流体地质学
非牛顿流体的实验原理

非牛顿流体的实验原理非牛顿流体是指在受力作用下,流体的粘度会随着剪切速率的变化而变化的流体。
与牛顿流体不同,非牛顿流体的粘度并不是一个固定的值,而是与应力或剪切速率相关的函数。
这种特性使得非牛顿流体在工程、生物学和地质学等领域具有广泛的应用。
非牛顿流体的实验原理主要包括剪切变稀、剪切变稠、流变性和粘弹性等方面。
剪切变稀是非牛顿流体最基本的特点之一。
当外力作用于非牛顿流体时,流体分子间的黏着力受到破坏,流体内部的颗粒开始发生相对滑动,使得流体的粘度随剪切速率的增加而降低。
这种剪切变稀的现象可以通过多种实验来观察和验证。
例如,可以在一个平板之间夹入非牛顿流体,然后在上方施加压力,使得流体开始流动。
通过测量流体的流速和施加的力,可以得到流体的流变曲线,从而确定流体的粘度随剪切速率的变化规律。
剪切变稠是非牛顿流体的另一个重要特性。
与剪切变稀相反,当外力作用于非牛顿流体时,流体内部的颗粒开始相互靠拢,形成更多的黏着力,使得流体的粘度随剪切速率的增加而增加。
这种剪切变稠的现象也可以通过实验来观察和验证。
例如,可以在一个管道中流动非牛顿流体,并通过增加管道的压力来增加流体的剪切速率。
通过测量流体的压降和流速,可以得到流体的流变曲线,从而确定流体的粘度随剪切速率的变化规律。
除了剪切变稀和剪切变稠外,非牛顿流体还具有流变性和粘弹性等特点。
流变性是指非牛顿流体的粘度随剪切应力的增加而增加或减小的能力。
通过实验可以发现,非牛顿流体的粘度并不像牛顿流体那样保持不变,而是随着剪切应力的增加或减小而发生变化。
粘弹性是指非牛顿流体同时具有粘性和弹性的特性。
在非牛顿流体中,粘性是指流体分子的黏着力,而弹性是指流体分子的恢复力。
通过实验可以发现,非牛顿流体在受力后,不仅会发生形变,还会恢复到原来的形状,这种形变和恢复的能力就是非牛顿流体的粘弹性。
非牛顿流体的实验原理包括剪切变稀、剪切变稠、流变性和粘弹性等方面。
通过实验可以观察和验证这些特性,进一步了解非牛顿流体的行为规律。
流体及成矿作用研究综述

流体及成矿作用研究综述地质学家认为,流体与成矿作用之间存在着密切的关系,流体在成矿作用中发挥着重要的作用。
在过去的几十年里,有关流体及成矿作用的研究取得了一些重要的进展。
本文旨在总结这些进展,概述流体及成矿作用的本质特征及发展趋势,以期能够更好地理解流体及成矿作用之间的关系与联系,为有关科学家提供研究参考。
流体与成矿作用关系的研究可以追溯到20世纪30年代以前,但直到20世纪80年代末以及21世纪初,深入地研究它们关系的解释方法才被认可。
现在,根据现代锆石U-Pb测年的研究,已经发现古代的某些陆内环境,其地质演化比以前更加长久,因此它们的成矿作用也更加持久。
此外,近来,随着重点放在深部地质结构特征上,人们也开始更多地关注大洋深部不同海层环境中成矿作用的影响。
流体在成矿作用中会受到多种因素的影响,包括物理强度、地质历史、岩石相及成分等。
根据物理强度影响,流体在各种不同的外力作用下会发生压实或膨胀,从而影响流体的物理性能,如流速、流量、含盐度等。
在地质历史影响下,流体的流量会随着地质时间的演变而不断变化,从而影响成矿作用的空间以及时间特征。
另外,在岩石及成份方面,晶体类型、晶体尺寸、晶体比例等岩石结构特征,以及流体中的有机物、硫化物、硅酸盐以及其它金属元素等,都会影响流体与成矿作用之间的关系。
有关流体及成矿作用的研究主要集中于如何解释成矿作用背景及结果机制,以及如何应用次级结构的流体学与成矿学的新概念,以更好地揭示矿床演化过程和潜在的成矿潜力。
常见的新概念包括流体变形过程、流体环境与块体内部流体分开过程、分析地球物理数据将流体环境与块体结构联系起来的过程等。
另外,矿物结构分析、矿物表面特征、微量元素地球化学研究和热模拟实验等技术也被广泛应用,以探索流体与成矿作用机制。
从研究发现来看,流体及成矿作用具有复杂的关系,它们之间的关联是多方面的,流体的变化会影响成矿作用,反之成矿作用也会影响流体的变化。
由此,流体与成矿作用之间的关系总体而言是一个多因素耦合效应过程,而且随着科学技术的发展,越来越多的新技术和新概念被应用在流体及成矿作用及其关系的研究中。
流体包裹体研究进展、地质应用及展望

流体包裹体研究进展、地质应用及展望一、本文概述流体包裹体,作为地球内部流体活动的重要记录者,一直以来都是地质学领域的研究热点。
它们以微小包裹体的形式被固定在矿物晶体中,为我们提供了了解地球内部流体性质、活动历史以及成矿作用的关键信息。
本文旨在综述流体包裹体的研究进展,包括其形成机制、分析方法以及地质应用等方面的内容,并对未来的研究方向进行展望。
通过梳理流体包裹体的研究历程,我们可以更好地理解地球内部流体系统的运作机制,为资源勘探、环境评价等领域提供理论支持和实践指导。
二、流体包裹体的形成与演化流体包裹体,作为地质作用中重要的记录者,其形成与演化过程对于理解地壳内流体活动、物质迁移以及成矿作用等具有重要意义。
包裹体的形成通常与岩浆活动、变质作用、构造活动等地质过程密切相关。
在岩浆活动中,随着岩浆冷却和结晶,其中的挥发分和溶解物被捕获在矿物晶格中,形成原生包裹体。
而在变质作用中,由于温度、压力的变化,原有岩石中的矿物发生重结晶,其中的流体被包裹在新的矿物中,形成次生包裹体。
包裹体的演化过程则是一个复杂的物理化学过程。
随着地质环境的变化,包裹体中的流体可能发生相变、溶解-沉淀、氧化还原等反应,导致其成分、形态、大小等发生变化。
这些变化不仅记录了地质历史中的流体活动信息,也为研究地壳内流体性质、运移路径和成矿机制提供了重要线索。
近年来,随着科学技术的进步,尤其是微区分析技术的发展,使得对流体包裹体进行更加精细的研究成为可能。
例如,通过激光拉曼光谱、电子探针等手段,可以对包裹体中的流体成分进行定性定量分析;而通过显微测温、压力计算等方法,则可以揭示包裹体的形成温度和压力条件。
这些技术的发展为深入研究流体包裹体的形成与演化提供了有力工具。
未来,随着研究方法的不断完善和创新,我们对流体包裹体的认识将更加深入。
通过综合应用多种技术手段,结合地质背景分析,有望揭示更多关于地壳内流体活动、物质迁移和成矿作用的细节信息。
流体知识难点总结

流体知识难点总结引言流体力学是力学的一个分支,研究物质流动的规律和性质。
在物理学、工程学、地质学等领域中,流体力学都起着重要的作用。
然而,流体力学的知识并不容易掌握,其中有一些难点常常让学习者困扰。
本文将对一些流体力学的难点进行总结,并尝试解答这些难点。
难点一:流体的运动描述流体力学中最基本的问题之一是如何描述流体的运动。
在固体力学中,我们可以通过牛顿力学来描述物体的运动。
但是,在流体力学中,由于流体的运动是连续分布的,在描述流体运动时需要采用连续介质假设,并引入质点描述流体的运动。
•连续介质假设:流体被认为是一种连续分布的介质,可以通过定义流体的密度、压力、速度等物理量来描述流体的运动。
•质点描述:在流体力学中,通过在流体中选择一个质点,可以用质点的位置和速度来描述整个流体的运动状态。
这种描述流体运动的方法称为质点法。
难点二:爱因斯坦相对论与流体力学流体力学是建立在牛顿力学的基础上的,但当流体的速度接近光速时,牛顿力学的假设不再成立。
这时我们需要引入爱因斯坦相对论来描述流体的特殊运动。
•等离子体流体力学:在高能量物理和等离子体物理中,流体力学的基本方程和假设需要遵循相对论性的场方程和粒子产生消失的过程。
•爱因斯坦场方程:爱因斯坦场方程是描述宇宙中物质的引力和空间时几何关系的方程,它涉及到流体力学丰富的行为。
在描述流体力学中星系和黑洞等宏观现象时,爱因斯坦相对论是不可或缺的。
难点三:涡量与纹理在流体力学中,涡量和纹理是两个重要而复杂的概念。
涡量描述了速度场旋转的特性,而纹理则表示速度场的空间变化。
•涡量:涡量是速度场旋转的度量,它的大小和方向描述了速度场旋转的强度和方向。
涡量在描述湍流和旋转流动时非常重要。
•纹理:纹理是速度场在空间上的变化。
通过对速度场的局部变化进行分析,我们可以了解流体的运动特性和湍流的产生。
难点四:边界层和湍流•边界层:边界层是流体靠近物体表面的一层区域,由于与物体表面的相互作用,速度场和其他物理量在边界层内发生显著变化。
0818地质资源与地质工程一级学科简介

0818地质资源与地质工程一级学科简介一级学科(中文)名称:地质资源与地质工程(英文)名称:Geological Resources and Geological Engineering一、学科概况地质资源与地质工程学科是研究地质体勘查(察)评价和开发利用的学科。
本学科涉及资源和环境两大领域,与社会和经济可持续发展密切相关,地质资源与地质工程的发展既为社会生产力发展提供最基本的物质条件,也是进行工农业建设的先行和超前性工作。
因此,本学科与社会发展和人类生存息息相关,在国民经济建设中具有举足轻重的作用,是一个极具发展潜力的学科。
早在公元前两千多年,我们的祖先已懂得寻找和利用铜、锡、金等矿产资源;公元前七百多年已能修建大型水利工程。
16世纪中叶,地质资源与地质工程学科开始萌芽,并在近代工业化进程中逐步发展形成独立的学科。
第二次世界大战结束以后,全球恢复重建为本学科的快速发展提供了良好机遇,遥感、航空物探、化探、土力学、岩石力学、统计学等相继被应用到本学科研究中。
1958年电子计算机首次用于地质研究,促进了本学科由定性分析向定量化研究方向发展。
20世纪60年代至70年代,板块学说的兴起取代了槽台学说,为区域成矿学研究和成矿区带划分提供了新的思路和依据,矿床统计预测、勘探概率决策系统相继提出和完善,并在指导找矿突破上发挥了重要作用。
继成因演化论之后,结构控制论也得到进一步发展,在各类地质工程勘察、设计和施工中发挥了积极作用。
80年代,矿床模型、盆地分析、克立格储量计算方法、地质统计学、勘探过程最优化决策理论和方法逐步完善,并随着测试技术和探测手段的进步,仪器分辨率和检测精度不断提高,促进了新一轮的全球找矿高峰。
90年代,我国城市化进程不断加快,工程建设对环境的影响已不容忽视,促进了人类工程活动与地质环境相互作用学说形成;此外,在矿产勘查领域一些新的理论和技术(如地质异常成矿预测、勘探者专家系统、GIS矿产资源潜力评价等)相继被提出,以适应找矿难度不断增大的勘查新形势。
流体包裹体地质学

讲课提纲
1. 流体包裹体定义 2. 流体包裹体岩相学 3. 流体包裹体相体系 4. 流体包裹体显微测温 5. 流体包裹体分析技术与方法 6. 流体包裹体在地质研究中的应用
90(C)
K1t
J1s2-1
-10
3875-3878m
-8
100(C)
-6
-4
-2
0
40
50
60
70
80
90 100
Th ( C)
110(C)
JJ22tx
J1s 120(C)
J1b
200
150
100
50
Age (my)
t=0
0
深部热流体?_@渤海
6
样品深度: 2352m
E2k E2S4 E2S3E3S2E3S1 E3d
1. 90~120 C 2. 120~150 C 3. 150~170 C
油气包裹体组成分析与PVT模拟计算
多种PVT模拟方法可以实 现判别油气类型,确定成藏 温压条件、流体势计算等。
PVT模拟软件
包裹体原位低温拉曼光谱分析方法
应 用 实 例
Intensity (counts/s) Intensity (counts/s)
(Ma) 50
40
30
N1g
20
30
50
70
等
90
温
线
110
℃
130
150
QHD34-2-1井
Nm Q 深
流体包裹体及应用
采样
室内挑选
磨制两面光薄片(0.1-0.3mm)
素描
显微镜下观察
矿物共生组合及流体包裹体期次
划分
测试
测试
Thtot, ThCO2, Tm, 等
.
最常含有流体包裹体的10种矿物
石英
萤石
石盐
方解石 磷灰石
石榴石
闪锌矿
重晶石
Байду номын сангаас
黄玉
锡石
.
流体包裹体大小?
>mm: 博物馆藏品 3~25μm: 典型显微测温范围 1.5 μm: H2O或CO2 包裹体测试最小尺寸 5 μm: H2O + CO2 包裹体测试最小尺寸
均一温度正确 盐度正确
降温 至 和 L-V 曲线相交 .
捕获后变化 – 卡脖子-2
若一群次生包裹体
的“卡脖子”恰好发 生在 和 L-V 曲线 相交之时:
温度降低
均一温度不正确 盐度正确
.
“卡脖子”
捕获后变化 – 卡脖子-3
若一群饱和溶液 包裹体的“卡脖子” 发生在和 L-V 曲 线相交之时:
温度降低
均一温度不正确 盐度不正确
. “卡脖子”
1. 流体包裹体定义 2. 流体包裹体岩相学 3. 流体包裹体相体系
4. 流体包裹体显微测温 5. 流体包裹体分析 6. 流体不混溶 7. 流体包裹体在地质学中应用
.
简单 H2O 体系相图
液相
冰 气相
.
T
简单水溶液体系温度-密度关系图
不同压力但都在 540℃下捕获的4类 包裹体(A,B, C, D), 具有不同的均一方 式。
流体包裹体及应用
资料来源: 中国科学院地质与地球物理研究所
流体力学的定义-解释说明
流体力学的定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述流体力学是研究流体在静止和运动状态下的力学性质与行为的科学。
流体可以是液体或气体,在自然界和工程领域中都广泛存在并发挥着重要作用。
流体力学作为物理学、工程学和地球科学的重要分支,涉及到许多重要的理论和实际问题,如流体的流动规律、密度、压力、速度、黏性、湍流等。
本文将对流体力学的起源与发展、流体的性质与特点,以及流体力学在工程中的应用进行介绍和探讨,旨在深入理解和掌握这一领域的基本知识与应用技术,提高读者对流体力学的认识和理解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文将首先介绍流体力学的起源与发展,包括历史背景和相关理论的演进,以及流体力学的基本概念和原理。
然后将详细探讨流体的性质与特点,包括流体的基本性质、流体的运动规律以及流体在不同条件下的行为特点。
接下来将重点关注流体力学在工程中的应用,包括流体力学在航空航天、水利水电、环境工程等领域的具体应用案例和实践经验。
最后将对流体力学的重要性进行总结,并展望流体力学在未来的发展趋势,为读者提供对流体力学的全面了解和启发。
1.3 目的本文旨在深入探讨流体力学的定义及其在工程和科学领域中的重要性。
通过对流体力学起源与发展、流体的性质与特点以及工程中的应用进行全面的介绍和分析,以期能够使读者对流体力学有更加深入的了解和认识。
同时,通过对流体力学未来发展的展望,可以为相关领域的研究和应用提供一定的参考和启发。
总之,本文旨在为读者提供有关流体力学的全面知识,以及对其未来发展的展望和思考。
2.正文2.1 流体力学的起源与发展流体力学作为研究流体运动和力学性质的学科,其起源可以追溯至古希腊时期的阿基米德。
阿基米德在其著名的《浮体定律》中首次系统地探讨了流体的性质和行为规律。
随着科学技术的发展,流体力学逐渐成为一个独立的学科领域,并在各个领域广泛应用。
流体力学的发展经历了漫长的历史过程。
17世纪,伽利略和托马斯·亚当斯等学者开始对流体的运动和性质进行研究,建立了一些基本的流体力学理论。
流体包裹体及应用
流体包裹体在其 他领域的应用
宝石鉴定与优化处理
添加标题
宝石鉴定:流体包裹体 可以作为宝石真伪的鉴 别依据通过观察包裹体 的形态、大小、颜色等 特征来判断宝石是否经
过人工处理或合成。
添加标题
优化处理:在宝石的优化 处理中流体包裹体也被广 泛应用。通过加热、加压 等方式改变流体包裹体的 状态可以使宝石的颜色、 透明度等外观特征得到改 善提高宝石的美观度和价
地球科学研究
流体包裹体在地球 科学研究中的应用
流体包裹体在石油 和天然气勘探中的 应用
流体包裹体在矿床 学研究中的应用
流体包裹体在地质 年代学研究中的应 用
地质灾害预警
监测地壳活动预测地震
识别地下水污染保护水资源
Байду номын сангаас
添加标题
添加标题
评估滑坡、泥石流等灾害风险
添加标题
添加标题
监测矿产资源开发中的环境问题
流体包裹体是地质 过程中岩石或矿物 中包含的流体相物 质
形成机理包括成岩 期、变质期和成矿 期等不同地质时期
流体包裹体的形成 与地下水、油气、 地热等流体活动密 切相关
形成机理的研究有 助于了解地质历史 和矿产资源形成过 程
流体包裹体的研 究方法
显微观察技术
显微观察技术: 通过显微镜观察 流体包裹体的形 态、大小、数量 和分布特征确定 其类型和成因。
农业地质调查:利用流体包裹体研究土壤和地下水形成历史 农业环境监测:通过流体包裹体分析土壤和水体的污染状况 农业资源利用:利用流体包裹体研究土壤肥力和植物生长状况 农业气候变化研究:通过流体包裹体分析气候变化对农业的影响
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流体包裹体的特征:具有封闭性、原生性和不 可再生性是地质历史中流体活动的记录和证据。
工程地质学_第三章水流地质作用
(4)对河谷纵断面的塑造
A、急流
B、瀑布
C、平衡剖面
(4)向源侵蚀与河流袭夺
下蚀作用在加深河谷的同 时,还使河流向源头方向 发展,加长河谷,把河流 向源头发展的的侵蚀作用 称为向源侵蚀作用。
二、河流的侧蚀作用
河水以自身的动力及挟带 的砂石对河床两侧或谷坡 进行破坏的作用称为河流 的侧蚀作用(或称旁蚀作 用)。 侧蚀作用是平原区河流及 河流下游的主要侵蚀形式。 侧蚀作用的结果使河床弯 曲、谷坡后退、河谷加宽。
(2)山坡型泥石流
B.按泥石流固体物质组成分类
a.泥流:由黏粒、粉粒和砂粒组成,砾石和卵石 颗粒很少,颗粒级配偏细,密度偏高,分稀性和稠 性,呈黏泥状。
b.泥石流:固体物质由大量的黏性土和粒径不等 的砂粒、石块组成,颗粒级配域宽,密度幅度域大, 分布地域广。 c.水石流 固体物质以大小不等的石 块、砂粒为主,黏性土含量较少。
大幅度弯曲的河曲在洪 水期中可能被截弯取直, 遗留的河道形似牛轭,形 成牛轭湖。
3.3 河流的搬运作用与沉积作用
一、搬运作用
河流的搬运作用既有机械搬运,也有化学搬运。
机械搬运作用可分为推移、跃移和悬移三种。
在河流中、上游水急、颗粒较大,推移、跃移和悬移三者共 存,且推移、跃移更主要;在中下游则是跃移和悬移更主要。 颗粒的搬运方式不是固定不变的,随着流速增大,推移可变 为跃移,跃移也可变为悬移。流速降低时,则发生相反的转
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沉积盆地流体包裹体研究的理论与实践流体包裹体作为地质流体研究的重要手段,在沉积盆地油气成藏条件分析和有机/无机矿产共存、共生关系研究中起着不可替代的作用。
本文以鄂尔多斯北部、塔里木东北部、辽四-冀北丿幼陷中-新元古界等地的汕气藏、砂岩型铀矿为例,通过流体包裹体岩相学、偏光- 荧光特征、显微测温、显微傅里叶红外和包裹体同位素定年技术,结合盆地构造、地层埋藏史、热演化史等资料,探讨了流体包裹体在立性、定量分析有村1/无机矿产的成矿流体性质、来源、期次、流体运/聚时空及油气成藏演化等方而的应用。
一、理论意义流体包裹体是成岩成矿流体在矿物结晶生长过程中被包裹在矿物晶格缺陷或穴窝中、至今尚在主矿物中封存并与主矿物有着相界限的那一部分物质。
汕气藏和层控矿床中的流体包裹体由显微级的液态和(或)气(液)态的有机/无机流体组成,可提供如下信息:1、时间。
即成藏成矿流体(水、石油、气)存在或运移与矿物生长或溶解的相对或绝对时间。
从流体包裹体与成岩矿物世代及其共生系列的关系分析,可以确定流体活动与成藏(矿)的相对时间,或分析流体包裹体中的"^Ar严Ar或Rb-Sr同位素,确左流体活动或成藏(矿)的绝对年龄。
2、古地温。
即矿物生长或溶解时的温度和特圮流体在岩右孔隙中的温度。
沉积盆地中某套沉积物的古地温与时间是相关的,通过模拟埋藏史和热史,可以将二者联系起来。
如砂岩型铀矿床或油气藏中流体包裹体的均一温度代表了成藏成矿温度,也有一泄的时间意义。
3、成分和化学组成。
包括石汕、天然气和矿物与水的总体组成和元素、同位素组成,包含着成矿流体成分、流一岩作用和流体演变史等信息。
研究流体包裹体的成分和化学组成,可以确左成藏成矿流体的性质、来源,以及何时和在什么温度条件下成藏、成矿的有关信息。
4、运移路径和成藏/成矿位置。
某一世代矿物流体包裹体组合(FIA)及其丰度(如GOI),是相应地质时期内流体类型、流体活动强度的指示剂,绘制适当类型流体包裹体分布图可以在一左范I用内确定流体的运移路径和汕气藏或层控矿床的成藏(矿)位垃。
石油包裹体犹如微型“油藏”,英丰度(GOI)则可以指示地质历史中石油的运/聚程度和赋存状况。
综上所述,通过流体包裹体研究,可以深入探讨矿物成因及其成矿流体性质、来源、运移路径和有机/无机矿产的成藏(矿)环境,甚至可以进行泄性或定量研究,最终确定矿产的储藏位苣。
二、包裹体的岩相学与成藏(矿)期次包裹体显微岩相学是划分流体包裹体期次并将其应用于成矿流体性质、来源、活动期次和油气成藏运/聚期次的基础。
包括成岩矿物世代划分或矿物先后关系研究,以及同一世代矿物中流体包裹体赋存状态(原生、次生成因)和包裹体组合。
传统的层间氧化带砂岩型铀矿成矿模式认为,含氧、含铀水进入顶底板均有泥岩等隔水层的透水砂体,当沿砂体迁移时,遇到富含沉枳有机质、黄铁矿等还原障,在氧化还原界而附近U "还原沉淀形成似卷状矿体。
这种水成铀矿模式是常温表生氧化还原作用的产物。
然而,笔者通过流体包裹体研究,在鄂尔多斯盆地北部地区中侏罗统直罗组砂岩型铀矿床中发现了有机流体与低温热液成矿的证据。
砂岩储层中矿物的胶结、次生加大、交代和缝、洞形成及其被填充愈合,意味着孔隙流体活动和流一岩作用过程。
储层中成岩矿物形成于一定的介质环境(pH值、温度等)和富含同类矿液的环境,这种介质和矿液通常是水溶液。
石油在储层中的聚集改变了孔隙水的化学组成,导致孔隙水中无机离子浓度降低,或烧类流体部分替换孔隙水而阻碍矿物一离子间的质量传递,抑制了自生矿物的形成及矿物的交代和转化,即抑制了胶结、交代、重结晶等成岩作用过程。
由成岩矿物的叠宜关系和晶体结构分析,可推断结晶作用的相对顺序。
以下常见的成岩现象受流一岩作用和有机/无机流体交替作用的控制:1、储层内有持续的多期水流体活动,则矿物次生加大、胶结、交代现象发育,在缝/洞内发生矿物(方解石、石英或石膏等)充填,强烈的胶结作用使岩石变得十分致密、坚硬:2、成岩期间有石油或天然气注入,甚至在储层孔隙内饱含油气,成岩作用将趋于缓慢直至终止;3、古油藏发生泄漏、散失及水流体活动再趋活跃,则在粒间孔/洞内除了普遍可见的沥青充填外,还可再次发疗矿物胶结与充填。
因此,储集岩中的油气包裹体与含烧流体包裹体,记录了油-水交替的成岩信息和流体地球化学环境。
上述两类成岩成油现象可以塔里木盆地塔河油出某区泥盆系东河砂岩为例。
东河砂岩中可见到两期成岩矿物一石英次生加大和石英胶结物,而且这种现象十分普遍,但在这些矿物内极少见到油气包裹体,或者不发冇。
在加大边或胶结物外侧和碎屑粒间,可见大量黑褐色沥青或黄褐色油浸沥青充填。
从右英加大边/胶结物与沥青的分布可说明储层中石汕充注/成藏应处于成岩晚期,相应的成藏时间应为喜马拉雅中-晚期。
古汕藏现象以塔里木盆地东部英南2井气藏成藏史为例。
从侏罗系到志留系(3292〜4737m)共发现油气显示57层,厚度327.74 im英南2气藏主产层段位于下侏罗统下部至志留系顶部,为层状背斜凝析气藏。
其中的天然气和凝析油均源于深部的寒武系-下奥陶统过成熟海相烧源岩。
塔东地区炷类成因和聚集历史中最突出的问题是炷类成熟度与源岩成熟度和成藏期的不一致性,即气藏主要是湿气及凝析汕,现实的寒武系一下奥陶统烧源岩是过成熟源岩和英南2气藏为晚期成藏,三者之间有一立的矛盾。
英南2气藏是塔里木盆地东部地区第一个具商业价值的天然气藏,对其成藏历史的研究是认识整个塔东地区油气成藏规律的关键。
据张水昌等研究,在升温速率较慢的条件下,原油保持单相存在的最髙温度约170-C,英南2井天然气的形成温度已大于1904C o英南2气藏的伴生凝析汕中还检测到高含量的金刚烷,指示气藏为原油高温二次裂解的产物。
从生炷量看,寒武系与下奥陶统坯源岩的生炷量无疑是很大的,炷源岩的大量生油或生气期是在加里东晚期(晚奥陶世-志留纪)约50 Ma内快速完成的,而由于早古生代沉降幅度巨大(寒武系-奥陶系厚达8000多米,仅中、上奥陶统复理石浊流沉积即达7000 多米),使寒武系-下奥陶统炷源岩曾经达到200〜240°C以上的髙温而处于过成熟状态,近100 Ma以来该婭源岩有机成熟度增加有限,几乎再没有形成天然气。
流体包裹体岩相学分析对英南2气藏的成藏史的研究仍然是关键。
笔者对英南2井下侏罗统下部-志留系顶部(3670.6〜3740.15 m)有关砂岩储层样品的成岩作用序次与流体包裹体研究,发现与前人的认识明显有別:1、无论是下侏罗统还是志留系顶部储层孔隙,均显示较强的注蓝色荧光(UV激发),表明储层中普遍有凝析油气:2、这两个储层均普遍发生过相对较早的成岩期石英/长石次生加大和晚成岩期方解石亮晶甚至连晶胶结过程。
下侏罗'统内还发现了相对较早的成岩期微-细晶方解石胶结物(也许志留系中的早期方解石胶结物已经发生了完全的重溶或被交代),次生加大右•英或早期方解石胶结物多为晚期方解石亮晶胶结物所环绕(胶结)或交代。
这意味着如果气藏形成之后,以天然气为介质是难以构成先方解石胶结、后石英/长石次生加大和晚成岩方解石亮晶普遍胶结这样的矿物分布“格局",唯有在天然气大疑充注之前才会发生一系列的矿物生成“事件“。
3、在石英次生加大边内没有发现原生的气炷包裹体,而是以液炷包裹体最为发冇,气液桂包裹体其次。
总之,下侏罗统和志留系顶部储层内均发冇有三期油气包裹体:第1期为成岩石英/长石次生加大的早-中期,包裹体均匀密集分布于早期方解石胶结物中,或包裹体沿未切过石英加大边的微裂隙而成带分布,或沿石英加大边的中-内侧分布,志留系顶部的汕包裹体丰度(GOI)为6%〜8% ,下侏罗统下部丰度为75%〜80%。
包裹体呈黑褐色、褐红色及黄褐色,显示弱黄色、褐红色荧光,或无荧光显示,部分包裹体呈黄褐色、淡黄色,显示黄色、注黄绿色荧光。
其中,液坯包裹体约占80%,气液炷包裹体20 %左右。
第2期为成岩石英次生加大期后至方解石亮晶胶结之前,包裹体沿切穿石英颗粒或切穿加大边的微裂隙分布,丰度较髙(GOI为3%〜5%±)。
包裹体中液婭呈戏黄色、淡黄色及透明无色,显示注黄绿色荧光:气炷呈灰色。
英中,液烧包裹体占25%〜40%,气液烧包裹体占60%〜70 % ,气炷包裹体占0〜5%。
第3期为成岩方解石亮晶胶结期后,个别灰色气炷包裹体成群或孤立状分布于方解石亮晶中,或沿切穿石英颗粒的微裂隙成带分布,丰度中等偏低(GOI约为1%),主要为气炷包裹体。
英南2井在ha晚期亮晶方解石中和切穿石英碎屑颗粒的愈合微裂隙中,与气炷包裹体明显共生的盐水包裹体,其均一温度除反映晚成岩正常地温(85〜90°C)外,还有高达169〜220°C的地温异常,表明在成岩晚期气绘充注期间,储层地温明显受热作用的影此外,与第1期包裹体同期的运移沥青普遍见于粒屑边缘,或呈条带状浸染于早期方解仃胶结物内,在志留系顶部砂岩储层的长石矿物由于油气溶蚀而保留了大量深(黄)褐色沥青于微孔/缝内,反映下部古油藏经过两次调整,为侏罗系成岩早期成藏的中- 轻质汕古油藏。
下侏罗统和志留系顶部储层自生伊利石K-Ar测年结果表明,古油藏的成藏年龄为148〜151 Ma ,验证了流体包裹体研究的结论。
由此可见,英南2气藏的成藏史可以简单地概括为:加里东晚期古汕藏作为二次油源(保存于中上奥陶统多套层系中,且中上奥陶统当时作为上覆地层,埋深没有使古地温普遍增温至180°C而使多套古汕藏的原汕发生大量裂解)-古油藏经过两次调整成藏(中质汕,侏罗系到志留系内,形成于148-151 Ma ,)- 古油藏原油进一步热成熟(以第2期油气包裹体中的轻质汕为代表,形成于燕山末期-喜马拉雅早期)-晚期原汕髙温二次裂解气(喜马拉雅晚-近期)。
晚期包裹体测温发现的塔东地区晚期热活动,也得到磷灰石热历史分析的验证。
由此,因古油藏的保存条件比古天然气藏的要求相对要低,而塔东地区大量古油藏在加里东晚期以后还能够保存下来,并得到流体包裹体研究的验证,使该地区的晚期古生界上构造层油气勘探更有实际意义。
三、包裹体显微成分与油气成熟度汕气包裹体的显微成分分析方法很多,本节仅介绍趋于成熟、对油包裹体分析效果较好的显微偏光-荧光和显微傅里叶红外光谱油气包裹体的鉴别主要基于荧光行为、颜色和室温下包裹体的相数与相比例关系。
轻质汕包裹体易被渓认为盐水包裹体。
最有效的鉴别方法是使用偏光2-荧光显微镜。
汕气包裹体的颜色和荧光特征主要是由它所含碳氢化合物的种类、包裹体的厚薄与大小所决左。
油气包裹体在生油有机质处于低成熟到近髙成熟阶段大多有一龙的颜色,而高成熟阶段的汕气包裹体与水溶液包裹体一样都为透明无色,需借助荧光显微镜才能区别。