用镜质体反射率R_o 反演古地温的最优化法

本文在假定研究区的热流符合某一函数模型的基础上,借用现今镜质体反射率实测值 R_o并采用最优化法反演古热流和古地温。对于受热过程不复杂而又年轻的地区,可用线性函数模型;在经历过高热的地区,可用指数函数模型。所提出的方法在四川盆地采用指数函数模型进行了应用试验,并以女基井为例作了介绍,效果令人满意。该方法能给出任意时代的热流 Q(t)和地温 T(t,z),同时也可得到不同时期的镜质体反射率 R_o(t,z)。     

准噶尔盆地热史恢复及其对早—中二叠世时期盆地构造属性的约束

大地热流是盆地动力学成因及构造演化过程的客观反映,不同时代、不同动力学背景形成的盆地,大地热流差异极大,因此盆地构造—热演化研究不仅能够揭示盆地不同演化阶段的地温场特点,而且能够有效地约束盆地在特定地质演化历史时期的动力学机制和构造属性。本文针对准噶尔盆地深层多期复杂热史的特点,在盆地现今地温场研究的基础上,采用镜质体反射率和裂变径迹等古温标,结合古地温梯度法和古热流法定量恢复了准噶尔盆地二叠纪以来的热历史,进而分析了早—中二叠世期间盆地构造属性。研究表明,准噶尔盆地从早二叠世开始呈现出热流持续降低的热流演化特征,二叠纪期间,盆地热流值很高,多数钻井的古热流在75~85m W/m~2之间,少数钻井揭示的古热流更高,超过了100mW/m~2;中—新生代,热流持续、逐渐降低,直至现今的42.5mW/m~2。早—中二叠世,盆地的最高热流地区在中央坳陷和南部坳陷。以早—中二叠世期间高古热流为切入点,结合区域地质、地球物理和地球化学等资料,论证了准噶尔盆地早—中二叠世期间的裂谷构造属性。这一认识不仅是重新认识准噶尔地区晚古生代碰撞造山和陆内盆山体制转换的基础,而且对于准噶尔盆地深层石炭系、二叠系烃源岩油气进一步勘探具有重要意义。     

基于返揭法的东营凹陷古地热场三维动态模拟

返揭法是利用沉积盆地的大地构造背景、地壳结构、基底热流和沉积层物性参数来确定盆地内各地层的热流及地下温度场分布的一种方法。将基于这一方法研发的软件与基于角点网格建立的三维构造-地层格架模型耦合起来,以东营凹陷的实际数据为例进行了热史反演和古地热场重构,计算并显示了该凹陷在各演化时期的温度和热流三维分布状态。盆地基底古热流是实现盆地地热场模拟的基础边界参数条件,与其他方法相比,返揭法的优点是在计算盆地基底古热流时,可以避开因为构造-岩浆热事件造成的局部古大地热流值异常,而直接采用较稳定的地幔热流值来反演求解。该方法原理简单、计算量较小,只要将该模拟模块与附加地热场模拟模块集成起来,便可完整地实现复杂盆地的古地热场演化模拟。     

粘土矿物转化的化学动力学模型与应用

本文讨论了粘土矿物转化的化学动力学模型及其应用。对于某一地区，粘土矿物蒙皂石向伊利石的转化主要受温度和时间的影响，可以用化学动力学一级反应的模型描述，这一模型可用于:（１）反演古大地热流；（２）模拟成岩史；（３）在盆地内没有钻井的区域预测地层的成岩阶段。     

从古热流值和剥蚀量的研究来判断地热的发育--以四川盆地川合100井为例

采用目前被认为较理想的EASY％Ro动力学模型对四川盆地川合100井进行一维成熟度模拟，并对影响热指标模拟的主要参数进行了敏感性分析。研究表明，古地表温度对模拟结果的影响不大；岩石热导率的影响程度与岩层厚度有关，即厚度越大的地层，其岩石热导率的变化对成熟度模拟的影响越大；对于川西凹陷，60Ma时的古热流值和60-40Ma的剥蚀量对模拟结果影响显著，因此减少这两个参数的不确定性有助于提高该地区成熟度模拟的准确性和可靠性。     

攀西古裂谷地区深部热流

在实测地表大地热流、岩石放射性元素含量以及生热率的基础上,作者计算了攀西古裂谷地区的深部热流值(q_r)及地壳上部放射性元素富集层厚度(D),即分别为38.4mw/m~2和15.7km。与世界上其它地区相比,本区具有较高的深部热流值和较大的D值。笔者进一步阐明,较大的D值是攀西古裂谷地区地壳分异程度差在地热上的反映,而较高的q_r值表明本区来自地壳深处上地幔的热量比较大,这与攀西古裂谷地区的整个地质发展历史相一致。     

叶缘—年均温中国模型在定量重建中国新生代植物群古年均温中的应用

叶缘分析法是一种利用现代植被木本双子叶植物全缘叶物种百分比与年均温的函数关系,定量重建化石植物群古年均温的方法。该方法在新生代植物群的古年均温定量重建研究中得到了广泛的应用。目前基于世界不同地区现代植被的研究表明,尽管全缘叶物种百分比与年均温存在很好的相关性,但其相关性具有地区差异性。本文旨在总结叶缘分析法的研究进展,并介绍基于中国植被建立的叶缘—年均温中国模型;同时,采用该模型重建了中国新生代不同时期植物群的古年均温,且与前人采用其它模型得到的年均温重建值相比较。结果表明,叶缘—年均温中国模型能够有效地重建中国新生代植物群的古年均温值。     

浙闽粤东部地热场研究及其意义

根据研究区的现今地表温泉温度、地温梯度、地表热流值及地壳结构，恢复了古地热场，计算了各期岩浆活动产生的瞬时古地温梯度，初步探讨了研究区的热源及有机质热演化史。指出地幔热流是控制区域性地热场的主要因素，岩浆热流控制了局部高地热场的分布，构造活动产生的剪切热流对俯冲带及剪切带的瞬时古地热场有重要影响。研究区的有机质成熟度在总体处于过成熟的背景下，仍存在局部的成熟或成熟晚阶段的异常区，有可能成为最重要的     

四川盆地原油裂解气的有利地温场分布及其演化特征

为了确定四川盆地原油裂解气的有利分布区,利用镜质体反射率古温标重建了四川盆地的热演化史,分析了四川盆地下三叠统飞仙关组原油裂解的有利地温场分布范围及其演化特征。结果表明：四川盆地各构造单元自三叠纪以来的热流演化是不一致的,川东北地区热流在地质历史时期最低,川中地区热流也较低,而川西北和川西地区热流演化最高,这种差异与青藏高原隆升及峨眉山玄武岩地幔柱有关;四川盆地在二叠纪时期热流明显高于其他时期,但高热流持续时间较短,这主要受岩浆侵入的影响;四川盆地飞仙关组原油裂解气的有利地温分布区是不断变化的,侏罗纪末期其几乎遍及整个四川盆地,白垩纪末期其范围缩小,古近纪末期其收缩至川西和川中部分地区,现今范围则最小,主要分布在川西部分地区;控制原油裂解气分布区的主要因素是古地温场,尤其是地温最高时期的地温场,而与现今地温场的关系并不密切。     

鄂西-渝东地区热史恢复及烃源岩成烃史

根据鄂西—渝东地区镜质体反射率数据进行的热史恢复结果表明:该区在晚二叠世初期达到最高古热流(可达68~78mW/m²,地表热流),从晚二叠世初到现今古热流持续降低,在侏罗纪末期古热流平均为~54mW/m²(地表热流);鄂西—渝东地区中生界与新生界之间不整合面的剥蚀量可达1700~4000m。成烃史研究表明:鄂西—渝东地区志留系烃源岩在晚志留世—早二叠世进入生油高峰,在早-中三叠世进入生气期,中侏罗世晚期进入过成熟干气阶段,快速生烃时期是在晚志留世、二叠纪—中三叠世及早-中侏罗世;而二叠系烃源岩在早三叠世进入生油门限,于中-晚三叠世达到生油高峰,在中-晚侏罗世进入生气期,晚侏罗世晚期进入过成熟,快速生烃时期是在早-中三叠世及侏罗纪。     

湘东（北）隆起区上地壳化学成分估计及其与成矿的关系

依据区内地层及地球物理资料借鉴邻区资料建立了区域上地壳结构模型，然后依据模型对上地壳常，微量元素含量进行系统统计计算，获得了上地壳常，微量元素丰度，根据上地壳中放射性生热元素丰度，初步估计了上地壳古热流。     

沉积盆地热史恢复的一种优化方法

沉积盆地的热史恢复可在岩石圈和盆地两个尺度上进行。在盆地尺度上可利用地层中的镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、氢指数、矿物或流体包裹体等各种古温标来反演地层热历史和盆地热流史。利用古温标进行热史恢复可分为正演和反演两种途径 ,在实际工作中通常采用正演的方法进行计算 (Ｊ .Ｊ .Ｓｗｅｅｎｅｙ和Ａ .Ｋ .Ｂｕｒｎｈａｍ ,1990 ;Ｉ.Ｒ .Ｄｕｄｄｙｅｔａｌ.,1991;胡圣标等 ,1998,1999)。本文提出的正反演相结合最优化方法则首先建立反映古温标计算值与实测值差异的目标函数 ,然后以现今大地热流 (或地温梯度 )与地表温度为初始条…     

中国东北地区地热资源及热结构分析

在我国东北地区，盆地的热流高而在山区和地台区（额尔古纳和佳木斯地台）热流较低，通过对该区的研究发现，在地壳和上地幔中莫霍面埋深，高导层埋深和热流值之间存在着密切的联系，通过对该区热流数据分析我们可以得到这样的结论：该区的地壳和上地幔的热结构引起了热流分布的变化。计算结果还表明，该区地台的地幔热流，地壳中10km以下和10km以上的热流对地表热流的贡献不同。该区松辽盆地中广泛分布着传导型中低温地热资源，对松辽盆地地热资源的开发利用有着广泛的前景。最后结合已有的地质和物探资料，还给出了长白山天池火山地区长白温泉地热系统的概念性模型。     

碳酸盐岩团簇同位素约束下的川东地区二叠系热演化

有效古温标的缺乏制约了碳酸盐岩层系热史的研究,团簇同位素作为一种新兴古温标,对碳酸盐岩层系热史重建具有重要意义。四川盆地二叠系是天然气勘探开发的重点层系,本文通过对川东地区二叠系碳酸盐岩样品进行团簇同位素测试,联合镜质组反射率重建了二叠纪以来的热史,在此基础上明确了二叠系烃源岩的热演化,并讨论了峨眉山地幔柱对川东热体制的影响。川东地区碳酸盐岩的团簇同位素温度在101. 7~178. 7℃,利用交换/扩散模型进行热史模拟认为：川东地区晚白垩世古温度最高,最高古温度在213~225℃,古地温梯度在23~33 ℃/km;川东地区二叠纪古热流最高,最高古热流约为55~70 mW/m 2,二叠纪之后热流逐渐降低至现今大地热流。烃源岩热演化分析认为：川东地区二叠系烃源岩热演化具有阶段性,热演化受控于构造运动,受印支期运动和燕山 喜马拉雅期运动影响存在两期热演化停滞,晚白垩世达到最高古温度后停止生烃,现今处于生气阶段。川东地区二叠纪热流值和烃源岩热演化主要受到地壳拉张减薄作用的影响,受峨眉山地幔柱的影响较小且具有局限性。     

古高程计：氢氧同位素的新应用

定量恢复高大地形的古高程是地质学家一直以来追求的目标，将自生矿物中氢氧同位素用作古高程计的历史不长，这种方法还有很大的应用潜力，可用到比新生代更古老的时期。根据与气团上升和水汽凝结的热动力学性质相关的瑞利平衡分馏原理，建立了这种古高程计的热动力模型，这个模型应用简便，适用于纬度小于35°的地区。区域性经验关系的方法误差较小，但也有计算繁琐、适用区域有限的不足。以上两种方法的计算精度均有待于提高。研究中使用方解石作为样品最普遍，在方解石、高岭石、蒙脱石和针铁石等矿物中,究竟使用哪种推算古高程产生的误差更小，还需进一步研究。     

涟源地区测水组,龙潭组煤热演化史及生烃特征

本文建立了湘中涟源地区测水组、龙潭组煤的古地温地质模式。在此基础上，分析了研究区测水组、龙潭组的煤自沉积以来经历了深成热演化期、区域岩浆热演化期、低地热流演化期三个热演化和生烃特征。     

土的含水率AHFO法测量中分段函数模型建立

主动加热光纤法(Actively Heated Fiber Optic method,简称AHFO)实现了土的含水率大面积连续性测量,但该方法中采用的数学模型还不完善。通过试验测试了AHFO法中采用的几种常用数学模型,在此基础上提出了分段函数模型,并通过试验对分段函数模型的计算结果进行了论证。研究结果表明:指数函数模型获得的土的含水率结果误差较大;幂函数和对数函数模型获得的结果误差较小但整体值偏大;线性模型获得的结果误差最小,但在含水率较小时,测值偏小;分段函数模型对土的整个含水率变化范围内的含水率测定都具有很高的精度,绝对误差平均值达到了1.16%,可以满足土的含水率测试要求。分段函数模型的提出,对提高土的含水率AHFO法测定精度和促进方法的推广具有重要意义。     

黑水-泉州地学断面四川盆地区段的地壳热结构模型及热演化史

在讨论黑水─泉州地学断面四川盆地区段地壳结构基本特征的基础上，采用一维稳态热传导方程计算了该区段内14个点的不同构造层段的古地温和古热流值，建立了地壳然结构模型，并对沉积盖层的热演化史进行了探讨。结果表明，四川盆地在晚三叠世末到晚侏罗世末这一时期是热演化程度最高的时期，且在晚侏罗世末期已趋于热均衡状态。各地区各构造层段具有不同的热结构特征和热演化史，它总体上受控于岩石圈厚度及莫霍面的理深，局部受控于各构造层的厚度、物性特征及岩浆活动等因素。     

前寒武纪矿床地质研究中的几个问题

本文仅就目前矿床地质研究中应注意的几个问题作一简述。这些问题是：（１）金属矿床在地史演化过程中的分布规律，（２）古地台、大陆边缘和裂谷带是矿床集中的地区，（３）地热流问题，（４）深部找矿问题。     

临清坳陷热史及其与油气的关系

利用Ｒｏｙｄｅｎ和Ｋｅｅｎ的裂谷伸展模型的大地热流方程，对临清坳陷热演化史进行模拟，结果表明，古热流大于今热流，坳陷是逐渐为冷的，通过建立镜煤反射率Ｒ０与成熟度参数Ｃ的关系式，从而定量地描述有机质成熟度史和沉积物向油气转化的程度，深洼陷中沙一段至沙三段均进入性油门限，沙四段及其以下进入湿气，凝析油及干气阶段，洼陷中浅部沙二段至沙四段位于生油门限之内，故坳陷内可望找到油气。