[论文解读] Impact of Recent Discoveries on Petroleum and Natural Gas Exploration: Emphasis on India

J. Marvin Herndon|arXiv (Cornell University)|Mar 23, 2010

Hydrocarbon exploration and reservoir analysis参考文献 46被引用 14

一句话总结

本文认为，近期发现的非生物成因甲烷生成烃类以及地幔对流在物理上不可行这两项科学进展，正在重塑石油与天然气勘探的范式。该文提出，由于印度德干暗托与东非大裂谷及西伯利亚暗托在地球动力学上具有相似性，因此具有形成大型烃类资源的强潜力，从而挑战了传统的构造模型。

ABSTRACT

Two discoveries have greatly impacted understanding relevant to the origination and emplacement of petroleum and natural gas deposits. One discovery, pertaining to hydrocarbon formation from methane broadens significantly potential regions where abiotic petroleum and natural gas deposits might be found. The other, discovery of the physical impossibility of Earth-mantle convection, restricts the range and domain of geodynamic behavior, and leads to new insights on the formation of petroleum and natural gas deposits. This article highlights the impact and implications of those discoveries, especially as they relate to petroleum and natural gas exploration in India and throughout the world. From the reasoning developed here, the generality of the considerations involved, the understanding developed with respect to the East African Rift System, and the experience garnered from the larger and older Siberian Traps, the prognosis and potential for the region beneath the Deccan Traps of India to eventually become a major source of petroleum and natural gas seems quite favorable.

研究动机与目标

• 基于两项近期科学发现，重新评估石油与天然气勘探的框架。
• 评估非生物甲烷成烃对全球资源潜力的地质与地球物理影响。
• 挑战传统地幔对流模型及其在烃类运移与聚集中的作用。
• 利用东非大裂谷与西伯利亚暗托的类比，评估印度德干暗托的烃类资源潜力。
• 提出一种修订后的地球动力学模型，以支持在构造稳定、深部地壳区域存在非生物石油与天然气的可能性。

提出的方法

• 分析在地壳高温高压条件下，甲烷非生物合成烃类的地质影响。
• 基于材料流动的物理约束，回顾地球物理证据，否定大规模地幔对流的可行性。
• 通过比较德干暗托、东非大裂谷与西伯利亚暗托的构造特征，推断烃类资源潜力。
• 利用地幔对流不存在的事实，重新阐释大陆内部烃类运移与聚集机制。
• 整合地球化学与地球物理数据，支持深部地球非生物成烃的假说。
• 提出一种新的地球动力学模型，其中烃类通过与地幔上涌无关的岩石圈过程形成并运移。

实验结果

研究问题

• RQ1 非生物甲烷合成如何扩大石油与天然气成矿的潜在区域？
• RQ2 地幔对流在物理上不可行，对烃类运移理论有何影响？
• RQ3 基于类比，印度德干暗托在多大程度上可被视为大型烃类勘探的可行目标？
• RQ4 东非大裂谷与西伯利亚暗托的构造与地球动力学条件，如何为德干暗托的潜力提供启示？
• RQ5 当排除地幔对流时，烃类形成与运移的替代机制是什么？

主要发现

• 甲烷非生物成烃显著扩大了石油与天然气成矿的地质构造范围。
• 大规模地幔对流在物理上不可行，限制了传统地球动力学模型，并要求重新评估烃类运移机制。
• 印度德干暗托在地质特征上与东非大裂谷及西伯利亚暗托高度相似，二者均以大规模岩浆活动和潜在烃类系统著称。
• 深部地壳过程与非生物成烃的结合，预示着在德干暗托下方发现大型石油与天然气储量的可能性较高。
• 地幔对流的缺失支持一种模型：烃类在岩石圈层面通过非地幔上涌过程生成与运移。
• 研究结论认为，德干暗托具有成为大型烃类产区的高潜力，从而挑战了传统勘探范式。