油气运移路径沿盆地边界断层的变化.docVIP

油气运移路径沿盆地边界断层的变化：证据来源于断层泥 James R. Boles, Peter Eichhubl, Grant Garven, andJim Chen 摘要：广泛的钙质断层泥造成了圣特芭芭拉盆地的流体渗漏和油气运移到Refugio-Carneros断层，该断层位于盆地北部边界。钙质胶结物只在断裂带末端24km长的区域被发现，而且不足正常最大分支的15m.这些钙质交接时是和断层运动期同期生成的，普遍的晶体结构和角砾岩化可以作为证明，同时变形作用也预示了流体的快速幕式的流动和钙质的胶结化。 前言 油气运移通道是含油气系统的重要组成部分，如果通道扩展到地面,就可以产生温室气体和影响全球气候((MacDonald,1990; Nisbet, 1990; Kennett et al., 2002).现代地表的油苗可以显示地下油气运移最主要的通道。油气运移路径的研究越来越多的依赖于地球化学手段的应用，还包括流体包裹体的应用。碳的稳定碳同位素在钙质胶结物中的分布是甲烷曾经存在的主要的地球化学证据，因为它代表了来自甲烷的的碳的被氧化。很多情况下，这样的地球化学证据都在已经泄漏的油气藏中被找到。一些情况下，细菌的土壤也有可能从CO2和方解石中获取C，但是这和液态烃的组成物质不相关。 本文描述了大量方解石矿床充填断裂带的现象，方解石中的碳主要来源于甲烷的氧化作用，这些沉积埋深导致了流体的高温，包括液态烃和气态烃，这些烃来自于一个可能超压的盆地。这些液体在断裂带的表面聚集，在那里,它们和含氧量大得气喝水混合在一起。我们的研究看到了在现代近海岸地区的圣特芭芭拉通道中烃的流动，揭示了随着盆地边缘流体压力随着深度的变化。油气的运移经历了一次变化的画面。 地质构架 构造和含油背景 从白垩纪到晚更新世之前，圣塔-芭芭拉分沿海地区都处于连续的海相沉积环境，这个时期，本区正经历板块收敛运动，在渐新世开始之后，板块转换导致地壳变形和海盆的开启，新近系初期，东西走向圣伊内斯山和北邻的圣伊内斯断层沿缘圣巴巴拉盆地抬升，这隆起和变形导致了包括Refugio-Carneros断层在内的一系列次级断裂系统的形成，断裂系统大致与大致平行于圣伊内斯山海岸线（图1A），近海岸埋藏到足够深的地方有烃类生成，主要来源于中新世蒙特雷地层，该地层有丰富的硅质沉积。中新世地层硅质泥岩裂缝和白云石圣巴巴拉海峡主要油藏形成的原因。 烃类在与Refugio-Carneros断层相邻的区域内聚集，这些烃类包括海湾内已经扩散的天然气，卡皮坦油、海相石油。现在，近海生烃区域区域包括南埃尔伍德生烃区、离岸莫利诺气藏（开发中）。一般情况下，陆上油区的油田水有较低的盐度值，且明显小于海上油气田，因为稀释原始，主要是因为圈闭中的原始海水被来自山区的淡水所稀释（表1）。本文将论证来自Refugio-Carneros断层的方解石矿床反映了近海和大气的液体的混合，伴随着来自海外的碳氢化合物积累和提供的氧氧化甲烷来源的大气流体。 Refugio-Carneros断层 Refugio-Carneros断层是圣芭芭拉海岸区东西走向和南北走向几个断层中的一个，这些断层分别是Dos Pueblos断层、Eagle断层、Glen Annie断层等（图1a ）。Refugio-Carneros断层长15km,大约沿东西走向伸展弯曲，倾向为北35–60°，断层便宜距离大约120m,尽管地图的比例尺为1：24000，但大多数断层露头被覆盖，接触仅限于水泥部分的故障及其破坏区。在西部地区，断层沿北75大°倾斜(Figures 1b,c;2)，切断了中新世的砂岩和孔形页岩。东段断层被第四纪地层覆盖，但以东西导向有大的倾斜，在距离断层大约600m的砂岩中发现了碳酸盐岩胶结物。我们将这个孤立的暴露区看做断层的一部分。 断裂带的含矿特征 断层泥的分布和形态 厚度可以达到1.5m的粗质方解石结晶的断层泥仅仅在沿着断层东部和西部被发现。尽管断层踪迹暴露在众多的峡谷和山顶，尚未在断层的中心发现方解石水泥。在沿断层西部1.5km的一段，间断出现的方解石胶结物达1.5米（ 5英尺）厚。最暴露的断层泥在距离断层西边600m的地方消失，形成了一个大小为1.5*15*15 m的方解石体（体积为338立方米），这个体和断层倾向平行。主断层在方解石结构体的北端连续，形成纹层和抛光防滑表面。 方解石矿的铀钍年龄 用铀钍技术测定了11个方解石断层泥样本的的日期，发现块状碳酸盐了铀浓度为十亿分之3.8至456 ，而钍浓度从十亿分之0.17到36.8。所有的样品都显示U-U的不平衡。相对来说较老的和较年轻都在断层的末端被发现，这意味着流体没有从一段运移到一端到另一端。 这个年龄反映了钙的结晶可能经历了多个阶段的溶解与沉淀。因此，该时期