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无机二氧化碳气藏与火成岩关系研究

作　者: 王润红
导　师: 彭润民
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 二氧化碳气藏新生代玄武岩成藏模式济阳坳陷
分类号: P588.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

济阳坳陷已陆续发现了7 个无机二氧化碳气藏,气藏中的CO₂ 含量大都在60%以上。但是,二氧化碳气藏作为一种非常规的气藏,其成因、运移、成藏规律、以及影响因素等都有其独自的特殊性,许多问题至今仍然悬而未决或存在较大争议,尤其是无机二氧化碳气藏与新生代火成岩之间表现出的种种亲缘关系。尽管其已经越来越引起学者们的广泛关注和兴趣,但有关二者之间的相关性研究目前正式报道的还很少,更缺乏系统性探索与研究。为此,本文以济阳坳陷无机二氧化碳气藏为例,将无机二氧化碳气藏和相关玄武岩作为研究对象,目的是揭示它们之间的内在本质联系。本文在野外地质调查和系统收集前人研究成果资料的基础上,对研究区与二氧化碳气藏相关的玄武岩进行了主量元素、微量元素和同位素分析测试,并综合整理和分析了前人大量有关CO₂ 气藏的测试资料,结合深部地球物理和区域构造地质研究成果,对济阳坳陷无机二氧化碳气藏特征和相关玄武岩的地球化学特征进行了详细研究,进而探讨了无机二氧化碳气藏和玄武岩的相关关系。研究认为:济阳坳陷的二氧化碳气藏均属无机成因,而且其气源主要来自于地幔,并与幔源-岩浆活动有密切的关系;新生代玄武岩岩浆源区主要来自对流软流圈地幔,但始新世岩浆源区遭受了一定程度的EMⅠ富集地幔的混染,渐新世岩浆源区为软流圈地幔,中新世岩浆源区存在一定程度的岩石圈地幔混染作用。综合研究二氧化碳气藏与玄武岩的相关性表明,二者之间在时空、成生和成藏方面具有密切的关系:①多数CO₂ 气藏比火山岩形成时间较晚,具有滞后现象;②新生代玄武岩与无机二氧化碳气藏中CO₂ 气具有同源性,并且玄武岩是无机CO₂ 气的载体和气源岩;③CO₂ 气的运移机理可分为4 个阶段,即富含CO₂ 气的幔源玄武岩浆上升阶段、初次脱气阶段、二次释气阶段和二氧化碳圈闭成藏阶段;④无机CO₂ 气藏的成藏模式主要包括太平洋板块俯冲后撤、软流圈地幔对流上涌、幔源玄武岩浆形成、岩石圈伸展减薄、张性断裂系统形成、CO₂气运移、圈闭成藏等几个有机联系的过程。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-10
第一章绪论  10-20
  1.1 研究现状  10-16
    1.1.1 国内外无机二氧化碳气藏  10-13
      1.1.1.1 二氧化碳气藏分布及成因  10-12
      1.1.1.2 幔源二氧化碳气运移机理  12-13
    1.1.2 济阳坳陷无机二氧化碳气藏  13-14
    1.1.3 无机二氧化碳气藏与火成岩  14-16
      1.1.3.1 火山活动对气藏的时空控制  14-15
      1.1.3.2 火山活动是二氧化碳气上升运移的通道  15-16
      1.1.3.3 火成岩是二氧化碳气藏的气源岩  16
  1.2 选题依据及其研究意义  16-18
  1.3 完成的主要工作量  18-20
第二章区域地质概况  20-28
  2.1 区域构造背景  20-22
  2.2 地层序列  22-25
    2.2.1 基底地层  24
    2.2.2 沉积盖层  24-25
  2.3 岩浆岩  25-28
    2.3.1 中生代火成岩  26
    2.3.2 古近纪火成岩  26
    2.3.3 新近纪火成岩  26-27
    2.3.4 第四纪火成岩  27-28
第三章二氧化碳气藏特征  28-49
  3.1 二氧化碳气藏分布规律  28-29
  3.2 阳信地区  29-32
    3.2.1 阳2、阳5 井二氧化碳气藏  31-32
    3.2.2 阳25 井二氧化碳气藏  32
  3.3 高青-平南地区  32-39
    3.3.1 花沟段主要气藏特征  33-36
      3.3.1.1 花17 井二氧化碳气藏  34-35
      3.3.1.2 花501 井二氧化碳气藏  35
      3.3.1.3 高53 井二氧化碳气藏  35-36
    3.3.2 平南段主要气藏特征  36-39
      3.3.2.1 平方王二氧化碳气藏  37-38
      3.3.2.2 平南二氧化碳气藏  38-39
  3.4 梁古1 井二氧化碳气藏  39-40
  3.5 二氧化碳气成因分析  40-49
    3.5.1 组分特征  40-41
    3.5.2 碳、氦、氩同位素特征  41-42
    3.5.3 成因分析  42-49
      3.5.3.1 二氧化碳气成因判别方法  42-43
      3.5.3.2 济阳坳陷二氧化碳气成因分析  43-49
第四章新生代玄武岩地球化学特征  49-74
  4.1 始新世(E_2)玄武岩  49-58
    4.1.1 采样位置  49-51
    4.1.2 分析测试方法  51-53
    4.1.3 岩石地球化学特征  53-55
      4.1.3.1 主量元素  53-54
      4.1.3.2 微量元素  54-55
      4.1.3.3 Sr、Nd 和Pb 同位素  55
    4.1.4 岩浆源区  55-58
  4.2 渐新世(E_3)玄武岩  58-66
    4.2.1 采样位置  58-59
    4.2.2 分析测试方法  59-62
    4.2.3 岩石地球化学特征  62-65
      4.2.3.1 主量元素  62-64
      4.2.3.2 微量元素  64
      4.2.3.3 Sr、Nd 和Pb 同位素  64-65
    4.2.4 岩浆源区  65-66
  4.3 中新世(N1)玄武岩  66-74
    4.3.1 采样位置  66-68
    4.3.2 分析测试方法  68-70
    4.3.3 岩石地球化学特征  70-73
      4.3.3.1 主量元素  70-72
      4.3.3.2 微量元素  72-73
      4.3.3.3 Sr-Nd 同位素  73
    4.3.4 岩浆源区  73-74
第五章二氧化碳气藏与火成岩关系  74-96
  5.1 时空关系  74-79
    5.1.1 时间关系  74-75
    5.1.2 空间关系  75-79
  5.2 成生联系  79-83
    5.2.1 火成岩CO_2 含量  79-82
      5.2.1.1 不同类型岩石CO_2 含量  79-80
      5.2.1.2 济阳坳陷碱性玄武岩CO_2 含量  80-82
    5.2.2 源区联系  82-83
  5.3 成因模式  83-96
    5.3.1 大地构造背景  83-86
    5.3.2 二氧化碳运移机理  86-94
      5.3.2.1 岩浆上升阶段  87-88
      5.3.2.2 初次脱气阶段  88-91
      5.3.2.3 二次释气阶段  91-92
      5.3.2.4 圈闭成藏阶段  92-94
    5.3.3 二氧化碳成藏模式  94-96
第六章结论及存在问题  96-99
  6.1 主要结论  96-98
  6.2 存在问题  98-99
主要参考文献  99-105
致谢  105-106
简历  106-108
图版说明  108-113
图版  113-125

无机二氧化碳气藏与火成岩关系研究

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