塔中地区深部流体活动及其对油气成藏的热作用

利用塔中地区钻井岩心、分析化验、地震等资料,系统地分析了深部流体活动机制及其对油气成藏的热作用。通过奥陶系岩石热液矿化蚀变、古地温异常及CO₂无机成因气与储层包裹体测温等研究后认为：深部流体通过地震、火山或其它各种通道,如断裂、不整合面等向浅部运移;深部流体提高生烃量及生烃速率,而且降低烃源岩中残余有机质含量,影响有效烃源岩评价;深部流体对油气储层的影响,既有热液方解石充填的破坏性,又有热液溶蚀、热液次生矿物带的建设性;深部流体在向上运移的过程中形成异常高压, 为油气二次运移提供动力。深部流体对天然气形成的热作用、储层改造与成藏动力学方面,不仅在能量上,而且在物质上都对油气藏的形成和演化起到重要影响,并使塔中地区奥陶系油气成因更加复杂化。     

鄂尔多斯盆地热演化程度异常分布区及形成时期探讨

鄂尔多斯盆地在中生代晚期存在一期构造热事件,本文在对大量的镜质体反射率、火成岩年龄、磷灰石裂变径迹等资料分析的基础上,对构造热事件发生的时间、存在的地区及形成机理进行了深入的研究。鄂尔多斯盆地中生代晚期地热异常区主要分布在盆地南部的吴旗—庆阳—富县一带,构造热事件主要发生在中生代晚期早白垩世约140～100Ma,构造热事件持续时间约在10～40Ma之间。鄂尔多斯盆地中生代晚期构造热事件发生的根本原因在于中生代晚期岩石圈深部的热活动增强,盆地南部岩石圈深部热活动性更强,早白垩世鄂尔多斯盆地处于一种弱拉张的构造环境,地幔发生底侵作用,岩石圈减薄,发生岩浆侵入和喷发。异常地温场形成可能与秦岭造山带燕山晚期强烈的构造活动导致鄂尔多斯盆地岩石圈深部活动有密切的关系。     

莺歌海盆地泥-流体底辟构造成因机制与天然气运聚

莺歌海盆地的泥 -流体底辟构造发育演化是区域构造应力场变化和超压体系形成演化的结果。与盆地构造类型密切相关的不均衡压实和热作用引起盆地超压体系的发育 ,而区域构造应力场变化则导致盆地中中新世以泥底辟作用为主 ,晚中新世—第四纪以流体底辟作用为主 ,其中 ,早期泥底辟阶段形成的构造形态对晚期流体底辟作用有显著的控制作用。在莺歌海组浅层底辟圈闭中 ,圈闭形成期与中新统气源岩生烃过程的匹配是造成含不同天然气组分的流体发生幕式充注的主要原因     

鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。     

鄂尔多斯盆地晚古生代以来构造-沉积演化与致密砂岩气成藏

鄂尔多斯盆地上古生界主要发育致密砂岩气藏,已发现地质储量超过5万亿m3,勘探潜力大。文中通过盆地构造演化史分析,结合包裹体测温、锆石U Pb定年、自生伊利石K Ar测年等分析方法,明确了晚古生代以来构造演化对上古生界致密砂岩气藏的控制作用。研究表明：石炭纪-二叠纪沉积古地形平缓,构造沉降缓慢,形成了大面积分布的煤系烃源岩和砂岩储层;三叠纪-中侏罗世快速沉降,压实作用及硅质胶结作用明显,水岩作用强,致密砂岩储层形成;晚侏罗世-早白垩世构造活动强烈,伴随构造热事件的发生,天然气大量生成并运聚成藏,致密气藏形成;早白垩世末-现今地层抬升剥蚀,天然气散失,低压气藏形成。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组天然气成藏特征及勘探潜力

通过对鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组沉积特征及源储配置关系的研究,分析了古隆起的演化对储层发育及天然气聚集的宏观控制作用,提出储层旋回性的发育及其与上古生界煤系烃源岩较好的源储配置关系,是形成多层系含气并在奥陶系顶部风化壳大面积天然气聚集的主要原因,同时认为下古生界海相烃源岩仍然具有一定的生烃能力,强调了奥陶系生成的天然气垂向或侧向运移对马家沟组中下组合成藏的重要性,预测中下组合中的构造-岩性复合圈闭勘探潜力大,是近期盆地下古生界海相碳酸盐岩勘探的重要方向和接替领域。     

乍得Bongor盆地构造反转的油气地质意义

分析总结了乍得Bongor盆地的构造反转特征,着重研究了其对源岩生烃与排烃、储层成岩、圈闭形成及保存、油气运移等成藏要素的影响,进而探讨了盆地油气成藏特征和资源潜力。结果表明,Bongor盆地的构造反转以地层大幅抬升剥蚀和残余地层强烈褶皱变形为主要响应特征,造成了烃源岩生烃、排烃过程停滞,浅部油藏的破坏。同时,盆地本身的热结构、热演化在一定程度上减弱了这种破坏作用,使得烃源岩在构造反转结束以后仍保留有较好的生烃潜力。地层抬升剥蚀使得储层压实-胶结等成岩作用减弱,溶蚀淋滤作用增强,深部储层得以保存;残余地层的褶皱变形形成了大量的反转构造,为油气最终运聚-成藏提供了储集空间。     

鄂尔多斯盆地东部紫金山岩体特征与形成的动力学环境——盆地热力-岩浆活动的深部作用典型实例剖析

在鄂尔多斯盆地动力学和热力作用讨论基础上,以紫金山岩体为代表,进行了鄂尔多斯盆地东部岩浆活动的深部地质背景、岩石学、地球化学、同位素年代学和构造演化等研究。认为盆地热力作用是盆地动力学研究的弱点和难点,盆地热力作用具明显非均一性,热力盆地特征复杂、类型多样,盆地热力构造可分为五类。针对盆地热力作用研究的薄弱性和其与深部圈层活动的复杂性及特殊性,提出了未来研究应注意的要点。中生代鄂尔多斯盆地为克拉通内改造叠合型盆地,盆地的形成演化和区域岩石圈深部具有明显多阶段或多世代沉降更替、演变迁移特点。紫金山岩体具有富碱、较富铁、贫镁、钙,SiO2不饱和,属碱性-过碱性系列;稀土元素含量高,无负铕异常;碱性岩微量元素构造环境判别属于大陆板内拉张区;岩浆活动有多期性;锶(87Sr/86Sr)、钕(143Nd/144Nd)同位素比值落入EMⅠ型地幔,岩浆物质来源较深;单颗粒锆石SHRIMP测年数据表明岩浆活动主期在125～132Ma间,为早白垩世。侏罗纪-白垩纪盆地东部及周缘存在着丰富的深部岩浆活动-热力作用,并发生了岩浆侵入或喷发活动。中生代深部背景是处于吕梁软流圈上涌区,在吕梁软流圈上涌柱软块区与西侧厚硬块区相间的上涌热浮物质聚集处,岩石圈破裂,造成盆地东部出现软流圈热浮物质底侵和岩石圈局部减薄,底侵物质再熔融上侵,形成了紫金山幔源岩浆侵入和火山喷发构成的碱性复式岩体,代表鄂尔多斯盆地与华北陆块在早白垩世经受过一期重要的热力构造事件,它是该盆地东部吕梁软流圈上涌、盆地东翼大面积抬升隆起、断隆带翘倾的表现,此与盆地构造动力体制转换期及岩浆活动-热事件对应。中生代是该盆地油气煤铀等多种能源矿产形成的重要时期。构造过程是:古生代属于大鄂尔多斯盆地,与华北地区一同升降;中生代早期(T-J)为连续沉积区,晚期(J3-K1)发生较强烈的构造转换,岩石圈减薄,地壳拉张伸展变形,伴随岩浆侵入和火山喷发,形成紫金山复式岩体;新生代为整体抬升剥蚀期。     

地洼盆地砂岩铜矿床的 构造－流体－成矿体系及演化

我国南方地洼盆地构造演化、流体演化和砂岩铜矿成矿作用三者之间具有密切的关系,处于一个统一的系统之中。盆地早中期的裂陷、坳陷作用及热构造活动导致了富铜矿源层的形成、大气降水的深循环和水/岩相互作用、并形成中高温、压、高盐度的热卤水含铜流体。在构造－流体－砂岩铜矿成矿体系的演化中,构造演化制约了含铜流体的演化和砂岩铜矿的成矿作用,而主要发生于盆地演化的晚期。     

鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩有机显微组分特征及意义

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系碳酸盐岩储层中既有煤型气又有腐泥型气。煤型气的来源为上古生界煤系源岩已无争议,但对腐泥型气的来源则存在着源自石炭系和奥陶系自生自储两种不同观点。研究了奥陶系碳酸盐岩中的有机显微组成特征,从有机岩石学角度将其细分为三个显微组分组、六种显微组分,其中的碳沥青组对于碳酸盐岩生烃潜力的评价及认识天然气来源具有指示意义。奥陶系岩石中沥青的成因与赋存状况的分析表明,奥陶系储层中的碳沥青主要为液态烃热演化的产物,奥陶系碳酸盐岩具有生烃潜力。同位素特征分析亦表明上、下古生界储层中天然气的同位素组成存在较大差异。认为腐泥型天然气来自奥陶系碳酸盐岩本身。     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏流体动力学特征及成藏过程分析

鄂尔多斯盆地上古生界气田是一个在向西低角度倾斜背景下形成的深盆气田。在深盆气田的形成过程中,部分天然气伴随离心流漏失。天然气往储层上翘一侧有侧漏是深盆气藏的重要特征之一。在鄂尔多斯盆地,由于储层十分致密,地下水的流动补给十分缓慢,随着天然气的不断漏失,逐渐形成低压。另外,天然气的运移速度十分缓慢也有利于深盆气藏的保存。     

古岩溶盆地岩溶作用模式及古地貌精细刻画——以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为例

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳天然气勘探的核心问题是寻找储层 ,关键技术是对古沟槽、古台地的识别。该区风化壳储层不发育有两方面的原因 :一是沉积相带不利 ;二是风化壳岩溶部位不利 ,属于岩溶洼地 ,溶蚀作用较弱 ,充填作用较强。鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳古岩溶地貌为地势平坦、向东开口的半封闭岩溶盆地 ,这就为该区古风化壳岩溶的发育创造了相对于其他全封闭盆地更好的条件。将岩溶盆地划分为谷地、台地、残丘、沟槽、浅洼 5种三级地貌单元类型 ,东部发育 3个水平岩溶带 ,第三水平岩溶带距夷平面 70～ 85m。根据观察结果及地下水的渗流规律 ,提出深潜流溶蚀带—深泉排水模式 ,为岩溶盆地风化壳储集体的发育提供了另一种可能的溶蚀作用方式。岩溶盆地在中深埋藏期压释岩溶作用较强 ,有利于储集体孔渗的改善、上古生界烃类的带入、古台地边缘致密带的产生及圈闭的形成。综合利用地质、钻井、地震及测井手段精细刻画了神木—榆林地区奥陶系风化壳古地貌 ,结果表明该地区古台地规模适中、古沟槽较多 ,认为东部是较有利的勘探区带     

鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶纪地质事件群耦合作用

北祁连造山带和北秦岭造山带在早古生代经历了相似的洋陆转化过程,于奥陶纪时发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,分别形成了北西向展布的北祁连造山带走廊南山北缘早古生代岛弧及弧后盆地和东西向展布的北秦岭造山带早古生代岛弧及弧后盆地。期间,秦岭-祁连洋的俯冲造山作用和鄂尔多斯盆地西南缘沉积类型和内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了盆-山耦合体系,引发一系列构造事件、火山喷发事件和多种类型的事件沉积等。它们之间存在着一系列成因机制上的联系,有着共同的宏观背景。鄂尔多斯盆地西、南缘在几乎相同时期存在一次构造背景的转变,由被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在盆地西南缘奥陶系形成多套斑脱岩夹层,这些斑脱岩可能为同时期或者稍后的钾盐矿(包括含钾卤水)的形成提供了重要物源。同时,鄂尔多斯盆地南缘由浅水碳酸盐台地陷落为深水斜坡,在盆地西、南缘奥陶系有规律的集中发育重力流沉积(海底扇、浊积岩等)、滑塌沉积和震积岩等事件沉积。从形成机制上,华南板块向北俯冲触发了火山活动和地震,火山喷发在奥陶系集中沉积了多套凝灰岩夹层,地震活动导致同时期大套重力流沉积,并触发相对深水区沉积物向深水区移动,使得重力流沉积转化为浊流沉积,形成了具有良好储层的浊积岩。统计表明,上述事件发育的时间与秦岭地区构造活动相对最活跃的时期基本一致。因此这些分布稳定的凝灰岩薄层和中奥陶世集中有规律分布的重力流沉积砂体为华南板块向华北本快俯冲背景下形成的,它们之间存在耦合关系。     

鄂尔多斯盆地东部地区早奥陶世马家沟期沉积模式探讨

上奥陶统马家沟组为鄂尔多斯盆地东部最重要储集层,目前关于该区早奥陶世马家沟期沉积模式及岩相古地理存在较大争议.本次研究运用现代岩相古地理分析方法,以钻探成果资料与微量元素分析、镜下鉴定等分析化验资料为依据,重建了其沉积模式.指出马一、三、五亚期为海退期,盆地东部与外海隔离,气候干热,主要发育膏盐湖与含膏云坪的沉积组合;马二、四亚期为海侵期,发育开阔海、局限海与云灰坪沉积组合.并结合岩相古地理特征,以低海平面时期和高海平面时期分别建立鄂尔多斯盆地东部早奥陶世马家沟期沉积模式.     

塔里木盆地塔河奥陶系碳酸盐岩储层埋藏成岩和构造-热流体作用及其有效性

对层状风化壳模式的认识一度支撑着塔里木盆地下古生界深层碳酸盐岩油气勘探,但这类深层碳酸盐岩储层显示出的强烈非均质性使得勘探风险愈来愈大。研究以塔里木盆地塔河地区中—下奥陶统碳酸盐岩储层为典型实例,重点论述了成岩作用和构造—热流体复合作用对储层的制约,并结合表生岩溶等其它要素开展了储层分布综合解释。研究认识到:①奥陶系碳酸盐岩正常深埋藏成岩作用的主要效应是碳酸盐的沉淀而不是碳酸盐的溶解,建设性改造主要与表生岩溶作用（古喀斯特）或构造—热流体作用有关,并导致了碳酸盐岩储层强烈的非均质性。②从中下奥陶统到上奥陶统,下部碳酸盐岩地层热流体活动迹象明显优于上部地层。③奥陶系碳酸盐岩构造—热流体的建设性改造作用主要发生在中—晚泥盆世与二叠纪叠加改造的断裂构造交汇区,以及中—晚奥陶世、前石炭纪形成的表生岩溶发育区;有效储层与高能沉积相带关系有限。为此,提出了奥陶系碳酸盐岩构造—流体作用与储层形成概念模式,这为进一步认识储层的形成分布规律提供了新的线索。     

鄂尔多斯盆地上古生界储层现今地下水动力场及其流体特征

油气的运移、聚集与地下水动力场的形成与演化紧密相关。含油气沉积盆地地下水动力场的理想模式可以归纳为两种,即对称型和不对称型,其中局部地下水动力单元可以划分为：（1）泥岩压水离心流;（2）大气水下渗向心流;（3）越流、越流－蒸发泄水;（4）滞留4种类型。本文试通过讨论鄂尔多斯盆地现今地下水动力场的特征,推断其油气的运移和聚集,这对分析鄂尔多斯盆地上古生界气田的形成,以及资源评价和勘探决策都具有极其重要的意义。     

陇东盆地地热系统地温场特征及平凉地热勘查评价

甘肃陇东盆地属鄂尔多斯盆地西南部,包括西缘冲断带、天环向斜与东部斜坡带等次级地质构造单元,赋存白垩系自流盆地型地下热水和奥陶系碳酸盐岩岩溶型水,盆地内大地热流值普遍偏低。本文就平凉地热资源勘查和钻探验证的基础上,从区域地热地质构造、深部构造、盆地结构、地温场特征对地热赋存条件、影响温度的因素和热源机制进行了分析,对地热资源开发前景进行探讨和评价。     

鄂尔多斯盆地流体动力学过程及其砂岩型铀矿化

鄂尔多斯盆地是我国重要能源基地,近年来砂岩型铀矿勘查进展明显。盆地形成演化中的流体动力学及其铀矿化是能源矿产勘查的基础依据,因而备受关注。运用Basin2TM软件数值模拟了鄂尔多斯盆地构造-沉积过程中流体的温度场、压力场、流动方向、流动速率和地热梯度等。伴随盆地的形成和演化,沉积体内流体温度和压力不断增高,流动逐步定向,速率逐渐增大,早白垩世盆地流体的温度达250℃,压力至(700~800)×101.33kPa,地热梯度38.3℃/km,并从盆地中西部沉降中心沿东部斜坡向盆地东部边缘大规模长距离渗出流动,它是砂岩型铀矿化主体在盆地边部形成的重要机制。盆地流体在砂岩中发生铀矿化时,伴随大量方解石蚀变矿物的形成,其δ13CV-PDB变化于-2.7‰~-14.0‰,δ18OV-SMOW介于18.4‰~20.0‰,反映铀矿化盆地流体中CO32-类或CO2主要是沉积有机质脱羟基产物,少部分为海相碳酸盐岩溶解产物,盆地流体中碳酸铀酰是铀元素的主要存在形式。铀矿化低温蚀变成因高岭石的δ18OV-SMOW介于12.6‰~13.7‰,流体包裹体的δDV-SMOW变化于-116‰~-133‰,H、O同位素组成指示盆地流体是经中生界沉积演化的大气降水,具有沉积建造水的性质。环盆地边部是砂岩型铀矿的重要找矿方向。     

塔中奥陶系碳酸盐岩流体包裹体特征及其对成岩作用和深部流体作用的指示意义

塔中地区奥陶系碳酸盐岩经历了多期构造运动,具有复杂的埋藏史和地热史,且受深部流体作用改造,成岩作用比较复杂。本文通过对塔中地区6El井奥陶系碳酸盐岩样品开展详细的显微镜岩矿鉴定、流体包裹体岩相学研究及包裹体均一温度和盐度的测定,结合塔中地区构造、地层埋藏史及热演化史等资料,对塔中地区奥陶系成岩作用及深部流体作用进行了探讨。塔中地区奥陶系包裹体大致可以分为4期：第1期包裹体形成于晚加里东一早海西期早成岩期的同生一准同生或表生暴露阶段,温度接近地表温度,包裹体均一温度〈60℃;第2期形成于晚海西期浅埋藏阶段,包裹体均一温度为90～105℃;第3期包裹体形成于波动埋藏一深埋藏阶段,包裹体均一温度变化范围较大,为120～186oC;第4期包裹体均一温度较高,多分布在192～235℃之间,这期高温流体包裹体的形成应该与岩浆．火山或深部热流体作用有关。另外,包裹体的盐度随均一温度升高而发生变化,这可能反映了塔中地区奥陶系在后期受深部热流体影响。     

鄂尔多斯盆地油气地质的古地磁研究

古地磁研究结果表明，鄂尔多斯盆地寒武纪－早中奥陶世位于北纬１４°～２０°的古纬度区内，气候温暖潮湿，其南部和北部边缘的滨浅海相地层中可能富含生物有机质，是寻找该时期油气资源的有利地区；晚奥陶世－早石炭世，它可能经历了大规模的南北向水平构造迁移；晚石炭世－二叠纪，盆地处于北纬２０°左右地区，广泛发育的湖沼相沉积地层是煤成油、气的主要源岩层；三叠纪－侏罗纪，它位于北纬２４°～３１°，干湿交替的气候环境和差异构造旋转作用，为盆地边缘的油气形成和聚集创造了良好条件，因此有希望找到更多的中生代油气资源。