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.     

四川盆地西北地区热流史及烃源岩演化

根据四川盆地西北地区镜质体反射率数据(Ro)进行的埋藏史和热史恢复结果表明:该地区中生界与新生界之间不整合面的剥蚀量在1000～2500 m之间.该区在晚二叠世初期达到最高古热流,研究区南部最高古热流达～100 mW/m2,研究区北部为～70 mW/m2.从晚二叠世初到现今古热流持续降低,在～220 Ma时古热流平均为～54 mW/m2.下二叠统烃源岩在二叠纪末达到生油门限.研究区南部,下二叠统及下伏古生代烃源岩短时间内经历了超高古地温,因此具有一次性生烃且生烃时代久远(中二叠世之前)的特点,研究区北部的中、下二叠统和下伏古生代烃源岩存在二次或多次生烃.上二叠统烃源岩在三叠纪达到生油门限并进入生油高峰(成熟早期),之后在侏罗纪和白垩纪又有两次生烃过程.三叠系烃源岩的演化特征与上二叠统相似.     

酒泉盆地群热演化史恢复及其对比研究

酒泉盆地群是由两期不同性质、不同世代盆地叠加而成的 .晚侏罗纪-早白垩世为拉张断陷盆地 ,第三纪以来为挤压坳陷盆地 .酒泉盆地群现今地温梯度及大地热流值都较低 ,地温梯度主要在 2 51- 3 0 0℃ /1 0 0m之间 ,大地热流值在 50- 57mW /m2 之间 .酒泉盆地群中生代晚期为拉张断陷 ,古地温梯度高 ,可达 3 75- 4 50℃ /1 0 0m ,新生代以来地温梯度逐渐降低 ,而花海盆地、酒西盆地石北凹陷沉降幅度小 ,古地温高于今地温 .下白垩统烃源岩热演化程度受古地温控制 .主生烃期仅有一次 ,为早白垩世晚期 .酒西盆地青西凹陷、酒东盆地营尔凹陷在新生代以来大幅度沉降 ,下白垩统烃源岩热演化程度受现今地温控制 .主生烃期有两次 ,一次为早白垩世晚期 ,另一次为晚第三纪以来 ,且以晚第三纪以来为主 .不同盆地及同一盆地不同构造单元由于构造热演化史的不同 ,主生烃期及油气勘探前景明显不同 .     

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.     

江汉盆地热流史、沉积构造演化与热事件

江汉盆地是我国前新生代海相油气勘探的重要领域之一，为研究海相烃源岩的热演化史提供地热学参数，以镜质体反射率(Ro)为古温标进行热史反演，获得了盆地的热流史.印支运动以前，盆地基底热流为50～55mW/m2；晚印支－早燕山期，热流整体升高；不同构造单元达到最高古热流的时间不同，潜北断裂以北，157Ma左右达到最高古热流（～72 mW/m2），潜北断裂以南，43 Ma左右达到最高古热流（71～76 mW/m2）；晚喜山期，热流迅速降低，盆地快速冷却.盆地热流史和沉积构造演化、岩浆活动热事件的耦合关系表现为:印支运动以前，海相盆地稳定建造阶段为统一的低热流背景，岩浆活动微弱；晚印支－早燕山期，构造活动性增强产生深部热搅动，热流整体升高；中燕山期挤压改造变形阶段热流值的高低受控于岩浆活动热事件的分区表现，盆地基底热流表现为北降南升；晚燕山－早喜山期，陆相伸展盆地建造与叠加改造阶段，岩浆活动热事件的区域特征决定热背景分区；晚喜山期，盆地萎缩，为热流值降低的冷却过程.     

查干凹陷中、新生代构造-热演化史

查干凹陷是中国内蒙古银根-额济纳旗盆地中最具有勘探潜力的凹陷.为了揭示其构造-热演化历史,本文利用35个磷灰石裂变径迹和119个镜质体反射率数据,采用耦合反演的方法恢复了查干凹陷白垩纪以来的热历史.结果显示查干凹陷白垩系具有高的古地温梯度,并且查干凹陷经历了地温梯度快速增加阶段(K1b-K1s),地温梯度高峰阶段(K1y),高地温延续阶段(K2w)和热沉降阶段(Cz)四个构造-热演化阶段.此外,基于热史恢复结果,正演获得查干凹陷高的古地温梯度有利于烃源岩成熟生烃,早白垩世的高古地温梯度控制着该地区的烃源岩有机质的热演化.本文的研究成果可以为下一步油气资源评价和勘探决策提供基础依据.     

中扬子江汉平原簰洲湾地区中、新生代构造-热演化史

本文综合运用磷灰石-锆石裂变径迹和（U-Th）/He、镜质体反射率及盆地模拟等手段,深入细致地探讨了中扬子江汉平原簰洲湾地区中、新生代构造-热史演化过程.研究结果表明,研究区中-新生代大规模构造抬升剥蚀、地层冷却事件始于早白垩世（140-130 Ma）;大规模抬升冷却过程主要发生在早白垩世中后期至晚白垩世.研究区虽然可能存在一定厚度的晚白垩世-古近纪地层沉积,总体沉积规模相对较小.综合分析认为,区内应该存在较大厚度的中侏罗统或/和上侏罗统乃至早白垩世地层的沉积;而现今残存中生代中、上侏罗统地层相对较薄,主要是由于后期持续构造抬升剥蚀造成的,估计总剥蚀厚度约4300 m左右.区内中生代地层在早白垩世达到最大古地温,而不是在古近纪沉积末期;上三叠统地层最大古地温在170~190℃之间.热史分析结果表明,区内古生代古热流相对稳定,平均热流在53.64 mW·m^-2;早侏罗世末期古热流开始降低,在早白垩世初期古热流约为48.38 mW·m^-2.     

六盘山盆地热历史的裂变径迹证据

研究盆地的热历史将为确定生烃过程和探勘目标提供重要制约因素。磷灰石裂变径迹研究表明，六盘山盆地白垩系地层经历两次埋深加热事件。第一次在白垩经末之前达到最高古地温，第二次在晚新生代约8MaB.P.之前达到最高古地温.第一次最高古地温要高于第二次最高古地温.晚新生代六盘山盆地古地温梯度为16℃/km.从白垩纪到新生代,六盘山盆地可能发生古地温梯度降低事件.三叠纪、中侏罗统烃源岩达到或超过生油高峰温度.白垩纪乃家河组和马东山组虽然进入生油窗温度范围,但未达到生油峰温度.按照古地温资料推断,三叠纪、中侏罗统烃源岩应为六盘山盆地主要生烃源岩,晚白垩纪之前应为六盘山盆地烃源岩的主要生烃阶段.     

J_3-K_1构造事件对南方海相源盖成藏要素的控制作用

烃源岩的热演化、盖层的封闭性动态演化均受构造演化控制.中国南方海相层系经历了多期构造事件的叠加改造,明确控制源盖动态演化的关键构造事件,对保存条件有效性研究具有重要意义.从南方海相层系埋藏史类型、海相烃源岩的生烃过程、盖层的封闭性演化、油气藏保存和古油藏破坏与J3-K1构造事件的关系,论述了J3-K1构造事件对南方海相源盖成藏要素的控制作用.结果表明,J3-K1期间持续沉降埋深的地区,海相烃源岩长期持续生烃,生烃结束时间相对较晚,上覆盖层封闭性不断加强,油气得以保存.J3-K1期间遭受挤压变形、褶皱冲断、抬升剥蚀的地区,形成了早抬型埋藏史类型、海相烃源岩的生烃过程在J3-K1期间终止(或中止)、盖层封闭性减弱或被剥蚀殆尽,海相油气的保存条件遭受破坏.中国南方海相油气勘探的战略选区方向为J3-K1期间持续埋深沉降的地区.     

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.     

张裂型盆地地热参数的垂向变化与琼东南盆地热流分布特征

海洋热流数据是开展海洋地球动力学研究和油气资源评价的基础数据.为深入认识琼东南盆地的地热特征,本文首先利用耦合沉积作用与岩石圈张裂过程的数值模型分析了张裂型盆地主要地热参数的垂向变化特征;并通过钻孔资料的详细分析,获得了琼东南盆地44口钻孔的热流数据;结合海底地热探针获取的热流数据,对琼东南盆地地热特征及其主要影响因素进行了简要分析.结果表明:沉积作用的热披覆效应对表层热流有较明显的抑制作用,由于沉积物生热效应与披覆效应的共同作用,同一钻孔处海底表层热流与钻孔深度3000~4000m处热流或与海底间的平均热流差异很小,可以一起用于分析琼东南盆地的热流分布特征;莺歌海组、乐东组热导率随深度变化小于黄流组及其下地层热导率的变化,钻孔沉积层平均热导率约为1.7 W·(m·K)-1,钻孔地层生热率一般低于2.5μW·m-3,平均生热率为1.34μW·m-3,平均地温梯度主要介于30~45℃/km,热流介于50~99mW·m-2,陆架区热流主要集中于60~70mW·m-2,深水区钻孔具有较高的地温梯度和热流值;从北部陆架与上陆坡区往中央坳陷带,热流值从50~70mW·m-2,增高为65~85mW·m-2,并且往东有升高趋势,在盆地东部宝岛凹陷、长昌凹陷与西沙海槽北部斜坡带构成一条热流值高于85mW·m-2的高热流带.进一步分析认为,琼东南盆地现今热流分布特征是深部热异常、强烈减薄岩石圈的裂后冷却作用、晚期岩浆热事件、地壳与沉积层的生热贡献以及沉积作用的热披覆效应等多种主要因素综合作用的结果.     

渭河盆地岩石圈热结构与地热田热源机理

岩石圈热结构是盆地现今地温场研究的重要延伸和扩展,是了解大陆岩石圈构造变形及演化等大陆动力学问题的重要窗口,更是地热田热源机理研究的核心问题.本次工作,在系统分析渭河盆地现今地温场和水动力系统基础上,编制了渭河盆地大地热流分布等值线图;通过实测生热率等热物性参数,利用一维稳态热传导方程计算了研究区岩石圈热结构,并分析了渭河盆地岩石圈热结构特征和地热田热源机理.结果表明,渭河盆地现今大地热流值分布范围为62.5~80.2mW·m-2,平均为70.8±4.8mW·m-2,西部明显高于东部,西安坳陷最高,咸礼凸起次之;渭河断裂并不是控热断裂,其沟通作用引起的水热循环一定程度上影响了浅部热量再分配,对渭河盆地地温场并没有起到明显的控制作用.西安坳陷—咸礼凸起地壳热流介于32.2~37.5mW·m-2之间,平均为34.6mW·m-2;地幔热流分布范围为33.8~38.9mW·m-2,平均为36.0mW·m-2;地壳热流和地幔热流的总体变化趋势一致,西安坳陷高于咸礼凸起,分析认为西安坳陷沉积层厚度大于后者,且沉积层放射性生热率更大,是造成西安坳陷地壳热流高于咸礼凸起的原因,而西安坳陷相比咸礼凸起更高的地幔热流,表明西安坳陷深部活动性强于咸礼凸起.西安坳陷和咸礼凸起地壳/地幔热流比值相近,介于0.93~1.01之间,平均为0.96,"热"岩石圈厚度约为95~101km.渭河盆地岩石圈热结构特征与鄂尔多斯盆地在很大程度上具有相似性,暗示着二者具备相似的深部稳定性,这与渤海湾盆地为代表的中国东部中—新生代主动裂谷盆地岩石圈热结构特征截然不同,表明渭河盆地为被动伸展裂陷.从鄂尔多斯盆地、渭河盆地、山西裂谷到华北盆地,"热"岩石圈厚度的有序变化表明太平洋板块俯冲引起的地幔对流对华北地块深部动力学行为的影响主要发生在太行山以东,而太行山以西的鄂尔多斯盆地和渭河盆地则影响甚微,这种空间差异影响从侧面暗示着华北克拉通破坏过程的有序性.综合分析渭河盆地地质—地球物理资料认为,岩石圈表层伸展破裂、深部重力均衡调整进而引起软流圈被动上涌,其产生的相对高地幔热流的热传导和深大断裂沟通的水体热对流相互叠加作用,共同构成了渭河盆地中—低温地热田的热源机理.     

渤海湾盆地冀中坳陷现今地热特征

渤海湾盆地冀中坳陷是我国最典型的潜山油气藏富集区.本文借助117口钻井地层测温资料和45块实测岩石热导率数据系统研究了冀中坳陷现今地温梯度、大地热流、热岩石圈厚度、岩石圈热结构等地热特征参数.研究表明,冀中坳陷0~3000m统一深度现今地温梯度为20.8~41.0℃·km-1,平均值为31.6℃·km-1,比未校正值减小1~3℃·km-1;现今大地热流介于48.7~79.7mW·m-2,平均值为59.2mW·m-2.平面上,冀中坳陷现今地温梯度和热流由西向东(从盆地边缘向内部)逐渐增大,并且凸起区地温梯度和热流相对较高,而凹陷区则偏低,与基底地形起伏具有很好的对应关系.同时,冀中坳陷腹部高热流凸起区广泛分布地热田.冀中坳陷现今热岩石圈厚度为98~109km,其岩石圈热结构为一典型的"冷壳热幔"型.本研究不仅对冀中坳陷油气勘探与地热能开发具有重要的指导意义,而且为深部岩石圈研究(华北克拉通破坏科学问题)提供了新依据.     

南海北部陆缘珠江口盆地岩石圈热结构

沉积盆地岩石圈热结构特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的约束条件,对盆地动力学研究和油气资源评价具有重要意义.由于海洋勘探难度大、勘探程度低,相对于大陆地区,边缘海盆地比较缺乏岩石圈热结构方面的研究.本文在收集整理珠江口盆地及邻区大地热流数据的基础上,补充收录了自2003年以来发表的新数据,绘制了研究区最新版的大地热流等值线图;基于中美合作双船地震剖面揭示的深部地壳结构计算了研究区的壳-幔热流、深部温度以及"热"岩石圈厚度.研究表明,珠江口盆地地壳热流介于18.7~28.6 mW·m^-2,地幔热流介于36.9~91.4 mW·m^-2,壳幔热流比值0.23~0.75;由陆架、陆坡至中央海盆,在地壳热流逐渐减小的情况下地表热流逐渐递增,说明地表热流分布主要受深部热作用控制;盆地"热"岩石圈厚度介于34.0~87.2 km,平均65.5 km,反映出显著拉张减薄的特征.     

塔里木克拉通形成以来的背景热史研究

塔里木盆地是一个典型大型叠合盆地,发育在太古代-早中元古代的结晶基底之上,具有稳定克拉通性质.现今地表热流为43mW·m^-2,平均地温梯度为21℃·km-1,莫霍面温度为550℃,较低的热流背景值指示塔里木盆地经历了一个长期冷却加厚的过程.然而对于这样一个长期冷却过程,之前的研究都只停留在显生宙阶段,并未获得塔里木显生宙以前的热史.本文以塔里木地区已有的地热数据作为约束,依据地幔动力学模型设置底部边界条件,利用正演拟合的方法,反演出塔里木的背景热史,填补了该区域古生代以前热史研究的空白.结果表明,塔里木克拉通自形成以来背景热流不断降低(由85mW·m^-2降至43mW·m^-2),岩石圈持续加厚(由130km加厚到190km),在长时间尺度下,塔里木克拉通总体的热演化模式为长期冷却加厚,这与世界上其他典型克拉通的热演化规律类似.显生宙以来受到短期局部的构造-热事件影响,塔里木克拉通在长期冷却的趋势下叠加了约20～40mW·m^-2的热扰动.     

南海西南次海盆的地热流特征与分析

为系统地了解南海西南次海盆的地热流特征,本文通过对研究区及邻域地热流数据的补充采集、收集整理和统计分析,获得了87个有效的地热流数据、一批热导率和生热率的地热参数资料,地热流测点在空间上覆盖了整个区域.研究区的地热流数据分布结果表明,西南次海盆热流密度的平均值为98.1±14.8 mW·m^-2,洋陆过渡带为103.6±19.4 mW·m^-2,南沙岛礁区和西部陆缘分别为79.0±15.5 mW·m^-2和78.3±15.6 mW·m^-2.研究区表层沉积物热导率的平均值0.86±0.06 W·mK^-1,生热率的平均值1.11±0.17 μW·m^-3,海底温度的平均值为2.43±0.01℃.综合海底地形地貌、地质与地球物理资料,认为研究区的热流特征在空间上具有一定的分布规律,表现为：（1）洋盆区测点的热流密度平均值高于两侧陆缘;（2）东南缘洋陆过渡带上测点的地热流密度值高于邻近海盆和南沙岛礁区的测点,而西北缘这种特征不明显;（3）西北翼的热流密度值总体比东南翼高;（4）沿着古扩张中心方向,西南次海盆热流值具有自东北向西南端方向逐步增大的趋势,表明海盆区同时存在着洋中脊与大陆裂谷两种不同的热状态,西南段裂谷热流值比东北段洋中脊高.对西南次海盆沉积物的热导率和生热率值参数的测量及数据空间分析可见,这两种热参数的空间分布无明显规律性,可能与海盆形成之后复杂的沉积环境相关.根据热流-洋壳年龄之间的关系,在西南次海盆东北段26个测站数据中,发现靠近古扩张中心的数据与理论值呈负偏移,而远离古扩张中心的数据呈正偏移,此现象是海盆内地热流数据受不同类型的地下流体影响所致.     

珠江口盆地大地热流特征及其与热岩石圈厚度的关系

沉积盆地现今热流特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的必要约束条件,其总体变化趋势与热岩石圈厚度密切相关.本文根据新收集的珠江口盆地19口钻井温度数据,新增计算了19个大地热流数据,其中12个数据位于深水区（水深大于300 m）,丰富了该盆地深水区钻井地热数据.结合前人研究成果,绘制了该盆地的大地热流图,并分析了其热流分布特征.在此基础上通过求解一维热传导方程,计算得到36口井位处的热岩石圈厚度,量化了盆地大地热流与热岩石圈厚度间的关系.结果显示,珠江口盆地大地热流值介于24.2~121.0 mW·m^-2,平均71.8±13.6 mW·m^-2,新增盆地深水区钻井平均热流值高达84.5±4.4 mW·m^-2.大地热流分布整体上从陆架区到陆坡区升高,而热岩石圈厚度整体分布趋势与大地热流相反.大地热流与热岩石圈厚度间存在良好的指数相关性.     

共和盆地恰卜恰地热区现今地热特征

恰卜恰地热区位于青海共和盆地的东北部,是我国重要的具有干热岩地热资源勘探开发潜力的地区之一.自2013年起,不同的研究者针对该区开展了大量地球物理探测工作,然而现今地热场的研究相对较少.本文基于4口干热岩钻孔的稳态测温资料和81块岩芯样品的热导率测试数据,计算了研究区4个大地热流值.研究结果表明：研究区基底花岗岩层现今地温梯度为39.0~45.2℃·km^-1,平均值为41.3℃·km^-1,大地热流值介于93.3~111.0 mW·m^-2之间,平均值为102.2 mW·m^-2,与我国主要的克拉通型盆地（如柴达木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地）和新生代裂谷型盆地（如渤海湾盆地）相比,该区属于青藏高原高热流背景下的局部异常高地温梯度和高大地热流区.分析认为,研究区高地热异常可能暗示共和盆地浅部（20 km以浅）存在局部异常热源体（岩浆囊）.