爱尔兰近海Porcupine盆地中的油气运移：流体包裹体研究中的证据

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1、爱尔兰近海Porcupine盆地中的油气运移：流体包裹体研究中的证据摘要：对爱尔兰近海Porcupine盆地侏罗和白垩系地层中的流体包裹体的岩相学、显微测温研究与对含烃流体包裹体的改进性的荧光寿命的测定结合起来研究与成岩、后成岩过程中流体运移有关的流体的成分以及烃类和水的运移路径的范围。岩相学分析表明侏罗系地层是烃类流体运移的主要路径，烃类的运移发生在砂岩成岩作用的晚期。紫外线荧光以及荧光寿命的测定发现至少存在两组具有不同寿命—波长分布（τ-λ）的化学成分不同的烃类（1a和1b），这表明至少存在两种具有不同烃源岩的烃

2、类。自生胶结物中的第一期含水包裹体表明白垩系中的胶结作用发生的深度较浅、作用温度较低（＜50℃），而侏罗系地层中的胶结作用发生的深度较深、作用温度较高（70-120℃）。粒间空隙中的含水流体包裹体表明胶结作用后的流体运移发生的温度较高（可达175℃）。人们认为这些高温状态的流体运移与北大西洋活动过程中的地幔活动有关。关键词：Porcupine盆地，流体包裹体，荧光寿命，烃类运移前言Porcupin盆地是沿北大西洋大陆边缘分布的中生代沉积盆地的一部分，从挪威中部近海一直到纽芬兰的近海。由于潜在烃源岩和储层的存在以及与北

3、大西洋其他产油盆地的相似性，Porcupine盆地在油气勘探上有很重要的意义。尽管在侏罗系、白垩系以及新生界各地层中发现过油气的证据(Croker&Shannon1995)，但大多数烃类和水流体的运移的信息大多是建立在间接证据上的，比如数学建模、地震数据以及远处的井数据(Naethetal.2005;Shannonetal.2007)。这些研究表明烃类在白垩纪生成于上侏罗系地层中，紧接其后的油气运移由于Porcupine盆地中普遍存在的横向与纵向运移路径而较为容易实现。流体包裹体是沉积盆地中流体运移过程中被捕获的微观

4、流体样品。对流体包裹体的分析可以研究成岩过程和成岩后流体活动中的流体成分。对流体包裹体进行特殊研究可以用于研究古含油气系统。在本次研究中，对选定的白垩系和侏罗系的砂岩中的流体包裹的的岩相学研究和显微测温分析，以重建爱尔兰西部的Porcupine盆地的流体运移史并研究油气的横向与纵向运移路径。另外，应用烃类包裹体（HCFI）的改进型的荧光寿命显微测定技术（FLIM）以分析烃类流体的组成及具有不同成熟度和烃源岩的油气在运移上的不同特征。传统的大视域的荧光显微测试技术是基于明显的荧光颜色（有时候是主观评价）的不同来区分流体

5、包裹体，而FLIM是一种用于测量荧光射线寿命的更好的定量方法。在紫外线的刺激下，芳香族化合物能够产生荧光，而烃源岩和温压史（PT）能够对HCFI中的芳香族化合物的类型产生强烈的影响，这些影响能够反映在荧光寿命的测定上。用FLIM可以区分来自不同源岩的油气(Blamey&Ryder2009)。地质背景爱尔兰西部大西洋大陆边缘下伏多个沉积盆地，主要有Rockall,Slyne,ErrisandPorcupine盆地。这些盆地的沉积历史很长，可以追溯到晚古生代(Shannon1991)，它们组成了一系列共同演化的中生代盆地

6、的一部分，这些中生代盆地从挪威大陆边缘延伸到英国西部和爱尔兰，从格陵兰岛延伸到纽芬兰岛。这些盆地有很多地质相似性，它们代表了早于始新世北大西洋开裂的周期性拉伸的很长一段历史(Spencer&MacTiernan2001)。人们已经在6个不同的盆地中找到了含油气系统：爱尔西部的Porcupine盆地,靠近Faroe–Shetland盆地的Slyne盆地位于大不列颠西部和北部的北海西北部的Erris盆地,挪威海岸的Halten台地以及纽芬兰大陆架的Jeanned’Arc盆地(Spencer&MacTiernan2001)

7、。除Slyne-Erris盆地外，这些含油气系统的特征是以侏罗系地层为源岩，以侏罗系、白垩系、晚第三系的砂岩为储层(Spencer&MacTiernan2001)。Porcupine盆地位于爱尔兰西南大陆架的深水中（200-3500m）（图1）。这个盆地经历了一系列的断陷活动以及活动间歇期的热沉降，形成了厚达13km的上古生代到新生代的沉积物(Shannon1991;Shannon&Naylor1998;图2)。Porcu-pine盆地的沉积从上石炭系断陷三角洲开始直至浅海沉积系列（包括砂岩、泥岩以及薄层煤系地层）。

8、紧接着形成小裂陷盆地二叠-三叠纪的断陷，这个盆地在中到上侏罗纪经历了E-W方向的拉张(Shannon1991)。这次断陷中形成了中侏罗纪德三角洲砂岩沉积。在上侏罗纪，海底扇砂岩以及偶尔出现的湖相粉砂岩、泥岩构成了一个向北进积的海侵层序。地壳拉张的后期，热沉降过程中形成了白垩系和第三系沉积物（不整合上覆于侏罗系之上）包括泥岩、膏灰岩和三角洲砂岩（