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.     

南海北部深水区盆地热历史及烃源岩热演化研究

南海北部深水区是中国重要的油气潜力区.本文在前人对其现今地温场和正演热史研究的基础上,利用磷灰石(U-Th)/He和镜质体反射率(Ro)数据对根据拉张盆地模型正演获得的热历史进行了进一步约束,并在此基础上对南海北部深水区的烃源岩热演化进行了研究.研究结果表明基于盆地构造演化模型的正演热历史可以作为烃源岩热演化计算的热史基础,而盆地内主力烃源岩热演化计算结果显示:南海北部深水区存在4个生烃中心,即珠江口盆地的白云凹陷和琼东南盆地的乐东凹陷、陵水凹陷和松南凹陷,生烃中心烃源岩有机质现今处于过成熟状态,以生气为主;受盆地基底热流显著升高的影响,32~23.3 Ma时段为南海北部深水区烃源岩快速成熟阶段,琼东南盆地烃源岩有机质现今(2.48 Ma后)还存在一期加速成熟过程,而珠江口盆地则不存在此期快速成熟过程.     

琼东南盆地长昌凹陷火成岩侵入体对温度场及烃源岩成熟度的影响

最新地震资料显示,琼东南盆地深水区长昌凹陷内部分布着多个火成岩侵入体,单个侵入体的面积可超过300 km2,高(厚)度约为10 km.本文基于有限元方法的二维剖面地温场模拟,分析了研究区位于同一条地震测线上的三个不同规模侵入体对温度场的影响,并结合热史恢复方法及Easy%Ro模型,定量评价了侵入体对距其2 km及5 km处人工井崖城组烃源岩有机质成熟度Ro的影响.结果表明,凹陷内火成岩侵入体对温度场有显著影响的时限不超过1 Ma,5 Ma以后影响非常微弱,10 Ma以后侵入体温度与围岩温度基本一致;侵入体对烃源岩有机质成熟度的影响随侵入体的规模、距侵入体的距离不同而不同,规模最大侵入体对距其2 km处崖城组烃源岩成熟度Ro的影响可达1.6%,而对距其5 km处的烃源岩成熟度影响较小.     

江汉盆地烃源岩中甲基化烷基色瞒系列的分布及其与成熟度的关系

分析研究了江汉盐湖盆地明钾1井古近系潜江组烃源岩的芳烃馏份中甲基化烷基色瞒的分布和相对组成及其变化.研究结果表明甲基化烷基色瞒系列的分布特征与古沉积环境的盐度关系密切,盐湖相形成的潜一至潜三段烃源岩具有甲基和二甲基烷基色瞒的优势,而非盐湖相形成的潜四段烃源岩呈现出以三甲基烷基色瞒为主,且这一分布特征与表征沉积环境盐度变化特定的生物标志物组合如低的姥植比、高伽马蜡烷指数和富含有机硫化物等具有协同变化.二甲基色瞒比值(5,8-二甲基色瞒/7,8-二甲基色瞒)与烃源岩中镜质体反射率Ro和烃源岩埋藏深度间存在良好的相关关系,且这一关系在镜质体反射率Ro小于0.65%的低成熟阶段特别明显,表明该比值是一个在低成熟阶段对有机质热演化程度的变化十分敏感的芳烃成熟度指标.     

伊洛瓦底盆地热-沉降史模拟及构造-热演化特征

本文首先运用EASY% Ro反演法对伊洛瓦底盆地由北向南进行了热史的恢复,北部钦敦凹陷的平均古地温梯度为13.0~15.0 ℃/km,中部沙林凹陷的平均古地温梯度为18.0~22.0 ℃/km,南部三角洲凹陷的平均古地温梯度为33.0~37.0 ℃/km.从模拟结果可以看出,盆地由北向南地温梯度逐渐升高,生烃门限的深度由深变浅.然后模拟了盆地的构造沉降史.模拟结果表明,盆地具有幕式构造沉降特征,这反映了伊洛瓦底盆地可能处于弧间或弧后的构造背景.伊洛瓦底盆地北部和南部具有不同幕次的构造沉降史,北部在早始新世时期（53~51 Ma）经历了一幕拉伸过程,然后进入了热沉降期,并伴随局部的快速隆升;南部则经历了两幕拉张过程,分别是在早始新世时期（53~51 Ma）和中中新世时期（21~13 Ma）.盆地的这种南北构造沉降的差异很可能是造成盆地地温梯度北低南高的原因.     

准噶尔盆地南缘芦草沟组烃源岩产状、热演化历史与烃的初次运移过程

芦草沟组油页岩在准噶尔盆地南缘地表广泛出露.对该油页岩进行了取样并对其进行了显微结构、矿物学及地球化学的详细研究,主要包括薄片岩石学、U-V荧光岩石学、X射线衍射、镜质体反射率、沥青反射率、流体包裹体和激光拉曼光谱分析.研究认为岩石基质中的有机质呈分散状态,而岩石纹层界面(后来演化为缝合线)和微裂隙中的有机质呈现定向性的流动状态.结合对有机质成熟度的追踪研究发现,测得的镜质体反射率(Ro)在分散的干酪根中最低(0.64%),而在缝合线中较高,其中定向排列的镜质体为0.72%,运移沥青为2.38%;拉曼光谱分析证实,含烃流体包裹体的均一温度也有明显的阶段性,由岩石纹层界面的178.5℃增长到垂直微裂隙中的222℃.这些现象综合反映了从源岩热成熟的晚期到初次运移早期伴随着流体散失的热演化过程.显然,烃源岩中有机质产状是烃类初次运移的痕迹,岩石纹层界面和微裂隙是含烃流体运移的主要输导通道.从早期的烃汇聚到缝合线的阶段,到沿纹层界面水平运移阶段,再到后期的沿微裂隙垂向运移阶段,有机质的成熟度逐渐提高.     

南海礼乐盆地新生代构造热演化特征及其影响因素

为深入认识新生代礼乐盆地的热体制特征,利用耦合岩石圈变形、热演化和沉积过程的热力学数值模型,重建了8条骨干剖面的构造热演化史,并对主要构造单元的热体制进行了分析.结果表明：张裂阶段,热流总体上随时间增加,张裂结束时,海底热流一般介于70~80 mW·m^-2,基底浅埋区热流高于邻近凹陷区内热流;裂后阶段,非礁体发育区热流逐渐降低,现今海底热流一般介于65~70 mW·m^-2,局部区域热流因岩体侵位而有所增高,礁体发育区受到礁体与周围海水热交换的影响,海底热流降低或为负值,而基底热流可以达到70 mW·m^-2左右.进一步分析表明,礼乐盆地新生代热体制主要是在古近纪岩石圈强烈减薄基础上,叠加了晚期岩浆侵位、基底起伏、沉积过程以及海底地形等局部因素影响的结果,礁体发育区热体制还受到礁体与周围海水热交换的影响;盆地凹陷中心区生油门限深度一般介于2000~2500 mbsf,门限温度介于90~110℃;礁体发育区生油门限深度明显大于邻近的北1凹陷沉积中心区.

     

江汉盆地构造模式和演化及其与中强地震关系研究

本文通过对江汉盆地地震物探的剖析,结合该地区大地构造环境特点,指出盆地主要有三个发展阶段组成:前陆盆地阶段(中三叠-晚侏罗纪),主要受秦岭大别逆冲推覆,前缘挠曲形成前陆盆地,同期形成NW向和NEE-EW向两组断裂,从而奠定了盆地棋盘格网构造体系;断陷盆地阶段(白垩纪-老第三纪),断裂由原逆冲或逆走滑转变为正断性质,且控制盆地沉积中心,同时盆地发生顺时针旋转,岩浆活动强烈;新第三纪以来盆地阶段,盆地以坳陷为主,整体下降,表现为断裂对盆地沉积控制明显减弱,岩浆活动停止. 根据石油物探剖面建立了盆地的构造格架,即盆地内两组断裂及其形成的狭窄低凸起/地垒条带将盆地分为4个NNW向展布和3个NEE向展布凹陷带. 盆地地壳结构和小震分布及震源机制解显示地震集中在沉降最大的潜江-沔阳凹陷带附近,震源深度优势分布在15 km左右,即盆地基底附近.     

峨眉山超级地幔柱对四川盆地烃源岩热演化的影响

四川盆地的构造、热演化与峨眉山超级地幔柱有密切关系.峨眉山超级地幔柱对四川盆地中二叠统之下的烃源岩热演化有着十分重要的影响.在四川盆地热历史恢复的基础上,研究了峨眉山超级地幔柱对盆地内烃源岩,特别是中二叠统之下的古生界烃源岩热演化的影响.结果表明,中二叠统及下伏烃源岩的热演化受中晚二叠世发生在盆地西南方向的峨眉山超级地幔柱的影响巨大,且具地区差异性.即在靠近峨眉山地幔柱中心的地区,有机质迅速成熟并达到其成熟度的最高值(以H1井为代表),古生界烃源岩迅速进入过成熟,此后未有二次生烃;而远离峨眉山地幔柱的盆地大部分地区,古生界烃源岩在二叠纪以来具有多次生烃过程.中生界烃源岩热演化,主要和前陆盆地阶段的构造过程包括前陆沉积和断裂的逆冲推覆等相关. 在烃源岩有机质成熟度演化史的基础上,从盆地热史和烃源岩热演化的角度指出了下二叠统及之下烃源层在四川盆地不同地区油气勘探中的不同意义.     

叠合盆地构造热演化模拟方法研究——以江汉盆地为例

基于地球动力学的构造-热演化方法是沉积盆地热史研究的重要方法之一.本文以江汉盆地宜随大剖面为例,采用平衡剖面方法对叠合盆地复杂、漫长的演化历史进行构造恢复,采用多期有限拉张-挤压应变速率法进行古热流反演,最后得到盆地的古地温场.由此,建立了构造恢复—盆地基底热流反演—岩石圈尺度温度结构—沉积盆地尺度温度结构的多期伸展、挤压模型的热模拟方法流程,实现了岩石圈尺度的热模拟与盆地尺度的热模拟相结合.     

下扬子中生代构造-热事件及其对海相烃源岩生烃的影响

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T3-J2),燕山期(J3-K1)构造-热事件,沉积盆地达到最高古热流的时间大约为130~110 Ma.古温标镜质体反射率热史反演结果揭示句容地区最高地表古热流达到~94 mW·m-2,泰兴地区为~78 mW·m-2,热事件的强度由西至东减弱.基于EASY%Ro模型的生烃史正演结果揭示:寒武系烃源岩在常州地区主生气期为早二叠世晚期至晚三叠世末,在句容、泰兴地区主生气期为晚三叠世-早白垩世.由于T3-J1-2前陆盆地沉积和早白垩世岩浆活动热事件的双重作用,海相烃源岩有机质在早白垩世末达到最高古地温.虽然K2-E期间在句容、泰兴和常州部分地区具有一定的沉降幅度,甚至使得部分地区海相烃源岩的埋深超过早期的埋深,但由于K2以来大地热流降低,海相烃源层地层温度却低于早期的地温,有机质未能普遍进一步增熟生烃,即这些地区不存在大面积的二次生烃.     

六盘山盆地热历史的裂变径迹证据

研究盆地的热历史将为确定生烃过程和探勘目标提供重要制约因素。磷灰石裂变径迹研究表明，六盘山盆地白垩系地层经历两次埋深加热事件。第一次在白垩经末之前达到最高古地温，第二次在晚新生代约8MaB.P.之前达到最高古地温.第一次最高古地温要高于第二次最高古地温.晚新生代六盘山盆地古地温梯度为16℃/km.从白垩纪到新生代,六盘山盆地可能发生古地温梯度降低事件.三叠纪、中侏罗统烃源岩达到或超过生油高峰温度.白垩纪乃家河组和马东山组虽然进入生油窗温度范围,但未达到生油峰温度.按照古地温资料推断,三叠纪、中侏罗统烃源岩应为六盘山盆地主要生烃源岩,晚白垩纪之前应为六盘山盆地烃源岩的主要生烃阶段.     

四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化模式及主控因素

烃源岩热演化是含油气盆地烃源岩评价的基本内容之一,也是油气动态成藏研究的基础.通过系统分析地层沉积样式,结合盆地热史恢复结果,应用Easy%Ro化学动力学模型,模拟了四川盆地86口代表性钻井和200余口人工井点震旦系-下古生界烃源岩热演化史.结果表明,在盆地不同构造单元,下寒武统和下志留统烃源岩热演化特征存在明显差异,并据此建立了四种热演化模式:①加里东期成熟,早晚二叠世期间快速演化定型,以川南地区下寒武统烃源岩为代表;②加里东期未熟,早晚二叠世期间一次快速演化定型,以川西南下寒武统和川南下志留统烃源岩为代表;③加里东期成熟,晚海西-燕山期再次增熟,以川东、川北地区下寒武统烃源岩为代表;④加里东期未熟,晚海西-燕山期持续增熟,以川中地区下寒武统和川东、川北下志留统烃源岩为代表.通过对比研究沉积速率、热流和增温速率之间的耦合关系,剖析了四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化的控制因素,即川西南和川南局部地区主要受控于早晚二叠世期间峨眉山地幔柱和玄武岩的异常热效应,而盆地其它地区则受沉积地层埋深增热和盆地热流演化的共同作用,其中沉积地层埋深增热对烃源岩增温效应更加显著.     

鄂尔多斯盆地中-新生代岩石圈厚度演化——来自地热学的证据

盆地热历史可以为揭示深部动力学过程提供时间和空间上的连续信息. 本文利用镜质体反射率古温标模拟了鄂尔多斯盆地从东到西7口典型井的热历史, 并在此基础上计算了盆地中生代晚期、古近纪初期以及现今的"热"岩石圈厚度. 结果显示, 鄂尔多斯盆地在早白垩世末期经历了一次热流高峰, 热流值为73~78 mW/m2, 此后的热流值一直降低至今,现今的平均值61.8 mW/m2; 早白垩世末期盆地"热"岩石圈厚度也经历了一次减薄高峰, 平均"热"岩石圈厚度为65 km左右, 此后逐渐增厚至现今的125 km左右. 鄂尔多斯盆地现今"热"岩石圈厚度中等, 早古生代200 km的厚岩石圈已不存在; 早白垩世末期是其地质发展历史的一个重大变革期, 此时"热"岩石圈厚度发生减薄, 深部构造活动强烈导致浅部盆地抬升剥蚀剧烈, 周缘岩浆活动强烈, 多种能源矿产形成, 这与华北克拉通东部构造转折的时间以及华北克拉通破坏的高峰时限具有一致性.     

The relationship between methylated chromans and maturity of organic matter in the source rocks from Jianghan hypersaline basin

The distribution, the relative composition, and their variation of methylated chromans (MTTC) with maturation of organic matter in the source rocks from Mingjia 1 well, Jianghan hypersaline basin, have been analyzed and studied. There is a close relationship between the distribution of methylatd chromans and paleosalinity of depositional environment. In the Eq ₁–Eq ₃ source rocks deposited under hypersaline environment with lower Pr/Ph ratio, higher gammacerane index and abundant organic sulfur-containing compounds, methyl MTTC and dimethyl MTTC are main components, but in the Eq ₄ source rocks deposited non-hypersaline environment with relatively higher Pr/Ph ratio, lower gammacerane index and organic sulfur-containing compounds, trimethyl MTTC is a major compound in methylate chromans. Obviously, the distributions and the compositions of methylated chromans in the source rocks are in harmony with biomarker indicators indicating the paleaosalinity and redox of depositional environment. The relationship between the ratio of 5,8-dimethyl MTTC to 7,8-dimethyl MTTC (dimethyl MTTC ratio) and the maturity of organic matter in the source rocks from Mingjia 1 well has been discussed. The results show that dimethyl MTTC ratio increased with the burial depth and the maturation of organic matter in the source rocks, especially in immature level. It is noteworthy that this ratio is very susceptible to small variation in the maturity of organic matter in the source rocks when vitrinite reflectance R _o is less than 0.65%. It may imply that this ratio is a good and susceptible aromatic maturity indicator for the relative maturity of organic matter in immature source rocks.     

塔里木盆地巴楚隆起区构造-热演化历史研究

巴楚隆起是塔里木盆地重要勘探地区之一,其构造-热演化史制约着该区烃的生成、运移及聚集.本文在恢复巴楚地区4条地震解释剖面沉积埋藏史的基础上,通过求解热传导方程,计算了它们的构造-热演化历史.计算过程中首先利用"回剥"法,确定莫霍面处的热流值,再利用地壳重力均衡原理,求得各时期的莫霍面埋深,最终确定盆地基底热流和地表热流.结果表明,该地区构造-热演化可以划分为7个阶段,其中三叠纪热演化阶段地温梯度及地表热流达到最高值,分别为32 ℃/km和73.6 mW/m2,而现今地温梯度及地表热流值最低,分别为20 ℃/km和46.4 mW/m2.计算得出的现今地表热流密度值略大于实测值,分析认为主要由于中新世以来,巴楚隆起区侧向热扩散加快了地表热流的衰减所致.最后在模拟基础上,探讨了生热率、热导率对盆地热演化的影响.     

下扬子天目山盆地火山岩锆石LA-ICP-MS定年及地质意义

天目山盆地是下扬子江南隆起带保存较完整的中生代火山盆地,中生代火山岩系岩性自下而上主要为流纹岩-英安岩-安山岩。对盆地内黄尖组下段流纹岩和英安岩分别进行了锆石 LA-ICP MS定年,分别获得了133．6±1．5 Ma（MSWD＝0．73）和135．0±2．1 Ma（MSWD＝0．78）的锆石U-Pb年龄,指示天目山盆地黄尖组火山岩时代为早白垩世。天目山盆地火山活动起始时间和长江中下游地区晚中生代火山活动基本一致,说明江南隆起带和长江中下游地区在早白垩世均处于强烈拉张环境。