用裂变径迹研究地质热历史的方法及其在临清坳陷的应用

通过碎屑磷灰石中²³⁸U裂变径迹的分析来研究沉积盆地地质热历史的实验方法,是基于裂变径迹在地质时间内受温度作用而发生退火的行为.对于几十百万年的时间,磷灰石中裂变径迹的退火温度约在70～125℃范围,这样的范围符合石油形成所需的古温度环境.分析的样品共20个,取自临清盆地某石油探井不同深度的岩心.用外探测器法测量了各样品的磷灰石裂变径迹表观年龄T,同时也测量了古径迹的水平投影长度分布.径迹的观测是用1500倍光学显微镜进行的.方法的精确度主要取决于古径迹数的多少和热中于通量的误差.测得的表观年龄T和古径迹相对平均投影长度P随井深的变化表明,在2100～4000m,T和P随井深增加而显著减小,这一井段就是磷灰石古径迹的退火带.在1600～2100米井段,T和P保持不变趋势,由此得出该井地层的原始年龄约为85百万年.所有样品的古径迹投影长度分布都呈单峰形状,故此地区没有发生过剧烈的古地温波动变化,地质环境比较稳定.对于多数样品,自发和诱发裂变径迹密度(ρ₈和ρ_i)之间的相关系数rsi大于0.8,这也表明了该井大部井段地层相对稳定.实验结果表明,测量古径迹投影长度是揭示古地温状况的一种有效而简单的方法.     

应用磷灰石裂变径迹求取地层剥蚀量

应用磷灰石裂变径迹长度分析技术,选定澳大利亚扇形模型,沿可能性最大的3种不同热史路径,对冀南地区Q-5井下白垩统的磷灰石裂变径迹长度分布进行了数值模拟。通过与实测磷灰石裂变径迹长度分布的比较,确定了该井合理的地质演化历史。模拟研究结果表明,Q-5井在距今70×106a时,白垩系达到其演化历史上的最大埋深(3500m);之后发生构造抬升并遭受剥蚀,白垩系的最大剥蚀量为2500m.     

磷灰石裂变径迹年龄测试分析新方法——激光剥蚀-ICPMS法

详细介绍了一种全新的磷灰石裂变径迹表观年龄测试分析方法——激光剥蚀-ICPMS法。通过新、老方法测试分析结果对比,认为两种方法所获得3种标准样品磷灰石裂变径迹表观年龄基本一致;测试分析的4块钻井碎屑岩样品表观年龄、单颗粒年龄及U含量的分布特征也基本一致。样品两组年龄均反映同一期构造抬升冷却事件。通过新、老方法测试分析流程对比认为,激光剥蚀-ICPMS法测定磷灰石裂变径迹表观年龄,省去热中子辐照、云母片外探测器蚀刻及诱发径迹统计等诸多程序,比传统的外探测器法步骤更为快捷、方便,缩短了样品测试分析的周期,降低了人为因素对测试结果的影响,更能确保样品测试结果的准确性和可再现性,有可能成为未来裂变径迹定年的主流实验方法。然而,目前激光剥蚀-ICPMS法裂变径迹定年在径迹蚀刻是否对磷灰石颗粒中²³⁸U含量造成影响、激光剥蚀深度、磷灰石颗粒U含量不均匀性及与磷灰石性质相似的标准样品选取等方面仍然存在问题,需进一步加强研究。     

磷灰石裂变径迹长度分布数值模拟及地质应用

选定澳大利亚扇形模型为磷灰石裂变径迹退火定量模型,依据等价时间原理处理裂变径迹的变温退火,用高斯密度函数逼近一足够短时间内生成的一“组”裂变径迹长度分布,通过地史上连续生成的各组裂变径迹长度分布叠加。实现沿一定热史路径的磷灰石裂变径迹长度分布模拟。通过沿若干种地质概念热史路径的磷灰石裂变径迹长度分布数值模拟及比较,为沉积盆地热史分析提出了一些定性判断模式,并以此为基础,进一步模拟盆地地史和热史。最后用此方法分析并模拟了丘3井的热史地史及地层剥蚀量。      

用裂变径迹长度分布模拟地层剥蚀量和热史

选用澳大利亚扇形模型为磷灰石裂变径迹退火定量模型,依据等价时间原理处理裂变径迹的变温退火,用高斯密度函数逼近足够短时间内生成的一组裂变径迹之长度分布,通过地史上连续生成的各组裂变径迹长度分布叠加,来实现沿一定热史路径的裂变径迹长度分布模拟.将磷灰石裂变径迹长度分布模拟与地史热史模拟结合,用二维最优化方法求地层剥蚀量和热流因子,由此实现地史、热流史及地温史等的系统模拟,其热流史的计算采用从今到古的分段逐步线性模拟方法.本文中提出的数值模拟方法在临清坳陷丘3井进行了应用,模拟结果较合理.     

用磷灰石裂变径迹分析研究东濮凹陷白庙地区的热历史

本文用磷灰石裂变径迹分析恢复东濮凹陷白庙的地区下第三系热演化史。１０个岩心或岩屑样品的磷灰石裂变径迹年龄和封闭么迹长度分布数据表明，该区的热历史为升温（早沉积期）－降温（抬升期）－再升温（再沉积期）。早期升高的古地温与今地温相差不大；沙一段内火成岩的入使围岩埋藏增温热作用外，还受岩浆侵入附加热的影响。     

裂变径迹分析及其在沉积盆地研究中的应用

裂变径迹分析中的“ζ”年龄校正方法、外探测器方法与单颗粒年龄以及磷灰石退火的各种动力学模式的精确建立,使得裂变径迹分析在沉积盆地研究中得到了广泛的应用。本文在介绍裂变径迹分析的主要进展的基础上,着重对这一方法在沉积盆地物源研究、时间温度历史重建、地层剥蚀量估算等中的应用进行了介绍。      

华北盆地济源凹陷古地温梯度的研究——磷灰石裂变径迹的应用

济源凹陷是勘探的前沿地区,许多油气基础地质问题(如古地温)需要解决。由于它的中生代和第三纪具有不同性质的构造和沉积发育史,可能导致古地温和油气地质的差异性。作者通过对中生界和第三系岩心和岩屑样品的磷灰石裂变径迹测定和模拟等工作,认为济源凹陷中生代和第三纪的古地温梯度分别为2.9℃/100m和3.1℃/100m,阐明了该凹陷自中生代以来经历了两次热事件,且与该地区大地构造活动的性质变化一致,也说明磷灰石裂变径迹恢复古地温是可信的。      

江汉盆地周缘中、新生代构造隆升裂变径迹记录

裂变径迹的热史模拟能再现样品的温度历史,反映盆地因构造、沉积因素所致的沉降-隆升作用过程。江汉盆地周缘宜昌和通山两地侵入岩样品的磷灰石裂变径热史模拟分析结果表明,中生代以来样品经历了冷却速率不同的4个冷却降温阶段,表明江汉盆地周缘印支期后持续的构造隆升。两个快速冷却降温段分别对应于燕山期和晚喜马拉雅期江汉盆地周缘的两次快速隆升。这种过程与印支期以来江汉盆地的构造环境、构造-沉积作用及构造变形相耦合。     

新疆博格达山裂变径迹年龄特征及其构造意义

从对博格达山构造活动的研究中获得了一批较为系统的锆石和磷灰石裂变径迹分析结果,并对部分样品的T-t热历史进行了定量模拟。研究表明,磷灰石和锆石裂变径迹年龄具跨度较大,空间分布不均匀,记录了构造隆升活动的时间等特点。这些特点暗示的构造意义是:博格达山的初始隆升始于152.3~106.3M a,而且南、北缘具不均匀抬升的格局;博格达山北缘水磨沟断裂有距今113.1~106.3M a和42.6~28.8M a间2次向北逆冲的断层活动;博格达山北缘山前逆冲褶皱带为有利的有利的油气勘探地区。     

西藏羌塘盆地抬升冷却历史及意义

以地质构造背景及热演化程度为约束,运用磷灰石裂变径迹分析方法,对羌塘盆地进行了低温热年代学研究。羌塘盆地记录的抬升冷却年龄可划分为2大阶段:第一阶段主要为早白垩世晚期-晚白垩世(108.7~69.8 Ma);第二阶段主要为始新世中、晚期-中新世晚期(44.4~10.3 Ma)。第一阶段抬升冷却年龄是班公湖-怒江洋关闭后进一步会聚挤压造成羌塘盆地中央隆起地层抬升冷却的记录。第二阶段抬升冷却年龄可进一步划分为3期,分别对应44.4~30.8,26.1~22.6,10.3 Ma,其中渐新世晚期-中新世早期(26.1~22.6 Ma)为主隆升期。第二阶段抬升冷却年龄反映了印度板块与欧亚板块碰撞及之后强烈挤压造成羌塘盆地抬升冷却过程。磷灰石裂变径迹方法确定的羌塘盆地抬升冷却年龄表明,青藏高原在44.4 Ma开始挤压隆升,在26.1~22.6 Ma青藏高原大规模整体隆升,青藏高原形成,在中新世晚期(10.3 Ma)以来青藏高原继续挤压隆升。      

THERMAL HISTORY RECONSTRUCTION IN THE SOROOSH AND NOWROOZ FIELDS, PERSIAN GULF, BASED ON APATITE FISSION TRACK ANALYSIS AND VITRINITE REFLECTANCE DATA

The thermal history of the sedimentary successions at the Soroosh-17, Soroosh-02 and Nowrooz-16 wells in the northern Persian Gulf have been studied using apatite fission track analysis and vitrinite reflectance data. These data were used to identify and quantify episodes of heating and cooling which have affected the sections penetrated by these wells. This information was synthesised to provide a thermal history framework for the wells, within which the history of hydrocarbon generation, as well as regional structural development, can be understood. Preliminary hydrocarbon generation histories are presented for the Soroosh and Nowrooz oilfields and nearby areas.
Modelling of hydrocarbon generation histories based on the AFTA- and VR-derived thermal histories, assuming a dominant Type III kerogen for possible Albian Kazhdumi Formation source rocks and a dominant Type II kerogen for possible Neocomian Fahliyan (Lower Ratawi) Formation source rock, suggest that local sourcing of oil from the Kazhdumi Formation is unlikely. The most likely source rock for oil in the Burgan Formation reservoir at Soroosh-17 and Nowrooz-16 is interpreted to be the Fahliyan Formation based on the available data. On the other hand, speculative modelling of the Hendijan-I well down-dip from the Nowrooz field does allow some oil to be generated from the Kazhdumi sequence at that location, and this might be available for migration to the Nowrooz field.     

HYDROCARBON SEEPAGE AND CARBONATE MOUND FORMATION: A BASIN MODELLING STUDY FROM THE PORCUPINE BASIN (OFFSHORE IRELAND)

This study assesses whether the growth of deep water carbonate mounds on the continental slope of the north Atlantic may be associated with active hydrocarbon leakage. The carbonate mounds studied occur in two distinct areas of the Porcupine Basin, 200 km offshore Ireland, known as the Hovland-Magellan and the Belgica areas.
To evaluate the possible link between hydrocarbon leakage and mound growth, we used two dimensional cross-section and map-based basin modelling. Geological information was derived from interpretation of five seismic lines across the province as well as the Connemara oilfield. Calibration data was available from the northern part of the study area and included vitrinite reflectance, temperature and apatite fission track data.
Modelling results indicate that the main Jurassic source rocks are mature to overmature for hydrocarbon generation throughout the basin. Hydrocarbon generation and migration started in the Late Cretaceous. Based on our stratigraphic and lithologic model definitions, hydrocarbon migration is modelled to be mainly vertical, with only Aptian and Tertiary deltaic strata directing hydrocarbon flow laterally out of the basin. Gas chimneys observed in the Connemara field were reproduced using flow modelling and are related to leakage at the apices of rotated Jurassic fault blocks. The model predicts significant focussing of gas migration towards the Belgica mounds, where Cretaceous and Tertiary carrier layers pinch out. In the Hovland-Magellan area, no obvious focus of hydrocarbon flow was modelled from the 2D section, but drainage area analysis of Tertiary maps indicates a link between mound position and shallow Tertiary closures which may focus hydrocarbon flow towards the mounds.     

浅述地层剥蚀量恢复的基本原理与方法

地层剥蚀是多期沉积盆地中普遍存在的现象,介绍了目前地层剥蚀量恢复的主要方法及各自的基本原理和优缺点,对初涉及该领域的人员有指导意义。地层剥蚀量恢复方法可以分为传统型地层剥蚀量恢复方法和新型地层剥蚀量恢复方法,前者主要包括地层对比法、沉积速率分析法和镜质体反射率法等,后者主要包括磷灰石裂变径迹分析法、沉积波动过程分析法和流体包裹体法等。最后指出,尽管恢复方法多样,却有各自的适用性,应根据研究区的具体地质特征来选择合适的恢复方法。同时,对同一研究区,可考虑综合使用多种恢复方法进行相互验证,以期恢复结果更加准确。     

苏皖下扬子区构造热演化史的裂变径迹证据

为了揭示下扬子苏皖南露头区中、古生界的构造热演化特点及其控制环境,应用磷灰石裂变径迹技术(AFT),对苏皖下扬子7个中、古生界碎屑岩进行热演化分析。研究结果表明:中、古生界碎屑岩表现出105.7~50.9 Ma的AFT年龄特点,均远小于其相应的地层年龄,平均径迹长度在13.19~13.70μm之间,呈单峰分布,分析结果反映了下扬子苏皖南露头区中、古生界经历燕山期岩浆事件热改造完全退火后晚白垩世以来差异抬升剥露的冷却历史。FT热史模拟结果反映了研究区三阶段的热演化特点:快速冷却抬升(1.7~15℃/Ma)、缓慢剥露冷却(0.27~0.81℃/Ma)和再次快速冷却抬升(2.8~5.6℃/Ma)。通过对样品热历史的分析:发生在113~100Ma的构造转折与黄桥事件相对应,代表了由挤压体制转变为拉张断陷盆地阶段;发生在75~68 Ma的构造转折与仪征事件相对应;发生在18~10 Ma的构造转折代表喜山晚期区域遭受整体抬升剥蚀过程。