用边界单元法模拟二维地温场的地形影响

地形对地温场产生影响。在地形起伏较大地区，热流的实例值必须校正。本文用边界单元法模拟二维地温场的地形影响。与有限单元法比较，边界单元法具有单元剖分简单、剖分后的地形与实际地形拟合度高的优点。本文的计算结果与解析解、有限单元法的结果符合。     

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。     

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.     

热与克拉通破坏

大陆克拉通是地球表面上相对稳定的构造单元。从地热学的角度考虑,克拉通岩石圈的稳定意味着地表热流等于对流地幔岩石圈底部提供的热流加上岩石圈内部由放射性衰变产生的热量。太古代稳定克拉通一般具有冷的地热特征,且处于热平衡状态。打破克拉通热平衡的因素有多种,如岩石圈地幔的放射性生热、来自深部的地幔柱、板块俯冲等。华北是全球古老克拉通遭受破坏最明显和最典型的地区,其破坏与中生代太平洋板块向东亚的深俯冲密切相关。古太平洋板块快速俯冲并停滞在地幔转换带脱水、形成宽约1 000 km的低粘大地幔楔,导致地幔对流增强。在活跃地幔对流的热侵蚀与橄榄岩-熔体相互作用共同作用下,华北克拉通在中生代期间迅速减薄。经过中生代加热减薄的华北克拉通岩石圈强度显著变弱,在俯冲板块后撤作用下,岩石圈拉张并进一步减薄,地表热流升高。华北克拉通破坏是一个漫长的历程,期间大地热流的演化特征呈现出由中生代以前的低值演化至新生代的高值再过渡到现今的中等状态（接近全球大陆平均值）。     

晚喜山期以来四川盆地构造-热演化模拟

四川盆地位于扬子板块西缘,是我国重要的含油气盆地之一.25 Ma以来的晚喜山期是四川盆地构造-热演化的重要时期,此时,盆地大部分区域受到挤压处于隆升剥蚀的构造动力学环境.本文采用有限元数值模拟方法,基于二维瞬态热传导(含平流项)的基本方程,并引入修正的Airy均衡理论模型,通过覆盖全盆地的八条剖面模拟研究了晚喜山期以来四川盆地的构造-热演化特征,且利用现今大地热流对模拟结果进行了有效约束.模拟结果显示在晚喜山期(~25 Ma)川中地区地表热流较高,为60~64 mW/m²;川西南地区次之,为60~62 mW/m²;川东北地区最低,为50~54 mW/m².该期基底热流,也是川中隆起区热流高,川东北强烈剥蚀区热流低.热流的空间分布特征揭示了四川盆地深部动力学机制.四川盆地晚喜山期以来,抬升剥蚀作用降低了其地表热流和基底热流,其降低幅度与对应的剥蚀速率相关,即剥蚀速率越大,这种降低作用越明显.     

南海北部神狐海域甲烷水合物BHSZ与BSR的比较研究

天然气水合物(主要是甲烷水合物)因其重要的资源、环境意义越来越受人们关注.其在海底沉积物中的稳定存在及分布受温度、压力、甲烷供应量等因素的控制,勘探工作中,经常把似海底反射层(BSR)对应于甲烷水合物的稳定带底界(BHSZ).通过对南海北部地区甲烷水合物BHSZ与BSR的对比研究,我们发现在南海北部部分地区二者并不一致,二者之间的误差较大且呈一定的规律性分布,在神狐地区北部,水深较浅、沉积速率较快,BHSZ与BSR的误差为负,绝对值达192%;而在水深较深、基底为隆起的、沉积速率相对慢的神狐东南部,BHSZ与BSR的误差逐渐过渡到为正值,误差约为45%,我们综合分析了由速度-深度关系、BSR深度处反射时间、海底温度、平均热导率、静水/静岩压力模型、水合物稳定P-T方程等参数、流体活动性等计算参数可导致的的误差范围,最后认为导致BHSZ与BSR之间误差的主要因素可能是对BSR的理论认识上,在南海北部地区地震反射识别的部分BSR对应的可能是游离气带顶界(TFGZ)或古BSR或仅仅是由近水平地层或不整合面封存的含气层,而非传统意义上对应于BHSZ的BSR.而造成BHSZ与BSR规律性分布的基础地质因素则可能为在张裂基底上不同构造部位发育的不同的沉降、沉积过程及其热响应,进而造成不同的甲烷生成量、聚集量以及不同的水合物系统相对沉积物的迁移速率,最后产生不同深度的游离气顶界或不同深度的残留异常"古BSR"或含气层.     

珠江口盆地大地热流特征及其与热岩石圈厚度的关系

沉积盆地现今热流特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的必要约束条件,其总体变化趋势与热岩石圈厚度密切相关.本文根据新收集的珠江口盆地19口钻井温度数据,新增计算了19个大地热流数据,其中12个数据位于深水区（水深大于300 m）,丰富了该盆地深水区钻井地热数据.结合前人研究成果,绘制了该盆地的大地热流图,并分析了其热流分布特征.在此基础上通过求解一维热传导方程,计算得到36口井位处的热岩石圈厚度,量化了盆地大地热流与热岩石圈厚度间的关系.结果显示,珠江口盆地大地热流值介于24.2~121.0 mW·m^-2,平均71.8±13.6 mW·m^-2,新增盆地深水区钻井平均热流值高达84.5±4.4 mW·m^-2.大地热流分布整体上从陆架区到陆坡区升高,而热岩石圈厚度整体分布趋势与大地热流相反.大地热流与热岩石圈厚度间存在良好的指数相关性.     

琼东南盆地深水区新生代海底扇沉积演化——以宝南断阶带为例

琼东南盆地深水区是油气勘探的重要领域,大型储集体的发育条件及预测研究对该领域下一步的勘探至关重要。以钻井、测井、高精度三维地震等资料为基础,应用井震精细标定、骨架砂体雕刻和高精度三维地貌叠合等技术手段,对琼东南盆地深水区宝南断阶带的物源方向和海底扇展布规律进行了精细研究。结果表明:①宝南断阶带的主物源来自南部隆起;②研究区内主要发育永乐C-1和永乐D-1两个大型海底扇,扇体纵向上多期叠置,扇体内部沟通下伏烃源岩的断裂发育,成藏条件优越,具有重要的勘探意义。     

四川盆地西北地区热流史及烃源岩演化

根据四川盆地西北地区镜质体反射率数据(Ro)进行的埋藏史和热史恢复结果表明:该地区中生界与新生界之间不整合面的剥蚀量在1000～2500 m之间.该区在晚二叠世初期达到最高古热流,研究区南部最高古热流达～100 mW/m2,研究区北部为～70 mW/m2.从晚二叠世初到现今古热流持续降低,在～220 Ma时古热流平均为～54 mW/m2.下二叠统烃源岩在二叠纪末达到生油门限.研究区南部,下二叠统及下伏古生代烃源岩短时间内经历了超高古地温,因此具有一次性生烃且生烃时代久远(中二叠世之前)的特点,研究区北部的中、下二叠统和下伏古生代烃源岩存在二次或多次生烃.上二叠统烃源岩在三叠纪达到生油门限并进入生油高峰(成熟早期),之后在侏罗纪和白垩纪又有两次生烃过程.三叠系烃源岩的演化特征与上二叠统相似.