新疆库车坳陷东部中—新生代构造-热演化与油气勘探远景分析

【研究目的】库车坳陷油气资源丰富,但与油气生成与保存相关的构造-热演化研究很薄弱。【研究方法】本研究通过对库车坳陷东部典型钻孔样品开展磷灰石裂变径迹测试分析与热史模拟,精确重建了库车坳陷东部自中生代以来的构造-热演化史,并评价了烃源岩成熟演化期次。【研究结果】本文基于原位LA-ICP-MS法测试的磷灰石裂变径迹年龄介于77.7~104.5 Ma,远小于地层年龄,有效地记录了晚白垩世的快速隆升事件。通过热史模拟揭示出库车坳陷东部地区自侏罗纪以来经历了早白垩世—晚始新世(120~40 Ma)和晚中新世至今(10~0 Ma)两期快速隆升事件,分别是由拉萨地块、印度板块与欧亚板块南缘碰撞的远程效应造成的。【研究结论】库车坳陷东部地区的差异性构造隆升是由南天山由北向南逐渐推进的俯冲挤压造成的。库车坳陷东部地区侏罗系烃源岩在多期沉降作用影响下表现为多阶段成熟演化模式,但受构造隆升事件的影响,曾在早白垩世—晚始新世和晚中新世至今处于停滞阶段。本研究厘定了库车坳陷东部自中生代以来的构造-热演化史,明确了主要烃源岩成熟演化过程,对区域构造演化和下一步油气勘探具有重要的指导意义。

川北米仓山隆起构造-热演化特征

本文基于实测锆石(U-Th)/He和磷灰石裂变径迹年龄的联合热史模拟明确了米仓山隆起自新元古代以来的构造-热演化史。米仓山隆起前寒武系样品锆石(U-Th)/He年龄和磷灰石裂变径迹年龄分别为190~138 Ma和106.1~120.6 Ma,均小于地层年龄或成岩结晶年龄,有效地记录了早期热信息。热史模拟结果表明米仓山隆起自新元古代以来主要经历了早侏罗世—早白垩世和晚中新世至今两期快速冷却事件,分别与扬子-华北板块碰撞和印度-欧亚板块碰撞的东扩作用有关,而白垩纪—早中新世的缓慢冷却过程则与当时的古夷平面发育有关。本文不仅丰富完善了川北地区构造-热演化成果,而且对于该地区下一步油气勘探具有重要的指导意义。

塔里木盆地古城墟隆起顺南1井古油藏热裂解过程的分子碳同位素地球化学记录

塔里木盆地古城墟隆起顺南1井高成熟度轻质原油被认为是典型的热裂解残余油。研究揭示顺南1井原油中高丰度的苯系物和丰富的稠环芳烃,是其在地质历史上经历强烈热裂解的次生产物之一;苯系物应为热裂解、环化、芳构化过程的中间产物,而稠环芳烃可能指示了缩聚过程。烃类分子裂解—缩聚过程诱发的碳同位素分馏,不仅使顺南1井原油正构烷烃分子碳同位素较下古生界含油气系统中正常原油的重8‰~10‰,而且烷基萘系物分子碳同位素也比下古生界含油气系统中的正常原油重6‰~8‰。研究结果进一步实证了与裂解成因相关的芳烃分子及其稳定碳同位素组成是判识深层—超深层油藏是否经历热蚀变的有效手段,其对于准确评估深层—超深层油气相态与资源格局具有重要意义。

班公湖-怒江缝合带东段八宿地区花岗岩体差异性隆升:来自锆石和磷灰石裂变径迹证据

班公湖-怒江缝合带为青藏高原内部分隔羌塘和拉萨两地块的构造边界,是研究青藏高原构造演化的重要窗口之一。该缝合带自西向东分为西段(班公湖至改则)、中段(安多至东巧)和东段(丁青至怒江),其中东段的研究程度较低。本次以东段八宿县郭庆乡一条花岗岩高程剖面为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICPMS)法对锆石和磷灰石开展裂变径迹测试。花岗岩锆石U-Pb年龄为~180 Ma,指示其结晶时代为早侏罗世。锆石和磷灰石裂变径迹年龄分别为180~130 Ma、86~61 Ma,对应的年龄-海拔曲线分别为负斜率和正斜率。QTQt模拟显示花岗岩高程剖面顶部在130~60 Ma时剥蚀冷却速率快,中部在130~40 Ma时剥蚀冷却速率居中,而底部在~130 Ma之后一直保持最低的剥蚀冷却速率。这种差异性隆升源自班公湖-怒江缝合带东段的南向俯冲板片断离早于北向俯冲板片断离。

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.

盆地潜凸起岩溶热储地热田成因机理:以菏泽潜凸起为例

盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空间分布规律、地热水动力场的系统分析,揭示地热田岩溶地热水补给源、运移途径和富集机理:地热水来源于东北部梁山、东部嘉祥一带基岩山区大气降水入渗补给,主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了四元聚热机制,一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导-对流聚热。在热储富集和聚热成因机理研究基础上,构建了基于水源、热源及深部岩溶发育特征的地热田成因机理模型,揭示了地热能富集规律。

基于水化学同位素技术的地热储层成因模式对比分析——以鲁西北埕宁隆起区为例

埕宁隆起区是我国重要的地热资源富集地区之一,了解地热田的成因模式对于地热资源的可持续开发利用具有重要意义。采用水化学同位素手段,对埕宁隆起区馆陶组砂岩热储和寒武-奥陶系岩溶热储成因进行对比分析,结果表明:砂岩热储地热水是地质历史时期的大气降水入渗补给的产物,为侧向径流补给水,而岩溶热储地热水不是直接来源于大气降水的就近入渗补给,而是经过较长距离的径流过程,具有明显的氢氧漂移现象。两套热储地热水补给高程、热储温度及热水循环深度分别为459 m和557 m、66℃和72℃、1420 m和1795 m。此外,研究成果还揭示埕宁隆起区地热水补给区位于泰山地区,其地热系统热源为地壳深部及少部分上地幔传导热流。

Tectonic Evolution of the Himalayan Collision Belt

This paper discusses the tectonic divisions of the Himalayan collision belt anddeals with the tectonic evolution of the collision belt in the context of crustal accretion in thefront of the collision belt, deep diapirism and thermal-uplift extension and deep material flow-ing of the lithosphere-backflowing. Finally it proposes a model of the tectonic evolution-progressive intracontinental deformation model-of the Himalayan belt.

哀牢山—红河剪切带新生代热史演化及其构造意义

笔者等通过对哀牢山—红河剪切带5件砂岩磷灰石样品裂变径迹分析,获得测试分析样品的表观年龄,对所有样品利用模拟退火法进行了热史模拟,取得其热演化史;得出哀牢山—红河剪切带在新生代发生了相似的构造演化过程,其经历了2次快速冷却剥露事件,分别发生在37~14 Ma和5.1~0 Ma,平均冷却速率分别为3.98℃/Ma和11.15℃/Ma;在发生快速冷却的时间上,存在自东向西逐渐变晚的趋势,说明哀牢山—红河剪切带在新生代可能为自东向西的幕式隆升。

深水气田井口抬升影响因素分析及应对措施

随着某深水气田的开发,各口生产气井井口都出现了不同程度的抬升现象,井控风险较大,破坏了气井井筒完整性,影响气井正常生产寿命,严重时还可能会造成生产管线断裂,直接影响气田安全生产。因此,通过对气井井口抬升影响因素进行分析,建立气井井口装置抬升的多管柱耦合系统井口抬升计算模型,对井口抬升高度进行计算,并与现场实测值进行对比分析。结果表明未固井段管柱温度变化是引起采油树抬升的主要原因,并给出了针对性的应对措施及建议,为改善或解决气田井口抬升问题提供了借鉴。

中国胶东焦家式金矿类型及其成矿理论

胶东焦家式金矿是中国最重要的金矿类型,是受构造控制的热液型金矿,可分为破碎带蚀变岩型、含金石英脉型、破碎带石英网脉带型、硫化物石英脉型、层间滑动构造带型、蚀变砾岩型和盆缘断裂角砾岩型等亚类。金矿成矿时期为早白垩世,成矿物质来源于强烈的壳幔相互作用,常具有绢英岩化、黄铁矿化、硅化、钾化等矿化蚀变,金矿体产出具有尖灭再现、分支复合、侧伏、斜列、叠瓦规律。岩浆热隆、流体活动、伸展拆离是导致胶东大规模金矿形成的三大关键要素;早白垩世壳幔同熔岩浆活动分凝和激活的围岩流体是金矿迁移、富集的载体;岩浆上隆产生的伸展拆离构造为金矿成矿提供了有利空间。据此,提出了焦家式金矿"热隆-伸展"成矿理论。焦家式金矿形成于早白垩世中国东部岩石圈大规模减薄阶段,受伸展构造系统控制。控矿构造沿倾向呈现陡缓相间的倾角变化规律,金矿主要沿断裂倾角变化的平缓部位和陡、缓转折部位富集,构成"阶梯式"分布型式。

青藏高原的隆升:青藏高原的岩石圈结构和构造地貌

笔者回顾青藏高原隆升研究的历史、剖析各种隆升动力学模式,依据青藏高原岩石圈组构的强烈_不均一性和“三分性”、“对称性”构造地貌格局,提出了青藏高原隆升是印度地块和塔里木—阿拉善地块双向不均一俯冲和青藏腹地深层热隆扩展联合作用的结果。俯冲是高原隆升的重要机制,而热隆扩展是高原隆升的直接原因。

燕山山脉隆升过程的热年代学分析

本文应用热年代学方法,测定侵入体的热历史,进而分析燕山山脉的隆升过程。研究结果表明,燕山造山带的隆升过程在时空上具有明显非均匀性。燕山中段南部的盘山岩体约于226.48Ma侵位,在96～35Ma期间以3.45℃/Ma的速度冷却,对应于0.115mm/a的快速隆升过程;燕山中段北部的雾灵山岩体约于132Ma侵位,在86～45Ma期间以5.61℃/Ma的速度冷却,对应于0.186mm/a的快速隆升过程;燕山西段的云蒙山岩体约于143Ma侵位,在106～103.95Ma与20～0.0Ma期间分别以31.80℃/Ma、4.45℃/Ma的速度冷却,对应于1.06mm/a、0.15mm/a的快速隆升过程。燕山西段四合堂花岗片麻岩黑云母约于144.46Ma开始启动K-Ar法记年系统,在13Ma以来以7.69℃/Ma的速度冷却,对应于0.256mm/a的快速隆升过程。燕山西南缘的八达岭岩体于129Ma之前侵位,在6Ma以来以16.67℃/Ma的速度快速冷却,对应于0.556mm/a的快速隆升过程。据此笔者认为,燕山中段的快速隆升早于燕山西段,燕山西南缘隆升最晚。

新疆博格达山中新生代隆升—热历史的裂变径迹记录

5个磷灰石样和4个锆石样的裂变径迹测年证据以及热历史的定量模拟研究表明，博格迭山自晚休罗世末-早白垩世开始隆升，总体表现为持续的隆升过程，具有4个主要期次的演化阶段，起始时间分别为150～106、75-65、44-24、13～9Ma。其中44～24Ma之前，博格这山南、北缘隆升速率近于一致。之后，博格达山的隆升转为区段性，南、北缘形成差异隆升。北缘在42～11Ma为近于稳定的状态，隆升速率为1m／Ma，11Ma至今隆升速率为190．6m／Ma；而南缘在26～9Ma间隆升较快，速率为41．2m／Ma，9Ma至今隆升速率为162．9m／Ma。这种差异性的隆升可能一方面与印度板块和欧亚板块碰撞的远程效应有关，另一方面也是更主要的原因可能受博格达山不同段深部差异性动力学过程所控制。

大巴山中—新生代隆升的裂变径迹证据

大巴山中—新生代隆升作用的研究不仅对全面认识秦岭造山带的演化具有重要的意义,而且对川东北地区的油气勘探也具有重要的指导意义。对采自大巴山地区的18个样品进行了磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析。分析结果表明大巴山自白垩世120～110Ma开始隆升,表现为持续的隆升过程,经历了快速隆升→平稳→加速隆升3个阶段,并且随着大巴山由北东向南西构造的扩展变形,隆升年龄表现出阶段性递进年轻的特点。大巴山120→110Ma的快速隆升冷却事件是秦岭造山带白垩世区域性隆升剥露作用的体现。随后大巴山进入了一个构造相对稳定的阶段,样品滞留在部分退火带中。10～6Ma以来大巴山加速隆升,这一构造事件是青藏高原东部边界向东扩展的响应。

新疆阿尔泰铁热克提岩体热历史的磷灰石裂变径迹法研究

通过对新疆阿尔泰铁热克提岩体 4个磷灰石裂变径迹样品分析研究表明 ,具有 3个阶段的热演化模式 :①大约 12 0Ma之前 ,温度为 10 5～ 130℃或 90～ 12 0℃ ,属于较高温稳定期 ;② 6 0～ 12 0Ma,温度为 90～ 12 0℃或 2 0～ 6 5℃ ,系快速冷却与隆升期 ;③ 6 0Ma以来为 2 0～ 6 5℃或 12～ 18℃ ,属低温稳定期。第 2阶段 (6 0～ 90Ma期间 ) ,冷却速率为 2 .5～ 3.2 3℃ /Ma ,相当于抬升速率为 83.3～ 10 7.7m/Ma。 6 0～ 12 0Ma的快速隆升作用以及 80 .4～ 91.9Ma的裂变径迹年龄 ,证实燕山晚期发生过新的陆内挤压造山活动。

新疆乌恰铅锌矿床成矿的地质条件及成因

研究了新疆乌恰地区成矿的大地构造背景和地质条件 .结果表明 :该区所处的大地构造位置和构造格局有利于壳幔之间物质与能量的交换和热卤水的长期活动 ,为形成大型、超大型矿床创造了条件 ;“黑、白、红”三色沉积建造和富含成矿元素的基底为热卤水改造矿床的成矿提供了丰富的卤源、硫源和金属来源 ;此外 ,在乌拉根外围逆冲推覆断裂带中发现了由多处短轴背斜、穹隆和倒转背斜组成的中央隆起带 ,铅锌矿化蚀变体 (带 ) 5处 (条 )均产于或受控于这一中央隆起带 ,且均有规模大、强度高的Pb ,Zn ,Sr组合异常与之对应 ;萨里塔什、卡兰古等铅锌矿区以及英吉沙 叶城的中生代红层分布区都具有金顶式铅锌矿床成矿条件 .可见 ,本区具备喜马拉雅期超大型热卤水成因铅锌矿床成矿的地质条件 .

西藏冈底斯带南木林地区构造活动的磷灰石裂变径迹分析

南木林地区属于冈底斯地块的南带,研究样品取自不同时代的火山岩地层,本文报道应用磷灰石裂变径迹热年代学研究构造活动的新成果。总计获得5个样品的磷灰石裂变径迹分析结果,其中3个样品属于同组年龄,分剐为5.9±0.7Ma,5.2±0.6 Ma和8.7±1.0Ma,平均径迹长度为13.0→13.2±2.2μm,并呈单峰分布,表明它们是最近一次构造热事件的体现。另2个样品属于混合年龄,系由7.1Ma、30Ma、9.6Ma、51Ma和100Ma等5组年龄组成。所有这些年龄值,先后与区内碰撞前、同碰撞、碰撞后和陆内快速隆升作用有关。自印度-亚洲大陆强烈碰撞以来,总体上具有2阶段热演化历史,其中6～0Ma期间冷却速率为11.3℃～16.7℃/Ma,隆升速率为0.85～0.99mm/a,总计隆升幅度达5100～5940m,是本区冷却隆升的主要时期。

河北容城凸起区热储层新层系——高于庄组热储特征研究

河北省平原区地热资源丰富,碳酸盐岩热储在区内沿构造单元规律沉积,其中中上元古界热储(蓟县—长城系)以容城凸起、牛驼镇凸起、献县凸起等地分布广泛,潜力巨大。容城凸起位于冀中台陷中部,北北东向分布,是雄安新区地热资源赋存条件最好的地区之一。以往的勘查和开发利用的层位主要是1 800 m以浅的蓟县系上部岩溶热储层,探测地热开发的第二空间是雄安新区清洁能源勘查的目的之一,本文以进入高于庄组热储的D16地热勘探孔为依托,通过抽水试验、岩心测试分析研究高于庄热储岩溶热储的热储特征、主要参数等。

(U-Th)/He技术约束下库车盆地北缘构造热演化——以吐孜2井为例

库车前陆盆地蕴藏着丰富的油气资源,然而盆地中新生代的构造热演化史一直缺乏有效的研究,制约了油气的勘探.本文测试了吐孜2井磷灰石、锆石(U-Th)/He年龄数据,建立了He年龄随现今温度/深度变化的关系,确定该区磷灰石(U-Th)/He体系封闭温度为89℃.综合利用(U-Th)/He及镜质体反射率(Ro)数据模拟恢复了库车盆地吐孜2井中新生代热演化史,结果表明库车盆地吐孜洛克背斜形成起始时间约为5Ma,新生代抬升剥蚀量平均约为670m,平均抬升剥蚀速率为0.133mm/a.根据新生代吐孜洛克背斜的构造演化分析确定了气源断裂活动及圈闭形成的时期,揭示了吐孜洛克背斜天然气成藏时间为5Ma以后,且烃源岩生排烃、断裂活动及圈闭形成的时间具有良好的匹配关系,这是吐孜洛克油气田形成的关键因素之一.本文应用(U-Th)/He技术研究沉积盆地构造热演化史,对库车盆地油气勘探具有重要的意义.