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。     

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.     

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.     

白垩纪以来米仓山-汉南穹窿剥蚀过程及其构造意义：磷灰石裂变径迹的证据

报道了米仓山-汉南穹窿一带磷灰石裂变径迹分析结果,以制约该区白垩纪以来的剥蚀-演化历史.露头样品磷灰石裂变径迹年龄分布显示从汉南穹窿南部的核部地区向南至四川盆地北部裂变径迹的年龄逐渐变新,这与米仓山地区逆冲断裂以背驮式扩展的构造样式从汉南穹窿向南经米仓山褶皱-逆冲带发育到四川盆地北缘的构造模式相吻合.热模拟的结果显示米仓山-汉南穹窿经历了两期快速的剥蚀,其分别发生在白垩纪（约90 Ma之前）和15 Ma以来.研究区白垩纪的快速剥蚀反映了秦岭-大别造山带白垩纪的区域性剥蚀事件,这可能是对临区诸多构造事件（如西伯利亚-蒙古-中朝板块的碰撞,拉萨-羌塘-思茅-印支块体的碰撞,太平洋板块向欧亚板块的俯冲及其相关的岩浆活动）远场效应的响应;约15 Ma以来的快速剥蚀是对青藏高原隆升向东北方向传递的响应.     

江汉盆地热流史、沉积构造演化与热事件

江汉盆地是我国前新生代海相油气勘探的重要领域之一,为研究海相烃源岩的热演化史提供地热学参数,以镜质体反射率(Ro)为古温标进行热史反演,获得了盆地的热流史.印支运动以前,盆地基底热流为50～55mW/m2;晚印支－早燕山期,热流整体升高;不同构造单元达到最高古热流的时间不同,潜北断裂以北,157Ma左右达到最高古热流（～72 mW/m2）,潜北断裂以南,43 Ma左右达到最高古热流（71～76 mW/m2）;晚喜山期,热流迅速降低,盆地快速冷却.盆地热流史和沉积构造演化、岩浆活动热事件的耦合关系表现为:印支运动以前,海相盆地稳定建造阶段为统一的低热流背景,岩浆活动微弱;晚印支－早燕山期,构造活动性增强产生深部热搅动,热流整体升高;中燕山期挤压改造变形阶段热流值的高低受控于岩浆活动热事件的分区表现,盆地基底热流表现为北降南升;晚燕山－早喜山期,陆相伸展盆地建造与叠加改造阶段,岩浆活动热事件的区域特征决定热背景分区;晚喜山期,盆地萎缩,为热流值降低的冷却过程.     

江汉盆地钻井地温测量和大地热流分布

盆地的稳态温度是分析地温场和大地热流的基础,是盆地构造热演化的必要前提。本文根据最新获得的9口钻井的稳态温度数据和124块岩石热导率,结合已有资料对江汉盆地地温梯度和大地热流进行了系统分析。结果显示江汉盆地热流41.9～60.9 mW/m~2,平均52.3mW/m~2,盆地总体表现为较低的大地热流,反映了中新生代以来构造活动逐渐减弱,盆地不断冷却的结果;从盆地内热流分布看,热流分布南高北低,反映了江汉盆地构造活动的不均一性。     

秦岭-大别-苏鲁造山带白垩纪以来的抬升冷却史——低温年代学数据约束

总计100个新的磷灰石裂变径迹数据提供了从整体上探讨晚中生代以来抬升冷却史的年代学数据。这些切过东秦岭至黄陵背斜、穿过桐柏至扬子前陆冲断带以及大别和苏鲁超高压变质岩带,南秦岭的裂变径迹年龄与扬子内的黄陵背斜相似,而北秦岭则与桐柏-大别-苏鲁相当。从北秦岭到大别,裂变径迹年龄趋于减小,但过郯庐断裂到苏鲁则略有增加。与我国西部造山带裂变径迹年龄格局相较,桐柏-大别-苏鲁带与西部各造山带显然不是处于同一挤压变形体制下。相对于超高压岩石早期快速的阶段性抬升,即岩浆活动期(～120Ma)后的抬升要和缓得多;相对于其它地质单元,扬子前陆冲断带、黄陵背斜和南秦岭在岩浆活动期后即抬升冷却到了磷灰石裂变径迹封闭温度(～110℃)对应的深度。基于裂变径迹数据和相关Ar/Ar 和 K-Ar 数据进行的冷却史模拟结果显示:全区均表现为相似的三阶段冷却过程:(1)白垩纪早期开始快速抬升至磷灰石裂变径迹退火带的冷却阶段;(2)随后的处于部分退火带的缓慢冷却阶段;(3)上新世以来的加速抬升过程。现今的磷灰石裂变径迹年龄格局基本上受控于白垩纪的快速抬升冷却事件,但最后为晚期活动断裂所定格。     

从钻井测温曲线看地下水流方向及油气储藏条件——以川东南地区丁山1井为例

实测丁山1井测温曲线显示:温度向井底持续升高,井口温度25℃左右,井底温度107.5℃。温度曲线在1 000～3 000 m深度范围内出现"上凸"的扰动现象。现今平均地温梯度纵向上分段明显:三叠系及二叠系地层平均地温梯度为23.94℃/km;志留系和奥陶系地层平均地温梯度较大,为37.27℃/km;寒武系地层平均地温梯度较低,为16.65℃/100m。根据地温梯度分段性特征与地层热导率、地层岩性的相关性分析认为地下流体垂向上升运动造成了温度曲线扰动。进而推断出下奥陶统—中寒武统的地层具有较高的孔隙度和渗透率,而中奥陶统—志留系的地层则具有良好的封堵性,而这种上盖下储的地层组合,对油气成藏较为有利,反映了川东南地区下组合良好的油气储藏条件。     

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。