CN105930658A - 一种测定碳酸盐矿物形成温度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种测定碳酸盐矿物形成温度的方法和装置，涉及地质勘探技术领域，旨在解决测定砂岩储层中自生碳酸盐矿物形成温度的难题，降低测定碳酸盐矿物形成温度的难度，进而提高测定碳酸盐矿物形成温度的准确性，为地质勘探过程中砂岩储层的研究奠定了基础。该方法包括：获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度。

Description

一种测定碳酸盐矿物形成温度的方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种测定碳酸盐矿物形成温度的方法和装置。

背景技术

在石油工业中，往往通过地质勘探技术中的砂岩储层成岩机理和砂岩储层成岩特征分析，得到砂岩储层中自生矿物质的成岩共生序列和砂岩储层的埋藏演化过程中掩埋物的物性演化过程，最终实现石油资源的勘探和开发。

现有技术中，通常分析砂岩储层中自生碳酸盐矿物的形成温度及其在成岩共生序列中的次序，来获得砂岩储层中自生矿物的成岩共生序列和砂岩储层的埋藏演化过程中掩埋物的物性演化过程，最终确定砂岩的成岩阶段。然而，在现有技术中，如何获得砂岩储层中自生碳酸盐矿物的形成温度一直都是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种测定碳酸盐矿物形成温度的方法和装置，用于测定砂岩储层中自生碳酸盐矿物的形成温度。

第一方面，本发明实施例提供一种测定碳酸盐矿物形成温度的方法，包括：

获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；

获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；

获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度。

如上所述的方法，所述获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素 ¹⁸O的数值，包括：

根据公式获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素 ¹⁸O的数值，其中，α₁为25℃时通过磷酸法获得的所述碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ₁为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值。

如上所述的方法，所述获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，包括：

根据公式获取与所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，其中，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，T₀ ²为所述碳酸盐矿物采样区域的远古地质温度；

根据公式获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，其中，α₂为25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，δ₂为所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

如上所述的方法，所述获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素 ¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值，包括：

根据公式δ＝δ₁-δ₂获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值，其中，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值，δ₁为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值，δ₂为所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

如上所述的方法，所述根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度，包括：

根据公式T’＝16.9-4.2δ+0.13δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。

如上所述的方法，所述根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度，包括：

根据公式T’＝16.9-4.38δ+0.10δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。

第二方面，本发明实施例提供一种测定碳酸盐矿物形成温度的装置，包括：

第一获取模块，用于确定所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；

第二获取模块，用于确定所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；

计算模块，用于计算所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

第三获取模块，用于根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿 物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度。

如上所示的装置，所述第一获取模块具体用于：

根据公式获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素 ¹⁸O的数值，其中，α₁为25℃时通过磷酸法获得的所述碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ₁为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值。

如上所示的装置，所述第二获取模块具体用于：

根据公式获取与所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，其中，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，T₀ ²为所述碳酸盐矿物采样区域的远古地质温度；

根据公式获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，其中，α₂为25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，δ₂为所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

如上所示的装置，所述第三获取模块具体用于：

根据公式T’＝16.9-4.2δ+0.13δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。

本发明实施例提供的测定碳酸盐矿物形成温度的方法，首先获得碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；进而根据该同位素¹⁸O的数值差值获取碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据水介质温度得到碳酸盐矿物 的形成温度，其中，由于碳酸盐矿物是在水介质中形成的，因此，碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度就是碳酸盐矿物的形成温度。碳酸盐矿物在沉淀的过程中，碳酸盐矿物和水介质间存在同位素¹⁸O交换，由于同位素¹⁶O比同位素¹⁸O轻，因此，当水介质温度升高时，同位素¹⁶O比同位素¹⁸O更容易迁移，即碳酸盐矿物与水在25℃相平衡时，同位素¹⁶O首先进入碳酸盐矿物中，从而使得碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值降低，当水介质温度降低时，上述过程相反。而水介质温度对碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的影响较小，所以根据碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系，可以获得碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据水介质温度得到碳酸盐矿物的形成温度，即本发明实施例提供了一种根据碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系，解决了获得碳酸盐矿物形成温度的难题，降低了测定碳酸盐矿物形成温度的难度，提高了测定碳酸盐矿物形成温度的准确性，为地质勘探过程中砂岩储层的研究奠定了基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的测定碳酸盐矿物形成温度的方法的流程示意图；

图2为本发明提供的步骤200的流程示意图；

图3为本发明提供的步骤400的一种流程示意图；

图4为本发明提供的步骤400的另一种流程示意图；

图5为本发明提供的测定碳酸盐矿物形成温度的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种根据碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系，解决了获得砂岩储层中自生碳酸盐矿物形成温度的难题，降低了测定碳酸盐矿物形成温度的难度，提高了测定碳酸盐矿物形成温度的准确性，为地质勘探过程中砂岩储层的研究奠定了基础。下面，采用具体实施例，对本发明实施例所示的测定碳酸盐矿物形成温度的方法和装置进行详细说明。

图1为本发明提供的测定砂岩储层中自生碳酸盐矿物形成温度的方法的流程示意图，该方法的执行主体为测定碳酸盐矿物形成温度的装置，请参照图1，该方法可以包括：

步骤S100：获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

具体的，在步骤S100的执行过程中，首先获取一定量的砂岩储层中的自生碳酸盐矿物，进而将该碳酸盐矿物与磷酸在25℃下进行化学反应，并收集上述化学反应过程中所示释放的二氧化碳，进而获得该二氧化碳中所包含的同位素¹⁸O的数值，即该目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。示例的，该目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值可以通过如下公式(1)获得：

其中，公式(1)中α₁为25℃时通过磷酸法获得的所述碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ₁为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值。

示例的，25℃磷酸法获得的碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数α₁等于1.01025，当然此处仅是举例说明，并不代表本发明实施例的碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数α₁的数值局限于此。

进一步的，目标碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值δ’₁可以通过碳酸盐矿物的25℃磷酸法分馏方程获得。示例的，以目标碳酸盐矿物为碳酸钙为例，碳酸钙的25℃磷酸法分馏方程如下：

其中，公式(2)中为碳酸钙中的同位素¹⁸O的数值，为现今海水中的同位素¹⁸O的数值，示例的，为该碳酸钙样品采样区域的远古地质温度，可以通过现今地表温度加上远古地质温度梯度与现今埋 深的乘积获取。

步骤S200：获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

具体的，参考图2所示，步骤S200的执行过程可以分为步骤S201和步骤S202执行。

步骤S201：根据公式获取与所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，其中，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，为所述碳酸盐矿物采样区域的远古地质温度。

步骤S202：根据公式获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，其中，α₂为25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，δ₂为所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

示例的，下面以目标碳酸盐为碳酸钙为例详细的说明上述步骤S201和步骤S202。

首先用研钵将碳酸钙样品破碎成20目左右的粉末，然后将破碎后的碳酸钙样品粉末在60℃下烘干12h，然后将烘干后的碳酸钙样品粉末在110℃焙烤3h；最后将烘干的碳酸钙样品粉末200mg置于主反应管内，用塑料弯头玻璃注射器将5ml～8ml的无水磷酸注入反应管支管；将该反应管真空脱水l～2h，使真空度达到2x10^-5Torr，将已抽好真空的反应管置入恒温水浴槽(25℃±0.1℃)中，恒温20min后，将反应管倾斜，使支管中磷酸流入主反应管与碳酸钙样品反应；恒温反应24h后，提取碳酸钙释放的二氧化碳，进而获得碳酸钙与水在25℃下相平衡所生成的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，进而可以通过以下公式获取：

其中，公式(3)中为25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数， 为碳酸钙相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，为碳酸钙与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

进一步的，25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数的数值为 1.04120。当然此处仅是举例说明，并不代表本发明实施例的水与二氧化碳的平衡分馏系数α₂的数值局限于此。

步骤S300：获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值。

具体的，在步骤S100中获取到目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁，在步骤S200中获取到目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂，进而，在步骤S300中，根据公式δ＝δ₁-δ₂获取目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁与目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂的差值。

步骤S400：根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度。

具体的，步骤S400可以分为步骤S401和步骤S402执行，或者步骤400分为步骤S403和步骤S404执行。

步骤S401：根据公式T’＝16.9-4.2δ+0.13δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值。

步骤S402：根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。

具体的，碳酸盐矿物在沉淀的过程中，碳酸盐矿物和水介质间存在同位素¹⁸O交换，由于同位素¹⁶O比同位素¹⁸O轻，因此，当水介质温度升高时，同位素¹⁶O比同位素¹⁸O更容易迁移，即碳酸盐矿物与水在25℃相平衡时，同位素¹⁶O首先进入碳酸盐矿物中，从而使得碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值降低，当水介质温度降低时，上述过程相反。而水介质温度对碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的影响较小，所以根据碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系，可以获得碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据水介质温度得到碳酸盐矿物的形成温度。因此，在步骤S300中获取到目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁与目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂的差值δ之后，将δ的数值带入目标碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变 化的关系T’＝16.9-4.2δ+0.13δ²，进而获得目标碳酸盐矿物形成时的水介质温度。

进而，由于目标碳酸盐矿物是在水介质中沉淀形成的，因此，目标碳酸盐矿物沉淀形成时的水介质温度与目标碳酸盐矿物的形成温度相同，即在步骤402中，根据公式T＝T’获取到碳酸盐矿物的形成温度T。

另一方面，步骤S403：根据公式T’＝16.9-4.38δ+0.10δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值。

步骤S404：根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。

具体的，碳酸盐矿物在沉淀的过程中，碳酸盐矿物和水介质间存在同位素¹⁸O交换，由于同位素¹⁶O比同位素¹⁸O轻，因此，当水介质温度升高时，同位素¹⁶O比同位素¹⁸O更容易迁移，即碳酸盐矿物与水在25℃相平衡时，同位素¹⁶O首先进入碳酸盐矿物中，从而使得碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值降低，当水介质温度降低时，上述过程相反。而水介质温度对碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的影响较小，所以根据碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系，可以获得碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据水介质温度得到碳酸盐矿物的形成温度。因此，在步骤S300中获取到目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁与目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂的差值δ之后，在步骤S403中，将δ的数值带入目标碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系的修正后的公式T’＝16.9-4.38δ+0.10δ²中，进而获得目标碳酸盐矿物形成时的水介质温度。

进而，由于目标碳酸盐矿物是在水介质中沉淀形成的，因此，目标碳酸盐矿物沉淀形成时的水介质温度与目标碳酸盐矿物的形成温度相同，即在步骤404中，根据公式T＝T’获取到碳酸盐矿物的形成温度T。

本发明实施例提供的测定砂岩中自生碳酸盐矿物形成温度的方法，首先获得碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与碳酸盐矿物与水在 25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；进而根据该同位素¹⁸O的数值差值获取碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据水介质温度得到碳酸盐矿物的形成温度。其中，由于碳酸盐矿物是在水介质中沉淀形成的，因此，碳酸盐矿物沉淀时的周围水介质温度可以认为是碳酸盐矿物的形成温度。碳酸盐矿物在沉淀的过程中，碳酸盐矿物和水介质间存在同位素¹⁸O交换，由于同位素¹⁶O比同位素¹⁸O轻，因此，当水介质温度升高时，同位素¹⁶O比同位素¹⁸O更容易迁移，即碳酸盐矿物与水在25℃相平衡时，同位素¹⁶O首先进入碳酸盐矿物中，从而使得碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值降低，当水介质温度降低时，上述过程相反。而水介质温度对碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的影响较小，所以根据碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系，可以获得碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据水介质温度得到碳酸盐矿物的形成温度，即本发明实施例提供了一种根据碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系，解决了获得碳酸盐矿物形成温度的难题，降低了测定碳酸盐矿物形成温度的难度，提高了测定碳酸盐矿物形成温度的准确性，为地质勘探过程中砂岩储层的研究奠定了基础。

基于上述测定砂岩储层中自生碳酸盐矿物形成温度的方法，本发明实施例提供一种测定碳酸盐矿物形成温度的装置，用于执行上述测定碳酸盐矿物形成温度的方法。具体的，参考图5所示，该测定碳酸盐矿物形成温度的装置包括：

第一获取模块501，用于确定所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；第二获取模块502，用于确定所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；计算模块503，用于计算所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；第三获取模块504，用于根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度。

具体的，第一获取模块501根据公式获取目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，其中，α₁为25℃时通过磷酸法获得的 目标碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₁为目标碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ₁为目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值。其中，25℃磷酸法获得的碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数α₁等于1.01025；目标碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值δ’₁可以通过碳酸盐矿物-水体系的磷酸法分馏方程获得。目标碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值δ’₁的具体获取，在前面已经详细叙述，在此不再累述。

具体的，第二获取模块502首先根据公式获取与目标碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，其中，δ’₁为所述碳酸盐矿物目标碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ’₂为目标碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，为目标碳酸盐矿物采样区域的远古地质温度；然后根据公式获取目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，其中，α₂为25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₂为目标碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，δ₂为目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

具体的，计算模块503将第一获取模块501获取到目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁，以及第二获取模块502获取到目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂，带入公式δ＝δ₁-δ₂获取目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁与目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂的差值δ。

具体的，第三获取模块504将计算模块503获得的目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁与目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂的差值δ的数值带入目标碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系T’＝16.9-4.2δ+0.13δ²，获得目标碳酸盐矿物形成时的水介质温度。由于目标碳酸盐矿物是在水介质中沉淀形成的，因此，目标碳酸盐矿物沉淀形成时的水介质温度与目标碳酸盐矿物的形成温度相同，即第三获取模块504，根据公式T＝T’获取到碳酸盐矿物的形成温度T。

或第三获取模块504将计算模块503获得的目标碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值δ₁与目标碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化 碳中的同位素¹⁸O的数值δ₂的差值δ的数值带入目标碳酸盐矿物的氧同位素组成与温度变化的关系的修正后的公式T’＝16.9-4.38δ+0.10δ²，获得目标碳酸盐矿物形成时的水介质温度。由于目标碳酸盐矿物是在水介质中沉淀形成的，因此，目标碳酸盐矿物沉淀形成时的水介质温度与目标碳酸盐矿物的形成温度相同，即第三获取模块504，根据公式T＝T’获取到碳酸盐矿物的形成温度T。

本发明实施例提供的测定碳酸盐矿物形成温度的装置，首先计算模块503获得碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；进而第三获取模块根据该同位素¹⁸O的数值差值获取碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据水介质温度得到碳酸盐矿物的形成温度，其中，由于碳酸盐矿物是在水介质中形成的，因此，碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度就是碳酸盐矿物的形成温度。解决了获得碳酸盐矿物形成温度的难题，降低了测定碳酸盐矿物形成温度的难度，提高了测定碳酸盐矿物形成温度的准确性，为地质勘探过程中砂岩储层的研究奠定了基础。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种测定碳酸盐矿物形成温度的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；

获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；

获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，包括：

根据公式获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素 ¹⁸O的数值，其中，α₁为25℃时通过磷酸法获得的所述碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ₁为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，包括：

根据公式获取与所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，其中，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，T₀为所述碳酸盐矿物采样区域的远古地质温度；

根据公式获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，其中，α₂为25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，δ₂为所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述获取所述碳酸盐矿物释 放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值，包括：

根据公式δ＝δ₁-δ₂获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值，其中，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值，δ₁为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值，δ₂为所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度，包括：

根据公式T’＝16.9-4.2δ+0.13δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。

6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度，包括：

根据公式T’＝16^.9^-4^.38δ+0.10δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，_T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。

7.一种测定碳酸盐矿物形成温度的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于确定所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O 的数值；

第二获取模块，用于确定所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值；

计算模块，用于计算所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

第三获取模块，用于根据所述同位素¹⁸O的数值的差值获取所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度，进而根据所述水介质温度得到所述碳酸盐矿物的形成温度。

8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于：

根据公式获取所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素 ¹⁸O的数值，其中，α₁为25℃时通过磷酸法获得的所述碳酸盐矿物释放二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ₁为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳的同位素¹⁸O的数值。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述第二获取模块具体用于：

根据公式获取与所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，其中，δ’₁为所述碳酸盐矿物中的同位素¹⁸O的数值，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，T₀ ²为所述碳酸盐矿物采样区域的远古地质温度；

根据公式获取所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值，其中，α₂为25℃时水与二氧化碳的平衡分馏系数，δ’₂为所述碳酸盐矿物相平衡的水介质的同位素¹⁸O的数值，δ₂为所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值。

10.根据权利要求9所述装置，其特征在于，所述第三获取模块具体用于：

根据公式T’＝16.9-4.2δ+0.13δ²获取所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度， 其中，T’为所述碳酸盐矿物形成时的水介质温度，δ为所述碳酸盐矿物释放的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值与所述碳酸盐矿物与水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素¹⁸O的数值的差值；

根据公式T＝T’确定所述碳酸盐矿物的形成温度，其中，T为所述碳酸盐矿物的形成温度，T’为所述碳酸盐矿物沉淀时的水介质温度。