羌塘盆地热觉茶卡—藏夏河地区泉水水化学特征及其地质意义.docx

羌塘盆地热觉茶卡—藏夏河地区泉水水化学特征及其地质意义 0 引 言含油气盆地内所发生的一切地质－地球化学作用都是在水的参与下进行的，因此，水化学是沉积盆地流体研究中不可分割的一部分，也是油气地球化学勘查的主要方法之一。从水文地质观点探讨石油与天然气的成藏规律，查明油田的水文地球化学特征，可为正确地认识油气富集规律、地层流体的性质和加速油气勘探步伐提供依据。水文地球化学研究方法在石油、天然气找矿方面应用十分广泛，而且取得了较好的效果（水动力场与水化学场时空变化的一致性和连续性，是盆地水文地球化学研究的基础；沉积凹陷控制着水化学成分演变的方向，形成不同风貌的水文地质单元，地下水锋面内侧，由于滞流的还原环境，是油气成藏的主要场所；近地表水化学异常的形成是深部油气水影响和作用的结果。因此，根据水化学异常的分布规律，可以预测盆地含油气远景，指示油气富集有利地区（2014—2015年期间，笔者等人在羌塘盆地北部热觉茶卡—藏夏河一带开展天然气水合物调查过程中，在该区发现了大量的泉点（图1, 图2），共计37处，均为冷泉，大多以下降泉为主，这些泉眼主要分布在热觉茶卡、玛尔果茶卡、白云湖和藏夏河一带，这为评价该区的油气及天然气水合物的保存条件提供了良好的研究素材。另外，为了更好地进行参数对比，还采集了13处地下水样品，包括热融洼地、沟水和湖水。本文在对该区泉水和地下水开展水化学特征、水中烃类气体特征以及水中氢氧同位素特征研究的基础上，结合该区的烃源岩发育条件等，探讨羌塘盆地热觉茶卡—藏夏河地区油气保存条件，并初步预测油气和天然气水合物有利远景区。1 地质背景羌塘盆地位于青藏高原腹地，属青海省和西藏自治区管辖，地理坐标为北纬32°～35°，东经84°～93°，大地构造位于可可西里－金沙江缝合带和班公湖－怒江缝合带之间，为一个呈东西向展布的长条形盆地，其南北宽约300km，长约650 km，面积约22羌塘盆地具有较好的成烃条件，主力的烃源岩包括：早白垩世含油页岩层系、早中侏罗世黑色岩系、晚三叠世含煤系地层以及古生代二叠纪－石炭纪泥页岩，其中，晚三叠世含煤系地层，气源条件最为有利，地层厚度大，资源量雄厚，是羌塘盆地常规油气有望取得突破的层位。本次研究的地区涉及了有早白垩世、晚三叠世和古生代二叠纪—石炭纪烃源岩地层，这些烃源岩大多具有有机质含量高、热演化程度中等的特点（羌塘盆地泉点星罗棋布，主要有冷泉（温度0~10℃）、低温温泉（温度10~20℃）、中低温温泉（温度20~30℃）、中温温泉（温度30~40℃）温泉、中高温温泉（温度40~50℃）温泉和高温温泉（温度＞50℃，包括喷泉）（2 样品采集与实验方法羌塘盆地热觉茶卡—藏夏河地区泉水丰富，大都以下降泉为主，见表1。其中，泉水共37处，大多为冷泉，温度在4~16℃之间，另外还采集了13处地下水，包括热融洼地、沟水和湖水。这些水样主要采集于羌塘盆地北部的热觉茶卡、玛尔果茶卡、白云湖和藏夏河一带，取样位置见图2。采样前，先用泉水将空矿泉水瓶清洗3~5遍，再将泉水装入瓶中密封保存等待测试。样品的分析测试在核工业北京地质研究所实验室完成。3 结果与讨论3.1 水化学特征本文对50个样品进行了阴阳离子的测试分析，包括K3.1.1 水型水化学成分的形成主要取决于它所处的环境，在不同的环境中，可以形成各种不同性质的水，其中含有不同的盐类。反之，某些典型盐类或特有组分的出现，可以反映水所形成的环境。根据水中Na按照苏林分类的原则，对研究区水样进行化学类型分类，其中硫酸钠型（Na研究区内，Na3.1.2 矿化度一般来讲，埋藏较深，水交替强度较弱，地层水矿化度较高，为油气藏保存的有利环境，矿化度的评价对油气远景方面具有一定指示意义。研究区矿化度平均值为6475mg/L，根据矿化度的大小，可以将热觉茶卡—藏夏河地区的泉水类型分为淡水、咸水和盐水三类，其中，淡水16件，占32%；咸水23件，占46%；盐水11件，占22%。研究区的矿化度普遍较高，说明该区具有较好的保存条件。3.1.3 铵根离子铵的来源主要来自于有机质，为缺氧环境中形成的，且与油气关系密切。研究区的铵根离子，平均含量为0.895μg/g，其中藏夏河东部地区的样品SH-02的铵含量最高，达7.381μg/g，表明在该区有机质相对丰富，这与在区域上的研究结果基本一致（3.1.4 变质系数、脱硫系数变质系数（Na现代海水变质系数（γNa另外，脱硫系数（SO3.2 水中烃类气体特征挑选部分水样的水溶性烃类气体进行测试分析，为了更好地进行对比，还采集了唢呐湖泥火山湖中的样品SC-10样品，测试结果见表4。在测试的水样中，甲烷平均含量0.42μL/kg，以平均含