成因。葡萄花边的存在，能够指示溶蚀作用的存在，因而对研究古岩溶储层具有重要意义。

基于地化谱图特征的原油成因分类方法研究——以渤海油田石臼坨凸起东部斜坡带为例

渤海油田成藏模式复杂,不同层位、井段储集层原油性质不同,给井场原油性质的快速判断带来一定困难。以岩屑为载体的地化录井技术所获得的岩石热解气相色谱谱图能够反映储集层原油性质。以渤海油田石臼坨凸起东部斜坡带为例,对典型油样成因进行分类方法的研究和总结,根据生物降解原理,从成因上将典型油样谱图分为正常原油、生物降解和混合成因3类,进而根据正构烷烃、烷基环己烷、类异戊二烯等成分损耗程度将生物降解进一步细分为轻微生物降解、中度生物降解和严重生物降解3个等级。基于该研究所形成的地化谱图规律和生物降解划分标准,可实现井场原油性质的快速判断,对井场油气水"精细化"评价工作起到积极的推动作用,该研究对油田开发生产具有重要的指导意义,有助于对原油开采难度进行正确评估。

广西波塘—三堡一带混合岩及其混合岩化作用

对广西波塘—三堡一带混合岩岩石类型及混合演化作用进行了详细分析,得出以下结论:1区内混合岩是以长英质或花岗质为代表的新生组分与原岩组分相互作用和混合,生成不同矿物组成和不同形态的混合岩,按混合岩化程度差别,可划分为混合岩化岩类、混合岩类、混合花岗岩类;2区域混合岩化作用具有重熔现象明显、交代作用不明显的特点;3从未受混合岩化的变质岩→混合质岩→混合岩→原地型混合花岗岩,各混合岩带间为渐变过渡关系;4区域整个混合岩化作用基本是在固态下进行的,仅发展到后期重熔作用才越来越广泛,改变了原岩的固体状态而成熔融或半熔融状态,部分地段可发生相对位移,形成原地型混合花岗岩或半原地型混合花岗岩。

断陷湖盆天然气成藏生-运-聚动态模拟——以渤海湾盆地辽河坳陷为例

有效判识天然气来源和生-运-聚特征对天然气资源潜力评价,以及天然气勘探方向具有重要指导意义。为了解决断陷湖盆烃源岩非均质性强、天然气成因类型多样导致的气源判识和资源评价具有多解性的问题,以渤海湾盆地辽河坳陷欢喜岭地区为例,根据典型断陷湖盆有效烃源岩分类和天然气成因类型判识方法,开展了气源研究,并基于典型剖面烃源岩生气、运聚动态模拟,总结了天然气动态成藏模式,并指明下步天然气勘探方向。研究结果表明:①古近系沙河街组三段中-下亚段和沙河街组四段是主要烃源岩层,不同构造位置形成的烃源岩类型不同,包括腐殖型、腐泥型烃源岩,分别生成了油型气、煤型气;②形成的各类天然气在复杂断裂、砂体和不整合面构成的输导体系中运移、汇聚,形成混合成因天然气气藏;③欢喜岭地区具有2个运聚系统,系统Ⅰ为西部斜坡带-双台子构造带上的砂四上亚段运聚系统,为油型气近源成藏,其余区域为系统Ⅱ,为油型气和煤型气远距离运移成藏;④欢喜岭地区天然气藏为单凹陷、多源晚期成藏,气源岩空间差异分布和复杂的断裂系统共同控制了该区气藏成因类型多样性和分布复杂性。结论认为,断陷湖盆天然气成藏生-运-聚动态模拟明确了辽欢喜岭地区的天然气气源,指明了靠近洼陷内部的东部陡坡带为天然气有利勘探区,其成果也为其他断陷湖盆的天然气勘探提供了参考借鉴。