塔北-塔中区域构造地质大剖面解析及古隆起成因新解

塔北隆起和塔中低凸起是塔里木盆地十分重要的油气战略区带,研究和对比二者之间的地层系统、断裂特征和地质结构差异,对下一步的石油勘探研究具有积极意义。为了揭示两个古隆起的地质结构和成因机制,选取了一条过塔里木盆地中部的南北向区域构造地质剖面,结合最新的钻井、测井和地震资料,利用断层相关褶皱理论,对其进行了精细解析和刻画。研究结果表明：塔北隆起和塔中低凸起是受控于基底大型断层转折褶皱的古生代古隆起,由南向北的挤压应力所产生的地层位移,被塔中低凸起吸收后继续经满加尔凹陷向塔北地区传递,最终被塔北隆起吸收,加里东中晚期—海西早期是两个古隆起形成的主要时期。塔北隆起后期因南天山褶皱带的冲断作用而遭受破坏,古生界和中生界遭受大范围剥蚀,新生界自北向南加厚,断层转折褶皱前翼难以识别,塔中低凸起古生界构造运动强烈,中新生界未发生大规模断裂活动,古隆起形态稳定。     

塔东北草湖地区差异构造变形特征与动力学过程探讨

草湖地区位于塔里木盆地东北部与库鲁克塔格隆起的结合部位,该区古生界-中生界地层保存比较齐全,较完整地记录了塔里木盆地东北缘的构造演化。基于最新二维地震资料构造解释,利用断层相关褶皱分析技术,对草湖地区构造变形样式、运动学特征进行了精细解析。研究表明,草湖地区断裂变形具有“上下分层、南北分段、东西分带”的特征,断裂活动总体上具有逆冲兼压扭性质,主要发育海西晚期、印支期、燕山中期3期构造变形,均具有断层相关褶皱的几何学特征。在构造变形分析的基础上,选择典型地震测线剖面,利用平衡剖面技术,恢复了草湖地区的构造演化历史,即加里东晚期-海西早期的构造运动,奠定了研究区及周缘的隆凹格局,主要形成了阿克库勒凸起、草湖凹陷、尉犁鼻凸;海西晚期,发育逆冲滑脱断层;印支期、燕山期继承性的压扭走滑下,最终形成该区的构造格局。      

塔北隆起构造演化特征及对奥陶系碳酸盐岩的控储控藏作用

塔里木盆地是在前震旦纪陆壳基底之上发育起来的大型叠合盆地。从震旦纪到新近纪,塔北隆起经历了多期构造运动。构造活动形成的构造背景为油气运移创造条件,断裂为油气运移提供良好的通道;多期岩溶作用改造储层,为油气富集提供良好的储集空间。整体而言,塔北隆起与奥陶系岩溶储层改造及油气富集相关构造运动大致分为6期,中加里东期,桑塔木组沉积期存在暴露的斜坡背景;晚加里东运动以北部整体掀斜为特征,并发育NNW走向的走滑断裂;早海西期构造运动主要发育于轮南凸起,形成了轮南鼻状凸起及东河塘—轮台断裂带、轮西断裂—轮南断裂带及桑塔木断裂带等3条主要断裂带;晚海西期构造变形与火山岩侵入所产生的挤压及差异挤压相关,构造变形主要发育在侵入体周缘;印支期在NW向挤压应力作用下,在塔北西部产生基底卷入型的逆断层及逆冲走滑断层,东部老断裂活化;燕山期构造变形微弱,喜马拉雅期受南天山逆冲挤压形成库车坳陷,塔北隆起北部随之沉降,且受差异挤压作用,形成NNE走向的走滑断层。塔北隆起的岩溶形成时期主要有中、晚加里东期和早海西期。中加里东期桑塔木组沉积前存在暴露的斜坡背景,形成明暗河系统;晚加里东期在桑塔木组尖灭线以北发育风化壳型岩溶储层;桑塔木组尖灭线向南8km范围内发育承压型顺层岩溶储层;更南部则主要发育深部潜流型岩溶储层。早海西期岩溶主要发育于轮南凸起,叠加发育于中加里东期岩溶之上。塔北隆起油气由南向北运移,断裂是油气运移的重要通道。NNW向走滑断层控制油气的早期运移,NNE向走滑断层对油气的后期调整具有重要作用。     

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凝析油气富集带的地质特征１．轮台断隆的地质结构轮台断隆是塔北古生代残余古隆起的核心,是受英买７号—轮台大断裂和牙哈大断裂控制的断垒块体。上述两条大断裂在古生代呈背冲式逆断层,到了中生代反向活动,在其上方派生出两组正断层。轮台断隆南侧是塔北隆起的南斜坡...     

塔里木盆地北缘温宿凸起压扭隆升的证据

温宿凸起是塔里木盆地北缘极为重要的近东西向构造带。前人研究认为,温宿凸起以逆冲变形为主。但是,这一认识既与地震剖面上背冲的2个方向断层同等发育矛盾,又与主干断层产状突变矛盾。基于高分辨率二维地震剖面的精细地质解释,提出塔里木北缘温宿凸起的构造变形以走滑为主,而非前人认为的以逆冲为主。主要证据是:（1）在地震剖面上,表现为2个正花状构造的变形特征;（2）形成花状构造的主干断层（沙井子断裂与古木别兹断裂）在东段向南强烈逆掩,在西段则向北强烈逆掩,顺断层走向产状多变;（3）温宿凸起的前中生界为古老的震旦系—寒武系,向南、向北分别逆冲于阿瓦提凹陷与乌什凹陷中—新生界之上。走滑构造变形发生于加里东中期（晚奥陶世末）、加里东晚期（志留纪末）、海西早期（早—中泥盆世末）、海西晚期（晚二叠世）、印支—燕山期（三叠纪末期和晚白垩世）和喜马拉雅期（古近纪、新近纪和第四纪）。该走滑构造带的厘定表明,古生代时期塔里木盆地北缘可能并非统一的构造—沉积环境,温宿凸起为一重要的构造—沉积分隔带。      

塔里木盆地草湖凹陷古生界上泥盆统底和三叠系底构造不整合面剥蚀量估算

 草湖凹陷古生代可以划分为震旦纪—中泥盆世与晚泥盆世—二叠纪两大构造旋回。本文采用“地层结构外延法”“剥蚀量变化率法”近似估算了草湖凹陷古生界T₆⁰（上泥盆统底）、T₅⁰ (三叠系底)构造不整合面剥蚀量。草湖凹陷T₆⁰剥蚀量为1000～2500m以上，总体上自南向北逐渐增大，草湖凹陷西北地区和东部鼻状隆起核部剥蚀幅度最大，剥蚀量大于2500m；T₅⁰剥蚀量为100～1000m，自西向东逐渐增加，剥蚀量高值区位于草湖凹陷东部。     

温宿凸起构造几何学与运动学特征

温宿凸起位于塔里木盆地西北缘塔北隆起西段,作为克拉通内古隆起的一部分,是研究板块内部变形的理想对象。为研究温宿凸起构造几何学与运动学特征,基于钻井、测井、地震、数字高程模型和地质图,结合周缘地区的地层结构,精细刻画沙井子边界断裂和温宿北断裂的几何学特征,以断层相关褶皱理论为指导,建立温宿凸起几何学与运动学模型。研究认为,温宿凸起是由沙井子断裂、温宿北断裂以及基底隆升控制的继承性构造。沙井子断裂早期以断层传播褶皱模式发育,后期沿褶皱前翼发生突破,第四纪末期发育张扭性断裂。温宿凸起的形成起始于早奥陶世末期;二叠纪末期受南天山洋关闭影响,构造基本定型;中生代处于构造松弛期;新生代因南天山造山作用而被强烈改造,温宿凸起及周缘地区总缩短量约35.40 km.断裂的精细研究,尤其是断裂的分期研究,可作为复杂构造解析的突破口。     

郯庐断裂带辽东湾段新生代右旋走滑变形及其模拟实验

郯庐断裂带是一条区域性深断裂带,地球物理勘探资料表明郯庐深断裂主位移带在辽东湾坳陷大致沿坳陷东部边缘通过.辽东湾坳陷东部沿辽东凸起两侧发育有若干陡倾或近直立的断层.这些断层自盆地基底一直切割到新近系中,部分断层甚至切割到更新统及全新统.在辽东凸起南段,断层表现为向南西撒开、向北收敛的帚状断层组合,所有断层在剖面上均显示正断层位移特征;在辽东凸起北段,断层表现为向北北西发散、向南收敛的羽状断层组合,西侧的部分断层在剖面上具有明显的逆冲断层位移特征.辽东凸起附近盆地盖层中的断层组合表明,北北东向断层在新生代有明显的右旋走滑运动.沙箱模拟实验表明,沿辽东凸起南、北两段的断层组合可能与郯庐深断裂新生代右旋走滑位移有关,断层组合形式、运动性质的差异可能与郯庐深断裂主位移带走向变化有关.     

黄骅盆地早第三纪沉积史与环境特征

黄骅盆地位于燕山南麓,走向北东,长约250公里,宽50—100公里,面积约17000平方公里。大体以增福台、六间房、赵家堡—线为界分为南北两大区(图1)。南区挟于沧县、埕宁隆起之间,均以断层相接。走向北东,宽40—60公里,长约120公里。西为沧东、南皮凹陷带;东为盐山、常庄凹陷带;中央自南而北雁行地分布有黑龙村—徐阳桥凸起(轴部为上古生代地层)、孔店凸起(轴部为上古生代地层)、港西凸起(轴部为中生代地层)。西侧陡深,东侧缓浅;南高北低。北区范围辽阔,北抵燕山南缘大断裂带,南至埕北斜坡,长约100公里;西临沧东断裂带,东到海中隆起,宽约70公里。     

惠民凹陷构造样式及分布规律研究

综合应用钻井和测井等基础地质资料,对惠民凹陷区内的三维和二维地震剖面进行了精细解释,分析了构造几何学特征。以盆地形成和演化的构造背景为基础,对惠民凹陷发育的五大类主要构造样式(滚动构造、岩浆底辟构造、披覆构造、断块构造、滑动断阶)进行了研究。滚动构造受近南北向拉伸作用和地层本身重力的双重影响,主要发育在大型断裂带主断层下降盘弧形内弯处(如临商断裂和夏口断裂);惠民凹陷火成岩的分布受北东、北西和东西向3组深大断裂控制,岩浆底辟构造和火成岩披覆构造发育的主要构造带位于两组断裂的交会部位(临南洼陷东部和阳信洼陷东部);潜山披覆构造受古构造及潜山带分布控制,继承发育了基底古生界隆起及中生界断块山的中央隆起带,主要发育古近系披覆背斜构造,在南部燕山期形成的宽缓褶曲背景上,主要发育古近系潜山披覆断鼻,缓坡带的东部主要发育潜山披覆断块构造;惠民凹陷北部陵县—阳信铲式大断层控制了滑动断阶构造的分布,基山、阳9等陡坡带发育同向滑动断阶构造,在阳信、滋镇洼陷等缓坡带的孔店组—沙河街组四段(沙四段)主要发育反向滑动断阶构造。     

塔北隆起晚奥陶世—中泥盆世古隆起格局演变

塔北隆起奥陶系大型油气田的发现促进了地质学家对该地区早古生代构造格局的探讨。早古生代不整合的地理、几何和时间变量解析有助于认识塔北古隆起的形成过程。基于大量的钻井和地震资料,解析了塔北隆起地区志留系底、顶部不整合,厘定了古隆起在晚奥陶世末和中泥盆世末的形态和展布范围,最终探讨了古构造应力场的演变。研究表明,塔北隆起地区志留系底、顶部不整合面都具有“下削上超”不整合结构,即不整合面之下的地层被削截,而年轻地层超覆于不整合面之上。隆起范围在晚奥陶世末期近东西向展布,而中泥盆世末期在南部斜坡上转变为3个古凸起（英买力低凸起、轮南低凸起、库尔勒鼻状凸起）,整体上呈北东-南西向展布。晚奥陶世末近东西向的古隆起在中泥盆世末叠加了北东-南西向的构造,表明挤压应力场由晚奥陶世的南北向逐渐转变为北西-南东向。为已取得的关于塔北晚加里东期古隆起格局的认识提供了重要科学依据,并给予了详细的论证。     

塔里木盆地孔雀河地区构造特征

孔雀河地区受库鲁克塔格断隆与多期构造运动的影响,构造较为复杂。对该区有重要影响的断裂有孔雀河断裂、巴里英断裂、尉犁断裂和维马克– 开屏断裂。本区经历了 5 个演化阶段:被动陆缘盆地阶段; 挤压反转古鼻凸形成阶段; 克拉通内凹陷阶段; 克拉通内坳陷盆地发展阶段和类前陆盆地发展阶段。加里东末期的构造运动,奠定了下古生界的基本构造轮廓; 燕山运动古生代构造再生; 侏罗系构造基本定型; 喜马拉雅运动使本区发育为类前陆盆地。古生界发育大型鼻凸,中生界以断背斜圈闭为主,依附于逆冲断裂。圈闭类型可划分为 4 大类、10 小类,主要发育 3 种构造样式。     

黄骅坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制

近期,渤海湾盆地黄骅坳陷港北、乌马营和歧北等古潜山内幕与上古生界煤系有关的原生气藏勘探取得重大发现,揭示其巨大的油气资源潜力。为了深入认识该坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制作用,采用构造解析、埋藏—热史分析、岩心薄片观察以及盆地生烃模拟等手段,综合分析了中生代构造体制与演化、盆地迁移过程、煤系烃源岩地球化学特征和生烃史,研究了中生代盆地沉降、迁移及岩浆活动对煤系烃源岩生烃的影响。研究结果表明:①黄骅坳陷中生代发生了多期、多类型的构造运动,构造事件主要有三叠纪克拉通抬升—沉降运动、侏罗纪差异压陷—压扭运动、白垩纪火山活动和伸展抬升运动;②盆地迁移过程为由南向北,孔店隆起为南、北迁移的重要界限;③黄骅坳陷上古生界煤系烃源岩经历两次生烃过程,存在着早期油气藏;④沧东凹陷上古生界煤系晚侏罗世末进入有效生烃门限,歧口凹陷上古生界煤系烃源岩早白垩世末进入生烃门限;⑤中生代构造运动对烃源岩一次生烃演化的控制主要体现在中生代各时期盆地迁移事件控制烃源岩一次生烃序列、岩浆岩局部加热事件促使烃源岩中有机质加速生烃和异常成熟等两个方面。结论认为,该研究成果明确了中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩一次生烃演化的控制作用,对华北地区中生代构造运动、原型盆地恢复、煤系生烃演化研究以及油气勘探等都具有参考价值。     

塔里木盆地西南坳陷东部构造特征及对油气成藏的控制

运用断层相关褶皱理论对位于塔西南坳陷东部的玛扎塔格、玉北1及和田南构造带进行了几何学与运动学特征分析。研究表明,玛扎塔格断裂带主要发育深浅2套断裂系统,深部断裂系统形成断层传播褶皱,浅层为冲断构造;玉北1构造带构造变形主要集中在古生界,发育复合叠加型断层传播褶皱;位于西昆仑山前的和田南断裂带为逆冲前缘带,由多个滑脱层共同作用形成构造楔。加里东晚期-海西早期、海西晚期及喜马拉雅期是影响该地区构造形成和演化的主要时期。该地区油气成藏受断裂控制影响明显,喜马拉雅期该地区的地层发生大规模掀斜改造,使得麦盖提斜坡枢纽部位与巴楚隆起南缘构造带成为油气富集的有利区带。      

济阳坳陷晚古生代—中生代构造演化特点

利用奥陶系和石炭系灰岩地层中的垂直缝合线构造,对济阳坳陷古生代古构造应力场进行的判别结果表明,自奥陶纪开始华北克拉通盆地就受到NNE—SSW向的水平挤压而整体抬升,在遭受长达140Ma的剥蚀作用后,即至晚古生代古构造应力场仍未发生改变。对地震剖面、断层活动特点以及火山活动的研究表明,晚三叠世济阳坳陷区挤压作用达到最强;早侏罗世—中侏罗世是构造转换过渡期;晚侏罗世开始以近南北向的伸展作用为特征,这是华北东部地区地幔柱上涌的结果。利用岩石薄片数据对晚古生代和中生代物源区性质和构造背景进行了判别。结果表明,石炭-二叠纪物源区性质为再旋回造山带和破裂岩浆弧;中生代物源区性质为再旋回造山带和岩浆弧,古老的基底陆块尚未遭受明显的剥蚀,说明济阳坳陷为活动大陆边缘陆相盆地。     

塔北草湖凹陷形成演化新认识及油气地质意义

基于二维地震剖面的精细地质解释,并结合钻井资料的分析,提出了塔北地区古生代以来草湖凹陷形成演化的新认识,认为塔北草湖凹陷东、西两侧斜坡的形成时间与形成机理存在明显的差异。凹陷西侧中-上奥陶统自东向西超覆沉积特征明显,表明西斜坡主要形成于加里东中期,形成机理是在持续区域挤压背景下,草湖地区相对沉降,阿克库勒地区相对隆升,表现出沉积型凹陷斜坡的特征;而凹陷东侧可见奥陶系、志留系等地层被强烈抬升并遭受剥蚀,角度不整合于上泥盆统-石炭系之下,后者又角度不整合于三叠系之下,表明东斜坡主要形成于加里东晚期和海西早、晚期的强烈构造变形,以海西晚期为主,表现出构造型凹陷斜坡的特征。草湖凹陷西侧有利于发育下奥陶统岩溶型地层圈闭,凹陷东侧有利于发育志留系、石炭系和三叠系超覆型岩性圈闭及中-上奥陶统不整合型地层圈闭、下奥陶统岩溶型地层圈闭,它们是下一步油气勘探的重要方向。     

准噶尔盆地沙湾凹陷构造-地层层序与盆地演化

研究准噶尔盆地沙湾凹陷的构造-地层层序及盆地演化,不仅对于认识盆地结构及油气勘探具有重要意义,同时对中亚造山带构造演化的研究也具有一定的启示。文章利用井、震结合的思路,精细追踪地震同相轴,结合连井剖面对比,分析石炭纪以来各地层内部的削蚀及超覆尖灭关系,并结合相应的构造体制转换过程,将研究区综合划分出6个大的构造层。依据断层相关褶皱理论开展精细构造解释,并利用平衡剖面技术,重点分析了沙湾凹陷自晚石炭世以来的构造演化。研究认为沙湾凹陷的形成演化经历了晚石炭世伸展断陷、早二叠世伸展拗陷、中二叠世—晚三叠世前陆盆地、侏罗纪陆内拗陷及压扭盆地、白垩纪—古近纪陆内拗陷及新近纪—第四纪陆内前陆盆地7个阶段,其演化过程主要受周缘边界断裂带多期活动的控制。西边界的红车断裂带在晚海西运动中期（P₂）,印支运动晚期（T₃）及燕山运动中晚期（J₂-E）的强烈扭压作用对沙湾凹陷的构造演化及相应地层的发育与分布影响最强。     

渤海湾盆地桩海地区NNE向断层性质及其对油气的影响

根据对高分辨率三维地震资料和钻井资料的联合解释,研究了渤海湾盆地桩海地区近NNE向断裂及其伴生构造的地质特征。这些断裂在平面上呈雁行状排列,在断层两盘构造变形和地层差异明显并存在伴生的雁列褶皱,在地震剖面可见发育完好的花状构造,因此具有走滑构造特征。NNE向断裂与郯庐断裂基本平行,早期的走滑作用形成于印支期,晚侏罗世到早白垩世的右旋走滑作用导致了沿断裂带深部岩浆的大量侵入和控制了晚中生代盆地巨厚陆源碎屑沉积;晚期走滑作用主要表现为长堤潜山构造中新生代地层中不连续的雁列状断裂构造。