鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析

运用磷灰石裂变径迹(AFT)分析的构造热年代学研究方法,系统探讨鄂尔多斯盆地东北部不同区段中新生代以来的热演化历史,为盆地东北部石油和天然气等多种沉积能源矿产的勘探预测提供新的约束条件。模拟结果表明:盆地东北部经历了250~150 Ma缓慢埋藏增温过程,平均增温速率为0.9℃/Ma;150~120 Ma为快速增温阶段,平均增温速率高达2.1℃/Ma,地层温度达到最高,且均大于130℃。之后不同区段经历差异降温过程:北缘露头区经历了120~65 Ma快速降温,平均冷却速率约1.3℃/Ma;65~10 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.4℃/Ma。南缘露头区及盆地沉降区则经历了120~30 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.9℃/Ma;30~10 Ma快速降温,平均冷却速率约为1.5℃/Ma。10 Ma以来,盆地东北部整体抬升冷却,平均冷却速率约6.5℃/Ma。分析结果认为燕山中期构造热事件之最高热增温作用的关键时刻为(120±10)Ma,促成鄂尔多斯盆地东北部主要烃源岩层系的成熟生烃和大规模油气成藏。在后期的差异抬升冷却过程中,北缘露头区在65 Ma±通过了110℃等温面,南缘露头区及盆地的沉降区在30 Ma±通过了110℃等温面,有利于相邻地区原生油气藏的积聚和保存,古近纪晚期(30 Ma)尤其是新近纪晚期近10 Ma以来的强烈构造抬升作用有可能是引发原生油气藏调整—改造和次生成藏的关键因素。     

利用磷灰石裂变径迹研究鄂尔多斯盆地西缘热历史

磷灰石裂变径迹在地质时期对60～150℃范围内温度变化的热敏感性 ,不仅使其成为研究盆地构造热演化史和区域构造运动的重要手段 ,而且对指导油气勘探有很大的实践意义。本文根据AFTA① 的有关原理 ,退火特性 ,对鄂尔多斯盆地西缘奥陶、二叠、三叠、侏罗、白垩、第三纪等不同时代地层样品开展了较为系统的AFT测试 ,获得了一批可靠的AFTA数据 ,论述了鄂尔多斯盆地西缘的主要构造热事件的次数 ,及该区中生代以来的构造热演化史。研究表明 :自中生代以来 ,该盆地西缘至少经历了四次构造热事件(峰值年龄分别为170Ma±、130Ma±、和75Ma±和17Ma±)。     

天山北缘侏罗系地层热历史演化及其地质意义：磷灰石裂变径迹和镜质体反射率证据

对天山北缘石场．玛纳斯、安集海河和四棵树河地区18个样品进行了磷灰石裂变径迹年龄测定,同时测定了中生界地层10件裂变径迹样品相应煤层的镜质体反射率。结果表明地层由老到新镜质体反射率逐渐增加,磷灰石裂变径迹中值年龄逐渐降低。石场．玛纳斯地区,下部三叠系煤层镜质体反射率R。值较低,为0．56％,磷灰石裂变径迹中值年龄较大,为125．3±9．1Ma;八道湾组煤层R。为0．53％～0．64％,磷灰石裂变径迹中值年龄介于81．3±4．7～87．8±5．9Ma;上部西山窑组煤层R。最高,达到0．81％,磷灰石裂变径迹中年龄较低,为44．0±5．4—11．8±1．8Ma;相同层位,东部石场．玛纳斯一带R。比西部四棵树地区高,磷灰石裂变径迹年龄刚好相反。磷灰石裂变径迹模拟结果表明中生界三叠系、下侏罗统地层的埋藏深度相对较浅,上覆沉积持续的时间到晚侏罗世到早白垩世基本上已经结束,然后保持在基本不变的深度,直至中新世,不整合在三叠系之下的花岗岩的模拟结果也支持这样的认识。晚侏罗世一早白垩世的冷却降温事件可能是地温梯度变化和隆升作用的共同结果;中侏罗统地层埋藏增温过程持续时间较长,在玛纳斯地区直至渐新世末期。所有样品中磷灰石裂变径迹模拟都记录了10Ma左右的快速冷却过程,近4—5kin的地壳表层物质被剥蚀,平均剥蚀速率400—500m／Ma。这一剥蚀过程应该与天山地区的快速隆升,以及向北的冲断推覆作用相对应。天山地区山前带的变形应不早于10Ma,这一认识与野外地质证据一致。     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组地层热演化史——来自镜质组反射率和磷灰石裂变径迹证据

对鄂尔多斯盆地东南缘韩城和洛南地区的晚三叠世延长组地层的6件样品进行了煤线和碳质泥岩的镜质组反射率测定,同时测定了同组地层6件砂岩样品的磷灰石裂变径迹。结果表明鄂尔多斯盆地东南缘晚三叠世延长组热演化程度较高,韩城地区Ro值在0.65%~0.78%之间。洛南地区由于受秦岭中生代陆内造山作用的影响,三叠系延长组Ro值高达2.67%~3.71%。实际测得的裂变径迹年龄,随深度增加裂变径迹年龄减小,根据裂变径迹年龄及长度恢复出每个样品所经历的热历史。研究结果表明鄂尔多斯盆地东南缘中生代晚期存在一期约100 Ma的重要构造热事件,东南缘韩城地区与洛南地区属于不同的热演化史类型,韩城地区属于埋藏增温型,而洛南地区属于受构造岩浆活动控制类型。这一认识与野外地质证据一致。     

鄂尔多斯盆地渭北隆起奥陶系构造-热演化史恢复

鄂尔多斯盆地渭北隆起区构造位置独特,演化历史复杂.该区下古生界奥陶系碳酸盐岩有机质丰度较高,是寻找天然气的有利地区.奥陶系碳酸盐岩由于缺乏有效的古温标,热演化程度的确定及热演化历史的恢复一直是研究的难题.本文利用渭北隆起奥陶系碳酸盐岩大量的沥青反射率测试资料,结合上覆晚古生代、中生代地层的镜质组反射率资料及磷灰石和锆石裂变径迹等古温标,恢复了渭北隆起的构造热-演化史.研究结果表明古生界奥陶系热演化程度具有北高南低的特点.奥陶系等效镜质组反射率普遍大于2.00％,处于过成熟干气阶段.磷灰石裂变径迹资料表明渭北隆起抬升冷却具有南早北晚的特点.南部奥陶系-下二叠统抬升早,约为102～107 Ma,北部自65 Ma以来抬升,主要抬升时期为40 Ma以来.渭北隆起自早白垩世晚期(102～107 Ma)以来开始隆升,40 Ma以来具有整体快速隆升的特点.热演化史研究表明奥陶系经历的最大古地温是在早白垩世达到的,早白垩世发生过一期构造热事件,古地温梯度可达4.60℃/100 m,早白垩世是奥陶系烃源岩的主要生气期,生气期主要受构造热事件控制.奥陶系热演化程度及热演化史的研究对渭北隆起奥陶系天然气成藏条件研究及天然气勘探有重要意义.     

四川盆地东部构造-热演化:来自镜质体反射率和磷灰石裂变径迹的约束

利用镜质体反射率(Ro)和磷灰石裂变径迹(AFT)数据,对四川盆地东部不同地区的古地温梯度、古热流、剥蚀量进行了研究。AFT模拟结果表明,四川盆地东部在晚白垩世早期(100~80 Ma)开始抬升,抬升剥蚀过程具有一定的阶段性且不同地区存在差异:以约30 Ma为界,重庆北碚地区表现为两期冷却,先期冷却缓慢,后期冷却迅速;川东北持续的冷却过程虽有波动但冷却速率差别较小。依据重建的最高古地温剖面恢复了侏罗系顶部不整合面的剥蚀量,川东北普光地区剥蚀量在2.45~2.85km,鄂西渝东地区齐岳山复背斜北部剥蚀量较大,达3.65km,齐岳山复背斜南部剥蚀量2.67km,川东南地区剥蚀量2.05km。研究区的构造热演化表现为既存在抬升剥蚀又存在盆地冷却效应的双重作用:由三叠纪至今,研究区地温梯度和热流持续降低,地温梯度由30~38℃/km降低至20~23℃/km;热流由70~85mW/m2降低至50~55mW/m2。     

鄂尔多斯盆地延长探区上古生界热演化史

通过试气静温资料,统计了延长探区上古生界各个主力含气层位的现今地层温度。通过地化资料指出该区上古生界烃源岩热演化程度达到成熟—过成熟阶段,采用经验公式法恢复了对应的最大古地温。采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度。在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史。沉降史模拟表明:晚三叠世为该区沉降的主要发育时期。热演化史模拟表明:延长探区上古生界烃源岩在早侏罗世进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,上古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗世—早白垩世。     

二连盆地侏罗系地层热演化史研究

本文应用磷灰石裂变径迹,镜质体动力学模型等方法恢复二连盆地侏罗系地层的热演化史,二连盆地图参１井磷灰石退火浓度为１６００－２７７４ｍ,对应的退火温度为６４－１０２．７℃,图参１井现今温度小于最高古地温,这是由于二连盆地地温梯度逐渐降低及地层发生抬升和剥蚀所致。根据磷灰石裂变径迹分析和镜质体动力学模型模拟图参１井的热演化史,在晚侏罗世时其经受的最高地温梯度分别为７℃／ｈｍ和６℃／ｈｍ。侏罗系地层在晚     

鄂尔多斯盆地渭北隆起烃源岩成熟度分布特征与热演化史恢复

渭北隆起发育多套烃源岩,是寻找油气的重要战略区。对渭北隆起不同层位烃源岩的热演化程度变化规律及热演化历史缺乏深入研究。本文利用大量反射率测试资料及裂变径迹分析资料,确定了研究区不同层位热演化程度及变化规律,在恢复剥蚀厚度及埋藏史的基础上,恢复了渭北隆起的构造热—演化史及生烃史。研究结果表明：渭北隆起上三叠统延长组处于生油阶段、石炭—二叠系、奥陶系处于生气阶段,不同层位热演化程度总体上具有北高南低、西高东低的特点。渭北隆起不同层位镜质体反射率与深度关系为似线型,镜质体反射率随深度增加而增加。渭北隆起自早白垩世末以来经历了大规模抬升冷却,具有南早北晚的特点,40 Ma以来,研究区整体快速抬升冷却。热演化史研究表明渭北隆起不同层位最高热演化程度是在早白垩世达到的,从寒武纪到侏罗纪,地温梯度总体较低;中生代晚期早白垩世,受构造热事件影响,古地温梯度最高可达46.0 ℃/km;晚白垩世以来,由于地温梯度降低及地层大规模抬升剥蚀,地层温度明显降低。渭北隆起奥陶系、石炭—二叠系烃源岩天然气生气高峰期、上三叠统延长组烃源岩生油高峰期均在早白垩世,生油、生气高峰期受中生代晚期高地温梯度、构造热事件的控制。新生代以来渭北隆起大规模抬升剥蚀,地层快速抬升冷却,地层温度明显降低,烃源岩生烃过程停止。     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组砂岩储集层裂缝特征研究

宜川-旬邑地区位于鄂尔多斯盆地东南缘渭北隆起带上, 岩性观察、成像测井资料、薄片资料研究表明, 该区发育近EW向高角度区域性裂缝; 裂缝充填物中流体包裹体均一温度及沉积—构造埋藏史的分析表明, 该区主要裂缝形成于侏罗纪末期—早白垩世之前, 是构造挤压和深埋藏作用引起的联合应力作用下的产物。经尝试性研究, 基于声波时差和自然伽马资料的R/S裂缝识别方法对该地区裂缝识别具有较好的适用性, 可以用来进行该区的储集层裂缝识别研究, 并且指出了正15井、旺9井区等不同程度发育裂缝系统, 对指导该区油气勘探研究具有重要作用。      

Thermal History of Rocks in the Shiwandashan Basin, Southern China： Evidence from Apatite Fission-Track Analysis

INTRODUCTIONThe strong Indosinian orogeny that occurred atthe end of the Middle Triassic leads to the end of ma rine sedimentation in the southern part of China. Asa result of this strong orogeny, a continental sedi mentary basin called as th…     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组石油充注对砂岩储层成岩演化的影响

综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对石油充注鄂尔多斯盆地东南缘三叠系延长组砂岩储层后的成岩反应系 统进行了研究,揭示了石油充注对储层成岩环境的改变在一定程度上影响了本区储层成岩作用的演化。研究表明,该区延 长组长石砂岩储层在石油充注后有机酸和CO2大量出现,pH值降低,促进了岩石骨架颗粒长石的溶解,导致了次生孔隙的发 育,增强了储层的储集性能,但未能增加石英的溶解度;但是由于含油饱和度偏低,石油的充注使成岩环境的变化仅在很 小程度上抑制伊利石的生长,并没有完全阻止伊利石的生长,伊利石“搭桥”胶结孔隙,一定程度上降低了储层的储集性 能;同时石油的充注也使成岩早期形成的碳酸盐胶结物出现溶解,当成岩温度>100℃时,有机质热演化产生较高的CO2分 压,缓冲了pH值使含铁碳酸盐大量沉淀从而使储层致密化。石油充注对储层的这些影响对下一步的储层评价提供了重要依 据。     

鄂尔多斯盆地西北部延长组中下部古物源与沉积体空间配置

为了查明鄂尔多斯盆地西北部延长组沉积体系的分布格局等问题, 以上三叠统延长组中下部为目标, 通过常规矿物成分分析、重矿物特征研究、古水流测量、砂分散体系制图和古地貌恢复等方法, 对鄂尔多斯盆地西北部的物源及源区母岩性质等进行了系统研究.结果表明, 研究区主要受到4个物源的影响, 古物源与沉积体系具有良好的空间配置关系: 西北部的汝箕沟朵体受阿拉善古陆物源区控制, 它对研究区影响最大; 石沟驿朵体的物源来自大罗山逆冲席隆起; 东部的鄂托克旗朵体和定边朵体则受到鄂尔多斯盆地东北部物源的控制.四大物源区的母岩性质具有差异, 其中西部的阿拉善古陆物源区和大罗山逆冲席物源区的母岩以变质岩为主, 还有一定量的花岗岩和沉积岩; 而鄂尔多斯盆地东北部物源则以花岗岩和变质岩为主.沉积物源的研究有助于油气勘探的部署.      

鄂尔多斯盆地西南部延长组高分辨率层序地层划分

本文基于高分辨率层序地层学及沉积学的相关理论,以汭水河剖面、42口井的岩心资料以及97口井的测井资料为依据,对鄂尔多斯盆地西南部延长组进行了层序地层划分。结果显示,研究区内的延长组可划分为4个长期旋回,11个中期旋回。四次长期旋回的最大湖泛面位置分别对应于长9、长7、长4+5及长1油层组。研究发现盆地西南部地区延长组主要的旋回结构样式包括A/S小于1时,以上升半旋回为主的非对称结构;A/S接近1时,上升和下降旋回均保存完整的对称型结构及A/S大于1时,以下降半旋回为主的非对称结构。从南北向和东西向层序地层年代格架剖面分析可以发现,研究区内延长组内部不存在大型的或者区域性的沉积间断和不整合面,研究区延长组上部由于后期的构造抬升作用而被剥蚀,与上覆侏罗系呈假整合接触。     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组物源分析及热演化

本文以鄂尔多斯盆地南部旬邑地区上三叠统延长组为例系统研究了其物源区属性及热演化。采用碎屑锆石LA-ICP-MS定年的方法,通过分析砂岩样品中碎屑锆石U-Pb的年龄结构及组成,明确了其物源区属性。研究表明:长7碎屑锆石存在225～264 Ma、276～408 Ma、413～458 Ma、727～851 Ma、1249～1749 Ma和1868～2469 Ma 6个年龄区间,分别对应于印支期、海西期、加里东晚期、Rodinia超大陆裂解、晋宁运动早中期和古元古代的构造热事件,研究区物源复杂,主要来自于北秦岭西段、秦祁造山带、西秦岭、祁连造山带东段及天山—兴蒙造山带,阿拉善地块和盆地北部山区也可能为本区提供物源,古水流分析表明研究区的物源方向为近南部。通过磷灰石裂变径迹年龄分析及热史模拟,明确了研究区在100 Ma左右的早白垩世经历了重要的构造热事件,是油气藏形成的重要时期。自此以后,又经历了4次比较明显的热演化,100～43 Ma为缓慢抬升阶段,进入部分退火,冷却速率大概在0.44℃/Ma,43～36 Ma为一快速抬升阶段,冷却速率达到4.3℃/Ma,36～24 Ma为又一期的缓慢抬升,冷却速率在0.52℃/Ma左右,从24～17 Ma样品又经历了一次快速的抬升过程,冷却速率在1.5℃/Ma左右。研究区43 Ma以来的抬升剥蚀明显受到印度板块与亚欧板块碰撞的影响。     

鄂尔多斯盆地延长组物源与成岩耦合关系研究

随着油气勘探的逐渐深入,致密低渗油气藏所占比例越来越高,将是今后油气勘探的一个重要领域。颗粒成分不同导致的成岩差别对致密低渗储层的储集物性具有明显的控制作用。本文以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长8-长6段致密砂岩为例,研究砂岩骨架颗粒、孔隙类型与成岩作用之间的关系。在此基础上,分析由不同类型母岩形成的砂岩成岩作用差别。结果表明,鄂尔多斯盆地长8-长6段物源对砂岩成岩作用具有非常明显的控制作用:(1)石英、长石等刚性颗粒的含量直接影响着压实作用的强度;(2)火山岩屑可以导致绿泥石环边和浊沸石胶结物的形成,火山岩屑和浊沸石胶结物的溶蚀较强,易形成次生孔隙;(3)黑云母可以导致强压实形成致密层,但黑云母水解可以提供大量的铁和镁,利于绿泥石环边的形成;(4)碳酸盐岩岩屑的溶解可以为碳酸盐胶结物的形成提供额外的物质来源。所以,物源研究可以有效地预测深层致密碎屑储层的成岩作用及成岩强度,进而对高效储层的发育作出预测。     

鄂尔多斯盆地延长组致密油成藏控制因素

鄂尔多斯盆地延长组发育我国典型的低渗透和特低渗透油气资源,其油藏呈现出储层致密、储集砂体预测难度大、成藏机理复杂等特征.目前,根据勘探开发实践,长庆油田成功实现对渗透率大于0.3×10^-3μm²油藏的开发,目前正在开展渗透率为(0.1~0.3)×10^-3 μm²致密砂岩储层的技术攻关.笔者结合国外最新致密油气资源研究成果和鄂尔多斯盆地延长组低渗透油藏的特征,从延长组致密油分布、致密油流体特征、赋存状态、储集体和致密油形成的控制因素入手,对鄂尔多斯盆地延长组致密油形成与分布规律进行了探讨.确定了延长组致密油形成的控制因素:①长7优质烃源岩分布范围广,生烃强度大,为致密油形成提供了充足的油源供给和资源基础;②大面积广泛展布的复合叠加的碎屑岩储集体,为致密油藏形成提供了储集空间;③油页岩与致密砂岩互层共生,形成了近源成藏的有利配置关系;④成藏期生烃增压,致密储层石油充注程度高,为致密油形成提供了运移动力.     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组成岩作用及储层物性特征

通过成岩作用及储层物性的综合分析,该区主要油层组长9、长8、长6及长2的岩石成分成熟度和结构成熟度均较差,均经历了晚成岩A期。压实作用降低了储层的孔隙度,致密的碳酸盐岩胶结降低了孔隙度并阻止了次生孔隙的产生。该区储层为低孔低渗储层,孔隙度在4%~8%之间,渗透率多小于0.1×10^-3μm²。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组浊沸石的形成机理、分布规律与油气关系

鄂尔多斯盆地延长组长 6储层中广泛分布浊沸石胶结物,包体测温结果表明其形成温度在 6 0～ 70℃之间,主要形成于早成岩阶段B期。浊沸石形成以后,有机质脱羧作用形成的有机酸对其溶蚀,并形成大量次生孔隙。勘探结果证实延长统找到的油藏大部分都聚集在这些浊沸石次生孔隙中。因此,关于浊沸石胶结物的形成机理及分布规律研究对延长组油气藏的成藏机理,以及油气富集规律研究非常重要。本文从沉积微相研究入手,通过野外露头、岩心及铸体薄片、包裹体测温、扫描电镜、电子探针等分析,研究浊沸石的形成机理、分布规律以及与沉积微相的关系,从而达到通过沉积微相的展布特征来预测浊沸石分布规律。最后通过研究浊沸石次生孔隙的发育特征,预测油气藏的分布。