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1、论文第51卷第13期2006年7月油气包裹体中水的检出及其意义①①①②③③③曹剑姚素平胡文瑄张义杰王绪龙张越迁唐勇(①内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学系,南京210093;②中国石油勘探开发研究院,北京100083;③中国石油新疆油田公司勘探开发研究院,克拉玛依834000.E-mail:jcao@nju.edu.cn)摘要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
2、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.关键词油气包裹体中的水包裹体形成机理幕式成藏显微红外光谱准噶尔盆地长期以来,由于在显微镜下很难识别出油气包光阑,来扫描样品和背景,得到较高信噪比的红外光−1裹体是否含水,又欠缺确切的地质地球化学证据,因谱.分辨率4cm,光斑30μm.实验精度在3%左右.[1,2][3]此对油气包裹体中一直存在有水和无水的争议,光谱的收集和处理使用OMNIC6.0软件.这不仅涉及到对包裹体形成机理的准确认识,也限由于红外测试的透射光
3、束会同时穿越包裹体和制了根据包裹体组成特征对油气成藏机理进行探讨.寄主矿物,因此采集的红外光谱实际上是包裹体和[7]显微傅立叶变换红外光谱技术(FTIR)是目前最矿物基底两者相叠加的结果.在本次研究中,实测常用和最有效的油气包裹体原位成分分析测试手段油气包裹体的寄主矿物是常见的石英和方解石.对[4~6]−1−1之一,前人主要利用它来测定包裹体中油的组成.于石英基底,4000~2500cm没有吸收,2000cm之−1本文报道了我们利用该技术,在准噶尔盆地西北缘下有强吸收.对于方解石基底,4000~3000cm没有−1地区断裂带附
4、近的储层油气包裹体中,检出了水的吸收,3000~2800和2600~2500cm之间有强吸收,−1普遍存在,而且发现不同包裹体之间的水/油相对比2000cm之下则有中等强度的吸收.综合上述两点,值存在较大差异,基于此进一步探讨了含水油气包为最大程度地降低矿物基底对实验所采集红外光谱−1裹体的形成机理及其指示意义.的影响,我们首先着重对4000~2000cm之间的红[7]1样品与方法外谱图进行分析,然后再进一步采用“差谱法”来扣除实测矿物基底的影响.此外,在实验之初,均首显微镜下观察发现,准噶尔盆地西北缘断裂带先对包裹体附近的矿
5、物基底进行检测,在确保H2O峰地区储层中发育大量油气包裹体,其中许多包裹体几乎不出现的前提下,才进一步对包裹体进行分析.直径在10μm之上(个别可达30μm),符合FTIR测试因此,在本次实验所采集的图谱中只要识别出H2O,[7]要求.油气包裹体在室温下主要表现为气态烃和就肯定是反映了油气包裹体的成分信息.液态烃两相或单相.常常与盐水包裹体一起共生赋存在碎屑石英颗粒的裂隙内,以及火山岩和碳酸盐2结果−1岩的方解石脉中,形态多为不规则状或不规则椭圆实验结果显示,在波数4000~2000cm之间,状(图1(a)),荧光镜下主要呈黄
6、色和黄绿色(图1(b)).每幅红外谱图中都出现了较明显谱峰的大致有三处,−1在显微镜观测的基础上,本次实验精选了22块分别是3700~3200,2930以及2860cm,代表性谱典型样品,对其中的73个油气包裹体进行了FTIR分图如图2.根据理论上不同官能团在红外谱图中的吸析(表1),这些样品纵向上分布在石炭系至侏罗系的收位置和特征,它们分别对应着H2O的吸收峰,甲基[4,5]各时代储层中,平面上主要分布在断裂带附近.(—CH3)和次甲基(—CH2)的伸缩振动吸收峰.[8]红外测试仪器为美国NICOLET公司的H2O和有机质的
7、羟基(—OH)在红外谱图上具NEXUS870型红外光谱仪,探测器MCT,波数400~有明显不同的表征,前者的红外谱峰表现为3700~−1−1[7]−14000cm,非偏振光.扫描时间15min,当样品信号3200cm之间的宽谱带,后者通常仅在3700cm[9]较弱时,增加扫描时间至30min,并采用相同尺寸的附近出现狭窄的谱峰.另外从有机质的热演化规律www.scichina.com1583第51卷第13期2006年7月论文图1准噶尔盆地西北缘断裂带地区储层典型油气包裹体的显微照片(a)透射光.1.液态烃,2.气态烃,3.含气
8、态烃的盐水包裹体,4.盐水包裹体;(b)荧光.5.黄色荧光油气包裹体,6.黄绿色荧光油气包裹体.样品W2-10-3,样品产状参见表1表1准噶尔盆地西北缘地区储层典型油气包裹体的显微傅立叶红外光谱和共生盐水包裹体的均一温度分析结果a)包裹体特征样号井号深度/m层位岩性寄主矿物H
