叠合盆地凸起区多期复杂断裂特征及形成机制——以准噶尔盆地车排子凸起为例

以高精度三维地震资料为基础,结合构造演化恢复和区域构造背景,系统研究了准噶尔盆地车排子凸起断裂分布和形成机制。结果表明,车排子凸起发育深部和浅部2套断裂体系,深部断裂体系和浅部断裂体系分别发育3种断裂样式。车排子凸起共经历5个构造演化阶段,其中,晚二叠世挤压-逆冲控制了深部断裂体系的初始形成,晚侏罗世逆冲-走滑控制了深部断裂体系的最终定型,新近纪叠加掀斜、局部伸展控制了浅部断裂体系的形成。不同断裂体系在油气成藏过程中均起到了重要作用。其中:深部断裂体系的红车断裂是重要的油源断裂,低序级断层控制形成了石炭系火山岩优质储集体;浅部断裂体系使得油气向浅部层系运移调整,同时形成了断块圈闭、断鼻圈闭和断层-岩性圈闭等丰富的圈闭类型。     

准噶尔盆地四棵树凹陷构造应力场与构造变形解析

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷高探1井的中生界油气勘探已获得重大突破,深入解析该地区深层致密砂岩的构造变形显得至关重要。综合野外、岩心、测井和地震等数据,利用地质调查与有限元数值模拟方法查明了四棵树凹陷的构造应力环境,明确了构造应力场对构造变形的控制作用。研究表明,四棵树凹陷现今的最大水平主应力总体呈SN向,具有分带性。在北天山西段、托斯台构造带和高泉构造带等地区,最大水平主应力方位呈NNW向;在艾卡构造带和车排子凸起等地区,最大水平主应力方位呈NNE向或NE向。晚喜马拉雅期以来,NNW向构造应力由北天山地区向四棵树凹陷内部逐渐传递,受其控制的凹陷内构造变形也沿NNW向传播扩展。高泉背斜清水河组的构造应力场数值模拟表明：研究区的最大水平主应力为80~170 MPa;构造应力在背斜南部、中部的断层附近集中,向北则减小;近EW走向断层附近的构造应力明显大于NNW （或近SN）走向断层附近的构造应力,总体显示高泉背斜处于压扭应力环境。构造应力场控制了高泉背斜的裂缝发育和展布,裂缝走向与最大水平主应力方向一致或呈小角度相交,且断层附近或背斜核部裂缝较发育。高探1井中发育的构造裂缝可能是该井取得高产的重要原因之一。     

渤中坳陷断裂构造特征及其对油气的控制

系统分析了渤中坳陷断裂构造特征,研究了断裂的形成演化对油气成藏条件的控制作用。渤中坳陷发育4种类型的断裂,即早期伸展断裂、中期走滑伸展断裂、晚期走滑断裂和长期活动断裂。断裂活动主要有3期:①沙三段沉积时期主要形成NNE向、NE向、近EW向伸展断层;②东营组沉积时期叠加了NNE向右旋走滑伸展断层和NW—NWW向左旋走滑伸展断层;③明一段—第四系沉积时期,受郯庐断裂带走滑活动的影响,NNE向断裂再次发生右旋走滑活动。断裂的形成和演化影响烃源岩的分布和热演化程度,形成多种类型的圈闭,为油气垂向运移提供良好的运移通道。发育长期活动断裂的斜坡带和中央凸起附近是油气运聚成藏的有利区域。     

吐哈盆地HYS反转构造及其平衡演化

吐哈盆地HYS构造从晚中生代至新生代经历了拉张伸展期、挤压抬升期、伸展拗陷期和强烈挤压褶皱期等演化阶段。拉张伸展期盆地引张伸展,断层为正断层,形成半地堑式构造单元;挤压抬升期,盆地受挤压抬升,断层活化为逆断层,伴随产生弱压缩褶皱;伸展拗陷期盆地再次引张伸展,断层转化为正断层,盆地呈拗陷沉降;强烈挤压褶皱期,受挤压应力场的作用,断层又活化为逆断层,并伴随断层产生相关的褶皱,形成了正反转构造和复杂的地层构造关系。后期的强烈挤压褶皱反转虽然形成了油气的聚集场所,但同时又破坏了构造圈闭的完整性及其保存条件,不利于构造油气藏的形成。     

渤海428构造带前新生代构造特征及其演化

渤海428构造带位于石臼坨凸起东倾没端,是渤海有利的潜山勘探地区。428构造带前新生代经历了复杂的构造演化过程,断裂和地层发育复杂。利用三维地震资料,结合钻井资料进行精细解释,建立428构造带前新生代构造-地层格架,并对构造带东、西部断裂发育特征、地层分布以及构造演化过程进行分析。研究表明：(1)428构造带下古生界东薄西厚;上古生界仅在构造带东部发育,西部缺失;中生界全区广泛发育,仅在428构造带东局部区域缺失。该区前新生界发育具有明显的“跷跷板”式特征。(2)428构造带主要发育伸展-改造型断裂、逆冲-改造型断裂和伸展断裂,在剖面上多表现为地垒式、地堑式、多米诺式、似花状构造、Y字和反Y字形构造等组合样式。断裂活动时期可分为中期活动、晚期活动和长期活动3种。(3)428构造带构造演化过程可分为加里东—海西期差异隆升、印支期挤压逆冲、燕山期挤压—伸展—再挤压以及喜山期伸展—走滑叠加等演化阶段。基底断裂的继承性活动、应力场方向以及应力性质转变是导致428构造带前新生代“跷跷板”式构造演化的原因。     

准噶尔-北天山盆山过渡带构造基本特征

准噶尔-北天山盆山过渡带是一条走向为NWW向(近EW向)的复杂构造变形带.根据构造变形样式的差异,该盆山过渡带从南向北可以划分为出若干变形"带",自西向东可以划分出若干变形"段",由深而浅可以划分出2～3个变形"层".北天山(包括博格达山)是由基底卷入逆冲断层和褶皱构成的基岩断隆带,其中主干断层为向山体倾斜的高角度逆冲断层.该盆山结合带宏观上是一条冲断挠曲带,高角度逆冲的山前大断裂的下盘发育一系列中-低角度的基底卷入逆冲断层,部分逆冲断层上盘发育相关褶皱,但是基岩顶面和卷入变形的沉积盖层总体上构成向盆地倾斜的单斜构造.准噶尔盆地内部是一个宽阔的分层变形叠置带,侏罗系及上覆底层主要为滑脱褶皱变形,侏罗系在背斜核部加厚,滑脱背斜下伏地层及盆地基底发育高角度基底卷入断层.NNE-NE向、近SN向变换断层或构造变换带将上述构造变形带分隔成不同的"段",同一"带"、同一"段"和同一"层"内的构造变形样式是类似的,不同"带"、不同"段"和不同"层"的构造变形样式则有明显的差异.盆山过渡带的构造特征受早二叠世正断层和走滑正断层活动、晚侏罗世基底卷入逆冲断层和走滑逆冲断层活动以及上新世逆冲断层活动和褶皱变形等多次构造变形的影响,但主要是上新世以来北天山逆冲隆升和对准噶尔盆地挤压的结果.先存的基底断裂、沉积盖层中的软弱岩层以及天山隆升和对准噶尔盆地挤压作用的不均一性是影响盆山过渡带构造形成和演化的主要因素.     

鲁西隆起晚中生代以来伸展构造物理模拟

鲁西地区晚中生代以来的伸展构造(如正断层)多是由中生代逆断层负反转而形成的,既继承了早期构造特征,又在新的构造应力场条件下出现了新的活动特点,从而造成构造活动的多期性、方向上的多变性,呈现出复杂的构造样式。运用物理模拟方法,采用相似理论,对鲁西隆起晚中生代以来的复合伸展构造和演化史进行了模拟,实验半定量-定量得出鲁西隆起晚中生代以来的构造模式主要为一陡一缓断层组成的掀斜断块,主要经历了晚白垩世、古新世和始新世3个伸展时期,且缓倾斜断层发育时间略晚于陡倾斜断层。这些伸展构造在形成机制上主要受控于北东-南西向的伸展作用和垂向上的岩浆上涌。     

高邮凹陷真武断裂构造演化特征

真武断裂是苏北盆地高邮凹陷重要的基底断裂,研究其演化规律对认识高邮凹陷的构造演化特征至关重要。在断裂构造解释的基础上,根据区域应力场状态将真武断裂的构造演化分为挤压、反转和伸展共3个主要时期。挤压期,真武断裂为印支期板块碰撞所形成的逆冲断裂;反转期,真武断裂继承性演化为真1断层和吴1断层,二者的构造演化特征存在差异;伸展期,受真1断层和吴1断层影响,形成真2断层和吴2断层等一系列次级断层,共同组成了真武断裂带和吴堡断裂带。高邮凹陷真武断裂伸展期砂箱模拟实验结果表明,区域拉张应力场和作为基底断裂的真武断裂是高邮凹陷南部边界断裂带构造演化的2个重要因素。     

准噶尔盆地春光区块构造特征及沉积充填特征

准噶尔盆地车排子地区自开展油气勘探以来,陆续发现了许多大中型油气藏,证实了该地区优越的油气地质条件,因此开展该地区的构造特征及沉积充填特征研究具有十分重要的意义。通过对资料的分析,认为区内发育2种构造样式:基底卷入型和盖层滑脱型。该地区受多期构造运动改造的影响,发育了不同规模、不同产状和不同性质的各种断层,断裂的剖面特征不具有明显的分层性,在剖面上大体可以划分为深、浅两套断裂体系。车排子地区在经过二叠纪的长期隆升剥蚀后,三叠纪开始接受沉积,在不同沉积时期存在不同的岩相古地理变化特点,为车排子凸起区油气聚集成藏提供了较好的储盖组合条件。     

渤海湾盆地歧口凹陷构造演化及断裂带成因

以地震解释资料为基础，对渤海湾盆地歧口凹陷的构造演化及断裂带形成过程进行剖析，将歧口凹陷构造演化分为裂陷Ⅰ幕、裂陷Ⅱ幕和后裂陷期3个阶段。裂陷Ⅰ幕，歧口凹陷呈断陷结构，先存NNE向、NWW向断层发生斜向伸展，NE向断层为新生断层；裂陷Ⅱ幕，歧口凹陷呈断-坳结构，先存NNE向、NWW向、NE向断裂再活动，EW向断层为新生断层；后裂陷期，歧口凹陷呈坳陷结构，多期斜向伸展变形叠加形成现今不同类型的断裂带。断裂带可划分为5种类型：第1类多期伸展型断裂带由前古近系先存NNE向伸展断层叠加古近纪伸展变形而成；第2类变换-伸展型断裂带由前古近系先存NWW向变换断层叠加古近纪伸展变形而成；第3类单期伸展型断裂带由古近系伸展断层形成；第4类伸展-变换型断裂带由前古近系先存NNE向伸展断层叠加古近纪变换变形而成；第5类横向背斜型断裂带受新近系横向背斜控制而发育。在各演化阶段，主干断裂的分段生长特征及其与区域伸展应力方向的夹角共同控制了歧口凹陷中洼陷的形成、规模与迁移特征。歧口凹陷的构造演化对其烃源岩的发育、圈闭类型及油气运移有着重要影响。     

准噶尔盆地腹部构造演化特征与砂体结构模型

对准噶尔盆地腹部具有代表性的车莫古隆起进行了构造演化期次划分,认为它主要经历了初始发育(J1b-J1s1)、水下隆升(J1s2-J2x)、剥蚀改造(J3)、稳定沉降(K-E)和掀斜改造(N-Q)等5个发育阶段。对侏罗系砂体发育和展布起决定性作用的初始发育阶段、水下隆升阶段和剥蚀改造阶段进行重点分析,研究不同阶段古隆起对陆源碎屑沉积物分布的影响,建立研究区正常沉积、超覆和风化改造等3种地质作用所产生的砂体结构地质模型,正确认识该区不同层位的砂体展布形态,从而对寻找有利储集层、有利聚油圈闭起到指导作用。     

塔里木盆地雅克拉断凸古构造应力场数值模拟

雅克拉断凸长期处于挤压环境,逆断层发育,但在喜马拉雅早期正断层也发育。为了研究雅克拉断凸的断层发育特征,对海西晚期和喜马拉雅早期古构造应力场进行三维有限元数值模拟。结果表明,海西晚期整个研究区在挤压应力作用下皆为中、低应力值区,中、东部南侧是低应力值区,往北、往西应力值增加,该应力场导致研究区内部发育了一些规模较小的逆断层。喜马拉雅早期研究区在挤压应力作用下向上隆起,隆起幅度由西向东逐渐增加,隆起导致地层弯曲,且以边界断裂顶部附近区域弯曲度最大,导致此处的拉张应力也最大,正断层正是从此处开始发育,然后再向内发展;与此同时,研究区下部受到的挤压应力作用较小,导致内部的逆断层几乎没有进一步发育 。     

博乐盆地及周缘石炭纪以来构造应力场解析

博乐盆地具有较好的含油气远景,但地质研究程度较低,需要对其形成的构造应力场进行分析。选取构造条件复杂的博乐隆起为主要研究区,采用古构造分析方法进行构造应力场解析。通过统计分析节理、断层发育特征,确定了博乐隆起主要发育三组断裂、四期节理。利用共轭X剪节理求取最大主应力方位,结合区域构造演化认识,确定博乐盆地石炭纪以来主要经历了早二叠世NNW-SSE向挤压构造应力场、早二叠世末-中二叠世NWW-SEE向挤压构造应力场、晚二叠世末-三叠世NEE-SWW向挤压构造应力场和晚侏罗世至白垩世NNE-SSW向挤压构造应力场。     

准噶尔盆地东部地区构造演化与油气聚集

应用地表地质、地震与钻井等资料,结合准噶尔盆地及周缘造山带的研究进展,对准噶尔盆地东部地区构造变形特征及构造变形的叠加过程进行了综合研究。结果表明,该区构造变形具有南北分带、东西分区,多期叠加的特点。南北向划分博格达山前、东部隆起与克拉美丽山前三大构造变形区。东部隆起构造变形区南北分为三大构造变形带,北部构造变形带为一组北东向展布的背斜与向斜构造,中部为北西西向展布古凸起,南部构造变形带发育受早期构造控制的近南北向构造,形成叠瓦状褶皱-断裂组合。该区经历了石炭纪的伸展断陷和南北向挤压变形,中生代的挤压走滑和新生代南北向的挤压等多期构造变形,具有挤压、走滑、逆冲推覆与膝褶褶皱等多种构造变形型式,划分为六大构造演化阶段。通过已发现油气藏的解剖,认为构造变形差异性、多期叠加古凸起、不整合和断裂等控制了油气的分布。     

Tectonic evolution and its control over deposition in fault basins: A case study of the Western Sag of the Cenozoic Liaohe Depression, eastern China

The main petroliferous basins in eastern China are Cenozoic fault basins, most of which have experienced two-stage tectonic evolution, i.e., rifting subsidence in the Paleogene and post-rifting thermal subsidence in the Neogene-Quaternary. The episodic tectonic evolution and syndepositional faulting had significant influence on the fault basins in terms of accommodation space, deposition rate, and depositional facies zones. In this study, the tectonic deformation characteristics and the tectonic-depositional evolution of the Western Sag of the Cenozoic Liaohe Depression were investigated by comprehensive analysis of the available geological and geophysical data using the modern theory of tectonic geology and the balanced section technique. The tectonic deformation of the Cenozoic fault basin was characterized by superimposed faults and depression. In addition, there existed relatively independent but still related extensional tectonic systems and strike-slip tectonic systems. The tectonic evolution of the fault basin involved five stages, i.e., initial rifting stage (E2s4), intense faulting stage (E2s3), fault-depression transition stage (E3s1-2 ), differential uplifting stage (E3d), and depression stage (N-Q). According to the characteristics of tectonic development and evolution of the Western Sag, the depositional evolution in the Cenozoic fault basin was divided into two stages, i.e., multi-episodic rifting filling in the Paleogene and post-rifting filling in the Neogene-Quaternary. The former rifting stage was further subdivided into four episodes with different characteristics of depositional development. The episodic faulting controlled the filling process and filling pattern of the Cenozoic Western Sag as well as the development and spatial distribution of associated depositional systems, whereas the syndepositional faults that developed in multiple stages in various tectonic positions controlled the development of depositional systems and sand bodies in the Western Sag. That is, the fault terraces on steep slopes controlled the development of sand bodies, the fault terraces on gentle slopes controlled the development of low-stand fan bodies, and the fault terraces or fault troughs in the central basin controlled the development of fluxoturbidite bodies.     

泰国呵叻盆地H区块二叠系-三叠系构造特征研究

利用三维地震、钻井等资料,结合区域构造演化分析,对泰国呵叻盆地H区块二叠系-三叠系构造特征进行综合研究。研究表明,H区块主要经历了印支Ⅰ期强烈拉张裂陷、印支Ⅱ期回返拉张以及喜山期热沉降三个发育期;区块内存在四个明显的不整合面,目的层主要包括三叠系与二叠系、中三叠统与下三叠统不整合。自下而上可划分为石炭系、二叠系以及中下三叠统三个构造层。构造单元分为南部斜坡、北部断裂两个构造带,区内断裂发育,主要为张性断裂,走向主要有北西向、北西西向和北东向三组;构造样式以基底卷入型为主,在剖面上存在"倒梳状"、"Y"字型、反"Y"字型以及"X"型等多种构造样式。     

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。     

准噶尔盆地莫索湾地区构造特征及其演化

莫索湾地区四面临凹,具有良好的成藏条件。该区经历了多期构造运动的改造,不同层系发育的褶皱类型不同。断裂在纵向上以三叠系为界可划分为深、浅两套系统,深层断裂系统主要发育在石炭系、二叠系中,全部为逆断层;浅层断裂主要发育在侏罗系中,属张扭性断裂系统,在平面上组合呈“X”型,剖面上呈负“花”状构造,构成油气运移的良好通道。利用平衡剖面法,将研究区的演化史分为凸起形成、振荡-沉降和基底掀斜三个阶段,其中第三阶段对该区的油气成藏有重要影响。     

北大港构造带东翼断层的封闭性

参考了构造应力场模拟成果,对北大港构造带东翼所有断裂在华北运动期、喜马拉雅运动期、新构造运动期的封闭性进行测算统计、定量分析。结果表明,分布比较有限的近东西向或南东东—北西西向断裂,在华北运动期开启性最好,最有利于油气运移;分布最广的北东东向断层在华北运动期具有较好的开启性,是油气运移的良好通道,在新构造运动期,这些断层张裂更明显,可促使油气进一步上升,甚至流出地表;北北东向断层在华北运动期封闭性较好,在喜马拉雅运动期开启性较好,有利于油气的运移,在新构造运动期再次为比较封闭的状态,可能成为油气藏形成、保存的有利条件;在新构造运动期新生的北东东向断层,活动性较强,张裂较明显,成为油气运移的良好通道。     

塔里木盆地石油勘探实现突破的重要方向

对国内外古隆起区成功的勘探实践及塔中古隆起的区域地质和石油地质特征的研究表明,塔中地区基本具备形成大油气田的必要条件.塔中隆起形成早,后期持续稳定发展,下古生界巨型构造发育.石炭系泥岩盖层之下具有多套生储盖及其组合,石炭系下部不整合是塔里木盆地构造演化和油气成藏等方面最重大的事件.构造演化的特殊性和丰富多采的油藏类型造就了塔中地区石炭系泥岩盖层之下区域分布广泛的复合油藏体系.对塔中地区油气勘探要整体考虑,施工时采取一定的保护性措施,发现大油田目标定可实现.