江汉盆地南部热史与下志留统海相烃源岩成熟度演化研究

应用含油气盆地热史模拟系统, 对江汉盆地南部的钻井资料进行了模拟计算, 恢复了研究区的热史和埋藏史. 在此基础上, 正演了下志留统烃源岩成熟度的演化史. 研究结果表明,江汉盆地在印支期(240 Ma)以前处于稳定的低热流(50～55 mW/m²)状态, 印支期后热流开始整体升高. 潜北断裂以北地区的热流在中燕山期(155 Ma)达到峰值(～72 mW/m²), 断裂以南的热流在晚燕山期(40 Ma)达到峰值(～76 mW/m²). 晚喜山期后, 整个研究区的热流快速下降, 盆地开始冷却. 早三叠世末, 下志留统烃源岩在枝江、当阳、沔阳凹陷一带率先进入生油门限, 早侏罗世至早白垩世末烃源岩进入快速增熟期, 成熟度具有北高南低的特征. 晚白垩世末, 烃源岩热演化特征表现为东强西弱. 到了新近纪末, 烃源岩热演化终止. 研究区热史恢复和下志留统烃源岩成熟度演化的研究为合理评估烃源岩生烃量、排烃量和油气资源量提供了科学依据.     

下扬子中生代构造-热事件及其对海相烃源岩生烃的影响

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T_3-J_2),燕山期(J_3-K_1)构造-热事件,沉积盆地达到最高古热流的时间大约为130~110Ma.古温标镜质体反射率热史反演结果揭示句容地区最高地表古热流达到~94mW·m~(-2),泰兴地区为~78mW·m~(-2),热事件的强度由西至东减弱.基于EASY%Ro模型的生烃史正演结果揭示:寒武系烃源岩在常州地区主生气期为早二叠世晚期至晚三叠世末,在句容、泰兴地区主生气期为晚三叠世-早白垩世.由于T_3-J_(1-2)前陆盆地沉积和早白垩世岩浆活动热事件的双重作用,海相烃源岩有机质在早白垩世末达到最高古地温.虽然K_2-E期间在句容、泰兴和常州部分地区具有一定的沉降幅度,甚至使得部分地区海相烃源岩的埋深超过早期的埋深,但由于K_2以来大地热流降低,海相烃源层地层温度却低于早期的地温,有机质未能普遍进一步增熟生烃,即这些地区不存在大面积的二次生烃.     

辽河盆地东部凹陷现今地温场及热历史的研究

依据10口系统测温井数据和61块岩石热导率测试结果，计算了辽河盆地东部凹陷10个 高质量的大地热流数据，并在此基础上，利用镜质体反射率（Ro）资料对该区的热历史 进行了恢复. 结果表明：东部凹陷下第三系平均地温梯度为36.5℃/km，岩石平均热导率为1 .667W/(m·K)，热流密度变化于49.5～70.0mW/m2之间，平均为58.0mW/m2；东部凹陷热 流呈现古热流高现今热流低的变化特征，从沙三期到东营期，古热流值是逐渐增大的，到东 营期末达到最大值，晚第三纪至现今表现为持续冷却；构造沉降史分析显示，盆地经历了早 期的裂谷阶段（43～25Ma）和后期的热沉降阶段. 盆地现今较低的大地热流和较高的古热流 及典型的裂谷型构造沉降样式为东部凹陷的构造-热演化提供了重要认识.     

晚喜山期以来四川盆地构造-热演化模拟

四川盆地位于扬子板块西缘,是我国重要的含油气盆地之一.25 Ma以来的晚喜山期是四川盆地构造-热演化的重要时期,此时,盆地大部分区域受到挤压处于隆升剥蚀的构造动力学环境.本文采用有限元数值模拟方法,基于二维瞬态热传导(含平流项)的基本方程,并引入修正的Airy均衡理论模型,通过覆盖全盆地的八条剖面模拟研究了晚喜山期以来四川盆地的构造-热演化特征,且利用现今大地热流对模拟结果进行了有效约束.模拟结果显示在晚喜山期(~25 Ma)川中地区地表热流较高,为60~64 mW/m²;川西南地区次之,为60~62 mW/m²;川东北地区最低,为50~54 mW/m².该期基底热流,也是川中隆起区热流高,川东北强烈剥蚀区热流低.热流的空间分布特征揭示了四川盆地深部动力学机制.四川盆地晚喜山期以来,抬升剥蚀作用降低了其地表热流和基底热流,其降低幅度与对应的剥蚀速率相关,即剥蚀速率越大,这种降低作用越明显.     

南海北缘东沙隆起中生代以来的埋藏史和热史重建——来自LF35-1-1井(U-Th)/He和Ro的证据

沉积盆地埋藏史和热历史重建是了解盆地成因和油气形成条件的重要依据,而目前利用古温标手段研究珠江口盆地内东沙隆起热史和埋藏史的成果寥寥无几.本研究中,我们基于磷灰石与锆石(U-Th)/He年龄的反演结果给出了更多合理的约束条件,在此基础上对同一套镜质体反射率Ro数据进行了古热流法模拟计算,获得了钻井自中生代以来的地层温度史.反演结果显示LF35-1-1井区在早始新世-早渐新世发生了一期强烈的抬升剥蚀,地层剥蚀量为2000 m左右.拟合获得的埋藏史和热流史显示该井区在早始新世(~55Ma)经历了最高井底古热流(100 mW·m~(-2)),之后热流减小,持续至现今64.3 mW·m~(-2).最高古地温与隆升剥蚀在时间上的耦合体现了抬升事件对地温冷却的影响,但不足以排除基底热流下降因素.本次研究首次将(U-Th)/He技术用于南海北缘深水区盆地的热史研究,获得的热史结果更加符合现有的构造沉积大地构造方面的认识,展示了利用多种古温标手段进行盆地精细热史研究的良好效用.     

新疆吐鲁番-哈密盆地地质热历史研究新进展

用镜质体反射率、流体包裹体测温、磷灰石裂变径迹和火山岩40Ar-39Ar定年等综合分析方法, 再探吐-哈盆地热历史, 认为基岩埋深、热流值、岩浆活动、构造运动是影响本区地温古高今低、东高西低、南高北低、大断裂处高变化规律的重要因素. 幔源热、印支构造热事件对下二叠统上部烃源岩和中上三叠统烃源岩在印支期成熟有巨大的影响, 而地热增温和早燕山运动弱构造热事件则为中下侏罗统煤系烃源岩在侏罗纪内相继成熟提供了必要的热源.     

渤海湾盆地晚中生代构造地层划分及对比:对燕山运动的启示

通过对渤海湾盆地中生代地层同位素年代学研究、地震资料解释和测井、录井资料分析,将渤海湾盆地中生代地层划分为下-中三叠统、下-中侏罗统、上侏罗统、下白垩统、上白垩统等五个构造层.通过碎屑锆石的分析,渤海湾盆地碎屑岩记录了两期侏罗纪的岩浆活动,分别为180～175Ma、160～152Ma,可分别与燕山地区南大岭组和髫髻山组对应.但是,由于在渤海湾盆地没有直接发现侏罗纪火山岩,推测这两期活动可能主要集中在华北克拉通周缘而不是内部.通过火山岩和火山碎屑岩锆石的分析,渤海湾盆地早白垩世的岩浆活动主要有两期,分别为120～125Ma、110～100Ma,可以和华北克拉通东部岩浆活动对应.这些锆石年龄唯独缺乏了在华北克拉通北缘极其常见的土城子后期和张家口期火山活动,这可能与渤海湾盆地在晚侏罗世后期抬升有关.通过对比渤海湾盆地与燕山构造带中东段造山带中生代盆地构造和沉积地层发育过程,发现两者总体可以对比,但是也存在明显的差异.燕山构造带中东段缺少早-中三叠世的地层,渤海湾盆地缺失晚侏罗世晚期-早白垩世早期的地层.结合燕山构造带中东段晚中生代沉积构造相关研究成果,本文认为渤海湾盆地及其周缘燕山运动A幕表现微弱,而燕山运动B幕对渤海湾盆地及其周缘均产生了强烈的影响.目前的资料表明其表现方式存在差异,渤海湾盆地表现为垂直隆升,华北克拉通北缘表现为水平挤压隆升.     

鄂尔多斯盆地构造热演化史及其成藏成矿意义

地层测温、热导率、生热率测试资料研究表明鄂尔多斯盆地现今平均地温梯度为2.93℃/100m,平均大地热流值为61.78mW/m2,属于中温型盆地.现今地温梯度、大地热流值具有东高西低的分布特征.在伊盟隆起东胜铀矿区直罗组砂岩生热率明显变高,高于泥岩的生热率,反映存在金属铀异常.在对盆地现今地温场研究的基础上,应用多种古地温研究手段恢复了盆地中生代晚期的古地温及古地温梯度,根据中生代晚期古地温梯度异常及火成岩活动年龄测试结果确定了中生代晚期早白垩世存在一次构造热事件.以建立的热史模型为约束条件,应用盆地模拟软件进行了热史模拟,重新恢复了鄂尔多斯盆地不同构造单元的构造热演化史.鄂尔多斯盆地构造热演化史对油气、煤、金属铀矿的形成、演化、成藏(矿)有重要的控制作用,特别是中生代构造热事件.无论是下古生界气源岩还是上古生界气源岩,天然气大规模生成期均在中生代晚期的早白垩世.三叠系延长统主要生油期也是在早白垩世.对于石炭—二叠系、三叠系及侏罗系的煤化过程而言,煤的最高热演化程度也是在早白垩世达到的.早白垩世也是金属铀矿重要的成矿期.     

南黄海北部盆地中、新生代构造热演化史模拟研究

盆地深部地球动力学过程控制和影响着浅部的构造热演化过程,针对南黄海北部中、新生界断陷盆地,将地球动力学模拟技术与传统古温标法相结合,对研究区中、新生代伸展断陷期演化以来的构造热演化史进行了研究.对基于改进McKenzie模型的数值模拟的原理、方法和过程进行了探讨,包括理论与计算构造沉降趋势拟合、伸展系数计算与误差校正、模拟参数定义及一维模拟结果的三维初步应用等方面.研究表明,南黄海北部盆地中生代以来伴随裂陷拉张过程其古热流整体呈现升高趋势,至晚白垩世末到古新世期间最高可达80 mW·m~(-2),古地温梯度最高可达49℃/km,部分单井构造沉降史模拟结果显示多期拉张特征,裂后期热流持续降低,至渐新世末到中新世热流约为65 mW·m~(-2),与现今热流值相当.利用一维数值模拟获取的相应参数及热史恢复结果,对盆地的古地温场进行了三维模拟恢复,取得了较好的应用效果,研究方法和成果对于盆地构造演化、油气资源评价及成藏模拟等均有重要意义.     

鄂尔多斯盆地中-新生代岩石圈厚度演化——来自地热学的证据

盆地热历史可以为揭示深部动力学过程提供时间和空间上的连续信息. 本文利用镜质体反射率古温标模拟了鄂尔多斯盆地从东到西7口典型井的热历史, 并在此基础上计算了盆地中生代晚期、古近纪初期以及现今的"热"岩石圈厚度. 结果显示, 鄂尔多斯盆地在早白垩世末期经历了一次热流高峰, 热流值为73~78 mW/m², 此后的热流值一直降低至今,现今的平均值61.8 mW/m²; 早白垩世末期盆地"热"岩石圈厚度也经历了一次减薄高峰, 平均"热"岩石圈厚度为65 km左右, 此后逐渐增厚至现今的125 km左右. 鄂尔多斯盆地现今"热"岩石圈厚度中等, 早古生代200 km的厚岩石圈已不存在; 早白垩世末期是其地质发展历史的一个重大变革期, 此时"热"岩石圈厚度发生减薄, 深部构造活动强烈导致浅部盆地抬升剥蚀剧烈, 周缘岩浆活动强烈, 多种能源矿产形成, 这与华北克拉通东部构造转折的时间以及华北克拉通破坏的高峰时限具有一致性.     

鄂尔多斯盆地东南缘白垩纪以来构造演化的裂变径迹证据

鄂尔多斯盆地东南缘处于渭北隆起、晋西挠褶带和东秦岭造山带的转折地带,构造位置独特,演化历史复杂.本文选取东缘韩城地区和南缘东秦岭洛南地区上三叠统延长组为研究对象,采集6件砂岩样品进行锆石、磷灰石裂变径迹分析,对关键构造-热事件提供热年代学约束,恢复盆地东南缘不同构造带的热演化史,深化对盆地东南部油气资源赋存条件的认识,以期实现油气勘探的新突破.研究表明韩城和洛南地区的抬升冷却史存在明显差异.磷灰石裂变径迹年龄表现为从南到北减小的趋势.东缘韩城剖面磷灰石裂变径迹记录51.6~66.3 Ma、33 Ma两次抬升冷却的峰值年龄.南缘洛南剖面锆石裂变径迹年龄和磷灰石裂变径迹年龄分别记录89~106 Ma和59~66 Ma的冷却抬升年龄.洛南地区抬升冷却时间较早,剥蚀速率(106m/Ma)大于韩城地区(68m/Ma),且持续时间长.磷灰石裂变径迹(Apatite Fission Track,AFT)热史模拟显示,晚中生代,受燕山运动的影响,东秦岭地区发生强烈的构造岩浆事件,洛南地区热演化程度明显高于韩城地区.洛南剖面的热演化主要受岩浆活动的控制,韩城剖面为埋藏增温型.鄂尔多斯盆地东南缘的裂变径迹年龄格局基本受控于白垩纪以来的抬升冷却事件.     

磷灰石裂变径迹分析在恢复盆地沉降抬升史中的应用──以鄂尔多斯盆地为例

对鄂尔多斯盆地磷灰石裂变径迹资料深入分析表明．最迟２３Ｍａ以来盆地发生了一期由于快速抬升剥蚀引起的冷却事件．盆地东部以９５ｍ／Ｍａ的速率抬升，造成约２０００ｍ的剥蚀量；而盆地西部则以５６ｍ／Ｍａ的速率抬升，导致了约１０００ｍ的剥蚀量．盆地东、西部的差异抬升剥蚀导致了盆地现今微微西倾的构造面貌．这一抬升剥蚀事件是印度板块与欧亚板块碰撞引起亚洲构造运动形式以挤压为主，转换为中新世以来以地壳增厚为主的结果．Ｋ－Ａｒ年龄和镜质体反射率资料分析表明，盆地在１７０－１６０Ｍａ（中侏罗末）曾发生一期热事件，使古地温梯度达５７℃／ｋｍ，古热流值达９６－１０９ｍｗ／ｍ^２．     

江南隆起带幕阜山岩体新生代剥蚀冷却的低温热年代学证据

江南隆起位于扬子与华夏地块的碰撞汇聚带,是研究华南大地构造演化的关键地质单元.本文采用磷灰石裂变径迹及(U-Th-Sm)/He年龄分布特征定性分析与径迹长度分布数据定量模拟相结合,主要研究了幕阜山岩体新生代的隆升与剥蚀过程,并在此基础上结合区域构造背景, 对其构造-热演化之间的关系进行了探讨.自晚白垩世持续隆升以来,幕阜山岩体经历的平均剥蚀厚度约4800 m.在不同岩体间,隆升过程及幅度存在差异,空间上具有非均匀性.热史结果显示幕阜山岩体经历了3期剥蚀, 其中两期快速剥蚀分别发生在晚白垩世-古近纪(80~50 Ma)和10 Ma以来,而这之间为一期缓慢剥蚀过程.研究区古近纪的快速剥蚀反映了中-下扬子喜山期大规模伸展断陷作用造成的肩部块体快速剥蚀事件; 约10 Ma以来的快速剥蚀是对太平洋板块向西运动的响应.幕阜山岩体自燕山晚期以来的隆升剥蚀作用具有良好的盆地沉积响应, 三期隆升剥蚀事件与研究区构造演化的动力学背景相吻合.     

南海北部珠江口与琼东南盆地构造-热模拟研究

珠江口盆地和琼东南盆地位于南海北部的大陆边缘,本文在此地区选取了13条典型剖面,进行了构造沉降史和热史的模拟,初步探讨了其新生代以来的构造-热演化历史.其研究结果表明:珠江口盆地存在两次热流升高过程,分别为始新世(56.5～32 Ma)和渐新世(32～23.3 Ma).琼东南盆地存在三期加热和两期冷却过程,始新世盆地热...     

伊洛瓦底盆地热-沉降史模拟及构造-热演化特征

本文首先运用EASY% Ro反演法对伊洛瓦底盆地由北向南进行了热史的恢复,北部钦敦凹陷的平均古地温梯度为13.0~15.0 ℃/km,中部沙林凹陷的平均古地温梯度为18.0~22.0 ℃/km,南部三角洲凹陷的平均古地温梯度为33.0~37.0 ℃/km.从模拟结果可以看出,盆地由北向南地温梯度逐渐升高,生烃门限的深度由深变浅.然后模拟了盆地的构造沉降史.模拟结果表明,盆地具有幕式构造沉降特征,这反映了伊洛瓦底盆地可能处于弧间或弧后的构造背景.伊洛瓦底盆地北部和南部具有不同幕次的构造沉降史,北部在早始新世时期（53~51 Ma）经历了一幕拉伸过程,然后进入了热沉降期,并伴随局部的快速隆升;南部则经历了两幕拉张过程,分别是在早始新世时期（53~51 Ma）和中中新世时期（21~13 Ma）.盆地的这种南北构造沉降的差异很可能是造成盆地地温梯度北低南高的原因.     

利用磷灰石裂变径迹法研究鄂尔多斯盆地地热史

本文应用磷灰石裂变径迹法研究了鄂尔多斯盆地的热历史．不同构造单元的磷灰石裂变径迹分析资料表明：在中生代晚期，地温梯度为３．３－４．１℃／１００ｍ，大地热流值为８１－９５ｍＷ／ｍ２，高于盆地现今的平均地温梯度（２．８０℃／１００ｍ）及平均大地热流值（６３ｍＷ／ｍ２）．这次热事件有利于油气的生成、运移及大气田的形成．另外，在２０－２３Ｍａ前，发生了一期显著的冷却事件．     

渤海盆地热历史及构造-热演化特征

渤海盆地大地热流测量和利用磷灰石裂变径迹及镜质体反射率数据进行的盆地热史恢复结果表明：盆地现今热流值为５０-７５ｍＷ／ｍ２,背景热流值达６３．６ｍＷ／ｍ２,而早第三纪砂河街组和东营组沉积时（２５-５０Ｍａ）盆地古热流值为７０-９０ｍＷ／ｍ２．盆地构造沉降史分析显示,盆地（含辽东湾地区和渤海地区）经历了早期的裂谷阶段（２５一扣Ｍａ）和后期的热沉降阶段（２５-０Ｍａ）,其中早期的裂谷阶段包含了两个裂谷亚旋回．渤海盆地内的后期热沉降叠加了１２Ｍａ以来由高密度地幔及岩石圈冷却诱发的快速均衡沉降．渤海盆地现今较低的大地热流值和较高的古热流及典型的裂谷型构造沉降样式等支持了渤海盆地板内裂谷盆地的大地构造属性并为渤海盆地构造一热演化提供了重要认识．