本文關(guān)鍵詞：鶯歌海盆地上中新統(tǒng)—更新統(tǒng)儲(chǔ)層物源識(shí)別：來自碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)和地球化學(xué)制約　出處：《中國科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 碎屑鋯石 U-Pb年代學(xué) 地球化學(xué) 上中新統(tǒng)-更新統(tǒng) 物源分析 鶯歌海盆地

【摘要】：鶯歌海盆地是位于南海北部被動(dòng)大陸邊緣的新生代含油氣盆地,在大地構(gòu)造位置上處于太平洋板塊、印度-澳大利亞板塊和歐亞板塊的交匯部位,新生代以來同時(shí)受到三大板塊相互作用的影響,具有復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史。迄今為止,鶯歌海盆地已發(fā)現(xiàn)多個(gè)淺層和中深層氣田,顯示良好的油氣勘探前景。物源分析是沉積盆地研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容,在含油氣盆地中,物源的位置、性質(zhì)、范圍和距離等會(huì)直接影響到盆地油氣的生成、運(yùn)移和保存等條件,物源的分布特征是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。由于鶯歌海盆地潛在源區(qū)多、巖石類型復(fù)雜,且研究方法傳統(tǒng)、簡(jiǎn)單,使得對(duì)該盆地物源的識(shí)別還停留在以推測(cè)為主的模糊認(rèn)識(shí)階段,很大程度上限制了物源分析的準(zhǔn)確性。本文在前人工作的基礎(chǔ)之上,利用碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)、Lu-Hf同位素以及全巖地球化學(xué)和Sr-Nd同位素的研究方法,建立了鶯歌海盆地潛在物源區(qū)的鋯石年齡頻譜和識(shí)別標(biāo)志,有效的識(shí)別了鶯歌海盆地上中新統(tǒng)黃流組、上新統(tǒng)鶯歌海組和更新統(tǒng)樂東組的物源分布特征,探討了各源區(qū)晚中新世以來物源在空間和時(shí)間對(duì)盆地的影響,利用地球化學(xué)和同位素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行物源示蹤、判斷原巖類型和源區(qū)特征,最后通過現(xiàn)代河流沉積物來約束各物源區(qū)的大地構(gòu)造演化歷史。本文主要得到以下進(jìn)展:1.建立了鶯歌海盆地三大潛在源區(qū)的識(shí)別標(biāo)志對(duì)各潛在源區(qū)主要入海河流現(xiàn)代沉積物碎屑鋯石U-Pb年齡和Lu-Hf同位素研究顯示:1)海南物源區(qū)具1280~1600 Ma、447 Ma、236~256 Ma、159 Ma、99Ma等一系列年齡峰值,并零星分布有古元古代和太古宙基底等年齡信息。現(xiàn)代河流主要向鶯歌海盆地提供印支期和燕山期碎屑物質(zhì),~100 Ma年齡峰是海南物源的重要標(biāo)志�，F(xiàn)代河流碎屑鋯石的εHf(t)基本為負(fù)值,表明碎屑沉積物主要來自古老地殼的重熔作用。2)越南北部的紅河物源具有2100~2580 Ma、1550~1980Ma、752 Ma、416 Ma、241 Ma和30 Ma的年齡峰或區(qū)間�，F(xiàn)代河流主要向鶯歌海盆地提供不同時(shí)期的碎屑物質(zhì),其中新生代(~30 Ma)和新元古代(~752 Ma)碎屑物質(zhì)是越南北部紅河物源的典型特征。越南北部河流各年齡段碎屑鋯石εHf(t)值較海南和越南中部分布范圍更廣,顯示出復(fù)雜的來源特征。3)越南中部物源具2452 Ma、951 Ma、428 Ma、242 Ma和24 Ma五個(gè)年齡峰�，F(xiàn)代河流主要向鶯歌海盆地提供加里東期和印支期碎屑沉積物。越南中部河流與燕山期有關(guān)的年齡信息非常少,其印支期鋯石εHf(t)值低于海南和紅河物源相同年齡段鋯石。2.查明了鶯歌海盆地晚中新世以來物源的空間分布特征(1)晚中新世早期,�？诤蜄|方構(gòu)造以紅河物源為主,東方構(gòu)造還受到越南中部和海南兩個(gè)物源的影響;蓮花構(gòu)造碎屑物質(zhì)有越南中部和紅河兩個(gè)方向的物源,且以越南中部物源為主;嶺頭構(gòu)造碎屑物質(zhì)主要來自海南,一部分物質(zhì)來自紅河源區(qū)。樣品的位置與物源變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律,表明碎屑鋯石年齡組成明顯受到物源源區(qū)的控制。絕大多數(shù)構(gòu)造區(qū)在不同程度上受到紅河物源的影響,表明此時(shí)紅河已經(jīng)對(duì)鶯歌海盆地物源有重大貢獻(xiàn)。(2)晚中新世晚期,�？跇�(gòu)造物源仍主要來自紅河源區(qū),同時(shí)有少量海南物質(zhì)的加入;東方構(gòu)造屬于混合源區(qū),其物源主要來自紅河,有少量海南和越南中部物源加入;蓮花構(gòu)造較晚中新世早期變化不大,物源仍以越南中部的長山造山帶和昆嵩地體為主;鶯東斜坡帶嶺頭構(gòu)造物源在不同井位有一定的變化,L112井主要來自海南局部物源,而L262井則以越南北部紅河物源為主。(3)上新世早期,�？跇�(gòu)造物源主要來自海南西部,少量來自越北紅河;東方構(gòu)造物源未發(fā)生變化,仍以紅河物源為主;蓮花構(gòu)造物源主要來自越南中部,在一定程度上受到紅河物源的影響。鶯東斜坡帶物源主要來自海南,但在L112井附近有少量紅河物源的加入。鶯歌海盆地南部的樂東構(gòu)造是一個(gè)混合源區(qū),既有海南近距離物源,又有紅河和越南中部物質(zhì)的加入。(4)上新世晚期,東方構(gòu)造物源復(fù)雜,以紅河物源為主,越南中部和海南物源都對(duì)該區(qū)域有影響;蓮花構(gòu)造物源仍為紅河和越南中部的混合物源;嶺頭構(gòu)造以海南物源為主;樂東構(gòu)造具有海南和越南北部紅河物源的雙重特征。(5)更新世沉積時(shí)期,幾個(gè)構(gòu)造區(qū)均在不同程度上受到了紅河物源的影響,表明紅河對(duì)鶯歌海盆地物源有重要貢獻(xiàn)。蓮花構(gòu)造除了紅河以外,可能還有越南中部物源的貢獻(xiàn)。鶯東斜坡帶嶺頭構(gòu)造有一部分物源來自海南地區(qū)。樂東構(gòu)造除了紅河和海南物源外,可能有越南中部碎屑物質(zhì)加入。3.認(rèn)識(shí)了鶯歌海盆地晚中新世以來物源隨時(shí)間的變化規(guī)律鶯歌海盆地晚中新世以來物源整體變化不大,但在局部地區(qū)存在一定的變化。東方構(gòu)造從黃流組二段到樂東組沉積,物源一直都很豐富,且相對(duì)穩(wěn)定,均以越南北部紅河物源為主,海南和越南中部物源為輔。蓮花構(gòu)造物源晚中新世以來物源基本穩(wěn)定,受越南中部和北部紅河物源的影響,兩個(gè)源區(qū)的物源貢獻(xiàn)在不同時(shí)期有所變化。嶺頭構(gòu)造物源主要來自海南和越南北部紅河物,從黃流組到鶯歌海組,該構(gòu)造碎屑鋯石年齡頻譜從簡(jiǎn)單向復(fù)雜轉(zhuǎn)化,物源由以海南為主轉(zhuǎn)向紅河和海南共同影響,到更新世則變?yōu)榧t河物源。4.認(rèn)識(shí)了晚中新世以來各地層的地球化學(xué)特征并進(jìn)行物源示蹤鶯歌海盆地沉積巖SiO_2和Al_2O_3含量最高,變化范圍分別為41.53%~78.55%和3.26%~17.60%,其次為Fe_2O_3T和Ca O,變化范圍分別為3.86%~17.61%和0.77%~12.44%。K_2O、Mg O、Na2O的含量介于0.62%和4.03%之間。Mn O、P2O5、TiO2的含量最低,變化范圍為0.05%~0.91%。沉積巖樣品主要為成熟度較低的雜砂巖和成熟度一般的巖屑砂巖和長石砂巖。與澳大利亞后太古宙沉積巖平均成分(PAAS)相比,主要富集Cr、Sr、Cs、Cu、Zn、Ba和Pb,虧損Eu和Hf等元素。稀土總量變化較大,介于73.6~268.7×10~(-6)之間,平均值為195.8×10~(-6)。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中大多具明顯的負(fù)Eu異常,并表現(xiàn)出輕稀土富集和重稀土平坦的分布模式,為典型陸源沉積特征。Ce元素基本無異常,表明沉積環(huán)境的氧化程度不高。沉積巖CIA值在19.0~66.0之間,平均46.2,指示源區(qū)風(fēng)化作用強(qiáng)度一般。沉積物主要來自上地殼長英質(zhì)物源區(qū),碎屑組分在一定程度上受到沉積再旋回的影響。沉積巖87Sr/86Sr值變化范圍較大,介于0.711169和0.722365之間。143Nd/144Nd比值變化范圍小,為0.512014~0.512096,與之對(duì)應(yīng)的?Nd(0)均為負(fù)值,變化范圍在-12.17~-10.57之間。沉積巖143Nd/144Nd和?Nd(0)值明顯受到物源的控制,數(shù)值的變化與樣品所處的位置密切相關(guān)。整體來看,鶯歌海盆地各地層Sr-Nd同位素特征與越南北部紅河源區(qū)接近,表明晚中新世以來紅河對(duì)鶯歌海盆地有持續(xù)的物源供給,是其最大的物源貢獻(xiàn)區(qū)。5.制約了紅河襲奪可能發(fā)生的時(shí)間鶯歌海盆地中央底辟帶東方構(gòu)造區(qū)中三個(gè)鉆孔晚中新世以來鋯石U-Pb年齡頻譜具有明顯的相似性,表明該區(qū)域晚中新世以來物源相對(duì)穩(wěn)定,未發(fā)生明顯的物源變化。沉積物微量元素比值也在不同井位表現(xiàn)穩(wěn)定,沒有明顯異常發(fā)生和持續(xù)。盡管我們的數(shù)據(jù)不能提供紅河襲奪事件的具體時(shí)間,但相對(duì)穩(wěn)定的地球化學(xué)和鋯石年代學(xué)數(shù)據(jù)表明晚中新世以來紅河物源并未發(fā)生明顯變化,紅河襲奪事件可能發(fā)生在晚中新世(~10.5 Ma)之前。6.揭示了各源區(qū)的大地構(gòu)造演化歷史(1)海南在中元古代(~1400 Ma)發(fā)生過重要的構(gòu)造-巖漿事件,可能與前羅迪尼亞超大陸(Rodinia)一次幕式裂谷有關(guān)。海南島的加里東期巖漿運(yùn)動(dòng)可能是華南加里東造山作用的重要組成部分,巖漿的形成來源于古元古代晚期地殼物質(zhì)的再造。島內(nèi)強(qiáng)烈的海西-印支期構(gòu)造-巖漿活動(dòng),以產(chǎn)生廣泛分布的二疊紀(jì)島弧型火山巖、碰撞型花崗巖和三疊紀(jì)伸展型花崗巖為特征,古老地殼重熔作用是海西-印支期巖漿巖形成的主要機(jī)制。該時(shí)期的巖漿巖可能是三江巖漿巖帶的東延部分,其形成可能與古特提斯洋的閉合、俯沖以及碰撞有關(guān)。中侏羅世-晚白堊世,海南島發(fā)育A型花崗巖-火山巖、堿性巖、雙峰式火山巖和基性巖墻以及埃達(dá)克巖,這些巖漿活動(dòng)可能與太平洋板塊的西向俯沖有關(guān)。(2)揚(yáng)子地塊存在太古宙-古元古代基底,該年齡在華南地區(qū)有零星出露,巖漿作用以太古宙地殼的再造為主。整個(gè)揚(yáng)子地塊在古元古代經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,可能與2.0 Ga哥倫比亞超大陸(Columbia)的聚合事件有關(guān)。古元古代經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,過程引起弧陸碰撞造山以及揚(yáng)子地塊的克拉通化。與全球格林威爾造山運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的~1000 Ma構(gòu)造事件,導(dǎo)致?lián)P子地塊與華夏地塊拼合成。~800 Ma揚(yáng)子地塊發(fā)生了一次大規(guī)模與羅迪尼亞超大陸裂解有關(guān)的構(gòu)造事件。加里東期巖漿作用是華南地質(zhì)演化歷史上一次重要的巖漿活動(dòng)時(shí)期,對(duì)應(yīng)于該地區(qū)早古生代晚期發(fā)生的強(qiáng)烈褶皺造山和巖漿活動(dòng),巖漿巖的形成是殼-�；旌献饔玫慕Y(jié)果。受到華南-印支板塊碰撞的影響,印支運(yùn)動(dòng)在紅河剪切帶周邊表現(xiàn)強(qiáng)烈,發(fā)育大規(guī)模的巖漿巖。由于印支期東亞古特提斯洋的關(guān)閉,使得華南地區(qū)一些小板塊發(fā)生碰撞拼合,形成強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。中-晚侏羅紀(jì),華南東部受西太平洋俯沖以及多個(gè)構(gòu)造作用的影響,形成了多期巖漿活動(dòng)。新生代以來,在紅河剪切帶附近發(fā)育一系列與印度-歐亞大陸碰撞有關(guān)新生代的花崗巖和變質(zhì)巖。(3)印支板塊在~2.5 Ga形成太古代基底,首次巖漿巖化過程發(fā)生在昆嵩地體。印支板塊東緣第二次大規(guī)模巖漿作用可能出現(xiàn)在古元古代的昆嵩地體,該地體自新元古代后變的穩(wěn)定。晚奧陶紀(jì)-中志留紀(jì)印支板塊可能處在華南板塊和滇緬泰馬板塊之間,受到兩個(gè)板塊的雙重?cái)D壓,形成長山造山帶和昆嵩地體的陸-弧碰撞,在區(qū)域發(fā)育較大規(guī)模的加里東期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)。印支板塊東緣受到印支運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈影響,發(fā)育一定規(guī)模的巖漿巖和變質(zhì)巖,構(gòu)造-巖漿活動(dòng)與當(dāng)時(shí)揚(yáng)子板塊南緣古特提斯洋的閉合以及印支板塊與華南板塊的俯沖-碰撞作用有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.13;P597.3
，

本文編號(hào)：1315219