鄂尔多斯盆地北部晚中生代构造-热事件及其天然气成藏效应研究

There are abundant multiple energy minerals in the northern Ordos Basin, especially hydrocarbon resources. However, Late Mesozoic tectono-thermal events and its spatio-temporal variations in this area is which the key to unravel accumulation and enrichment of gas is still unclear. To quantitatively characterize the effect of gas accumulation in the northern Ordos Basin, this study want to systematically establish the chronological sequence of the tectono-thermal events and gas accumulation by dating of Late Mesozoic tectono-thermal events and gas accumulation. Considering the tectono-thermal events are commonly multi-stages and multi-attributes, we design to carry out areal sampling and testing in multi-horizons. Moreover, we will reveal the causal relationship between Late Mesozoic tectono-thermal events and gas accumulation from multiple perspectives. Finally, we will integrate above-mentioned results to establish the spatio-temporal framework of Late Mesozoic tectono-thermal events and its transformation in the northern Ordos Basin constrained by quantitative chronology. Besides, we will also discuss the fundamental tectonic conditions for gas accumulation and enrichment, and conduct effect analysis and evaluations to discovered gas reservoirs.

鄂尔多斯盆地北部蕴藏丰富的多种能源矿产尤其是油气资源，而以构造-热事件及其时空变化揭示成矿成藏富集规律是当前地学界的关键科学问题之一。为了定量表征天然气成藏效应，本研究拟通过研究区晚中生代构造-热事件定年和天然气成藏定年技术手段，系统建立构造-热事件和天然气成藏的年代学序列；考虑构造-热事件的多期次、多属性特性，我们将设计多层系分区采样、测试方案，从年代学角度通过耦合揭示构造-热事件与天然气成藏在成因上的因果关系。最后，我们将集成各阶段性研究成果，在定量年代学框架下综合构建鄂尔多斯盆地北部晚中生代构造-热事件及其转换的时空格架，探讨研究区天然气成藏、富集规律的基础构造地质条件和约束信息，并对已发现天然气气藏进行效应验证分析与关联评价。

构造-热事件及其体制转换与油气资源富集成藏具有重要关联。本次研究针对鄂尔多斯盆地北部地区，基于二维/三维地震资料解释、连井剖面分析、平衡剖面制作，梳理了该区晚中生代构造变形特征，厘定了构造事件序列及其转换过程。通过锆石U-Pb定年，总结了锆石样品的稀土元素配分类型，分析了岩浆源区，并与周缘地区岩浆岩进行比较；同时，通过裂变径迹测试和过程模拟，为精细建立构造-热事件格架奠定了基础。盒1段储层包裹体均一温度测试和伊利石测年，确定了油气运移、成藏期次。研究成果分为构造事件梳理、热事件定年、成藏期次划分以及构造-热事件与天然气成藏的关联等4个方面。（1）晚三叠-早白垩世，研究区经历2次长期的沉积间断，在地震剖面上留下2个显著的不整合面，即延长组顶面平行不整合、志丹群底部角度不整合面；将中生界分为3个构造层序，分别为三叠系、中侏罗统和下白垩统。（2）LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得玄武岩协和年龄为晚三叠世；稀土元素含量整体呈HREE富集、贫LREE、Ce正异常和Eu负异常特点；高Th/Nb、低Nb/U和低Yi/Yb比值表明玄武岩在上涌过程中发生了壳源混染。对比前人分析结果及区域热史模拟，认为其可能经历了晚三叠世和早白垩世前后的两期热事件。裂变径迹测试表明，单颗粒年龄分布多在中新世，表明相对于晚白垩世，中新世是研究区的主要抬升期。（3）盒一段包裹体均一温度呈单峰分布，据此认为只经历一期油气运移聚集；结合埋藏史曲线认为，泊尔江海子断裂南区的成藏期为中侏罗世，北区为晚侏罗-早白垩世。但自生伊利石K-Ar测年分析，北区可以细分为两期成藏，一期为晚侏罗世，源自南区的天然气运移；二期为早白垩世，源自本地烃源岩。（4）综合对比发现，研究区天然气成藏和构造-热事件具有重要关联，高热流值使本地烃源岩在早白垩世进入生气高峰，同期构造向南掀斜抬升，使研究区成为油气运移、聚集的优势方向。