CH-,4--H-,2-O體系流體包裹體拉曼光譜定量分析方法研究及應用.pdf

1、流體包裹體因為能夠真實記錄地下流體的活動歷史而在地質(zhì)學領域有著廣泛的應用。然而分析方法和結(jié)果可靠性成為制約流體包裹體應用的主要因素，準確獲取包裹體中流體組成和物理化學性質(zhì)參數(shù)成為流體包裹體研究者面臨的一個首要問題。本文選擇在各種地質(zhì)環(huán)境廣泛分布而又相對研究較少的CH<,4>-H<,2>O體系流體包裹體作為研究對象，以激光拉曼光譜技術作為主要分析手段，結(jié)合顯微測溫方法和狀態(tài)方程計算，建立了CH<,4>-H<,2>O體系流體包裹體激光拉曼光

2、譜定量分析的方法，并在實際應中取得較好的效果。 利用激光拉曼光譜技術在室溫下對幾種常見鹽類水溶液進行測試，并采用兩種不同的方法對實驗數(shù)據(jù)進行處理，建立了NaCl、Na<,2>CO<,3>、NaHCO<,3>、Na<,2>SO<,4>等鹽類濃度與拉曼特征參數(shù)的線性關系，其線性關系可以用來標定流體包裹體中的鹽度。通過對不同鹽類水溶液的拉曼光譜分析，討論不同陽離子和陰離子對水伸縮振動拉曼峰的影響，結(jié)果表明，高價陽離子的影響明顯高于低價

3、陽離子；而陰離子影響的強弱順序為：SO<,4><'2->≈Cl<'->＞HCO<,3><'->＞CO<,3><'2->≈NO<,3><'->。 通過對前人研究成果分析和實驗數(shù)據(jù)曲線擬合，獲得了甲烷等氣體拉曼位移與壓力之間的函數(shù)關系，即氣體的拉曼位移隨壓力增大表現(xiàn)為一級指數(shù)模式減小。在研究的氣體中，甲烷拉曼位移隨壓力變化最大，是一種較為理想的包裹體壓力指示劑。氣體的拉曼位移主要受壓力影響，而組成（含量）的影響相對較小。利用CO<,

4、2>的拉曼峰特征，結(jié)合狀態(tài)方程恢復了山東昌樂-臨朐玄武巖中CO<,2>包裹體的捕獲壓力，獲得了該區(qū)火山巖漿的主要脫氣深度，即0.41～3.25Km。利用甲烷的拉曼光譜特征，在東營凹陷玄武巖方沸石中發(fā)現(xiàn)了富甲烷高壓流體，并利用狀態(tài)方程計算了捕獲深度，結(jié)果表明富甲烷高壓流體可能與玄武巖后期熱液蝕變有關，為天然氣無機成因提供了新證據(jù)。 提出了流體包裹體均一態(tài)下拉曼光譜定量分析方法，并采用原位拉曼光譜分析技術對CH<,4>-H<,2>O

5、體系流體包裹體均一過程和甲烷水合物生成條件進行了定量分析和研究。結(jié)合狀態(tài)方程計算，獲得了均一溫度下包裹體中流體的甲烷濃度、壓力、摩爾體積和密度等參數(shù)。通過拉曼光譜監(jiān)測和相平衡計算，準確獲取了包裹體中甲烷水合物的生成條件。 采用顯微測溫與原位拉曼光譜聯(lián)合分析，對南黃海盆地勿南沙隆起CZ35-2-1井二疊系棲霞組石英脈中的CH<,4>-H<,2>O體系流體包裹體進行了詳細研究。首次獲得了該區(qū)含烴熱液流體活動記錄的流體包裹體數(shù)據(jù)，并發(fā)