研究人员利用微小的气泡来确定3亿年古老岩石的形成温度

avatar 2019-11-0518:08:18 评论 9

布莱克斯堡,弗吉尼亚州,2001年11月5日)——多年来,位于西弗吉尼亚和马里兰西部的阿巴拉契亚盆地中部地区一直被石油、天然气和煤所开发。现在,弗吉尼亚理工大学的一名博士生正在寻找微小的流体袋,这些流体袋将提供有关古代的信息,以及与这些自然资源有关的砂岩是如何在这个盆地中形成的。

 

来自西弗吉尼亚州帕克斯堡的地质科学学生杰森·里德他将是第一个使用流体包裹体来定义石炭纪(3亿年前)石英岩热历史的人。

 

这项研究于2001年11月1日至10日在波士顿举行的第113届美国地质学会年会上发表。

 

Reed的研究重点是石英胶结物。他正在使用一种叫做“流体包裹体微测温”的技术来测定石英胶结物的地层温度。这种把砂岩粘合在一起的水泥是在高温和压力下形成的。然而,它并不完全可靠。水泥中罕见的小袋含有数百万年前被困住的液体。“这些流体包裹体被用来确定石胶结物形成的温度——温度超过140摄氏度(284 *F),”里德说。

 

流体包裹体记录了砂岩历史的快照,类似于史前时期琥珀中的蜻蜓。这些以胶结物为界的流体可能一开始是古代海洋或河流的水滴,或者是砂岩被掩埋时形成的地下水库的残留物。随着岩石继续下沉、压缩和升温,液体开始形成。里德说,这些液体的来源仍然是一个主要的科学问题,但他已经能够利用流体包裹体技术估计这些液体的盐度和化学成分。

 

他说:“如果我知道温度,我就可以利用显微技术来限制过去3亿年里胶结物是何时形成的。”时机很重要。当沉积物变成岩石时,会发生许多事情。我想知道石英是如何与岩石形成的历史相吻合的。这在科学上很有趣,因为我们了解了某些石炭纪砂岩是如何形成的,而且我对这些砂岩的看法是前所未有的。”

 

所研究的主要石英砂岩产于阿巴拉契亚盆地中部。里德正在研究从170到400米(超过1000英尺)深处采集的样本,尽管这些样本在过去埋得更深(超过3英里)。“岩石的热历史也使我们能够确定有机物质在最大埋藏期的成熟度,”他说,这是为了那些想知道石油来源的人着想。“材料越深,温度越高。因为石油和天然气只能在一定的温度下形成,如果你能确定温度,你就能对石油和天然气的形成有所了解。”

 

对流体包裹体所提供的石英水泥地层的了解也将告诉他岩石的孔隙度。由于孔隙率低,因此没有空间储存石油和天然气,也没有空间储存水库。”

 

里德在GSA会议上的海报解释了流体包裹体微测温过程和他的早期发现。这幅名为《Fluid inclusions in quartz overgrowths: Implications for paleothermometry and quartz authigenesis, Pennsylvanian sandstones, central Appalachian basin" (Dis 25519)的海报于当日下午1:30至5:30在海因斯会议中心D厅展出。2001年11月5日,星期一。作者是里德学院和弗吉尼亚理工大学的地质科学教授Kenneth Eriksso和Robert Bodnar。

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