本文關鍵詞：四川盆地須家河組物源分析與揚子地塊含油氣巖層的重磁化研究　出處：《南京大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本論文共分兩個部分,第一部分主要分析晚三疊世四川前陸盆地的物源及對周緣塊體和造山帶構造演化約束,另一部分為含油氣巖層的重磁化分析以及對含油氣層有機質熱成熟及油氣運移過程的約束。在晚三疊世期間,華南塊體,華北塊體和羌塘塊體發(fā)生匯聚碰撞作用,并在中國中部區(qū)域形成多個重要的褶皺造山帶和前陸盆地沉積區(qū),這些塊體的拼貼同時形成了中國大陸的主體部分。晚三疊世四川前陸盆地是在該構造背景下形成的一個重要的前陸盆地沉積區(qū)域,其周圍分布著多個匯聚碰撞過程影響到的造山帶,包括其以北的秦嶺大別造山帶,以西的龍門山逆沖褶皺帶和松潘-甘孜褶皺帶以及東南側的江南造山帶西段。前陸盆地在晚三疊世期間快速沉積厚層的上三疊統(tǒng)須家河組陸相碎屑砂巖,這些砂巖碎屑物可能蘊含著盆地物源的線索,也可能記錄著晚三疊世周圍造山帶和塊體的構造演化的過程,同時其厚層的沉積也可能對下覆的多套烴源巖的生排烴產(chǎn)生影響。為了揭示和探討這些可能蘊含的有用信息,本文對四川盆地內(nèi)的須家河組砂巖進行碎屑鋯石的原位U-Pb和Lu-Hf同位素分析,碎屑鋯石的U-Pb年齡數(shù)據(jù)總體上分布在5個主要的年齡區(qū)段,它們分別是 2.4-2.6 Ga,1.7-1.9 Ga,710-860 Ma,410-460 Ma 以及 210-300 Ma。通過這些不同采樣點的年齡數(shù)據(jù)結合對應的Hf同位素數(shù)據(jù)以及古流向,巖相和構造模型,我們提出,揚子塊體的北緣,秦嶺-大別造山帶是前陸盆地北側區(qū)域碎屑物質的重要物源區(qū)域,而龍門山褶皺沖斷帶及松潘-甘孜褶皺帶部分區(qū)域為前陸盆地其它各區(qū)域的主要物源區(qū)域。秦嶺-大別造山帶在晚三疊世可能發(fā)生隆升運動,并可能成為華北塊體南部大量遭受剝蝕碎屑向南進入前陸盆地的障礙。綜合的分析也揭示了部分來自松潘-甘孜區(qū)域東緣的復理石沉積物在前陸盆地沉積物沉積之前已經(jīng)卷入到了龍門山褶皺沖斷帶,且龍門山造山帶內(nèi)現(xiàn)今廣泛出露的新元古代巖石在晚三疊世沒有出露地表并遭受剝蝕。華南地塊存在廣泛的重磁化現(xiàn)象,可能存在多個重磁化機理,油氣的生成和運移可能是其中兩個重要機制。四川盆地南部長寧地區(qū)的下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁巖是本文重磁化研究的烴源巖目標,同時也是中國頁巖氣勘探重要的目標層。為了探討龍馬溪頁巖的油氣生成與重磁化之間的關系,本文綜合應用了地磁學,地球化學和巖石學等分析方法。首先古地磁的研究結果表明,四川盆地南部龍馬溪組黑色頁巖層含有一個穩(wěn)定的剩磁(Dec = 41.4°,Inc = 40.8°,α95 = 6.8°),這個剩磁是在褶皺之前獲得的,古地磁極投在了華南視極移曲線的晚三疊世段附近。其次,通過巖石磁學分析及掃描電鏡觀察,我們發(fā)現(xiàn)球狀的磁鐵礦為這個穩(wěn)定剩磁的主要載體,也進一步暗示該剩磁可能為化學剩磁。另外,Sr同位素測試結果表明,磁化強度(或磁鐵礦的數(shù)量)很少受到脈體周圍的流體交代的影響,卻與有機物質含量多少呈現(xiàn)明顯的正相關。掃描電鏡(SEM)觀察也揭示出黃鐵礦球粒在有機酸存在的環(huán)境下可能被磁鐵礦替代的證據(jù)。因而,綜合分析表明了龍馬溪頁巖中的有機質熱成熟是導致該地層重磁化的原因,且發(fā)生在晚三疊世。進而,我們認為該時間段上覆的須家河組砂巖的快速沉積最終導致了龍馬溪頁巖快速達到了生烴門限。另一項重磁化研究是探討油氣運移與重磁化之間的聯(lián)系,本文以余杭泰山古油藏的燈影組白云巖為研究對象,綜合應用了古地磁,巖石磁學,有機地化以及電鏡觀察等方法。古地磁學實驗表明,有明顯油氣運移的剖面所采樣品具有穩(wěn)定的早中奧陶世的特征剩磁,載磁礦物為磁黃鐵礦或膠黃鐵礦,而沒有油氣運移的純白云巖采樣點表現(xiàn)為不穩(wěn)定的剩磁,且鐵磁性礦物主體為赤鐵礦。樣品的天然剩磁磁化強度的值與樣品中瀝青的含量及總有機碳含量成正相關,表明油氣運移是導致早古生代重磁化的重要機制。油氣運移位置與高異常磁化強度的對應關系也為區(qū)域的油氣勘探提供重要的啟示和應用。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P618.13
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本文編號：1320584