程中时刻的模型结构,显示地温场计算的边界条件模型由层组成,其中层为软流圈部分,初始厚度为,层为岩石圈地幔部分,层为下地壳,层为上地壳和沉积层,层层和层构成岩石圈部分,初始岩石圈厚度为,地壳层和层等厚中分别为水平和垂向速度,为水平坐标垂向坐标和时间中为温度子超过,其地壳厚度约为,基底高差为左右,所以该礁体随着礼乐地块裂离北部陆缘后,在断层下盘的基底高位发育,并持续至今鉴于沉积过程对盆地构造热演化过程具有较大影响施小斌等,本文采用耦合岩石圈张裂变形沉积过程和热传输过程的运动学数值模型图模型主要由以下个功能模块组成岩石圈张裂变形岩石圈张裂过程由其拉张应变速率史确定,其中应变速率史可以由构造沉降史反演获得,也可以由地壳拉张因子计算得到由于研究区构造沉降史并不完全受控于张裂过程裴健翔等,因此模型采用地壳拉张因子图来求解拉张应变速率史图为计算模型的示意图张裂过程中,模型左边界固定,其他结点按水平速率,向右移动,模型底面不动,模型顶面和岩石圈底面间结点按往颈缩深度移动,模型下伏软流圈物质通过模型底面进入模型已知各点拉张因子拉张应变速率,可由下式获得计算时,假定算得到的如果给定有机质经历的热史路径,那么根据有机质热成熟模型可以得到有机质的值,基于研究区的地质演化史,假设现今钻井测温深度处的有机质在时开始沉积,随后在期间,从线性增温到现今所处温度的,然后在以后继续线性增温到现今温度假设有机质沉积后沿着这条热史路径加热,利用有机质成熟模型可以计算得到该有机质现今的这个值可以近似认为在现今温度为所经历的最高温度时,有机质可能获得的最大值按照这种方法,即可计算得到对应于图观测温度为最高温度的值图黑色大实心圆点图显示,计算获得的明显低于实测的,特别是随深度加大,两者之间的差异更加明显这种差异说明测温深度的有机质曾经经历了比现今所处温度更高的古温度构造热演化数值模拟模型与参数为了解释礼乐滩礁体发育区钻井现今观测温度偏低有机质南海南部中礼乐盆地礁体发育区的构造热演化特征分析地球物理学论文为,而的礁体厚度约为钻井数据测温数据这口礼乐滩钻井中,仅有口钻井,和的测温数据可用于地层温度分析本文从这口钻井的测温数据中挑选出个较为可靠的温度图这些测温数据有钻杆测试时获得的地层流体温度,也有电缆测井时获得的温度数据由于测温时钻井周围地温场在钻探过程中已受到扰动,因此这些测温数据并非都可以反映未受扰动时的地层环境温度般认为钻探试油温度可以反映地层未受扰动时的温度,电缆测温数据因受钻探扰动影响较大,不能直接用于计算地温梯度但是,如果在个停钻期内有多次测量的井底温度,则可以利用经验式,线性拟合外推出近似的地层环境温度下称温度本次收集到的温度数据中,仅钻井有和温度数据,井测温数据为最大的测井温度,其余口钻井温度为温度通过钻井内不同类型温度的对比,可以发现温张和古南海向婆罗洲苏禄地区的俯冲消亡而向南漂移,直至早中新世末期,礼乐巴拉望地块与南侧块体发生碰撞而停靠在现今位臵漂移期间,礼乐盆地介于古南海和南海之间,断裂作用变弱,盆地沉降可能受到了深部过程影响,构造沉降速率明显变小裴健翔等,在礼乐盆地裂谷肩部海山和礼乐滩等局部浅水区域发育碳酸盐岩台地和礁灰岩方鹏高等,地震剖面显示,巴拉望西北陆架和巴拉望海槽区,古新世早渐新世同裂谷沉积之上广泛发育晚渐新世早中新世的碳酸盐岩,坳陷阶段中中新世以后,礼乐盆地进入了整体坳陷快速沉降阶段裴健翔等,仅礼乐滩台地和海山等区域继续发育碳酸盐岩和礁灰岩在因碰撞作用而抬升的巴拉望岛负载下,位于礼乐盆地东南侧的巴拉望海槽演化为具有前陆挠曲性质的巴拉望海槽盆地刘雨晴等,接受东南侧抬升可能影响开展深入研究礼乐地块自古近纪晚期裂离南海北部陆缘后,在裂谷肩部海山和礼乐滩等浅水区域发育了大量的碳酸盐岩台地和礁灰岩方鹏高等张亚震等,礼乐盆地现有口油气钻井,这些钻井揭示礼乐滩自左右开始发育碳酸盐岩和礁灰岩,并持续至今,这口钻井提供了个可靠的测温数据和个镜质体反射率数据,为了解礼乐滩礁体发育区热状态热演化以及有机质成熟历史提供了宝贵的基础数据,也为了解礼乐盆地和南沙地块热体制提供了重要依据国际热流委员会整理的热流数据库收录了礼乐滩两口钻井和热流数据,两口钻井的地温梯度均为,热流值分别为和的新生代裂陷型盆地如裴健翔等,如此低的地温梯度和热流值与其裂陷盆地的构造演化背景并不匹配,说明这些礁体区的地温场很有可能已被扰动而不能反映实际的热状态因此,有必要对这些钻井测摘要礼乐滩是礼乐盆地的重要组成部分,自晚渐新世礼乐地块裂离北部陆缘后开始发育礁灰岩为认识这些长期浸没海水中的礼乐礁体及其下伏地层的热状态与热演化特征,在详细分析礼乐滩钻井测温数据和镜质体反射率数据的基础上,对条穿过礁体的骨干剖面进行了构造热演化数值模拟结果显示,礁体区钻井深度范围内温度介于之间,井底与海底之间的平均地温梯度仅左右,地温梯度随深度逐渐增加,深度段地温梯度介于礁体下伏地层有机质曾经经历了比现今所处温度更高的古温度进步分析表明,高孔高渗的礁体上部因与周围低温海水发生热交换,导致地层温度降低地温梯度和热流降低甚至为负值与海水热交换作用随深度增加而减弱并最终停止,地层温度逐渐升高,地温梯度和热流值趋于正常现今钻井深度段地温梯度约为,基底热流可能介于,平均约为礁体发育区有机质热生热交换后而发生降温,同时在不断增厚的礁体压实下,下伏地层厚度变小,伴随热导率增大裂后期热驰豫作用等次要因素,导致地层温度不断降低,有机质热成熟演化变缓同深度下,礁体发育区的烃源岩热成熟程度低于邻近的北凹陷中部区域,生油门限深度明显大于北凹陷中部区域的门限深度参考文献陈爱华,徐行,罗贤虎等地质学报,杜学斌,陆永潮,裴健翔等下中新统生物礁生长模式及分布规律海洋地质与第纪地质,段亮,裴健翔,张亚震等海相油气地质,方鹏高,丁巍伟,方银霞等地球科学中国地质大学学报,傅恒,曾驿,周小康等地质学报,刘琼颖,何丽娟热演化模拟中几个问题的讨论地球物理学报,刘雨晴,吴智平,张杰等地质学报,米立军,曾清波,杨海长石油学报,裴健翔,施小斌,王丽芳等海洋地质与第纪地质,录用施小斌,王振峰,蒋海燕等特征地球物理学报,时志强,谢玉洪,刘立井碳酸盐岩生物礁储层沉积学储层特征与成岩演化武汉中国地质大学出版社,苏达权该区长期处于逆冲推覆和重力垮塌前缘,沉积速率很高,使得参考点在短时间内埋深即达到图,也因沉积速率高,沉积时间很短,沉积层没有得到有效加热,导致其地温梯度和地层温度偏低,有机质热演化程度明显低于北凹陷中心区域的参考点图总之,礁体发育区参考点因礁体与周围低温海水的热交换作用,导致其地层温度明显低于周围如参考点的温度,有机质成熟演化也受到影响图图是利用计算得到的剖面现今分布图由于礁体发育区自礁体发育以来增温效果不明显,有机质在深度左右进入生油门限门限深度与礁体厚度有关而位于北凹陷中部的代表点,其门限深度为,门限温度约为,位于巴拉望陆架区的代表点,因快速堆积,生油门限深度达到,门限温度约为总体而言,礁体发育区同深度烃源岩热成熟度低于北凹陷中部区域的图礁体发育区现今热流值如前所述,模型结果可以很好地再现礁体和参考点的沉积时间较早,参考点沉积时间最晚和参考点埋深随时间逐渐增加,温度也随之增大,但是自以后,由于持续发育的高孔高渗礁灰岩与周围低温海水发生热交换,导致礁体发生冷却作用,同时下伏地层厚度在上覆不断加厚的礁体压实下逐渐减小,使得参考点虽然埋深加大,所处温度却发生了降低其他次要因素如压实引起的孔隙度减小和热导率增大裂后盆地自身的热驰豫效应等也有助于参考点的温度降低因此和参考点在晚渐新世礁灰岩发育时即已达到最大古温度,镜质体反射率也已接近现今的值,亦即礁体区现今的主要是礁体开始发育时获得的考虑到上述结果与模型设臵有关,严格地说,现今值是礁体与周围低温海水发生实际热交换前获得的值得提及的是,本文模拟针对的是目前仍然暴露于海水环境的礁体如果礁体因为水深加大在个时间停止发育,那么上覆沉积将可能阻止礁体与海水的热交换作用,礁体温度和有机,受水热活动影响,区内热流值波动较大如图中的钻井,其地温梯度为,明显高于井的地温梯度另外,计算地温梯度所用的钻井温度般低于地层实际温度,由于油气钻井般不会全钻井取芯,因此很难获得钻井真实的平均热导率值这些因素都可能导致观测热流值出现误差考虑到观测热流本身可能的误差,计算结果还是可以接受的图是计算得到的代表点海底热流史和基底热流史热流变化与岩石圈拉张程度沉积层厚度沉积速率以及基底高度密切相关张裂阶段,不同构造单元热流值总体上是逐渐增大的热流值出现波动主要是沉积速率变化导致的,如果沉积速率明显增大,则热流值随之降低进入晚渐新世以后,礁体发育区因为礁体与周围低温海水发生热交换,海底热流和地温梯度明显降低,甚至出现负值由于随深度增大,热交换作用逐渐减弱并最终消失,因此基底热流在裂后阶段反而出现小幅度的升高图基底热流升高主要是基南海南部中礼乐盆地礁体发育区的构造热演化特征分析地球物理学论文刘元龙,陈雪等张中杰,高锐,昌庆田等中国大陆地球深部结构与动力学研究北京科学出版社,孙龙涛,孙珍,詹文欢等地球科学中国地质大学学报,吴时国,张新元盆构造演化的响应地球科学中国地质大学学报,吴智平,刘雨晴,张杰等地学前缘,徐东海,王利杰,姚永坚等热带海洋学报,徐行,姚永坚,彭登等地球物理学报,张亚震,李俊良,裴健翔等区新生代生物礁的发育条件与地震特征海洋地质与第纪地质,朱伟林,钟锴,李友川




























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