[發(fā)明專利]一種區(qū)分新元古代與寒武紀(jì)地層的方法

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• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN111721827A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張智禮;孟凡巍;李慧莉;楊偉利;焦存禮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

本發(fā)明提出了一種區(qū)分新元古代晚期與寒武紀(jì)地層的方法，其包括下列步驟：S1、對目標(biāo)區(qū)域中的多個地層巖石分別取樣；S2、分離出巖石中對應(yīng)的石膏樣品；S3、對石膏樣品中的硫酸鹽進行硫?氧同位素分析；S4、根據(jù)硫酸鹽中硫同位素和氧同位素的均值范圍，分別確定多個目標(biāo)地層巖石所處的地質(zhì)時代。使用本發(fā)明的優(yōu)點在于，通過對蒸發(fā)巖盆地中大量的不同深度或?qū)游坏你@井蒸發(fā)巖中地層中的石膏、硬石膏的巖心和巖屑樣品進行處理及分析，根據(jù)硫同位素與氧同位素的均值范圍可區(qū)分出寒武紀(jì)地層與新元古代晚期地層，寒武紀(jì)地層是油氣勘探的重點，應(yīng)用本方法可提高寒武紀(jì)地層探測的準(zhǔn)確性，從而提高盆地中蒸發(fā)巖的油氣勘探效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探領(lǐng)域，具體涉及一種區(qū)分新元古代與寒武紀(jì)地層的方法。

背景技術(shù)

新元古代晚期到寒武紀(jì)早期是地球歷史演化的關(guān)鍵時期，整個生物圈、大氣圈和水圈都發(fā)生了巨大的變化。該時期也是蒸發(fā)巖與海相黑色頁巖沉積的高峰，這些黑色頁巖提供了豐富的天然氣與頁巖氣的來源。在地質(zhì)歷史中，蒸發(fā)巖通常與黑色頁巖是同時出現(xiàn)的，因為蒸發(fā)巖形成的環(huán)境有利于黑色頁巖的形成和保存。

新元古代晚期到寒武紀(jì)早期海水的同位素成分也發(fā)生了明顯的變化。蒸發(fā)巖盆地中的硫酸鹽沉積真實記錄了海水硫同位素的成分，同時也記錄了海水氧同位素的成份。其中，硫酸鹽從海水中沉淀出來，分餾很小。因此，可以認為海相硫酸鹽直接記錄了海水中的硫同位素(Strauss,et al,2001.The sulfur isotopic composition of Neoproterozoicto early Cambrian seawater—evidence from the cyclic Hanseran evaporites,NWIndia.Chemical Geology 175:17–28)。硫酸鹽從海水中沉淀出來，氧同位素有3.5‰左右的分餾，海相硫酸鹽(石膏和硬石膏)的氧同位素，與海水硫酸鹽氧同位素是平行的關(guān)系。在新元古代晚期的冰期沉積之后，海洋中的硫同位素達到了地質(zhì)歷史時期的最高值，最高達到+35‰甚至更高。這一峰值一直持續(xù)到寒武紀(jì)晚期。寒武紀(jì)時期，硫同位素達到了整個顯生宙的最高值。而在奧陶紀(jì)，硫同位素迅速下降到25‰，并在后期持續(xù)下降。此后，在泥盆紀(jì)晚期和二疊紀(jì)-三疊紀(jì)轉(zhuǎn)換時期分別出現(xiàn)兩個高值。在二疊紀(jì)出現(xiàn)了最低值10‰(Claypool,et al,1980.The age curves of sulfur and oxygen isotopes in marinesulfate and their mutual interpretation.Chem.Geol.28,190–260)。

由于海相硫酸鹽的硫同位素和氧同位素有不同的同位素演化體系，因此雙方的演化結(jié)果有一定的區(qū)別。海水中硫酸鹽的氧同位素主要受到當(dāng)硫酸鹽還原形成硫化物的影響。當(dāng)硫酸鹽還原形成硫化物產(chǎn)生二氧化碳后，其中二氧化碳的氧同位素有+10‰左右的分餾。并且，不同地質(zhì)時期的形成硫化物的細菌活動強度不同，因此不同地質(zhì)歷史時期海水硫酸鹽的氧同位素也不同。

新元古代晚期—寒武紀(jì)的硫同位素是地質(zhì)歷史時期的最高數(shù)值(Holser andKaplan,1966.Isotope geochemistry of sedimentary sulfates.Chem Geol 1:93–13；Holser,1977.Catastrophic chemical events in the history of the ocean.Nature267:403–408；(Houghton,1980.Geochemistry of the Proterozoic Hormuz Evaporites,Southern Iran.MSc thesis,University of Oregon)，因此通過硫酸鹽的硫同位素可以很好的將新元古代晚期—寒武紀(jì)的地層與其他地質(zhì)時期區(qū)別開來，但通過硫同位素卻無法將新元古代晚期地層與寒武紀(jì)的地層區(qū)別開(Claypool et al.,1980)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種區(qū)分新元古代與寒武紀(jì)地層的方法，包括以下步驟：