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盆地热历史 栏目所有文章列表
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1.
沉积盆地热历史研究方法的基本原理与进展
高堋,胡圣标,姜光政,李春荣,王裔,张超,胡迪,王一波,王朱亭
地学前缘 2017, 24 (
3
): 65-78. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.006
摘要
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沉积盆地的热历史研究对盆地的动力学研究和油气成藏研究都具有重要的意义,已经成为当前盆地分析的一个热点及前沿领域。沉积盆地的热历史研究包括岩石圈尺度上的构造热演化法和盆地尺度上的古温标法,而两者都经历了从定性到半定量再到定量的发展过程。文章综述了目前沉积盆地热历史研究方法的基本原理和进展。构造热演化法按照不同的动力学机制将盆地划分成不同的类型:伸展盆地、前陆挠曲盆地、克拉通盆地、走滑拉分盆地。不同类型盆地的定量模型彼此各不相同。古温标方法的种类繁多,但各种方法都拥有自身的特点。文章综述了镜质体反射率、沥青反射率及镜状体反射率、裂变径迹、(UTh)/He定年方法、有机质自由基浓度、岩石热声发射等古温标方法。利用古温标法进行热史反演,主要通过随机演化法、古地温梯度法、古热流法3种基本方法。此外,采用多种古温标耦合同步反演可以极大程度上提高反演结果的质量。因为单纯使用构造热演化法或古温标法存在较大的不确定性和多解性,所以利用计算机软件将二者结合使用成了沉积盆地热历史研究的趋势。
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2.
磷灰石低温热年代学技术及在塔里木盆地演化研究中的应用
常健,邱楠生
地学前缘 2017, 24 (
3
): 79-93. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.007
摘要
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随着磷灰石低温热年代学技术理论研究的不断完善和发展,它已被广泛用于地质体定年、构造热演化、地形地貌演化等研究领域。该文首先对磷灰石裂变径迹和(UTh)/He热定年技术近几年的研究进展进行了综述,在此基础上阐述了低温热年代学方法在塔里木盆地构造热历史和物源分析领域的应用效果。多组分动力学退火模型的建立、激光剥蚀ICPMS方法的提出及裂变径迹自动测试仪的开发极大地推动了磷灰石裂变径迹技术的发展。对于磷灰石(UTh)/He热定年技术,FT-等效圆校正模型极大地降低了He年龄校正过程中产生的误差;辐射损伤捕获扩散模型首次揭示了晶格缺陷对4He扩散的影响模式;辐射损伤积累和退火模型有效地解释了克拉通盆地部分磷灰石样品裂变径迹年龄小于He年龄的现象。塔里木盆地巴楚隆起的低温热年代学数据和热史模拟结果揭示出巴楚隆起自中生代以来曾经历过185~140 Ma、140~100 Ma、75~50 Ma等三期快速隆升事件,主要是由羌塘地体、拉萨地体、印度板块与欧亚板块南缘碰撞引起的。塔北隆起钻孔内浅部样品的磷灰石裂变径迹年龄和(UTh)/He年龄都大于相应的地层年龄,记录的是物源区南天山的热信息;其热史模拟结果揭示出南天山曾经历过晚中新世—早上新世(15~5 Ma)一期快速隆升事件,并以此构建了塔里木盆地北部与南天山晚中新世—上新世构造沉积耦合演化模式。
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3.
四川盆地东部构造热演化:来自镜质体反射率和磷灰石裂变径迹的约束
朱传庆,邱楠生,曹环宇,刘一锋,江强
地学前缘 2017, 24 (
3
): 94-104. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.008
摘要
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利用镜质体反射率(Ro)和磷灰石裂变径迹(AFT)数据,对四川盆地东部不同地区的古地温梯度、古热流、剥蚀量进行了研究。AFT模拟结果表明,四川盆地东部在晚白垩世早期(100~80 Ma)开始抬升,抬升剥蚀过程具有一定的阶段性且不同地区存在差异:以约30 Ma为界,重庆北碚地区表现为两期冷却,先期冷却缓慢,后期冷却迅速;川东北持续的冷却过程虽有波动但冷却速率差别较小。依据重建的最高古地温剖面恢复了侏罗系顶部不整合面的剥蚀量,川东北普光地区剥蚀量在2.45~2.85 km,鄂西渝东地区齐岳山复背斜北部剥蚀量较大,达3.65 km,齐岳山复背斜南部剥蚀量2.67 km,川东南地区剥蚀量2.05 km。研究区的构造热演化表现为既存在抬升剥蚀又存在盆地冷却效应的双重作用:由三叠纪至今,研究区地温梯度和热流持续降低,地温梯度由30~38 ℃/km降低至20~23 ℃/km;热流由70~85 mW/m2降低至50~55 mW/m2。
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4.
低温热年代学在沉积盆地研究中的应用:以四川盆地北部为例
田云涛,袁玉松,胡圣标,邱楠生
地学前缘 2017, 24 (
3
): 105-115. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.009
摘要
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低温热年代计,如磷灰石与锆石裂变径迹、(U-Th)/He等矿物年代计,具有较低的封闭温度(约60~250 ℃),是研究沉积盆地埋藏剥蚀历史的重要工具之一。四川盆地地层向西逐渐变年轻,这一现象指示盆地可能经历了显著的后期剥蚀,但是剥蚀过程及时限不确定。四川盆地北部钻井样品碎屑锆石(U-Th)/He(ZHe)数据显示上三叠统至中侏罗统下部ZHe年龄已经发生了部分乃至完全重置。最小的两个年龄分布峰值(约80~100 Ma)已经完全重置,制约了川北最大埋深时代下限。这一解释与该区残余的最晚沉积记录以及已经发表的AFT数据一致。河坝1井AFT和(UTh)/He数据联合反演模拟的结果显示川北地区的剥蚀速度可能在约32 Ma左右加快。这一加速剥蚀很可能是区域现象,但也可能反映了局部的新生代构造活动。
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5.
秭归盆地中新生代构造热演化的裂变径迹约束
余武,沈传波,杨超群
地学前缘 2017, 24 (
3
): 116-126. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.010
摘要
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通过磷灰石裂变径迹年龄的测定以及时间温度热历史的反演,揭示了秭归盆地中新生代构造热演化过程。结果表明:秭归盆地自120 Ma左右开始缓慢隆升,主要经历了3个强烈的隆升阶段:(1)晚白垩世100~80 Ma开始强烈隆升,是燕山期造山运动在该地区作用的结果,也可能是黄陵背斜晚白垩世强烈抬升向西延伸的响应;(2)晚始新世40 Ma的强烈隆升,可能是印度板块和亚欧板块碰撞初期作用的远程响应;(3)中新世中期到末期10~5 Ma的强烈隆升,是青藏高原东部边界向东扩展及亚洲季风气候变化的响应。秭归盆地内部自白垩纪以来一直隆升剥蚀,展现出与盆地边缘构造热演化的差异。通过与黄陵背斜东部的当阳盆地构造热事件的对比,暗示了黄陵背斜在晚白垩世已隆升剥露至地表,分割了两个盆地。晚侏罗世—早白垩世,秦岭大规模挤压变形逆冲推覆构造作用使得米仓山—汉南隆起和黄陵背斜地区成为中上扬子地区磷灰石裂变径迹年龄相对最大的区域,江南—雪峰陆内造山作用向西北方向的扩展使得湘鄂西地区向川东地区磷灰石裂变径迹年龄具有整体变年轻的趋势。晚白垩世以来太平洋板块俯冲挤压效应使得川东褶皱带周缘及川东北磷灰石裂变径迹年龄自南东向北西方向减小,江汉盆地、当阳盆地及龙泉山以西记录的年轻的磷灰石裂变径迹年龄则与青藏高原隆升及其向南东方向构造逃逸的挤压作用和亚洲季风等气候变化的影响有关。
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6.
前陆盆地构造热演化:以龙门山前陆盆地为例
何丽娟,许鹤华,刘琼颖
地学前缘 2017, 24 (
3
): 127-136. DOI:
P314.2
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前陆盆地油气资源丰富但构造变形十分复杂,使得前陆盆地构造热演化模拟面临挑战。前陆盆地演化过程中构造与热的耦合体现在多个层面:岩石圈热演化对岩石圈强度时空分布及其挠曲的影响;逆冲推覆作用的浅部温度效应;快速沉积作用对盆地温度场的影响等。首先,前陆盆地形成时的岩石圈热背景及其造成的岩石圈强度空间变化对盆地后期的演化具有重要影响。同时早期热事件的热扰动也会叠加在前陆盆地的构造热演化过程中,并不断衰减,影响岩石圈的流变结构,从而带来一系列的影响。热与构造演化相耦合在前陆盆地定量模拟中非常重要。其次,还需特别关注岩石圈深部过程与近地表构造过程的耦合。造山带逆冲推覆、抬升和剥蚀是与前陆盆地形成相关的重要构造活动,这种运动引起的热对流对造山带的热结构、前陆逆冲带以及前渊地区的温度场的分布有着重要影响。最后,前陆盆地形成演化过程中的快速沉积作用对盆地温度场和地表热流产生强烈的压制作用,对前陆盆地浅部热演化的影响不容忽视。因此,在浅部热演化(包括造山带逆冲推覆、快速沉积压实等)与盆地下伏岩石圈挠曲、深部热演化的联合作用下,使得前陆盆地构造热演化颇为复杂,二者的耦合使得前陆盆地构造热演化模拟颇具挑战。
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7.
鄂尔多斯盆地热演化史及其对油气的控制作用
任战利,于强,崔军平,祁凯,陈占军,曹展鹏,杨鹏
地学前缘 2017, 24 (
3
): 137-148. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.012
摘要
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鄂尔多斯盆地为大型含油气盆地,是我国重要的能源基地。盆地现今地温梯度为2.8 ℃/100 m,属于中温型盆地。根据现今地层测温及地温梯度,编制了盆地3个重要烃源岩发育层位延长组长7段、石炭二叠系、奥陶系顶面现今地温分布图,分析了3个界面现今地温分布特征。根据收集及实测的奥陶系沥青反射率资料,编制了奥陶系顶面镜质体反射率等值线平面分布图。盆地不同层位的镜质体反射率值随着深度增加或层位变老,镜质体反射率值逐渐增高,在各地层分界面处不存在镜质体反射率(Ro)明显的错断。各构造单元镜质体反射率(Ro)与深度关系曲线图差异主要表现为曲线斜率的差异及曲线接近地表起始值的差异,这两项差异反映了地温梯度及后期剥蚀厚度的差异。不同层位的镜质体反射率的高值区均位于盆地南部的庆阳—富县—延安—吴旗一带,盆地南部不同层位镜质体反射率高值区的存在表明盆地南部热演化程度高,存在热异常。盆地热演化史恢复表明早白垩世鄂尔多斯盆地发生过一期构造热事件,地层在早白垩世末达到最大古地温。早白垩世以后,鄂尔多斯盆地整体大幅度抬升剥蚀,地温梯度减小,地层冷却降温。现今地层温度远小于在早白垩世末达到的最大古地温,油气的生成主要受古地温控制。早白垩世的构造热事件控制了上、下古生界、中生界3套主要烃源岩油气的主要生成、成藏期。
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8.
东濮凹陷新生代构造热历史研究
左银辉,唐世林,张旺,张云献,辛艳朋,周勇水
地学前缘 2017, 24 (
3
): 149-156. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.013
摘要
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东濮凹陷位于渤海湾盆地南缘,是中国典型的既富石油又富天然气的凹陷之一。文中通过镜质体反射率恢复了9个构造单元31口典型井的新生代热历史。研究结果表明:东濮凹陷各构造单元的新生代热历史总的趋势是一致的,并表现为“马鞍型”特征,分别在沙三段沉积时期和东营组沉积中晚期达到地温梯度高峰,其地温梯度分别为45~48 ℃/km和39~40 ℃/km,两期地温梯度高峰揭示了东濮凹陷经历了沙三段沉积时期和东营组沉积中晚期强烈的裂陷运动;新近纪开始,凹陷进入热沉降阶段,地温梯度逐渐下降至现今的31~34 ℃/km。此外,研究成果还揭示了东濮凹陷烃源岩热演化受东营组沉积时期的古地温场控制。文中的研究成果可以为东濮凹陷深层油气资源评价提供地热基础。
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9.
柴达木盆地东部古生代以来构造热演化
李宗星,邱楠生,马寅生,郭迎春,肖勇军,赵为永
地学前缘 2017, 24 (
3
): 157-167. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.014
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171
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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(41.1~33.6 Ma)、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。
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