[發明專利]一種確定碎屑巖盆地流體活動年代的方法

在審

• 申請號: 202011156678.0
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112505077A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉恩濤;王華;嚴德天;張子傲
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N23/207
• 分類號: G01N23/207;G01N27/62;G01N1/28
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明屬于油氣勘探技術領域，具體提供一種確定碎屑巖盆地流體活動年代的方法，主要包括樣品采集、巖石薄片分析、掃描電鏡分析、自生伊利石分選與最大粒徑確定、不同粒徑自生伊利石礦物分離、樣品溶解與化學分離、Rb和Sr同位素組成測試、盆地流體活動年代確定等步驟。本發明提供的方法具有應用范圍廣、樣品容易獲得、測試周期短、測試費用低等優勢，可以同時確定盆地經歷的多期次流體活動年代。

技術領域

本發明涉及油氣勘探技術領域，尤其涉及一種確定碎屑巖盆地流體活動年代的方法。

背景技術

盆地流體指沉積盆地中占據或通過巖石孔隙的所有流體，在盆地演化過程中起著物質遷移和能量傳輸的作用。流體是含油氣盆地最為活躍的地質營力，參與了沉積盆地幾乎所有的地質過程，與沉積盆地中油氣的生成、運移、成藏關系密切。流體活動導致烴源巖成熟生烴，影響成巖過程并改變儲層物性，攜帶油氣運移在合適部位封存形成油氣藏。因此，盆地流體研究是含油氣盆地分析的最重要內容之一。在盆地流體活動歷史研究方面，研究者已完成大量的工作，研究方法主要包括地球物理方法、流體包裹體法、油氣地球化學法、地層水地球化學法、計算機及數值模擬法等。通過以上分析技術，可以確定深部流體活動期次及特征，查明流體-巖石反應過程及其油氣成藏效應，但無法確定盆地流體精確年代。然而準確確定含油氣盆地流體活動年代，對于查明盆地深部地質過程及其成巖成藏效應至關重要。

流體年代學一直是盆地流體研究領域具有挑戰性和前沿性的研究難點，尋求適合定年的流體產物是流體年代學的核心內容。碳酸鹽巖沉積盆地中方解石、白云石廣泛發育，對其展開激光碳酸鹽巖U-Pb年代分析，可以確定流體活動歷史。然而，與碳酸鹽巖沉積盆地相比，碎屑巖沉積盆地中方解石脈很少發育，適用于流體年代學分析的礦物很少，主要包括流體包裹體、自生伊利石等。流體包裹體是盆地流體的直接產物，在流體歷史研究中應用最為廣泛。流體包裹體技術應用在盆地流體研究中的原理在于流體活動過程中會形成一些包裹體，通過測定包裹體均一溫度，進而結合盆地埋藏史和熱史分析結果可以確定流體活動年代。由于水巖作用的復雜性，導致流體包裹體研究中面臨幾個關鍵的問題：包裹體均一溫度可靠性問題、次生包裹體問題、埋藏史和熱史模型參數選取和結果準確度問題。均一溫度-埋藏史模型的建立是得到盆地流體年代的基礎，構造活動型盆地往往存在較為復雜的埋藏歷史，剝蝕厚度的恢復存在較大的誤差，因而該技術很難完整地恢復盆地經歷的所有流體事件，更無法精確確定流體活動年代，應用效果較差。中國沉積盆地普遍存在不同程度的構造抬升，由于埋藏史的恢復存在較大的難度，因此該技術無法精確確定流體活動年代。

目前的研究證實盆地流體在活動過程中，除了在儲層中形成流體包裹體外，還會導致蒙脫石快速轉化形成自生伊利石，蒙脫石向伊利石轉化以及伊利石從富鉀流體中沉淀往往在短時間內(1Ma內)完成，據此可以通過自生伊利石定年法確定盆地流體活動年代。隨著微觀分析設備和高速恒溫離心機的研發，自生伊利石分離和提純取得了快速發展，粘土礦物學家研發出多種提純技術。在自生伊利石定年方法選擇上，有⁴⁰Ar-³⁹Ar和Rb-Sr定年兩種方法可供選擇，⁴⁰Ar-³⁹Ar定年在測試前需要完成核照射，因此這種定年方法測試周期長、測試費用高，而且自生伊利石粒度小(通常小于0.5微米)，⁴⁰Ar-³⁹Ar定年時會存在嚴重的核反沖，雖然使用真空包裝技術可以有效避免核反沖，但是真空管在核照射過程中存在較大的風險。受控于這些因素的約束，目前中國⁴⁰Ar-³⁹Ar年代學實驗室尚不能開展自生伊利石⁴⁰Ar-³⁹Ar定年。因此，自生伊利石Rb-Sr定年技術是確定盆地流體活動年代的有效途徑，通常在1個月內即可完成年代學分析，測試周期短而且費用相對⁴⁰Ar-³⁹Ar定年低。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種應用范圍廣、樣品容易獲得、可快速確定碎屑巖盆地流體活動年代的分析方法。

本發明提供一種確定碎屑巖盆地流體活動年代的方法，包括以下步驟：