基于居里面深度对中国东北部大地热流的研究

大地热流值是表征地球热状态的重要参数,也是进行深部地温预测和评价一个地区地热资源的最基本数据。受钻孔测温的影响,盆地外的无钻孔测温地区缺少实测的大地热流值。目前的热流分布图都是依据相邻盆地的实测值进行插值绘制的,无钻孔区热流值可信度较低。由于岩石居里点与温度密切相关,可以通过居里面深度来研究地表热流值。本文依据东北地区现有的居里面深度分布图,结合实测的岩石热导率、岩石生热率数据和相应的地壳分层状况,计算了东北地区的大地热流值,重新绘制了中国东北地区精细的大地热流分布图。东北地区整体大地热流处于42.5~95 mW/m~2之间,热流高值位于五大连池及敦化-密山断裂带海龙—牡丹江一带,松辽盆地内部、小兴安岭和长春-延吉缝合带也有局部的高热流值。热流高值与居里面隆起区域有较高的一致性,即居里面隆起处热流较高,而坳陷区热流较低。本次研究填补了中国东部地区热流实测值空白,为该区深部地温预测和地热资源评价提供了更加准确的参数。

济阳坳陷新生代构造-热演化历史研究

沉积盆地的热历史是盆地的构造演化研究和油气资源评价及油气成藏的重要参数．本文利用磷灰石裂变径迹和镜质体反射率古温标模拟计算了济阳坳陷70口单井新生代以来的热演化历史，在此基础上分析了济阳坳陷内东营、沾化、惠民和车镇4个凹陷的地温梯度演化特征．研究结果表明，济阳坳陷新生代以来的古地温梯度是逐渐降低的，但在早第三纪时期下降的幅度较大，而在晚第三纪-第四纪则下降的幅度明显较小；济阳坳陷在孔店组沉积时期的地温梯度为54．0-50．0℃／km之间，沙河街沉积时期为50．0-40．0℃／km，东营组沉积时期为40.0—38.5℃／km。晚第三纪时期为38．5—35．5℃／km，第四纪以来基本未变．坳陷内4个凹陷的古地温梯度演化存在差异，特别是在早第三纪末期的东营构造运动以后，各凹陷的地温梯度演化差异更加明显．在晚第三纪时期，济阳坳陷各凹陷的地温梯度变化均较小，地温梯度的高低依次为东营凹陷、沾化凹陷、惠民凹陷和车镇凹陷．车镇凹陷的古地温梯度在整个新生代演化历史中均是济阳坳陷最低的．这种地温演化的差异与各凹陷的构造沉降演化史密切相关，同时地温演化差异也导致了各凹陷的烃源岩在生烃门限深度的差异．济阳坳陷的古地温梯度演化特征反映了济阳坳陷由断陷向坳陷的构造演化特征．

郯庐断裂中段两侧坳陷的新生代构造-热演化特征

郯庐断裂带两侧分布众多的坳陷，其构造-热演化历史对于这些含油气坳陷的油气成藏起到重要的作用.本文利用镜质组反射率和磷灰石裂变径迹古温标模拟计算了郯庐断裂带中段两侧6个坳陷120口单井的热演化历史，在此基础上得到各坳陷新生代的地温梯度演化特征.总体上，郯庐断裂两侧坳陷的古地温梯度在新生代是逐渐降低的，在古近纪较高而新近纪仅比目前的地温梯度略高；结合构造沉降史的恢复结果，认为其反映了研究区由断陷向坳陷转化的构造演化特征.根据各坳陷古地温梯度的演化模拟结果，距离郯庐断裂带不同位置的坳陷其古热场特征存在差异.位于断裂带内的辽河盆地、渤中和昌潍坳陷古热场较高（第三纪初期的地温梯度达到57-59℃/km），且辽河盆地和昌潍坳陷在第三纪地温梯度一直处于较高的状况，而渤中坳陷新近纪时期的较低地温梯度是由于其大的构造沉降所致.远离郯庐断裂带的冀中和临清坳陷的古热场及其演化程度均是较低的，第三纪初期的地温梯度分别为53℃/km和50℃/km.由此推测郯庐断裂带在第三纪以来的活动性对其两侧地区热场的影响较大.郯庐断裂带两侧坳陷地温场的差异在宏观上受控于郯庐断裂的演化，在局部地区受控坳（盆）断裂等构造的影响.

中国东西部典型盆地中—新生代热体制对比

沉积盆地的热体制和热历史是盆地动力学和油气成藏研究的重要内容,中国东西部盆地受不同构造背景和动力学机制影响,热体制存在明显差异。文中从盆地的热历史、热岩石圈厚度和岩石圈热结构3个方面对渤海湾和塔里木这两个中国东西部典型盆地中—新生代的热体制进行了分析,表明东西部盆地在中—新生代时期的热体制存在较大差异。中—新生代时期渤海湾盆地经历了早白垩世—晚白垩世早期（K1—K12）和始新世—渐新世（E2—E3）两期热流高峰,而塔里木盆地热流值是逐渐降低的过程;渤海湾盆地的热岩石圈厚度在中—新生代经历了早白垩世晚期和古近纪中—晚期两次快速的减薄高峰,减薄高峰时期岩石圈厚度仅为43~55km;而塔里木盆地则经历了中生代缓慢增厚—古近纪以来快速增厚的过程。由地幔热流与地表热流比值确定的岩石圈热结构揭示出渤海湾盆地经历了三叠—侏罗纪的＂冷幔热壳＂型和白垩纪以后的＂热幔冷壳＂型;塔里木盆地则由＂热幔冷壳＂型在新近纪末期转变为＂冷幔热壳＂岩石圈热结构。深部岩石圈的热结构和热状态的这种差异与岩石圈热-流变结构和岩石圈变形特征密切相关,通过对沉积盆地中—新生代时期的热历史和岩石圈热结构演化的研究,可以揭示沉积盆地深部的热状态,为中—新生代以来的成盆动力学机制研究提供有科学意义的参考。

渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构与热-流变学演化

文章主要利用中—新生代热史、地壳分层结构以及流变学参数,模拟计算渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构和热-流变结构演化特征。结果表明,盆地由三叠纪—侏罗纪时期的"冷幔热壳"型岩石圈热结构转变为白垩纪至今的"热幔冷壳"型岩石圈热结构。从济阳坳陷岩石圈热-流变结构演化特征来看,中生代早期上地壳上部、中地壳上部及上地幔顶部表现为厚的脆性层;早白垩世初期中地壳上部及上地幔顶部的脆性层完全转变为韧性层;晚白垩世开始,中地壳上部出现薄层的脆性层;古近纪早期中地壳上部脆性层变薄变浅;现今则除了发育上地壳上部、中地壳上部脆性层外,上地幔顶部开始在浅部发育薄的脆性层。中—新生代岩石圈总强度演化表明在早白垩世晚期和古近纪早期经历了两期减弱,中生代早期岩石圈总强度远大于中侏罗世之后的岩石圈总强度。岩石圈热-流变结构和强度演化与华北克拉通破坏过程中岩石圈厚度的变化具有良好的对应关系,从侧面反映太平洋板块俯冲和回撤导致华北克拉通东部破坏的地球动力学过程。因此,岩石圈热-流变结构可以为盆地形成、大陆边缘和造山带等的动力学演化过程研究提供科学依据。

多期构造演化盆地的复杂地温场对油气生成的影响——以塔里木盆地塔中地区为例

根据磷灰石裂变径迹分析（ＡＦＴＡ）及干酪根自由基浓度分析了塔里木盆地塔中地区单井的热历史，同时结合波动地质学分析的结果研究了其复杂的构造演化－沉积埋藏史，由此探讨了复杂构造运动对油气生成和油气藏形成的影响，表明多期构造运动一方面对油气藏会产生破坏作用，而另一方面却对延长生油层的生烃时间有利（即可以晚期生烃）。后期多次构造运动有利于烃源岩晚期。

沉积盆地下古生界碳酸盐岩地区热历史恢复方法探索

古温标是目前恢复沉积盆地热历史最常用方法之一,但在下古生界高过成熟碳酸盐岩由于没有合适的成熟度标定参数(古温标),对其经受的热历史和成烃史的恢复一直是困扰中国海相碳酸盐岩油气勘探的问题。目前常用的沥青反射率、牙形石色变指数、镜状体反射率等各类古温标,在用于早古生代碳酸盐岩地区的热历史恢复时都是借助于它们各自与镜质体反射率之间的关系,再利用现有的镜质体反射率模拟热历史方法来恢复热历史,因而存在不同的缺陷。重点介绍了利用有机质自由基浓度作为碳酸盐岩地区古温标的可能性。通过不同时间和温度下的热模拟得到的有机质自由基浓度数据,初步建立了三种类型有机质的自由基浓度(N)与时间-温度指数(TTI)的定量模型。这种有机质自由基浓度与TTI的关系式为碳酸盐岩地区古地温的恢复提供了新的方法。

中国西北部盆地岩石热导率和生热率特征

本文根据大量实测数据 ,首次系统地报道了中国西北地区塔里木盆地、准噶尔盆地和柴达木盆地内的岩石热导率、岩石放射性生热率数据及其分布特征。对 6 0 0多个岩石热导率和 1 0 0多个实测岩石生热率的统计分析表明 ,沉积盆地中岩石的热物理性质与其岩性、埋藏深度和地层时代密切相关。随深度和地层时代的加大 ,岩石热导率增大 ;塔里木盆地的岩石热导率的总体平均值最大 ,而柴达木盆地的最小。岩石生热率在上地壳的分布是随深度的增加而减小的 ,但在沉积盆地的深度范围内几乎不变 ,其分布是均匀的 ,仅不同岩性的生热率差别较大。估算的岩石放射性生热产生的热量可以占到盆地地表热流的 2 5 %～ 45 %。因此 ,岩石热物理性质的参数不仅与盆地的地温分布和大地热流特征密切相关 ,还可以为该地区盆地热历史恢复及深部地球物理的研究提供有效的参数和边界条件。

柴达木盆地西部新生代的构造-热演化研究

利用磷灰石裂变径迹 (AFTA)参数和镜质体反射率动力学模型对柴达木盆地西部地区的构造—热演化进行系统分析 ,通过对 1 0个构造部位 1 6口井的单井热历史模拟分析了该区新生代的热演化状况。研究表明柴达木盆地西部地区的地温梯度在第三纪以来随着盆地的演化逐渐减小 ,但在第四纪以来变化不大或有增加的趋势 ;热流的变化与地温梯度的变化不同 ,随地史的演化逐渐增加。该区热流的这种变化与构造演化密切相关 ,盆地第三纪末(N32 )以后发生的新构造运动 (有人称喜马拉雅运动第三幕 )是造成现今地温分布状况的根本原因。

松辽盆地岩石热导率柱及古地温场分布特征

盆地古温度场与地热、油气资源的形成演化密不可分。为明确松辽盆地关键时期的古地温场特征,以实测的269块样品热导率和汇编的前人数据为基础建立热导率柱,并以镜质体反射率Rran为约束进行多口单井的埋藏史-热史模拟。结果显示,松辽盆地平均热导率为1.79 W/(m·K),热导率随深度增加而增大,在上部地层中增大的速率大于下部。热导率随地层年龄增大而增大。松辽盆地北部Rran主要在0.8%~1.6%,齐家古龙凹陷Rran最大。埋藏史-热史表明,白垩系青山口组地层在明水组末期达到最大古地温,然后至今呈逐渐降低的趋势。古地温场平面分布显示松辽盆地北部青山口组地层在大部分地区的最大古地温达到120℃以上,显著高于现今地温场。青山口组从沉积后进入盆地热沉降发育阶段,随着古埋深的增加,古地温逐渐增至最大。此时较高的古地温条件能够促进页岩油气的成熟。明水组末期受古太平洋板块运动影响,发生了显著的抬升冷却事件,在冷却过程中温度梯度降低幅度较小的地区形成了地热温度条件有利区。研究成果可为松辽盆地地热、油气资源的形成机理研究提供理论参考。

渤海湾盆地中、新生代岩石圈热结构研究

本文以浅部沉积盆地热历史恢复结果为基础,结合地热学的有关理论计算得到渤海湾盆地中生代以来不同地质时期壳幔热流配分及莫霍面温度。结果显示,渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期达到两次地幔热流与地表热流之比高峰,其两期地幔热流占地表热流比例都超过65%。莫霍面温度在早白垩世晚期、古近纪中晚期及新近纪早期(仅在临清坳陷、沧县隆起和冀中坳陷)出现3次高峰,其温度分别为900～1100℃、820～900℃和770～810℃。本文的研究不仅揭示出白垩纪是渤海湾盆地岩石圈热结构的重要转型期,即由三叠纪和侏罗纪的"冷幔热壳"型转变为白垩纪以来的"热幔冷壳"型的岩石圈热结构,还揭示出渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期发生两期强烈的构造裂陷作用。因此,本文的研究可以为中国东部大陆岩石圈地球动力学的研究提供地热学参数。

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拾升剥蚀剧烈,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.

柴达木盆地东部古生代以来构造-热演化

柴达木盆地是我国西部三大含油气盆地之一,经历了多期叠加与改造。盆地构造-热演化史研究一方面对分析柴达木盆地的构造成因,揭示青藏高原的形成机制和隆升历史有重要的意义,另一方面为盆地进行油气资源评价提供科学依据。采用平衡剖面技术、磷灰石裂变径迹年龄分布特征定性分析与径迹长度分布数据定量模拟相结合的方法,分析了柴达木盆地东部古生代以来的构造演化过程,研究表明:柴达木盆地东部在侏罗纪早期构造活动强烈,导致了石炭系抬升、剥蚀;白垩纪末期构造运动相对较弱,表现为早期的弱伸展与晚期北东-南西向的挤压;喜山运动在该区域多期发育,主要为喜山运动早期(41.1~33.6Ma)、喜山运动晚期(9.6~7.1 Ma,2.9~1.8 Ma),其中晚喜山运动造成了先存断裂的再次活化。在埋藏史重建的基础上,对柴达木盆地东部热历史进行了恢复,结果表明柴达木盆地东部热历史总体变现为缓慢降低的特征,古生代末期柴达木盆地东部古地温梯度为38~41.5℃/km,地温梯度平均值为39℃/km;古近纪早期地温梯度降为29~35.2℃/km,平均值为约33.0℃/km,古近纪末地温梯度有所变大,新近纪末趋于现今的热状态。柴达木盆地东部古生代以来构造-热演化特征主要受控于研究区岩浆热事件发育与构造活动的特征。

塔里木盆地奥陶系烃源岩二次生烃研究

为研究海相烃源岩二次生烃规律和塔里木盆地生排烃规律,以塔里木盆地奥陶系烃源岩为研究对象,首先通过构造-热演化史和生烃史研究得出,塔里木盆地典型构造单元奥陶系烃源岩具有二次生烃的特征,并且起始成熟度和生烃期次不同。然后选取自然条件下演化至不同起始成熟度的奥陶系海相烃源岩,采用热压模拟实验方法系统研究其二次生烃规律。研究表明:塔里木盆地奥陶系海相烃源岩二次生烃的主控因素是起始成熟度,二次生烃产率随起始成熟度增加规律性减小;低成熟和中成熟烃源岩具有大量生排油气潜力,出现相对延迟的生油高峰,高成熟烃源岩没有大量生油和生气的能力;两次不连续生烃量与一次连续生烃量的差值也受起始成熟度控制,具有阶段性;起始成熟度在低成熟到成熟阶段时,二次不连续生烃过程会增加烃源岩的生烃量,使生烃潜力增加,而高成熟阶段以后,二次不连续生烃过程就会减少烃源岩的生烃量,使生烃潜力减小。

松南地区断陷层烃源岩生烃能力及主控因素分析

根据松南地区基底断裂对盆地形成演化的控制和控盆断层在不同时期活动强弱的研究,把松南地区划分为陆家堡、开鲁和彰武3个盆地群。对比分析了松南地区断陷层沙海组和九佛堂组烃源岩的有机地球化学特征,结果表明:陆家堡盆地群烃源岩的各项指标均优于开鲁盆地群和彰武盆地群,其生烃能力最强;垂向上,九佛堂组烃源岩质量较好。造成生烃能力不同的主要原因是基底断裂和控盆断层活动强度的不同及活动时间的长短,另外还受烃源岩埋藏深浅的影响。因此在今后的油气勘探工作中,应重点研究九佛堂组烃源岩,但部分断陷以研究沙海组烃源岩为主。

海相页岩二次生烃潜力热模拟实验研究

利用热压模拟实验的方法,选取自然演化不同起始成熟度的海相页岩,系统研究了海相页岩二次生烃规律。研究表明,海相页岩二次生烃过程不是一次生烃的直接延续,生烃特征与一次连续生烃也有差异。随着二次生烃起始成熟度的增加,二次生油产率存在比一次连续生烃滞后的生油高峰,并且随起始成熟度增加位置更加向后推移,已经处于高演化阶段的海相页岩不再有二次生油高峰。起始成熟度控制二次生烃潜力,起始成熟度处于生油窗之前的海相页岩具有较高的二次生油和生气潜力,起始成熟度处于生油窗的海相页岩具有较高的二次生气潜力和一定的二次生油潜力;起始成熟度高于传统生油窗的海相页岩,二次生油能力已经很低,但是演化到一定程度还具有相当的生气潜力;已经达到过成熟的海相页岩基本上不具备二次生烃潜力。此研究完善了二次生烃的理论研究,对中国叠合盆地海相烃源岩的评价有很好的指导作用。

川东南地区古生界主要页岩层系热演化

在研究区热流史和地层埋藏史的基础上,对下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组的热演化进行了模拟。下寒武统筇竹寺组烃源岩在早志留世开始生油并进入生油高峰,在中志留世至早二叠世生烃缓慢并一度停滞,中三叠世进入湿气阶段,早侏罗世进入干气阶段,干酪根主生气期为中三叠世—早白垩世。下志留统龙马溪组烃源岩在二叠纪开始生油,中侏罗世—早白垩世中期为干酪根主生气阶段,晚侏罗世早期—晚白垩世早期为油裂解生气阶段。下志留统龙马溪组是川东南地区页岩气勘探开发的最有利目的层系。

昌潍坳陷新生代古地温分析

昌潍坳陷是胜利油田重要的外围勘探区域,确定其古地温对研究其生烃史和油气成藏史具有重要的意义。综合应用镜质体反射率和磷灰石裂变径迹方法反演得到了其新生代热史演化规律,得出昌潍坳陷新生代古地温梯度演化趋势从古到今逐步降低的结论。同时间接证明了综合镜质体反射率和磷灰石裂变径迹反演东部简单盆地热史是一种行之有效的方法。

成烃生物对页岩含气性影响控制因素研究进展

页岩气作为非常规资源在全球能源格局中的地位日益提升,中国页岩气勘探开发继北美页岩气后获得战略性突破,成为油气勘探开发热点领域。页岩中天然气储集和有机孔生成的成烃生物组合是页岩气成藏基础理论研究的关键要素。本文从成烃生物类型对页岩烃源岩品质的影响、有机孔的形成与演化机理等方面综述了成烃生物特征对成烃与成孔演化的控制作用以及对页岩气赋存、富集的影响,并提出将成烃生物-油气生成-孔隙形成演化-油气滞留过程联系成为一个有机整体是今后页岩气成藏理论研究的发展趋势。

塔里木盆地下古生界烃源岩二次生烃范围研究

塔里木盆地是一个多旋回叠合盆地,下古生界烃源岩具有典型的二次生烃特征.当前关于二次生烃的研究集中在通过热模拟方法认识生烃机理和模式等方面,关于典型盆地二次生烃发生范围、分布规律、影响因素研究相对较少.本文在认识塔里木盆地构造背景和热演化规律的基础上,选取不同构造单元具有代表性的50余口井,利用Basin Mod 1D盆地模拟软件对多口井进行烃源岩成熟史模拟,结合现有的镜质体反射率数据,研究奥陶系和寒武系烃源岩是否存在二次生烃以及二次生烃发生时期和规律.综合分析单井模拟结果发现,奥陶系烃源岩二次生烃发生范围分布在沙雅隆起、卡塔克隆起中部和古城墟隆起西端,寒武系烃源岩二次生烃发生范围分布在沙雅隆起、巴楚隆起和卡塔克隆起中部.不同构造单元二次生烃开始的时间不同.二次生烃生烃史受盆地构造-热演化史控制,且对油气藏形成和分布有一定影响.