利用自生伊利石K-Ar定年分析油氣成藏期次課件

1、利用自生伊利石K-Ar定年分析油氣成藏期次傳統(tǒng)的成藏期分析:構(gòu)造發(fā)育史、圈閉形成史、烴源巖生排烴史的研究 (間接法）20 世紀8090 年代，油氣成藏期研究在國內(nèi)外取得重要的進展和突破，一些新的分析技術(shù)和研究方法相繼出現(xiàn)，例如儲層成巖作用分析、流體包裹體分析、儲層固體瀝青分析、成巖礦物定年等（直接法）提綱自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析K-Ar年代剖面特征及地質(zhì)意義存在的問題及討論自生伊利石K-Ar定年原理沉積環(huán)境中的伊利石碎屑伊利石自生伊利石高嶺石、蒙皂石轉(zhuǎn)化長石溶解砂巖孔洞中伊利石自生作用自生伊利石K-Ar定年原理自生伊利石特征 自生伊利石廣泛存在于砂巖儲層,多

2、呈片狀或絲發(fā)狀充填于孔隙當中。早期形成的伊利石多為片狀形態(tài),而晚期的伊利石多為絲發(fā)狀。隨著伊利石的生長,伊利石發(fā)絲逐漸變細。自生伊利石K-Ar定年原理 因此粗粒樣品比細?？赡芎懈嗟脑缙谏傻囊晾?。最細伊利石應為最后生成的,其K-Ar年齡就是伊利石停止生長的時間。自生伊利石K-Ar定年原理 伊利石僅形成于富含鉀離子的水介質(zhì)條件下，在油氣注入圈閉成藏的過程中由于油氣代替地層水從而引起硅酸鹽成巖作用終止（Hamilton 等） 又因為自生伊利石在眾多砂巖儲層中是在油氣運移之前形成的最后成巖礦物,因此形成時間有可能限定油氣的運移時間。自生伊利石K-Ar定年原理為40K的總衰變常數(shù)，e為40K向4

3、0Ar的衰變常數(shù)自生伊利石K-Ar定年原理兩個前提條件：1）所研究的砂巖儲層必須有充分發(fā)育的伊利石成巖作用2）所研究的伊利石成巖作用終止必須與油氣注入事件有成因聯(lián)系提綱自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析K-Ar年代剖面特征及地質(zhì)意義存在的問題及討論K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析一、樣品選擇 實際工作中缺乏對試驗樣品的足夠重視常常是導致實驗結(jié)果錯誤的重要原因，因此加強樣品的巖石學特征及成巖作用的研究是實驗的基礎(chǔ)。砂巖巖石類型（中砂巖、細砂巖較粉砂、泥質(zhì)粉砂巖效果好）高嶺石、綠泥石（理論上不含K）蒙皂石向伊利石的成巖演化程度（I/S層間比越小，含K量越高，越接近伊利石

4、)實際樣品分析表明,細砂巖、中砂巖相對較好,粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖則常常是效果不夠理想。主要原因在于,粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖常常是陸源碎屑伊利石含量相對較高且很難通過分離將其剔除,從而使得所測年齡數(shù)據(jù)明顯偏大。對此,作者已進行過論述3 ,這里不再詳細討論。與泥巖、泥質(zhì)粉砂巖相似,粗砂巖、含礫砂巖、不等粒砂巖等常常是分選較差且含有較多的泥質(zhì)雜基組分。由于這些泥質(zhì)雜基組分主要是由陸源泥質(zhì)組成,并非成巖自生成因,因而同樣不適合于進行自生伊利石K- Ar 同位測年分析。高嶺石、綠泥石是砂巖儲層中的常見成巖自生粘土礦物。很難通過分離技術(shù)將其徹底剔除出去K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析二、系統(tǒng)流程 自生伊利石的

5、分離提純及其K-Ar 同位素測年技術(shù)是一項包含內(nèi)容較多的分析技術(shù) 。 每個環(huán)節(jié)都非常重要,若處理不當均會對最終的自生伊利石K-Ar 年齡的測定不利K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析分離提純自生伊利石分離提純流程圖技術(shù)（張有瑜等，2001） 最為理想的樣品基本上由自生伊利石組成, 極少含碎屑鉀長石和碎屑伊利石。通過真空抽濾、沉降分離、離心分離技術(shù)，將樣本分為多個粒級， 其目的就是剔除碎屑鉀長石和碎屑伊利石等碎屑含鉀礦物雜質(zhì)并盡量使自生伊利石得到最大程度的富集。K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析純度檢測 自生伊利石粘土樣品分離提純的質(zhì)量是決定其K-Ar 同位素測年技術(shù)成功與否的關(guān)鍵。 碎屑伊利石具

6、有較為明顯的X 射線衍射特征: 一是峰位為10105 10 - 1 nm 且基本不變;二是半高寬小于0.42(2) , 據(jù)此便可以將其與自生伊利區(qū)石區(qū)分開, 并利用分峰技術(shù)對二者進行定量分析。K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析年齡數(shù)據(jù)分析 實驗分離提純的局限性：即使是非常細小的顆粒,也都是碎屑和成巖物質(zhì)的混合,分離提純無法將自生伊利石與碎屑成分完全分離。 九十年代，Pevear 進行過系統(tǒng)研究并提出了IAA( Illite Age Analysis) 技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析。國內(nèi)有學者對此也進行過系統(tǒng)研究并提出了“校正年齡”概念（張有瑜，2001） 。K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析 研究表明,

7、在碎屑含鉀礦物相的質(zhì)量分數(shù)小于5 %的范圍內(nèi), 伊利石粘土樣品的表觀K-Ar 年齡與其碎屑含鉀礦物相的質(zhì)量分數(shù)之間呈線性關(guān)系（Hamilton，1989）。K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析“校正年齡”計算步驟 (1) 根據(jù)XRD 純度檢測分析結(jié)果, 計算各個粒級自生伊利石粘土樣品的碎屑鉀長石和碎屑伊利石含量之和即x ; (2) 以各個粒級自生伊利石粘土樣品的40Ar/ 40 K測量值為y ; (3) 以x 、y 為參數(shù)作線性回歸分析并求出碎屑組分為零時的40Ar/ 40 K; (4) 利用K-Ar 測年公式計算出碎屑組分為零時的年齡即“校正年齡”。提綱自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar測年實

8、驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析K-Ar年代剖面特征及地質(zhì)意義存在的問題及討論K-Ar年代剖面特征及地質(zhì)意義自生伊利石年齡數(shù)據(jù)的解釋：分析自生伊利石成巖終止與油氣充注的關(guān)系自生伊利石K-Ar年齡標準剖面(Hamilton 等, 1989)提綱自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar測年實驗過程及年齡數(shù)據(jù)分析K-Ar年代剖面特征及地質(zhì)意義存在的問題及討論存在的問題及討論實驗K-Ar年齡的真實性（含鉀碎屑礦物的污染、高溫的影響）校正年齡有時誤差較大（XRD精度不高、難以識別風化成因的I/S層間礦物）自生伊利石年齡可能只是代表油氣充注的最大年齡（多期運移、多期成藏）伊利石測年結(jié)果的多解性（油氣充注、溫度變化、物質(zhì)供給）存在的問題及討論 綜上所述，在判知K-Ar 年齡代表的就是油氣運移時間的前提下, K-Ar 年齡不僅能圈定油氣成藏的絕對時間,而且在研究油氣充注特征時也有很好的指導意義。自生伊利石同位素年代學分析為油氣藏形成時間提供了科學根據(jù)。但由于其方