利用磷灰石裂变径迹法研究鄂尔多斯盆地地热史

本文应用磷灰石裂变径迹法研究了鄂尔多斯盆地的热历史．不同构造单元的磷灰石裂变径迹分析资料表明：在中生代晚期,地温梯度为３．３－４．１℃／１００ｍ,大地热流值为８１－９５ｍＷ／ｍ２,高于盆地现今的平均地温梯度（２．８０℃／１００ｍ）及平均大地热流值（６３ｍＷ／ｍ２）．这次热事件有利于油气的生成、运移及大气田的形成．另外,在２０－２３Ｍａ前,发生了一期显著的冷却事件．     

青藏高原东南部楚雄盆地构造-热演化史及其与油气关系

青藏高原东南部是构造最为活跃、变形最强烈的地区之一.楚雄盆地作为青藏高原东南部重要的中生代含油气叠合盆地,其演化历史复杂,后期改造强烈,热演化史研究薄弱.恢复楚雄盆地构造-热演化史对系统评价盆地油气资源和深入认识青藏高原东南部的构造变形过程有重要意义.本文研究在楚雄盆地全盆地系统采集了裂变径迹样品,分析确定了盆地的抬升过程,结合大量镜质体反射率（R_O）、包裹体测温等古温标,系统恢复了楚雄盆地构造-热演化史.裂变径迹研究结果表明楚雄断裂以西靠近哀牢山—红河断裂带地区的冷却年龄在41.9~72.7 Ma之间,主要为始新世41.9~55.5 Ma;楚雄断裂以东冷却年龄在20.0~38.4 Ma之间,主要为渐新世-早中新世.楚雄盆地抬升过程总体具有西早东晚的特征,主体部位20~38.4 Ma以来有一次快速抬升冷却过程.楚雄盆地三叠系热演化程度高,R_O异常高值与火成岩活动密切相关.热演化史研究表明三叠系最大古地温在上新世之前达到,最高古地温梯度可达30℃·km^-1.三叠系烃源岩在侏罗纪开始生烃,白垩纪为主要生烃期,古新世-始新世主要为过成熟生干气阶段.渐新世以来盆地整体抬升,地层温度降低,生烃作用减弱.楚雄盆地构造-热演化史除了受火成岩影响外,还与印度和欧亚板块的碰撞及哀牢山—红河断裂带的活动密切相关.

     

Late Cretaceous-Cenozoic Exhumation History of the Lüliang Mountains, North China Craton: Constraint from Fission-track Thermochronology

The Lüliang Mountains, located in the North China Craton, is a relatively stable block, but it has experienced uplift and denudation since the late Mesozoic. We hence aim to explore its time and rate of the exhumation by the fission-track method. The results show that, no matter what type rocks are, the pooled ages of zircon and apatite fission-track range from 60.0 to 93.7 Ma and 28.6 to 43.3 Ma, respectively; all of the apatite fission-track length distributions are unimodal and yield a mean length of ~13?μm; and the thermal history modeling results based on apatite fission-track data indicate that the time-temperature paths exhibit similar patterns and the cooling has been accelerated for each sample since the Pliocene (c.5 Ma). Therefore, we can conclude that a successive cooling, probably involving two slow (during c.75-35 Ma and 35-5 Ma) and one rapid (during c.5 Ma-0 Ma) cooling, has occurred through the exhumation of the Lüliang Mountains since the late Cretaceous. The maximum exhumation is more than 5 km under a steady-state geothermal gradient of 35°C/km. Combined with the tectonic setting, this exhumation may be the resultant effect from the surrounding plate interactions, and it has been accelerated since c.5 Ma predominantly due to the India-Eurasia collision.     

Cenozoic Exhumation of Larsemann Hills,East Antarctica: Evidence from Apatite Fission-track Thermochronology

<正>Does Cenozoic exhumation occur in the Larsemann Hills,East Antarctica? In the present paper,we conducted an apatite fission-track thermochronologic study across the Larsemann Hills of East Antarctica.Our work reveals a Cenozoic exhumation event at 49.8±12 Ma,which we interpret to be a result of exhumation caused by crustal extension.Within the uncertainty of our age determination, the timing of extension in East Antarctica determined by our study is coeval with the onset time of rifting in West Antarctica at c.55 Ma.The apatite fission-track cooling ages vary systematically in space, indicating a coherent block rotation of the Larsemann Hills region from c.50 Ma to c.10 Ma.This pattern of block tilting was locally disrupted by normal faulting along the Larsemann Hills detachment fault at c.5.4 Ma.The regional extension in the Larsemann Hills,East Antarctica was the result of tectonic evolution in this area,and may be related to the global extension.Through the discussion of Pan-Gondwanaland movement,and Mesozoic and Cenozoic extensions in West and East Antarctica and adjacent areas,we suggest that the protracted Cenozoic cooling over the Larsemann Hills area was caused by extensional tectonics related to separation and formation of the India Ocean at the time of Gondwanaland breakup.     

泰山新生代抬升的裂变径迹证据

对采自鲁西隆起泰山的16个样品进行了磷灰石／锆石裂变径迹分析。分析结果表明泰山在前新生代（晚元古代到晚白垩世）抬升缓慢，新生代以来抬升速度明显加快，共经历了48Ma、44～37Ma和23～20Ma三个抬升阶段，其中后两个阶段为快速抬升时期。新生代泰山快速抬升与济阳坳陷构造演化有着良好的隆-坳耦合关系，暗示44Ma之前鲁西隆起与济阳坳陷是一个相连的联合盆地，44～37Ma泰山的抬升将二者分开，抬升事件进而控制了坳陷中烃源岩的形成。新生代泰山抬升与渤海湾盆地及其周边山系的构造演化也存在对应关系。     

渤海湾盆地临清坳陷东部热演化历史和成烃史

利用磷灰石裂变径迹和镜质体反射率古温标模拟计算的临清坳陷热演化历史,古地温梯度在总体上是逐渐降低的:孔店组沉积时期为4.2~5.0℃/100m,沙河街组沉积末期地温梯度降低至3.4℃/100m±,但在东营组沉积末期地温梯度有一增高的现象(3.5℃/100m),这可能与东营组沉积末期的抬升剥蚀有关;馆陶组沉积末期降至3.2℃/100m,现今为3.0℃/100m。临清坳陷的现今地温分布和古地温梯度均低于邻区的济阳坳陷、昌潍坳陷、冀中坳陷及黄骅坳陷。这种坳陷之间热演化的差异可能与郯庐断裂的活动有关。构造沉降史的恢复表明:其次级单元莘县凹陷和德州凹陷的构造演化存在差异。正是由于这种构造演化的差异性导致了南部的莘县凹陷古地温梯度整体高于北部的德州凹陷。热演化历史的差异又决定了主要烃源岩生烃史的差别:德州凹陷烃源岩基本未进入成熟生烃状态,而莘县凹陷的主要烃源岩(孔店组和沙河街组四段)大都达到了较成熟或处在生油高峰状态。     

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。     

内蒙古银额盆地希热哈达地区中生代构造活动的磷灰石裂变径迹约束

银额盆地位于内蒙古西部,自古生代形成之后经历了多期次构造改造。燕山期构造运动使盆地经历了陆内盆山构造演化,并在白垩纪孕育了查干凹陷、居延海凹陷等一系列的生油凹陷,这些生油凹陷的构造演化过程还有待进一步研究。本文通过对银额盆地西北部希热哈达地区(居延海凹陷)的5口钻井开展磷灰石裂变径迹研究,揭示了研究区中生代构造演化史。8个样品的中心年龄为111±8~140±8Ma,径迹长度在12.1±1.9~12.8±2.2μm之间,各样品径迹长度分布具有单峰、负偏的特征。反映了在晚侏罗世—早白垩世时期,受燕山Ⅲ幕构造运动影响,研究区遭受抬升、剥蚀的构造事件。该时期是研究区主要抬升期,根据研究区部分钻井样品的镜质体反射率恢复中下侏罗统剥蚀厚度在1069.06~2503.73m之间,证明该时期抬升强烈,油气系统遭受破坏。同时,利用Hefty软件对8个样品开展的热史模拟较为一致地反应研究区在晚侏罗世之前达到最大埋深,之后在140~111Ma之间经历了短暂的快速抬升,进入磷灰石退火带温度范围(120℃左右)。此后较长时间内温度保持极为缓慢的降低,直至60~40Ma退出退火温度上限即生油门限温度,并持续至今,期间并无强烈的构造抬升。结合与银额盆地中部雅干地区和东部尚丹凹陷所开展工作(磷灰石裂变径迹记录年龄为90~113Ma,129~159Ma),证明银额盆地中生代时期存在差异隆升,不同构造位置受不同期次构造运动的影响也存在差异,为银额盆地构造演化研究提供了依据。     

伊犁盆地南缘隆升剥蚀及其盆地南部的沉积响应——利用磷灰石裂变径迹分析

分析了伊犁盆地南缘蚀源区14件磷灰石样品,其中南缘中西部10件,东部4件。磷灰石裂变径迹表观年龄及其与高程的关系、单颗粒年龄、封闭径迹分布特征表明,伊犁盆地南缘样品均遭受了不同程度的退火,但没有发生明显的区域性热事件。通过封闭径迹正演热史模拟得出,伊犁盆地南缘中新生代构造演化经历了三叠纪-侏罗纪晚期快速隆升,白垩纪-古近纪相对稳定和新构造快速隆升三个阶段。东西两段略有不同,西段隆升时间较早,样品所在地在早三叠世就开始强烈隆升,说明当时该处离原型盆地边界较近,而东段此时样品所在位置还可能接受沉积,直至中侏罗世末期才开始隆升剥蚀。侏罗纪原型盆地南部边界至少跨过大板煤矿,因为在该处出露中侏罗世西山窑组残留地层。相应的稳定阶段东段要滞后一些,稳定时间相对较短,西段该时段长达100Ma,而东段多在50～60Ma。新构造运动强烈活动的时间东段相对较早,局部地段在38Ma就开始隆升。盆地南缘沉积相带的发育特征和新近纪（或第四纪）内给出的电子自旋共振年龄（ESR）均说明,沉积对构造具明显的响应,盆缘快速隆升阶段其盆地内相应的沉积物较粗,相对稳定阶段对应的沉积较细或缺失。