鄂尔多斯盆地油气、煤、铀、氦气、地热等资源丰富，沉积盆地热演化史不仅对油气生成、富集成藏有重要的控制作用，而且对岩石圈动力学演化研究具有重要的理论意义。鄂尔多斯盆地经历多期盆地叠加，改造作用强烈，热演化史恢复难度大。《鄂尔多斯叠合盆地构造热演化史与油气成藏》是作者研究团队30多年来对鄂尔多斯盆地热演化史研究的系列创新成果的总结，依托大量地层测温、热导率、生热率实测数据及古地温测试资料，应用叠合盆地热演化恢复理论及多种古地温恢复方法，在叠合盆地热演化史恢复理论、热演化史恢复、热事件确定、热演化史与油气关系模式等方面实现了理论的显著创新，同时将叠合盆地热演化史恢复与油气评价成果成功应用于大型油气田勘探实际，形成可借鉴的实践范例。

目录
序一
序二
前言
**章 区域构造背景及构造层划分 1
**节 区域构造背景 1
第二节 沉积地层及岩性 4
一、中—新元古界 7
二、下古生界 7
三、上古生界 8
四、中生界 9
五、新生界 9
第三节 地层接触关系及构造层划分 10
一、地层接触关系特征 10
二、盆地内地层接触关系的推测 17
三、构造层划分 18
第二章 盆地基底特征及深部结构 20
**节 基底时代及岩性 20
一、盆地周缘结晶基底岩石年代与岩性 20
二、盆地内部结晶基底岩石年代及岩性 26
第二节 基底的起伏 31
第三节 基底断裂特征 33
第四节 莫霍面深度及分布特征 46
第五节 岩石圈结构及岩石圈厚度分布特征 50
第三章 现今构造特征及构造单元划分 54
**节 盆地现今构造面貌 54
一、加里东构造层 54
二、海西构造层 57
三、印支构造层 60
四、燕山构造层 63
五、盆地盖层构造特点 65
第二节 现今构造单元划分 65
一、构造单元划分 65
二、构造单元特征 70
第三节 盖层断裂系统及特征 82
第四章 叠合盆地热演化史恢复理论及应用 87
**节 盆地热演化史研究方法 88
一、古温标方法 88
二、地球动力学模型法研究进展 99
第二节 叠合盆地热演化史恢复理论及实践 101
一、盆地热演化史恢复应重视的问题 102
二、叠合盆地恢复理论及方法与实践 103
第三节 盆地构造热演化史及其在油气成藏期次研究中的应用 109
一、现今地层温度对油气相态、生烃成藏期次的控制作用 110
二、抬升型盆地构造热演化史对油气成藏期次的控制作用 116
三、构造热事件对油气成藏期次的控制作用 118
四、叠合盆地深层超深层构造热演化史类型及对油气成藏期次的控制作用 122
五、叠合盆地深层超深层热演化史与油气关系应重视的科学问题 126
第五章 盆地现今地温场特征及深部热结构 129
**节 地层测温特征 129
一、单井系统连续测温 130
二、神木北部矿区测温结果 131
三、盆地地层试油测温结果 132
第二节 地温梯度分布特征 133
一、地温梯度纵向分布特征 133
二、地温梯度平面分布特征 136
第三节 热导率及生热率变化规律 139
一、岩石热导率 139
二、岩石生热率 143
第四节 大地热流分布特征 147
第五节 关键界面及重点层位温度 156
第六节 深部热结构及热岩石圈厚度 161
一、深部热结构计算原理及方法 161
二、盆地现今深部温度 165
三、盆地现今壳幔热流 167
四、盆地现今热岩石圈厚度 167
五、盆地现今岩石圈热-流变结构 170
六、现今地温场控制因素分析 172
第七节 盆地地热资源潜力及评价 173
一、盆地地热资源分布规律 173
二、盆地地热资源潜力评价方法 174
三、地热资源潜力 177
四、中深层地热资源综合评价 180
第六章 盆地盖层不同时期的原型盆地及其演化 185
**节 中—新元古代原型盆地及演化 185
一、长城纪陆内裂陷阶段 186
二、蓟县纪被动大陆边缘拗陷阶段 187
三、青白口纪整体隆升阶段 192
四、震旦纪被动大陆边缘拗陷阶段 192
第二节 古生代原型盆地及演化 194
一、早寒武世—早奥陶世被动大陆边缘拗陷阶段 195
二、中晚奥陶世主动大陆边缘阶段 205
三、晚石炭世克拉通内拗陷发育阶段 207
四、二叠纪克拉通内拗陷发育阶段 208
第三节 中生代原型盆地及演化 212
一、三叠纪克拉通盆地演化阶段 212
二、侏罗纪克拉通拗陷盆地收缩演化阶段 214
三、白垩纪克拉通盆地改造演化阶段 219
第四节 新生代以来的构造演化 222
一、古近纪初始裂陷作用阶段 222
二、新近纪裂陷作用阶段 222
三、第四纪断陷作用阶段 223
第五节 不同时期盆地构造演化特点 225
第七章 中—新生代以来盆地抬升历史及差异 227
**节 裂变径迹测年原理和方法 228
第二节 盆地不同构造单元抬升冷却历史 231
一、伊陕斜坡 231
二、渭北隆起 233
三、盆地西缘 239
四、伊盟隆起 243
五、盆地东缘 243
六、盆地西南缘 246
第三节 盆地不同单元抬升历史差异及特点 247
第八章 盆地古地温场恢复与中生代热异常机制 249
**节 热演化程度分布特征 249
一、不同构造单元镜质组反射率、伊利石结晶度与深度的关系 250
二、不同层位热演化程度平面分布特征 256
三、盆地中—新元古界热变质程度研究 263
四、热演化与构造的关系 267
第二节 中—新生代古地温特征及热史恢复 268
一、伊陕斜坡 269
二、渭北隆起 274
三、天环拗陷 279
四、盆地中—新生代热史阶段划分 282
第三节 中生代构造热事件及其形成机制 284
一、热演化程度异常区及形成时间 284
二、构造-热事件形成机制 288
第四节 盆地中—新生代热结构及热岩石圈厚度演化 294
一、中—新生代热结构及热岩石圈厚度 294
二、岩石圈热结构及厚度计算中的不确定度分析 297
第五节 中—新元古代及早古生代古地温场 300
一、中—新元古代地温场特征及热体制研究 301
二、早古生代地温场特征及热体制研究 329
第六节 不同时期各构造单元热演化史及差异 341
一、中—新元古代 342
二、早古生代 345
第九章 主要地质界面及重点区域构造热演化过程 349
**节 中—新元古界构造热演化史 349
一、中—新元古界顶面构造演化特征 349
二、中—新元古界底面地温场及热演化史 354
第二节 下古生界构造热演化史 359
一、奥陶系顶面构造演化特征 359
二、奥陶系顶面地温场及热演化历史 371
第三节 上古生界构造热演化史 379
一、山西组古地温与成熟度演化 379
二、盆地南部东西向古地温剖面演化 379
第四节 中生界构造热演化史 382
一、三叠系顶面构造演化特征 382
二、三叠系顶面地温场及热演化历史 386
第五节 盆地中东部地区古地温及成熟度演化 386
一、古地温平面演化 386
二、古地温剖面演化 392
三、成熟度三维演化 392
第六节 盆地西南地区古地温及成熟度演化 394
一、西南地区三维地质模型 394
二、古地温平面演化 395
三、古地温剖面演化 395
四、成熟度三维演化 397
五、西南地区构造沉降史 399
第七节 构造热演化史差异性 399
一、不同地区古生界热演化史差异 400
二、重点井位热演化史差异 400
第十章 资源量评价、勘探潜力分析、有利区预测及目标优选 403
**节 油气系统及划分 403
一、油气系统及特征 403
二、油气藏类型 406
第二节 成藏要素分析 410
一、烃源岩类型及基本特征 410
二、储层类型及基本特征 414
三、其他成藏条件 418
第三节 生烃历史及成藏历史 419
一、地温演化对油气成藏的影响 419
二、生烃及成藏历史 421
三、盆地中东部烃源岩成烃演化史 435
四、盆地西南地区烃源岩成烃演化史 440
第四节 中—新元古界天然气成藏过程及有利成藏区分析 443
第五节 下古生界天然气成藏过程及有利成藏区分析 445
一、沉积时中央古隆起控制着烃源岩的分布 445
二、中央古隆起对储层发育和分布的影响 447
三、奥陶系顶面演化对天然气成藏的控制作用 449
四、奥陶系有利勘探区预测 455
第六节 上古生界油气成藏过程与有利区预测 465
一、上古生界天然气富集规律 465
二、构造演化过程与天然气运移 465
三、天然气成藏及有利区预测 468
第七节 中生界油气成藏过程与有利区预测 472
一、中生界油气成藏控制因素 472
二、中生界构造热演化过程及生烃与运移 472
三、中生界油气有利区预测 475
第八节 盆地油气有利区预测及勘探方向 478
第十一章 主要成果及认识 482
参考文献 486
附录 图版及相关照片 508

**章 区域构造背景及构造层划分
　　本章主要介绍了鄂尔多斯盆地的区域构造背景、沉积地层特征及构造层划分，全面解析其地质演化历程。鄂尔多斯盆地作为大型陆内叠合盆地，周缘以断裂为界，具有*特的构造格局。盆地经历多期构造运动(五台期、吕梁期、加里东期、海西期、印支期、燕山期及喜马拉雅期)，在周缘发育新生代断陷盆地，内部则以稳定克拉通基底为特征，呈现“南北隆升、东西对冲”的构造面貌。沉积地层具有显著的多旋回性，包括中—新元古界至新生界，不同地层单元的岩性组合、接触关系及沉积环境变化，反映了盆地从裂谷发育、克拉通稳定沉积到陆内改造的复杂演化过程。基于地层接触关系及构造运动特征，将盆地划分为五台—吕梁、加里东、海西、印支、燕山五个构造层。
　　**节 区域构造背景
　　鄂尔多斯盆地是发育于华北板块西部的大型陆内克拉通盆地(杨俊杰，2002；赵重远等，1990，1993)，它也是典型的多旋回叠合含油气盆地(任战利等，2014a)，经历了多期次构造活动、多阶段沉积演化，*终形成了一个较稳定的构造单元(图1.1)。盆地周缘均以断裂为边界，西以贺兰山断褶带、六盘山逆冲带为界，北界至河套地堑南缘断裂，东部与吕梁山隆起带以离石断裂为分界，南部以渭河北缘大断裂为界，西南缘接秦岭-祁连(以下简称秦-祁)造山带。除东部外，鄂尔多斯盆地南、西、北三缘均发育中—新生代断陷盆地，这些断陷盆地的形成与鄂尔多斯盆地周缘构造薄弱带及岩石圈深部结构具有密切的关系。
　　鄂尔多斯盆地现今*特的构造位置，造就了盆地本部及周缘*特的地质面貌，也决定了其形成、发展、演化必然与周边活动带息息相关。
　　北部阴山褶皱带，位于华北地块北缘，紧邻鄂尔多斯盆地，是一个在燕山期受西伯利亚板块以及滨太平洋构造域的影响，产生了强烈而频繁的构造运动形成的陆内造山带。其主要出露上集宁群、乌拉山群和色尔腾山群为代表的结晶基底岩系，沉积盖层特征与华北地台的同期沉积基本类似，岩浆活动频繁，发育海西晚期、印支期、燕山期花岗岩及喜马拉雅期玄武岩。
　　河套地堑系，位于鄂尔多斯盆地北缘，是新生代形成的由若干断陷组成的大型地堑系。基底主要为太古宇乌拉山群及古元古界阿拉善群，其上的沉积岩系主要为白垩系、古近系、新近系及第四系，总厚度为3000～17500m，其中新生界厚度为2500～14000m。
　　南部的秦岭褶皱带，是夹持于华北地块和扬子地块之间的地壳强烈变动的活动构造带，经历了加里东期大洋俯冲造山，印支期俯冲碰撞造山及燕山期—喜马拉雅期陆内造山的不同阶段，为复合型大陆碰撞造山带，现今仍处于隆升状态。秦岭褶皱带的形成、发展和演化对鄂尔多斯盆地南部的沉积构造演化具有显著的影响。
　　图1.1 鄂尔多斯盆地及其周缘构造单元位置图[w1]
　　渭河地堑，南缘紧邻秦岭造山带，近东西走向，向东与汾河地堑相连，构成汾渭地堑系，整体呈向东南突出的弧形。其*深处可达6000～7000m，主要由古近系、新近系和第四系充填。
　　吕梁隆起位于鄂尔多斯盆地的东侧，形成于燕山运动中期，从北向南依次发育一系列呈雁行排列的复背斜、复向斜构造，复背斜核部均出露太古宇，翼部则为下古生界，复向斜核部出露侏罗系。
　　银川地堑西接贺兰褶皱带，东连鄂尔多斯盆地西缘冲断带，地堑走向与贺兰山褶皱带方向一致，南北长约165km，东西宽42～60km，面积约7790km2。银川地堑是在银川古复背斜的基础上由新生代北东—北北东向断裂拉张作用形成的地堑。现钻井资料表明，银川地堑基底主要为古生界。
　　六盘山盆地，位于盆地西缘南段。构造位置上，该盆地恰好位于鄂尔多斯盆地与秦-祁褶皱带的结合部位，所以它也是全区构造运动*频繁且*强烈的地区之一。以叠瓦状向北东逆冲的一系列大型弧形逆冲断裂为主，组成逆冲构造带，主要卷入地层为下白垩统。
　　鄂尔多斯盆地深处中国内陆腹地，从现今地形地貌上来看，大致可以分为北部的沙漠区和南部的黄土塬及丘陵地带，盆地内部构造面貌表现为南北隆升、东抬西冲，内部为西倾的大单斜(杨俊杰，2002)。盆地内部较为稳定，构造不发育，相反周缘构造较强、断裂褶皱较为明显，这种古构造格局*初形成于燕山中期，发展完善于喜马拉雅期，通常根据现今的构造形式和特征以及盆地构造演化历史，将其划分为六个构造单元(图1.2)，中部是伊陕斜坡，北为伊盟隆起，东为晋西挠褶带，西为天环拗陷和西缘逆冲带，南为渭北隆起。
　　图1.2 鄂尔多斯盆地构造单元划分图
　　鄂尔多斯盆地是华北克拉通的重要组成部分，以吕梁山、太行山为界，华北克拉通可以分为西部的鄂尔多斯盆地、东部的渤海湾盆地、中部造山带三部分。华北克拉通形成于1.85Ga前东西两个陆块的拼合，并由中央造山带焊接而成(图1.1)。自克拉通形成以来，直到古生代早期，一直保持稳定；古生代以来，特别是中—新生代，华北克拉通不同地区经历了不同规模的构造改造，逐渐表现为区域性的演化差异。
　　鄂尔多斯盆地与华北板块具有统一的结晶基底，地球物理、露头及钻井资料证实其上发育有元古宇、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及下白垩统、缺失志留系、下石炭统及上白垩统(图1.3)。从沉积-构造演化特征来看，鄂尔多斯盆地表现为不同类型盆地的相互叠加，早古生代以前，基本完成了陆壳增生，并经历了沉积盖层的发展，古生代为华北陆缘海—滨浅海沉积，中生代晚三叠世—早白垩世为内克拉通河湖相沉积，晚白垩世以来盆地进入整体抬升，周缘断陷阶段。鄂尔多斯盆地自中生代以来已经形成了*立的沉积盆地，其沉积演化主要受中—新生代构造体系影响，经历了多旋回沉积和抬升改造，其中，中生代燕山运动对研究区影响深远，燕山期盆地深部结构的改变形成异常热应力场，使得这一时期成为多种矿产耦合成藏并*终就位的关键时期(刘池洋等，2006b)。新生代以来，鄂尔多斯盆地受太平洋—库拉板块向西俯冲的远程效应及青藏高原东北缘向北挤压作用的影响，*终形成了现在的构造格局。[w2]
　　图1.3 鄂尔多斯盆地东西向、南北向地层剖面(据长庆油田分公司内部资料)
　　(a)石沟驿—佳县东西向地层剖面；(b)旬邑—临河南北向地层剖面
　　第二节 沉积地层及岩性
　　鄂尔多斯盆地沉积盖层较为齐全(仅缺失志留系、泥盆系)，平均沉积岩厚度为5000m。其中，中—新元古界以海相、陆相的裂谷沉积为特征，厚度为200～3000m；下古生界以海相碳酸盐岩、碎屑岩沉积为主，厚度为400～1600m；上古生界以沼泽、三角洲、河流相为主，厚度为600～1700m；中生界主要以内陆河流、湖泊沼泽相沉积为主，地层厚度为500～3000m；新生界在盆地内部较薄，厚度一般为300m。
　　鄂尔多斯盆地沉积盖层多旋回性十分明显，记录了自中元古代至新生代多期构造-沉积旋回的演化历史(图1.4、图1.5)。其岩性组合、沉积环境及地层接触关系具有鲜明