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无机二氧化碳气藏与火成岩关系研究

王润红  
【摘要】:济阳坳陷已陆续发现了7 个无机二氧化碳气藏,气藏中的CO_2 含量大都在60%以上。但是,二氧化碳气藏作为一种非常规的气藏,其成因、运移、成藏规律、以及影响因素等都有其独自的特殊性,许多问题至今仍然悬而未决或存在较大争议,尤其是无机二氧化碳气藏与新生代火成岩之间表现出的种种亲缘关系。尽管其已经越来越引起学者们的广泛关注和兴趣,但有关二者之间的相关性研究目前正式报道的还很少,更缺乏系统性探索与研究。为此,本文以济阳坳陷无机二氧化碳气藏为例,将无机二氧化碳气藏和相关玄武岩作为研究对象,目的是揭示它们之间的内在本质联系。 本文在野外地质调查和系统收集前人研究成果资料的基础上,对研究区与二氧化碳气藏相关的玄武岩进行了主量元素、微量元素和同位素分析测试,并综合整理和分析了前人大量有关CO_2 气藏的测试资料,结合深部地球物理和区域构造地质研究成果,对济阳坳陷无机二氧化碳气藏特征和相关玄武岩的地球化学特征进行了详细研究,进而探讨了无机二氧化碳气藏和玄武岩的相关关系。研究认为:济阳坳陷的二氧化碳气藏均属无机成因,而且其气源主要来自于地幔,并与幔源-岩浆活动有密切的关系;新生代玄武岩岩浆源区主要来自对流软流圈地幔,但始新世岩浆源区遭受了一定程度的EMⅠ富集地幔的混染,渐新世岩浆源区为软流圈地幔,中新世岩浆源区存在一定程度的岩石圈地幔混染作用。 综合研究二氧化碳气藏与玄武岩的相关性表明,二者之间在时空、成生和成藏方面具有密切的关系:①多数CO_2 气藏比火山岩形成时间较晚,具有滞后现象;②新生代玄武岩与无机二氧化碳气藏中CO_2 气具有同源性,并且玄武岩是无机CO_2 气的载体和气源岩;③CO_2 气的运移机理可分为4 个阶段,即富含CO_2 气的幔源玄武岩浆上升阶段、初次脱气阶段、二次释气阶段和二氧化碳圈闭成藏阶段;④无机CO_2 气藏的成藏模式主要包括太平洋板块俯冲后撤、软流圈地幔对流上涌、幔源玄武岩浆形成、岩石圈伸展减薄、张性断裂系统形成、CO_2气运移、圈闭成藏等几个有机联系的过程。


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