Xiao 2015_A young multilayered terrane of the northern Mare Imbrium revealed by Chang_E-3 mission

10000569 /2013 /029 ( 10 ) 333652
Acta Petrologica Sinica
岩石学报
塔里木北缘皮羌地区早二叠纪花岗质岩体的成因 ： 对塔里木大火成岩省 A 型花岗岩成因的启示
*
曹俊
1， 2
徐义刚
＊ 1＊
邢长明
2， 3
பைடு நூலகம்
黄小龙
1
李洪颜
1
2 3 ＊ CAO Jun1， ，XU YiGang1＊ ，XING ChangMing2， ，HUANG XiaoLong1 and LI HongYan1
1
引言
A 型花岗岩通常产出在造山后或板内构造环境 （ Eby，
2
地质背景与岩相学
塔里木板块北邻天山造山带， 南侧与西昆仑阿尔金造
1990 ， 1992 ； Black and Liegeois，1993 ） 。 A 型花岗岩具有较 K / Na 比值和 K2 O 含量， 高的 Fe / Mg、 较低的 CaO 和 Al2 O3 含 富集不相容元素和稀土元素， 亏损 Co，Sc，Cr，Ni，Ba， 量， Sr 和 Eu 等（ Loiselle and Wones，1979 ； Bonin，2007 ） 。 前人 对 A 型花岗岩的成因提出了多种模式， 主要包括： （ 1 ） 玄武 质岩 浆 分 异 （ Loiselle and Wones， 1979 ； Frost and Frost， 1997 ； Bonin，2007 ） ； （ 2 ） 源 岩 部 分 熔 融， 如麻粒岩相岩石 （ Clemens et al． ， 1986 ； Whalen et al． ， 1987 ） 、 英云闪长岩花 岗闪 长 岩 （ Creaser et al． ， 1991 ） 、 紫苏花岗质下地壳 （ Landenberger and Collins， 1996 ） 和 新 生 玄 武 质 地 壳 （ Shellnutt and Zhou， 2007 ） 等； （ 3 ） 幔源物质与壳源物质混合 （ Yang et al． ， 2006 ） ； （ 4 ） 上地壳钙碱性岩石低压熔融（ Patio Douce， 1997 ） 。板内 A 型花岗岩常与赋含钒钛磁铁矿的层 超镁铁质岩体紧密共生（ Bonin，2007 ） ， 如我国攀西 状镁铁地区峨眉山大火成岩省中与赋含大型钒钛磁铁矿矿床的层 状岩体 伴 生 的 A 型 花 岗 岩 体 （ Shellnutt and Zhou，2007 ， 2008 ； Shellnutt and Jahn， 2010 ） ， 以及与加拿大 Sept Iles 层状 2011 ） 。 岩体伴生的 A 型花岗岩体（ Namur et al． ， 早二叠纪塔里木大火成岩省由大面积发育在塔里木盆 地的玄武岩、 层状镁铁超镁铁质岩体、 镁铁质岩墙群和正长 岩花岗岩岩体组成， 其成因被认为与塔里木地幔柱活动有 2005 ； Yang et al． ，2006 ； Zhang et al． ，2008 ， 关（ 杨树锋等， 2010a，b； Zhang and Zou，2013a， b； Zhou et al． ，2009 ； Huang et al． ， 2012 ） 。 在皮羌地区， A 型花岗质岩体在空间 上与同期层状镁铁超镁铁质岩体紧密伴生 。 目前不同学者 对于这 些 A 型 花 岗 岩 体 的 成 因 具 有 争 议 。 Zhang et al． （ 2010b） 认为这些 A 型花岗质岩体为镁铁质岩浆结晶分异 的产物； 而 Huang et al． （ 2012 ） 则认为它们是新元古辉长质 源区部分熔融形成的。在皮羌地区， 除了 A 型花岗质岩体外 还出露有大量中酸性岩脉， 相关研究还未见报导。 这些中酸 性岩脉的成因可能与 A 型花岗质岩体的成因密切相关 。 本 文对皮羌地区的闪长质 花岗质岩脉、 哈拉峻花岗岩 Ⅰ 号和 Nd 同位素分 Ⅱ号岩体进行了系统的矿物学 、 主微量和 Sr析， 并结合前人研究结果， 探讨了塔里木大火成岩省中 A 型 花岗岩的成因。

１０００ ０５６９／２０１９／０３５（０９） ２８６４ ７２ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０１９ ０９ １６对内蒙古贺根山蛇绿岩的新认识邵济安１　张丽莉２　周新华３，４　张履桥５　唐克东６ＳＨＡＯＪｉＡｎ１，ＺＨＡＮＧＬｉＬｉ２，ＺＨＯＵＸｉｎＨｕａ３，４，ＺＨＡＮＧＬｖＱｉａｏ５ａｎｄＴＡＮＧＫｅＤｏｎｇ６１ 造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京大学地球与空间科学学院，北京　１００８７１２ 中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院油气资源研究重点实验室，北京　１０００２９３ 中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化国家重点实验室，北京　１０００２９４ 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京　１０００４９５ 内蒙古地质研究所，呼和浩特　０１００２０６ 沈阳地质矿产研究所，沈阳　１１００３４１ ＭＯＥＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｒｏｇｅｎｉｃＢｅｌｔｓａｎｄＣｒｕｓｔａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈａｎｄＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ２ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ３ ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ４ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥａｒｔｈａｎｄＰｌａｎｅｔａｒｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ５ ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，Ｈｕｈｅｈｏｔ０１００２０，Ｃｈｉｎａ６ ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００３４，Ｃｈｉｎａ２０１９ ０１ ３０收稿，２０１９ ０８ １１改回ＳｈａｏＪＡ，ＺｈａｎｇＬＬ，ＺｈｏｕＸＨ，ＺｈａｎｇＬＱａｎｄＴａｎｇＫＤ ２０１９ ＡｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｏｐｈｉｏｌｉｔｅｉｎＨｅｇｅｎｓｈａｎ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３５（９）：２８６４－２８７２，ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０１９ ０９ １６Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｔｅｒｍｅｄａｓ“Ｈｅｇｅｎｓｈａｎｏｐｈｉｏｌｉｔｅｓｕｉｔｅ”，ａｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒｏｃｋｓｕｉｔｅ，ｉｎｔｈｅｓｕｔｕｒｅｚｏｎｅｂｅｔｗｅｅｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｂｌｏｃｋ（ｐｌａｔｅ）ａｎｄＣｅｎｔｒａｌＡｓｉａｎ Ｍｏｎｇｏｌｉａｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｂｌｏｃｋｈａｓｂｅｅｎｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｒｏｃｋｓｅｒｉｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｎｅｓｉｓｂｙｔｈｉｓｓｔｕｄｙ：（１）ｍａｆｉｃ ｕｌｔｒａｍａｆｉｃｒｏｃｋｓ，ｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｍｅｔａ ｐｅｒｉｄｏｔｉｔｅｓｅｒｉｅｓｗｉｔｈｄｉａｍｏｎｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｍａｎｔｌｅ ｄｅｒｉｖｅｄｍｉｎｅｒａｌｓ，ａｌｓｏｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｕｍｕｌａｔｅｃｏｍｐｌｅｘ；（２）ａｂａｓａｌｔｓｅｒｉｅｓｉｎｔｅｒｃａｌａｔｅｄｗｉｔｈｒａｄｉｏｌａｒｉａｎｓｉｌｉｃｅｏｕｓｒｏｃｋｓ；ａｎｄ（３）ａｎｏｖｅｒｌｙｉｎｇｖｏｌｃａｎｉｃ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋｓｅｒｉｅｓ Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｖｉｄｅｎｃｅｓｆｒｏｍｇｅｏｌｏｇｙａｎｄｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅＨｅｇｅｎｓｈａｎｏｐｈｉｏｌｉｔｅｃａｎｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｆｏｒｍｅｄｉｎＬａｔｅＤｅｖｏｎｉａｎ ＥａｒｌｙＣａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｒｅｅｉｓｓｕｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｆｏｃｕｓｅｄｂｙｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ：（１）ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｇｅｏｌｏｇｙｓｔｕｄｉｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅｓ，ｔｈｅｍａｆｉｃ ｕｌｔｒａｍａｆｉｃｒｏｃｋｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉａｍｏｎｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｍａｎｔｌｅ ｄｅｒｉｖｅｄｍｉｎｅｒａｌｓｃａｎｂｅｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｅｃｔｏｎｉｃｅｍｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｏｃｋｓ，ｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｄｅｅｐｍｅｌｔ ｆｌｕｉｄｓ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｒｉｓｉｎｇｕｐｆｒｏｍｍａｎｔｌｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｚｏｎｅａｓｔｈｅａｓｔｈｅｎｏｓｐｈｅｒｅｕｐｗｅｌｌｉｎｇｄｉａｐｉｒｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｌａｔｅｃｏｎｖｅｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓ Ｈｅｒｅｂｙ，ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｎｃｅｐｔｏｆｏｐｈｉｏｌｉｔｅｈａｓｂｅｅｎｅｘｔｅｎｄｅｄ，ａｎｄｉｔｉｓｐｏｓｔｕｌａｔｅｄｔｈａｔｔｗｏｐｌａｔｅｓｃｏｎｖｅｒｇｅｄｂｙａｍａｌｇａｍａｔｅｐｒｏｃｅｓｓｔｏｕｎｉｆｙ，ｉｎｓｔｅａｄｏｆｏｂｖｉｏｕｓｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｏｒｃｏｌｌｉｓｉｏｎｉｎＨｅｇｅｎｓｈａｎｒｅｇｉｏｎ；（２）ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅＨｅｇｅｎｓｈａｎＯＩＢ ｔｙｐｅｂａｓａｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅＣｈａｏｇｅｎｓｈａｎＭＯＲＢ ｔｙｐｅｂａｓａｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｍａｓｓｉｆｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｐｌａｔｅｓｃｌｏｓｕｒｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｉｎｔｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｏｃｅａｎｂａｓｉｎｓ；（３）ｔｈｅｖｏｌｃａｎｉｃ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋｓｏｖｅｒｌｙｉｎｇｏｎｂａｓａｌｔｓｅｒｉｅｓｈａｓｂｅｅｎｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｆｉｎａｌｓｔａｇｅｐｒｏｄｕｃｔｓｏｆｆｉｌｌｉｎｇ ｉｎｔｈｅｏｃｅａｎｂａｓｉｎ，ｗｈｉｃｈｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｐｒｏｃｅｓｓｆｒｏｍｏｃｅａｎｉｃｃｒｕｓｔｔｏｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｃｒｕｓｔｉｎｓｍａｌｌ ｍｅｄｉｕｍｉｎｔｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｏｃｅａｎｂａｓｉｎｓｄｕｒｉｎｇｃｌｏｓｕｒｅｏｆｔｈｅｐａｌｅｏ Ａｓｉａｎｏｃｅａｎ Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｌｏｓｕｒｅｏｆｓｍａｌｌｏｃｅａｎｉｃｂａｓｉｎａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｕｔｕｒａｌｚｏｎｅ；Ｍａｆｉｃ ｕｌｔｒａｍａｆｉｃｒｏｃｋ；Ｂａｓａｌｔ；Ｏｖｅｒｌｙｉｎｇｒｏｃｋｓｅｒｉｅｓ；Ｓｍａｌｌｏｃｅａｎｉｃｂａｓｉｎｃｌｏｓｕｒｅ；Ｈｅｇｅｎｓｈａｎ摘　要 本文将华北板块和中亚 蒙古陆块缝合带中前人划分的“贺根山蛇绿岩套”划分为三个不同组分、不同成因的岩系：以含金刚石和其它幔源矿物的变质橄榄岩系为主，包括堆晶杂岩在内的镁铁 超镁铁岩系；含放射虫硅质岩夹层的玄武岩本文受中国地质调查项目（１２１２０１１０２０００１５０００９）和国家重点研发计划专项（２０１７ＹＦＣ０６０１２０６）联合资助．第一作者简介：邵济安，女，１９４０年生，教授，主要从事构造地质学研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｗａｎｇｃｃ＠ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ系；上覆的火山 沉积岩系。

１０００ ０５６９／２０２０／０３６（１０） ３０８１ ９６ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２０ １０ ０９藏南东部麻玛沟地区早古生代与中新世岩浆作用及其意义邸英龙１，２　曾令森１ 张立飞２　高利娥１ＤＩＹｉｎｇＬｏｎｇ１，２，ＺＥＮＧＬｉｎｇＳｅｎ１ ，ＺＨＡＮＧＬｉＦｅｉ２ａｎｄＧＡＯＬｉＥ１１ 自然资源部深地动力学重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京　１０００３７２ 北京大学地球与空间科学学院，北京　１００８７１１ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｅｐ ＥａｒｔｈＤｙｎａｍｉｃｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ２ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈａｎｄＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ２０２０ ０５ ０３收稿，２０２０ ０８ １２改回ＤｉＹＬ，ＺｅｎｇＬＳ，ＺｈａｎｇＬＦａｎｄＧａｏＬＥ ２０２０ Ｅａｒｌｙ ＰａｌｅｏｚｏｉｃａｎｄＭｉｏｃｅｎｅｍａｇｍａｔｉｓｍｏｆｔｈｅＭａｍａＶａｌｌｅｙａｎｄｔｈｅｉｒｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ，ｅａｓｔｅｒｎＳｏｕｔｈＴｉｂｅｔ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３６（１０）：３０８１－３０９６，ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２０ １０ ０９Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅＭａｍａＶａｌｌｅｙａｒｅａｏｆｔｈｅＧｒｅａｔｅｒＨｉｍａｌａｙａｎＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｅｑｕｅｎｃｅ（ＧＨＣＳ）ｃｏｎｔａｉｎｓｖａｒｉｏｕｓｔｙｐｅｓｏｆｇｒａｎｉｔｉｃｇｎｅｉｓｓｅｓａｎｄｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅｓ ＮｅｗｚｉｒｃｏｎＳＨＲＩＭＰＵ Ｐｂｄａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｔｏｌｉｔｈｏｆｔｈｅｇｒａｎｉｔｉｃｇｎｅｉｓｓ（ＳａｍｐｌｅＭＭ１５）ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔ５００ ７±４ ５Ｍａ，ａｎｄｔｈｅｉｎｈｅｒｉｔｅｄｃｏｒｅｏｆｚｉｒｃｏｎｇｒａｉｎｓｆｒｏｍｔｈｅｇａｒｎｅｔ ｂｅａｒｉｎｇｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅｃｏｎｔａｉｎａｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｏｆｚｉｒｃｏｎｇｒａｉｎｓｗｉｔｈａｎａｇｅｏｆ４９８ ６±３ ４Ｍａ ＴｈｅｎｅｗｄａｔａｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｄａｔａｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅＭａｍａＶａｌｌｅｙａｌｓｏｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄａｍａｊｏｒｅｐｉｓｏｄｅｏｆｍａｇｍａｔｉｓｍａｔｔｈｅＥａｒｌｙＰａｌｅｏｚｏｉｃｔｉｍｅ Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｇｍａｔｉｃｚｉｒｃｏｎｒｉｍｓｏｆｔｈｅｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅｙｉｅｌｄａｇｅｓｆｒｏｍ１５ ７Ｍａｔｏ２５ １Ｍａ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇａｐｒｏｔｒａｃｔａｎａｔｅｃｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｉｓａｒｅａ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅｓｗｅｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｍｕｓｃｏｖｉｔｅｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｍｅｌｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｍａｙｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｌｏｗ ｄｅｇｒｅｅｍｅｌｔｉｎｇｏｆＮｅｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃｔｏＥａｒｌｙ Ｐａｌｅｏｚｏｉｃｇｒａｎｉｔｅｓ ＴｈｅｇｒａｎｉｔｉｃｇｎｅｉｓｓａｎｄｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅｈａｖｅｈｉｇｈＣｓ，Ｒｂ，Ｕ，ａｎｄＰｂ，ｂｕｔｌｏｗＺｒ，Ｈｆ，ａｎｄＮｂ／Ｔａｒａｔｉｏｓ Ｚｉｒｃｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｙａｒｅｏｆｐｅｒａｌｕｍｉｎｏｕｓａｎｄｏｒｏｇｅｎｉｃｇｒａｎｉｔｅ，ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｉｒｂｕｌｋｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｔｈｕｓ，ｔｈｅＥａｒｌｙＰａｌｅｏｚｏｉｃｍａｇｍａｔｉｃｅｖｅｎｔｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎａｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｔｏｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓｅｔｔｉｎｇｒａｔｈｅｒｔｈａｎｉｎａｐａｓｓｉｖｅｍａｒｇｉｎｓｅｔｔｉｎｇ Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｒｅｖｉｏｕｓｄａｔａ，ｗｅｉｎｆｅｒｔｈａｔ：（１）ｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰｒｏｔｏ ＴｅｔｈｙｓｏｃｅａｎｉｃｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＩｎｄｉａｎｃｏｎｔｉｎｅｎｔｐｒｏｃｅｅｄｅｄｆｒｏｍｔｈｅｅａｓｔｔｏｔｈｅｗｅｓｔｗｉｔｈｔｉｍｅ；ａｎｄ（２）ｂｏｔｈｍｕｓｃｏｖｉｔｅｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｆｌｕｘｅｄ ｍｅｌｔｉｎｇｏｆｍｕｓｃｏｖｉｔｅａｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｍｅｌｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｆｏｒｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭｉｏｃｅｎｅｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅｓｉｎＨｉｍａｌａｙａｎｂｅｌｔ，ａｎｄｔｈｅＭｉｏｃｅｎｅｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｆｒｏｍａｔｌｅａｓｔ５ｅｐｉｓｏｄｉｃａｎａｔｅｃｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓｅｓＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｈｉｍａｌａｙａｎｏｒｏｇｅｎ；ＭａｍａＶａｌｌｅｙ；ＥａｒｌｙＰａｌｅｏｚｏｉｃｍａｇｍａｔｉｓｍ；Ｌｅｕｃｏｇｒａｎｉｔｅ；Ｓｕｂｄｕｃｔｅｄｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｍａｒｇｉｎ摘　要 喜马拉雅造山带东部错那县麻玛沟地区发育多种类型的花岗片麻岩和淡色花岗岩。

第42卷 第6期2023年 11月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .6N o v . 2023王涛,王洋,袁圣强,等.T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟[J ].地质科技通报,2023,42(6):151-161.W a n g T a o ,W a n g Y a n g ,Y u a n S h e n g q i a n g ,e t a l .S i m u l a t i o n o f b u r i a l h i s t o r y ,t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y ,a n d h yd r o c a r b o n ge n -e r a t i o n h i s t o r y of t h e U p p e r C r e t a c e o u s Y og o u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k s i n th e T e r mi t B a s i n [J ].B u l l e t i n o f G e o l o gi c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2023,42(6):151-161.T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁基金项目:中国石油科技创新基金项目(2020D -5007-0103)作者简介:王 涛(1997 ),男,现正攻读地质资源与地质工程(油气)专业硕士学位,主要从事石油地质方面的研究工作㊂E -m a i l :w t 274854041@c u g.e d u .c n 通信作者:杨 锐(1987 ),男,教授,主要从事石油与天然气地质相关的教学与研究工作㊂E -m a i l :y a n g y i n g r u i @c u g.e d u .c n ©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .热演化史和生烃史模拟王 涛1,王 洋1,袁圣强2,毛凤军2,刘计国2,郭小文1,杨 锐1(1.中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室,武汉430074;2.中国石油勘探开发研究院,北京100083)摘 要:Y o go u 组烃源岩作为尼日尔T e r m i t 盆地晚白垩世重要的烃源岩层系,然而缺乏对该套地层的埋藏史㊁热演化史和生烃史的系统研究,制约了该地区油气成藏规律的认识㊂结合钻井㊁地震二维剖面及地球化学等资料,利用B a s i n M o d 盆地模拟软件中生烃动力学模型,恢复了T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩热演化史,分析不同地区烃源岩的热演化特征及其与油气成藏的匹配关系,为T e r m i t 盆地下一步油气勘探提供了重要依据㊂研究表明,T e r m i t 盆地热流值具有明显的两段式演化特征,初始热流值较低,古近纪晚期热流值达到最大,热流值介于64.3~69.2mW /m 2之间;新近纪以来,盆地热状态表现为持续冷却,现今热流值介于60.7~67.4mW /m 2之间㊂Y o -go u 组顶部烃源岩在55M a 进入生烃门限(R o =0.5%),达到生烃高峰(R o =1.0%)的时间为35M a ,在27.5M a 进入高成熟演化阶段(R o =1.3%)㊂Y o go u 组烃源岩存在2期生烃过程,晚白垩世末期(70~60M a )生烃阶段主要存在于盆地深凹陷区,古近纪(40~20M a )是全盆地主要的生烃阶段㊂盆地不同构造带对比发现,D i n g a 凹陷烃源岩具有成熟度更高,生烃时间更早和生烃能力更强等特征,可为T e r m i t 盆地储层提供充足油气来源㊂古近纪T e r m i t 盆地断裂强烈活动,促使底部烃源岩生成的油气在古近系储层中聚集成藏㊂研究成果为T e r m i t 盆地烃源岩生烃潜力评价提供依据,并为该盆地油气勘探提供理论指导㊂关键词:裂谷盆地;T e r m i t 盆地;烃源岩;盆地模拟;热演化史2022-03-29收稿;2022-05-18修回;2022-05-20接受中图分类号:P 618.13 文章编号:2096-8523(2023)06-0151-11d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220140 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):S i m u l a t i o n o f b u r i a l h i s t o r y ,t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y,a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y o f t h e U p p e r C r e t a c e o u s Y o go u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k s i n t h e T e r m i t B a s i n W a n g T a o 1,W a n g Y a n g 1,Y u a n S h e n g q i a n g 2,M a o F e n g j u n 2,L i u J i g u o 2,G u o X i a o w e n 1,Y a n g Ru i 1(1.K e y L a b o r a t o r y o f T e c t o n i c s a n d P e t r o l e u m R e s o u r c e s o f M i n i s t r y of E d u c a t i o n ,C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s (W u h a n ),W u h a n 430074,C h i n a ;2.P e t r o C h i n a R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n &D e v e l o p m e n t ,B e i j i ng 100083,C h i n a )h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年A b s t r a c t:[O b j e c t i v e]T h e Y o g o u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k i s a n i m p o r t a n t L a t e C r e t a c e o u s s o u r c e r o c k s e r i e s i n T e r m i t B a s i n,N i g e r.D u e t o t h e l a c k o f s y s t e m a t i c r e s e a r c h o n t h e b u r i a l h i s t o r y,t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y,a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y o f t h i s s e t o f s t r a t a,t h e u n d e r s t a n d i n g o f o i l a n d g a s a c c u m u-l a t i o n r u l e s i n t h i s a r e a i s r e s t r i c t e d.[M e t h o d s]I n t h i s p a p e r,t h e t h e r m a l e v o l u t i o n h i s t o r y o f t h e Y o g o u F o r m a t i o n s o u r c e r o c k s i n T e r m i t B a s i n i s r e s t o r e d b y u s i n g t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n d y n a m i c s m o d e l i n B a s i n M o d b a s i n s i m u l a t i o n s o f t w a r e,c o m b i n e d w i t h d r i l l i n g w e l l s,t w o-d i m e n s i o n a l s e i s m i c p r o f i l e s,a n dg e o c h e m i c a l d a t a.T h e t h e r m a l e v o l u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f s o u r c e r o c k s i n d i f f e r e n t a r e a s a n d t h e i r m a t c-h i n g r e l a t i o n s h i p w i t h h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o n a r e a n a l y s e d,w h i c h p r o v i d e s i m p o r t a n t e v i d e n c e f o r t h e n e x t e x p l o r a t i o n o f t h e T e r m i t B a s i n.[R e s u l t s]T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e h e a t f l o w v a l u e o f T e r m i t B a s i n h a s o b v i o u s t w o-s t a g e e v o l u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s.T h e i n i t i a l h e a t f l o w v a l u e i s l o w a n d r e a c h e s m a x i m u m v a l u e s i n t h e L a t e P a l a e o g e n e(r a n g i n g f r o m64.3t o69.2mW/m2).S i n c e t h e N e o g e n e,t h e t h e r m a l s t a t e o f t h e b a s i n h a s b e e n c h a r a c t e r i z e d b y c o n t i n u o u s c o o l i n g,a n d t h e c u r r e n t h e a t f l o w v a l u e i s b e t w e e n60.7 a n d67.4mW/m2.T h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n o f t h e t o p Y o g o u F o r m a t i o n b e g a n a t55M a(R o=0.5%), a n d t h e m a i n h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n w i n d o w(R o=1.0%)s t a r t e d a t35M a a n d r e a c h e d a h i g h m a t u r i t y l e v e l(R o=1.3%)a t27.5M a.T w o s t a g e s o f h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n a r e f o u n d i n t h e s o u r c e r o c k s o f t h e Y o g o u F o r m a t i o n;i n p a r t i c u l a r,t h e L a t e C r e t a c e o u s(70-60M a)h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n s t a g e m a i n l y e x i s t s i n t h e d e e p a r e a d e p r e s s i o n o f t h e b a s i n,w h i l e t h e P a l a e o g e n e(40-20M a)i s t h e m a i n h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n s t a g e o f t h e w h o l e b a s i n.C o m p a r e d t o d i f f e r e n t t e c t o n i c b e l t s s h o w t h a t t h e s o u r c e r o c k s o f t h e D i n g a D e p r e s s i o n a r e c h a r a c t e r i z e d b y h i g h m a t u r i t y,e a r l i e r h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n,a n d s t r o n g e r h y d r o-c a r b o n g e n e r a t i o n,w h i c h a r e b e n e f i c i a l f o r p r o v i d i n g s u f f i c i e n t h y d r o c a r b o n s.T h e s t r o n g a c t i v i t y o f t h e P a l a e o g e n e f a u l t s l e d t o t h e m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t i o n o f o i l a n d g a s g e n e r a t e d b y t h e b o t t o m s o u r c e r o c k s i n t o t h e P a l a e o g e n e r e s e r v o i r s.[C o n c l u s i o n]T h e r e s e a r c h r e s u l t s c a n p r o v i d e a b a s i s f o r t h e e v a l u a-t i o n o f t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n p o t e n t i a l o f s o u r c e r o c k s i n t h e T e r m i t b a s i n a n d p r o v i d e t h e o r e t i c a l g u i d a n c e f o r o i l a n d g a s e x p l o r a t i o n i n t h e b a s i n.K e y w o r d s:r i f t b a s i n;T e r m i t B a s i n;s o u r c e r o c k s;b a s i n m o d e l i n g;h i s t o r y o f t h e r m a l e v o l u t i o nR e c e i v e d:2022-03-29;R e v i s e d:2023-05-18;A c c e p t e d:2023-05-20盆地模拟技术以石油地质的物理化学机理为基础,通过建立沉积盆地的地质模型从时间和空间的角度将复杂的地质过程定量化㊁模型化,揭示实际地质条件下油气藏的形成和演化规律,从而指导油气勘探工作[1-3]㊂随着油气勘探实践不断深入和技术发展,盆地模拟分析技术也越来越成熟,目前应用较为普遍的盆地模拟软件包括P e t r o M o d㊁B a s i n M o d㊁T S M和B a s i m s等[4-5],这些盆地模拟技术各具特色,在揭示含油气盆地的构造演化㊁烃源岩有机质热演化㊁烃源岩生排烃史以及油气资源运聚模拟等方面起到了重要作用[6-9]㊂尼日尔T e r m i t盆地是中石油海外重点风险探区,经过多年的勘探,已在盆地多个区域发现了商业性油气藏,证实了该盆地具有良好的勘探潜力㊂前人在勘探早期主要针对盆地构造特征㊁沉积环境以及基础石油地质条件进行了研究,近些年有学者针对盆地局部地区的油气成藏特征也取得了一定认识[10]㊂相关研究指出,T e r m i t盆地存在2套成藏组合,分别是上白垩统成藏组合以及古近系成藏组合[11-12],其中古近系油藏的勘探成效显著,先后发现了多口高产井[13-14]㊂T e r m i t盆地主要发育3套烃源岩地层,分别是上白垩统D o n g a组㊁Y o g o u组泥岩以及局部古近系S o k o r1组泥岩㊂前人开展的油源对比结果显示,全盆地Y o g o u组烃源岩是古近系储层的主要供烃层位[15],因此针对Y o g o u组烃源岩埋藏史㊁热成熟演化史和生烃史的研究对进一步认识T e r m i t盆地油气成藏与分布规律显得尤为重要㊂为此,笔者拟利用B a s i n M o d盆地模拟软件重建T e r m i t盆地典型井地层埋藏史,在此基础上,应用S w e e n e y等[16]提出的生烃动力学模型对T e r m i t 盆地烃源岩热演化史和生烃史进行模拟和恢复,并将Y o g o u组烃源岩生烃阶段与油气成藏要素进行匹配分析㊂研究成果有望为T e r m i t盆地Y o g o u组烃源岩生烃潜力评价以及盆地油气勘探提供依据㊂1区域地质概况T e r m i t盆地属于西非裂谷系中典型的中㊁新生代裂谷型盆地,南临L a k e C h a d盆地,北与T e n e r e 和T e f e d e t盆地相连,主体位于尼日尔东南部[17]㊂251第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟盆地呈NW-S E 向长条形展布,南北长约300k m ,盆地面积约为3ˑ104k m 2㊂根据平面展布和盆地结构特征,可将T e r m i t 盆地划分为9个主要构造单元,包括T e r m i t 西台地㊁D i n ga 凹陷㊁M o u l 凹陷㊁S o u d a n a 隆起㊁F a n a 低凸起㊁D i n g a 断阶带㊁Y o go u 斜坡带㊁A r a ga 地堑和T r a k e s 斜坡带(图1[13,15])㊂区域构造特征显示,T e r m i t 盆地经历了白垩纪和古近纪-第四纪2期裂谷旋回叠置的演化㊂下白垩统-古近系沉积于同裂谷期,以断裂活动㊁构造沉降和沉积作用为主,同裂谷期按构造强度的不同分为3期,分别为同裂谷Ⅰ期㊁同裂谷Ⅱ期和同裂谷Ⅲ期;新近系-第四系沉积于后裂谷期,以热沉降拗陷作用为主(图2)[12,18-21]㊂早白垩世盆地西侧发育NW -S E 走向断裂,此阶段主要控制盆地初始形态㊂古近纪地层活动性较强,全盆地发育大量N NW-S S E 走向断裂,此阶段断裂控制着古近系地层圈闭的形成和改造,对后期油气形成与富集具有重要的控制作用[22-23]㊂图1 T e r m i t 盆地构造单元与模拟井位和测线位置F i g .1 T e c t o n i c u n i t ,a n d l o c a t i o n s o f m o d e l i n g se i s m i c l i n e ,w e l l p o s i t i o n s of t h e T e r m i t B a s i nT e r m i t 盆地地层自上而下发育第四系㊁新近系㊁古近系(S o k o r 2段和S o k o r 1段)㊁上白垩统(D o n g a 组㊁Y o g o u 组及M a d a m a 组)和下白垩统㊂古近系以湖相沉积为主,岩性为砂泥岩互层㊂上白垩统下部为海相泥岩沉积,上部为陆相砂岩沉积;下白垩统为湖相沉积,岩性为含硅质㊁高岭石及石英质的砂岩㊁粉砂岩与泥岩互层(图2)[21]㊂已有研究表明Y o go u 组上部海相泥岩为全盆地主力烃源岩[15,24]㊂图2 T e r m i t 盆地地层综合柱状图[21]F i g .2 S t r a t i g r a p h i c c o m p o s i t e h i s t o gr a m o f t h e T e r m i t B a s i n2 烃源岩地球化学特征有机质类型㊁丰度和成熟度等特征是评价烃源岩好坏的重要地球化学指标[25]㊂T e r m i t 盆地Y o -g o u 组烃源岩1016块样品的测试结果显示,Y o go u 组烃源岩有机碳质量分数w (T O C )主要分布在0.2%~14.2%之间,均值为1.72%(图3-a);氢指数(H I )主要分布在6.0~1543.6m g /g 之间,均值为187.6m g /g (图3-b )㊂从烃源岩H I -T m a x 的交会图可知(图3-c ),Y o g o u 组烃源岩有机质类型以Ⅱ1-Ⅱ2型为主㊂盆地断阶带和斜坡带Yo g o u 组烃源岩C 29甾烷αββ/(αββ+ααα)与C 29甾烷20S /(20S +20R )参数交汇图显示,凹陷周边构造带烃源岩处于低熟-成熟热演化阶段(图3-d ),这与前人的研究认识基本一致[10]㊂由此可知,T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩整体属于中等-好的烃源岩,生烃潜力大㊂351h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图3 T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩地球化学特征F i g .3 G e o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f s o u r c e r o c k s o f t h e Y o go u F o r m a t i o n i n t h e T e r m i t B a s i n 3 模型与关键参数确定3.1埋藏史模型埋藏史重建主要是利用地层沉积压实与岩石孔隙度变化原理,模拟地层从古至今的沉积演化过程;如果地层经历抬升剥蚀阶段,则还需要利用孔隙度与深度的关系对地层进行脱压实回剥[26-27]㊂为了获得更准确的埋藏史,有必要对沉积层厚度进行压实校正㊂B a s i n M o d 盆地模拟软件中提供的倒数模型(r e c i p r o c a l ),即利用地层岩石孔隙度倒数变化和上覆岩层之间的压缩系数存在的线性关系可对地层古厚度进行恢复[28]㊂该倒数模型的可用如下公式表示:1φ=1φ0+kH (1)式中:φ,φ0分别代表埋藏深度H (m )和地表处的孔隙度(%);k 为压实因子㊂模拟过程所需要参数有:①地层厚度,主要根据钻井分层数据获得,地层剥蚀厚度可根据单井声波时差测井法恢复或根据前人研究成果获得;②地层年龄,参照前人成果;③岩性数据,各个层段的岩性采用混合岩性的方法进行处理,根据录井资料统计可确定不同层位的岩性百分含量㊂本研究模拟的地质年代与前人对T e r m i t 盆地年代地层格架的认识保持一致,地层系统根据钻井的分层数据㊂W a n 等[29]研究表明,T e r m i t 盆地没有发生大幅度的抬升剥蚀,剥蚀厚度约200m ㊂因此,本次研究的剥蚀厚度选取为200m ㊂3.2热史恢复热史是模拟烃源岩在埋藏过程中所经历的古热流和古温度特征,通常表示地层层序中地质事件的时温历史㊂M c k e n z i e [30]提出均一拉张岩石圈模型能有效地解决地壳拉张变薄过程中产生的沉降空间和相应的热力学问题,并且该模型能通过盆地构造沉降曲线 反演 出拉张系数,再通过与热流的函数关系公式恢复古热流值,现今已被广泛应用于裂陷盆地的热流值计算[30-31]㊂裂谷热流具体计算公式如下:F (t )=K T 1Z 1+2βπðɕn =11n s i n n πβe x p [-n 2Δt τ]τ=Z 2/(x π2)(2)式中:F (t )为t 时刻裂谷地表常温带的热流值(mW /m 2);K 为热导率(W /(m ㊃ħ));T 1为软流圈底界温度(ħ);β为拉伸系数;n 为自然数;Δt 为拉伸系数值为β时持续裂陷的时间(M a );Z 为裂谷盆地所处的岩石圈厚度(k m );x 为导热系数;τ为深度为Z 的原始板块的时间常数(M a)㊂热史恢复451第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟所需要参数主要有:现今地表温度㊁井底温度㊁岩石热导率和镜质体反射率㊂T e r m i t 盆地属于典型的裂谷型盆地,其热流值因裂谷拉张的时代不同可能存在差异㊂因此,应用B a s i n M o d 软件中的裂谷热流模型模拟T e r m i t 盆地热史演化,恢复其古热流值,并用实测镜质体反射率进行校验[32]㊂利用公式(2)计算得到T e r m i t 盆地M -1井㊁Y N -1井㊁T N -1D 井现今的热流(表1),利用单井实测温度和镜质体反射率数据对模拟的地温曲线和成熟度曲线进行校验,并优选最佳拟合效果(图4),这也说明采用模拟方法恢复T e r m i t 盆地热史具有较高的可靠性㊂T e r m i t 盆地热流模拟结果显示,不同构造带现今热流值差别不是很大,主要介于60.7~67.4mW /m 2之间,与前人研究认识基本一致[33]㊂图5显示T N -1D 井的古热流演化经历了早期持续升高和晚期逐渐降低2个阶段,最大热流值可达69.2mW /m 2㊂表1 T e r m i t 盆地单井热流值T a b l e 1 S i n gl e -w e l l h e a t f l o w v a l u e s i n t h e T e r m i t B a s i n 井名现今热流值/(mW ㊃m -2)最大古热流值/(mW ㊃m -2)M -1井62.567.6Y N -1井60.764.3T N -1D 井67.469.2图4 T e r m i t 盆地单井模拟地温和成熟度与实测值拟合F i g .4 F i t t i n g o f s i m u l a t e d g e o t e m p e r a t u r e a n d m a t u r i t y t o m e a s u r e d v a l u e s f o r a s i n gl e w e l l i n t h e T e r m i t B a s in 图5 T N -1D 井热流演化史F i g .5 E v o l u t i o n h i s t o r y of h e a t f l o w i n w e l l T N -1D 3.3烃源岩生烃史模拟在热流史恢复的基础上,利用生烃模型对T e r -m i t 盆地热成熟演化史进行模拟和重建㊂该模型依据镜质体在演化过程中的化学动力学本质所建立,有机质经历了20个平行反应导致了镜质体元素组成的变化及相应镜质体反射率的增加[16,34-36]㊂该模型同时考虑了众多一级平行化学反应及其相应反应的活化能和加热速率适用范围(R o 值在0.2%~4.7%之间),还能精确地模拟地质过程中有机质成熟度演化㊂图4表明模拟的成熟度趋势与实测R o 具有很好的拟合效果,说明生烃成熟史模型适合于551h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年T e r m i t 盆地烃源岩生烃史模拟㊂4 模拟结果分析4.1烃源岩埋藏史与成熟史为了揭示T e r m i t 盆地Y o g o u 组烃源岩成熟史,开展了典型单井(一维)和地质剖面(二维)的烃源岩成熟史模拟,并在二维剖面最大埋深处设置一口虚拟井(D -X 井)㊂不同构造带的典型单井模拟用实测地温和镜质体反射率(R o )数据进行矫正,二维剖面模拟结果用一维模拟结果进行约束㊂单井埋藏史㊁热史和成熟史模拟结果显示,Y o -go u 组烃源岩现今已全部进入了生烃门限(R o >0.5%)(表2,图6),但不同构造带烃源岩成熟阶段和门限深度存在明显差异(图6)㊂考虑到烃源岩有机质成熟度受地层沉积㊁沉降㊁温度和压力等因素的共同影响[37-38],在盆地热流值相当条件下,地层沉积-沉降速率决定烃源岩进入成熟的时期㊂Y N -1井位于Y o g o u 斜坡带,该井的Y o g o u 组烃源岩地层沉积速率较大,进入生烃门限早,对应的门限深度为1620m ;M -1井位于T e r m i t 盆地西台地,该井Y o -go u 组地层埋深浅,烃源岩沉积沉降速率较低,进入生烃门限相对较晚,对应的门限深度为1450m ㊂通过对不同井的模拟结果对比发现,只有Y N -1井Y o go u 组烃源岩在15M a 时到达生烃高峰期(R o =1.0%),对应的深度为3250m ㊂虚拟井D -X 井处于S W-N E 二维剖面D i n ga 凹陷中央处,此区域Y o go u 组烃源岩生烃时间早,生烃潜力大,现今埋深表2 T e r m i t 盆地底部烃源岩成熟度演化史及生烃史特征T a b l e 2 M a t u r i t y e v o l u t i o n a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y ch a r a c t e r i s t i c s o f b o t t o m s o u r c e r o c k s i n t h e T e r m i t B a s i n 井名烃源岩成熟阶段距今时间/M a R o =0.5%R o =0.7%R o =1.3%R o =2%开始生烃距今时间/M a 生烃高峰距今时间/M aM -1井49.015.566.025.0Y N -1井64.539.515.0 69.029.0T N -1D 井59.024.568.024.5D -X 井68.267.165.259.467.666.2图6 T e r m i t 盆地单井和虚拟井成熟史模拟F i g .6 M a t u r a t i o n h i s t o r y s i m u l a t i o n s o f s i n gl e w e l l a n d v i r t u a l w e l l i n T e r m i t B a s i n 相对更大且整体处在高-过成熟度阶段㊂基于S W-N E 二维地震剖面,建立了T e r m i t盆地关键地质时期的热演化模型(图7),进一步对Y o go u 组烃源岩在时间和空间的演化特征进行对比㊂模拟结果显示,在地质历史时期Y o g o u 组烃源岩热演化呈现出 中间高㊁两边低 的特征,这与651第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟T e r m i t 盆地地层埋藏厚度分布趋势相似㊂T e r m i t盆地S W-N E 剖面的成熟度随时间演化模拟结果显示,Y o g o u 组顶部烃源岩基本都处于中-高成熟演化阶段,部分埋深较深区域处于过成熟演化阶段(图8)㊂Y o g o u 组顶部烃源岩在55M a 时进入生烃门限(R o =0.5%),在35M a 时达到生烃高峰(R o =1.0%),在27.5M a 时进入高成熟度阶段(R o =1.3%)㊂现今Y o go u 组顶部烃源岩成熟度主要介于0.5%~2.0%之间,仍处于油气生成阶段㊂与D i n g a 断阶带和A r a g a 地堑相比,D i n g a 凹陷烃源岩进入生烃阶段时间更早,且具有更高的成熟度和更大的生烃潜力,反映D i n g a 凹陷烃源岩可为附近油气藏提供充足的油气来源,成为盆地主要的烃类供给源㊂图7 二维剖面成熟度模拟结果F i g .7 S i m u l a t i o n r e s u l t s o f m a t u r i t yi n t h e 2D s e c t i on 图8 二维剖面Y o go u 组顶部烃源岩成熟度演化F i g .8 M a t u r i t y e v o l u t i o n o f s o u r c e r o c k s a t t h e t o p o f t h e Y o go u F o r m a t i o n i n t h e 2D s e c t i o n 4.2烃源岩生烃史烃源岩生烃史模拟结果显示,全盆地开始生烃时间较相近,但生烃高峰期存在差异(图9)㊂盆地边缘构造带生烃高峰期要远晚于凹陷地带,主要集中在40~20M a 之间,且生烃量较小,局部浅埋藏地区烃源岩现今仍具有一定生烃能力㊂图9所示,T N -1D 井烃源岩从68M a 时开始生烃,在24.5M a 时生烃率达到最大值,最大生油率和最大生气率分别为3m g /(g ㊃T O C ㊃M a )和0.6m g /(g㊃T O C ㊃M a );在13.5M a 时生烃再次出现峰值,但生烃量较少,现今烃源岩底部转化率达到40%㊂Y N -1井烃源岩从69M a 时开始少量生烃,在29M a 时生烃量达到最大值,对应的生油率和生气率分别为10.8m g /(g ㊃T O C ㊃M a )和2.2m g /(g㊃T O C ㊃M a );Y N -1井现今烃源岩基本不生烃,且烃源岩底部转化率已达到100%㊂M -1井烃源岩整体生烃量少,在25M a 时生烃量达到峰值,但生油生气率不超过2m g /(g㊃T O C ㊃M a ),现今烃源岩底部转化率不超过30%㊂模拟井D -X 存在2期生烃,第一阶段是Y o g o u 组烃源岩的主生烃期(70~60M a ),Y o go u 751h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年组烃源岩第二生烃期主要集中在50~20M a ㊂在第一生烃期Y o go u 组底部烃源岩在67.3M a 时生油率达到最大值138m g /(g ㊃T OC ㊃M a ),在64M a 时烃源岩生气率达到最大值62m g /(g ㊃T OC ㊃M a );Y o go u 组顶部烃源岩出现第二期生烃,但该期的生烃量远低于第一期,Y o go u 组顶部烃源岩在35M a 时生油率达到最大值15m g /(g ㊃T OC ㊃M a ),在25.5M a 时生气率达到最大值5m g /(g ㊃T O C ㊃M a )㊂Y o g o u 组烃源岩顶底部转化率分别在33.8M a 和65M a 时,达到100%㊂图9不同井的模拟结果可知,T e r m i t 盆地Y o go u 组烃源岩主要存在2期生烃,其中古近纪(40~20M a)是全盆地主要的生烃阶段,而晚白垩世末期(70~60M a)生烃阶段主要存在盆地深凹陷区㊂图9 T e r m i t 盆地单井和虚拟井Y o go u 组地层生烃史F i g .9 H y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y o f t h e Y o u g o u F o r m a t i o n o f s i n gl e a n d v i r t u a l w e l l s i n t h e T e r m i t B a s i n 研究区各井底部烃源岩的演化阶段和生烃时间见表2㊂从表2中可知,烃源岩生烃时间要早于烃源岩进入生烃门限时间,这主要是因为地层中部分有机质从埋藏阶段开始,在较低的温度条件下进行生物化学反应,导致烃源岩未成熟阶段也会有少量生物气和未成熟油生成[39-40]㊂在烃源岩 三史 模拟的基础上,对Y o go u 烃源岩生烃阶段与油气成藏要素进行了匹配分析㊂在上白垩统成藏组合中,Y o go u 组烃源岩具有良好的生烃能力,与上覆M a d a m a 组砂岩匹配良好,但缺乏稳定的区域性盖层,导致T e r m i t 盆地的生-储-盖组合匹配条件相对较差,此阶段构造活动性弱,生成的油气更易通过侧向运移到邻近的Y o g o u 组储层中聚集成藏㊂古近纪是Y o g o u 烃源岩的主要生烃期,S o k o r 1组三角洲砂岩具有良好的储集物性且与烃源岩交互接触,上覆渐新统S o k o r 2组发育一套厚层泥岩,能够起到很好的封堵作用,有利于油气保存[21]㊂综合分析烃源岩生烃阶段㊁构造活动强度以及油气成藏匹配关系表明(图10),古近纪构造活动强度大㊁断裂活动强烈,形成的断裂系统能有效地沟通底部烃源岩生成的油气,可成为油气运移的有效通道,Y o go u 组烃源岩生成的油气逐渐向古近系储层运移并富集成藏,具有形成大型油气藏的潜力㊂5 结 论(1)T e r m i t 盆地热流值具有明显的两段式演化特征,从白垩纪的较低热流值逐渐增加直至古近纪末期热流值达到最大;新近纪至今,盆地热流值持续降低,表明构造活动减弱㊂851第6期 王 涛等:T e r m i t 盆地上白垩统Y o go u 组烃源岩埋藏史㊁热演化史和生烃史模拟图10 T e r m i t 盆地生储盖层分布与成藏要素匹配关系F i g .10 D i s t r i b u t i o n o f s o u r c e -r e s e r v o i r -c a p r o c k s i n t h e T e r m i t B a s i n a n d m a t c h i n g re l a t i o n w i t h t h e r e s e r v o i r -f o r m i ng el e m e n t s (2)Y o go u 组顶部烃源岩在55M a 时进入生烃门限(R o =0.5%),达到生烃高峰(R o =1.0%)的时间为35M a ,在27.5M a 时进入高成熟演化阶段(R o =1.3%)㊂现今Y o go u 组顶部烃源岩成熟度主要介于0.5%~2%之间,说明Y o g o u 组烃源岩仍处于油气生成阶段㊂(3)Y o go u 组烃源岩存在2期生烃,其中第一期生烃发生在晚白垩世末期(70~60M a),主要存在盆地深凹陷区;第二期生烃为古近纪(40~20M a ),该生烃期是全盆地主要的生烃阶段㊂D i n g a 凹陷深部烃源岩具有埋深大㊁成熟度高㊁生烃时间早和生烃能力更强等特征,显示良好的生烃潜力,古近纪形成的断裂系统能有效地沟通Y o g o u 组烃源岩生成的油气,逐渐向古近系砂岩储层运移并富集成藏,具有形成大型油气藏的潜力㊂(所有作者声明不存在利益冲突)参考文献:[1] 石广仁.盆地模拟技术30年回顾与展望[J ].石油工业计算机应用,2009,61(1):3-6.S h i G R.R e v i e w a n d o u t l o o k f o r t h e 30t h a n n i v e r s a r y of b a s i n m o d e l l i ng t e ch ni q u e s [J ].C o m p u t e r A p pl i c a t i o n s o f P e t r o l e -u m ,2009,61(1):3-6(i n C h i n e s e w i t h E n gl i s h a b s t r a c t ).[2] 郭小文,何生,侯宇光.板桥凹陷沙三段油气生成㊁运移和聚集数值模拟[J ].地球科学:中国地质大学学报,2010,35(1):115-124.G u o X W ,H e S ,H o u Y G.N u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f p e t r o l e u mg e n e r a t i o n ,m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t i o n o f t h e E s 3Fo r m a t i o n i n B a n q i a o D e pr e s s i o n [J ].E a r t h S c i e n c e :J o u r n a l o f C h i n a U n i -v e r s i t y of G e o s c i e n c e s ,2010,35(1):115-124(i n C h i n e s e w i t h E n gl i s h a b s t r a c t ).[3] 段威,侯宇光,何生,等.澳大利亚波拿巴盆地侏罗系烃源岩热史及成熟史模拟[J 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[16]S w e e n e y J J,B u r n h a m A K.E v a l u a t i o n o f a s i m p l e m o d e l o fv i t r i n i t e r e f l e c t a n c e b a s e d o n c h e m i c a l k i n e t i c s[J].A A P G B u l-l e t i n,1990,74(10):1559-1570.[17]G e n i k G.P e t r o l e u m g e o l o g y o f C r e t a c e o u s T e r t i a r y r i f t b a s i n si n N i g e r,C h a d a n d C e n t r a l A f r i c a n R e p u b l i c[J].A A P G B u l l e-t i n,1993,77(8):1405-1434.[18]G u i r a u d R,B o s w o r t h W,T h i e r r y J,e t a l.P h a n e r o z o i c g e o l o g-i c a l e v o l u t i o n o f n o r t h e r n a n d c e n t r a l A f r i c a:A n o v e r v i e w[J].J o u r n a l o f A f r i c a n E a r t h S c i e n c e s,2005,43(1/3):83-143.[19]毛凤军,刘若涵,刘邦,等.尼日尔T e r m i t盆地及其周缘晚白垩世古地理演化[J].地学前缘,2016,23(3):186-197.M a o F J,L i u R H,L i u B,e t a l.P a l a e o g e o g r a p h i c e v o l u t i o n o f t h e U p p e r C r e t a c e o u s i n T e r m i t B a s i n a n d i t s a d j a c e n t a r e a s, N i g e r[J].E a r t h S c i e n c e F r o n t i e r s,2016,23(3):186-197(i nC h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t).[20]L i u J,Z h a n g G,L i Z,e t a l.O i l c h a r g e h i s t o r y o f P a l e o g e n e-E o-c e n e r e s e r v o i r i n t h e T e r m i t B a s i n(N i g e r)[J].A u s t r a l i a nJ o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s,2019,66(4):597-606. 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