CO2流体—火山碎屑岩相互作用研究：以海拉尔盆地为例

以海拉尔盆地贝尔凹陷发育的含片钠铝石火山碎屑岩与未遭受幔源-岩浆成因CO2注入影响的火山碎屑岩为研究对象，针对火山碎屑岩对CO2的矿物捕获能力与捕获机制科学问题，采用比较岩石学与地球化学、CO2流体-火山碎屑岩相互作用实验和地球化学模拟等方法与手段，通过CO2流体-火山碎屑岩相互作用的地质记录、CO2流体对火山碎屑岩的溶蚀、溶解作用、火山碎屑岩对CO2的矿物捕获作用的解读和研究，建立CO2流体-火山碎屑岩相互作用模式，阐明CO2流体-火山碎屑岩相互作用特征，揭示火山碎屑岩对CO2的矿物捕获能力与捕获机制，为CO2地质埋存和火山碎屑岩油气储层研究提供基础地质信息。

针对火山碎屑岩对CO2的矿物圈闭能力与圈闭机制科学问题，以海拉尔-塔木察格盆地的含片钠铝石火山碎屑岩为研究对象，采用比较岩石学与地球化学、 流体-岩石相互作用实验和数值模拟等开展了系统研究。研究表明：（1）片钠铝石—铁白云石是CO2—火山碎屑岩相互作用的标志性地质记录；（2）幔源—岩浆成因CO2充注事件未改变火山碎屑岩的储集质量；（3）火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的分布受控于埋藏深度、断裂和岩石类型；（4）在CO2—火山碎屑岩/矿物相互作用的批实验中，火山碎屑物质、长石和绿泥石均遭受了不同程度的溶蚀、溶解，形成了包括碳酸盐矿物在内的固相产物，长石易于溶解，方解石的溶解具有各项异性特点；（5）根据数值模拟结果，CO2充注到凝灰岩地层10000年后，将有63kg/m3的CO2固结于片钠铝石、方解石和铁白云石之中。