CO2的氣源和成藏及其預(yù)測

前言

　　《C02的氣源和成藏及其預(yù)測》一書是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院CO2地質(zhì)資源環(huán)境研究中心工作成果之一。取材于中心主任劉德良教授具體負(fù)責(zé)的四個(gè)相關(guān)專題研究報(bào)告：郯廬斷裂帶無機(jī)成因天然氣研究、松遼盆地CO2氣資源評價(jià)、火山和變質(zhì)成因C02脫氣成藏研究、準(zhǔn)噶爾盆地石炭系火山巖油氣地質(zhì)地球化學(xué)研究及其學(xué)生李振生博士負(fù)責(zé)的玄武巖的脫氣演化與二氧化碳成藏研究?！　≡摃D介紹CO2地質(zhì)、資源、環(huán)境之問的關(guān)系。有許多創(chuàng)新性的工作，包括斷裂變質(zhì)和接觸變質(zhì)脫氣參數(shù)的測試計(jì)算、松遼盆地四種CO。源庫（幔源一巖漿、火山巖、碳酸鹽巖、有機(jī)質(zhì)地層）在不同構(gòu)造層次的地質(zhì)地球化學(xué)和釋放天然氣潛力的分析計(jì)算、典型無機(jī)成因昌德東氣藏自生自儲(chǔ)模式的確定、殼內(nèi)低速高導(dǎo)流變地質(zhì)體作為幔源氣向表殼轉(zhuǎn)移的中繼補(bǔ)給站的解釋等。特別是劉德良教授在書中關(guān)于天然氣（CH2、CO2）成藏的斷裂作用與成藏?cái)嗔训穆晫W(xué)鑒別的分析，提出了天然氣成藏?cái)嗔严到y(tǒng)中導(dǎo)氣斷裂、封氣斷裂、容氣斷裂的聲學(xué)標(biāo)志，給出了天然氣成藏?cái)嗔迅鳟惞δ艿牟ㄋ俣群筒ㄋp的聯(lián)合鑒定等，屬于前人未曾達(dá)到如此系統(tǒng)和程度的新的探索，具有一定的理論和實(shí)際的意義。　　自然界100多種化學(xué)元素中，除碳以外所形成的化合物只有5萬多種，然而碳的化合物卻有300多萬種，碳系列化合物通常作為經(jīng)典有機(jī)化學(xué)的研究范疇。但是，成為礦產(chǎn)的高純CO。氣藏氣主要是無機(jī)來源的。全球碳循環(huán)中，就存在無機(jī)與有機(jī)的轉(zhuǎn)化過程。天然氣的成因類型是根據(jù)碳在自然界循環(huán)過程中所處階段的屬性劃分界定的。CO2z是全球碳循環(huán)的中樞，研究CO2的源和匯有助于了解碳循環(huán)的法則；而且利用CO2的地質(zhì)地球化學(xué)信息，可以推斷地球深部演化和巖石圈動(dòng)力過程以及各圈層脫氣機(jī)理，也有助于探索石油天然氣的來源和運(yùn)聚。　　全球C02氣釋放的密集區(qū)主要呈帶狀分布，并與環(huán)太平洋地震活動(dòng)帶和地中海一喜馬拉雅地震活動(dòng)帶具有較好的一致性。在相對穩(wěn)定的大陸內(nèi)部，CO2聚集釋放的場所常與中、新生代裂谷帶有關(guān)。因此，研究活動(dòng)構(gòu)造（尤其活斷層）與CO2聚集釋放關(guān)系及其規(guī)律是有科學(xué)依據(jù)的。

內(nèi)容概要

二氧化碳(CO2)是全球碳循環(huán)的中樞，具有重要的環(huán)境意義、資源意義和地學(xué)意義。本書評述了CO2地質(zhì)研究、CO2成藏成礦研究、天然氣(CH4、CO2)成因判別研究的最新進(jìn)展；系統(tǒng)論述了四種CO2源庫、地質(zhì)體脫排CO2氣作用和斷裂的控礦作用；以松遼盆地為實(shí)例，闡述了CO2的成藏模式和資源預(yù)測。特別提出了天然氣成藏組構(gòu)的導(dǎo)運(yùn)型斷裂、封閉型斷裂、容儲(chǔ)型斷裂的聲學(xué)(波速和衰減)鑒別標(biāo)志。    本書內(nèi)容豐富、資料詳實(shí)，對CO2資源與環(huán)境研究具有重要的參考價(jià)值，可供地質(zhì)、油氣勘探開發(fā)和環(huán)境科學(xué)工作者參考。

書籍目錄

序言前言第一章 CO2研究進(jìn)展  第一節(jié) CO2研究意義    一、CO2的資源意義    二、CO2的環(huán)境意義    三、CO2的地學(xué)意義  第二節(jié) CO2在自然界中的循環(huán)過程    一、CO2在自然界中的穩(wěn)定性    二、CO2與碳的循環(huán)    三、CO2與地球內(nèi)部去氣    四、CO2在大氣中的含量變化  第三節(jié) 高熱構(gòu)造帶高純CO2地質(zhì)基礎(chǔ)    一、全球CO2氣藏的時(shí)空分布    二、我國CO2氣藏的時(shí)空分布  第四節(jié) CO2成藏成礦    一、CO2成藏    二、CO2與金屬成礦  第五節(jié) CO2和CO2天然氣的成因    一、CO2和CO2天然氣無機(jī)成因假說    二、CO2和CH4天然氣成因鑒別    三、松遼盆地深層天然氣成因鑒別第二章 CO2脫氣作用  第一節(jié) 地幔和巖漿脫氣作用    一、地幔和巖漿脫氣模式    二、松遼盆地的巖漿脫氣模式  第二節(jié) 接觸變質(zhì)脫氣作用    一、接觸變質(zhì)脫氣模式    二、松遼盆地的接觸變質(zhì)脫氣模擬計(jì)算實(shí)例  第三節(jié) 斷裂變質(zhì)脫氣作用    一、斷裂變質(zhì)脫氣模式    二、合肥盆地的斷裂變質(zhì)脫氣模擬計(jì)算實(shí)例  第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)降解氧化脫氣作用    一、降解氧化的機(jī)理    二、降解氧化的實(shí)例第三章 CO2地質(zhì)源庫——以松遼盆地為例  第一節(jié) 幔源-巖漿源庫    一、巖石地球化學(xué)特征    二、流體包裹體特征    三、巖漿含氣特征  第二節(jié) 巖石吸附氣源庫    一、低溫脫氣實(shí)驗(yàn)    二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果  第三節(jié) 碳酸鹽巖源庫    一、常量元素    二、稀土總量(∑REE)    三、輕重稀土分餾(LREE/HREE)    四、球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解  第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)源庫    一、含有機(jī)質(zhì)地層    二、有機(jī)質(zhì)母源的CO2貢獻(xiàn)有限  第五節(jié) 昌德東氣藏氣源判別    一、區(qū)段含氣差異分析    二、分餾系數(shù)差異分析    三、儲(chǔ)層含氣差異分析    四、K-Ar同位素分析    五、與萬金塔氣藏的對比分析第四章 CO2成藏的斷裂作用與成藏?cái)嗔训穆晫W(xué)鑒別  第一節(jié) CO2成藏的斷裂作用    一、斷裂對變質(zhì)成因CO2的生成作用    二、斷裂對變質(zhì)成因CO2的導(dǎo)運(yùn)作用    三、斷裂對幔源CO2的導(dǎo)運(yùn)作用    四、斷裂對CO2的儲(chǔ)集作用  第二節(jié) 殼內(nèi)低速高導(dǎo)體是幔源天然氣向表殼轉(zhuǎn)移的中繼補(bǔ)給站    一、松遼盆地區(qū)存在殼內(nèi)低速、高導(dǎo)體    二、殼內(nèi)低速、高導(dǎo)體的天然氣地質(zhì)屬性  第三節(jié) 天然氣成藏?cái)嗔呀M構(gòu)的聲學(xué)鑒別    一、導(dǎo)運(yùn)型構(gòu)造    二、封閉型構(gòu)造    三、容儲(chǔ)型構(gòu)造第五章 CO2的成藏模式與成藏預(yù)測  第一節(jié) CO2的成藏模式    一、有機(jī)與無機(jī)CO2成藏模式的對比    二、昌德東氣藏的“自生自儲(chǔ)”成藏模式  第二節(jié) 松遼盆地CO2富集區(qū)預(yù)測實(shí)例    一、盆地的建造和改造及演化    二、松遼盆地CO2成藏因素    三、松遼盆地北部CO2有利富集區(qū)帶  第三節(jié) CO2資源量計(jì)算    一、CO2脫氣量的計(jì)算方法    二、松遼盆地北部CO2資源量的估算參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　3.多元?jiǎng)恿χ萍s　　古生代末期古亞洲洋關(guān)閉及其后續(xù)（P2-T-J1-2）陸內(nèi)構(gòu)造作用對于松遼盆地現(xiàn)今CO2富集關(guān)系不大。松遼盆地CO2聚集區(qū)帶的構(gòu)造動(dòng)力控制主要是新構(gòu)造期印度板塊同歐亞板塊碰撞側(cè)向（東）擠壓力與今太平洋板塊向西俯沖阻擋力的聯(lián)合作用。燕山期古太平洋板塊與東亞大陸斜向作用以及中新生代西伯利亞克拉通向南擠壓力亦具有重要意義?！　?.深大斷裂系統(tǒng)制約　　深大斷裂往往是區(qū)域性關(guān)鍵構(gòu)造，自有一套構(gòu)造系統(tǒng)，對天然氣的靜態(tài)組合（生、儲(chǔ)、蓋）和動(dòng)態(tài)組合（運(yùn)、聚、保）具有控制作用?！　?dǎo)運(yùn)型斷裂主要是區(qū)域性深大斷裂的主干斷裂，多屬剪性、張剪性、壓剪性斷裂。最明顯的區(qū)域深大斷裂有北北東向的嫩江一齊齊哈爾一白城斷裂、孫吳一雙遼斷裂以及近東西向的訥河一五大連池?cái)嗔训龋仁枪爬蠘?gòu)造，又是最新活動(dòng)斷裂帶，可以是持續(xù)古今的導(dǎo)氣構(gòu)造?！　∪輧?chǔ)型斷裂主要是導(dǎo)運(yùn)型斷裂的協(xié)輔構(gòu)造，為派生構(gòu)造，多屬張性和張剪性斷裂，其既與導(dǎo)運(yùn)型斷裂多少相連，又被具有封閉性能的巖層和斷層所封蓋和封堵。在松遼地區(qū)具有孔隙儲(chǔ)集的地層主要有登婁庫組三、四段、泉頭組一、二段致密砂巖儲(chǔ)層，登婁庫組一段、上侏羅統(tǒng)砂礫巖儲(chǔ)層和基巖古凸起風(fēng)化殼。對于火山巖和致密砂巖來說，巖石孔隙域儲(chǔ)集沒有實(shí)際意義，而主要是各級破裂域儲(chǔ)集?！　》忾]型斷裂主要是拆離滑脫斷層，以順層滑動(dòng)的（逆掩型／滑離型）平滑斷層封閉的規(guī)模大性質(zhì)好，為壓剪性斷裂。于松遼盆地東西兩邊的拆離斷層可下接到中、下地殼，而在盆地內(nèi)部的平滑斷層主要發(fā)生在中上地殼和盆地古生界基底之中，并以自東向西逆掩為主，形成不對稱的對沖樣式，它們是沿著先存順層滑動(dòng)斷面經(jīng)擠壓、反轉(zhuǎn)發(fā)展而來，形成對深源CO2的封閉功能（劉德良和陶士振，2001），可造成大面積的構(gòu)造圈閉。　　松遼盆地地層封蓋而言，主要有登二段和泉一、二段泥巖，巖性致密厚度大，這是以泥頁巖為主形成的區(qū)域壓力封閉系統(tǒng)，它們與青山口組區(qū)域蓋層組成綜合封蓋。最有利封蓋區(qū)在安達(dá)一肇州背斜帶、徐家圍子斷陷區(qū)，其次為肇東一朝陽溝背斜帶。泥頁巖封蓋主要體現(xiàn)在盆地蓋層沉積巖系中的氣藏；壓剪性斷層封蓋主要發(fā)生在基底巖系中。　　松遼盆地北部深層具有構(gòu)造、地層、巖性等多種圈閉類型，大慶油田勘探開發(fā)研究院研究劃分了層狀構(gòu)造圈閉、地層超覆圈閉、風(fēng)化殼圈閉、巖性圈閉、不整合面圈閉等5種主要圈閉類型（大慶油田石油地質(zhì)志編寫組，1991）。

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