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.     

基于磷灰石裂变径迹约束的北黄海盆地热演化研究

热演化历史的研究对于盆地分析和油气勘探具有重要意义.北黄海盆地是中国近海海域油气勘探程度较低的盆地之一,迄今未见专门的热演化研究报道.笔者利用北黄海盆地中生代砂岩的磷灰石裂变径迹分析结果,结合地质条件约束,模拟获得了中生代以来盆地的热演化史.结果表明,北黄海盆地经历了两次增温和两次冷却的热演化过程,并在100—80 Ma时盆地的热历史出现明显变化,表明在晚白垩世北黄海盆地发生过一次较大的构造-热事件.磷灰石裂变径迹分析所表明的北黄海盆地的热历史与盆地原型演化阶段相对应,而这种热历史和盆地的演化过程与区域构造背景相关.磷灰石裂变径迹所揭示的热演化史对于深化认识北黄海盆地的地质演化过程和油气勘探潜力具有重要意义.     

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（106 m/Ma）大于韩城地区（68 m/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.     

六盘山地区新生代构造演化：来自锆石和磷灰石裂变径迹的证据

青藏高原的隆升与扩展不仅导致欧亚大陆内部发生强烈的构造变形,亦对高原周缘的地貌格局及气候变化产生了重大影响.青藏高原东北缘新生代以来的隆升时代与响应过程一直备受争议,而界定青藏高原东北缘构造带隆升时序是解决争议的关键之一.本研究围绕青藏高原东北缘,在陇中盆地、六盘山褶皱逆冲带和鄂尔多斯地块西南缘地区进行了磷灰石和锆石裂变径迹测试分析和热史模拟.测试分析结果表明研究区样品的磷灰石裂变径迹年龄范围分布于136～16 Ma,裂变径迹的长度范围介于11.9～13.3μm;锆石裂变径迹年龄结果为258～79 Ma,但多数样品的年龄介于160～99 Ma;热史模拟结果揭示了研究区新生代以来至少经历了两期隆升和冷却降温事件,即始新世期间(55～30 Ma)和中中新世(17～12 Ma)以来.始新世期间(55～30 Ma)发生的隆升事件可能是印度大陆与欧亚大陆陆陆碰撞远程效应的直接响应,表明印度与欧亚大陆碰撞之初或不久,其应力即已传导至东北缘边界;中中新世(17～12 Ma)以来的隆升剥露冷却事件奠定了青藏高原东北缘现今构造格局.     

利用磷灰石裂变径迹资料反演合肥盆地古地温和估计沉降率与剥蚀率

利用合肥盆地内６个磷灰石裂变径迹样品资料，反演模拟了该盆地自侏罗纪晚期以来各时代地层古地温变化，估算了沉降率与剥蚀率．模拟结果与其他地质资料推论一致，它揭示出该盆地南北两地存在不同的构造变化和受热史，反映了大别山构造发展对盆地南北两地区影响的差异．盆地南部靠近大别山地区的晚侏罗世地层在白垩纪早期埋藏温度曾大于１２０℃；早白垩世后期的构造抬升（剥蚀率约１３０ｍ／Ｍａ）使温度降至３０—４０℃；自白垩纪后期始，该地区一直处于动荡的但总体为持续抬升的构造环境中．盆地北部地区晚侏罗世与早白垩世早期地层在白垩纪期间埋藏温度曾达到和超过１００℃，但随后的大幅度构造抬升（剥蚀率约１９０ｍ／Ｍａ）使其温度降至３０—６０℃；第三纪早期，局部区域的裂陷（沉降率约６０ｍ／Ｍａ）使温度又升至８０℃左右．指出合肥盆地构造演化大体可分形成、隆升、局部裂陷和再隆升４个阶段．     

利用磷灰石裂变径迹资料反演合肥盆地古地温和估计沉降率与剥蚀率

利用合肥盆地内６个磷灰石裂变径迹样品资料,反演模拟了该盆地自侏罗纪晚期以来各时代地层古地温变化,估算了沉降率与剥蚀率．模拟结果与其他地质资料推论一致,它揭示出该盆地南北两地存在不同的构造变化和受热史,反映了大别山构造发展对盆地南北两地区影响的差异．盆地南部靠近大别山地区的晚侏罗世地层在白垩纪早期埋藏温度曾大于１２０℃;早白垩世后期的构造抬升（剥蚀率约１３０ｍ／Ｍａ）使温度降至３０—４０℃;自白垩纪后期始,该地区一直处于动荡的但总体为持续抬升的构造环境中．盆地北部地区晚侏罗世与早白垩世早期地层在白垩纪期间埋藏温度曾达到和超过１００℃,但随后的大幅度构造抬升（剥蚀率约１９０ｍ／Ｍａ）使其温度降至３０—６０℃;第三纪早期,局部区域的裂陷（沉降率约６０ｍ／Ｍａ）使温度又升至８０℃左右．指出合肥盆地构造演化大体可分形成、隆升、局部裂陷和再隆升４个阶段．     

滇西临沧花岗岩基新生代剥蚀冷却的裂变径迹证据

为揭示临沧花岗岩基的剥蚀冷却历史,探讨印藏碰撞对滇西的影响,对6块临沧花岗岩基样品进行锆石和磷灰石裂变径迹测定,并利用模拟退火法对其中5块样品的磷灰石裂变径迹数据进行非线性热史反演,估算了不同时期的剥蚀量和抬升量. 结果表明,岩基自印藏陆陆碰撞以来经历了两期冷却事件,早期冷却速率仅5～10 ℃/Ma,晚期冷却速率明显增高,特别是近3 Ma以来的冷却速率达到16～20 ℃/Ma;两期总剥蚀厚度可达3300～3500 m. 分析表明冷却事件与印藏碰撞关系密切,早期冷却是在印藏碰撞影响下,临沧岩基卷入逆冲推覆运动而遭遇抬升、剥蚀的结果;晚期冷却则是上新世以来,特别是3Ma以来岩基经受整体的强烈抬升、剥蚀的结果,该期构造抬升量约为672～1263 m;裂变径迹资料还揭示印藏碰撞先影响南部岩体,随后才波及到岩基中北段.     

利用磷灰石裂变径迹资料反演合肥盆地古地温和估计沉降率与剥蚀率

利用合肥盆地内６个磷灰石裂变径迹样品资料，反演模拟了该盆地自侏罗纪晚期以来各时代地层古地温变化，估算了沉降率与剥蚀率．模拟结果与其他地质资料推论一致，它揭示出该盆地南北两地存在不同的构造变化和受热史，反映了大别山构造发展对盆地南北两地区影响的差异．盆地南部靠近大别山地区的晚侏罗世地层在白垩纪早期埋藏温度曾大于１２０℃；早白垩世后期的构造抬升（剥蚀率约１３０ｍ／Ｍａ）使温度降至３０-４０℃；自白垩纪后期始，该地区一直处于动荡的但总体为持续抬升的构造环境中．盆地北部地区晚侏罗世与早白垩世早期地层在白垩纪期间埋藏温度曾达到和超过１００℃，但随后的大幅度构造抬升（剥蚀率约１９０ｍ／Ｍａ）使其温度降至３０-６０℃；第三纪早期，局部区域的裂陷（沉降率约６０ｍ／Ｍａ）使温度又升至８０℃左右．指出合肥盆地构造演化大体可分形成、隆升、局部裂陷和再隆升４个阶段．     

青藏高原东北边缘晚新生代构造变形的时序——临夏盆地碎屑颗粒磷灰石裂变径迹记录

临夏盆地位于青藏高原东北边缘,记录了青藏高原隆生过程中的大量构造事件和气候事件。碎屑颗粒磷灰石裂变径迹热年代学方法揭示出临夏盆地记录的2次青藏高原隆升的时间,分别为约14MaBP和约5.4～8.0MaBP。其中,约14MaBP的快速剥露事件可能反映青藏高原北部由于岩石圈对流减薄而发生的地壳增厚、高原隆升事件;约8.0～5.4MaBP的构造活动可能与高原隆升到相当高度后,由于维持其巨大高度和继续调节南北会聚的需要,青藏高原的东北边界向东向北扩展有关,而控制中国大陆强震活动的活动地块构造格架可能于约8.0～5.4MaBP开始形成。     

鄂尔多斯盆地西南缘中生代构造事件的裂变径迹年龄记录

运用锆石和磷灰石裂变径迹(FT)分析方法,探讨分析了鄂尔多斯盆地西南缘中生代构造事件的FT年龄分布与峰值年龄事件.结果表明:(ⅰ)早期构造事件主要发生在213～194Ma±,峰值年龄为205Ma,并以晚三叠世构造隆升及其前缘粗碎屑沉积为其地质响应.(ⅱ)中期构造事件至少包含两个幕次,一次发生在165～141Ma±,峰值年龄为150Ma;二次发生在115～113Ma±,峰值年龄为114Ma;其地质响应主要表现为晚侏罗世—早白垩世的逆冲推覆及其前缘粗碎屑沉积.(ⅲ)晚期构造事件主要表现为至少两个幕次的区域隆升作用,一次发生在100～81Ma±,峰值年龄为90Ma;二次发生在66～59Ma±,峰值年龄接近63Ma.结合成矿年代学资料分析认为,峰值年龄事件的极端环境效应和构造转换相对平稳期的适度活动,有可能是鄂尔多斯盆地多种矿产耦合成矿、共存富集的关键因素.     

北京千家店地区侏罗系后城组磷灰石裂变径迹分析及其地质意义

运用裂变径迹分析方法, 探讨分析了千家店地区侏罗系后城组地层的构造热演化特征. 千家店地区后城组上段三个磷灰石样品,AFT年龄集中在85.7～76.0 Ma,小于其相应的地层年龄;平均封闭径迹长度为9.4～10.8 μm,小于初始径迹长度(16.3±0.9 μm),呈非对称的单峰态分布,标准偏差为2.1～2.5. 后城组下段的三个AFT样品,AFT年龄集中在82.6～62.4 Ma,小于其相应的地层年龄,也小于上段层位的AFT年龄;平均封闭径迹长度仅为7.2～7.7 μm,远小于初始径迹长度(16.3±0.9 μm),其中YQ-07样品的封闭径迹长度呈似双峰态分布,标准偏差达到3.1;显然,侏罗系样品经历了明显的中度退火行为,最大温度可能接近于90℃. AFT年龄和封闭径迹长度的规律性变化主要是由于埋深不同引起的温度差异造成的. 裂变径迹热历史模拟结果表明,沉积物自进入盆地充填埋藏一直到115 Ma左右,盆地沉积物达到最大埋深3000多米,盆地温度达到最大值90℃多,这一过程沉积速率达到66.7 m/Ma. 115 Ma之后盆地处于相对稳定期,没有明显的温度波动,直到6 Ma左右温度以11.7 ℃/Ma的速度突然下降,表明侏罗系地层遭受剥蚀,迅速上升、快速冷却直至地表,剥露速率超过了500 m/Ma.     

贡嘎山快速隆升的磷灰石裂变径迹证据及其隆升机制讨论

鲜水河断裂是青藏高原东南缘的一条北西向大型左旋走滑断裂,其南东段逐渐向南偏转,并与近南北向的安宁河断裂相接,在两个断裂相接处西侧耸立着海拔7556 m高的贡嘎山.磷灰石裂变径迹(AFT)测试可知,贡嘎山及其邻区12个样品的年龄分布在0.2±0.1 Ma~2.7±0.7 Ma之间,平均径迹长度在13.64~15.19 μm之间,表明贡嘎山及其邻区第四纪时期一直处于快速剥蚀状态.结合前人在此地区的低温热年代研究成果,揭示出两个现象:(1)贡嘎山岩体及鲜水河断裂与龙门山断裂所夹的三角区域为快速隆升区域,而其西侧、北侧的高原腹地的隆升速率远低于这两个区域;(2)贡嘎山岩体从北向南隆升速率逐渐变大,其最南端1 Ma以来的隆升速率超过3.3±0.8 mm/a.这些现象表明青藏高原在整体横向挤出、缓慢隆升的基础上,还存在着一些特殊的局部快速隆升区域.通过对川滇地块水平运动的矢量分解,我们认为贡嘎山花岗岩体是鲜水河断裂至安宁河断裂间挤压弯曲段吸收、转换川滇地块南东向水平运动导致局部快速隆升的产物,在这一过程中,由于垂直于断裂的挤压分量从北到南逐渐增大,导致了岩体从北往南的隆升速率逐渐增大.     

柴达木盆地现今大地热流与晚古生代以来构造-热演化

依据钻孔系统稳态测温、静井温度资料与实测热导率数据分析了柴达木盆地地温场分布特征,建立了柴达木盆地热导率柱,新增了17个大地热流数据. 柴达木盆地现今地温梯度介于17.1~38.6 ℃·km-1,平均为28.6±4.6 ℃·km-1,大地热流介于32.9~70.4 mW·m-2,平均 55.1±7.9 mW·m-2. 盆地不同构造单元地温场存在差异,昆北逆冲带、一里坪坳陷属于"高温区",祁南逆冲带属于"中温区",三湖坳陷、德令哈坳陷及欧龙布鲁克隆起属于"低温区",盆地现今地温场分布特征受控于地壳深部结构、盆地构造等因素. 以现今地温场为基础,采用磷灰石、锆石裂变径迹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,研究了柴达木盆地晚古生代以来的沉积埋藏、抬升剥蚀和热演化史,并结合区域构造背景,对柴达木盆地构造演化过程进行了探讨,研究表明柴达木盆地晚古生代以来经历了六期(254.0—199 Ma,177—148.6 Ma,87—62 Ma,41.1—33.6 Ma,9.6—7.1 Ma,2.9—1.8 Ma)构造运动,六期构造事件与研究区构造演化的动力学背景相吻合. 其中白垩纪末期(87—62 Ma)的构造事件导致了柴达木盆地东部隆升并遭受剥蚀,欧龙布鲁克隆起形成雏形,柴达木盆地北缘在弱挤压环境下形成坳陷盆地; 中新世末的两期构造事件(9.6—7.1 Ma和2.9—1.8 Ma)使柴达木盆地遭受强烈挤压,盆地快速隆升,构造变形强烈,基本形成现今的构造面貌.     

秦岭太白山新生代隆升冷却历史的磷灰石裂变径迹分析

伸展正断层下盘的冷却历史记录了主要伸展变形的时间及幅度.太白山位于秦岭北缘,作为伸展正断层的下盘,其新生代伸展隆升冷却历史有助于我们更好地理解渭河盆地的伸展变形时间及其幅度.本文利用磷灰石裂变径迹分析方法对太白山的冷却历史进行了研究.来自太白山总计17个样品的磷灰石裂变径迹数据及热历史模拟揭示出山体经历了始于约48 Ma的小幅度快速抬升冷却阶段,和始于约9.6 Ma的大幅度快速抬升冷却阶段;分别对应平行于秦岭北缘山脉的两阶段伸展变形.始于约48 Ma的伸展变形可能是印度板块与欧亚板块碰撞作用在大陆内部的远场响应,而始于约9.6 Ma的快速伸展变形可能与青藏高原在该时期快速隆升和对外扩展有关.     

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.     

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.     

川东弧形带三维构造扩展的AFT记录

对川东弧形褶皱带北段、中段和南段的三条剖面,进行了7件样品的磷灰石裂变径迹(AFT)测试,结合前人已发表的4件样品,分析模拟了主要背斜的隆升－剥露热历史.结果表明川东弧形带主体构造变形时间为135→65 Ma,即早白垩世早期到晚白垩世晚期.进而建立并对比了三条剖面的构造变形时序,揭示出川东弧形带的三维构造扩展历史:(1) 平行于构造线走向,表现为从中心向两翼的构造扩展,弧形带中段的构造变形最早,起始时间为早白垩世早期(约135 Ma),北段和南段的变形较晚,起始时间为早白垩世晚期(约100 Ma);(2) 垂直于构造线走向,在弧形带北段和中段均表现为由东向西的构造扩展,而在弧形带南段,由于受到前缘华蓥山断裂的影响,表现为自西向东的变形时序.川东弧形带的三维构造扩展历史暗示了"弯山构造"的成因模式,以及华蓥山先存断裂对弧形构造的限制作用.