地质专业毕业论文.doc

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1、学 号：200805070204HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业论文GRADUATE THESIS设计题目：塔里木盆地轮南地区油气生成的构造-热演化条件研究学生姓名：齐云鹏专业班级：08地质2班学 院：矿业工程学院指导教师：辛艳朋 2012年5月20日摘 要本论文以中国典型的多旋回叠合盆地塔里木盆地为例，以塔北隆起上轮南地区为目标区域，以认识油气生成的构造和热演化条件，明确下古生界烃源岩的油气生成规律为目的。通过查阅大量相关文献和收集前人研究成果以及钻井资料，了解塔里木盆地轮南地区的地层、构造、和热演化等特征。在详细分析目标区域各种构造、地层、岩性和地温梯度数据的基础上，利用

2、Basin Mod 1D盆地模拟软件，进行了轮南地区以及邻近构造单元上多口井（本文为8个，分别为LN1、LN5、LN14、LN15、LN46、YM1、Ha1、SL1）的埋藏史和烃源岩成熟史的模拟，由此分析生油气过程，研究构造和地热条件在油气生成中的重要作用，研究烃源岩构造热演化与油气生成的内在联系，为轮南地区的油气勘探提供理论依据。研究表明，轮南地区的主要生油岩系是下古生界的烃源岩，即寒武系、奥陶系烃源岩。该地区油气生成的主要时间段：寒武纪早奥陶世，石炭二叠纪，中、新生代。由烃源岩与构造和热演化在时间上的对应关系，以及构造运动对地层起伏和地层温度变化的影响，结合烃源岩演化受温度、受热时间和构造

3、活动的影响可知，油气的生成是受构造热演化条件控制的。各井位显示的油气生成特征的不同主要体现在开始时间和发生期次的不同上。关键词: 塔里木盆地；轮南地区；构造；热演化；下古生界烃源岩；油气生成AbstractThis papers to the typical Chinese cyclicity superimposed basins tarim basin as an example, the northern uplift in lunnan area for the target area, in order to know the oil and gas generation struc

4、ture and thermal evolution conditions, clear lower palaeozoic era of the hydrocarbon source rock hydrocarbon generation rule for the purpose. Through consulting a number of literature and collect previous research results and drilling material, understand Lunnan area of tarim basin formation, struct

5、ure, and the thermal evolution features. In a detailed analysis of the target area structure, strata, lithology and geothermal gradient data, and on the basis of using Basin Mod 1 D Basin simulation software, the investigations and the area nearby tectonic units shows on well (this article for eight

6、, respectively LN1, LN5, LN14, LN15, LN46, YM1, Ha1, SL1) burial history and hydrocarbon source rocks of the history of the mature simulation, this process of oil and gas analysis was born, the structure and geothermal conditions in oil and gas generation, the importance of hydrocarbon source rocks

7、tectonic evolution and hydrocarbon generation-hot inner link, the investigations of the region for oil and gas exploration to provide the theory basis. Research shows that the main oil source rocks in lunnan area is lower palaeozoic era of the hydrocarbon source rock, namely the Cambrian, the ordovi

8、cian hydrocarbon source rocks. The regions main oil and gas generation time: the Cambrian-early ordovician, the carboniferous-Permian, of mesozoic-cenozoic. The hydrocarbon source rocks and structural and thermal evolution in time in the corresponding relation, and tectonic movement to the formation

9、 and the influence of the temperature change and strata, combined with the hydrocarbon source rocks evolution by temperature, heating time and the influence of tectonic activity, it is known that the oil formation by structure is the control of the thermal evolution-conditions. Each of the well that

10、 oil and gas generation of different characteristics are mainly embodied in the start time and happen times of different. Key words: Tarim Basin;Lunnan area;Structure ;Thermal evolution; Hydrocarbon source rock;Oil and gas generation目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论- 1 -1.1 题目来源背景- 1 -1.1.1 题目来源- 1 -1.1.2 国内外

11、研究现状- 1 -1.1.3 研究的目的和意义- 1 -1.2 论文研究内容和预期达到的创新- 2 -1.2.1 研究内容- 2 -1.2.2 预计达到创新- 2 -1.3 研究的技术路线- 2 -第2章 塔里木盆地轮南地区地质概况- 4 -2.1 交通位置概况- 4 -2.2 构造概况- 4 -2.3 热史概况- 5 -2.4 烃源岩- 6 -第3章 轮南地区构造特征和构造演化史- 7 -3.1 轮南地区构造演化史- 7 -3.2 轮南地区构造特征- 8 -3.3 轮南地区隆起断裂系统- 10 -第4章 轮南地区热演化史以及现今地热特征- 11 -第5章 轮南地区烃源岩演化模拟- 13 -5

12、.1 烃源岩演化模拟方法- 13 -5.2 烃源岩演化模拟成果- 13 -5.3轮南地区生烃史- 22 -第6章 轮南地区烃源岩油气生成的构造-热演化条件分析- 24 -第7章 结论- 25 -参考文献- 26 -谢 辞- 28 -第1章 绪论1.1 题目来源背景1.1.1 题目来源本论文为导师自拟题目。1.1.2 国内外研究现状塔里木盆地是中国最大的内陆盆地，在新疆维吾尔自治区南部。塔里木盆地的构造条件十分复杂的，盆地内主要有三个隆起构造和四个坳陷构造，分别为塔北隆起、中央隆起、塔南隆起、库车坳陷、北部坳陷、西南坳陷和东南坳陷。盆地的多旋回盆地演化形成了复式油气系统，表现为多套烃源岩多期生排

13、烃和多期成藏的复杂盆地，所以造成油气的生成过程十分复杂 12。轮南地区位于塔里木盆地北部油气生成、聚集规律复杂，当前发现的油气藏均大多与各种断裂有关。关于塔里木盆地热历史的现有认识存在一定争议，有许多地区都很可能受地热演化的影响有过作用，但地热史对油气生成影响不清楚，还需要进一步的研究。而且由于传统的古温标在塔里木盆地下古生界地层中很缺乏，早古生代时期的热史恢复一直是一个难题。随着古地温研究方法的进步，部分学者开始在中上奥陶统和个别地区的寒武系海相碎屑岩沉积中选取低温热年代学指标进行测试。当前研究主要还是利用古温标来恢复热史，利用盆地演化热动力学模型研究热演化也取得了部分成果。塔里木盆地各不同

14、构造单元地温场特征相差较大，总体来说坳陷部位具有较低的地温，隆起区具有较高的地温。普遍认为轮南地区是大地热流和低温梯度的低值区有较低的地温。关于塔里木盆地的烃源岩演化过程的研究主要是通过系统分析烃源岩沉积样式,综合研究塔里木盆地轮南地区海相烃源岩的热演化特征,建立了相应的油气生成模式，证明了塔北地区烃源岩演化具有多期次的特征。塔北地区主要经历了塔里木、加里东、海西、印支、燕山、喜玛拉雅等多期构造运动,由于不同期次构造运动的强度不同，导致塔北地区地层沉积岩性、厚度差异较大。 但是构造和热历史对烃源岩演化特征的控制作用不是特别明确。1.1.3 研究的目的和意义塔里木盆地是我国最大的多旋回叠合盆地，

15、也是我国最大的含油气盆地，其海相烃源岩层系经历了多期的抬升剥蚀和沉降过程，这就决定了烃源岩的油气生成演化过程比较复杂。烃源岩的成熟演化主要取决于受热时间和受热温度，其中温度起着最主要的作用，所以热史和构造埋藏史是油气生成的主要控制因素。轮南地区。本论文以轮南地区下古生界烃源岩为研究对象，以认清轮南地区构造热演化对油气生成的控制作用为目的。在综合前人研究成果的基础上，恢复下古生界烃源岩的埋藏史、热史和成熟史，分析烃源岩生油气过程，研究塔里木盆地海相烃源岩构造热演化与油气生成的内在联系，为轮南油气地区油气勘探提供理论指导。1.2 论文研究内容和预期达到的创新1.2.1 研究内容1）、通过整理和分析

16、前人研究成果、区域地质、地震及单井资料，认清塔里木盆地轮南地区构造特征及构造演化历史。2）、通过搜集分析钻井资料、现今地温数据、古地温恢复成果，研究塔里木盆地轮南地区热史演化规律。3）、利用Basin Mod 1D盆地模拟软件模拟单井烃源岩演化，综合多口单井模拟成果，并结合烃源岩的发育、分布范围等，研究轮南地区下古生界烃源岩油气生成过程、主要生油气时间等特征。4）、研究轮南地区油气生成与热演化之间的关系。1.2.2 预计达到创新1）、基本了解塔里木盆地英买力地区油气生成的构造热演化条件。 1.3 研究的技术路线为了达到本论文的研究目标，设计了如下图1-1的研究路线：首先，通过查阅大量文献，在前

17、人研究的基础上，了解塔里木盆地轮南地区的构造演化历史。其次，通过收集大量数据并作对比分析，了解塔里木盆地轮南地区的热演化历史；收集前人研究成果和钻井资料，获得地层信息，选取研究区附近的典型钻井研究并收集其数据，运用Basin Mod 1D盆地软件模拟进行单井演化模拟，进而综合单井结果分析塔北轮南地区热演化史。 图1-1 本次研究的技术路线第2章 塔里木盆地轮南地区地质概况2.1 交通位置概况塔里木盆地位于新疆维吾尔自治区南部。西起帕米尔高原东麓，东到罗布泊洼地，北至天山山脉南麓，南至昆仑山脉北麓，大致在北纬37-42的暖温带范围内。塔里木盆地是中国最大的内陆盆地，是中国西部四大相邻的盆地之一，

18、也是世界第一大内陆盆地，居亚洲大陆中心。北、西、南为天山、帕米尔和昆仑山、阿尔金山环绕。四周高山海拔4000-6000米，盆地中部海拔1100-1300米，地势由西高东低，并稍微向北斜，地势的最低点是位于盆地东端的罗布波洼地，海拔781米。边界受东西向和北西向深大断裂控制，成为不规则的菱形，并在东部以70千米宽的通道与河西走廊相接。塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地中心，大沙漠东西绵延1000千米，南北宽约400千米。面积占盆地总面积的57%,占全国沙漠面积的47.3%，是中国最大的沙漠，也是世界七大沙漠之一。发源于天山、昆仑山的河流到沙漠边缘就逐渐消失，只有叶尔羌河、和田河、阿克苏河等较大河流能维

19、持较长流程。水向东流。天山、昆仑山阻隔印度洋和西太平洋暖湿气流的进入，降水量小，气候变化大。夏季炎热少雨，沙面温度高达7080。冬季气候又变得异常的寒冷，气温经常在2025，最低气温可达50。春季多风，平均每月大风45次。塔里木盆地降水量北部一般在50mm70mm，南部一般在15mm30mm，降水稀少，蒸发强烈，空气十分干燥。塔里木盆地油气资源十分丰富，预测油气资源总量达1915206亿吨当量，分别占全国陆地石油、天然气资源量的15和14，已在九个层系中发现35个油气田，其中有大型油田1个(塔河）、天然气田2个(克拉2、和田河)。2000年底累计探明储量：石油54亿吨、天然气5571.15亿立

20、方米；控制储量：石油2.01亿吨，天然气113亿立方米9。2.2 构造概况塔里木盆地的构造条件十分复杂的，在前震旦纪陆壳基底上发展起来的大型多旋回叠合盆地，经历了塔里木、库鲁克塔格、加里东、海西、印支、燕山、喜山等多期构造运动，多期沉降和隆起剥蚀阶段，并且在每一个阶段中，由于盆地构造的复杂性和面积的广大，盆地内不同构造单元具有不同的原型盆地性质，整个盆地是数个原型盆地的复合。关于现今盆地的构造单元划分，总体来说都是以盆地现今的基地起伏和中新生界盆地边缘为界来进行划分的，将塔里木盆地划分为3个隆起、4个坳陷7个一级构造单元，而各个一级构造单元中又可分为不同的二级构造单元。由北而南，构造单元分布为

21、：库车坳陷、沙雅隆起、北部坳陷（阿瓦提断隆、顺托果勒隆起、满加尔凹陷和孔雀河斜坡）、中央隆起（巴楚隆起、卡塔克隆起、古城墟隆起和唐古孜巴斯凹陷）、西南坳陷（麦盖提斜坡、喀什凹陷、莎车隆起和叶城凹陷）、塔南隆起（北民丰罗布庄断隆）、东南坳陷（于田若羌坳陷）图2-1 塔里木盆地塔北地区轮南位置图轮南地区构造演化主要经历了三大阶段，即晚加里东早海西期稳定抬升剥蚀期、晚海西期挤压抬升期和早印支期调整定型期。2.3 热史概况塔里木盆地古地温的变化受控于其大地构造演化背景。在时间上,伴随塔里木盆地地质演化的历史进程,塔里木盆地各构造单元古地温总体表现为逐渐下降的趋势,其间存在两个相对较高的古地温期,一个是

22、寒武纪早奥陶世,另一个是石炭二叠纪。在空间上,塔里木盆地各构造单元的古地温梯度并不相同。轮南地区古地温梯度始终相对较高。这是因为轮南地区在地质历史过程中,长期处于基底隆起区,大地热流值始终相对较高。随着大地构造的变化，其地温变化特征总体上与盆地地温变化特征相同12。2.4 烃源岩关于塔里木盆地的烃源岩演化过程的研究，前人多是通过系统分析烃源岩沉积样式,综合研究塔里木盆地轮南地区海相烃源岩的热演化特征,建立了相应的油气生成模式，证明了塔北地区烃源岩演化具有多期次的特征。塔里木盆地的烃源岩层系经历了多期的抬升剥蚀和沉降过程，这就决定了烃源岩的生烃演化过程比较复杂，具有多期次的特征。烃源岩的成熟演化

23、主要取决于受热时间和受热温度，其中温度起着最主要的作用，所以热史和构造埋藏史是油气生成的主要控制因素。塔里木盆地主要发育四套生油岩系，分别为寒武系一下奥陶统的腐泥型一混合型海相碳酸盐岩和泥岩；中一上奥陶统的腐泥型一混合型海相泥岩；石炭系一二叠系的海陆过渡相混合型偏腐殖型暗色灰岩泥岩；三叠系一侏罗系的湖泊、沼泽相腐殖型暗色泥岩和煤岩。其中，下古生界的海相烃源岩是塔里木盆地的主要生油岩系，分别为：寒武系一下奥陶统为腐泥型一混合型海相碳酸盐岩和泥岩，盆地内广泛分布，烃源岩厚度260m。有机碳丰度低一高，成熟度高一过成熟，大部分仍处于生气窗内。是主要气源岩, 属高成熟一过成熟烃源岩；中一上奥陶统腐泥型

24、一混合型海相泥岩，主要分布在满加尔凹陷中部和西部，烃源岩厚度为80-300m。在满加尔凹陷西部有机碳丰度低一中等，部分成熟度适中，处于生油窗。是主要油源岩。轮南地区主要分布的下古生界的海相烃源岩，是该区大部分油气的主要来源7。 第3章 轮南地区构造特征和构造演化史轮南地区处于塔里木盆地东北坳陷区沙雅隆起的中部，属塔北隆起,是长期发展的主要由古生界地层构成的隆起构造，面积约3380平方公里。3.1 轮南地区构造演化史轮南地区构造演化主要经历了三大阶段，即晚加里东海西早期稳定抬升剥蚀期、晚海西期挤压抬升期和早印支期调整定型期、喜山晚期沉降期。在演化过程中经历了多期的升降运动，上覆地层多次暴露地表，

25、造成了埋藏地层流体性质的变化，特别是晚海西期强烈的挤压形成的断裂与地表沟通，大气淡水的渗透，造成了欠饱和的地下流体对碳酸盐岩的溶蚀作用，形成较好储层。轮南地区主要构造活动期是：加里东晚期海西早期：古凸起形成期；海西晚期印支期：断裂和断隆形成期；喜山晚期：沉降期。加里东晚期海西早期：古亚洲洋开启然后关闭，塔里木盆地克拉通边缘坳拉槽出现和消失。该期轮南地区断裂不发育，它们构成隆起的基础。海西晚期印支期：古特提斯局部伸展,塔里木盆地克拉通内裂谷发育,岩石圈板块构造运动以及岩浆活动发育。该期为轮南地区所在隆起主要形成期，其上叠加了大规模东西向压扭性断层，轮南地区强烈变形。喜山晚期：中新特提斯碰撞挤压,

26、盆地快速沉降。该期为轮南地区沉降期，特点为轮南地区所在的隆起整体沉降深埋和构造高点向南迁移。1、加里东晚期海西早期：古凸起形成期（O-C）轮南地区所在隆起是从加里东期即开始发育的古隆起带。奥陶系末加里东晚期，轮南地区表现为隆起，反映明显。海西运动早期泥盆纪末，轮南地区所在隆起在加里东晚期基础上继续发展。2、海西晚期印支期：断裂与断隆形成期（P-T）海西晚期印支期是轮南地区隆起构造最活动的时期。从区域背景来看，石炭纪末塔里木板块与哈萨克斯坦准噶尔板块最终碰撞拼接；二叠纪南部古特提斯洋板块向北俯冲，在塔里木板块内形成克拉通内裂谷活动；三叠纪末羌塘地块与塔里木板块南缘碰撞拼接。这些复杂的板块碰撞、俯

27、冲活动，使轮南地区隆起受到强烈的挤压剪切作用。因此该期成为轮南地区隆起主要断裂活动期，主要隆起期和主要局部构造产生期。这一时期主要特征为轮南地区叠加了大规模压扭性斜冲断裂活动，以及断裂活动控制的块断隆起与沉降。这些断裂控制块断隆起。根据残留厚度图和沉积相分析，三叠系沉积明显受块断活动控制。轮南地区最典型构造现象是古生界沿着寒武系底部滑动面发生的滑脱拆离和褶皱，地震剖面可见寒武系中上部、奥陶系下二叠统整套地层呈平行褶皱上拱，顶部剥蚀削平后，被三叠系覆盖。这表明该区主要构造形成于海西晚期。而由井相资料显示下二叠统与石炭系褶皱剥蚀后，被上二叠统与三叠系不整合覆盖，由于上二叠统与三叠系该处整合接触，可

28、推断轮南地区主要的构造活动期在早二叠世末。3、喜山晚期：沉降期（J-Q）塔里木盆地喜山晚期指中上新世康村库车期。始新世末期印度板块与欧亚大陆板块碰撞在西藏和新疆引起广泛强烈的水平挤压和构造抬升，造成天山、昆仑山等山系迅速抬升。塔里木盆地成为大陆内部造山带环绕的山间盆地，在北部和西南山前形成深陷的前陆坳陷。天山在上新世更新世上升20004000米，轮南地区沉降30004000米，为棕色、灰褐色砂岩、粉砂岩，向南减薄。沉降坳陷具有不对称的箕状特征，沉积速度快。轮南地区隆起在该阶段经历两个重大变化。其一是整体沉降，由长期发展的隆起构造转化为埋藏在喜山期山前坳陷中的前侏罗系古隆起。这一整体沉降使轮南地

29、区隆起由原全盆地高部演变为相对南部的低部分。但是由于它是两翼与轴部同时沉降，使它轴部的相对高点圈闭得以保存。其二是构造高点的向南迁移。喜山晚期轮南地区隆起的沉降和高点迁移对油气聚集保存有着重要的意义。表3-1 塔里木盆地地层剥蚀厚度统计表（m）（据何登发，2003）井名时代PCDSO2+3备注LN11801805502001250 位于轮南地区LN462000550200200Ha100000 位于哈拉哈唐地区YM1250210000 位于英买力地区3.2 轮南地区构造特征轮南地区的海西晚期运动表现了强烈的构造活动性，表现为古生界下部拆离滑脱构造、侵入岩活动、隆起和逆断层活动。（1）轮南拆离滑

30、脱构造带轮南拆离滑脱构造带分布在轮南地区，该区古生界顶面及内幕构造圈闭都是拆离滑脱构造带派生的产物。拆离滑脱带由拆离滑动面，上部滑移体和下伏底部组成，主要构造变形出现在上部滑移体中。根据地震剖面和区域地层岩性物理性质分析，水平拆离滑动面位于中下寒武统内部层间。下寒武统下部为含磷薄层白云岩泥质岩，中寒武统柯坪地面为白云质泥岩、含膏泥岩，均容易产生层间剪切和塑性流动，从地震剖面分析，内部流动加厚层序主要是中寒武统，可见主要拆离滑动面在中寒武统底部和下寒武统内部。上部滑移体由中寒武统下二叠统组成，滑移特征可见中寒武统的流动加厚，和地层褶皱缩短，表现明显的韧性变形特征。中寒武统地震剖面上从正常厚度30

31、0米左右到轮南一、二号轴部增厚至1000米以上。上寒武统下二叠统褶皱形成两个宽缓背斜和两个向斜构造，翼部地层倾角1030余度。褶皱均为平行褶皱，顶部被剥蚀削平，又被三叠系不整合覆盖。由于在轮南南部沙参1井一带可见上二叠统与三叠系整合，与下二叠统不整合接触，推断褶皱和拆离滑脱构造形成在早二叠世末。下伏底部为震旦系和基底岩系，基本为向南西倾的单斜，与上覆滑移体复杂韧性变形特征明显不同。但也发育了一组北西向小型逆断层，由基底断过震旦系，断层走向北西，倾向北东或南西，在震旦系形成一系列小幅度地垒地堑构造。这是受挤压后，刚性底部地层缩短的结果。根据以上特征分析，轮南拆离滑脱构造带主要分布在新和隆起西南部

32、，沙雅断裂及延长线以北，构造带呈北西向延伸。构造带主要是在早二叠世末，受到北东南西向挤压，伴随新和隆起形成，中下寒武统内部产生水平层间滑动和上下地层拆离。随着挤压进一步加剧，中寒武统产生塑性流动，以上地层弯曲褶皱，并伴随平行逆断层活动，从而使水平拆离滑脱面活动加强；底部地层产生小型地垒地堑构造，轮南拆离滑脱构造带形成。初步认为该带是沙雅轮台断裂系以北地块向西南方向旋转挤压造成的，可能与北东、北西两组基底走滑断裂活动有关。该带可能主要造成拆离与地层缩短，水平位移不大。（2）侵入岩活动这些岩体岩石特征、成因均不清楚，但是侵入岩成片出现无疑是构造活动区的特征之一。根据它们均形成在海西晚期运动，空间分

33、布与轮南拆离滑脱构造带大体一致，二者成因一定有共同的构造背景，都是沙雅以西地区当时构造强烈活动的证据。表3-2 轮南地区隆起各时期构造特征地区加里东晚期海西早期海西晚期印支期喜山晚期轮南 新和古凸起，隆起幅度较低 表现强烈构造活动性。形成轮南拆离滑脱构造带，发育滑脱背斜和平行逆断层构造，并有大量火成侵入岩活动。 喜山晚期沉降，幅度3000米。中新生界地层均为北倾单斜。但古生界构造高点无明显移动。3.3 轮南地区隆起断裂系统断裂活动期，除个别断裂形成于海西早期外，以海西晚期印支期为主。燕山喜山期形成的断裂在轮南地区隆起以正断裂为主，均属表层断裂，其规模和影响程度远小于海西期形成的断裂。海西晚期印

34、支期断裂在隆起上的分布，总体成一向北突出的弧形，断裂由弧顶向两端延伸呈现有规律的斜列型式。轮南地区隆起沙雅以西地区较浅层的拆离滑脱作用和犁式断裂见于轮南地区寒武系中。晚海西期运动由南向北的水平挤压导致在沉积盖层中产生脆性断层，此类断层沿着古生代地层中的膏盐层、页岩等“软弱层”产生顺层的滑动，并在上盘形成脱顶的褶皱和牵引背斜，如轮南地区的地震剖面大部分都反映出这种构造型式。震旦系底界的Tg8是一个几乎没有褶皱变形，未缩短的近水平反射层，而上覆的古生代地层则缩短，形成脱顶褶皱，因此，沿寒武系底部划出一条顺层的滑动断层。尽管有一些小型断层切穿震旦系，使震旦纪地层发生上、下错位，但其总体并未缩短，即其

35、变形与上覆古生代地层的变形不同步，而造成滑脱。从而形成犁式逆掩断层。 第4章 轮南地区热演化史以及现今地热特征沉积地层受热程度与地层的沉积埋藏深度及构造变动具有很大的关系，构造运动是古地温场演化的主控因素，不同的构造背景具有不同的地温特征。塔里木盆地是一个历经多次构造运动作用并改造的叠合盆地，大地构造活动对古地温具有密切的关系。 1、早古生代的寒武奥陶纪时期(Z-O)塔里木盆地主体是由一个被动大陆边缘发育的克拉通坳拉槽沉积，沉积中心位于东部的库鲁克塔格及东部的满加尔凹陷地区，塔北大部分地区主要为碳酸盐台地相沉积。受早期陆壳拉张的影响，地壳厚度较薄，上地幔随火山活动喷发或侵入上部沉积层，热流和地

36、温梯度都比较高，属于局限台地的轮南地区略低些，但也处于生油晚期或进入了凝析油气生成阶段。 2、志留二叠纪(S-P)包含克拉通内坳陷沉积盆地发育时期（SC）和克拉通裂谷盆地发育期（P）。前者由于北部古大洋板块对塔里木板块的俯冲消减，后者海西运动早期古特提斯洋板块对当时属于欧亚板块一部分的塔里木板块的俯冲，形成弧后克拉通内部坳陷和裂谷。志留、泥盆及石炭纪早期（克拉通内坳盆地）构造比较稳定，以升隆运动为主，地温梯度相对较低，一般为3/100m，当到石炭纪晚期及二叠纪时，构造一度活化，伴随裂谷的拉张有较普遍的火山岩侵入，火山活动及上地幔的上涌使石炭、二叠纪的大地热流值升高，古地温梯度可达3.2/100

37、m左右。 3、中生代及早第三纪（T-E）塔里木盆地进入了陆内坳陷沉积发育阶段，古地温梯度缓慢降低。塔北大部地区，地温梯度下降相对较快（由三叠纪的3/100m早第三纪的2.52.7/100m），可见轮南地区自中生代以来岩石圈从一度活跃变为冷却，这也可能是古生代以来板块多次的俯冲消减，地壳增生，使轮南地区地壳变厚，上地幔对地壳的热传导受到影响。 4、新第三纪（N）以来塔里木盆地进入了复合前陆盆地构造发展阶段，由早第三纪晚第三纪及由晚第三纪第四纪是塔里木盆地两个主要的降温阶。古地温演化和构造演化相似，轮南地区又迭加了盆地边缘强烈挠曲热演化阶段，是在中生代基础上的继承和发展，继承原来地温场的分异，发展

38、变冷的趋势。轮南地区现今地温梯度的代表值为( 1. 922) /100m，与塔里木盆地平均地温梯度2. 00C /100 m相当。现今地温场特征主要受新生代以来塔东北山前构造演化格局的控制。表4-1 轮南地区及周边地区各井在不同地质年代所对应的地温梯度地质年代符号LN1LN14LN15LN46LN5YM1Ha1SL1 Q2.002.002.10 2.001.821.702.001.72 N2.302.402.50 2.202.452.702.222.72 E2.652.702.85 2.652.72.902.502.90 K2.702.752.85 2.702.82.902.602.90 J2

39、.802.802.85 2.802.852.902.702.90 T3.003.002.85 3.0033.002.903.00 P3.303.202.85 3.203.23.203.20 C3.303.303.20 3.203.13.203.20 D3.303.003.053.003.00 S3.303.003.13.003.00 O233.303.53.13.503.50 O13.503.5 数据出处及井位周忠毅（1994）位于轮南地区周忠毅（1994）位于轮南地区王飞宇（2000）位于轮南地区王飞宇（2000）位于轮南地区周忠毅（1994）位于轮南地区王飞宇(2000)位于英买力地区周忠

40、毅（1994）位于哈拉哈唐地区周忠毅（1994）位于英买力地区第5章 轮南地区烃源岩演化模拟塔里木盆地主要分布有寒武下奥陶统和中上奥陶统海相、石炭二叠系海陆交互相、三叠侏罗系陆相四套烃源岩。19(1)寒武系一下奥陶统为腐泥型一混合型海相碳酸盐岩和泥岩，盆地内广泛分布。有机碳丰度低一高，成熟度高一过成熟，大部分仍处于生气窗内。是主要气源岩。(2)中一上奥陶统腐泥型一混合型海相泥岩，主要分布在满加尔凹陷中部和西部。在满加尔凹陷西部有机碳丰度低一中等，部分成熟度适中，处于生油窗。是主要油源岩。(3)石炭系一二叠系为海陆过渡相混合型偏腐殖型暗色灰岩泥岩，主要分布在盆地西部的和田河以西。有机碳丰度低一中

41、等，成熟度为低成熟一成熟。(4)三叠系一侏罗系为湖泊、沼泽相腐殖型暗色泥岩和煤岩，主要分布库车坳陷、英吉苏凹陷、西南坳陷，三叠系暗色泥岩也分布在阿瓦提凹陷。有机碳含量中一高，但成熟度变化大，库车坳陷为中一高成熟，英吉苏凹陷未成熟一低成熟。主要是凝析油和气的源岩12。中、下寒武统烃源层分布最广，在盆地东部和西部， 具有有机质丰度高、成熟度高的的特点。塔北隆起轮南地区主要分布寒武系和中、上奥陶统烃源岩，且在轮南地区有机质丰度很低。塔北地区多期构造演化的历史不仅决定了其热演化的复杂性，同时也决定了古生界烃源岩成熟演化的多期和复杂性20。依据现有的古温标数据和热史模拟结果，对轮南地区中寒武奥陶系烃源岩

42、层系成熟演化历史进行了模拟计算。5.1 烃源岩演化模拟方法采用塔里木盆地轮南地区的地层、岩性、镜质体反射率、地温梯度数，利用Basin Mod 1D盆地模拟软件模拟出8口井（其中轮南地区5口井，也包括相邻地区3口井，以做分析对比）的埋藏史和下古生界烃源岩演化史。5.2 烃源岩演化模拟成果 1、轮南LN5井埋藏史及- O烃源岩成熟史如图1为沙雅隆起东部（轮南中部）LN5井埋藏史及热演化史和烃源岩成熟史的模拟结果，可以看出，寒武系烃源岩在寒武系到志留系时期（即在570-409Ma）,轮南地区受加里东运动的影响，地面迅速埋深。在奥陶系末期， 图5.1 轮南LN5井埋藏史及- O烃源岩成熟史图5.1

43、LN1井埋藏史及- O烃源岩成熟史陶统（O1）烃源岩处于成熟阶段，底部的镜质组反射率（RO）大约为1.95，顶界的RO大约为0.68。之后经过了海西运动、印支运动、燕山运动，地层经过数次升降以及剥蚀，但均未再次开始生油气。第三系到第四系期间，由于喜马拉雅运动的影响，地层再次埋深，开始二次生油气，至今该层顶、底部的RO大约分别为1.2、2.3。下奥陶统烃源岩对于下奥陶统的烃源岩，在寒武系到志留系时期，由于加里东运动的影响，地层迅速埋深，烃源岩逐渐成熟开始生油气。在奥陶系初期，该层底部的RO约为0.6，已经停止生油气。在第三系到第四系期间，由于喜马拉雅运动的影响，地层再次埋深，开始二次生油气，至今

44、该层顶、底部的RO约为0.9、1.2左右。 2、轮南LN1井埋藏史及- O烃源岩成熟史如图2为沙雅隆起东部（轮南中部）LN1井埋藏史及热演化史和烃源岩成熟史的模拟结果， 轮南的LN1井的埋藏史及烃源岩演化史表明，对于上寒武系的烃源岩，经过加里东运动，地层迅速埋深之后，开始生油。在奥陶系初期处于低中成熟状态，停止生油，顶底部的RO分别为0.6和0.8。之后，经过海西运动、印支运动、燕山运动，地层经过数次升降以及剥蚀，但均未再次开始生油气。在第三系到第四系期间，由于喜马拉雅运动的影响，地层再次埋深，开始二次生油图5.2 LN1井埋藏史及- O烃源岩成熟史 气，至今该层顶、底部的RO大约为0.9、1

45、.2。对于下奥陶统的烃源岩，在寒武系到志留系时期，由于加里东运动的影响，地层迅速埋深，烃源岩逐渐成熟开始生油气。在奥陶系初期，该层底部的RO约为0.6，已经停止生油气。之后经历海西运动、印支运动、燕山运动，地层经过数次升降以及剥蚀，但均未再次开始生油气。直到第三系和第四系时，随地层迅速下沉和接受沉积，顶界开始再次生油气，RO持续上升，直至现在的程度，约为1。底部在经历这些其期次的构造运动后，其RO持续增加，在白垩系中期前处于未成熟阶段，之后逐渐向低成熟阶段过渡，至今大约达到0.8。 3、轮南LN46井埋藏史及- O烃源岩成熟史轮南的LN46井的埋藏史及烃源岩演化史表明，对于寒武系烃源岩，在寒武

46、系到奥陶系，受到加里东运动的影响，埋深迅速增加，在加里东运动晚期，处于中成熟阶段，大量生油，该层底部的RO约为1.2，顶界的RO约为0.7。在奥陶系末期和石炭系初期，生油间断。在泥盆系到二叠系，在海西运动的影响下，地面抬升接受剥蚀，从石炭系初期开始RO持续增加，到二叠系末期顶、底部的RO分别约为0.9、1.7，处于中、高成熟阶段。在三叠系和侏罗系到白垩系期间，经历印支运动、燕山运动的影响，地面多次升降，RO持续增大，在白垩系末期处于高成熟阶段，顶、底部的RO分别为1.25、2。在第三系到第四系时期，受喜马拉雅运动影响，地面埋深迅速增加，再次开始大量生油，直至处于过成熟状态。图5.3 LN46井埋藏史及- O烃源岩成熟史对于下奥陶统烃源岩，经加里东运动之后，埋深增加，在奥陶系中期以前，处于未成熟和低成熟阶段，开始生油。在奥陶系中期到泥盆系末期，其处于中成熟阶段，生油间断。在海西运动、印支运动、燕山运动的影响下，