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天然气地球科学 2023年第4期34卷 647-655页

作者：蒙炳坤李靖周世新淡永张庆玉聂国权中国科学院西北生态环境资源研究院/甘肃省油气资源研究重点实验室甘肃兰州730000 延安大学石油工程与环境工程学院陕西延安716000 中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 中国地质调查局成都地质调查中心四川成都610081

氦气由于其独特的物理化学性质及稀缺性被列为重要的战略资源。目前中国氦气资源需求缺口巨大,对外依存度极高,急需加强氦气资源的勘探及研究工作。以黔南坳陷震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组页岩(气)为研究对象,基于气体组分及碳同位... 详细信息

氦气由于其独特的物理化学性质及稀缺性被列为重要的战略资源。目前中国氦气资源需求缺口巨大,对外依存度极高,急需加强氦气资源的勘探及研究工作。以黔南坳陷震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组页岩(气)为研究对象,基于气体组分及碳同位素、稀有气体组成及同位素比值、页岩的主、微量元素分析等测试结果,对页岩气中氦气成因及来源进行研究。结果表明:陡山沱组和牛蹄塘组页岩气主要以N_(2)为主,CH_(4)含量次之,He含量介于(1 533.1~2 323.7)×10^(-6)之间,^(3)He/^(4)He值为0.009~0.010 Ra(Ra=1.4×10^(-6)),显示以壳源氦为主。页岩气样品中^(21)Ne/^(22)Ne值和^(40)Ar/^(36)Ar值高于相应的空气值,表明存在不同比例壳源^(21)Ne和^(40)Ar加入。研究气体样品中壳源放射性成因^(4)He/^(40)Ar的实测值与地壳放射性成因^(4)He/^(40)Ar值接近,而远小于岩石原位放射性成因^(4)He/^(40)Ar的理论计算值,表明可能存在地壳或岩石解析过程中空气来源的稀有气体稀释了岩石原位放射性成因的^(4)He和^(40)Ar。基于页岩层段原位氦气生成速率与地壳氦释放通量的理论计算,页岩气样品中^(4)He的原位累积时间和地壳补给时间都远小于对应地层的沉积年龄,表明地层沉积过程中存在构造运动导致原位生成的氦气发生散失。

关键词：页岩气氦气成因氦氩来源预测累计年龄

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黔南坳陷震旦系—寒武系页岩解吸气中氦气成因及来源

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天然气地球科学 2023年

作者：蒙炳坤李靖周世新淡永张庆玉聂国权中国地质科学院岩溶地质研究所中国地质调查局成都地质调查中心中国科学院西北生态环境资源研究院/甘肃省油气资源研究重点实验室延安大学石油工程与环境工程学院

氦气由于其独特的物理化学性质及稀缺性被列为重要的战略资源。目前我国氦气资源需求缺口巨大，对外依存度极高，急需加强氦气资源的勘探及研究工作。以黔南坳陷震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组页岩(气)为研究对象，基于气体组分及碳同... 详细信息

氦气由于其独特的物理化学性质及稀缺性被列为重要的战略资源。目前我国氦气资源需求缺口巨大，对外依存度极高，急需加强氦气资源的勘探及研究工作。以黔南坳陷震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组页岩(气)为研究对象，基于气体组分及碳同位素、稀有气体组成及同位素比值、页岩的主—微量元素分析等测试结果，对页岩气中氦气成因及来源问题进行研究。结果表明，陡山沱组和牛蹄塘组页岩气主要以N2为主，CH4含量次之，He含量介于(1533.1 ～2323.7)×10-6，3He/4He值为0.009 Ra～0.010 Ra(Ra = 1.4×10-6)，显示以壳源氦为主。页岩气样品中21Ne/22Ne和40Ar/36Ar值高于相应的空气值，表明存在不同比例壳源21Ne和40Ar的加入。研究气体样品中壳源放射性成因4He/40Ar的实测值与地壳放射性成因4He/40Ar的值接近，而远小于岩石原位放射性成因4He/40Ar的理论计算值，表明可能存在地壳或岩石解吸过程中空气来源的稀有气体稀释了岩石原位放射性成因的4He和40Ar。基于页岩层段原位氦气生成速率与地壳氦释放通量的理论计算，页岩气样品中4He的原位累积时间和地壳补给时间都远小于对应地层的沉积年龄，表明地层沉积过程中存在构造运动导致原位生成的氦气发生散失。

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