鄂尔多斯盆地及其周缘下侏罗统凝灰岩年代学及意义

沉积盆地地层序列中的凝灰岩是源区造山活动的直接产物,与造山带的活动性密切相关。鄂尔多斯及周缘盆地下侏罗统凝灰岩的相继发现,对于探讨早侏罗世构造演化的关键时限和大地构造背景提供了证据。以凝灰岩的锆石U-Pb年代学为线索,厘定了早侏罗世凝灰岩喷发的期次及关键时限,同时辅助以重点区域凝灰岩的地球化学特征,探讨了凝灰岩喷发的大地构造背景。研究认为：①下侏罗统凝灰岩分布具有明显的区域性,集中分布在鄂尔多斯盆地西南缘平凉、安口一带,鄂尔多斯盆地东北缘的宁武-静乐盆地及广灵盆地内,与北秦岭造山带和燕山造山带的演化密切相关;②不同地区凝灰岩的喷发时限并不完全具有等时性,鄂尔多斯西南缘平凉策底、安口地区凝灰岩的时代分别为175.2 Ma±2.4 Ma和168.4 Ma±1.3 Ma,宁武-静乐盆地陈家半沟剖面火山碎屑岩的时代为179.2 Ma±0.79 Ma,浑源-广灵盆地板塔寺剖面凝灰岩的年龄为171 Ma±1.0 Ma,总体上处于早侏罗世晚期至中侏罗世早期;③在凝灰岩微量元素Th/Hf-Ta/Hf构造环境判别图解中,所有投点全部落入了大陆裂谷带或者初始裂谷玄武岩区,反映了早侏罗世至中侏罗世早期鄂尔多斯及周缘地区整体上处于陆内拉张的构造背景。凝灰岩喷发时限的确定,也为鄂尔多斯盆地中生代热演化年代学的研究提供了直接的证据。     

华北古生界原型-变形构造演化及其控油气作用

在“原型控源、变形控藏”思想的指导下,论述了华北古生界从盆地原型-变形改造的构造演化过程,以及盆地演化对古生界烃源岩分布及其油气演化的控制作用。研究认为,古生代盆地演化主要受控于华北板缘洋-陆构造体制的转换,成盆主要集中在克拉通边缘;早古生代在克拉通边缘依次发育了被动边缘-活动边缘-碰撞边缘的盆地原型,寒武系-奥陶系烃源岩形成于拉张背景下的被动边缘盆地、坳拉槽和台内坳陷;晚古生代石炭-二叠纪盆地主要受控于华北板缘的张裂作用,以及不同时期向克拉通内部产生的不同方向海侵,形成东、西差异的含煤层系和烃源条件。中、新生代成盆作用主要集中在克拉通内部,历经了4次重要的构造变格,总体呈现东西分区、南北分块的构造演化格局,在华北古生界之上并列叠加了挤、滑、张、沉不同构造背景下的多种盆地原型,将古生界改造成块隆、块坳构造;受中、新生代差异的盆地叠加作用,华北古生界形成了持续生烃和具燕山期与喜马拉雅期二次生烃的不同油气演化过程。渤海湾济阳坳陷、临清坳陷东部和南华北周口坳陷中东部处于上古生界二次生烃的有利区,是进一步寻找上古生界晚生晚成型油气藏的主要地区。     

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。     

鄂尔多斯克拉通盆地寒武纪古构造与岩相古地理再认识

依据野外露头、钻井和地震等资料,对鄂尔多斯盆地寒武纪古构造和岩相古地理开展研究。厚度图法研究表明,寒武纪的沉积格局与中新元古代的沉积格局具有继承性,古构造整体呈现“三槽二陆一洼”的特征。以此为指导,运用碳酸盐岩沉积学,将鄂尔多斯寒武系划分为滨岸、碳酸盐岩开阔台地、陆棚缓坡和海槽四大沉积体系,编制了5张鄂尔多斯地区寒武纪岩相古地理图。岩相古地理总体特征表现为古陆之外为滨岸,滨岸之外为台地,台地内部有洼地,台地外部为缓坡,缓坡边缘见海槽。鄂尔多斯地区在寒武纪经历了一个完整的海进-海退的演化过程。早寒武世表现为广大地区仍为古陆,仅在西南缘环陆发育了一套滨岸和开阔台地相沉积;中寒武世海侵扩大,古陆面积缩小,并被分割成3个独立的古陆,至张夏期吕梁古陆消失,中东部广大地区表现为广阔的开阔台地相沉积,西南缘为陆棚缓坡和海槽相沉积;晚寒武世,海退开始,鄂尔多斯古陆呈南北向条带状分布于鄂尔多斯中部地区。     

华北-东北地区海相层系烃源特征与战略选区

摘要：通过大量露头、钻井样品的测试分析,初步落实了冀北中-新元古界、华北南缘下寒武统、鄂尔多斯盆地西南缘中奥陶统优质烃源岩的分布。冀北中-新元古界优质烃源岩主要分布在蓟县系洪水庄组下部,华北南缘下寒武统优质烃源岩主要发育在辛集组（或雨台山组）底部,鄂西南中奥陶统较好烃源岩主要发育在平凉组下部,它们均以黑色泥页岩为主要特点。同时指出,华北台内奥陶系马家沟组碳酸盐岩是一套总体较差的烃源岩;上古生界石炭-二叠系煤系烃源岩以南华北地区发育条件最为优越,比鄂尔多斯、渤海湾盆地多发育了上、下石盒子组含煤层系。综合运用多种分析测试技术,对东北地区上古生界进行了变质相区划,初步认为二连盆地中西部、松辽盆地东南部是上古生界发育未变质潜在烃源岩的主要地区。综合评价认为,鄂尔多斯盆地西南缘是古生界油气突破的有利地区,华北南部是进一步探索上古生界煤成油气的有利地区,冀北中-新元古界、东北上古生界是值得进一步研究探索的新领域。     

鄂尔多斯盆地上古生界形成深盆气藏区域地质研究

鄂尔多斯盆地是一个位于古老克拉通基底之上的边缘沉降盆地，除盆地边缘有一些褶皱和断裂外，盆地主体是一个十分平缓的大单斜，有利于深盆气的形成和聚集。构造演化经历了坳拉谷斯、地台阶段的稳定区内部整体沉降期和稳定区内部差异沉降期、以及稳定区边缘沉降期，最终成为类前陆盆地。分别形成了早古生代浅海台地相碳酸盐岩、晚古生代海陆交互相含煤岩系、中生代河流－湖泊相砂泥岩，新生代类前陆盆地砂泥岩等四大套沉积岩系。其中     

克拉通盆地构造分异对大油气田形成的控制作用——以四川盆地震旦系—三叠系为例

克拉通盆地是中国海相碳酸盐岩油气赋存的主体,但过去在古老克拉通盆地构造分异对海相碳酸盐岩油气田形成与分布的影响方面缺少系统的研究,导致碳酸盐岩油气勘探有利区带评价优选难度大。为此,基于多年来对四川盆地震旦系—三叠系原型盆地与岩相古地理的研究成果,遵循构造控制沉积及油气分布的思路,分析了克拉通盆地的构造分异型式及其对油气成藏要素与分布的控制作用。结果表明:①克拉通内裂陷控制了优质烃源岩及生烃中心,与侧翼台缘带优质储集体构成良好的源—储组合,近源成藏条件优越;②克拉通内发育的差异剥蚀型、同沉积型、褶皱型3类古隆起及深大断裂,有利于碳酸盐岩规模储层的形成与分布;③多期、多类型构造分异的叠合区有利于形成大油气田。结论认为:四川盆地海相碳酸盐岩油气勘探潜力巨大,具有有利油气成藏条件的德阳—安岳裂陷东翼台缘带震旦系灯影组、川中古隆起斜坡区下寒武统龙王庙组、川中—川西地区中二叠统茅口组等是该盆地天然气勘探的新领域,值得重视。     

鄂尔多斯克拉通地块活化了吗？

克拉通地块在演化过程中的活动性是大陆保存状态研究的核心内容,克拉通不同程度的活动性与油、气、煤、铀和盐类等矿产资源密切相关,制约着板内的地震活动,因此是能源、资源与环境研究的热点之一。以华北克拉通西部的鄂尔多斯地块为例,以地块内部的深井与高精度反射地震剖面为基础,揭示了鄂尔多斯地块的构造活动性,并将这种活动性称之为“活化”。研究表明,自中元古代以来,鄂尔多斯克拉通地块的活化表现在6个方面：①地块内部或周缘发育了中元古代、寒武纪—早奥陶世、石炭纪—早二叠世、中-晚三叠世与新生代等5期裂陷或伸展活动;②地块内部发育了中-新元古代、奥陶纪、晚石炭世、中-晚三叠世、早白垩世与中新世晚期—第四纪等6期岩浆活动,尤以长城纪、早白垩世岩浆活动为盛;③发育了7个时期的断裂系统及断层相关褶皱;④发育了长城系与前长城系、蓟县系与前蓟县系、震旦系与前震旦系、寒武系与前寒武系、奥陶系与前奥陶系、石炭系与前石炭系、三叠系与前三叠系、侏罗系与前侏罗系、白垩系与前白垩系、第四系与前第四系等10个区域性不整合面;⑤经历了中-新元古代、早古生代、石炭纪—三叠纪与侏罗纪—白垩纪等4个构造沉降旋回,沉降中心发生明显迁移;⑥新生代地块周缘地区快速裂陷并沉降充填,内部则隆升剥蚀,地块周缘及内部均发生了一系列强震活动。鄂尔多斯地块的演化受周缘板块构造背景与深部构造活动的强烈控制,早白垩世的岩石圈可能经历了大规模减薄,新生代晚期地块北部的岩石圈发生活化和减薄,这与鄂尔多斯地块逆时针旋转、上地幔物质部分熔融及其沿周缘地堑系薄弱带上侵有关。鄂尔多斯地块已发生了较明显的活化,活化事件对成盆、成烃与成藏可能具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地及其邻区关键构造变革期次及其特征

鄂尔多斯盆地为典型的克拉通内盆地,油、气、煤、盐、铀等矿产资源丰富。研究构造运动的期次、序列与性质将为揭示克拉通盆地的成因与演化过程奠定基础,同时也将为探讨多种能源、矿产资源赋存的内在机制提供依据。基于近年来的高精度区域反射地震剖面和深井资料,结合周缘地质露头分析,通过厘定鄂尔多斯盆地的关键构造变革时期,建立了盆地演化的时-空框架。研究表明,鄂尔多斯盆地由下至上发育10个区域不整合面,分别为长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系和第四系底界不整合面;盆地发育中元古界、寒武系-奥陶系、上石炭统-三叠系、侏罗系、下白垩统和新生界6个构造-地层层序。鄂尔多斯盆地的形成与演化受控于周缘板块构造作用,经历了中元古代早-中期大陆裂解、寒武纪-中奥陶世被动大陆边缘、晚奥陶世主动大陆边缘形成与碰撞造山、晚石炭世-二叠纪末期周缘裂解、中生代早期大型陆内坳陷、中生代中-晚期陆内前陆盆地和新生代周缘断陷等演化过程。鄂尔多斯盆地岩石圈深部的构造作用相对活跃,盆地内部发育中奥陶世、中-晚三叠世、早白垩世与晚中新世4期中酸性、中基性火山活动,其中,早白垩世晚期的火山活动强烈。结合周缘板块构造事件、盆内岩浆活动和盆地沉降-隆升过程分析,鄂尔多斯盆地经历了新元古代、晚奥陶世、中-晚三叠世、晚侏罗世-早白垩世、新生代5个关键构造变革期,这些构造变革期控制了盆地的构造演化和地质结构,对鄂尔多斯盆地的油气分布产生了深远影响。     

鄂尔多斯晚三叠世盆地构造属性及后期改造

基于60多条地表露头考察及300多口重点探井资料分析,并结合前人研究成果,运用板块构造和地球动力学原理,对晚三叠世鄂尔多斯盆地发育的构造环境、盆地构造属性以及盆地后期改造等几个构造问题进行了探讨。研究认为:(1)晚三叠世鄂尔多斯盆地构造属性具有三分性:主体为克拉通坳陷盆地,南(西南)缘具前陆盆地性质,西北缘具裂陷盆地性质,这一格局与鄂尔多斯盆地特殊的地质边界条件以及晚三叠世特殊的受力方式有关;(2)晚三叠世原型盆地主要经历了4期多种方式的后期改造作用,造成盆地面积与改造前相比缩小了约30×104km2;(3)依据残存烃源岩分布,指出除现今鄂尔多斯盆地内部及西缘冲断带下盘外,与鄂尔多斯盆地西缘相邻的六盘山盆地以及南缘渭河盆地也是今后值得探索的勘探新区域。      

豫西地区晚三叠世原型盆地及含油气性分析

晚三叠世是稳定的华北克拉通向构造活动剧烈的滨太平洋构造域过渡的时期,在南华北西部及鄂尔多斯地区沉积了巨厚的上三叠统.济-洛地区上三叠统位于大鄂尔多斯盆地东南部,属滨浅湖(油坊庄、椿树腰组)向半深湖相(谭庄组)过渡的沉积,生油岩厚度和质量较长庆地区偏薄偏差.在燕山和喜山运动中,鄂尔多斯盆地庆阳-延安地区因构造稳定,油气生成、保存条件好,形成油气富集区;济源-洛阳地区则因构造活动剧烈,上三叠统在许多地方剥缺,早期油气藏遭受严重破坏.      

六盘山弧形冲断体系构造新认识

地层分布、重力、磁力、地震、CEMP 多种资料综合分析认为,鄂尔多斯盆地西缘冲断构造带由六盘山弧形冲断体系和桌子山-贺兰山冲断体系组成,它们是互为独立的冲断推覆构造; 明确指出,六盘山弧形冲断体系为祁连地体拼贴到华北陆缘地体(鄂尔多斯地块西部) 之上的冲断推覆构造,具有独特的双层地体叠置结构。主张将华北地台的西界移至中卫-海原-宝鸡一线,并推断六盘山盆地深部发育华北地台的基底和古生界的盖层。这为在鄂尔多斯盆地以外地区勘探和鄂尔多斯盆地类似的古生界天然气赋存层系提供了线索,具有重要的理论和现实意义。     

从被动陆缘到主动陆缘——东海陆架盆地中生代构造体制转换的盆地记录

东海陆架盆地位于欧亚板块与菲律宾海板块交接区的东缘,是发育在华南陆块之上的中、新生代叠合盆地,对其开展中生代沉积、构造特征及演化的研究,对于全面了解华南陆块的大地构造演化具有重要意义.为此,利用近几年最新采集的多道地震数据,对东海陆架盆地中生代盆地结构及构造特征进行了研究,利用平衡剖面的构建与定量恢复,分析了构造演化史和盆地充填史.研究结果表明:东海陆架盆地在中生代侏罗纪为基本不受断裂控制的大型拗陷盆地,在白垩纪为典型的箕状断陷盆地;东海陆架盆地在中生代经历了晚三叠世-早、中侏罗世被动大陆边缘拗陷盆地阶段、晚侏罗世-早白垩世早期安第斯型主动大陆边缘岛弧隆升阶段和早白垩世晚期-晚白垩世西太平洋型主动大陆边缘弧后伸展盆地阶段,最终奠定了新生代盆地发育的基础.     

华北克拉通分割与鄂尔多斯上古生界含气问题

华北克拉通经历了印支、燕山和喜马拉雅期构造运动,主要在从西向东的构造挤压力和东部的构造拉张力的联合作用下,把克拉通分割成阿拉善、鄂尔多斯、山西、河淮、胶辽和北部的内蒙古几个地块。在鄂尔多斯的上古生界煤成气资源十分丰富,根据烃源、运移和储集层、圈闭条件分析,在这里应该有6个含气带,即乌达－银川、杭锦旗、东胜－靖边、神木－绥德、米脂－延安和天环坳陷。     

苏北盆地火成岩发育与构造演化的关系

苏北盆地作为中国东部中、新生代的张性盆地之一,其断裂构造发育,岩浆活动频繁,新生代以来火成岩多为基性喷发岩和浅成侵入岩,具有时代越新,越偏碱性的特点,说明了岩浆源较深、拉张作用导致的深大断裂活动与岩浆岩关系密切。岩浆活动是板块构造运动的产物,是区域构造运动的表现形式之一,通过对火成岩特征和演化的分析,可以研究构造运动的强弱和对构造圈闭的影响。     

东秦岭—大别及两侧的大地构造旋回与油气勘探领域

中元古代以来,东秦岭—大别造山带及两侧的盆地群经历了5大构造旋回.中条(吕梁)运动以后,华北地区形成了冀辽、豫陕、徐淮坳拉槽.晋宁运动后,随着Rodinia古大陆解体,隶属于原特提斯洋系的秦岭—大别洋逐渐形成,扬子和华北克拉通边缘经历了从大陆裂谷到被动大陆边缘的演化过程,加里东中期运动(中奥陶世中期)后从伸展体制转为聚敛体制,俯冲—碰撞山系与聚敛型盆地相间的格局形成.加里东晚期或海西早期,早期分离的陆块重新拼合,泥盆纪总体为堑—垒相间的构造格局.晚二叠世,南部部分地区形成了小规模裂谷群,中、晚三叠世印支运动后转为挤压体制,它们经历了拼贴—碰撞—压榨的过程,并于侏罗纪末燕山主幕达到极致.白垩纪以来,形成了陆内伸展—走滑—弱挤压为主的盆地群,盆地再次被以伸展、走滑方式肢解.5大盆地旋回形成了丰富多彩的盆地原型及组合,形成了条件迥异的油气成藏的物质基础,纵向上构成了8套成藏组合.受构造演化和热体制控制的有效烃灶和有效保存是研究区成藏富集的主控因素.南北两侧盆地形成了众多勘探领域,除已建成油气工业生产基地的南襄、江汉新生代盆地外,北侧地区包括洛—伊晚古—早中生代残留盆地、太康残留盆地、周口叠加复合盆地、信阳复合盆地等,造山带内部的有南襄盆地深层的古生界,南侧地区包括江汉平原区前第三纪复合盆地、宜昌—当阳古生代的改造型残留盆地、鄂东南冲断带下的影子盆地、大洪山冲断带下的影子盆地等领域.      

中国东部燕山期高原的发育及对矿产和油气资源评价的启示

作者首次提出苏皖地块是特提斯演化阶段一个独立的构造单元。基于火成岩及变质岩和古地磁的研究成果认为苏鲁洋在晚侏罗—早白垩世最终闭合,苏皖地块与华北克拉通碰撞而出现高原,因而中国东部燕山期高原性质上应属碰撞高原。文中还讨论了高原边缘的冲断-推覆带和其内部的复杂结构(包括沿主碰撞-剪切带发育的相对高峻地带和相对开阔的山间磨拉石盆地),认为该高原是规模宏伟的东亚燕山造山系中变形变质相对弱的部分。高原自早白垩世末起坍塌,晚白垩世是东亚燕山造山系的全面坍塌期,第三纪时燕山期高原已不复存在。      

方解石原位U-Pb测年结合磷灰石裂变径迹方法约束鄂尔多斯盆地西南部构造演化

鄂尔多斯盆地下古生界油气资源丰富,盆地西南部下古生界海相碳酸盐岩地层沉积厚度大、有机质丰度较高,烃源岩热演化达到过成熟生干气阶段,但是构造演化缺乏深入研究,早期构造事件具体时限是一个亟待解决的关键科学问题。在详细的野外调查、显微结构特征、原位微量元素分析和区域沉积-埋藏演化历史的约束下,结合下古生界碳酸盐岩地层及其断裂破碎带内次生方解石原位U-Pb测年与磷灰石裂变径迹时间-温度曲线模拟结果,揭示了鄂尔多斯盆地西南部晚奥陶世、晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世末期—新生代以来的4期构造事件。结果表明研究区晚奥陶世（452±13）Ma存在一期热液改造事件,可能与加里东期原特提斯洋俯冲闭合密切相关;印支期（214±22）Ma的断裂活动是引起区域构造-热事件的重要原因,印支期构造事件规模有限;燕山期和喜马拉雅期构造活动强烈,造成鄂尔多斯盆地西南部大幅度隆升和强烈剥蚀。盆地西南部多阶段复杂的构造演化历史导致油气保存条件破坏严重,对寻找古生界天然气藏不利,应重视盆地天然气保存条件的研究。研究结果对鄂尔多斯盆地古生界油气勘探工作有重要指导意义。将低温热年代学与断裂带方解石原位U-Pb定年相结合分析构造演化的新思路,为解析复杂叠合盆地盆缘带构造演化及其后期改造过程的研究提供了新途径。