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第卷第期地球化学⋯碧掌纫
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阳坳陷天然气氦同位素特征及二氧化碳
成因与第三纪岩浆活动的关系
孙明良陈践发
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中科学院兰州地质研究所,兰州髓
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胜利油田地质科学研究院,东营
摘要济阳坳陷是渤海湾盆地的一部分,位于我国东部超壳断裂、郝庐断裂带内,主
要为中、新生代形成的沉积坳陷。在第三纪的喜山期岩浆活动较强烈,因此,坳陷内第三纪火
成岩分布广泛。对该坳陷内的天然气氦同位素研究表明,济硐坳陷天然气中氦同位素组成。
/ 和Ⅱ分别表示天然气样品和大气中的/值值分布范围卜一。说
明一些天然气中具有明显的幔源氦加入,将天然气中氨同位素组成与其地质背景结合可知,
天然气中氦同位索组成与坳陷内第三纪火成岩分布有卜分密切的相关关系,凡在天然气藏下
伏地层或气藏附近,有第三纪火成岩分布时,则天然气具有较高的氦同位素比值、其/Ⅱ
值为】.—.,说明具有明显的幔源氦的加入,而在无第三纪火成岩发育地区天然气中
/值为—.,表明仅少量的幔源氦的混入这可能说明天然气中幔源氦主要是通
过断裂和岩浆活动到达浅层地壳而聚集到天然气藏中。济阳坳陷天然气组分分析表明,该坳
陷的天然气中二氧化碳古量变化较大。其分布范围为%一% 。二氧化碳的碳同位素组
成研究表明该坳陷的二氧化碳存在有机和无机成因两种类型,其中有第三纪火成岩发育地
区,二氧化碳, 古量一般大于% ,其”值一般大于一‰,说明主要为无机成因的二氧化

碳;而无第三纪火成岩发育的地区二氧化碳含量较低,一般小于%,二氧化碳的值一
般都/小,于,一‰,说明主要为有机成因的二氧化碳。另外,二氧化碳的”值与氦同位索组成

/值具有明显的正相关关系,即天然气/值高时,则二氧化碳富集重碳同位素。这
可能说明该坳陷高氦同位素组成的二氧化碳气藏有幔源二氧化碳的混人。
关键词氦同位素Ⅲ氧化碳碳同位素火成岩济阳坳陷
地质背景
济阳坳陷是渤海湾盆地的一部分,是中、新生代形成的沉积坳陷位于我国东部郯庐
裂谷体系西侧。印支、燕山和喜山期的多次断块活动使该坳陷形成凹凸相问排列的构造
第一作者简彳卜:孙晴良男岁高工同位素分析
收稿日期卜】,改回开期㈣卜】
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地球化学年
格局,构造断裂极为发育,伴随着基底断裂的活动发育多期次的岩浆活动,在坳陷内第
。在惠民地区、青城凸起一草桥、尚店一‘方王、阳信一流钟及
义和庄凸起东倒,均已证实发育第三纪或前第三纪的火山岩同时在这些地区天然气中
二氧化碳的含量一般均较高。这一事实表明该坳陷天然气中非烃类气的成因和来源与岩
浆活动有着密切的关系。
氦同位素组成特征及来源探讨
氦同位素组成对探讨氦的来源具有十分重要的意义天然气中氦有三种可能的来源
——地幔氦、地壳氦和大气氦。这三种不同来源氦的,/值分别约为×】一、×
和.× ⋯
。在通常情况下、工业性油、气井天然气中氦的主要来源有地幔氦和地
壳氦两种口,报道英国北海天然气中氦/比值为×一,×
,其中大部分为× 量级,且认为北海盆地天然气中的氦有% 以上为壳源氦
,研究了加利福尼亚大