眾所周知海水是咸的,,湖水是淡的,,然而世界上也有很多咸水湖,在中國最著名的咸水湖就是青海湖,。地質(zhì)學家們通過大量的研究發(fā)現(xiàn),,湖水的鹽度和天然氣的生成有很大的關(guān)系,。
幾千萬年前,位于我國青海省的柴達木盆地是西北低東南高的地勢,,沉積中心在西北部,。大約三千萬年前,柴達木盆地北部的阿爾金山脈隆起抬升,西北部地勢變高,,沉積中心也由西北部逐漸向東南方向遷移至現(xiàn)今的三湖地區(qū),。由于當?shù)貧夂蚋珊担邓?,河流注入的水也少,,蒸發(fā)的水遠遠高于輸入的水,導致沉積中心的湖水鹽度逐漸升高,。隨著鹽度逐漸增加,,一些嗜鹽性生物大量繁殖。物極必反,,嗜鹽生物對鹽度的忍耐程度也有一定范圍,,過高的鹽度就會抑制生物的繁殖,湖水中的生物數(shù)量反而不如中等鹽度的多,??傮w上,低鹽度時生物數(shù)量并不少,,但是生物容易腐爛,;中等鹽度時生物多,生物容易保存下來,;高鹽度時生物容易保存,,但是生物數(shù)量少。所以,,中等鹽度的湖泊富集更多的有機質(zhì)(圖
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),。
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鹽度對有機質(zhì)富存影響關(guān)系模式示意圖
這些生物一代代死去,它們的尸骸沉積在了湖底,。由于咸水湖中有很多鹽分,,湖底又缺乏氧氣,使生物遺體不會被細菌分解,,就好像腌咸魚一樣,,可以大量地長期被保存下來。這些生物遺體加上附近河流帶來的一些植物枝葉,、泥沙不斷地堆積加厚,,埋藏深度逐漸加大。隨著地層溫度升高,、壓力增大,生物體中的脂肪和蛋白質(zhì)逐漸發(fā)生復雜的物理化學反應生成天然氣,。我們發(fā)現(xiàn)在柴達木湖水中沉積下來的一些鹽類物質(zhì)也參與了天然氣的生成和轉(zhuǎn)化過程,,這些鹽類物質(zhì)在油氣生成的不同階段起到促進或是抑制的作用,其深層次的原因在于是否降低了“活化能”(圖
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)。所謂活化能就是,,可以把反應前后的兩種物質(zhì)看成起點和終點,,要到達終點需要翻過一座山,這座山就是活化能了,。所以活化能越低到達終點就越快,。

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原始巖石與加入鹽類巖石的生烴特征對比圖
根據(jù)一些地球化學參數(shù),地質(zhì)學家們可以判斷天然氣的母源:陸上植物還是低等水生生物,。早期湖水中心在柴西南地區(qū),,面積大,低等生物和少量陸生植物(如蘆葦)是主要的天然氣母源,。隨著阿爾金山脈抬升,,湖水中心向東擴展,面積縮小,,在柴西北地區(qū),,更多的陸生植物帶到湖水中,與低等生物一同作為天然氣的母源(圖3),。
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柴西北地區(qū)天然氣
δ13C2-C2+
交會圖
至此,,我們初步揭開了漫長的地質(zhì)歷史中柴達木盆地西部的天然氣是如何由湖水中的生物和陸上植物,在鹽類物質(zhì)的參與下,,一步一步轉(zhuǎn)化而來的,。
項目簡介:
國家自然科學基金面上項目“氯化鹽濃度對氣源巖生成天然氣組成的影響(41272159)”由中國石油大學(北京)地球科學學院劉成林教授負責,起止年限為2013年1月-2016年12月,。受項目資助,,研究團隊已發(fā)表論文14篇,其中在AAPG Bulletin,、Energy & Fuels,、Journal of Petroleum Science and Engineering、Journal of Natural Gas Science and Engineering等期刊發(fā)表SCI收錄文章5篇,,在地學前緣,、天然氣地球科學等期刊發(fā)表EI收錄文章8篇。資助出版專著1部,,參加美國石油地質(zhì)學家學會(AAPG)年會,、美國地質(zhì)學會(GSA)年會、國際鹽湖會議,、全國天然氣學術(shù)年會,、全國有機地球化學學術(shù)會議等國內(nèi)外會議十次,其中“咸化湖盆相天然氣地球化學特征”獲得2014年全國天然氣學術(shù)年會優(yōu)秀論文,。依托項目培養(yǎng)博士生1名,,碩士生10名,。