楚雄盆地构造-热演化与古地温场研究

楚雄盆地的古地温场演化与构造-热活动及构造变格事件相一致。晚三叠世盆地热流值大体与弧后前陆盆地的热流一致,古地温及地温梯度相对较低。侏罗纪至早白垩世的地温及地温梯度相对于晚三叠世表现出平缓的降低,接近正常的克拉通盆地的热流值分布范围。晚第三纪以来盆地受陆内走滑活动及深部断裂导致岩浆的侵入与热液活动的影响,地温急剧上升,热流增大,现今楚雄盆地为一高热流区就是后期构造-热事件影响的结果。      

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     

中国北方沉积盆地热演化史的对比

中国沉积盆地多为叠合型盆地,古地温场的改造或改变普遍存在。根据古地温场的改造或改变作用方式的不同可划分为深埋改造型、热事件改造型和应力改造型。由于区域地质背景与盆地演化历程的不同,中国北方各盆地的古地温场存在较大差异。古生代华北盆地、塔里木盆地位于稳定克拉通之上,克拉通面积大,沉积构造稳定,地温梯度低;吐哈盆地、准噶尔盆地位于哈萨克斯坦板块之上,经历了裂陷作用,构造活动性强,地温梯度高。中生代晚期阿尔金断裂以东沉积盆地地温梯度普遍高于阿尔金断裂以西沉积盆地,构造活动性强,强烈的构造运动引发了岩浆活动及地壳深部热活动,表明存在一期强烈的具有区域规模的构造热事件;阿尔金断裂以西为挤压坳陷型盆地,地温梯度普遍较低。新生代以来中国东部处于拉张背景,沉积盆地地温梯度及大地热流值高;而西部处于地壳挤压增厚构造背景,沉积盆地地温梯度及大地热流值较低。     

楚雄盆地构造一热演化与古地温场研究

楚雄盆地的古地温场演化与构造一热活动及构造变格事件相一致。晚三叠世盆地热流值大体与弧后前陆盆地的热流一致，古地温及地温梯度相对较低。侏罗纪至早白垩世的地温及地温梯度相对于晚三叠世表现出平缓的降低，接近正常的克拉通盆地的热流值分布范围。晚第三纪以来盆地受陆内走滑活动及深部断裂导致岩浆的侵入与热液活动的影响，地温急剧上升，热流增大，现今楚雄盆地为一高热流区就是后期构造一热事件影响的结果。     

莺歌海盆地天然气气源及运移的地球化学特征

依据收集的莺歌海盆地20多个天然气样(其储层深度分布在1280m～2664m),分析了该盆地天然气组分及同位素组成。指出:天然气中烃类气以甲烷为主,气体偏干,C₁/∑C_(1-5)多数大于0.95;甲烷碳同位素偏重,δ¹³C₁为—37‰～—31‰,δ¹³C₂值均大于—28‰,为Ⅲ型母质形成的天然气特征,δ¹³C₂<δ¹³C₃<δ¹³C₄,且三者相互间差值小,天然气演化程度高。根据莺歌海盆地地层埋深与镜质体反射率(R_o),说明这些气体应从下部运移而来。通过对地层埋深与R_o和Ⅲ型母质有关的δ¹³C₁与R_o的关系,进行天然气垂向运距的计算,追索源岩的可能埋深在3364～3982m或更深部位。其天然气除源于莺歌海盆地莺-黄组外,其下层上第三系梅山组将成为盆地供气的重要来源之一。天然气中氦同位素³He/⁴He值为10^-7～10^-8,主要源于地壳,氩同位素具低比值⁴⁰Ar/³⁶Ar为302～326),呈上第三系特征,表明莺歌海盆地的天然气主要源于上第三系深部层有机母质达到高成熟阶段形成的天然气,并经中-长距运移在浅部储层聚集成藏。     

吐─哈盆地天然气成因类型探讨

吐哈盆地的天然气依据成因可划分为油型气、煤型气、混源气和生物改造气4种类型。油型气主要产于托克逊凹陷及哈密凹陷,具有δ¹³C₃-δ¹³C₂值高、δ¹³C₂<-2.88%和演化程度较高等特征；煤型气主要富集于台北凹陷(鄯善油田、巴喀油田例外),具δ¹³C₁低、重烃气碳同位素重、δ¹³C₂>-2.88%等特征；混源气仅分布于鄯善油田及丘陵油田东块,具δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃>δ¹³C₄的碳同位素“倒转”分布特征；生物改造气仅见于巴喀油田及丘陵油田陵4井区,具有密度小、干燥系数大、iC₄/nC₄及C₂/C₃值高、δ¹³C₂>δ¹³C₃等特点。     

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文章在地温梯度、埋藏史研究的基础上，探讨沁水盆地煤层的热演化过程及其对煤层气地球化学特征的控制作用。通过对沁水盆地南部阳城地区和西部霍州地区的煤层热演化史和煤层气地化特征的对比研究表明，演化程度最高的地质时期决定了煤层气的组份和组份碳同位素特征，即是决定煤层气地球化学特征的关键地质时期，如沁水南部晋城地区的3#煤层在早白垩世末的R_o值达到2.4%～4.2%的最大值，从而形成甲烷碳同位素分布为-29.9‰～-36.7‰的煤层气；三叠系末期，霍州地区2#煤层处于成熟阶段（R_o=0.8%～1.2%），决定了该地区煤层气甲烷碳同位素分布为-47.6‰～-51.7‰。反之，煤层气的组份和组份碳同位素特征也反映了煤层所经历的热演化过程。     

松潘-阿坝地区晚三叠世热演化异常原因研究

通过镜质体反射率恢复得到松潘-阿坝地区红参1井的晚三叠世古地温梯度达6—7℃／100m，古大地热流值为120—140mw／m^2左右的结论。这样高的古地温梯度肯定与构造热事件有关。经分析认为，红参1井Ro值在纵向剖面存在突变现象，在1500m以下地温梯度恢复正常，说明这次构造热事件发生在晚三叠世，是印支运动的反映。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下天然气地球化学特征及其对靖边气田气源再认识

在鄂尔多斯盆地东部龙探1井盐下马五₇储层获得了低产天然气。测试资料显示,其甲烷含量为96.871％,C₂⁺重烃组分含量仅为2.396％,具高演化干气特征;非烃组分含量很低,应属储层中的正常天然气;甲烷的碳同位素组成偏轻,δ¹³C₁值为-39.26‰,代表了奥陶系原生过成熟油型气的特征;C₂⁺重烃组分的单体烃碳同位素显著偏重,分布于-19.27‰～-23.78‰之间,与高演化的煤成气相似。仅从空间配置关系判断,上古生界煤成气混入的可能性很小,因而,次生因素——TSR反应等是造成重烃组分碳同位素偏重的主要原因。以龙探1井马五₇天然气为油型气端元,甲烷碳同位素组成作为主要指标,进行靖边气田奥陶系天然气主要气源的判识,得出了靖边气田奥陶系风化壳天然气的主要气源应是上古生界煤系的认识。     

古构造对新场气田沙溪庙气藏的奠基作用

新场气田沙溪庙气藏现今的产气井全部落在古构造范围内,说明古构造对气藏分布范围和边界有明显的控制作用。从构造低部位到高部位,天然气中甲烷含量、重烃含量、干燥系数、ΔR₃值以及CO₂和H₂S含量均呈现规律性变化,说明古构造对天然气的运移方向也有很强的控制作用。今构造对古构造虽有较强的破坏作用,但基本上没有改变天然气的分布格局,对天然气的控制作用不明显,仅在局部地区(古今构造高点叠合部位)有所反映。     

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.     

济阳坳陷惠民凹陷热演化史分析

根据镜质体反射率数据和磷灰石裂变径迹数据对济阳坳陷惠民凹陷进行热演化模拟，分析了该区新生代的热演化状况。研究表明，惠民凹陷在地质演化过程中古地温是逐渐降低的，孔店组沉积末期到沙河街沉积末期地温梯度下降较快，孔店组沉积末期为4.4 ℃/100m左右，而到沙河街组沉积末期则降为3.7 ℃/100m左右，此后其地温梯度缓慢降低至现今的3.2 ℃/100m左右。同时，惠民凹陷内部构造的热演化亦存在一定差异，位于凹陷中部靠近临商断裂带的盘深3井的古地温梯度最高，其次为临82井；而位于凹陷东北部阳信洼陷的阳8井的古地温梯度最低。惠民凹陷的这种古地温演化特征是由该凹陷的构造运动演变决定的，并且和该凹陷新生代的断裂活动密切相关。     

二连盆地白音查干凹陷热演化史与油气

利用大量分析数据和实测资料对二连盆地白音查干凹陷的今地温特征、烃源岩热演化史进行了深人细致的剖析,恢复了中生代早白坚世的古地温梯度和古剥蚀厚度.地热史研究表明,今地温梯度为3.13℃/100m,而古地温梯度为5.5℃/100m.古地温明显高于今地温.说明该凹陷在地质演化历史时期,曾经历了较大程度的抬升剥蚀过程.剥蚀厚度为920~1160m.综合古地温演化史和烃源岩热演化史等各方面的资料,该凹陷白奎系烃源岩热演化程度较高,成烃门限深度为600~1000m,生烃高峰埋深为1200~2000m.结合埋藏史资料,确定该凹陷主成烃期在早白至世都三段一赛汉塔拉组沉积期.     

哥伦比亚普图马约次盆晚中生代—新生代古今大地热流值

普图马约次盆地经历了多期构造演化,其大地热流史也经历了长期、复杂的演化过程。利用地质背景约束、古温标正演约束等多种方法,系统地确定了普图马约次盆自白垩纪以来各时期的大地热流值:白垩纪大地热流值为64 mW/m^2;古新世大地热流值为95 mW/m^2;渐新世末期大地热流值为38 mW/m^2;上新世大地热流值处于120~190.00 mW/m^2之间,平均155.00 mW/m^2,且具有由东到西大地热流值增加的特征;今大地热流值为55 mW/m^2。     

伊盟隆起东胜地区热演化史与多种能源矿产的关系

伊盟隆起东胜地区在古生代和中生代早期,地温梯度低,烃源岩热演化程度低,中生代晚期地温梯度增高,地温梯度可达每百米3.3℃。伊盟隆起东胜地区在中生代晚期发生的构造热事件,以及后期的持续抬升是热流体运动活跃时期,并使该区石炭-二叠系、三叠系及侏罗系的煤化作用主要发生在中侏罗-早白垩世,早白垩世是古生代煤系地层的主要生气期,从早白垩世至今为煤成气的主要运移与破坏时期,也是东胜砂岩铀矿主要的成矿时期。通过镜质体反射率、磷灰石裂变径迹等资料对区内构造演化及生烃史的分析,由于伊盟隆起东胜地区石炭-二叠系及侏罗系煤系地层尚处于低成熟或未熟演化阶段,促使铀矿富集的还原剂-油气只能来自伊盟隆起以南成熟度较高地区的石炭-二叠系煤系地层。     

彭水地区五峰—龙马溪组页岩热演化史及生烃史研究——以PY1井为例

利用盆地模拟软件Basin Mod 1-D,选用古地温梯度法,采用镜质体反射率正演法厘定彭水地区各时期构造剥蚀量及古地温梯度。结果表明,该区自晚古生代以来古热流经历了低—高—低的变化过程,其古地温梯度具有相同特征;志留纪—中二叠世古地温梯度平均值约为2.5~3.0℃/hm;晚二叠—早白垩世古地温梯度平均值约为3.0~3.5℃/hm;早白垩世末期以来,古地温梯度平均值介于2.0~2.5℃/hm;加里东期、印支期构造抬升剥蚀量不足500 m,燕山、喜马拉雅运动构造抬升剥蚀量可达4 300 m。成烃史研究表明,彭水地区五峰—龙马溪组页岩早泥盆世进入生油门限,在晚二叠—晚三叠世进入生油高峰,在早侏罗世进入生气期,中侏罗世进入过成熟生干气阶段。后期燕山、喜马拉雅运动,致使地层抬升、剥蚀,研究区页岩气保存条件将成为下一步勘探的研究重点。     

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。     

苏北—南黄海盆地构造热演化特征及其油气地质意义

苏北盆地和南黄海盆地同属于一个构造域,具有相似的构造热演化特点,但前者已经发现以中、古生界为气源岩的油气田,而后者至今未获得工业油气发现。分析苏北—南黄海盆地的热演化特征,对于明确南黄海盆地的油气勘探方向具有重要的意义。为此,运用磷灰石裂变径迹测试方法结合EASY%Ro热演化史模拟,研究了该区的热演化构造特征。结果表明:①南黄海盆地多个构造单元存在古生界烃源岩再次生烃现象,距今约36 Ma(始新世未)之后的沉积对该区古生界烃源岩的再次生烃有利;②苏北—南黄海盆地现今的地温梯度均小于古地温梯度,地温梯度的降低减弱了后期沉积对古生界烃源岩的增熟作用;③南黄海盆地烃源岩的埋藏类型可分为早深后浅早期生烃型和多次抬升多次生烃型2种类型,分别反映地壳水平运动和垂直运动的结果。结论认为:南黄海盆地具有良好的油气勘探前景,盆地中南部古生界烃源岩二次生烃是关键,应以寻找"古生新储"型油气藏为勘探方向。