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2017-11-10 22:25
87Re-187Os放射性同位素系统是一个早已存在的地质计时器, 187Re经β 衰变为187Os, 半衰期为41.6亿年[1, 2]。在过去的25年中, 分析测试技术的进步使得Re-Os同位素体系得到了越来越多的应用, 尽管Re和Os在地层中的含量很少, 且目前对Re-Os的地球化学行为了解也很有限, 但目前已知的是这2种元素都是亲铜的和亲铁的[3], 更重要的是, 它们还有亲有机质的特性[4~8]。
早期的研究通过对黑色页岩中Re和Os含量与TOC含量的关系推断出Re和Os的亲有机质特性[9, 10]。Selby等[6, 7]的研究直接证明了Re和Os富集在干酪根组分中（图1）, 对原油的Re-Os直接定年分析也表明Re和Os有亲有机质的特性。亲有机质的特性使得Re-Os同位素定年方法能够成功应用于黑色页岩定年[9~13]。最近, 该方法扩展到了直接对有机质定年。Selby等[7]对加拿大Nunavut Polari密西西比河谷型（Mississippi Valley-type, MVT）铅锌矿伴生的沥青进行了Re-Os同位素定年, 获得了(374.2± 8.6) Ma的Re-Os等时线年龄, 该年龄与闪锌矿Rb-Sr定年和古地磁定年在误差范围内具有较好的一致性。Selby等[11]也应用该方法首次对原油进行了定年, 并把这个年龄解释为油气生成、运移的时间。Finlay等[12]及Lilis和Selby[13]的研究则进一步表明, 石油中得到的Re-Os年龄指示的是油气生成、运移的时间。 在国内学者的研究中, 王剑等[14]对羌塘盆地胜利河海相油页岩进行Re-Os同位素分析获得（101± 24）Ma的年龄, 该等时线年龄年龄比生物地层指示得的地层年龄年轻。陈玲等[15, 16]通过对麻江古油藏储层沥青的Re-Os同位素分析, 获得的模式年龄为28~144 Ma, 集中于85 Ma, Re-Os等时线年龄为（87± 3.3） Ma, 并将其解释为沥青的形成时间, 代表古油藏遭受破坏的时间。沈传波等[17]针对川西龙门山北段矿山梁下寒武统沥青的Re-Os同位素组成和等时线年龄的分析得出的年龄为164Ma, 并认为该年龄指示的是川西龙门山北段矿山梁油气生成和运移的时间, 这个年龄与龙门山北段晚侏罗世强烈的构造活动相一致, 指出油气生成运移与构造活动具有良好的匹配关系。 Figure Option 图1 黑色页岩全岩中Re、Os含量与黑色页岩有机质中Re, Os含量的关系[4]Fig.1 The relationships of Re and Os(whole rock) versus Re and Os (organic matter) in black shale[4] 与其他放射性同位素系统一样, 为了能够获得同位素等时线年龄, 样品必须满足3个条件[5, 6]：①Re-Os同位素体系保持封闭; ②样品有相同来源, 表现为具有近似的187Os/188Os初始值（initial Os ratio, IOs）; ③相对较多的样品, 确保187Re/188Os比率有一定的变化范围。现有的研究表明烃类流体中的Os同位素组成继承了烃源岩中的187Os/188Os, 因此初始Os同位素比值可以作为一种无机指标用来示踪烃源岩[7, 18~20], 作为一种潜在较好的油源对比的工具, 对经历过生物降解和水洗作用以及普通有机地化参数失去作用的地区, 具有广泛的应用前景。 但是, 目前国内外学者对于Re-Os同位素系统在后期的地质作用过程（如熟化作用、变质作用、热蚀变、脱沥青等）中能否保持封闭, Re-Os定年方法是否适用于特定地质条件下的地层及原油样品等问题还存在较大争议。基于此, 本文综述了Re-Os同位素定年及其封闭性的研究新进展, 以促进Re-Os同位素定年在石油系统的应用。 |
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