CN109725355B - 一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盆地内砂岩型铀矿技术方法领域,具体公开一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,如下:步骤(1)确定工作区及目标层,确定目标层地层年龄范围为t0—t0′;步骤(2)在圈出的工作区进行样品采集;步骤(3)将采集的样品进行磷灰石挑选及氯仿沥青A提取;步骤(4)对样品进行构造演化史反演及油源分析,筛选出具有共同的单一来源样品;步骤(5)对同源且单一来源样品进行氯仿沥青A的有机质Re‑Os定年,将获取的年龄数据tn与地层目标层年龄t0比较,保留tn≤t0的年龄;步骤(6)根据保留年龄是否处于强构造活动期,得出油气充注时间(t)次序。本发明的方法能够准确查明含油气盆地边缘浅部找矿目标层中油气充注的期次和时间。
Description
技术领域
本发明属于盆地内砂岩型铀矿技术领域,具体涉及一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法。
背景技术
产于含油气盆地中的砂岩型铀矿与油气流体之间存在密切的成因及时空分布关系。然而,不同期次的油气流体充注对铀成矿具有正面、负面和复杂化的影响。成矿前的油气贯入能够增加目的层砂岩的还原容量;成矿时的油气侵位能直接参与铀的沉淀富集;成矿后的油气充注则会将后生氧化砂岩次生还原改造,导致氧化还原界面不清,起到保存掩盖矿体以及增加找矿难度的复杂作用。前人据此建立了大量与油气耦合作用的砂岩铀成矿模式。
目前,盆地边缘找矿目标层均在500m以浅,具有“埋藏浅、地层温压较小、体系完全开放、油气逸散多期次”的地质特点,常达不到自生伊利石和包裹体形成的地质条件。传统的构造热演化史、烃源岩生排烃史、包裹体均一温度—地层埋藏史法、自生伊利石K-Ar法等定性和定量地质分析法均不适宜用来确定含矿目的层中油气充注时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,该方法能够精准确定油气流体贯入到铀矿找矿目的层中的期次和时间,进而合理构建铀矿成矿和找矿模型,拓展找矿空间,指导找矿部署。
本发明所采用的技术方案是:一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,该方法包括以下步骤:
步骤(1)确定工作区及目标层,确定目标层地层年龄范围为t0—t0′;
步骤(2)在上述步骤(1)中圈出的工作区进行含油样品采集;
步骤(3)将上述步骤(2)中采集的样品进行磷灰石挑选及氯仿沥青A提取;
步骤(4)对上述步骤(3)中磷灰石挑选及氯仿沥青A提取后的样品进行构造演化史反演及油源分析,筛选得到具有共同的单一来源样品;
步骤(5)对上述步骤(4)中得到的同源且单一来源样品进行氯仿沥青A的有机质Re-Os定年,之后将获取的年龄数据tn与所述的步骤(1)中目标层的年龄t0进行比较,保留tn≤t0的年龄;
步骤(6)根据上述步骤(5)中保留的年龄是否处于强构造活动期,测定出油气充注时间次序。
所述的步骤(1)的具体步骤如下:
步骤(1.1)中在工作区内选择1:5万~1:50万的铀矿地质图中圈出工作区;
步骤(1.2)以工作区内主要砂岩型铀矿床或铀矿化点的含矿建造为依据,厘定出区内500m以浅的含矿建造为目标层,确定其地层时代年龄为t0—t0′。
所述的步骤(2)中样品是在所述的步骤(1)的工作区采集砂岩型铀矿找矿目的层,样品需要满足以下条件:埋深小于500m,不能用铁器触碰,样品中含油斑或沥青等油气有机质,样品数量大于等于3个。
所述的步骤(3)中首先将所述的步骤(2)中的所有样品碎至80—200目,之后将每个样品都分成2部分;一份样品用来进行重矿物分离,每份样品挑选出100粒以上的磷灰石单矿物;另一份样品则采用索式提取法获取氯仿沥青A,并将氯仿沥青A再次分成2部分,以便后续使用。
所述的步骤(3)中采用重矿物分离法进行磷灰石单矿物挑选的具体步骤如下:在水中反复淘洗碎样,分离出较重的部分;用分液漏斗和溴液进一步将轻、重矿物分开;将分离出来相对较重的部分烘干,并在放大镜下从烘干后的产物中挑选出磷灰石单矿物100粒以上。
所述的步骤(3)中采用索式提取法得到氯仿沥青A的具体步骤如下:用苯或氯仿浸泡碎样,用滤纸过滤出大的碎屑颗粒;利用高速离心机对溶液进行固液分离;待溶液中苯或氯仿烘干蒸发后,残留下来的黑色物质即为氯仿沥青A,并将其分成2份。
所述的步骤(4)的具体步骤如下:
步骤(4.1)对上述步骤(3.1)中得到的磷灰石进行裂变径迹分析,反演构造演化史,得出区内磷灰石裂变径迹最佳温度(T)—时间(t)拟合曲线;
步骤(4.2)上述步骤(3.2)中得到的氯仿沥青A进行饱和烃气相色谱—质谱(GC-MS)分析,之后进行油—油对比,判断油源,得到具有共同的单一来源样品。
所述的步骤(5)中对步骤(4)中同源且单一来源的氯仿沥青A样品进行Re-Os同位素定年,将获取的年龄数据tn与所述的步骤(1)中目标层的年龄t0进行比较,保留tn≤t0的年龄。
所述的步骤(6)的具体步骤如下:将上述步骤(5)中保留的年龄投影到区内磷灰石裂变径迹最佳温度(T)—时间(t)拟合曲线上,保留处于区内强构造活动阶段的年龄,最后将剩余有效年龄数值按大小进行排序,得出油气充注时间序列。
所述的步骤(6)中如果该年龄处于区内强构造活动阶段,即位于快速构造升降时期,则为一期油气充注年龄,保留该等时线年龄(t);如果处于平静稳定阶段,则舍弃该年龄。
本发明的有益效果是:本发明的方法通过联合利用磷灰石低温热年代学和有机质Re-Os放射性同位素测年技术手段,重塑区内构造演化史和油气充注史,精确厘测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列,有助于合理构建砂岩型铀矿成矿模式,进而指导找矿。本发明的方法有效克服了盆缘含矿建造体系开放、多期次油气充注、无同期自生伊利石和油气包裹体等测年对象的困难,采用直接对目标层中的含油物质进行Re-Os同位素定年,并结合区内的构造演化过程,能够精确地约束这些部位的油气充注期次和年龄,为科学合理构建砂岩型铀矿叠合成矿模式提供年龄数据,进而预测远景区,指明找矿方向。
附图说明
图1为本发明所提供的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法的流程图;
图2为准噶尔盆地西北缘1:20万铀矿地质图
图3为准噶尔盆地西北缘磷灰石裂变径迹温度—时间模拟结果图;
图4为准噶尔盆地西北缘部分样品萜烷和甾烷化合物分布谱图;
图5为准噶尔盆地西北缘侏罗系油砂岩Re-Os数据等时线图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步详细说明。
由于目前砂岩型铀矿找矿目的层埋深均在500m以上,故本专利中的“浅层”定义为地下500m以浅的范围。
如图1所示,本发明提供的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,该方法包括以下步骤:
步骤(1)确定工作区及目标层,确定目标层地层年龄范围为t0—t0′;具体步骤如下:
步骤(1.1)在适当比例尺铀矿地质图中圈出工作区;
比例尺为1:5万—1:50万。例如,选择1:20万的准噶尔盆地铀矿地质图,在图中截取准噶尔盆地西北缘为工作区(图2)。
步骤(1.2)以工作区内主要砂岩型铀矿床或铀矿(化)点的含矿建造为依据,厘定出区内500m以浅的含矿建造为目标层,确定其地层时代年龄为t0—t0′。
由于准噶尔盆地西北缘为工作区内主要的克拉玛依铀矿点的含矿建造为侏罗系,因此将区内埋深500m以浅的侏罗系地层确定为目标层,时代t0—t0′为205—137Ma。
步骤(2)在上述步骤(1)中圈出的工作区进行含油样品采集;具体步骤如下:
样品是在所述的步骤(1)的工作区采集砂岩型铀矿找矿目的层。样品需要满足以下条件:埋深小于500m,不能用铁器触碰,样品中含油斑或沥青等油气有机质,样品数量大于等于3个。
赴准噶尔盆地西北缘采集钻孔样品露头样品,共采集盆缘浅层(埋深500m以浅)侏罗系油砂岩14块,地层时代包括八道湾组(J1b,7块)、西山窑组(J2x,2块)和齐古组(J3q,5块)。
步骤(3)将上述步骤(2)中采集的样品进行磷灰石挑选及氯仿沥青A提取;具体步骤如下:
将上述步骤(2)中采集的所有样品粉碎至80目,每个样品均分成2份,一份样品进行磷灰石单矿物挑选,每份样品挑选出100粒以上的磷灰石单矿物;另一份样品进行氯仿沥青A提取的工作,并将氯仿沥青A再次分成2部分,以便后续使用。
步骤(3.1)一份样品进行重矿物分离,其中,在5件样品成功挑选出磷灰石单矿物100粒以上,其他样品未成功挑选出足够量的磷灰石矿物。
步骤(3.1)中重矿物分离法进行磷灰石单矿物挑选的具体步骤如下:首先在水中反复淘洗碎样,分离出较重的部分;之后用分液漏斗和溴液(或者三溴甲烷)进一步将轻、重矿物分开;最后将分离出来相对较重的部分烘干,并在放大镜下从烘干后的产物中挑选出磷灰石单矿物100粒以上。
步骤(3.2)另一份样品用氯仿浸泡,采用索式提取法得到氯仿沥青A,本次14件样品均成功获得满足要求的氯仿沥青A。
步骤(3.2)中采用索式提取法得到氯仿沥青A的具体步骤如下:首先用苯或氯仿浸泡碎样24h,之后用滤纸过滤出大的碎屑颗粒;接着利用高速离心机对溶液进行3000转的固液分离,去除溶液中固体杂质,提高纯度;最终待溶液中苯或氯仿烘干蒸发后,残留下来的黑色物质即为氯仿沥青A,并将其分成2份。
步骤(4)对上述步骤(3)中磷灰石挑选及氯仿沥青A提取后的样品进行构造演化史反演及油源分析,筛选得到具有共同的单一来源样品;具体步骤如下:
步骤(4.1)对上述步骤(3.1)中得到的磷灰石进行裂变径迹分析,反演构造演化史,得出区内磷灰石裂变径迹最佳温度(T)—时间(t)拟合曲线
对上述步骤(3.1)中得到的5件磷灰石依次进行制靶、中子辐射、镜下裂变径迹分析,得出裂变径迹中值年龄和长度,之后在计算机上用HeFTy软件利用以上获取的年龄和长度数据模拟出5件样品的温度—时间演化曲线,并拟合出一条最佳的温度—时间曲线,用来代表区内的构造演化史(图3)。
步骤(4.2)上述步骤(3.2)中得到的氯仿沥青A进行饱和烃气相色谱—质谱(GC-MS)分析,之后进行油—油对比,判断油源,得到具有共同的单一来源样品
将步骤(3.2)中得到的14件氯仿沥青A分成2份,一份保留以备后续测试使用;一份进行饱和烃分离,将得到的饱和烃进行气相色谱—质谱(GC-MS)分析,根据萜类和甾烷化合物构成特征参数及其谱图进行油—油比较和油源判断(图4)。工作区主要发育二叠系佳木河组、风城组和乌尔禾组3套烃源岩。此次厘定出8件样品的油源为混源,6件样品具有共同的单一来源,均来自下二叠统风城组烃源岩。对同源且单源的6件样品进行归类,去除混源的8件样品。
步骤(5)对上述步骤(4)中得到的6件同源且单一来源样品进行氯仿沥青A的有机质Re-Os定年,之后将获取的年龄数据tn与所述的步骤(1)中目标层的年龄t0进行比较,保留tn≤t0的年龄。
对上述步骤(4.2)中得到的同源且单一来源的6件样品进行氯仿沥青A的Re-Os放射性同位素定年,获得了样品的2组等时线年龄,分别为269Ma、145Ma(图5)。其中,年龄269Ma大于205Ma,记录的应该是油气从二叠系烃源岩中生成排出的年龄,故舍弃;而年龄145Ma小于205Ma,记录的应该是后期油气运移的年龄,予以保留。
步骤(6)根据上述步骤(5)中保留的年龄是否处于强构造活动期,测定出油气充注时间次序;具体步骤如下:
将上述步骤(5)中保留的等时线年龄(t)投影到区内磷灰石裂变径迹最佳温度(T)—时间(t)拟合曲线上,保留处于区内强构造活动阶段的年龄,最后将剩余有效年龄数值按大小进行排序,得出油气充注时间序列。
将步骤(5)中保留的等时线年龄(t)投影到区内磷灰石裂变径迹最佳温度(T)—时间(t)拟合曲线上,如果该年龄处于区内强构造活动阶段,即位于快速构造升降时期(曲线陡峭,斜率较大区段),则为一期油气充注年龄,保留该等时线年龄;如果处于平静稳定阶段(曲线平衡,斜率较小区段),则舍弃该年龄。最后将保留下来的所有年龄数值按大小进行排序,进而测定出有效的油气充注时间序列。
将年龄145Ma投影到准噶尔盆地西北缘磷灰石裂变径迹最佳温度—时间曲线上,得出该年龄位于区内晚侏罗世时期的燕山二幕构造活动期内,记录的是一期油气充注时间。最终得出了区内找矿目的层侏罗系中只发生了一期较大规模的油气充注事件,时间为晚侏罗世(145Ma),是区内强烈的燕山Ⅱ幕构造运动导致深部油气藏破坏逸散的油气充注至浅部含矿建造的结果,区域上对应于拉萨地块与欧亚板块沿班公湖-怒江缝合带碰撞的构造事件,具有较好的响应关系,说明该方法具有较高的精确度和可靠性。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,对厘定含油气盆地油气藏破坏逸散年龄、次生油气藏成藏年龄,以及盆地边缘其它金属矿种中油气逸散时间厘定均有重要的借鉴意义。在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出一定的变化,例如,磷灰石可以用锆石替代,裂变径迹法可用(U-Th)/He法替代,油源分析还可以采用芳烃气相色谱—质谱或碳同位素分析等技术。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有成熟的技术。
Claims (8)
1.一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤(1)确定工作区及目标层,确定目标层地层年龄范围为t0—t0′;
步骤(2)在上述步骤(1)中圈出的工作区进行含油样品采集;
步骤(3)将上述步骤(2)中采集的样品分别进行磷灰石挑选及氯仿沥青A提取;
步骤(4)对上述步骤(3)中磷灰石挑选及氯仿沥青A提取后的样品进行构造演化史反演及油源分析,筛选得到具有共同的单一来源样品;
步骤(5)对上述步骤(4)中得到的同源且单一来源样品进行氯仿沥青A的有机质Re-Os定年,之后将获取的年龄数据tn与所述的步骤(1)中目标层的年龄t0进行比较,保留tn≤t0的年龄;
步骤(6)根据上述步骤(5)中保留的年龄是否处于强构造活动期,测定出油气充注时间次序;所述的步骤(6)的具体步骤如下:将上述步骤(5)中保留的年龄投影到区内磷灰石裂变径迹最佳温度(T)—时间(t)拟合曲线上,保留处于区内强构造活动阶段的年龄,最后将剩余有效年龄数值按大小进行排序,得出油气充注时间序列。
2.根据权利要求1所述的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:所述的步骤(1)的具体步骤如下:
步骤(1.1)中在工作区内选择1:5万~1:50万的铀矿地质图中圈出工作区;
步骤(1.2)以工作区内主要砂岩型铀矿床或铀矿化点的含矿建造为依据,厘定出区内500m以浅的含矿建造为目标层,确定其地层时代年龄为t0—t0′。
3.根据权利要求1或2所述的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:所述的步骤(2)中样品是在所述的步骤(1)的工作区采集砂岩型铀矿找矿目的层,样品需要满足以下条件:埋深小于500m,不能用铁器触碰,样品中含油斑或沥青油气有机质,样品数量大于等于3个。
4.根据权利要求3所述的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:所述的步骤(3)中首先将所述的步骤(2)中的所有样品碎至80—200目,之后将每个样品都分成2部分;一份样品用来进行重矿物分离,每份样品挑选出100粒以上的磷灰石单矿物;另一份样品则采用索式提取法获取氯仿沥青A,并将氯仿沥青A再次分成2部分,以便后续使用。
5.根据权利要求4所述的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:所述的步骤(3)中采用重矿物分离法进行磷灰石单矿物挑选的具体步骤如下:在水中反复淘洗碎样,分离出较重的部分;用分液漏斗和溴液进一步将轻、重矿物分开;将分离出来相对较重的部分烘干,并在放大镜下从烘干后的产物中挑选出磷灰石单矿物100粒以上。
6.根据权利要求5所述的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:所述的步骤(3)中采用索式提取法得到氯仿沥青A的具体步骤如下:用苯或氯仿浸泡碎样,用滤纸过滤出大的碎屑颗粒;利用高速离心机对溶液进行固液分离;待溶液中苯或氯仿烘干蒸发后,残留下来的黑色物质即为氯仿沥青A,并将其分成2份。
7.根据权利要求6所述的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:所述的步骤(4)的具体步骤如下:
步骤(4.1)对上述步骤(3)中得到的磷灰石进行裂变径迹分析,反演构造演化史,得出区内磷灰石裂变径迹最佳温度(T)—时间(t)拟合曲线;
步骤(4.2)上述步骤(3)中得到的氯仿沥青A进行饱和烃气相色谱—质谱GC-MS分析,之后进行油—油对比,判断油源,得到具有共同的单一来源样品。
8.根据权利要求7所述的一种测定盆缘浅层含矿建造油气充注时间序列的方法,其特征在于:所述的步骤(6)中如果该年龄处于区内强构造活动阶段,即位于快速构造升降时期,则为一期油气充注年龄,保留等时线年龄(t);如果处于平静稳定阶段,则舍弃该年龄。
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