岩石热物理参数多因素依赖性对岩浆-围岩系统热演化影响的定量研究

沉积盆地内大量金属矿床及油气资源的形成都发生在岩浆侵入体形成的局部高温环境下，研究岩浆侵入体－围岩系统的热演化具有重要的油气勘探和矿床地质学意义。侵入体热对流模型是定量认识岩浆热作用的重要工具，不断提高其在现实应用中的准确性具有重要的理论研究价值。.岩石的热物理属性是侵入体热对流模型的重要参数，可直接影响模型的温度场的计算，进而影响孔隙流体压力场和流场的模拟，需要在模型中认真考虑。本项目拟在侵入体热对流模型中综合考虑：①孔隙度随埋深的变化对围岩热物理参数的影响；②气液两相沸腾区内水饱和度对围岩整体热物理参数的影响；③温度对侵入体和围岩整体热物理参数的影响；④孔隙流体在超临界状态下热物性随温度的显著变化对岩石热物理参数的影响，以提高模型代表真实地质状况的能力，并数值分析上述因素的考虑对岩浆侵入体－围岩系统热演化历史重构的影响，得出规律性的认识。

在自然基金青年基金的资助下开展了有关岩浆侵入体热传输模型的系列研究，重点关注岩浆侵入体热量对相邻烃源岩热演化和有机质成熟度的影响，并基于理论模型的改进，独立开发了二套可视化的数值模拟软件，均已成功应用于国内外大型油气田和煤矿区的资源量评价与勘探，并在学术刊物上发表了一系列的论文，如在国际SCI检索刊物上以第一作者发表论文7篇，在国内期刊南京大学学报和大连理工大学学报上发表中文论文2篇，在国际会议上发表论文3篇，为国际出版社出版的图书撰写章节1篇。.在本项目的实施过程中，我们：（1）提出了在侵入体相邻烃源岩热演化数值模拟中有效实现地层孔隙水气化和超临界状态的方法，并定量分析了岩浆侵入体上下围岩内孔隙流体不同的热物理状态对接触变质晕轮热演化历史的影响，量化了这些因素对烃源岩地层油气生成潜力的影响程度和范围，从而扩展了热传输模型描述复杂热传输过程的能力，增加模型预测的准确性。3篇第一作者的论文已经发表在国际SCI检索刊物International Jounral of Coal Geology；（2）通过把改进的理论模型应用于多个煤矿和油田的资源量和开发潜力评价，进一步测试了改进模型的可靠性与准确性，结果表明改进模型的预测与真实地质观察数据更为吻合，在此基础上定量分析了烃源岩与火成岩主要物性参数对烃源岩有机质成熟度的影响程度和范围，明确了不同镜质体反射率的适用条件和范围。2篇第一作者的论文分别发表在国际SCI检索刊物Computers & Geosciences和Journal of Applied Geophysics，2篇中文论文发表在南京大学学报（自然科学版）和大连理工大学学报（自然科学版）上；（3）独立开发了二套评价火成侵入体对相邻烃源岩热影响的可视化数值模拟软件（MagmaHeatNS1D和MagmaHeatNS2D），可用来评价沉积盆地内侵入体相邻烃源岩地层的生、排烃历史和潜力，并已成功应用于苏格兰Skype岛、东大西洋Cape Verde Rise、南美 Parana盆地和我国渤海湾盆地等处的实例研究。由于对软件界面和功能进行了新颖的设计与优化，同时具有较高的理论先进性，能够满足绝大多数国内外地质实例的模拟与分析需求，因此可作为该领域的公共数值模拟平台使用。第一作者的论文发表在国际SCI检索刊物Computers & Geosciences。