第二章沉积盆地中的流体

2、水的第二循环圈：
•（1）、水穿过地壳进入地幔，从大洋中脊涌出。
•（2）、水 从俯冲带穿 过地壳进入 地幔，沿火 山或断裂带 返回地面。
第二章沉积盆地中的流体
•方 法
3、地壳中流体存在的深度
•流体存在的 深度km
•方 法
•流体存在的 深度km
•地下水面测定
•深井测定（包括科拉 半岛深井）
•水库诱发地震法 •地壳低速带 •地壳低电导带 •二同位素法
•1、碳酸-硫化氢水
•2、氢-碳酸水，冰岛
•3、碳酸水，分布广泛，如分 布于现代火山及新近熄灭火山 区
•4、碳酸-氮水，广泛分布于现 化火山区含CH4及H2S。
•5、甲烷及甲烷氮水，出露于 现代火山区
•6、淡热泉
第二章沉积盆地中的流体
•3、变质流体：
• 在变质作用过程中，矿物中释 放出来的水和二氧化碳称之为变质 流体（卢焕章，1997）。
•（三） 沉积盆地中流体的类型
❖ 按来源分
•1、大气降水
•2、沉积水——大洋水——湖泊水
•3、自生流体——矿物脱水、粘土、变质矿物、油气——干酪根热 降解、细菌气
•4、深源流体：（1）火成岩—岩浆岩流体 （2）地质热流体
❖ 按盐度分W%
❖按成份分
•1、淡水<1% •2、海水≈3.5 •3、咸水3.5-5% •4、卤水>5% •
水是由含水硅酸盐矿物在变质期 间脱水反应的产物，二氧化碳是碳 酸盐矿物脱碳反应的产物。考虑到 变质作用的温度达300-800℃，压力 达100-1000MPa，这时的水和二氧化 碳是一种近临界和超临界状态的流 体。据估算，这种流体的数量可多 达整个地壳的3-6％。根据脱水温度 和深度推算其主要赋存于中地壳， 在伸展盆地下的拆离带，其地质地 球化学作用不可忽视。
•岩浆和岩浆流体
第二章沉积盆地中的流体
•2、地热流体：
•它是地下热液直接形成的流体，它的成份主要是富含金属离子的水、二氧化 碳、甲烷和惰性气体。它可以直接冒出地表形成热泉、喷泉式温泉，也可以 沿裂隙、断层进入成藏动力学系统中。在深部它实际上就是一种成矿流体， 现代大洋脊广泛分布这种流体。
•按气体成分可以分成以下种类 型：
第二章沉积盆地中的流体
三、深源流体
• 主要是来源于地球内部中地 壳以下及地幔的流体，包括岩 浆水、地热流体、变质流体等。
•1 、 岩 浆 水 ： 又 叫 初 生 水 ，
岩浆来自地球内部，或喷出而 成为火山。其挥发份包括水、 二氧化碳、惰性气体、氢、甲 烷等，是岩浆分异过程中后期 的产物。Burnham（1995）指出， 长 英 质 岩 浆 中 大 约 有 3-6 ％ 的 水。，是一种新鲜的、无污染 也未达到地表的水。它的成份 取决于岩浆类型和结晶作用史、 岩浆水从岩浆中分异出来的温 度、压力条件、它与周围水混 合的状况以及与围岩间相互作 用等因素。
响湖泊水质和化学成分，不像海，不那么稳定。
第二章沉积盆地中的流体
•典型湖泊溶解物浓度的对数范围
第二章沉积盆地中的流体
•陆相油田水类型及化学特征
第二章沉积盆地中的流体
•中国中新生代陆相含油气盆地油田水类型表（2）
第二章沉积盆地中的流体
•陆 相 含 油 气 盆 地 油 田 水 化 学 指 标 表
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
•（四） 流体的压力状态和表征
•一、压力状态：
•
1、静水压力
•
2、异常压力——正、负
•二、表 征：
•
1、体系：孤立、封闭、开放
•
2、相律：讨论平衡体系内的相数
• 独立组份数，与自由度（温度、压力）之间的相互关系
• 相：一个体系内具相同成分和物理化学性质的均匀部分，各相间有
第二章沉积盆地中的流体
•变质矿物的脱流体反映
•变质流体是由矿物在变质过程中脱水而成，在变质过程中常见的脱 水反应有： •（1）Scrp(蛇纹石)+B（水镁石）=2FO（镁橄榄石）+3H2O •（2）5 Scrp+2Di(透辉石)=6FO+Tr(透闪石)+9H2O •（3）5 Scrp=6FO+Tc（滑石）+9H2O •（4）B=P（方镁石）+H2O •（5）4F煤炭+9T c=5Anth（直闪石）+4H2O •（6）Anth+FO=9En(顽火辉石)+H2O •（7）7T0=3Anth+4Q（石英）+2H2O •（8）Anth=7En+Q+H2O •（9 ）Tr+FO=6En+2Di+H2O •（10）Tr-=2Di+3En+Q+H2O
• 清楚界面
•
3、状态方程：
• 理想气体：PV=nRT 展 PV=RT
• 实际气体：(P+a/V2)(V-P) = nRT
• 液体MRK：
•
4 、氢、氧同位素区分来源
第二章沉积盆地中的流体
•应用氢、氧同位素可以解决下列问题：
•（1）探索和判定地下水的起源与成因 •（2）判断地下水的现代补给来源 •（3）判定地下水与地表水流及水体间的联系 •（4）确定含水层补给区的海拔高度 •（5）确定不同含水层间的水力联系 •（6）确定各种来源水的混合比例 •（7）用于解决其它水文地质问题
•0（地表）~2 •0~12 •0~12 •7~12 •10~12 •可到12
•热 液 蚀 变 和 热 液 矿床形成的范围
•变质作用 •地 壳 中 地 震 波 衰 减带
•断 层 上 的 低 应 力 带
•火山作用 •流体包裹体研究
•可到点 •>20 •7~12 •0~12 •地表到深剖 •0~10
•研究流体时，流体的下列性质十分重要： •（1）粘度（绝对粘度或运动粘度）； •（2）压力（包括流体的孔隙压力）； •（3）热力学温度（T），摄氏温度（t），T=t+273.15； •（4）密度和比容； •（5）体积弹性模量； •（6）表面张力； •（7）成分c（浓度），x（摩尔分数）或w（质量分数）第。二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
（二） 水和水圈的特征
❖ 水的特征
• 1、水具有独特的物理性质
• （1）水的生成热很高。热稳定性很高，在 20000C的高温下其离解不及百分之一，约为 0.588%。
• （2）水具有很高的沸点和达到沸点以前的极 长的液态阶段。大量的液态水使地球发育生命。
• （3）水的热传导、热容、熔化热、汽化热以 及热膨胀，几乎比所有其它液体都高。
•（2）地下水
•大气降水是海洋和陆地所 蒸发的水蒸气凝结而成，它 的成分取决于地区条件。
•通过土壤进入岩石，水的成分取决于 围岩性质与水交替的特点，“水流经的 岩石怎样，水就具有怎样的特征”。
•（3）海洋
•海水平均成分
第二章沉积盆地中的流体
•一、沉积流体
•1、沉积流体的来源
（4）江河湖沼 湖泊是由河流及地下水补给而形成的。气候、地质、生物条件影
第二章沉积盆地中的流 体
2020/12/10
第二章沉积盆地中的流体
（一） 概 述
•一、地质流体的重要性：水、气、石油、天然气
• 1. 生命源泉 • 2. 成矿流体
•二、流体的概念:
• 流动、可溶、可混、无定型；
•三、分 布:
•
地球——地壳中的流体——两个水循环圈。
• • 四、流体的相态
• 在常温常压下，流体通常有液态和气态，在高温、 高压环境下还可以是临界沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/10
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
第二章沉积盆地中的流体
二、自源流体
•这种流体来源于沉积盆地中的沉积物。随着沉积作用进行， 埋深增加，盆地中的物理化学条件发生变化，使沉积物发生 变化而产生新的流体。
•1、水由含结构水、结晶水的矿物中脱出。
•石膏在600-900m，由含水石膏变成无水石膏，释放出相当于其体积42.5 ％的水；
• 2、水具有较大的表面张力
••液体中3除、汞水之具外有，较水小具的有粘最滞大度的和表较面大张的力流。动性
•
4、水具有高介电效应
•
5、水具有使盐类离子产生水化作用的能力
•
6、水具有良好的溶解性能
• 水对固体的溶解性能主要是由于水是极性分子，其介电效应好，能使盐 类离子水化等特性有关。
第二章沉积盆地中的流体
❖ 水圈的概念和特征 •1、概念 •水圈由大气圈中的水、地球表面的水和地球内部的水三部 分组成。 •2、水圈的特征 •地球水圈有水25.3亿立方米
第二章沉积盆地中的流体
❖ 水的两个循环圈
1、水的第 一 循环圈
•大洋水蒸发——送到陆地上空—大 气降水—进入江河湖海和地下—流 入大洋或进入地下
第二章沉积盆地中的流体
•蒙脱石中含有约50％的水，当地温达到98-106℃时，蒙脱石开始转变为 伊利石，到137℃，放出最后一层层间水。
•这些新生流体，尽管数量有限，在成藏作用中意义重大。它温度高、纯 度高、化学活动性强，它增加了流体的数量，改变了流体的成份，加强 了流体－固体的相互作用进程。
•2、油气，由有机质经生物、地质地球化学作用形成，它们 的形成经历了三个连续而有区别的演化阶段。
1、含氧化物流体（H2O） 2、含硫酸盐流体（H2O） 3、含CO2或含碳酸盐流体 4、含硅酸盐流体 5、碳氢化合物流体