碳酸盐团簇同位素在海相盆地热史研究中的进展

沉积盆地热史研究对于油气成藏分析至关重要,在油气勘探以及油气资源评价领域有着举足轻重的影响,而海相盆地碳酸盐岩层系由于缺乏有效古温标导致很难对其热史进行恢复。碳酸盐团簇同位素是能够指示碳酸盐岩形成温度的指标,它将温度信息记录在^(13)C—^(18)O配对的化学键中,并通过其丰度变化将温度信息反映出来,即碳酸盐团簇同位素的丰度(Δ_(47))与地层温度演化密切相关。从碳酸盐团簇同位素测温以及热史恢复的基本原理、方法出发,结合近年来其在国内外海相盆地热史恢复的研究实例,综述了碳酸盐团簇同位素古温标的应用情况,并探讨了其存在的问题和未来的发展方向。碳酸盐团簇同位素作为一种新兴的古温标,在碳酸盐岩地层热历史恢复中展现出了巨大的潜力。团簇同位素热史研究实例表明,美国箭峡Bird Spring组经历的最高古温度约为175℃,四川盆地二叠系茅口组最高埋藏温度在213~225℃,塔里木盆地奥陶系受二叠纪岩浆活动影响存在160℃以上的异常高温。团簇同位素由于受热演化模式不成熟,重结晶作用以及沉积埋藏温度变化的影响,使得其在热史恢复方面仍存在不足,并建议精确恢复碳酸盐岩地层热史的下一步发展方向是将碳酸盐团簇同位素和U-Pb定年以及其他古温标相联合。

塔里木盆地台盆区超深层热演化及对储层的影响

温度场是制约有效储层发育的关键因素之一,然而关于塔里木盆地超深层储层热演化及其对储层有效性的影响研究还很少。本文选取塔里木盆地台盆区近几年新钻井作为研究对象,通过实测等效镜质体反射率参数热史模拟揭示了台盆区显生宙时期以来的古热流演化史。台盆区大地热流从早古生代的45~65 mW/m^(2)逐渐降至现今的32~45 mW/m^(2),仅局部地区在早二叠世受岩浆活动影响出现短暂的热流高峰,为46~62 mW/m^(2)。在此基础上,结合沉积埋藏史明确了超深层碳酸盐岩储层古温度史和关键变革时期古温度平面分布特征,并对比分析了不同构造单元碳酸盐岩储层温度场差异演化特征及主控因素。奥陶系储层受控于大地热流和地层埋深影响,经历了早期缓慢升温和晚期快速升温的过程,除局部地区在早二叠世存在高异常外,塔里木盆地奥陶系储层在关键构造时期均表现出由中部向南北两侧降温的平面展布特征,与现今油气相态特征匹配。通过建立温度场与储层孔隙演化模式,深入讨论了台盆区有效储层发育的温度场条件。超深层碳酸盐岩储层的溶蚀-沉淀作用和油气相态与温压密切相关,温度不仅可以通过改善储层物性间接为油气充注提供储集空间,而且长期低温高压背景有利于液态烃的保存。本研究有助于厘清塔里木盆地台盆区超深层碳酸盐岩储层的热演化过程,并通过探讨对储层有效性的影响为下一步油气勘探提供参考。

碳酸盐团簇同位素约束下塔中隆起奥陶系热历史

碳酸盐团簇同位素是近年来兴起的一种新型古温标,其有效地解决了碳酸盐岩沉积盆地缺乏常用古温标的现状,对于沉积盆地热史恢复具有重要意义.本文采集了塔中地区奥陶系碳酸盐岩钻井取芯样品,利用一阶近似模型模拟了塔中隆起碳酸盐团簇同位素温度(T_(Δ47))热演化路径,并结合等效镜质体反射率约束了塔中隆起的热历史.塔中隆起大地热流自奥陶纪到现今总体呈降低趋势,自60~70 mW·m^(-2)降低至40~50 mW·m^(-2),二叠纪由于火成岩入侵造成热流短暂升高至60~70 mW·m^(-2).模拟结果认为,北部斜坡带及潜山构造带受火成岩影响显著,北部斜坡带及潜山构造带在二叠纪最高温度分别达到160~170℃及180~190℃;而塔中南缘未受影响,中生代或者现今为最高温度130~140℃.总的来说,碳酸盐团簇同位素在热史领域的研究目前还处于探索阶段,未来有望在重排规律、T_(Δ47)影响因素以及模型理论方面有待进一步完善,团簇同位素也将在热史领域的研究中产生愈加重大的影响力.