利用自生伊利石K-Ar定年分析油气成藏期次课件

1、利用自生伊利石K-Ar定年分析油气成藏期次传统的成藏期分析:构造发育史、圈闭形成史、烃源岩生排烃史的研究 (间接法）20 世纪8090 年代，油气成藏期研究在国内外取得重要的进展和突破，一些新的分析技术和研究方法相继出现，例如储层成岩作用分析、流体包裹体分析、储层固体沥青分析、成岩矿物定年等（直接法）提纲自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar测年实验过程及年龄数据分析K-Ar年代剖面特征及地质意义存在的问题及讨论自生伊利石K-Ar定年原理沉积环境中的伊利石碎屑伊利石自生伊利石高岭石、蒙皂石转化长石溶解砂岩孔洞中伊利石自生作用自生伊利石K-Ar定年原理自生伊利石特征 自生伊利石广泛存在于砂岩储层,多

2、呈片状或丝发状充填于孔隙当中。早期形成的伊利石多为片状形态,而晚期的伊利石多为丝发状。随着伊利石的生长,伊利石发丝逐渐变细。自生伊利石K-Ar定年原理 因此粗粒样品比细粒可能含有更多的早期生成的伊利石。最细伊利石应为最后生成的,其K-Ar年龄就是伊利石停止生长的时间。自生伊利石K-Ar定年原理 伊利石仅形成于富含钾离子的水介质条件下，在油气注入圈闭成藏的过程中由于油气代替地层水从而引起硅酸盐成岩作用终止（Hamilton 等） 又因为自生伊利石在众多砂岩储层中是在油气运移之前形成的最后成岩矿物,因此形成时间有可能限定油气的运移时间。自生伊利石K-Ar定年原理为40K的总衰变常数，e为40K向4

3、0Ar的衰变常数自生伊利石K-Ar定年原理两个前提条件：1）所研究的砂岩储层必须有充分发育的伊利石成岩作用2）所研究的伊利石成岩作用终止必须与油气注入事件有成因联系提纲自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar测年实验过程及年龄数据分析K-Ar年代剖面特征及地质意义存在的问题及讨论K-Ar测年实验过程及年龄数据分析一、样品选择 实际工作中缺乏对试验样品的足够重视常常是导致实验结果错误的重要原因，因此加强样品的岩石学特征及成岩作用的研究是实验的基础。砂岩岩石类型（中砂岩、细砂岩较粉砂、泥质粉砂岩效果好）高岭石、绿泥石（理论上不含K）蒙皂石向伊利石的成岩演化程度（I/S层间比越小，含K量越高，越接近伊利石

4、)实际样品分析表明,细砂岩、中砂岩相对较好,粉砂岩、泥质粉砂岩则常常是效果不够理想。主要原因在于,粉砂岩、泥质粉砂岩常常是陆源碎屑伊利石含量相对较高且很难通过分离将其剔除,从而使得所测年龄数据明显偏大。对此,作者已进行过论述3 ,这里不再详细讨论。与泥岩、泥质粉砂岩相似,粗砂岩、含砾砂岩、不等粒砂岩等常常是分选较差且含有较多的泥质杂基组分。由于这些泥质杂基组分主要是由陆源泥质组成,并非成岩自生成因,因而同样不适合于进行自生伊利石K- Ar 同位测年分析。高岭石、绿泥石是砂岩储层中的常见成岩自生粘土矿物。很难通过分离技术将其彻底剔除出去K-Ar测年实验过程及年龄数据分析二、系统流程 自生伊利石的

5、分离提纯及其K-Ar 同位素测年技术是一项包含内容较多的分析技术 。 每个环节都非常重要,若处理不当均会对最终的自生伊利石K-Ar 年龄的测定不利K-Ar测年实验过程及年龄数据分析分离提纯自生伊利石分离提纯流程图技术（张有瑜等，2001） 最为理想的样品基本上由自生伊利石组成, 极少含碎屑钾长石和碎屑伊利石。通过真空抽滤、沉降分离、离心分离技术，将样本分为多个粒级， 其目的就是剔除碎屑钾长石和碎屑伊利石等碎屑含钾矿物杂质并尽量使自生伊利石得到最大程度的富集。K-Ar测年实验过程及年龄数据分析纯度检测 自生伊利石粘土样品分离提纯的质量是决定其K-Ar 同位素测年技术成功与否的关键。 碎屑伊利石具

6、有较为明显的X 射线衍射特征: 一是峰位为10105 10 - 1 nm 且基本不变;二是半高宽小于0.42(2) , 据此便可以将其与自生伊利区石区分开, 并利用分峰技术对二者进行定量分析。K-Ar测年实验过程及年龄数据分析年龄数据分析 实验分离提纯的局限性：即使是非常细小的颗粒,也都是碎屑和成岩物质的混合,分离提纯无法将自生伊利石与碎屑成分完全分离。 九十年代，Pevear 进行过系统研究并提出了IAA( Illite Age Analysis) 技术进行数据分析。国内有学者对此也进行过系统研究并提出了“校正年龄”概念（张有瑜，2001） 。K-Ar测年实验过程及年龄数据分析 研究表明,

7、在碎屑含钾矿物相的质量分数小于5 %的范围内, 伊利石粘土样品的表观K-Ar 年龄与其碎屑含钾矿物相的质量分数之间呈线性关系（Hamilton，1989）。K-Ar测年实验过程及年龄数据分析“校正年龄”计算步骤 (1) 根据XRD 纯度检测分析结果, 计算各个粒级自生伊利石粘土样品的碎屑钾长石和碎屑伊利石含量之和即x ; (2) 以各个粒级自生伊利石粘土样品的40Ar/ 40 K测量值为y ; (3) 以x 、y 为参数作线性回归分析并求出碎屑组分为零时的40Ar/ 40 K; (4) 利用K-Ar 测年公式计算出碎屑组分为零时的年龄即“校正年龄”。提纲自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar测年实

8、验过程及年龄数据分析K-Ar年代剖面特征及地质意义存在的问题及讨论K-Ar年代剖面特征及地质意义自生伊利石年龄数据的解释：分析自生伊利石成岩终止与油气充注的关系自生伊利石K-Ar年龄标准剖面(Hamilton 等, 1989)提纲自生伊利石K-Ar定年原理K-Ar测年实验过程及年龄数据分析K-Ar年代剖面特征及地质意义存在的问题及讨论存在的问题及讨论实验K-Ar年龄的真实性（含钾碎屑矿物的污染、高温的影响）校正年龄有时误差较大（XRD精度不高、难以识别风化成因的I/S层间矿物）自生伊利石年龄可能只是代表油气充注的最大年龄（多期运移、多期成藏）伊利石测年结果的多解性（油气充注、温度变化、物质供给）存在的问题及讨论 综上所述，在判知K-Ar 年龄代表的就是油气运移时间的前提下, K-Ar 年龄不仅能圈定油气成藏的绝对时间,而且在研究油气充注特征时也有很好的指导意义。自生伊利石同位素年代学分析为油气藏形成时间提供了科学根据。但由于其方