氦、氩同位素分析在天然气成藏规律研究中应用—以川西盆地中部天然气He、Ar同位素组成分析为例.pdfVIP

】H JOURNALOFCHINESEMASSSPECTROMETRYSOCIETYNo 第3,4期 3，4 氦、氩同位素分析在 天然气成藏规律研究中的应用 --l：3．JII西盆地中都天然气He、Ar同位素组成分析为例 樊然学 每法1 (成都理工学院同位素地质教研室成都610059) 者已认识到He、Ar同位素是研究天然气的来源、运移、混合及其成藏机 ，L；l旦可 内靠 外唑 学球 化学示踪剂。本文以川西盆地中部孝泉、新场与合兴场气田的天然气的 He、Ar同位紊组成分析为例，探讨He、Ar同位紊在天然气成藏规律方面的应用。 ／} l 样品同位素质谱分析与组份特征 样品采自川西盆地中部孝泉、新场与合兴场气田．采样深度650m一4566nl，产 气地层为上三叠统海陆交互相富含有机质的黑色砂泥岩层与侏罗系河流湖泊相红色岩 系。其He、Ar元素与同位素组成借助中国科学院兰州地质研究所气体地球化学国家重 点实验室的必．T-271与h8^-5400质谱计进行分析。He、Ar的体积百分含量(后文简称含 量)测量误差为±0．5‰．同位素比值(40Ar／3ear，啊e／‘He)的测量误差优于±1％。 孝泉、新场与台兴场气田的天然气主要由甲烷与重烃气体组成．样品中甲烷的含 量高达92％至99％．乙烷等重烃气体的含量为0．5％一8．0％．气体湿度高于5％，甲烷和 乙烷的同位素比值5,3C(ca。)、5t3C(cA)分别大于一37‰与一27‰．为典型的沉积有机质 热解成因气。 氮、氩为天然气的痕量组份。样品中4He的含量分布在77×10“和270×10“ x 10“一501旷6范围 值R／Ra值表示。R／Ra为0．014--0．050。40Ar的含量分布在6x 内：‘oAr／唧Ir同位素比值为372到739。 2 天然气中放射性成因He、^r来源研究 2．1放射性成因He、Ar含量测定 由样品的R／Ra比值分布在地壳平均放射性物质的R／Ra值(0．01—0．10)的范围 出样品的·He全部是典型的地壳放射性成因气。另外，由它们的40Ar／36Ar同位素比值 高于大气”Ar／a6Ar同位素比值(295．5)，看出样品中‘oAr是由大气”Ar与放射性成 明，样品中·‰一占整个40Ar体积的20％一60％。 2．2放射性成因He、Ar形成与运移 将样品的放射性成因He、Ar同位素比值(4He,mA^同气藏埋藏深度作图，可清楚 看出两者之间有着很好的函数关系，这表明浅层气与深层气的放射性成因电e、”Ar。是 —一———奠皑管『1———1———————一一—一。：一f一 第3,4期 氮、氩同位素分析在无然气成藏规律研究中的应用 D17 同一来源。另外，由样品的放射性成因4He／”Ar’比值同地壳平均组成的放射性成困 He、Ar生产比值比较看出．随着气藏埋藏深度的逐渐增加，1He／40Ar+比值从地壳平均 生产比值的29倍逐渐降低到1．3倍，即逐渐接近地壳平均生产比值，这表明样品中的 放射性成因4He、“’A，主要来自基底地壳岩十j。本区基底地壳岩石的He、Ar生产比值 Ma--205 没有直接铡定，但根据张志兰提供的邻区龙l’J山断褶带同期(同位素年龄195 m)的4He‘／40Ar 8，而同最深样品(4555 底岩石的放射性成因4He／“lAr‘生产比值为6 含量比值6．7十分接近，这证实样品的放射性成因啊e、40Ar‘来自本区基底。样品的放