渤海湾盆地新生代拉张中心迁移的热-流变机制

在区域拉张应力作用下,岩石圈拉张减薄,减薄的中心地带成为拉张中心,渤海湾盆地新生代期间拉张中心具有自西向东、自南向北的迁移规律.为了探究渤海湾盆地新生代期间拉张中心的迁移与岩石圈热-流变结构的关系,本文在构造-热演化模拟的基础上,对渤海湾盆地各坳陷新生代岩石圈热-流变结构进行了计算.结果表明：渤海湾盆地新生代岩石圈拉张中心的迁移主要受岩石圈流变强度的非均匀性所控制.拉张中心开始位于岩石圈强度最低的济阳坳陷,拉张及伴随的的热冷却过程使得济阳坳陷岩石圈强度增大,并且超过了渤中坳陷岩石圈强度,因此,沙四段时期,拉张中心迁移到了渤中坳陷;沙三段时期,拉张中心迁移到了黄骅以及辽东湾坳陷.这是由于拉张速度较慢时(对于约90 km厚度的岩石圈而言,如果初始地壳厚度>34 km,拉张速度0.5 cm·a^-1),拉张初期会造成岩石圈强度的降低,但随着拉张的持续进行,岩石圈整体强度反而增加.孔店组时期,在岩石圈强度较大的冀中及临清坳陷形成拉张中心可能是叠加了其他地质因素(如前期构造、断裂活动、远程应力等)的影响.东营组时期,在岩石圈强度较大的渤中坳陷形成拉张中心,这可能是该时期...     

莺歌海盆地构造热演化模拟研究

根据实测资料计算,莺歌海盆地平均大地热流为 ８４．１ｍＷ／ｍ~２．通过对莺歌海盆地构造热演化模拟研究,揭示了盆地在新生代的热演化特征：新生代３期拉张使盆地逐步升温, ５．２ Ｍａ以来盆地达到历史最高温时期,目前处于热流下降期;在新生代,基底热流始终在 ５０～７０ ｍＷ／ｍ~２之间,表明 ３期拉张并未引起盆地异常高热流,这与盆地尺度及拉张特征有关;盆地地表热流主要受基底热流控制,沉积物放射性生热仅占不足 ２０％．     

珠江口盆地白云凹陷新生代构造-热演化模拟

珠江口盆地是我国海洋油气勘探的重点区域,白云凹陷是珠江口盆地内最大新生代凹陷,具有齐全的新生代地层及丰富的钻井地震资料,是构造-热演化模拟研究的理想区域.本文基于多期次非瞬时伸展模型,选取白云凹陷6条地震解释剖面进行新生代构造-热演化模拟,以揭示白云凹陷热演化的时空差异性,为探讨珠江口盆地演化机制及深部动力学过程提供依据.模拟结果表明:白云凹陷经历了两期拉张过程,第一期(47.8~33.9 Ma)拉张自始新世发生,凹陷中心及白云西洼拉张强度高,基底古热流快速上升,最高达到~80 mW·m^-2;第二期(23~13.8 Ma)拉张发生于中新世,此次拉张在白云凹陷南部更强烈,白云凹陷基底主体在13.8 Ma达到最高古热流~100 mW·m^-2,此后基底热流值一直缓慢下降,逐渐接近稳态.白云凹陷拉张强度总体呈现西高东低,中间高、边缘低,北部一期高,南部二期高.第一期拉张主要受裂陷期强烈的裂谷作用控制,而伸展作用重启和高速层引起的“下地壳流”的共同作用可能是造成第二期拉张(裂后异常沉降)的主要动力学机制.     

早二叠世-中三叠世四川盆地热演化及其动力学机制

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.早二叠世-中三叠世是盆地发育及热演化的重要时期,其间经历了区域岩石圈拉张和峨眉山玄武岩活动两个重要构造热事件.本文采用地球动力学模型,分别模拟研究了区域岩石圈拉张和峨眉山玄武岩对盆地热演化的影响.研究结果表明,该时期岩石圈在拉张作用下温度场基本上处于增温状态,盆地基底热流也随时间整体呈增加趋势.但由于拉张系数较小,岩石圈的减薄量有限,受到的热扰动也不大.岩石圈拉张造成盆地基底热流升高约20%,最大基底古热流出现在早三叠世,约60～62mWm-2.地幔柱模型显示,地幔柱活动对岩石圈热状态具有很大的影响,其影响主要集中在地幔柱头上方（内带）,而四川盆地所处的外带及以外地区受到的影响很小.部分喷发到盆地地表的岩浆对盆地烃源岩热演化会有剧烈的影响,但影响时间和范围均有限.因此,早二叠世-中三叠世四川盆地热演化主要受区域岩石圈拉张控制,并在川西南局部地区又叠加了峨眉山玄武岩的热效应.     

南海北部琼东南盆地地层结构与地壳伸展特征

琼东南盆地发育于前新生代基底之上,作为南海被动大陆边缘一部分,记录了南海北部裂陷盆地结构及其演化.利用最新钻井、反射地震、重力等资料,分析新生代盖层和前新生代基底地壳结构,建立盆地地层结构模型,然后计算全盆地地壳伸展变化特征.结果表明:新生代地层序列的盆地充填由西向东逐渐减薄,古近纪、新近纪以及第四纪期间(45 Ma~现今)最后沉积中心呈现逐渐向西或西南迁移趋势.下地壳局部表现为地震速度偏高(厚度2~4 km,v_P>7.0 km·s^-1,水平延伸范围约为40~70 km).重震联合模拟显示这里存在密度偏高特征,推测存在可能与张裂晚期和扩张早期岩浆物质底侵或混合到伸展程度较低的大陆地壳有关.计算获得的前新生代基底地壳厚度由在弱展区域陆架区约25 km,在减薄最大区域中央坳陷为3 km.伸展系数(β)最高值大于6.0出现在中央坳陷,低值小于2.0在坳陷南北两侧,说明地壳在盆地中央拉伸比较剧烈.     

岩石圈流变性对拉张盆地构造热演化历史的影响

采用粘弹性动力学模型模拟研究了岩石圈流变性对拉张盆地构造热演化的影响. 模拟研究发现,盆地的构造热演化特征与盆、缘岩石圈强度对比相关,盆地岩石圈强度相对外缘岩石圈强度越弱,盆地沉降量越大,且在拉张结束与热沉降之间出现较大的基底抬升、热流持续高值;无论是初始岩石圈力学厚度、泊松比,还是下伏流体软流圈的负密度差,都是影响盆地构造热演化历史的因素;同时,拉张前断层的存在也是影响盆地基底形态的重要因素,其存在不仅会产生较大的基底落差,还会加深盆地中心的沉降.     

渤海湾盆地构造差异演化与油气差异富集

渤海湾盆地是中国东部最富油的新生代含油气盆地.盆地内各坳陷因区域应力场环境不同而表现出不同的断裂演化过程,垂向上的油气分布也具有明显的差异.本文基于各坳陷断层组合样式、发育密度和活动速率(FAR)的分析,阐述了渤海湾盆地断层发育演化的时空差异性.并通过区域应力场分析,探讨了断层活动差异的动力学机制.研究表明,渤中坳陷位于活动较强的营口-潍坊与北京-蓬莱走滑断层交会所形成的强烈转换拉张构造区,其主干断层活动最强,新近纪以来活动速率最大(FAR10 m/Ma),在新构造运动期(上新世至今)甚至超过25 m/Ma,大部分油气可以通过这些断层发生垂向运移并在新近系成藏.远离渤中坳陷的其他坳陷新近纪以来断层活动速率减弱(FAR10 m/Ma),新构造运动期近乎停止,不能成为油气垂向运移通道,油气主要聚集于古近系.因此,渤海湾盆地新近纪以来,尤其是新构造运动以来断层的差异活动控制了油气垂向的差异富集.     

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.     

渤海新生代盆地浅部构造迁移特征及其深部动力学机制探讨

渤海湾盆地的海域部分与渤海湾盆地其他部分一样,新生代为断陷-拗陷盆地.中渐新世以来,渤海湾盆地的沉积沉降中心迁移至渤海海域,并且拗陷期出现普遍的加速沉降现象.综合分析渤海各坳陷新生代构造样式和断裂时空展布特征,表明断裂发育总体受伸展控制,只是在中渐新世后受走滑影响.选取基本垂直渤海构造走向的6条大剖面,进行伸展量估算,并在剖面上选取虚拟井计算沉积沉降速率,结果表明,在断陷阶段,孔店组-沙四段沉积期,各坳陷沉积沉降速率较低且相差不大,发育多个沉积沉降中心;至沙三段沉积期沉积沉降速率达到最快,东营组沉积期沉积沉降速率变慢,但沉积沉降中心已从四周逐步迁移至渤中坳陷;拗陷阶段,以渤中坳陷为中心,出现的强烈沉积沉降,明显高于正常拗陷阶段沉积沉降速率.结合最新的深部探测资料,认为渤海新生代盆地的断裂展布,受中生代末先存的构造格局影响;断陷盆地的形成,则是太平洋板块俯冲的持续后退和印藏碰撞远程效应持续东进共同作用的结果;中渐新世以来的加速沉降现象,则是太平洋俯冲板片前缘向东迁移引起的岩石圈迅速冷却的最直接表现.     

叠合盆地构造热演化模拟方法研究——以江汉盆地为例

基于地球动力学的构造-热演化方法是沉积盆地热史研究的重要方法之一.本文以江汉盆地宜随大剖面为例,采用平衡剖面方法对叠合盆地复杂、漫长的演化历史进行构造恢复,采用多期有限拉张-挤压应变速率法进行古热流反演,最后得到盆地的古地温场.由此,建立了构造恢复—盆地基底热流反演—岩石圈尺度温度结构—沉积盆地尺度温度结构的多期伸展、挤压模型的热模拟方法流程,实现了岩石圈尺度的热模拟与盆地尺度的热模拟相结合.     

Tectono-thermal modeling of the Yinggehai Basin,South China Sea

Based on the observed data, the average value of surface heat flow in the Yinggehai Basin is calculated and it turns out to be 84.1 mW/m². The thermal evolution of the basin since the Cenozoic era has been attempted by tectono-thermal modeling. Three-phase extension made the basin become hotter and hotter, reaching its climax in paleo-temperature history since 5.2 Ma. And nowadays, the basin is in the heat flow decreasing period. During the Cenozoic era, the basement heat flow remained at 50–70 mW/m² all the time. This is related to the degree of each extension phase, stretching rate mode and also the limited basin scale. Modeling results also show that, the surface heat flow is controlled mainly by the basement heat flow, and less than 20% comes from radiogenic heat production in the sediments of the basin     

Control of differential tectonic evolution on petroleum occurrence in Bohai Bay Basin

The Bohai Bay Basin(BBB)is the most petroliferous Cenozoic basin in the east of China.It consists of seven depressions.Each depression has been subjected to different stress states and then has experienced varying faulting processes since the Neogene,especially during the Neotectonism(from the Pliocene to the present).On the basis of the investigation of fault patterns,fault densities and fault activity rates(FARs)for each depression,this paper demonstrates the discrepancy of faulting development and evolution across the BBB.The dynamic mechanism for the differences in faulting is also discussed by the analysis of the regional stress state.The Bozhong Depression is just situated in the transtensional zone induced by the two active strike-slip faults,namely Yingkou-Weifang and Beijing-Penglai.In this depression,the major faults which cut through the Paleogene or the Cenozoic have had higher than 10 m/Ma FARs since the Neogene,and the highest FARs have reached or exceeded 25 m/Ma during the Neotectonism.As a result,most of the petroleum has migrated along these major faults and accumulated within the Neogene.In contrast,in the other depressions of the BBB away from the Bozhong Depression,the FARs of the major faults were decreased to lower than 10 m/Ma since the Neogene,and tended to be zero during the Neotectonism.Therefore,the major faults could not serve as vertical conduits for petroleum migration,and the petroleum was entrapped in the Paleogene.Consequently,the faulting since the Neogene,especially during the Neotectonism,controlled the petroleum richness in vertical strata.     

首都圈上地壳高精度三维P波速度模型——基于石油地震叠加速度和人工地震测深剖面

本文收集了首都圈地区40个测点的石油地震叠加速度资料,经常规处理后得到各测点下方速度随深度变化的曲线;对9条人工地震测深剖面的解释结果进行数字化处理获得各剖面下方离散的速度数据;应用上述资料和专业地质建模软件构建了首都圈地区(115.50°E-117.60°E,38.40°N-40.75°N)范围内上地壳高精度三维P波速度模型.结果表明:华北盆地为隆坳相间区,从东至西依次是黄骅坳陷、沧县隆起和冀中坳陷,上地壳速度结构十分复杂;结晶基底的埋深变化剧烈,冀中坳陷下最深处可达10 km,沿构造走向整体呈西南深、东北浅的趋势,沧县隆起下埋深约2～4 km,黄骅坳陷下最深处则达9 km,剧烈的基底起伏反映出盆地内部不同次级构造单元的差异沉降和中、新生代以来强烈的拉张构造运动.太行山、燕山隆起下的基底埋深较盆地区浅,体现出隆起区新生代以来的抬升构造运动.本文首次将石油地震叠加速度资料用于首都圈地壳速度模型的构建,与以往用人工地震测深资料得到的模型相比,本文结果对华北盆地复杂的上地壳结构刻画得更为细致.     

辽河裂谷的深部构造与裂谷活动的侧向迁移

对横穿辽河裂谷的闾阳－海城－东沟剖面的深部地震探测、重力测量、大地电磁测深、大地热流测量资料做了进一步分析,发现辽河裂谷地带壳幔间具有多个薄层过渡的特征,与东西两侧的辽东台隆和燕山台褶带明显不同。壳幔过渡带的薄层结构、速度结构、温度结构以及壳内低速层和软流圈顶面构造特点表明辽河裂谷的构造演化过程自西向东侧向迁移,当前上地幔物质运动的前锋不在裂谷之下,而是向东移至金州地震带附近的析木一带,深部物质运动是辽河裂谷形成及其活动性侧向迁移的主要动力学因素     

南海礼乐盆地新生代构造热演化特征及其影响因素

为深入认识新生代礼乐盆地的热体制特征,利用耦合岩石圈变形、热演化和沉积过程的热力学数值模型,重建了8条骨干剖面的构造热演化史,并对主要构造单元的热体制进行了分析．结果表明：张裂阶段,热流总体上随时间增加,张裂结束时,海底热流一般介于70～80mW·m~(-2),基底浅埋区热流高于邻近凹陷区内热流;裂后阶段,非礁体发育区热流逐渐降低,现今海底热流一般介于65～70mW·m~(-2),局部区域热流因岩体侵位而有所增高,礁体发育区受到礁体与周围海水热交换的影响,海底热流降低或为负值,而基底热流可以达到70mW·m~(-2)左右．进一步分析表明,礼乐盆地新生代热体制主要是在古近纪岩石圈强烈减薄基础上,叠加了晚期岩浆侵位、基底起伏、沉积过程以及海底地形等局部因素影响的结果,礁体发育区热体制还受到礁体与周围海水热交换的影响;盆地凹陷中心区生油门限深度一般介于2000～2500mbsf,门限温度介于90～110℃;礁体发育区生油门限深度明显大于邻近的北1凹陷沉积中心区．     

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...     

Late stage thermal history of the Songliao Basin and its tectonic implications: Evidence from apatite fission track (AFT) analyses

Apatite Fission Track (AFT) data from the Songliao Basin indicates that the late stage tectonic movements in the Songliao Basin have zoning in space and episodes in time. The late stage tectonic movements started from the east part of the basin and migrated westward. AFT ages in the east part of the basin are older than those in the west part of the basin, suggesting that the uplift occurred earlier in the east than in the west. The denudation thickness in the east part of the basin is significantly greater than that in the centre and west. The thermal history evolved two episodes of rapid cooling and subsequent slow cooling processes. Age-depth relationship derived from the AFT data indicates a four-episode denudation history. Further Monte Carlo random simulation of the AFT data reveals the four changing points of the thermal evolution at 65 Ma, 43.5 Ma, 28 Ma and 15 Ma, respectively. The uplifting and denudation rates from different episodes of evolution are proportional to the plate convergence rate. Based on the above analyses and the regional geologic background, it is concluded that the late stage thermal events in the Songliao Basin are the far field response to the subduction of the Pacific Plate under the Eurasian Plate. The first episode of the rapid cooling probably started at the end of the Nenjiang Formation, climaxed at the end of the Cretaceous and ceased at the Late Eocene. The subsequent slow cooling lasts another 15 Ma. The first episode of the evolution is the far field response to the major episode of the Yanshan Movement and subsequent series of the tectonic reorganization, especially the directional change of the Pacific Movement and also the subduction of the Indian Plate underneath the Eurasian Plate. While the second episode of the evolution is the far field response to the extension and closure of the Sea of Japan. Extension led to the migration and converging of the mantle heat flow to the Sea of Japan and resulted in the rapid cooling of the Songliao Basin.     

辽河盆地新生代多期构造热演化模拟

针对辽河盆地新生代拉张多期性的特点,提出一种适用于多期拉张盆地构造热演化模拟的纯剪切模型．该模型考虑了多期拉张的继承性、横向不均匀性以及拉张速率的可变性。通过几种拉张速率模式的对比,指出拉张速率模式的选择对模拟年轻盆地热演化过程具有重要意义．最后,利用该模型模拟研究了辽河盆地新生代的构造热演化历史．