任战利研究团队：鄂尔多斯盆地及周缘热演化史研究三十余年

任战利， 西北大学首批二级教授、博士生导师，长期从事盆地热演化史恢复与油气综合勘探、地热资源评价与开发的教学科研工作。荣获“陕西省有突出贡献专家”，享受国务院政府特殊津贴。现任矿产普查与勘探国家重点学科学术带头人、西北大学含油气盆地研究所所长、西安市盆地多种能源矿产勘探开发重点实验室主任、西北大学学术委员会委员，兼任陕西省决策咨询委员会委员、中国地球物理学会流体地球科学专业委员会及地热专业委员会副主任、中国能源学会油气地质专业委员会副主任、中国石油学会盆地分析学组副组长、陕西省地球物理学会副理事长、陕西省石油学会副理事长等。先后担任《石油与天然气地质》、《天然气工业》、《中国石油勘探》、《石油实验地质》、Natural Gas Industry B 等 10 余种科技期刊编委，为国家科学技术奖、教育部及陕西省等科技奖评委。主持国家自然科学基金重点项目及面上项目、国家重点基础研究发展计划课题、国家科技重大专项、国家重点研发计划专题、油田企业合作项目等 70余项。在《中国科学》、《科学通报》、《地球物理学报》、《石油学报》、《石油勘探与开发》、《地质学报》、AAPG Bulletin、Marine and PetroleumGeology、Petroleum Science、Journal of Hazardous Materials、Geothermics、Energy Reports、Journal of Asian Earth Sciences 等刊物上发表学术论文 200 余篇，出版专著6部，博士论文《中国北方沉积盆地构造热演化史恢复及其对比研究》获“全国百篇优秀博士学位论文”。曾获陕西省有突出贡献中青年专家、陕西省新长征突击手标兵、陕西省首届青年科技奖及中国地质学会青年地质科技奖—银锤奖，荣获能源矿业领域“科学中国人 2017年度人物”。先后获国家级、省部级科技奖 10 余项，其中“油气煤铀同盆共存富集成藏理论技术创新与多能源矿产协同勘探”获 2013 年国家科学技术进步奖二等奖(排名第 2)。主持完成的“陕甘宁叠合盆地沉积构造热演化史恢复研究在油气田勘探中的应用”及“叠合盆地热演化史恢复理论创新及在油气勘探中的应用”分别于 2011 年及 2020 年获陕西省科学技术奖和科学技术进步奖一等奖(均排名第 1)。

任战利研究员及其研究团队在国家自然科学基金重点项目及面上项目、国家科技重大专项、973 计划、国家重点研发计划及多个与油田合作项目的支持下，针对鄂尔多斯叠合盆地古地温恢复及与油气的关系难题，开展了野外考察、采样、实验分析、模拟及分析等工作，采用多种先进的古地温恢复方法及叠合盆地古地温恢复新理论，对鄂尔多斯叠合盆地古地温恢复及与油气的关系进行了30 余年的技术攻关及系统、深入的研究，先后在盆地现今地温场特征、不同层位烃源岩热演化程度分布、热演化史、构造热事件、抬升冷却过程、盆地热动力学演化过程、热演化史与油气生成、成藏关系、油气有利区带评价等方面取得了一系列重要的创新性成果。这些成果不仅对研究盆地动力学演化及华北克拉通破坏有重要意义，还为油气勘探突破及发现提供了重要依据。

中国科学院院士

2025 年6 月10 日

沉积盆地热演化史不仅在岩石圈动力学演化及盆地动力学过程研究中具有重要理论意义，还对油气生成、成藏及富集有重要的控制作用，是地学界研究的前沿领域之一。我国不同盆地的地温场差异显著、热演化历史复杂，导致不同类型盆地的油气相态、生成及成藏温度差异显著。盆地热演化史研究在盆地动力学演化及油气生成、成藏与评价中发挥着重要作用，烃源岩热演化史及生烃史恢复一直是盆地分析及石油地质研究领域的热点和难点之一。烃源岩热演化史及生烃史恢复可以确定烃源岩演化的阶段、油气生成的时间、生成速率及累积生烃量，进而估算盆地油气资源量及评价有利区带。

鄂尔多斯大型叠合盆地经历了多期不同类型盆地的叠加与多阶段构造运动，盆缘构造变形强烈，后期抬升显著，地层剥蚀厚度大，古今地温场差异显著。盆地现今地温场及热演化史研究相对薄弱。自20 世纪90 年代以来，笔者团队针对盆地不同层位烃源岩热演化程度分布规律，古地温场及热演化史恢复，热演化史对油气生成、富集成藏等制约油气成藏评价研究及勘探的关键问题，持续开展了深入研究。相关研究工作大致分为4 个阶段。

01

盆地热演化史创新研究起步阶段

1990～1993 年，赵重远教授主持“八五”国家重点科技攻关项目子课题“陕甘宁盆地中南部古构造演化及其对沉积和含气性的控制作用”，任战利在导师赵重远教授指导下，承担了“陕甘宁盆地热演化史及其与油气的关系”专题研究。在此期间对我国叠合盆地古地温进行了深入研究，考虑盆地叠加对地温场的改造，提出古地温场存在叠加改造的概念及改造的普遍性、分演化阶段真实恢复叠合盆地热演化史的新思路。在对鄂尔多斯盆地不同构造单元深井岩心进行系统采样的基础上，首次采用磷灰石裂变径迹，流体包裹体、镜质组反射率(Ro)等多种古地温恢复方法，考虑鄂尔多斯盆地叠加及后期改造的实际地质背景，建立了热演化史的概念模型，实现了古地温恢复。结果表明：盆地地质历史时期古地温整体高于今地温，并根据古地温梯度高于现今地温梯度、构造运动及火成岩活动等首次确定了燕山晚期约100Ma(晚侏罗世—早白垩世)在鄂尔多斯盆地发生了一次重要的构造热事件。首次建立了盆地不同构造单元裂变径迹年龄与深度标准图版，并厘定了距今23Ma 以来的抬升冷却事件，明确了中生代晚期构造热事件对区内油气的生成、运移、成藏起到关键的控制作用。

燕山晚期构造热事件的确定被“八五”国家重点科技攻关项目评审组认为是研究区内大范围的标志性创新成果，达到国内领先水平。该成果突破了以往以现今地温梯度代替古地温梯度的传统研究思路，揭示了鄂尔多斯盆地在地质历史时期(中生代晚期)曾显著升温，而非长期处于低温稳定状态。参与并完成的“陕甘宁盆地中南部古构造演化”研究成果于1994 年获长庆石油勘探局科技进步奖一等奖。

鄂尔多斯盆地裂变径迹年龄与深度关系图（据任战利等，1994, 1995）

利用多种古温标方法恢复古地温（据任战利，1994）

02

鄂尔多斯、沁水盆地热演化史恢复及其在油气等多种能源勘探中的应用研究阶段

1994～1996 年，赵重远教授承担了石油天然气总公司项目“鄂尔多斯盆地构造工业制图”，任战利负责“鄂尔多斯盆地及外围构造特征发展演化与圈闭综合研究”子课题，在盆地构造热演化史动态研究基础上，对油气系统要素进行了深入分析，编制了大比例尺油气系统评价工业图件，评价了有利区带及圈闭。研究成果紧密结合油气勘探实践，预测的中生界、上古生界油气勘探区有利区块为以后的油气勘探实践及大油气田的发现所证实。负责完成的“中国沉积盆地热演化史及油气资源评价研究”成果获1995 年陕西省科技进步奖二等奖(排名第一)。

2004～2005 年，任战利主持了973 计划项目课题“多种能源矿产共存成藏(矿)-定位过程中的流体-热动力学作用”，2003～2008 年主持了973 计划项目“中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究”课题“热力场控制煤层气分布的特征与机理”，对鄂尔多斯盆地、沁水盆地热动力学、热异常分布、热演化过程，以及两个盆地的差异性进行了深入研究。参加完成的“油气煤铀同盆共存富集成藏理论技术创新与多能源矿产协同勘探”成果获2013 年国家科学技术进步奖二等奖(排名第二)。

鄂尔多斯、沁水、渤海湾盆地地温演化对比图（据任战利， 1998 ， 1999 ）

鄂尔多斯盆地油气成藏期与热事件对应关系图(据任战利等，2014b，2020a)

03

鄂尔多斯盆地南部构造热演化史及其应用深入研究阶段

2008～2010 年，任战利主持了国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”专题“构造演化与下古生界碳酸盐岩层系天然气成藏历史”；2011～2015 年，主持了国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”专题“鄂尔多斯南部构造演化与天然气富集关系研究”；2014～2017 年，任战利主持了国家自然科学基金项目“热年代学约束下的鄂尔多斯盆地南缘渭北隆起区下古生界构造-热演化史恢复”；2008～2011 年，任战利与李文厚教授一起承担了长庆油田分公司研究项目“鄂尔多斯盆地东南部石油成藏条件研究”；2011～2012 年，主持了陕西延长石油集团公司油气勘探公司重点项目“鄂尔多斯盆地延长探区古生界烃源岩研究”；2016～2017 年，主持了陕西延长石油(集团)有限责任公司重点科研项目“延安气田马家沟组中下组合成藏机理研究”。

鄂尔多斯盆地不同层位热演化程度叠合分布图（据任战利等，2021）

这一阶段对鄂尔多斯盆地南部各构造层热演化程度变化规律及热演化史与油气成藏评价进行了全面深入研究，应用多种方法对鄂尔多斯盆地南部下古生界海相碳酸盐岩层系及上古生界煤系地层构造热演化历史进行了恢复，明确鄂尔多斯盆地不同层位热演化程度及变化规律、演化过程、后期抬升期次、剥蚀厚度及油气藏保存条件，评价了不同构造带及区块的油气保存条件及油气资源量。任战利主持完成的“陕甘宁叠合盆地沉积构造热演化史恢复研究在油气田勘探中的应用”成果于2011 年获陕西省科学技术奖一等奖(排名第一)。

04

热演化史、深部动力学全面深入研究阶段

2017～2021 年，任战利主持了国家自然科学基金重点项目“鄂尔多斯、沁水沉积盆地中生代晚期古地温场对岩石圈动力学演化及油气赋存的约束作用”；2017～2020 年，主持了国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”专题“鄂尔多斯西南部中上元古界－下古生界构造演化与保存条件”；2018～2021 年，主持了国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“超深层及中新元古界油气资源形成保持机制与分布预测”专题“鄂尔多斯盆地超深层油气藏形成条件与有利区评价”；2021～2023 年，主持了长庆油田分公司重大科技专项“鄂尔多斯深层中元古界—奥陶系构造沉积演化、成源机制与勘探新领域研究”课题“鄂尔多斯盆地深层中元古界—奥陶系构造热演化史研究”。

复杂叠合盆地热演化史恢复原理及方法（据任战利等，1991，1999，2014，2020，2022）

鄂尔多斯盆地中元古代以来热流演化历史

华北克拉通中西部早白垩世岩石圈减薄机制模式图

这一阶段对鄂尔多斯盆地各构造层及沁水盆地构造热演化史、深部动力学与油气成藏评价进行了全面深入研究，应用多种方法对中—新元古界—下古生界海相碳酸盐岩层新层系构造热演化历史进行了重点恢复，明确了奥陶系、中—新元古界热演化程度及分布规律，基于盆地动力学正演模型及多种先进的古温标方法(方解石U-Pb 测年及团簇同位素测温、包裹体测温、碳氧同位 素)分别恢复了盆地早期长城纪、早古生代沉积期地温场，明确了盆地早期地温场分布及演化特征。同时，该阶段的研究还明确了鄂尔多斯、沁水盆地现今地温场特征及变化规律，建立了不同构造单元热导率、生热率及地温梯度随深度变化模型。通过裂变径迹及U-Th/He 测年等方法进一步揭示了鄂尔多斯盆地不同构造单元自中—新生代以来的大幅抬升剥蚀过程，明确主要构造单元抬升期次、剥蚀厚度及变化规律性，评价不同构造带及区块的保存条件。应用镜质组反射率与磷灰石裂变径迹法相互约束，精确恢复了鄂尔多斯盆地与沁水盆地中—新生代以来的热史，恢复了鄂尔多斯盆地与沁水盆地早白垩世的热岩石圈厚度，构建了两个盆地中新生代岩石圈热结构模型，明确了华北克拉通中西部早白垩世构造-岩浆-热事件发生及岩石圈减薄的动力学机制。研究表明，早白垩世，鄂尔多斯盆地热异常显著增加了烃源岩的生烃量及资源量，成为该盆地油气资源丰富的重要原因之一。此外，早白垩世也是鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿及周缘区金矿、钼矿等矿产的主要成矿期，受控于岩石圈减薄的深部热动力学过程。最终，建立了热演化史与油气成藏成矿模式。任战利教授主持完成的“叠合盆地热演化史恢复理论创新及在油气勘探中的应用”于2020 年获陕西省科技进步奖一等奖(排名第一)。

30 多年来，在国家自然科学基金重点项目及面上项目、国家科技重大专项、国家科技攻关项目、国家重点研发计划及与油田公司合作项目的支持下，查阅和收集了相关的文献及资料，系统考察了盆地周缘地质剖面，采集了大量分析样品，进行了锆石测年、主微量元素分析、磷灰石裂变径迹测年、(U-Th)/He 测年、方解石U-Pb 测年、碳酸盐岩团簇同位素测温、碳氧同位素、包裹体测温、岩石热解、有机碳含量、干酪根显微组分鉴定、镜质组反射率、饱和烃色谱-质谱分析、伊利石结晶度、扫描电镜、X 射线衍射分析等，完成了地层对比剖面图、各层位构造图、构造演化史图、烃源岩演化程度分布图、油气系统分析图、有利区预测图等系列图件。在盆地现今地温场及深部热结构、烃源岩热演化特征及分布、构造热演化史恢复、构造热事件确定、晚期抬升冷却过程、生烃及成藏期次、油气富集规律及成藏模式、资源潜力及有利区预测等方面取得了一系列重要创新理论及应用性成果，有效指导了鄂尔多斯盆地油气勘探及油气田的发现，取得了显著的经济效益，获得了多项国家、省部级科技成果奖。

鄂尔多斯叠合盆地构造热演化史与油气成藏购买

任战利 祁 凯 等 著

北京: 科学出版社, 2026. 8

(沉积盆地热演化史与油气勘探进展丛书)

《鄂尔多斯叠合盆地构造热演化史与油气成藏》是任战利及研究团队全体人员30 余年持续开展鄂尔多斯盆地构造热演化与油气成藏研究的集体成果，凝聚了几代科研人员的智慧和心血。以上述研究成果为基础，同时参考了众多学者针对鄂尔多斯盆地相关研究的认识，根据近年来油气勘探取得的新成果，补充了新资料，编制了相关图件，系统梳理并凝练了鄂尔多斯盆地热演化史与油气富集关系的最新认识，对鄂尔多斯盆地的构造特征、现今地温场特征、构造热演化恢复、热演化史与油气关系、油气系统及有利区带等进行了比较系统的论述，理论紧密结合生产实践，从构造热演化角度出发对油气的控制作用及有利勘探区进行了评价，对油气勘探有重要的指导作用。同时，本书内容对鄂尔多斯盆地及相关盆地油气、煤、铀矿等能源矿产成藏、成矿研究有重要的指导和参考价值。全书共分十一章：

※ 第一章论述了鄂尔多斯盆地的区域构造特征、地层与岩性特征，以及地层接触关系与构造层划分；

※ 第二章总结了盆地基底的构造特征及深部结构；

※ 第三章主要描述了盆地现今的构造面貌及构造单元的划分；

※ 第四章系统论述了叠合盆地热演化史研究方法、热演化史恢复理论和原理及其在油气勘探中的应用；

※ 第五章主要论述了盆地地温场特征及深部热结构研究新结果；

※ 第六章阐述了鄂尔多斯盆地各时期盆地类型及古构造特征，分析了盆地古构造演化的特点；

※ 第七章主要介绍及总结了中—新生代以来盆地不同构造单元抬升历史及差异；

※ 第八章系统阐述了应用多种古地温温标及叠合盆地热史恢复理论进行鄂尔多斯盆地古地温场恢复取得的成果，论述了中生代晚期构造热事件的确定及发现，揭示了中生代热事件及形成机制，恢复了中—新元古代以来的热演化史，分析了不同构造单元的差异，建立了盆地热演化史模式；

※ 第九章重点论述了中—新元古界顶面、奥陶系顶面及三叠系顶面的构造热演化过程，分析了热演化过程的特点及差异；

※ 第十章在系统分析盆地构造热演化的基础上，结合典型油气生烃成藏历史分析，明确了鄂尔多斯盆地油气成藏期次及成藏关键时期，在此基础上应用盆地沉积构造热演化史恢复技术及油气系统分析评价技术，对鄂尔多斯盆地中—新元古界、古生界、中生界油气系统进行了划分及系统评价，从烃源岩发育层位及热演化程度预测了中生界、古生界油气有利勘探区带，指出了未来油气勘探方向。

《鄂尔多斯叠合盆地构造热演化史与油气成藏》是一部全面系统深入论述鄂尔多斯盆地构造热演化史与油气成藏关系的专著，是地热研究领域的一部力作。该书紧密结合油气、地热勘探实践，在叠合盆地热演化史恢复理论与方法、现今地温场特征及深部热结构、构造热事件及抬升事件厘定、热演化史恢复、生烃与成藏期次、构造热事件与油气成藏关系模式等方面取得的一系列创新科研成果的总结。该书内容全面、资料丰富、图文并茂，包含大量珍贵的科学资料，创新性的学术观点和新颖的研究方法，是一部叠合盆地热史恢复与油气评价的实践应用指南。

中国科学院院士

2025 年7 月10 日

本文摘编自《鄂尔多斯叠合盆地构造热演化史与油气成藏》（任战利等著. 北京: 科学出版社, 2026. 8）一书“前言”“序一”“序二”，有删减修改，标题为编者所加。

(沉积盆地热演化史与油气勘探进展丛书)

责任编辑：万群霞 冯晓利

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、成藏及富集有重要的控制作用，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。本书是作者研究团队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。

本书可供从事油气地质与成藏评价研究、油气及地热资源勘探、盆地动力学等领域的科技工作者，以及高等院校教师、研究生及本科生参考，也可作为油气成藏评价与综合勘探、盆地地热方向研究生的实践指导用书。

（本文编辑：刘四旦）

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