成岩矿物同位素测年研究油气的成藏期次课件.ppt

1、4040Ar-Ar-3939ArAr定年技术在油气成藏期定年技术在油气成藏期研究中的应用研究中的应用姓 名：庹雷班 级：矿普4班汇汇 报报 提提 纲纲一、40Ar-39Ar法与K-Ar法的比较二、40Ar-39Ar法测年原理三、技术流程四、40Ar-39Ar定年难题与可行性分析五、实例分析汇汇 报报 提提 纲纲一、40Ar-39Ar法与K-Ar法的比较二、40Ar-39Ar法测年原理三、技术流程四、40Ar-39Ar定年难题与可行性分析五、实例分析 自生伊利石40Ar-39Ar定年是在K-Ar定年的基础上发展起来的一种同位素测年方法。1966年Merrihue等首次完成了40Ar-39Ar法测

2、年技术,并应用于地质。但由于未能解决样品分离、核反冲及数据解释等问题,而一直未能推广应用。近年来由于油气资源勘探的迫切需要以及各种分析技术取得了很大的进展,并成功应用于一些油气田的成藏定年研究。因此40Ar-39Ar正逐渐成为成藏年代学研究中的一种重要手段。自生伊利石40Ar-39Ar定年与K-Ar定年相比主要有以下优缺点：优点1 1、所需样品少、所需样品少2 2、避免样品不均匀性误差、避免样品不均匀性误差3 3、精度高、精度高4 4、信息丰富、信息丰富缺点：由于需要核照射，存在核反冲，测试成由于需要核照射，存在核反冲，测试成本高和核污染问题。本高和核污染问题。4040Ar-Ar-3939Ar

3、Ar法法 K-ArK-Ar法法所需样品量较少(一般少于50mg），为传统K-Ar用量的万分之一所需的样品量大，一些砂岩储层能分离出的自生伊利石有限，不足以进行K-Ar研究一份中子活化样品完成所有的测量，不会因为样品不均造成测量误差需要在两份样品上分别测量K和Ar含量，样品的不均匀分布会引起测量误差所用测量都在高精度的质谱计中进行，测量精度明显提高K的测量一般是用原子吸收，精度相对比较低采用阶段升温法获得不同温度点的坪年龄,使结果更为翔实可靠,可获得更加丰富的信息一次性烧融，只能得到自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄由于核照射，存在核反冲、测试成本高以及核辐射和核废料问题无需核照射，因而测试周期短

4、、测试成本较低、也不存在核污染问题汇汇 报报 提提 纲纲一、40Ar-39Ar法与K-Ar法的比较二、40Ar-39Ar法测年原理三、技术流程四、40Ar-39Ar定年难题与可行性分析五、实例分析 其基本原理是砂岩储层中自生伊利石是烃类充填储集层前最晚形成的,储层中自生伊利石仅在流动的富钾水介质环境中形成,油气充注储集层后伊利石终止生长。因此,可利用自生伊利石的年龄来判断储集层中油气藏形成的最老年龄。40Ar-39Ar法年龄计算基本公式为：t=(1/)ln（1+J(40Ar/39Ark)）其中J为照射参数,采用标准样品确定J值:J=(et-1)/(40Ar/39Ark)其中为40K的总衰变常数

5、，=5.543=5.5431010-10-10a a-1-1 待测样品和标准样品一起经过核反应堆快中子活化后，只需测定其 40Ar和39Ar同位素比值，即可确定待测样品的J值和年龄值。汇汇 报报 提提 纲纲一、40Ar-39Ar法与K-Ar法的比较二、40Ar-39Ar法测年原理三、技术流程四、40Ar-39Ar定年难题与可行性分析五、实例分析样品破碎样品破碎样品提纯样品提纯粘土矿物分级粘土矿物分级粒度和纯度检测粒度和纯度检测真空封样真空封样ArAr同位素测试同位素测试数据处理数据处理核照射核照射实验流程主要分为以下八步：先用锤子碎成直径1.5cm的碎块，再置于冷冻-加热循环碎样仪待样品碎成单

6、矿物颗粒时，用试剂除去有机质用高速离心机分离出不同粒径的粘土矿物SEM对样品进行粒度检测,XRD对样品进行纯度和成分检测先将样品干燥,然后在真空系统中将样品封装在石英安瓿里,最后将石英安瓿和黑云母标样ZBH-2506封装在石英瓶中将封装好的石英瓶送交反应堆进行快中子照射在MM1200质谱计上进行，采用阶段升温方法进行Ar同位素的提取根据Ar同位素测试数据对Ca和K进行了干扰校正汇汇 报报 提提 纲纲一、40Ar-39Ar法与K-Ar法的比较二、40Ar-39Ar法测年原理三、技术流程四、40Ar-39Ar定年难题与可行性分析五、实例分析 油气砂岩储层自生伊利石40Ar-39Ar定年存在两大技术

7、难题：1、自生伊利石分离提取技术2、有机杂质气体纯化技术 对于1，前人提出循环式冷冻-加热法使小粒的砂岩沿矿物颗粒边界或解理面裂开,尽量减少含K碎屑矿物因过度破碎而混入“伊利石”中。尝试利用烷基铵阳离子优先置换出碎屑伊利石中的K,减少碎屑伊利石对年龄的影响。对于2，邱华宁等研制了一套能够有效除去有机杂气的纯化装置应用到实验中,使Ar同位素分析不受有机碎片的影响,保证了实验数据的可靠性。汇汇 报报 提提 纲纲一、40Ar-39Ar法与K-Ar法的比较二、40Ar-39Ar法测年原理三、技术流程四、40Ar-39Ar定年难题与可行性分析五、实例分析地质背景与样品特征 实验样品采自珠江口盆地珠一坳陷

8、第三纪珠海组砂岩储层,砂岩厚度较大,发育多套下粗上细不完整正旋回,珠海组地层年龄范围为21.0-25.5 Ma。样品06ZJ26I取自HZ19-2-1井3676.95 m深处,采集样品含油饱和度较高,且石英含量较高,颗粒间填隙物广泛发育高岭石、伊利石和绿泥石等粘土矿物。实验结果 最初3个低温阶段表观年龄形成一个低温“年龄坪”。从第4个阶段开始,表观年龄逐渐上升,从17.2 Ma一直上升到第14阶段的95.8 Ma。第15-19阶段年龄变化很小,形成高温年龄坪。温度进一步升高,表观年龄稍有下降。根据这些数据计算的样品总年龄(83.90.3)Ma,相当于K-Ar法年龄。伊利石06ZJ26I40Ar-39Ar激光阶段加热形成一个逐渐上升的阶梯型年龄谱。低温阶段代表样品中最容易释放气体“组分”对年龄谱的贡献。与碎屑矿物相比,自生伊利石颗粒微小,容易在激光加热的低温阶段通过扩散作用最早释放出Ar气，且该阶段加权平均年龄(12.12.2)Ma小于珠海组地层的年龄,与盆地模拟分析推断的油气成藏年龄相吻合。因此,我们认为,开始3个低温阶段加权平均年龄(12.12.2)Ma代表了珠一坳陷珠海组油气成藏年龄最大值。随着激光能量逐渐增强,加热温度逐渐增高,一些颗粒较大的矿物开始释出气体,导致年龄逐渐升高。中高温阶段坪年龄(98.00.9)Ma远远老于珠海组地层的年龄,代表陆源碎屑长石的年龄。