鄂尔多斯盆地热演化史与油气关系的研究

通过镜质体反射率、包裹体测温、磷灰石裂变径迹等多种古地温研究方法,结合盆地构造演化史,恢复了鄂尔多斯盆地热演化史,古生代到中生代早期地温梯度都较低(2.2～3.0℃/100m),中生代晚期地温梯度升高到3.3～4.5℃/100m,新生代以来逐渐降低到2.8℃/100m.古生代和中生代早期,地温锑度低,气源岩热演化程度低.有利于有机质的保存.中生代晚期地温梯度高,是古生界碳酸盐岩及煤系地层的主要生气期和运移期.新生代以来地温逐渐降低,生气作用减弱或停止.鄂尔多斯盆地内部缺乏断裂,生气高峰期较晚,有利于大气田的保存,鄂尔多斯盆地中央古隆起由于孔隙发育又临近主要生气区,应是首选的勘探目标.     

中国东北地区晚古生代构造演化及后期改造

以深大断裂构造演化、地层及沉积岩相古地理分布及演化特征等为依据,将东北地区晚古生代主要构造单元重新进行了划分。东北地区晚古生代地层主要经历了晚海西期、印支期、燕山期3期较强烈的构造运动,其中晚海西期构造运动最强,构造样式为紧闭的褶皱及相伴生的逆冲断层。石炭-二叠系主要经历了两个大改造阶段:从晚二叠世末或早三叠世开始,一直到晚侏罗世,主要表现为挤压、褶皱、剥蚀改造;从早白垩世直到晚白垩世,为拉张断陷改造阶段。研究认为,中生代盆地叠加的地区,石炭-二叠系保存较好,是上古生界找气的战略区。     

沁水盆地中生代构造热事件发生时期的确定

对沁水盆地构造变动、古地热梯度、古大地热流、裂变径迹年龄、岩浆活动及热液活动等分析资料研究表明，沁水盆地在中生代晚期存在一期强烈的构造热事件，主要发生在距今100～150Ma，主峰值为130～140Ma。沁水盆地石炭系-二叠系煤层热演化程度主要受中生代晚期异常地温场控制，在此基础上，深成变质作用和区域岩浆热变质作用是造成沁水盆地石炭系-二叠系煤层变质程度分带性及差异性的原因。沁水盆地构造热事件的存在及发生时间的确定表明，华北地台中生代以来岩石圈减薄的西界至少可推到沁水盆地以西地区。沁水盆地石炭系-二叠系煤层生烃高峰期受中生代晚期构造热事件控制，煤层生烃高峰期在晚侏罗世-早白垩世，新生代中新世以来发生大规模抬升冷却，地层温度降低，石炭系-二叠系煤层生烃过程停止。图3表1参19     

松辽盆地基底石炭-二叠系热演化史

摘要：松辽盆地北部石炭-二叠系镜质体反射率值普遍较高,普遍大于3.0%,不同构造单元石炭-二叠系镜质体反射率值差异较大。松辽盆地深层石炭-二叠系基底镜质体反射率-深度关系曲线分为两种类型,表明松辽盆地深层石炭-二叠系基底有不同的热演化过程。一种是两段型,镜质体反射率-深度曲线在石炭-二叠系顶部不整合面上、下镜质体反射率值发生突变,不整合面之下石炭-二叠系镜质体反射率值及古地温明显高于上覆地层,表明石炭-二叠系最大古地温是在早白垩世登娄库组沉积之前达到的,白垩纪以来沉积地层厚度对石炭-二叠系古地温提高及热演化程度没有影响。另一种为似线型,石炭-二叠系顶部不整合面上、下镜质体反射率值及古地温连续变化,表明石炭-二叠系最大古地温是在晚白垩世—渐新世之前达到的, 白垩纪以来沉积的地层厚度对石炭-二叠系古地温及热演化程度的提高有贡献。在综合分析有机质镜质体反射率、包裹体测温、裂变径迹年龄等多种参数的基础上,对松辽盆地基底石炭-二叠系热演化史进行了恢复,并分析了热演化史与油气生成的关系。     

鄂尔多斯盆地热动力演化史及其对油气成藏与富集的控制作用

鄂尔多斯盆地热演化史及热岩石圈厚度恢复表明,中生代晚期早白垩世存在构造热事件及深部热岩石圈减薄的动力学过程,盆地南部岩石圈厚度薄,热流值及地温梯度高。不同层位烃源岩在盆地南部热演化程度高,热异常明显。烃源岩热模拟实验以及盆地深部热动力演化史研究表明,早白垩世热事件及形成的热异常使烃源岩生烃量明显增加,是盆地油气富集的重要原因之一。不同层位烃源岩在早白垩世大规模生油、生气及成藏,主要受早白垩世岩石圈减薄的深部热动力学过程及构造热事件控制。古生界和中生界不同层位的油气田分布主要受烃源岩、热演化程度及储层控制。从烃源岩发育层系及热演化程度来看,盆地南部延长组7段致密油、页岩油热演化程度高,分布面积广,勘探潜力巨大;石炭系-二叠系煤系烃源岩全盆地大面积分布,天然气勘探前景广阔;深层下古生界奥陶系碳酸盐岩层系具有形成大气田的条件,需要进一步明确烃源岩生烃潜力;深层中-新元古界值得进一步勘探,关键是明确规模断陷分布及烃源岩的生烃规模。     

塔里木盆地的热史

塔里木盆地的地质热历史与其构造演化史密切相关。塔里木盆地自古生代以来古地温总体呈下降趋势,其间存在两个相对较高的古地温期:一个是寒武纪-早奥陶世,另一个是石炭-二叠纪。早古生代塔里木盆地古地温梯度较高,寒武纪-早奥陶世古地温梯度为每百米3.2～3.5℃,此后地温梯度显著下降;石炭-二叠纪古地温略有上升,地温梯度为每百米3.0～3.2℃;中生代古地温梯度下降平缓,中生代末地温梯度为每百米2.5℃;新生代地温梯度持续下降,现今地温梯度为每百米2℃。由于盆地不同构造单元构造发展演化史不同,塔里木盆地各构造单元的地质热历史各具特征。沙雅隆起与卡塔克隆起以及古城墟隆起在地质历史过程中,长期处于基底隆起区,大地热流始终相对较高;而满加尔坳陷长期处于坳陷区,基底埋深大,古热流相对较低。此外,新生代期间,塔里木盆地受南北向的挤压,由于山脉的负载作用,使盆地中部岩石圈相对上拱的卡塔克隆起地温梯度变化较小或略有上升,而边缘向下挠曲的塔西南坳陷新生代期间持续的快速沉降,地温梯度下降迅速,且幅度较大。     

东濮凹陷热演化史研究

采用多种方法研究东濮凹陷不同构造单元的热演化史发现，中央隆起、东部次凹和西部次凹在石炭-二叠系顶面的尺。值比白庙地区和西部斜坡的Ro值高，并且古今地温接近。东部次凹和西部次凹的古生界在三叠纪沉降幅度大，地层沉降增温；中生代晚期未沉积侏罗系-白垩系，处于抬升降温过程；新生代以来沉降幅度较大，随着埋深不断增加，古生界烃源岩温度不断升高并开始生烃，因此，东部次凹和西部次凹为有利的二次生烃区。而从白庙地区和西部斜坡带的Ro值与埋藏深度的关系判定，白庙地区新近系、古近系之间为欠补偿接触，并且该区的古地温明显高于今地温，说明新近纪以来地层抬升剥蚀较大，烃源岩热演化程度受古地温控制，新近纪以来无二次生烃过程。图7表2参19     

临清坳陷东部地区石炭-二叠系油气成藏时期研究

临清坳陷历经多次构造运动,形成了一个比较典型的叠合盆地.研究表明,该区上古生界石炭-二叠系煤系烃源岩是一套较优质烃源岩,其生烃演化主要受盆地的发育史控制,主要经历了早-中三叠世、早白垩世、古近纪和新近纪-第四纪共4期生烃过程,每期生烃均起始干叠合盆地拗陷沉积阶段,终止于构造抬升剥蚀阶段,第1期由于烃源岩演化程度低生烃量可以忽略不计.流体包裹体样品系统分析成果揭示,石炭-二叠系烃源岩分别在早白垩世、古近纪和新近纪-第四纪发生了3期以天然气充注为主的油气成藏过程,第1期、第2期充注的油气几乎全被破坏,以第3期即新近纪-第四纪晚期充注的天然气成藏为主.油气成藏时期的确定为该区"近源下洼,晚期为主"勘探思路的确立提供了理论依据.     

鄂尔多斯盆地多种能源矿产富集规律的比较

鄂尔多斯盆地蕴藏着丰富的石油、天然气、煤炭和铀。在纵向上,石油、煤和铀矿主要分布在侏罗系,天然气主要分布在二叠和奥陶系,天然气位于石油和铀矿的下方,并紧邻石炭-二叠系煤系的上下层位。在平面上,石油位于盆地中南部,铀矿位于盆地边部(北部和西缘),天然气和煤炭资源在全盆地均有分布,可采的煤炭位于盆地边部。在加里东晚期至海西期的古风化壳上形成的古岩溶和广泛分布的大型辫状河三角洲前缘沉积分别控制了下古生界和上古生界天然气的分布,构造转折期和古气候控制了聚煤期,氧化-还原环境控制了铀矿的聚集。盆地多能源成矿演化具有明显的阶段性,具有商业价值的能源矿产聚集成藏的顺序依次为:煤→铀→气→油。伊陕斜坡是进行石油、天然气、煤炭和非常规天然气勘探的理想地区;天环坳陷、西缘逆冲带可开展油-气-煤-铀矿的联合勘探;伊盟隆起、渭北挠褶带和晋西挠褶带可进行煤炭、煤层气和铀矿的协同勘探。     

塔木察格盆地塔南凹陷热演化史与油气成藏期次

塔南凹陷是塔木察格盆地油气勘探的重要凹陷,但一直以来缺乏对盆地热演化史和油气成藏期次的系统研究.为此,采用多种方法对塔南凹陷近百个地层测温数据和330个有机质镜质体反射率数据进行统计分析,认为塔南凹陷地层温度随着深度的增加呈线性增加,为典型的传导型地温场特征;早白垩世各组地层沉积时期地温梯度为4.48 ℃/hm～5.37 ℃/hm,均大于现今地温梯度;早白垩世至今,塔南凹陷地温场处在一个降温的过程.同时开展单井热演化史和生排烃史模拟,认为塔南凹陷地层热演化程度定型于伊敏组末期;塔南凹陷主力烃源岩在早白垩世末伊敏组时期开始排烃,但该时期排烃量很小,晚白垩世青元岗组时期(95～70 Ma)开始大量排烃,约占烃源岩总排烃量的85％.结合构造、沉积演化分析,厘定晚白垩世青元岗组为油气排出烃源岩运移至圈闭聚集成藏的关键时期,是塔南凹陷主要油气成藏期次.     

淮南潘谢矿区二叠系泥页岩构造热演化特征

采用镜质组反射率古温标和古热流法恢复了淮南潘谢矿区晚古生代以来的埋藏史、构造沉降史和二叠系泥页岩的热演化史,并探讨了其生烃的地质意义。研究结果表明:淮南潘谢矿区二叠系经历了早二叠世-中侏罗世末期的稳定沉积阶段、晚侏罗世早期-白垩纪末期的迅速抬升阶段、古近纪早期-古近纪中末期的重新沉积阶段、古近纪中末期至新近纪末期的抬升稳定阶段及第四纪早期以来的缓慢的沉降过程;盆地地温演化与构造埋藏-沉降史过程相一致,古热流经历了二叠纪至侏罗纪末的稳定阶段、晚侏罗世末期至古近纪中末期的迅速降低阶段、古近纪中末期后的平缓稳定阶段。二叠系烃源岩从二叠纪中晚期至中侏罗世进入成熟期的早期-中晚期,至晚侏罗世末期热演化终止;页岩气形成过程包括早二叠世-晚侏罗世生物成因气和热成因的伴生湿气生成、晚侏罗世-白垩纪末期气藏的再次补充与整体构造破坏、古近纪早-中末期局部层位的热成因气和生物气生成、古近纪末期至新近纪末期构造抬升的再次破坏4个阶段;研究区不同钻孔二叠纪地层埋藏和抬升时间一致,因沉降程度和抬升剥蚀速率的细微差异导致沉降埋藏和抬升剥蚀程度、热演化程度有所差异,但生烃过程总体一致。     

黄骅坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制

近期,渤海湾盆地黄骅坳陷港北、乌马营和歧北等古潜山内幕与上古生界煤系有关的原生气藏勘探取得重大发现,揭示其巨大的油气资源潜力。为了深入认识该坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制作用,采用构造解析、埋藏—热史分析、岩心薄片观察以及盆地生烃模拟等手段,综合分析了中生代构造体制与演化、盆地迁移过程、煤系烃源岩地球化学特征和生烃史,研究了中生代盆地沉降、迁移及岩浆活动对煤系烃源岩生烃的影响。研究结果表明:①黄骅坳陷中生代发生了多期、多类型的构造运动,构造事件主要有三叠纪克拉通抬升—沉降运动、侏罗纪差异压陷—压扭运动、白垩纪火山活动和伸展抬升运动;②盆地迁移过程为由南向北,孔店隆起为南、北迁移的重要界限;③黄骅坳陷上古生界煤系烃源岩经历两次生烃过程,存在着早期油气藏;④沧东凹陷上古生界煤系晚侏罗世末进入有效生烃门限,歧口凹陷上古生界煤系烃源岩早白垩世末进入生烃门限;⑤中生代构造运动对烃源岩一次生烃演化的控制主要体现在中生代各时期盆地迁移事件控制烃源岩一次生烃序列、岩浆岩局部加热事件促使烃源岩中有机质加速生烃和异常成熟等两个方面。结论认为,该研究成果明确了中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩一次生烃演化的控制作用,对华北地区中生代构造运动、原型盆地恢复、煤系生烃演化研究以及油气勘探等都具有参考价值。     

银根-额济纳旗盆地烃源岩特征及油气富集规律

基于对银根-额济纳旗盆地上古生界、侏罗系和白垩系烃源岩地球化学特征的系统评价,分析了盆地内各凹陷的油气来源和富集规律。盆地上古生界石炭系—二叠系暗色泥岩整体已达到过成熟阶段,中生界凹陷内已发生浅变质—变质作用,油气保存条件较差,油气资源和勘探潜力小;中—下侏罗统发育一套煤系烃源岩,在盆地腹部及南部凹陷中已达成熟阶段,具有一定生烃潜力;白垩系巴音戈壁组烃源岩的有机质丰度高、类型较好,是盆地的主力烃源岩层系,且油源对比结果证实,盆地已发现的油气均来源于该套烃源岩。银根-额济纳旗盆地的油气成藏过程可划分为早白垩世晚期油气成藏和早白垩世末期调整改造2个阶段,油气的富集主要受巴音戈壁组烃源岩的热演化程度和晚期构造活动强度共同控制。银根-额济纳旗盆地腹部是其油气富集的最有利区,中西部是油气勘探的有利区,中东部的油气成藏条件较差。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界山西组一段古构造特征及其对油气的控制作用

基于鄂尔多斯盆地西南部最新地震、地质资料和勘探成果,通过构造演化史分析和古构造恢复等手段,重点研究了鄂尔多斯盆地西南部上古生界山西组1段古构造特征,并分析了古构造对油气分布的控制作用。通过地层对比分析,明确了二叠系山1段的沉积-构造-沉降特征。构造演化史和成藏期次揭示,西南部上古生界构造-成藏关键变革期为侏罗纪末期和早白垩世末期。通过对不同构造演化阶段山1段古构造的恢复,认为三叠纪末期、侏罗纪末期和早白垩世末期上古生界山1段古构造具有继承性和迁移性。其中古隆起和古斜坡在侏罗纪末期发育广泛,西倾斜坡范围呈逐渐收窄趋势,天环坳陷形成于早白垩世末期。在构造变形与成藏期次分析的基础上,认为侏罗纪末期山1古构造可能是控制鄂尔多斯盆地西南部上古生界气藏分布的关键因素。研究区上古生界天然气缺乏长距离运移的条件,早白垩世末期的油气充注围绕着侏罗纪末期山1段的古构造进行,表现为近源或源内成藏。     

东海陆架盆地中新生代构造演化对烃源岩分布的控制作用

东海陆架盆地为发育于克拉通基底之上的中、新生代叠合盆地,该盆地经历了晚三叠世(?)—中侏罗世克拉通边缘坳陷盆地、白垩纪弧前盆地和晚白垩世末—新生代弧后裂陷盆地等3个构造演化阶段。侏罗纪盆地和白垩纪盆地主要残留在中央隆起带;新生代盆地演化在平面上表现出裂陷由西向东迁移的特征。不同时代盆地构造类型和大地构造位置控制了盆地烃源岩发育层位及平面分布:西部坳陷带以古新统月桂峰组湖相泥岩和灵峰组、明月峰组滨海相煤系地层为主要烃源岩;中央隆起带以上三叠统—中侏罗统福州组为主要烃源岩;东部坳陷带以始新统平湖组煤系地层为主要烃源岩,渐新统和中新统煤系地层为次要烃源岩。西湖凹陷天台斜坡带为中、新生代有利烃源岩的叠合区,具有“中生中储”和“新生中储”的优势,是东海陆架盆地天然气勘探的有利地区。     

中扬子地区当阳复向斜中生代以来的构造抬升和热史重建

综合运用锆石及磷灰石裂变径迹、镜质体反射率资料以及盆地模拟技术对中扬子地区当阳复向斜中生代以来的构造抬升和古地温演化进行了研究和重建。砂岩样品的锆石和磷灰石裂变径迹表观年龄分别为107～126 Ma和9.8～54 Ma,分别反映早白垩世燕山期、始新世至中新世喜马拉雅期的两次重要构造抬升及剥蚀冷却事件。侏罗系与白垩系、古近系与新近系之间的不整合面上、下镜质体反射率错开现象以及现今地表镜质体反射率异常偏高,也证实了两次抬升剥蚀冷却事件的存在。研究表明,区内当深3井和建阳1井的上三叠统-下侏罗统在早白垩世早期（约137 Ma）达到最大古地温190～210℃,造成锆石裂变径迹退火,至早白垩世末 晚白垩世初（约97 Ma）剥蚀冷却至近地表20～40℃;晚白垩世至古近纪沉积使该套地层又一次埋深增温至140～165℃,造成磷灰石裂变径迹完全退火;喜马拉雅期再次构造抬升及剥蚀冷却至现今70～90℃。研究区古近系经历的最高古地温为100～120℃和现今40～50℃。研究区中生代古热流相对稳定,热流值相对较低为53.5 mW/m²;晚白垩世古热流逐渐增大,古近纪达到最高59 mW/m²;其古地温梯度分别为中生代36.3～43.0 ℃/km和新生代30.2～37.8℃/km,现今降低至28.9℃/km。早白垩世和始新世至中新世的最大剥蚀厚度分别约为4800 m和2400 m,由此可认为,当阳复向斜应该存在较大厚度的侏罗系,最大厚度可能达5000 m。     

鄂尔多斯盆地及其邻区关键构造变革期次及其特征

鄂尔多斯盆地为典型的克拉通内盆地,油、气、煤、盐、铀等矿产资源丰富。研究构造运动的期次、序列与性质将为揭示克拉通盆地的成因与演化过程奠定基础,同时也将为探讨多种能源、矿产资源赋存的内在机制提供依据。基于近年来的高精度区域反射地震剖面和深井资料,结合周缘地质露头分析,通过厘定鄂尔多斯盆地的关键构造变革时期,建立了盆地演化的时-空框架。研究表明,鄂尔多斯盆地由下至上发育10个区域不整合面,分别为长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系和第四系底界不整合面;盆地发育中元古界、寒武系-奥陶系、上石炭统-三叠系、侏罗系、下白垩统和新生界6个构造-地层层序。鄂尔多斯盆地的形成与演化受控于周缘板块构造作用,经历了中元古代早-中期大陆裂解、寒武纪-中奥陶世被动大陆边缘、晚奥陶世主动大陆边缘形成与碰撞造山、晚石炭世-二叠纪末期周缘裂解、中生代早期大型陆内坳陷、中生代中-晚期陆内前陆盆地和新生代周缘断陷等演化过程。鄂尔多斯盆地岩石圈深部的构造作用相对活跃,盆地内部发育中奥陶世、中-晚三叠世、早白垩世与晚中新世4期中酸性、中基性火山活动,其中,早白垩世晚期的火山活动强烈。结合周缘板块构造事件、盆内岩浆活动和盆地沉降-隆升过程分析,鄂尔多斯盆地经历了新元古代、晚奥陶世、中-晚三叠世、晚侏罗世-早白垩世、新生代5个关键构造变革期,这些构造变革期控制了盆地的构造演化和地质结构,对鄂尔多斯盆地的油气分布产生了深远影响。     

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东海陆架盆地是发育于华夏板块之上的中、新生代叠合盆地，其下地壳性质与浙闽隆起区一致。盆地前第三纪主要发育侏罗—白垩系沉积，沉积岩主要分布于南部的台北坳陷内。中生代构造演化可分为早中生代坳陷盆地发育和晚中生代断陷盆地发育两个阶段，为下坳上断形式的中生代陆相复合盆地。盆地中生界具有形成油气藏的基本地质条件，其中中下侏罗统暗色泥岩及煤层为主要生烃岩系；上白垩统砂岩具较好的储集性能，储集空间以孔隙—裂缝型为主。