周寧超,南云 (西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系;大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710069)

無機(jī)成因油氣的成因模式和鑒別特征研究

周寧超,南云 (西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系;大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710069)

油氣的成因作為石油地質(zhì)學(xué)的核心問題之一。雖然有機(jī)生油理論指導(dǎo)著現(xiàn)今油氣勘探,但隨著勘探深度和領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,一些難以解釋的特殊現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使得人們對(duì)于油氣成因的思索更加深入。歸納了3種地質(zhì)條件下無機(jī)成因油氣的成因模式:“缺花崗巖”型盆地的無機(jī)成因油氣模式、板塊俯沖帶的無機(jī)成因油氣模式和洋中脊熱液的無機(jī)成因油氣模式。并總結(jié)了無機(jī)成因油氣的鑒別特征,并對(duì)利用無機(jī)成因油氣理論進(jìn)行油氣勘探的前景進(jìn)行了展望。

無機(jī)成因油氣;成因機(jī)理;成因模式;鑒別特征

油氣成因理論作為石油地質(zhì)學(xué)研究的核心問題已爭(zhēng)論上百年。油氣成因的認(rèn)識(shí)可歸納為有機(jī)成因和無機(jī)成因2大學(xué)派,其爭(zhēng)論的核心是生成油氣的母質(zhì)和形成過程。前者認(rèn)為油氣是由地質(zhì)歷史時(shí)期分散在沉積物中的動(dòng)植物有機(jī)質(zhì)發(fā)生熱解轉(zhuǎn)化而成,后者則提出油氣是由地下深處的無機(jī)物通過無機(jī)合成反應(yīng)形成的。

隨著現(xiàn)代油氣成因理論的建立及其在油氣勘探工作中發(fā)揮的重要作用,有機(jī)生油理論得到了不斷發(fā)展,并且已經(jīng)在油氣成因理論中占據(jù)了主導(dǎo)地位。隨著勘探深度和領(lǐng)域的拓展,一些特殊地質(zhì)現(xiàn)象引發(fā)了人們對(duì)該理論的進(jìn)一步思考:①經(jīng)典的現(xiàn)代有機(jī)油氣成因模式認(rèn)為當(dāng)溫度介于250～375℃(對(duì)應(yīng)于成巖作用的變生作用階段)就進(jìn)入了油氣生成演化的末期,生成物只能為甲烷、碳瀝青或次石墨[1]。但隨著深海勘探和超深井技術(shù)的發(fā)展,越來越多的高溫液態(tài)烴被發(fā)現(xiàn):如Price發(fā)現(xiàn)在深度7544～9600m的深井中,當(dāng)鏡質(zhì)體反射率Ro值為3.0%、溫度超過300℃時(shí),仍有液態(tài)烴存在[2];加利福尼亞Guaymas盆地溫度高達(dá)315℃的熱液煙囪周圍發(fā)現(xiàn)了液態(tài)油[3]。②根據(jù)有機(jī)質(zhì)演化的溫度與時(shí)間關(guān)系可以推算出油氣生成需要上百萬(wàn)年時(shí)間[4],但通過對(duì)加利福尼亞瓜伊馬斯盆地、東北太平洋埃斯諾巴海槽和米德爾裂谷中發(fā)現(xiàn)的熱液石油進(jìn)行14C測(cè)年,發(fā)現(xiàn)這些烴類的形成年齡只有幾千至幾萬(wàn)年[5-6]。③熱解模擬實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物、干酪根(或碳質(zhì)泥巖)熱解產(chǎn)物在組成上與天然原油、天然氣的組成差異很大[7],而費(fèi)-托反應(yīng)合成的油成分與性質(zhì)幾乎與原油完全一致[8]。④作為石油生物起源的直接證據(jù)的生物標(biāo)記化合物是有機(jī)成因油氣的一個(gè)很重要的鑒別標(biāo)志,但通過對(duì)吉林和寧強(qiáng)隕石中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分析、鑒定,發(fā)現(xiàn)其中除了含nC17-nC13的正烷烴、多烷基取代芳烴、色素和α-丙氨酸、纈氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、β-丙氨酸、亮氨酸、脯氨酸、蘇氨酸等,還含有植烷、姥鮫烷、卟啉等生物標(biāo)記化合物[9-10]。文獻(xiàn)[11]對(duì)世界上50多個(gè)地方的227個(gè)地幔巖石樣品(蛇綠巖帶的構(gòu)造橄欖巖及堿性玄武巖中的橄欖巖捕虜體)中的流體包裹體進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)了重?zé)N(n鏈烷)和類異戊二烯(如姥鮫烷和植烷等)。⑤有機(jī)成因的油氣與沉積巖層密不可分,但蘇聯(lián)科學(xué)家在穿過烏克蘭盆地的前寒武系結(jié)晶基底2000～3000m處發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)油、瀝青和烴氣。有機(jī)生油理論暫時(shí)難以對(duì)上述地質(zhì)現(xiàn)象提供合理解釋,這就促使著人們嘗試用無機(jī)生油理論來回答以上問題。筆者在對(duì)大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上對(duì)無機(jī)生油理論的理論依據(jù)、成烴模式及其判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了總結(jié)與歸納,希望對(duì)于油氣成因理論及油氣勘探研究能有所啟示??西北大學(xué)研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目(YZZ13008)。。

1 無機(jī)成因油氣理論概述

按照無機(jī)成因油氣理論的發(fā)展歷程,可將其劃分為早期無機(jī)成因油氣理論或古典無機(jī)成因油氣(18世紀(jì)中葉至20世紀(jì)70年代)和晚期無機(jī)油氣生成理論(20世紀(jì)70年代至今)[12];按照是否發(fā)生合成反應(yīng)分為2個(gè)主要理論學(xué)派,一是地幔脫氣理論,認(rèn)為烴類在地球形成時(shí)期就已存在,在合適的構(gòu)造環(huán)境下從地球內(nèi)部排出;二是無機(jī)反應(yīng)成烴理論,即認(rèn)為烴類是在地球內(nèi)部合適的物理化學(xué)環(huán)境條件下通過各種無機(jī)反應(yīng)形成的[13]。

1.1 地幔脫氣說

地幔脫氣說也叫宇宙成因說。俄國(guó)學(xué)者索科洛夫(1889)主張?jiān)诘厍虺嗜廴跔顟B(tài)時(shí)碳?xì)浠衔锞桶渲?隨著地球冷卻碳?xì)浠衔锉粠r漿吸收,最后凝結(jié)于地殼中形成石油;其后,Gold根據(jù)太陽(yáng)系、地球形成演化模型,對(duì)宇宙成因說進(jìn)行了更為詳細(xì)深入的研究,其認(rèn)為距今3600～4600 Ma前的地球是由含CH4、CO2、H2等成份的星云演化形成的[14]。在3500Ma星云凝聚固化形成地球的地幔和地殼過程中,星云或原始大氣中的CH4、CO2、He等氣體被束縛在地殼和地幔中,并在隨后的地球演化過程中,部分下地殼和上地幔區(qū)域溫壓條件和氧逸度條件仍適于CH4等氣體的保存而未被氧化,在地球分異演化的早期從地球深部被加熱而釋放出來。也就是說,大量CH4和其他非烴資源氣體在地球形成時(shí)就已存在。王先彬等通過模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在地球深部的高壓條件不僅有抑制烴類系列化合物熱分解的作用,而且可以促進(jìn)烴類的環(huán)化作用、聚合作用和凝析作用,并向復(fù)雜烴類系列演化[15]。這些烴類及及其他氣體經(jīng)廣泛的地幔脫氣作用[16-19]運(yùn)移至近地表形成油氣藏。

1.2 無機(jī)反應(yīng)成烴理論

無機(jī)反應(yīng)成烴理論主要為CO、CO2、H2和H2O等一些小分子,在合適的地質(zhì)條件下通過無機(jī)合成反應(yīng)可以形成高分子量的烴類。該理論主要是基于實(shí)驗(yàn)研究,主要學(xué)說包括費(fèi)-托催化合成說、碳化物說、巖漿說、高溫生成說和蛇紋石化生油說,其中比較著名的是費(fèi)-托催化合成說。

費(fèi)-托合成法是德國(guó)化學(xué)家弗·費(fèi)希爾(Franz Fischer)和漢·托羅普希(Hans Tropsch)于1923年創(chuàng)立的[20-21],是一種以H和CO(或CO2)為原料,在催化劑(鐵)作用下合成烴類的方法。其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為通過CO(或CO2)的催化加氫作用和還原聚合作用形成有機(jī)化合物,其反應(yīng)式如下:

CO2+H2→CnHm+H2O+Q

該反應(yīng)的催化劑為Fe、Co、Ni、V等過渡金屬,反應(yīng)溫度為300～400℃[22]。在地質(zhì)條件下,費(fèi)-托合成反應(yīng)中所需的CO2、CO及H2除主要來自地幔脫氣作用,還可以通過巖石-流體反應(yīng)獲得,如H2可以通過超鎂鐵質(zhì)巖蛇紋石化[23-24]和高溫的碳與水作用[25];CO2可以來源于海水、碳酸鹽礦物離解脫碳作用和巖漿脫氣作用[26-28],該反應(yīng)的催化劑可以為金屬Fe、離子化(氧化)的Fe,也可以為地殼中常見的磁鐵礦、鐵硅酸鹽。Abrajano等根據(jù)同位素和稀有氣體特征研究菲律賓Zambales蛇綠巖排出的CH4-H2油氣苗時(shí),推斷富CH4-H2流體很可能是在超基性巖蛇紋石化過程中通過費(fèi)-托合成方式形成的,并認(rèn)為這種形成方式在地球內(nèi)部有較廣泛的分布[29]。

2 地質(zhì)條件下的無機(jī)成因油氣模式

世界油氣的分布與大地構(gòu)造格局密切相關(guān)。首先,大油氣田儲(chǔ)層主要為中新生代地層,占世界大油氣田儲(chǔ)層地質(zhì)時(shí)代的77.3%左右[30],中新生代正是聯(lián)合古大陸解體、板塊構(gòu)造活動(dòng)非?；钴S的時(shí)期;其次,目前世界106個(gè)主要含油氣盆地中的115個(gè)特大油田和25個(gè)特大氣田,除歐洲和北美有些盆地分布在板塊內(nèi)部或與古板塊活動(dòng)有關(guān)外,其余均分布在中生代板塊活動(dòng)形成的大陸邊緣。從Klemme統(tǒng)計(jì)出的不同類型構(gòu)造盆地的油氣豐度表中也可以明顯地看出大陸碰撞帶最富含石油,穩(wěn)定區(qū)平均含油量明顯低于碰撞帶和板塊邊緣[31]。因此,有的學(xué)者將油氣成因模式和與板塊構(gòu)造類型聯(lián)系起來[32-35],認(rèn)為油氣是各種類型板塊構(gòu)造活動(dòng)帶的自然產(chǎn)物,提出了全球油氣分布、富集的5種地質(zhì)模式[36];也有學(xué)者提出無機(jī)成因氣藏的發(fā)育嚴(yán)格受控于深大斷裂、構(gòu)造活動(dòng)帶[37-39]。由于以上油氣成因分布模式均以構(gòu)造背景為主要分類依據(jù),而沒有涉及油氣生成機(jī)理,筆者按照其反應(yīng)的基礎(chǔ)物質(zhì)來源和構(gòu)造環(huán)境相結(jié)合的原則將無機(jī)油氣生成模式劃分為3種,即“缺花崗巖型”盆地的無機(jī)成因油氣模式、板塊俯沖帶的無機(jī)成因油氣模式和洋中脊熱液的無機(jī)成因油氣模式。

2.1 “缺花崗巖型”盆地的油氣成因模式

俄羅斯學(xué)者卡羅斯、薩爾基索夫等通過深地震測(cè)深法、大爆破、天然地震轉(zhuǎn)化法、區(qū)域性對(duì)比折射法和共深度點(diǎn)法,結(jié)合重、磁、電等地球物理方法,建立了含油氣盆地的“缺花崗巖”型的地殼模型[40]。對(duì)缺花崗巖盆地的地殼結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理,不同學(xué)者提出了不同的觀點(diǎn),其中沃里沃夫斯基等提出的“超基性蛇紋巖底劈說”對(duì)該地殼結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理給予了較為合理的解釋[41],他們認(rèn)為上涌的軟流圈地幔物質(zhì)穿入陸殼花崗巖(花崗片麻巖)與玄武巖構(gòu)成的“雙層磚”模型之間(見圖1),使得玄武巖與上部的花崗巖(花崗片麻巖)斷裂分離[42],隨著冷卻結(jié)晶作用的發(fā)生,這種超基性橄欖巖經(jīng)受了硅鋁層水的熱液作用和花崗巖化作用,成為具低速、高導(dǎo)[43]性質(zhì)的塑性的蛇紋石化超基性巖,由此發(fā)生體積膨脹,對(duì)上覆花崗片麻巖層有巨大的動(dòng)力作用,使得剛性的花崗片麻巖層破裂成大小不同的塊體,這些塊體喪失了它們?cè)谝酝即箨懙貧ぶ信c玄武巖的聯(lián)系,而獲得了沿水平和垂直方向的一定的流動(dòng)性。

由于蛇紋石化橄欖巖的形成深度約10～15km,這個(gè)深度的溫度、壓力正好是費(fèi)-托合成反應(yīng)合成原油溫壓條件,蛇紋石化橄欖巖的蝕變反應(yīng)為費(fèi)托反應(yīng)提供了Fe、Co、Ni、Cr等催化劑,當(dāng)?shù)蒯Ｃ摎馍傻腃O2、CO、H2沿玄武巖的破裂帶上升到超基性的蛇紋巖帶發(fā)生費(fèi)-托合成反應(yīng),形成無機(jī)成因油氣。

我國(guó)重要的油氣基地-松遼盆地中地殼具有低速高導(dǎo)層,地幔流體活動(dòng)顯著,主要體現(xiàn)在具高的熱流值、地溫場(chǎng),堿交代、Mg2+交代作用強(qiáng)烈、深大斷裂與火山巖噴溢活動(dòng)發(fā)育[44],通過對(duì)盆地中央隆起上超巖石圈斷裂兩側(cè)的昌德、肇西氣藏進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),該氣藏的δ13C1為-25‰～-15‰,CH4同系物的δ13C呈反序排列,即δ13C1＞δ13C2＞δ13C3＞δ13C4,3He/4He值為0.19～1.59Ra[14],說明該氣藏可能為“缺花崗巖型”盆地的油氣成因模式形成的。松遼盆地葡萄花油層原油中Fe、Mn、Zn、Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù),都高于中國(guó)沉積層平均值1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。而這4個(gè)元素的高異常有沿切穿地殼或巖石圈的深大斷裂分布的特征,反映了這些金屬元素有來自地球深部的可能[45]。

圖1 “缺花崗巖型”盆地的油氣成因模式

圖2 俯沖帶的油氣成因模式

2.2 板塊府沖帶的油氣成因模式

Szatmar[46]認(rèn)為:在俯沖板塊的接觸帶、蛇綠巖推覆體中、裂谷作用所薄化的地殼中,由于俯沖沉積巖含大量碳酸鹽,蛇綠巖仰沖到陸架碳酸鹽之上,隨著俯沖作用的進(jìn)行溫壓逐漸增高,碳酸鹽沉積物中所排出的H2O和脫碳作用所形成的CO2,將沿著上覆的巖石圈及蛇綠巖的底面上升,進(jìn)而發(fā)生蛇紋石化和費(fèi)-托合成反應(yīng)(見圖2)。呂功煊等認(rèn)為蛇綠巖、科馬提巖等超鐵鎂巖中經(jīng)常有白云石、菱鎂礦等碳酸鹽礦物共生,在蛇紋石化過程中,這些碳酸鹽礦物有可能部分或完全離解脫碳生成CO2。板塊俯沖、巖漿侵入、裂谷等地質(zhì)背景均適宜于CO2的排放,這部分CO2可按費(fèi)-托合成原理轉(zhuǎn)化成烴類[47]。在板塊俯沖帶,大洋板塊向大陸板塊俯沖時(shí),洋殼玄武質(zhì)巖及蛇綠巖俯沖到地幔中一定深度(150～300km)后,在高溫高壓下相變?yōu)槊芏雀蟮牧褫x巖,并部分熔化成巖漿。巖漿所釋放出的CO2與蛇紋巖化作用產(chǎn)生的H2在地殼深部受普遍存在的Fe3O4、Fe2O3等催化劑作用而合成CH4,并沿?cái)嗔淹ǖ郎仙\(yùn)移到上覆巖層中形成天然氣藏[48]。

以上觀點(diǎn)的區(qū)別在于CO2來源問題,可分為碳酸鹽沉積物脫碳、超鎂鐵巖蛇紋石化、俯沖帶巖漿釋放3種,但其生成油氣的反應(yīng)機(jī)理均為費(fèi)-托合成反應(yīng),且均為于構(gòu)造活動(dòng)帶上。因此,均將其歸為板塊構(gòu)造環(huán)境的無機(jī)油氣。

Klemme曾作過統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)世界油氣的一半以上與板塊俯沖及其相聯(lián)系的各種斷裂有關(guān),并注意到:在這些斷裂發(fā)現(xiàn)大油氣田的機(jī)會(huì)更多,如加拿大近海北美東部、中部、西部、北海等含油氣盆地的基底均存在與板塊俯沖作用有關(guān)的深大斷裂[31]。波斯灣地區(qū)擁有世界近三分之二油氣儲(chǔ)量,就分布在被推覆到陸架碳酸鹽巖之上的扎格羅斯(Zagros)碰撞帶的蛇綠巖附近。

2.3 熱液的油氣成因模式

地質(zhì)環(huán)境中,熱液是指進(jìn)入宿主地層的、溫度高于主巖溫度的流體,它代表了地?zé)岙惓?并要求有一個(gè)流體運(yùn)動(dòng)的機(jī)制或通道,常與斷層和裂隙有關(guān)[49],全球熱液活動(dòng)最發(fā)育的地方為大洋中脊。Welhan通過研究認(rèn)為在熱液條件下CO2與H2可發(fā)生反應(yīng)形成烴類[50]。后來的研究者[51-52]通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在熱力學(xué)有利的條件下,鎳鐵礦可催化熱液中的CO2(HCO-3)與H2反應(yīng),形成了CH4;鉻鐵礦催化熱液條件下的CO2和H2可反應(yīng)形成CH4、C2H6和C3H8。季福武等通過熱力學(xué)溫度、壓強(qiáng)條件分析,認(rèn)為只要存在合適的催化劑,熱液中呈溶解態(tài)的CO2和H2是可以發(fā)生反應(yīng)[53]。

對(duì)于熱液中CO2的來源有2種觀點(diǎn),一種認(rèn)為來源于實(shí)際上不含水的初生地幔超基性巖(含水量小于0.04%)被海水水化形成了洋殼蛇紋巖層[54]。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為來源于海水中溶解的CO2。在地質(zhì)條件下,這種模式形成的熱液烴也是真實(shí)存在的。如大西洋洋中脊在基巖裸露的海底熱液系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的CH4、C2H6、C3H8和C16～C29的烷烴[55-57],在蝕變基巖中發(fā)現(xiàn)的CH4和C2H6等[58]。Alvin號(hào)潛水器對(duì)Guaymas盆地在水下2020m的一個(gè)熱液噴口處取了一個(gè)熱液煙囪,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)其中有可流動(dòng)的石油。輕烴分析檢測(cè)出從甲烷(15.5%)到十六烷(0.7%)的鏈烷烴,其輕揮發(fā)烴總體分布型式與原油相似。中國(guó)酒西盆地?zé)嵋夯顒?dòng)發(fā)育,盆地青西凹陷下白堊統(tǒng)下溝組廣泛發(fā)育白云石(Mg2+交代)、鈉長(zhǎng)石(Na+交代)、伊利石(K+交代)、膏鹽及大量熱液金屬礦物[59],其豐富油氣也可能為熱液成因。

3 無機(jī)成因油氣的鑒別特征

3.1 無機(jī)成因油的鑒別特征

目前對(duì)于無機(jī)成因石油的鑒別指標(biāo)的研究較少,只有一些研究實(shí)例。

1)瀝青、干酪根Pb、Sr、Nd同位素研究 一般認(rèn)為,Pb、Nd同位素信息不可改變,因此Pb、Sr、Nd同位素不僅可以定年而且可以示蹤[60]。張景廉等將固體同位素分析引入到干酪根、瀝青的年代和環(huán)境分析之中,通過對(duì)塔里木油田、新疆克拉瑪依油田的干酪根、瀝青進(jìn)行Pb、Sr、Nd同位素分析,運(yùn)用Pb同位素圖解、Rb/Sr同位素圖解、Sr/Nd同位素圖解,發(fā)現(xiàn)瀝青的形成年代與成盆時(shí)間一致,但早于干酪根年齡,且兩者的產(chǎn)出位置不一致,說明為與有機(jī)質(zhì)無關(guān)的油氣,即無機(jī)油氣[61]。

2)有機(jī)硅化合物研究 以Si—C健的形式存在的碳只能源于地幔的下部[62],但陳如熙和張世英等發(fā)現(xiàn)了中國(guó)一些油田原油中存在有機(jī)硅化合物,張世英等對(duì)其成因進(jìn)行了討論,認(rèn)為其為原油的無機(jī)成因一個(gè)證據(jù)[63]。

3.2 無機(jī)成因氣的判別

無機(jī)成因氣是指與深部物質(zhì)、無機(jī)反應(yīng)作用有關(guān)的所有天然形成的氣體,包括無機(jī)成因烷烴氣、CO2、惰性氣體及N2等,筆者僅對(duì)無機(jī)成因烷烴氣判別指標(biāo)進(jìn)行論述。

烷烴氣包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷4個(gè)組分,同時(shí)丁烷還有正丁烷和異丁烷2種異構(gòu)體[64]。

1)烷烴氣的碳同位素組成特征 有機(jī)和無機(jī)生烴反應(yīng)不同,前者為高碳原子集團(tuán)物質(zhì)(干酪根)的分解,后者為小分子碳化合物的合成。反應(yīng)過程中12C—12C鍵的鍵能低于13C—12C鍵,從而出現(xiàn)了碳同位素分餾,使得分解過程新形成的碳?xì)浠锏奶纪凰刂灯p,而合成過程新形成的碳?xì)浠锏奶纪凰刂灯?。基于以上原?無機(jī)成因甲烷碳同位素值較重,但對(duì)于其界線值不同學(xué)者有不同觀點(diǎn),沈平、徐永昌[65-66]認(rèn)為δ13C1應(yīng)大于-20‰,王連生[67]認(rèn)為δ13C1應(yīng)大于-25‰,戴金星等[68-69]認(rèn)為δ13C1大于-30‰即為無機(jī)成因氣。在化學(xué)反應(yīng)過程中,由輕同位素組成的分子化學(xué)反應(yīng)更容易一些,反應(yīng)速率也更快些,所以無機(jī)合成油氣中出現(xiàn)了隨分子中碳數(shù)增大碳同位素變輕的負(fù)碳同位素特征,即δ13C1＞δ13C2＞δ13C3＞δ13C4。

2)稀有氣體同位素特征 賦存于地幔中He、Ar和Xe等稀有氣體隨地幔脫氣作用,也會(huì)出現(xiàn)同位素分餾作用,即重的同位素存儲(chǔ)于深部,根據(jù)賦存于烷烴氣的稀有氣體同位素比值可進(jìn)行氣源識(shí)別。W(3He)/W(4He)值大于1.4×10-6作為無機(jī)烷烴氣的界限,高的W(40Ar)/W(36Ar)值、129Xe過剩可作為來自深部的、無機(jī)成因天然氣的重要地球化學(xué)指示劑[67,70]。此外,CH4氣體干燥系數(shù)也可作為無機(jī)烷烴氣的判別指標(biāo),王連生等通過對(duì)無機(jī)烷烴氣中甲烷含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),認(rèn)為無機(jī)成因CH4氣體干燥系數(shù)一般在0.98以上[67]。

4 前景展望

雖然有機(jī)生油理論指導(dǎo)著現(xiàn)今盆地油氣勘探,但也存在一些問題,如超深井鉆探證實(shí)了5000m深度以下油氣的存在,這有悖于傳統(tǒng)的有機(jī)晚期生油理論。因此應(yīng)該拓寬油氣勘探思路,關(guān)注深部油氣勘探[42,70-72]。

1)不能只停留在考慮沉積蓋層,認(rèn)為油氣就是地殼中的產(chǎn)物,事實(shí)上既然地殼深部構(gòu)造演化過程控制了盆地及沉積蓋層的形成和演化,它也必然控制著油氣的形成和運(yùn)移,兩者間應(yīng)密切相關(guān)[73]。

2)應(yīng)該關(guān)注大地電磁測(cè)深和深地震探測(cè)資料顯示的盆地深部結(jié)構(gòu),尋找低速、高導(dǎo)層,對(duì)那些上地幔隆起程度大,盆地基底埋深大的地殼拉薄型盆地進(jìn)行重點(diǎn)勘探。邵學(xué)忠等通過對(duì)地殼深部參數(shù)和含油氣盆地關(guān)系分析,指出凡是結(jié)晶地殼越薄的地區(qū),即沉積蓋層與上地幔之間的距離越短、兩者越接近、地幔對(duì)地殼的作用越是強(qiáng)烈的地區(qū),其油氣儲(chǔ)量也越豐富[73]。林隆棟也指出應(yīng)該在地殼中下部幔源底辟構(gòu)造(低速高導(dǎo)層或稱為地幔柱)最高點(diǎn)正對(duì)著沉積坳陷最低點(diǎn)呈鏡像關(guān)系的地區(qū)進(jìn)行油氣勘探[74]。

進(jìn)入21世紀(jì)以來,油氣作為重要的戰(zhàn)略資源,影響著一個(gè)國(guó)家的政治和經(jīng)濟(jì)地位,油氣成因理論的突破對(duì)于油氣勘探開發(fā)方向具有重要的指導(dǎo)意義。應(yīng)該開拓思路,用新的思想去指導(dǎo)油氣勘探,也許會(huì)獲得更大的突破:“我們常用老思路在新地區(qū)找到石油,但有時(shí)也用新思路在老地區(qū)找到石油,不過,我們很少在一個(gè)老地區(qū)用老方法找到更多的石油。過去,我們有過石油已被找盡的想法,其實(shí)只是我們找完了思路”。

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[編輯]辛長(zhǎng)靜

TE112.1

A

1673-1409(2014)26-0051-06

2013-11-22

周寧超(1988-),男,碩士生,現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)方面的研究工作。