济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

【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、郯庐断裂带内，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，济阳坳陷天然气中氦同位素组成，Ｒ／Ｒａ（Ｒ和Ｒａ分别表示天然气样品和大气中的３Ｈｅ／４Ｈｅ值）值分布范围０．１１－３．０６。说明一些天然气中具有明显的幔源氦加入，将天然气中氦同位素组成与其地质背景结合可知，天然气中氦同位素组成与坳陷内第三纪火成岩分布有十分密切的相关关系，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Ｒ／Ｒａ值为１．０２－３．０６，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Ｒ／Ｒａ值为０．１１－０．４７，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含量变化较大，其分布范围为＜１％－９９％。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，二氧化碳含量一般大于６０％，其δ（