鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析.pdf

第2 5 卷第3 期现代地质 V o L2 5N o 3 2 0 1 1 年6 月G E O S C I E N C E J u n 2 0 1 1 鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石 裂变径迹分析 丁 超1 ”，陈刚1 ”，李振华1 ”，毛小妮1 ”，杨 甫1 ，2 ( 1 西北大学大陆动力学国家重点实验室，陕西西安7 1 0 0 6 9 ；2 西北大学地质学系，陕西西安7 1 0 0 6 9 ) 摘要：运用磷灰石裂变径迹( A F T ) 分析的构造热年代学研究方法，系统探讨鄂尔多斯盆地东北部不同区段中新生代以 来的热演化历史，为盆地东北部石油和天然气等多种沉积能源矿产的勘探预测提供新的约束条件。模拟结果表明：盆 地东北部经历了2 5 0 1 5 0M a 缓慢埋藏增温过程，平均增温速率为0 9 M a ；1 5 0 1 2 0M a 为快速增温阶段，平均增 温速率高达2 1 M a ，地层温度达到最高，且均大于1 3 0 。之后不同区段经历差异降温过程：北缘露头区经历了 1 2 0 6 5M a 快速降温，平均冷却速率约1 3o C M a ；6 5 1 0M a 缓慢降温，平均冷却速率约为0 4 。C M a 。南缘露头区 及盆地沉降区则经历了1 2 0 3 0M a 缓慢降温，平均冷却速率约为0 9 。C M a ；3 0 1 0M a 快速降温，平均冷却速率约为 1 5 M a 。1 0M a 以来，盆地东北部整体抬升冷却，平均冷却速率约6 5 。C M a 。分析结果认为燕山中期构造热事件之 最高热增温作用的关键时刻为( 1 2 04 - 1 0 ) M a ，促成鄂尔多斯盆地东北部主要烃源岩层系的成熟生烃和大规模油气成藏。 在后期的差异抬升冷却过程中，北缘露头区在6 5M a4 - 通过了1 1 0o C 等温面，南缘露头区及盆地的沉降区在3 0M a4 - 通 过了1 1 0o C 等温面，有利于相邻地区原生油气藏的积聚和保存，古近纪晚期( 3 0M a ) 尤其是新近纪晚期近1 0M a 以来的 强烈构造抬升作用有可能是引发原生油气藏调整一改造和次生成藏的关键因素。 关键词：鄂尔多斯盆地东北部；中新生代；磷灰石裂变径迹；热演化史 中图分类号：T E l 2 1 1文献标志码：A文章编号：1 0 0 0 8 5 2 7 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 5 8 1 0 9 A p a t i t eF i s s i o nT r a c kA n a l y s i so fT e c t o n o - t h e r m a lH i s t o r y i nt h eN o r t h e a s to fO r d o sB a s i n D I N GC h a 0 1 ”，C H E NG a n 9 1 ”，L IZ h e n h u a l ”，M A OX i a o - n i l 一，Y A N GF u l 2 ( 1 S t a t e 研L a b o r a t o r yo f C o n t i n e n t a l 功m 如，N o r t h w e s tU m w n 血y ，X i a n ，S h a a m i7 1 0 0 6 9 ，C h i n a ； 2 D e p a r t m e n to f G e o l o g y ，N o r t h w e s tU m v e r s 毋，X i a n ，S h a a n x i7 1 0 0 6 9 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：A p a t i t ef i s s i o n - t r a c ka n a l y s i so f f e r st h eo p p o r t u n i t yt or e v e a lM e s o - c e n o z o i ct e e t o n o t h e r m a lh i s t o r yo f d i f f e r e n ts e c t i o n sa n dd i f f e r e n ts e q u e n c e si nt h eN o r t h e a s to fO r d o sB a s i n a n dt op r o v i d en e wc o n s t r a i n t so n f o r e c a s ta n dp r o s p e c to i l ，g a sa n do t h e rm i n e r a l S i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t ：t h et e m p e r a t u r eo fs t r a t u ms l o w l y r o s ea tt h er a t eo f 0 9 M ad u r i n g2 5 0 1 5 0M a ：a n dr a p i d l yr o s ea tt h er a t eo f 2 1 M ad u r i n g1 5 0 1 2 0 M ai nt h en o r t h e a s to fO r d o sB a s i n A tt h i st i m e a ut e m p e r a t u r e st h a ta r eh i g h e rt h a n13 0 r e a c ht h eh i g h e s t A f t e rt h a t s t r a t ao ft h en o r t hm a r g i ni nt h en o r t h e a s to fO r d o sB a s i nr a p i d l yu p l i f ta n dC O O la tt h er a t eo f 1 3 M ad u r i n g1 2 0 6 5M aa n ds l o w l yu p l i f ta n dC O O la tt h er a t eo f0 4 M ad u r i n g6 5 1 0M a ：a n d s t r a t ao ft h es o u t hm a r g i na n ds u b s i d e n c eo fb a s i ns l o w l yu p l i f ta n dc o o la tt h er a t eo f0 9 M ad u r i n g1 2 0 3 0M aa n dr a p i d l yu p l i f ta n dc o o la tt h er a t eo f1 5 M ad u r i n g3 0 1 0M a 强en o r t h e a s to fb a s i nr a p i d l y 收稿日期：2 0 1 0 1 0 1 2 ；改回日期：2 0 1 l 一0 1 2 6 ；责任编辑：孙义梅。 基金项目：国家重点基础研究发展计划项目( 2 0 0 3 C B 2 1 4 6 0 7 ) ；国家留学基金委西部计划项目( 留金出 2 0 0 7 3 0 4 5 ) ；留学人员 择优项目。 作者简介：丁超，男，博士研究生，1 9 8 3 年出生。矿产普查与勘探专业，主要从事盆地构造与油气成藏年代学研究。 E m a i l ：d i n g c h a 0 6 0 8 1 6 3 c o r n 。 通信作者：陈刚，男，教授，博士生导师，矿产普查与勘探专业。主要从事盆地构造与油气地质学研究。 E m a i l ：e h e n g a n g n W I Le d l Lc a 。 万方数据 5 8 2 现代地质2 0 1 1 年 u p l i f ta n dc o o la tt h er a t eo f6 5 。C M as i n c ea tl e a s t1 0M a T h e r e f o r e ，i ti sc o n s i d e r e dt h a t ( 12 04 - 1 0 ) M ai s t h ek e yt i m eo fM i d - Y a n s h a nt e c t o n i ct h e r m a le v e n t ，w h i c hb r o u g h ta b o u tt h em a t u r eh y d r o c a r b o ng e n e r a t i o n a n dt h el a r g e s c a l ep e t r o l e u ma c c u m u l a t i o ni nt h en o r t h e a s to fO r d o sB a s i n T h en o r t hm a r g i np a s s e dt h e11 0o C c l o s e dt e m p e r a t u r ei nt h e6 5M a ，a n dt h es o u t hm a r g i na n ds u b s i d e n c ea r e ap a s s e d1I O 。Cc l o s e dt e m p e r a t u r e i nt h e3 0M a4 - ，w h i c hw e r eb e n e f i c i a lt ot h ep r o t o p e t r o l e u me n r i c h m e n ta n dp r e s e r v a t i o n S i n c eP a l e o g e n el a t e ( 3 0M a ) ，e s p e c i a l l yN e o g e n el a t e ( 1 0M a ) ，t h er a p i du p l i f t c o o l i n gp r o c e s sh a sm o s tp r o b a b l yb e c o m et h ek e y f a c t o ro ft h ep r o t o p e t r o l e u ma d j u s t m e n ta n dt h es e c o n d a r yr e s e r v o i rf o r m a t i o n K e yw o r d s ：N o r t h e a s to fO r d o sB a s i n ；M e s o c e n o z o i c ；a p a t i t ef i s s i o nt r a c k ；t e c t o n o t h e r m a lh i s t o r y 0 引言 近l O 年来，基于磷灰石裂变径迹方法，人们 从不同角度和层次讨论了鄂尔多斯盆地中新生代 的构造热演化史。任战利等。4 1 和赵孟为1 分别 给出了1 0 0 1 4 0M a 和1 7 0 1 6 0M a 热事件的不同 年龄时限；刘池洋等帕1 对盆地及邻区F T r 年龄的统 计分析，给出了1 4 9 1 4 4M a ，1 2 4 1 1 7M a 和9 5 6 5M a 中生代构造事件的时限。最近，陈刚等1 认为盆地西南缘中生代存在多期次的构造事件， 分别给出了2 0 5M a 、1 5 0M a 、1 1 4M a 、9 0M a 、6 3 M a 的事件年龄时限。这些构造热演化史的研究多 是基于盆地中部和西南部，而对东北部的研究相 对薄弱，同时这一地区的上古生界天然气成藏方 面也表现出明显的特殊性，即多期次成藏，多层 系复合含气的特点，由此引发了人们对热演化史、 关键热事件与盆地东北部石油和天然气等多种沉 积能源矿产大规模生成、成藏等关系问题的思考 与讨论博“1 | 。本文对盆地东北部北段露头区、南 段露头区和盆地的沉降区3 个不同地点的露头砂 皿研究区位置 囫盆地边界与构造分区线 圆地层剥蚀尖灭线 圃紫金山岩体 lS O l l 采样点位置和编号 ll 囡蜊 囡背斜 图1鄂尔多斯盆地东北部构造略图与样品点位置 F i 昏lS k e t c ht e c t o n i cg e o l o g i c a lm a pa n ds a m p l i n gs i t e si nt h eN o r t h e a s to fO r d o sB a s i n 万方数据 第3 期 丁超等：鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析 5 8 3 岩和岩心样品进行磷灰石裂变径迹( A 盯) 测试， 并在此基础上，进行时间一温度历史的模拟分析， 以期恢复盆地东北部中新生代以来的沉降抬升的 热演化史。 l 地质背景 鄂尔多斯盆地是叠加在早、晚古生代大型盆 地之上的中生代内陆河湖沉积盆地，形成始于中 三叠世纸坊期，发育的鼎盛时期为中晚三叠世延 长期和早中侏罗世延安期，早白垩世末盆地消亡， 晚白垩世以来为盆地的后期改造时期怕o 。研究区 位于鄂尔多斯盆地东北部( 图1 ) ，包括了陕北斜 坡( I ) 、晋西挠褶带( ) 和伊盟隆起( m ) 3 个构 造单元，向东隔离石断裂与山西地块西部的晋西 南隆起相连，向北隔河套断陷与阴山褶皱带南缘 的大青山构造断裂相邻。盆地基底由太古宇和元 古宇变质岩组成，沉积盖层仅缺失志留系和泥盆 系。中新元古界、下古生界主要以海相碳酸盐岩 沉积为主，厚度6 0 0 46 0 0i n ；上古生界主要以 河流、湖泊沼泽相沉积为主，地层厚6 0 0 17 0 0 m ；中生界主要以内陆河流、湖泊沼泽相沉积为 主。地层厚5 0 0 30 0 0m 【1 2 。研究区中新生代以 来存在两个大的不整合界面，分别为上三叠统与 中、上侏罗统之间的平行不整合界面，下白垩统 与新近系或第四系之间的角度不整合界面，由此 提供了热演化历史模拟过程中的地质约束。 2 样品数据分析 2 1 A F T 采集与测试 本文所使用的样品是采自鄂尔多斯盆地东北 部不同区段上古生界一中生界的1 6 块露头砂岩和 7 块钻井岩心，每块样品重量都大于5k g ，从北往 南比较全面地覆盖了研究区，采样位置如图1 所 示。采集样品时，严格遵循采集新鲜露头样晶、 仔细挑选的原则。所有样品在中国科学院高能物 理研究所进行了磷灰石样品的f T l l 测试分析，每个 样品通过常规重液分离法和磁选法分选，分离出 测试需要的磷灰石单矿物，将其制成环氧树脂样 片，砂纸磨片后，用氧化铬抛光，制成光薄片。在 2 5 的6 6 H N O ，溶液中蚀刻3 0s ，揭示其自发 径迹；然后将低铀白云母贴在磷灰石光薄片上， 将低铀白云母外探测器与矿物一并置入反应堆辐 照，照射之后将白云母外探测器在2 5 温度下置 于4 0 H F 中蚀刻2 0m i n ，揭示其诱发裂变径迹 密度，中子注量利用C N 5 铀玻璃标定，根据I U G S 推荐的亭常数法计算年龄值，Z e t a 常数为3 5 7 8 6 9 。 2 2 数据结果 测试样品的中值年龄皆小于沉积地层年龄， 裂变径迹长度都小于初始裂变径迹平均长度1 6 。5 斗m ，说明磷灰石裂变径迹在形成之后均遭受构造 热事件的影响而发生部分退火，甚至是完全退火。 图2 鄂尔多斯盆地东北部A F T 年龄解析 F i 昏2A g ea n a l y s i so fA g r i nt h eN o a h e a s to fO r d o sB a s i n 万方数据 5 8 4 现代地质2 0 1 1 年 注：n = 颗粒数；，= 自发A F T 条数；P ，= 自发A F r 密度；N f = 诱发A 兀条数；P f _ 诱发A F T 密度；P ( ，) q o = ，检验概率；年龄 l t r = A F T 年龄- 4 - 标准差；L 盯= 平均A F T 长度标准差；封闭A F r 条数。 其中s 0 5 、s 0 1 、B 0 4 等样品P ( r ) 值为o 或是小于5 ，表明这些样品的中值年龄为混合年 龄，利用高斯拟合对样品的混合年龄进行解析， 得出相应的抬升冷却的年龄( 图2 ，表1 ) 。其他样 品的P ( X 2 ) 均大于5 ，表明各单颗粒年龄的差别 属于统计误差，具有单一的年龄平均值，且多数样 品的径迹长度呈现为单峰( 图3 ) ，表示样品经过 单一的冷却过程旧。16 | 。对解析出来的抬升冷却年 龄和P ( X 2 ) 均大于5 的样品中值年龄进行总体统 计分析( 图4 ( a ) ) ，样品A 丌年龄大致分为3 个区 段，即8 5 5 5M a 、5 5 2 5M a 和2 5 5M a ，其峰 值年龄分别为6 5M a 、3 5M a 和1 5M a ，平 均封闭径迹长度为1 2 3 1 0 8 脚。进一步分析不 同区段样品A 兀 年龄分布图( 图4 ( b ) ) ，北段露 头区的神木一府谷等地A F T 年龄分别为8 l 6 2 M a 和5 4 1 2M a ；南段露头区的吴堡等地A I T I T M 年 龄分别集中在6 2 6 1M a 和3 6 2 1M a ；盆地沉降 区A F T 样品年龄最新，主要分布在1 8 1 4M a 。 因此，综合上述A F T 样品年龄的分布特征， 可以推测出盆地东北部的差异抬升：北段露头区 晚白垩世开始抬升，且有两次主要的抬升事件发 生在晚白垩世晚期和古近纪的中晚期；南段露头 区抬升相对较晚，在古近纪早期开始抬升；盆地沉 降区抬升最晚，在新近纪以来才开始抬升，为热史 模拟过程中的后期冷却抬升过程提供了约束条件。 3 热史模拟 磷灰石裂变径迹方法在获得沉积盆地沉降抬 升有关的低温热年龄的同时，还可以通过模拟技 术获得一段温度随时间变化的低温热历史。基于 L a s l e t t 退火模型7 ，运用A 丌S o l v e 软件引对鄂 尔多斯盆地东北部的热史( 温度一年代) 进行模拟。 拟合选用限制任意搜索项( C R S ) ，拟合曲线数选 取1 00 0 0 ，与结晶c 轴平行的烈变径迹蚀刻象的最 万方数据 第3 期 丁超等：鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析 5 8 5 O O O O O O f 级； 蕊L=(12H：25)Iim：鼠1 恤，溘 O 0 频 数O t 匾 图3鄂尔多斯盆地东北部A l Z r 长度分布 F i g 3k 1 1 9 t l Id i s t r i b u t i o no fA f Ti nt h eN o r t h e a s to fO r d o sB a s i n 大直径( D p a r ) 为1 5p L m ，设定地表温度和样品所 在地层的年龄为模拟的初始温度和时间，根据获 得的裂变径迹长度、年龄和样品所处的地质背景， 确定热史模拟过程中关键地质事件的温度和时间。 这种方法的好处在于挖掘先前没考虑到的数据信 息，延伸裂变径迹分析在地质热信息分析中的实 践性，增加模型的可信度。同时该程序包括对模 拟结果的评估，即时间一温度历史在使用者输入 约束条件下模拟结果与实验结果的拟合程 度9 。2 2 I 。例如H 一0 l 样品，实测径迹长度为 ( 1 1 1 2 2 ) p , m ，模拟径迹长度为( 1 1 0 2 4 ) “m ；实测的年龄为( 5 7 3 3 4 ) M a ，模拟的年龄 为( 5 7 34 - 3 O ) M a 。模拟的K S 值是0 9 4 ，年 龄G O F 值是1 。模拟结果见图5 和表2 ，每个样品 均获得了最佳的热历史路径。 模拟结果表明：盆地东北部北段露头区上古 生界一中生界的9 块露头砂岩样品热史路径总体 呈现底部相对较窄的不对称V 字型，且共同经历 了燕山中期( 1 2 04 - 1 0 ) M a 最大热增温时刻( 图5 ( a ) ) 。以府谷、榆林等地所采三叠系的露头样品 为例，在三叠纪一晚侏罗世( 2 5 0 1 4 5M a ) ，沉积 速率较慢，温度从地表温度增到1 1 0 左右，增温 o O O 一加蛳皿 严血一 咱部叫 | 。 滞州 1 寸| o b 皿一 潞M 1 寸 万方数据 5 8 6 现代地质2 0 1 1 年 ( a ) 总体抬升冷却年龄分布 年龄M a b ) 不问段抬升冷却年龄分布 口北段 。口沉降区 口南段 O 51 5 2 53 5 4 55 56 57 5 8 59 51 0 5 年龄M a 图4 盆地东北部A 盯年龄统计直方图 F i g 4A g eh i s t o g r a mo fA F T i nt h eN o r t h e a s to fO r d o sB a s i n 速率为0 8 M a ；晚侏罗世一早白垩世中期( 1 4 5 1 2 0M a ) ，温度快速从1 1 0o C 增至1 4 0o C ，增温 速率为2o C M a ；早白垩世中期一晚白垩世晚期 ( 1 2 0 6 5M a ) 为快速冷却降温过程，降温速率为 1 3o C M a ，古近纪早期一新近纪( 6 0 1 0M a ) 地 层经历了一段恒温过程后开始降温，温度由9 0 降到7 0 ，降温速率为0 4o C M a ，在新近纪1 0 M a 以后地层温度快速降低，由7 0 迅速降到地 表温度l O 左右闺J ，其降温速率为6 M a 。 盆地东北部南段露头区的二叠系和三叠系的7 块露头砂岩样品热史路径总体呈现下部较宽、左 翼陡右翼缓的不对称的V 字型，且共同经历了燕 山中期( 1 2 0 4 - 1 0 ) M a 埋藏增温构造热事件( 图5 ( b ) ) 。其演化过程为：在三叠纪一晚侏罗世( 2 5 0 1 5 0M a ) ，沉积速率较慢，温度从地表温度增温 到1 1 0 左右；晚侏罗世一早白垩世中期( 1 5 0 1 2 0M a ) ，温度从ll O 增至1 8 0o C ；早白垩世中 期一古近纪晚期( 1 2 0 3 0M a ) 为缓慢冷却降温的 过程，降温速率为0 9o C M a ；古近纪晚期一新近 纪( 3 0 1 0M a ) ，地层温度由1 1 0o C 降到7 0 左 右，降温速率为1 5o C M a ；新近纪1 0M a 以后地 层快速降低，温度由7 5 迅速降到地表温度，其 图5 鄂尔多斯盆地东北部A F T 热史模拟t - r 曲线与模拟原理示意图 F i g 5 S i m u l a t e dt - Tc u r v eo fA 丌fi nt h eN o r t h e a s to fO r d o sB a s i na n ds i m u l a t i o np r i n c i p l e 万方数据 第3 期丁超等：鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析 5 8 7 表2A F T 热史模拟的K S 检验值和年龄G O F 值 T a b l e 2T h eK St e s ta n da g eG O Fv a l u e so fA F Tt h e r m a lh i s t o r ys i m u l a t e d 样品K S 检验年龄G O F样品K S 检验年龄G O F样品K S 检验年龄G O F S 0 5O 9 20 9 9H O l0 9 4lM 8 一l f0 6 90 9 8 F 一0 lO 8 9O 9 8H 一0 2 0 8 7 0 9 2M 8 2 fO 7 20 7 2 Y 一0 40 9 60 9 7 Z X 一0 30 9 2 O 9 3M 8 3 f0 6 60 8 8 S 0 10 90 9 5 q 0 3 0 9 50 9 6S 8 一l f0 7 90 8 l S 一0 20 9 20 9 9L 0 20 90 9 4S 8 2 f0 7 9l B 一0 40 7 30 9 8L 0 3O 9 30 9 9S 8 3 f0 9 50 9 2 B 一0 5o 8 30 9 6W 一0 2O 9 60 9 8Y 1 3 3 fO 6 90 9 6 K O l0 90 9 l K 0 20 5 30 9 4 注：K s 检验、模拟径迹长度值与测试值的拟合程度；年龄G O F 模拟径迹年龄值与实测值的拟合程度。若年龄G O F ，K S 检验 都大于0 0 5 时，表明模拟结果可以接受；当它们超过0 5 时。模拟结果则是高质量的。 降温速率为6 5o C M a 。 盆地东北部沉降区高家堡s 8 井、佳县M 8 井 和榆1 3 井的7 块上古生界岩心样品热史路径总体 呈现宽缓的不对称V 字型( 图5 ( c ) ) 。三叠纪一晚 侏罗世( 2 5 0 1 6 0M a ) ，沉积速率较慢，温度从地 表温度增温到1 1 0 左右，比北段露头区和南段 露头区提前进入了封闭温度；晚侏罗世早期一早 白垩世中期( 1 6 0 1 2 0M a ) ，温度从1 1 0 增至 1 8 0o C ；早白垩世中期一古近纪晚期( 1 2 0 3 0 M a ) 为缓慢冷却降温的过程，长期处于封闭温度以 下，降温速率为0 9o C M a ；在新近纪之后经历了 短暂的恒温过程，温度保持在8 0 左右；1 0M a 以后地层强烈快速抬升，温度由8 0 迅速降到地 表温度，其降温速率为7 M a 。 4 讨论 印支期末，由于秦一祁古洋盆的最终闭合， 研究区所在的鄂尔多斯盆地由古生代板块构造环 境转向中生代陆内板块构造环境J 。华北区域开 始盛行N w S E 向挤压构造应力场环境，导致华 北克拉通盆地东部抬升隆起和西部鄂尔多斯地区 挤压坳陷的沉积构造格局。盆地东北部则经历了 三叠纪到晚侏罗世甚至是早白垩世早期的缓慢埋 藏增温阶段，上古生界一中生界的地层温度均达到 了封闭温度1 1 0 ，平均增温速率为0 9 M a ， 结合此时的古地温梯度3 9 1 0 0m ，最大埋 深为25 6 4m ，与任战利Ho 通过盆地内陕参1 井的 埋藏史分析得到三叠纪末期的最大埋藏深度约 26 0 0I T I 相一致。 燕山中期，受特提斯洋板块向北俯冲挤压及 伊佐奈歧板块北西向俯冲挤压作用的影响，鄂尔 多斯盆地所在的华北陆块发生了一次强烈的构造 变动事件，主要表现为近东西向挤压作用下冲断 推覆，伴有岩浆侵入事件，导致盆地东北部经历 了燕山中期( 1 2 0 1 0 ) M a 最大热增温事件，此时 经历的最大古地温不同区段存在差异，北段露头 区温度相对较低( 1 3 0 1 6 0o C ) ，南段露头区温度 相对增高( 1 5 0 1 8 0 ) ，盆地沉降区最高( 1 6 0 1 8 0o C ) 。研究区中段发育大型的紫金山岩体， 许多学者已从多方面对岩体的侵位时间进行了探 讨删J ，认为从侵入岩、岩墙和喷发岩的岩浆活 动过程至少可以持续自1 4 5M a 到1 1 8M a 。由此表 明，研究区各区段、各层位经历最大埋藏增温作 用是与岩浆热液活动相耦合的构造热事件有关， 这有利于促成盆地内部主要烃源岩层系的成熟生 烃和大规模油气运聚成藏。同时，将岩心样品模 拟古温度数据归位到采样深度上，经过回归分析， 获得了相应的燕山中期( 1 2 0 1 0 ) M a 时间点上的 回归方程，由此恢复得到神8 井和米8 井样品在 ( 1 2 04 - 1 0 ) M a ( 燕山中期) 的地温梯度分别为4 0 1 0 0m 和4 1 1 0 0m 。 燕山晚期，是中国东、西部构造体制转换的 一次重要构造变革时期。鄂尔多斯盆地及其相邻 地区，发生了较大规模的区域隆升和构造变形。 盆地东北部经历了最大增温事件及其高温保持之 后，开始差异冷却降温过程。北段露头区在晚白 垩世末期6 5M a 上古生界及其以上地层通过了 11 0o C 等温面，而南段露头区及盆地沉降区热增温 的时间较长，在古近纪末期3 0M a4 - 通过了1 1 0 等温面。由此造成了研究区普遍缺失晚白垩世一 古近纪的沉积地层记录，并造成下白垩统地层遭 受不同程度的剥蚀，这种适度的构造活动和较高 万方数据 5 8 8 现代地质2 0 1 1 年 的古地温状态有利于盆地东北部原生油气藏的富 集保存和多种共存矿产的耦合成矿。 喜山晚期，受中国东部大规模走滑伸展、西 部喜马拉雅碰撞造山和青藏高原隆升的影响，鄂 尔多斯盆地在N w S E 伸展应力场环境下，表现 为多旋回的构造抬升。本次研究认为，新近纪1 0 M a 以来盆地东北部整体快速抬升冷却，平均冷却 速率为6 5 M a 。结合古地温梯度2 2 3 2 1 0 0m ，平均抬升速率为2 9 5 4 6 2 0 3 1 3 m M a 。岳乐平等u 从盆地东北部黄河支流“窟野 河”神木段0 5M a 以来形成的河流阶地资料推算， 盆地东北部晚近时期的构造抬升速率高达4 0 0m M a ，进一步表明鄂尔多斯盆地东北部在新生代晚 期发生了强烈的隆升事件，暗示了次生成藏作用 主要发生在新近纪晚期一第四纪。 5 结论 ( 1 ) 鄂尔多斯盆地东北部古生界一中生界样品 的磷灰石实验结果表明：所有样品的裂变径迹中 值年龄皆小于沉积地层的形成年龄，且裂变径迹 长度都小于初始裂变径迹平均长度1 6 5 “m ，表明 A F T 样品经历过较强的退火。由磷灰石裂变径迹 年龄分布可知。北段露头区抬升较早，即晚白垩 世早期开始抬升，两次主要构造事件发生在8 1 6 2M a 和5 4 1 2M a ；南段露头区抬升较晚，即古 近纪早期开始抬升，主要的构造事件发生在3 6 2 1M a ，盆地沉降区抬升最晚，主要抬升事件发生 在1 8 1 4M a 。 ( 2 ) 热史模拟结果显示：盆地东北部共同经历 了三叠纪一晚侏罗世的缓慢埋藏增温过程，平均 增温速率为0 9o C M a ；晚侏罗世一早白垩世的快 速增温阶段，平均增温率为2 1o C M a ；之后北段 露头区经历了1 2 0 6 5M a 的快速降温，平均降温 速率为1 3o C M a ；6 5 1 0M a 的缓慢降温，平均 降温速率为0 4o C M a 。南段露头区及盆地沉降区 则经历了1 2 0 3 0M a 的缓慢降温，平均降温速率 为0 9 。C M a ；3 0 1 0M a 的快速降温，平均降温 速率为1 5 。C M a 。1 0M a 以来，盆地东北部整体 抬升冷却，平均降温速率接近6 5 M a 。 ( 3 ) 盆地东北部不同区段上古生界一中生界砂 岩和岩心样品的磷灰石裂变径迹热史路径均指示， 燕山中期构造热事件之最高热增温作用的关键时 刻为( 1 2 0 1 0 ) M a ，并促成主要烃源岩层系的成 熟生烃和大规模油气运聚成藏。在后期的抬升冷 却过程中，北段露头区在6 5M a 通过了1 1 0 等 温面，南段露头区及盆地的沉降区在3 0M a 通过 了1 1 0 等温面，有利于原生油气藏的富集保存 和多种共存矿产的耦合成矿，古近纪晚期( 3 0M a ) 尤其是新近纪晚期近1 0M a 以来的强烈构造抬升 作用有可能是引发盆地东北部原生油气藏调整一 改造和次生成藏的关键因素。 参考文献： 1 任战利鄂尔多斯盆地热演化史与油气关系的研究 J 石 油学报，1 9 9 6 ，1 7 ( 1 ) ：1 7 2 4 2 】任战利中国北方沉积盆地构造热演化史研究 M 北京： 石油工业出版社1 9 9 9 ：2 0 1 0 0 3 任战利，张盛，高胜利，等鄂尔多斯盆地热演化程度异 常分布区及形成时期探讨 J 地质学报，2 0 0 6 ，8 0 ( 5 ) ： 6 7 4 6 8 2 4 任战利，张盛，高胜利，等鄂尔多斯盆地构造热演化史 及其成藏成矿意义 J 中国科学：D 辑，2 0 0 7 ，3 7 ( 增刊) ： 2 3 3 2 5 赵盂为磷灰石裂变径迹分析在恢复盆地沉降抬升史中的 应用以鄂尔多斯盆地为例 J 地球物理学报，1 9 9 6 ， 3 9 ( 增刊) ：2 3 8 2 4 8 6 刘池洋，赵红格，桂小军，等鄂尔多斯盆地演化一改造 的时空坐标及其成藏( 矿) 响应 J 地质学报，2 0 0 6 ，8 0 ( 5 ) ：6 1 7 6 3 3 7 陈刚，孙建博，周立发，等鄂尔多斯盆地西南缘中生代 构造事件的裂变径迹年龄记录 J 中国科学：D 辑， 2 0 0 7 。3 7 ( 增刊) ：1 1 0 一1 1 8 8 邓军，王庆飞，高帮飞，等鄂尔多斯盆地演化与多种能源 矿产分布 J 现代地质。2 0 0 5 ，1 9 ( 4 ) ：5 3 8 5 4 5 9 】刘和甫，李小军，刘立群地球动力学与盆地层序及油气系 统分析 J 现代地质，2 0 0 3 ，1 7 ( 1 ) ：8 0 8 6 1 0 赵忠英，柳广弟，孙明亮，等鄂尔多斯盆地上古生界天然 气藏类型辨析 J 现代地质，2 0 1 0 ，2 4 ( 4 ) ：7 0 3 7 0 8 1 1 郭振华，陈红汉，赵彦超，等利用储层流体包裹体确定鄂 尔多斯盆地塔巴庙区块上古生界油气充注期次和时期 J 现代地质，2 0 0 7 ，2 1 ( 4 ) ：7 1 2 7 1 9 1 2 杨俊杰鄂尔多斯盆地构造演化与油气分布规律 M 北 京：石油工业出版社，2 0 0 2 ：1 5 7 0 1 3 B a r b a r a n dJ 。H u f f o r dAJ ，C a r t e rA V a r i a t i o ni na p a t i t ef i s s i o n t r a c kl e n g t hm e a s u r e m f f t l t ：i m p l i c a t i o n sf o rt h e r m a lh i s t o r ym o d e l l i n g J C h e m i c a lC , e o l o g y 。2 0 0 3 ，1 9 8 ：7 7 1 0 6 1 4 C a r p e n aJ ，L a c o u tJL T h e r m a la n n e a l i n go ff i s s i o nt r a c k si ns y n - t h e t i ea p a t i t e s J N u c l e a rI n s t r u m e n t sa n dM e t h o d si nP h y s i c s R e s e a r c h ，2 0 1 0 ，2 6 8 ：3 1 9 1 3 1 9 4 1 5 G u e d e sS ，H a d l e r , N 。O l i v e r i r aK MG ，a ta 1 K i n e t i cm o d e lf o r t h ea n n e a l i n g f i 龉i o nt r a c k s i nm i n e r a l sa n di t sa p p l i c a t i o nt o a p a t i t e J R a d i a t i o nM e a s u r e m e n t s ，2 0 0 6 ，4 1 ：3 9 2 3 9 8 1 6 G u e d e ss ，C u r v oEAC ，S l I d l e rJC ，e ta 1 O nt h ea n n e a l i n go f I 下转第6 1 6 页) 万方数据 6 1 6 现代地质 2 0 1 1 焦 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 2 0 0 8 ：6 一l O W uN ，Y a n gS ，Z h a n gH ，e ta 1 G a sh y d r a t es y s t e mo fS h e n h u a r e a ，n o r t h e r nS o u t hC h i n aS e a ：W i r e - l i n el o w a g g e o c h e m i c a l r e s u l t sa n dp r e l i m i n a r yl e g o u e s t i m a t e s R H o u s t o n ：O f f - s h o r eT e c h n o l o g yC o n f e r e n c e ，2 0 1 0 s uZ ，M o r i d i sG J ，Z h a n gK ，e la 1 N u m e r i c a li n v e s t i g a t i o no f g a sp r o d u c t i o ns t r a t e g yf o rt h eh y d r a t ed e p o s i t 8i nt h eS h e n h ua m R H o u s t o n ：O f f s h o r eT e c h n o l o g yC o n f e r e n c e ，2 0 1 0 M o r i d i sG J 。K o w a l s k yM G a sp r o d u c t i o nf r o mu n c o n f i n e dc l a s s 2h y d r a t ea c c u m u l a t i o n si nt h eo c e a n i cs u b s u r f a c e M M a x M ，J o h n s o nAH ，D i l l o nWP ，e ta 1 E c o n o m i cG e o l o g yo fN a t u - r a lG a sH y d r a t N e wY o r k ：K l u w e rA c a d e m i c P l e n u mP u b - l i s h e m ，2 0 0 6 ：2 4 9 2 6 6 “G ，M o r i d i sGJ Z h a n gK ，e ta 1 E v a l u a t i o no f G a sP r o d u c t i o n P o t e n t i a lf r o mM a r i n eG a sH y d r a t eD e p o s i t si nS h e n h uA r e ao f S o u t hC h i n a S e a J E n e r g yF u e l s ，2 0 1 0 ，2 4 ：6 0 1 8 6 0 3 3 李小森，陈琦李刚，等海底水合物矿藏降压开采与甲 烷气体扩散过程的数值模拟 J 现代地质，2 0 1 0 ，2 4 ( 3 ) ：5 9 8 6 0 6 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 李刚，李小森单井热吞吐开采南海神狐海域天然气水合 物数值模拟 J 化工学报，2 0 1 1 ，6 2 ( 2 ) ：4 5 8 4 6 8 李淑霞，姜兴兴，姜汉桥，等天然气水合物藏注热开采 敏感参数分析 J 石油钻采工艺，2 0 1 0 。3 2 ( 2 ) ：5 4 5 7 李淑霞，陈月明，杜庆军天然气水合物开采数值模拟的 参数敏感性分析 J 现代地质，2 0 0 5 ，1 9 ( 1 ) ：1 0 8 1 1 2 窦斌，蒋国盛。吴翔，等海洋天然气水合物开采方法及 产量分析 J 热带海洋学报，2 0 0 9 ，2 8 ( 3 ) ：8 2 8 4 S uZ ，C a oY ，W uN Am o d e lf o rp r e d i c t i n gg a sw e l lp e r f o r m a n c e o ff r e eg a sg o n eb e n e a t hh y d r a t el a y e r J J o u r n a lo fP e t r o l e u m S c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，2 0 1 0 ，7 1 ：1 7 9 1 8 6 s l IZ ，M o r i d i sGJ ，Z h a n gK ，e ta 1 N u m e r i c a li n v e s t i g a t i o no f g a sp r o d u c t i o ns t r a t e g yf o r t h eh y d r a t ed e p o s i 协i nt h eS h e n h u 肿a R H o u s t o n ：O f f s h o r eT e c h n o l o g yC o n f e r e n c e ，2 0 1 0 ， 7 1 ：1 7 9 1 8 6 D u a nZ ，M i l l e rN ，G r e e n b e r gJ ，e ta 1 T h ep r e d i c t i o no fm e t h a n e s o l u b i l i t