鄂尔多斯、沁水沉积盆地中生代晚期古地温场对岩石圈动力学演化及油气赋存的约束作用

Basin dynamical evolution has important control role on coal oil and gas accumulation and mineralization occurrence.Dynamic evolution of lithosphere in the North China Craton western is one of the core issues of current concern to scholars.Ordos and Qinshui Basins are the large sedimentary basins in the western part of North China carton and they recorded the information of thermodynamic evolution of the lithosphere of North China Craton western. Although the existing paleo-geothermal data show that the abnormal geothermal field was existed in Ordos and Qinshui basins in the Late Mesozoic,but the systematic and further study of the paleo-geothermal field, especially for the evolution of thermal lithospheric thickness since Late Mesozoic still be weak now.In this project,various advanced paleo-geothermal research methods will be used, and on the basis of accurate recovery of the burial history, tectonic-thermal history of Ordos and Qinshui Basins is restored quantitatively since the Mesozoic, especially the Early Cretaceous of geothermal gradient and terrestrial heat flow.On the basis, according to deep crust structure data and the heat conduction equation to recover the thermal lithospheric thickness since Mesozoic, and then discuss lithospheric thinning and transformation of two basins, further analyse relationship between lithospheric thickness,thinning period and hydrocarbon accumulation period and occurrence.The study of this project has an important significance for evolution of basin dynamics in the North China craton western and accumulation and distribution of oil and gas.

盆地动力学演化对油气煤的成藏成矿及赋存有重要的控制作用，华北克拉通西部岩石圈的动力学演化是当前地学界关注的前缘领域之一。鄂尔多斯、沁水盆地作为华北克通西部大型沉积盆地，记录了中生代以来华北克拉通西部演化的岩石圈动力学信息。已有的古地温研究资料表明鄂尔多斯、沁水盆地在中生代晚期存在异常地温场，但迄今为止对中生代晚期热岩石圈厚度及动力学演化缺乏深入、系统的研究。本项目应用多种先进的古地温研究方法，在对埋藏史精确恢复的基础上，定量恢复鄂尔多斯、沁水盆地中生代以来构造热演化历史，特别是早白垩世的地温梯度及大地热流。在此基础上，根据地壳深部结构资料及热传导方程，恢复中生代晚期以来鄂尔多斯、沁水盆地热岩石圈的厚度,进而探讨两盆地岩石圈减薄及改造情况，分析岩石圈厚度、减薄时期与油气成藏时期及赋存的关系。该项目的研究对探讨华北克拉通西部盆地动力学的演化及对油气的成藏及赋存有重要的意义。

盆地动力学演化不仅对盆地形成有重要的理论意义，而且对油气煤的成藏成矿及赋存有重要的控制作用。已有的古地温研究资料表明鄂尔多斯、沁水盆地在中生代晚期存在异常地温场，但迄今为止对中生代晚期热岩石圈厚度及动力学演化缺乏深入、系统的研究。本项目应用多种先进的古、今地温研究方法，对鄂尔多斯盆地、沁水盆地现今地温场进行了系统性研究，定量恢复了鄂尔多斯、沁水盆地中生代以来构造热演化历史，特别是早白垩世地温梯度及大地热流。在此基础上，确定及构建了中生代晚期以来热岩石圈的厚度、热结构及流变结构。结合中~新生代火成岩研究，探讨了两盆地岩石圈减薄及后期改造情况，提出了盆地中新生代岩石圈减薄及改造机制创新性认识。最后明确了盆地热动力及岩石圈减薄对油气成藏时期及赋存的控制作用，构建了异常地温场与油气成藏关系模式。研发了油藏形成时期确定等2种国家发明专利技术，获陕西省科技进步一等奖一项。该研究成果不仅对探讨华北克拉通西部盆地热动力学的演化有重要理论价值，而且对鄂尔多斯盆地油气成藏、富集机理研究及指导油气勘探有重要的现实意义。取得主要创新性认识如下：. ①明确了鄂尔多斯、沁水盆地现今地温场特征及变化规律，建立了不同构造单元热导率、生热率及地温梯度随深度变化模型。. ②利用裂变径迹及U-Th/He方法揭示了鄂尔多斯盆地不同构造单元中-新生代以来大幅抬升剥蚀过程，明确主要构造单元抬升期次、剥蚀厚度及变化规律性。. ③构建和完善了叠合盆地热演化史理论，以该理论为指导，应用镜质体反射率与裂变径迹法相互约束精确恢复了鄂尔多斯盆地与沁水盆地中~新生代热历史。. ④恢复了鄂尔多斯盆地与沁水盆地早白垩世的热岩石圈厚度，明确和构建了两个盆地中新生代岩石圈热结构模型。. ⑤揭示华北克拉通中西部岩石圈发生了明显的减薄，早白垩世构造-岩浆-热事件发生时间与华北克拉通东部岩石圈破坏的时间基本一致，两者可能受同一岩石圈动力学机制的影响。. ⑥明确了早白垩世是鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿及中西部金矿、钼矿等矿产的主要成矿期，成藏期，具有同时性及爆发式成藏、成矿的特点。不同层位烃源岩在早白垩世大规模生油、生气及成藏，主要受岩石圈减薄的深部热动力学过程及构造热事件控制。. ⑦烃源岩热模拟实验、热异常区及盆地深部热动力研究表明鄂尔多斯盆地早白垩世热异常显著增加了烃源岩的生烃量及资源量，是盆地油气资源丰富的原因之一。