古温标重建沉积盆地热史的能力探讨

通过对理论热史模型的正反演计算,对现今沉积盆地热史研究中两类常用的古温 标镜质体反射率和磷灰石裂变径迹在恢复盆地热史方面的能力进行了探讨．结果表明两类 古温标都不能可靠地反映整个受热过程,镜质体反射率只能恢复样品经历的最高古地温,磷 灰石裂变径迹可以重建近期降温过程,两类古温标存在互补性．同时指出这一结果是由古温 标本身的成熟演化机制决定的．在实际应用时,必须密切结合研究区的构造演化,联合多种 方法和手段,才有可能使热史分析结果符合客观实际．     

济阳坳陷新生代构造－热演化历史研究

沉积盆地的热历史是盆地的构造演化研究和油气资源评价及油气成藏的重要参数.本文利用磷灰石裂变径迹和镜质体反射率古温标模拟计算了济阳坳陷70口单井新生代以来的热演化历史，在此基础上分析了济阳坳陷内东营、沾化、惠民和车镇4个凹陷的地温梯度演化特征.研究结果表明，济阳坳陷新生代以来的古地温梯度是逐渐降低的，但在早第三纪时期下降的幅度较大，而在晚第三纪－第四纪则下降的幅度明显较小；济阳坳陷在孔店组沉积时期的地温梯度为540～500℃/km之间，沙河街沉积时期为500～400℃/km，东营组沉积时期为400～385℃/km，晚第三纪时期为385～355℃/km，第四纪以来基本未变.坳陷内4个凹陷的古地温梯度演化存在差异，特别是在早第三纪末期的东营构造运动以后，各凹陷的地温梯度演化差异更加明显.在晚第三纪时期，济阳坳陷各凹陷的地温梯度变化均较小，地温梯度的高低依次为东营凹陷、沾化凹陷、惠民凹陷和车镇凹陷.车镇凹陷的古地温梯度在整个新生代演化历史中均是济阳坳陷最低的.这种地温演化的差异与各凹陷的构造沉降演化史密切相关，同时地温演化差异也导致了各凹陷的烃源岩在生烃门限深度的差异.济阳坳陷的古地温梯度演化特征反映了济阳坳陷由断陷向坳陷的构造演化特征.     

Thermal regime transition in eastern North China and its tectonic implication

Many evidences published in recent years reveal that the thickness,chemical composition and thermal state of lithosphere in eastern North China have ex-perienced dramatic transition during the Phanero-zoic.Comparative study[1—8]of early Paleozoic dia-mond-and xenoliths-bearing kimberlites to Cenozoic mantle peridotite xenoliths-bearing alkali basalts indi-cates that the early Phanerozoic lithosphere is thick and stable to depths within the diamond stability field(180–200km)with depleted ma…     

Occurrence,thermal evolution and primary migration processes derived from studies of organic matter in the Lucaogou source rock at the southern margin of the Junggar Basin,NW China

The Lucaogou Formation carbonate-rich oil shale source rock is exposed at the southern margin of the Junggar Basin, Xinjiang, NW China. We have sampled it in detail and conducted microstructural, mineralogical and geochemical studies, including thin section petrography, UV fluorescence petrography, X-ray diffraction, vitrinite reflectance, bitumen reflectance, fluid inclusion analysis and Raman spectroscopy. Organic matter is disseminated through the carbonate-bearing siltstone source rocks and concentrated in numerous bedding parallel stylolites and in two sets of carbonate veins, one along bedding parallel fractures and the other cross-cutting stylolites and bedding. The research about maturity of organic matter finds vitrinite reflectance values increase from the dispersed kerogen (0.64%) to the stylolites (the one of oriented vitrinite is 0.72% and the one of migrated bitumen is 2.38%); Homogenization temperatures of fluid inclusions in veins containing hydrocarbon fluid inclusions show an increase from 178.5°C in the bedding parallel veins to 222°C in the cross-cutting veins, confirmed by Raman spectroscopy. These results support a model of progressive heating accompanied by fluid loss during later stages of thermal maturation of source rock and the onset of primary migration. Obviously, the occurrence of organic matter is the trace of hydrocarbon primary migration, and the bedding lamination surfaces and cross-cutting fissures are the principal pathways of hydrocarbon-bearing fluids migration. Bedding lamination surfaces evolved into stylolites along the earliest primary migration pathways, followed by bedding parallel and cross-cutting fissures.

     

塔里木盆地热演化分析中热史波动模型的初探

用沉积盆地波动分析的观点,结合塔里木盆地的实际资料,初步建立一种新的热历史恢复模型--热史波动模型.利用该模型并结合镜质体反射率古温标模拟计算了塔中10井的热历史,同时用磷灰石裂变径迹数据对模拟结果进行了检验.此结果可以较客观地描述盆地热历史的复杂变化,特别为无古温标区或未钻达层位热演化研究提供了可能.     

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.     

含油气沉积盆地古地温研究方法

沉积盆地油气的生成与古地温有密切的关系,研究沉积盆地古地温的方法有许多,且各种方法都有其独特的优点.本文主要论述镜质体反射率、荧光光谱分析、裂变径迹及一些地质温度计等常用的研究沉积盆地油气源岩成熟度和热历史的方法及这些方法在研究盆地古地温地质模式。指导油气勘探中的应用.     

川中古隆起超压分布与形成的地温场因素

温度和压力是沉积盆地两个重要的物理场,温度影响着超压的形成和分布.本文根据钻孔实测温度和压力数据分析了川中古隆起现今压力与温度的关系;在实验室对封闭流体进行了多组温-压关系实验;利用等效镜质体反射率和包裹体测温数据恢复了川中古隆起不同井区在白垩纪抬升之前的最大古地温,并在此基础上分析了温度降低对研究区超压的影响;最后探讨了生烃增压和欠压实超压形成过程中温度的作用.研究结果表明,川中古隆起现今超压层的压力系数与温度呈正相关关系;在绝对密封的条件下,当压力大于15 MPa时,温度每变化1℃,压力变化1.076 MPa.川中地区不同井区自晚白垩世以来的差异性降温是现今同一超压层系超压强度不同的主要因素,此外超压层还应发生了流体的横向压力传递和泄漏.下古生界原油裂解形成超压的时间是180~110 Ma;气态烃伴生的盐水包裹体均一温度暗示了在90 Ma超压发生调整.盆地模拟结果显示温度对上三叠统须家河组的欠压实增压影响微弱.     

Kinetic simulating experiment on the secondary hydrocarbon generation of kerogen

The kinetic parameters of generation have been obtained for different hydrocarbon classes, including methane, C₂-C₅ gas hydrocarbons, C₆-C₁₃ light hydrocarbons and C₁₃₊ heavy hydrocarbons, and vitrinite reflectance (R°) by the kinetic simulating experiment of kerogen cracking. Then, combined with the detailed geology of Sichuan Basin, the effective gas-generating intensity of the Lower Cambrian source rock is approximately estimated by applying these parameters.     

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.     

峨眉山超级地幔柱对四川盆地烃源岩热演化的影响

四川盆地的构造、热演化与峨眉山超级地幔柱有密切关系.峨眉山超级地幔柱对四川盆地中二叠统之下的烃源岩热演化有着十分重要的影响.在四川盆地热历史恢复的基础上,研究了峨眉山超级地幔柱对盆地内烃源岩,特别是中二叠统之下的古生界烃源岩热演化的影响.结果表明,中二叠统及下伏烃源岩的热演化受中晚二叠世发生在盆地西南方向的峨眉山超级地幔柱的影响巨大,且具地区差异性.即在靠近峨眉山地幔柱中心的地区,有机质迅速成熟并达到其成熟度的最高值(以H1井为代表),古生界烃源岩迅速进入过成熟,此后未有二次生烃;而远离峨眉山地幔柱的盆地大部分地区,古生界烃源岩在二叠纪以来具有多次生烃过程.中生界烃源岩热演化,主要和前陆盆地阶段的构造过程包括前陆沉积和断裂的逆冲推覆等相关. 在烃源岩有机质成熟度演化史的基础上,从盆地热史和烃源岩热演化的角度指出了下二叠统及之下烃源层在四川盆地不同地区油气勘探中的不同意义.     

六种不同变质程度煤的最大镜质组反射率与弹性参数的关系

煤镜质组反射率是评价煤阶、区分煤种的重要参数之一,在煤层气勘探与开发、采煤、化工和冶金中有着重要的应用.以往煤阶的评价单纯通过巷道和钻孔取芯的煤样实验室测试分析获得,受取样点有限限制.本文通过6种不同变质程度煤的挥发分和镜质组最大反射率的测试,配合煤样的超声弹性测量,探讨了镜质组最大反射率与地震属性参数-波速、密度和弹性模量之间的相关性.研究发现:煤镜质组最大反射率与地震属性参数均存在较好的线性正相关,其中以密度与纵波速度的相关程度最高.从而为利用煤田地震预测镜质组最大反射率,进而预测煤阶的三维立体分布提供了试验与物理依据.     

南海南部礼乐盆地礁体发育区的构造热演化特征

礼乐滩是礼乐盆地的重要组成部分,自晚渐新世礼乐地块裂离北部陆缘后开始发育礁灰岩.为认识这些长期浸没海水中的礼乐礁体及其下伏地层的热状态与热演化特征,在详细分析礼乐滩钻井测温数据和镜质体反射率数据的基础上,对一条穿过礁体的骨干剖面进行了构造热演化数值模拟.结果显示,礁体区钻井2000～4500 m深度范围内温度介于30～90℃之间,井底与海底之间的平均地温梯度仅10℃·km~(-1)左右,地温梯度随深度逐渐增加,3000～4000m深度段地温梯度介于32～37℃·km~(-1);礁体下伏地层有机质曾经经历了比现今所处温度更高的古温度.进一步分析表明,高孔高渗的礁体上部因与周围低温海水发生热交换,导致地层温度降低、地温梯度和热流降低甚至为负值;与海水热交换作用随深度增加而减弱并最终停止,地层温度逐渐升高,地温梯度和热流值趋于正常;现今钻井3000～4000 m深度段地温梯度约为35℃·km~(-1),基底热流可能介于65～75 mW·m~(-2),平均约为70 mW·m~(-2);礁体发育区有机质热成熟度主要是在礁体与周围低温海水发生实际热交换前获得的,礁体与海水热交换作用导致地层温度逐渐降低,有机质热成熟度增长缓慢,现今生烃门限深度明显大于邻近的北1凹陷中部区域的门限深度.     

塔里木盆地石炭-二叠纪异常热演化及其对深部构造-岩浆活动的指示

本文分析了塔里木盆地大量实测镜质体反射率(Ro)数据,显示盆地西北部石炭系与二叠系之间Ro值演化不连续,记录了石炭-二叠纪间发生的构造-热事件,是地层抬升剥蚀和高温热事件共同作用的结果.热史模拟得出盆地在石炭纪末地温梯度开始升高,至~300 Ma达到峰值,分布在4.8~5.6℃/100m之间,早二叠世迅速降低,随后进入缓慢稳定降低阶段.区域上高温热效应空间分布与塔里木大火成岩省的分布范围存在较好的相关性,但早于大规模玄武岩喷发的时间(290—288Ma),且后者热效应范围有限.因此推断这种高温异常是大规模的深部岩浆活动,即深部岩浆房相对长时间热烘烤的结果.该研究结果为塔里木盆地热演化机制及相关热效应提供了新的线索.     

Occurrence,thermal evolution and primary migration processes derived from studies of organic matter in the Lucaogou source rock at the southern margin of the Junggar Basin,NW China

The Lucaogou Formation carbonate-rich oil shale source rock is exposed at the southern margin of the Junggar Basin, Xinjiang, NW China. We have sampled it in detail and conducted microstructural, mineralogical and geochemical studies, including thin section petrography, UV fluorescence petrography, X-ray diffraction, vitrinite reflectance, bitumen reflectance, fluid inclusion analysis and Raman spectroscopy. Organic matter is disseminated through the carbonate-bearing siltstone source rocks and concentrated in numerous bedding parallel stylolites and in two sets of carbonate veins, one along bedding parallel fractures and the other cross-cutting stylolites and bedding. The research about maturity of organic matter finds vitrinite reflectance values increase from the dispersed kerogen (0.64%) to the stylolites (the one of oriented vitrinite is 0.72% and the one of migrated bitumen is 2.38%); Homogenization temperatures of fluid inclusions in veins containing hydrocarbon fluid inclusions show an increase from 178.5°C in the bedding parallel veins to 222°C in the cross-cutting veins, confirmed by Raman spectroscopy. These results support a model of progressive heating accompanied by fluid loss during later stages of thermal maturation of source rock and the onset of primary migration. Obviously, the occurrence of organic matter is the trace of hydrocarbon primary migration, and the bedding lamination surfaces and cross-cutting fissures are the principal pathways of hydrocarbon-bearing fluids migration. Bedding lamination surfaces evolved into stylolites along the earliest primary migration pathways, followed by bedding parallel and cross-cutting fissures.     

南海北部深水区盆地热历史及烃源岩热演化研究

南海北部深水区是中国重要的油气潜力区.本文在前人对其现今地温场和正演热史研究的基础上,利用磷灰石(U-Th)/He和镜质体反射率(R_o)数据对根据拉张盆地模型正演获得的热历史进行了进一步约束,并在此基础上对南海北部深水区的烃源岩热演化进行了研究.研究结果表明基于盆地构造演化模型的正演热历史可以作为烃源岩热演化计算的热史基础,而盆地内主力烃源岩热演化计算结果显示:南海北部深水区存在4个生烃中心,即珠江口盆地的白云凹陷和琼东南盆地的乐东凹陷、陵水凹陷和松南凹陷,生烃中心烃源岩有机质现今处于过成熟状态,以生气为主;受盆地基底热流显著升高的影响,32~23.3 Ma时段为南海北部深水区烃源岩快速成熟阶段,琼东南盆地烃源岩有机质现今(2.48 Ma后)还存在一期加速成熟过程,而珠江口盆地则不存在此期快速成熟过程.     

镜质组反射率测试及其所反映的构造应力场

为了利用煤镜质组反射率推断豫北构造应力场，基于构造应力是造成镜质组反射率各向异性（VRA）的主要控制因素，对在豫北焦作、安阳、鹤壁三个矿区井下取的定向煤样品进行了室内显微镜下反射率测试，对测试数据按有关公式进行计算后就得出了由最大反射率值、中间反射率值、最小反射率值为轴组成的镜质组反射率椭球体（VRI）.结果表明，研究区煤样显示二轴晶正光性，它们经过了强烈的构造变形，研究区煤样镜质组反射率各向异性是由构造应力所引起；由镜质组反射率椭球体（VRI）得出的豫北构造应力场与钻探、节理统计、河南省区域构造应力场分析等方法得出的应力场基本上是吻合的，但也有一定的区别，主要体现在应力场到安阳、鹤壁矿区后发生了向左的偏转.总之，利用煤镜质组反射率各向异性推断构造应力场的方法是可行的、是有效的.     

挤压型盆地构造热演化模拟研究综述

挤压过程对地质构造和沉积盆地的形成演化具有重要的作用.研究挤压型盆地的构造热演化模拟对认识岩石圈内部应力分布、力学属性和流变结构具有重要意义.本文介绍了挤压型盆地构造模拟的弹性模型、粘弹性模型和深度控制的弹塑性模型,对比了这几种模型的优缺点和适用范围.简单介绍了前人在研究地壳隆升时用到的几种热演化模拟方法.虽然挤压过程的构造模拟已经取得了很大进展,挤压型盆地的热演化模拟则具有很大的发展空间,这应是进一步研究的重点.     

郯庐断裂中段两侧坳陷的新生代构造－热演化特征

郯庐断裂带两侧分布众多的坳陷，其构造－热演化历史对于这些含油气坳陷的油气成藏起到重要的作用.本文利用镜质组反射率和磷灰石裂变径迹古温标模拟计算了郯庐断裂带中段两侧6个坳陷120口单井的热演化历史，在此基础上得到各坳陷新生代的地温梯度演化特征.总体上，郯庐断裂两侧坳陷的古地温梯度在新生代是逐渐降低的，在古近纪较高而新近纪仅比目前的地温梯度略高；结合构造沉降史的恢复结果，认为其反映了研究区由断陷向坳陷转化的构造演化特征.根据各坳陷古地温梯度的演化模拟结果，距离郯庐断裂带不同位置的坳陷其古热场特征存在差异.位于断裂带内的辽河盆地、渤中和昌潍坳陷古热场较高(第三纪初期的地温梯度达到57～59 ℃/km)，且辽河盆地和昌潍坳陷在第三纪地温梯度一直处于较高的状况，而渤中坳陷新近纪时期的较低地温梯度是由于其大的构造沉降所致.远离郯庐断裂带的冀中和临清坳陷的古热场及其演化程度均是较低的，第三纪初期的地温梯度分别为53 ℃/km和50 ℃/km.由此推测郯庐断裂带在第三纪以来的活动性对其两侧地区热场的影响较大.郯庐断裂带两侧坳陷地温场的差异在宏观上受控于郯庐断裂的演化，在局部地区受控坳(盆)断裂等构造的影响.     

鄂西渝东地区晚燕山-喜马拉雅期剥蚀量

鄂西渝东地区是中国南方海相油气勘探的重要区块,又是目前页岩气勘探的热门地区,该地区晚燕山-喜马拉雅期以来长期遭受隆升剥蚀.剥蚀量是烃源岩热演化、油气藏形成与演化、资源量计算和盆地模拟中不可缺少的基础参数.考虑到剥蚀量恢复方法固有的局限性和适用条件,本文在分析了古温标镜质体反射率Ro剖面特征之后,采用古地温梯度反演法进行钻井剥蚀量恢复,然后分析钻井剥蚀量与钻井开孔层位之间的相关性,再与地质图相结合编制剥蚀量平面分布图.结果表明：鄂西渝东地区古温标Ro剖面不存在明显的“错断”、“跳跃”现象,记录的古地温为达到最大埋深时的古地温;钻井剥蚀量与钻井开孔层位之间具有明显的相关性,开孔层位越老,剥蚀量越大,反之亦然;晚燕山-喜马拉雅期剥蚀量总体上从东往西逐渐变小.东部的利川复向斜剥蚀量为2000~4000 m,中部的石柱复向斜为1500~2500 m,方斗山以西为1000~1500 m.