盆地热史模拟

主要缺陷是规定了古热流在地史中呈 线性变化，这对构造变动、岩浆侵 入和火山活动多旋回性发育的盆地 不甚适合。 相比而言，地球动力学 — 地球化学结 合法的精度和可靠性较高，是重建 古热流史和古地温史最可靠的方法。
2、地球动力学—地球化学结合法反演 热史模拟 地球动力学 — 地球化学结合法的原 理是根据盆地已知的今地温，反推 其古热流史和古地温史，并用实测 的镜质体反射率(或磷灰石裂变径迹、 甾烷、萜烷、芳烃、旋光、花粉、 Ar39/Ar40 等 ) 资料进行检验，其数学 模型和模拟过程可归纳如下。
（2）地球热力学法：由McKenzie于1978年提 出，后经Royden 、Keen(1980)和 Hellinger 、 Scalter(1980)等改进，最大特点是依据盆 地的形成机制和发育模式预先给定出古热 流变化的地质和数学模型，而后根据盆地 岩层的热传导、现今地温测量值和地层沉 降发育史等进行模拟计算，以确定古热流 变化模型中的待定系数，最大优点是可利 用获得的古热流变化模型预测无钻井地区 的热演化史，且能够得到与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ地构造发育、 沉积盆地演变等地质条件相吻合的结论，
常用的古温度计有镜质组反射率R。、自生矿物、矿物包裹体、磷 灰石裂变径迹和牙形石色变指数等
C C 粘土矿物系列 蒙脱石 104 蒙－伊混层137 伊利石 C C 沸石系列 火山玻璃 56 斜发沸石 116 方沸石和/ 或 C 片沸石 138 浊沸石和/ 或钠长石 C C 二氧化硅系列 非晶质二氧化硅45 低温方石英67 低温石英
其局限性是在缺少深部地质资料的情况 下难以确定出与实际地质条件一致的 理论模型，且在模型实际应用时未考 虑上地幔岩层的放射性热源及各种参 数的选择过于粗糙等；另外，地球热 力学的不同方法算出的结果往往差异 较大，但又未使用某种实际检验手段 判别哪个正确哪个错误；因此，其在 缺乏检验用的实测地质资料的地区具 有较大的的意义。
我国地壳厚度变化与地温关系
• 目前，恢复盆地热演化史的方法有多种，如地质温度计 法、地球动力学法及地球动力学—地球化学结合法等。 各种不同的方法互有所长。 （ 1）地质温度计方法：在很多领域都得到了广泛的应用， 其优点是可以直接确定古地温，但它们属不连续的温度 计类型，且它们的变化除与温度有关外，还与诸如时间、 压力、介质的酸碱度等许多环境物理化学条件有关，因 此，其标志的温度不是一个严格的常量。
(1)根据实测资料求取今地温梯度：
Tz T0 G= 100 Hz H0
(3 1)
式中，G为自地表至计算点的平均今地温梯 度，℃ /100m ； Tz 、 T0 分别为计算点的实 测今地温和地表恒温带的温度，℃；Hz、 H0分别为计算点的深度和地表恒温带（地 球内热与外热达到平衡的地带）的初始 深度，m，各地区恒温带的初始深度不同， 通常在20至40m之间。
（3）地球动力学—地球化学结合法：以美国 学者I. Lerche(1984)为代表，他根据热传 导理论和热化学反应中的时—温综合作用 指数提出了利用钻井剖面中地层的镜质体 反射率恢复地层古热流的方法，目前这一 方法在含油气盆地数值模拟研究中得到了 广泛的应用，最大优点为理论基础较牢靠， 热传导理论与热化学作用过程中实测时 间—温度指数相结合，彼此相互验证，模 拟结果能够反应研究区大地热流在地史中 的总体变化趋势，且模型所要求的资料较 单一，易于获得，可操作性强；
沉积岩类产热率（据郭秋麟，1998）
• 地球内部热的传播方式主要有传导、对流和辐射三种。实际上， 热以传导为主，对流次之，辐射再次之，其中热传导控制着区域 地温场，是地温场研究的重点；热对流常造成局部地温异常；热 辐射影响着地表温度。 • 中国地温场特征：（1）东部和南部地温较高，西部特别是西北 部地温较低。主要受地壳厚度变化的影响，地壳厚度东薄西厚。 （2）中国西南的盆地有明显高热流，其次是东部沿海盆地，中 部和西部多属低热流盆地。（3）中国地温梯度的平均值在25— 30℃/km之间，低于世界平均的地温梯度30℃/km。
目
录
一、热史数值模拟 1、方法选择 2、地球动力学 3、地球热力学热史模拟
二、应用
一、热史数值模拟
热史模拟的主要功能是重建含 油气盆地的古热流史和古温度史， 具体的说就是研究壳、幔热流的时、 空分布与演化规律，研究盆地中各 沉积层序的地温、地温的空间分布 及地温随时间的演化过程。
1、方法选择 影响地壳表层地温场的热源主要为地球内热，包括地 幔热、地壳中放射性元素产生的热及其它热源（如火山 作用形成的岩浆热和岩浆体的残余热、构造运动产生的 机械摩擦热和化学热等）。
地下岩石介质的温度随埋深加大而升高， 地温梯度是描述地温场的重要参数，它体 现了地温随深度的变化趋势，也可反映地 温在平面上的分布规律。一个地区的地温 梯度不仅与基岩埋深、基岩性质等有关， 同时也与沉积岩自身的热学性质等有明显 的关系。这是因为沉积岩由于矿物组成、 含液量在横向上和纵向上都有差别，即使 是同一层位在区域上也不尽相同，故其导 热、蓄热能力也有差别，从而使某一地区、 某一层的地温和地温梯度出现异常。
这些地温异常现象正是地热研究中需 要特别重视的目标，因为据此可以 根据控制地温或地温梯度的地质因 素推断所研究区域的古地温场特征， 导出有实用意义的结论。
我国某些含油气区的地温梯度
油 区 大庆 大地构 造位置 松辽台向斜 区域 中央区 边缘区 港西区 港东区 外围 东区 中区 西区 川中区 川南区 川东南区 台向斜中区 地温特征 地温梯度 (℃/100m) 3.8 3.4 3.8 3.5 3.4 4.6 3.4 3.2 2.5 2.0 1.6 2.5
盆地热史模拟
地热在沉积物的成岩演化过程中起着 重要的作用，各种岩石化学变化和矿物转 化都以环境的温度为重要条件。在油气的 生成过程中，地热作用是决定性因素，并 且对于油气的保存和破坏，地热也是具有 普遍意义的控制条件（世界上绝大多数石 油储量分布在45—75mW／m2之间），因此， 热史研究是成油母质生烃研究的先导与前 提，并为后续生、排、聚烃量的模拟计算 提供温度场和必要的地质参数。