褶皱—冲断体系双层滑脱构造变形物理模拟实验

褶皱冲断带是造山带—前陆盆地系统的重要组成部分,滑脱层在其形成和发展过程中起了显著作用。应用物理模拟实验方法,在模型中设置2套滑脱层,并改变其厚度和位置,研究了褶皱冲断带的几何学和运动学特征。实验结果表明,在双滑脱层褶皱冲断带中,主要形成自底部滑脱层向上传播的正向逆冲断层,断层以前展式发展,岩层在上部滑脱层以上弯曲形成断层相关褶皱。当2个滑脱层距离相近时,作为一个整体对断层起控制作用,形成的正向逆冲断层数目少,有利于反向逆冲断层形成;与2个滑脱层距离较远时,下部滑脱层对逆冲断层起主要控制作用,形成较多的正向逆冲断层和较少的反向逆冲断层。     

准噶尔盆地南缘前陆褶皱冲断带构造滑脱层厘定

准噶尔盆地南缘前陆褶皱冲断带位于天山造山带北侧,经历了多期构造演化的叠加,形成了不同类型的构造滑脱层。构造滑脱层的存在不仅是制约该区盖层滑脱型构造样式形成演化的关键因素,而且也是造成深层与浅层构造不协调的主要原因。通过大量地表露头的观察和地震资料的解释,系统识别和厘定了中二叠统芦草沟组和红雁池组、下侏罗统八道湾组、中侏罗统西山窑组、白垩系吐谷鲁群、古近系安集海河组和新近系塔西河组等共6个与大套泥岩、膏泥岩和煤系地层相关的主要构造滑脱层。不同地区往往发育有一个或多个构造滑脱层,层位上具有自东向西逐渐变新的趋势。构造滑脱层的识别和厘定对该区构造建模和准确落实地下含油气构造具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地西缘马家滩古隆起的厘定、成因及地质意义

古隆起对于沉积盆地的构造演化与油气聚集具有重要意义,沉积盆地边缘的古隆起是探讨盆地构造-沉积分异与造山带演化的重要窗口。基于新的二维、三维地震与深钻井资料,从不整合面解析与古构造复原的角度,发现与厘定了鄂尔多斯盆地西缘中段的马家滩古隆起,探讨了其成因机制。研究表明,鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区在浅层（石炭系之上）冲断滑脱构造变形系统之下的原地系统中发育古隆起,为基底凸起之上的同沉积隆起,与之相关的不整合主要发育在长城系与蓟县系、蓟县系与中-下寒武统、寒武系与中-下奥陶统、奥陶系与上石炭统之间。马家滩古隆起发生了3次较大幅度的隆升剥蚀,缺失青白口系、震旦系、上寒武统、上奥陶统、志留系-下石炭统。寒武系、奥陶系、石炭系底部不整合面的时间间隔分别约为94.0 Ma、18.7 Ma与152.9 Ma。长城纪以来,马家滩古隆起经历了3期伸展-聚敛旋回,但拉张与挤压程度不大。长城纪中期正断层活动形成古隆起雏形,蓟县系向其超覆,蓟县纪末期隆升剥蚀并定型;古生代下沉与隆升幕式发展;上石炭统-二叠系的稳定沉积使其埋藏,表现为继承性古隆起。马家滩古隆起对寒武系-奥陶系高能相带及白云岩、岩溶等储集体的发育有重要控制作用,中元古界油气成藏组合与下古生界油气成藏组合为有利的远景勘探目标。     

鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区地层水与油气成藏关系研究

基于鄂尔多斯盆地西缘构造演化特征,对马家滩地区现今地层水及流体包裹体所指示的古地层水化学性质进行了对比研究分析,揭示了研究区地层水与油气藏圈闭演化的特征关系。研究表明,现今地层水分布在鄂尔多斯盆地西缘逆冲断褶带及与其东邻的天环坳陷地区呈东西分带的特征;流体包裹体指示的古地层水在鄂尔多斯盆地西缘逆冲断褶带和其东邻的天环坳陷的古地层水性质具有相似性,对比结果表明,鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区在古地质历史时期,其油气聚集成藏处于封闭的地质环境中,在晚期构造运动的影响下,导致早期油气藏破坏,地表水渗入与油气发生了强烈的淋滤交换作用。      

鄂尔多斯盆地马家滩地区石千峰组砂岩特征

马家滩地区主体鄂尔多斯盆地西南缘冲断构造带的中段,有含气显示,具有良好的油气勘探前景。为搞清研究区上二叠统石千峰组砂岩的沉积环境,物源特征及展布规律,在区域地质研究基础之上,进行了区内印支旋回构造层序划分,研究了该组砂岩碎屑颗粒组成和成岩作用等特征,并对该套碎屑岩的物源进行了综合分析。结果表明,该组砂岩成分成熟度和结构成熟度均较低,成岩作用较强,但具有发育优质油气储层的物质基础;研究区石千峰组砂岩的物源很有可能是来自于西北方阿拉善地块古元古界变质结晶岩、花岗岩和下古生界火山岩。     

亚拉巴马州的阿巴拉契亚冲断带的塑性双重构造

薄皮冲断带的构造样式主要受地层层序和岩性地层单元（坚硬层和松软层）的相对厚度的控制。相对而言，断层相关褶皱（断层转折褶皱、断层传播褶皱和滑脱褶皱）的几何形态是可预测的，而厚的松软层的塑性变形产生的塑性双重构造却使上覆坚硬层抬升并变形。这里将塑性双重构造称为“塑性双重构造”。在亚拉巴马州的阿巴拉契亚冲断带，塑性双重构造集中在以泥岩为主的厚而松软的层序中，而这些层序与区域性滑脱构造之下的基底断层有关。受褶皱和断层的影响，坚硬层顶板发生变形；而塑性双重构造中松软地层的构造增生作用又使之抬升。塑性双重构造的缩短可能使坚硬层顶板发生平移而覆盖在前陆上。其侧向削蚀范围有大有小，大的如覆盖在侧向减薄的塑性双重构造上的坚硬层顶板，小到一个横推断层。阿巴拉契亚冲断带的一些例子表明，其构造样式可能比目前认识的更为丰富。塑性双重构造的几何形态以及变形的坚硬层中可能发育密集分布的裂缝，这对于油气勘探和开发具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地西缘构造演化特征

鄂尔多斯盆地西缘构造运动复杂，构造类型多样，以青铜峡-马家滩地区的转换带为界，西缘形成了南北2个截然不同的逆冲体系。分析鄂尔多斯西缘古生界储层形成及演化，其西部构造演化大致可以分成古生代地台演化阶段和晚三叠后前陆盆地演化阶段。前者控制着古生代沉积体系及岩相古地理展布特征，而前陆盆地构造运动强烈影响了古生界地层的埋藏演化史。由于地史演化过程中经历了多次构造运动，早期形成的断裂受到后期构造运动的影响而重新活动，从而使断裂活动具有继承性发育的特征，断裂活动对油藏的形成起了重要的控制作用。     

鄂尔多斯盆地西缘构造分区及其特征

鄂尔多斯盆地西缘受秦岭-祁连山构造带和阿拉善地块长期活动的影响,地质构造复杂。通过重力、航磁、遥感和地震等多种资料的综合分析,鄂尔多斯盆地西缘由于中区横向构造带表现明显,可以将其分为北区、中区和南区。根据各区内分布的次级隐伏构造或明显的东西向断裂,北区分为桌子山段和横山堡段;中区由转换带和马家滩段组成;南区进一步分为沙井子北段、固原段和华亭南段;区段之间构造特征差异显著。目前发现的天然气多集中分布在横山堡段的逆冲断块和背斜中,石油多分布于马家滩段及其邻近的逆冲推覆构造中。     

论冲断构造

人们对冲断带的研究经历了一个世纪,终于对其几何形态、冲断时序、力学机制有了比较深入的认识,尤其是落基山冲断带的研究成果提供了极好的范例。平衡剖面技术的不断完善使人们能对整个冲断带进行恢复并了解其形成史,但对大型冲断席以及冲断带的力学机制的认识仍存在很大的争议。本文回顾冲断研究的历史,以世界上几个典型的冲断带为实例,讨论目前已有的对冲断构造的认识以及存在的问题。     

西昆仑北缘冲断带和田段的构造特征

通过对和田一带西昆仑北缘前陆冲断系地表地质构造和地震反射剖面的分析表明,和田前陆冲断系沿走向方向构造形态变化很大。在杜瓦河以东,冲断带的前锋主要发育向北的次级逆冲断层,后者向上消失于断层传播褶皱之中,地表出露的几排背斜就是这些褶皱向上传播的结果;杜瓦河以西,冲断带的前锋主要表现为向南的反冲断层,与整体向北逆冲的铁克里克北缘逆冲断裂构成一个三角带构造。滑脱面深度差异是造成东西方向不同构造形态的主要原因,西段主要沿中寒武统底面滑脱,东段主要沿下第三系底面(或二叠系顶面) 滑脱。     

鄂尔多斯西缘奥陶纪海底扇沉积体系

鄂尔多斯西缘中奥陶统重力流沉积可分为:(1)低密度浊流沉积,(2)高密度浊流沉积,(3)富基质碎屑流沉积和(4)贫基质碎屑流沉积四种类型。尤以陆源碎屑重力流,沉积厚度大、分布面积广,十分发育。依据古流向、重力流沉积类型、粒度、砂泥比、厚度及物源区等特征,由北向南识别出桌子山、贺兰山和同心三个海底扇。总面积达4.3万km²,厚度达3000m.其中,贺兰山海底扇属高效能海底扇,以发育相对稳定的中扇水道沉积组合为特征；桌子山和同心海底扇为低效能海底扇,分别发育易迁移的网状水道系统组成的中扇和以具向上变薄变细层系的中扇水道沉积为特征。它们具有良好的生储盖组合条件,是有利的油气远景区。     

准噶尔盆地南缘西段的重力构造

该区已识别出三个重力构造,即:霍玛吐滑片、托斯台滑褶、高泉膏盐岩雏底辟。本文概述了重力构造特征,探讨了重力构造形成的地质条件,并定量计算了重力滑动构造的失稳初滑角。     

鄂尔多斯盆地西部逆冲推覆构造带重力资料数字处理及其应用

本文用拉普拉斯方程的级数解形式,对研究区的重力资料作了解析延拓处理,进而阐明逆冲推覆带滑脱面的性质、空间展布及深层构造特征。     

从逆冲推覆构造特征讨论鄂尔多斯西缘的油气前景

鄂尔多斯地块西缘构造带的主要形式是逆冲推覆构造.逆冲推覆构造由推覆体系、前缘带、前缘外带和原地岩体四部分组成的.构造带主要成份是数条近南北延伸的逆冲断层,断面西倾向东逆冲,推覆距离20～40千米.断面上陡下缓,深部近于水平,并沿石炭系和二叠系煤系地层滑脱.地面见多处飞来峰.由于主要断裂走向的变化,构造带从北而南分为四段.各段有其各自的特征.该区是鄂尔多斯地块最有利的勘探地区之一,其沉积岩厚,生储油岩好,圈闭类型多.油气勘探的关键问题是生油岩的成熟度和油气的保存条件.作者认为,原地岩体和前缘外带保存条件好,演化程度高.罗山-马家滩段的原地岩体和构造带北段的前缘外带是石油勘探的最有利地区.     

鄂尔多斯盆地西缘沉积环境与储层特征

近年来,鄂尔多斯盆地西缘是油气增储上产的潜力区,但较低的研究程度对下步油气勘探造成障碍。在沉积演化环境分析的基础上,对重点层段储层特征进行了描述,在横向及纵向上划分出了物性较好的储集体。研究表明:下古生界的奥陶系主要发育台地边缘相的礁滩、潮坪相的砂屑白云岩沉积,储层非均质性强,局部发育薄层高渗储层;上古生界的石炭-二叠系主要发育滨海-三角洲相碎屑沉积,具规模成藏潜力;中生界主要发育河流-三角洲相的碎屑沉积,以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,部分层段发育较好储集体,属中-低孔、低渗储层。总的来说,鄂尔多斯盆地西缘存在较优质储层,可进行更深入的有利区带评价及勘探部署。     

鄂尔多斯盆地东南缘的寒武系

鄂尔多斯盆地(以下简称盆地)东南缘,为山西离石至陕西韩城,即吕梁山脉中、南段到渭北东端禹门口、紫荆山一带(图1)。     

鄂尔多斯盆地西部逆冲推覆构造带特征及其演化与油气勘探

该带以青铜峡-固原断裂为界,以东为南北向构造带,以西为六盘山弧形构造带。逆冲带由一系列向东或北东逆冲的叠瓦状断层所组成,中生代是其主要形成和发育时期。本区含油远景以韦州-马家滩地区的原地岩体及南北向构造带的前缘外带北段为最好。     

鄂尔多斯东南缘奥陶系碳酸盐岩成岩温度

鄂尔多斯东南缘奥陶系溶洞充填物的流体包裹体和稳定同位素研究,得到了四个不连续温度系列,其中44—46℃、59—61℃、104—118℃为加里东期,156—169℃为海西期。据此,可以认为下奥陶统的有机质在加里东期已达成熟,在海西期转化为气。根据下奥陶统马家沟组底部的流体包裹体均一温度资料和盆地周边中、上奥陶统较深水特征,鄂尔多斯中部曾接受过中、上奥陶统沉积,在加里东运动后方被剥蚀。     

鄂尔多斯盆地马家滩地区石千峰组砂岩特征及其意义

马家滩地区主体鄂尔多斯盆地西南缘冲断构造带的中段,见有含气显示,具有良好的油气勘探前景.为搞清研究区上二叠统石千峰组砂岩的沉积环境,物源特征及展布规律,在区域地质研究基础之上,进行了区内印支旋回构造层序划分,研究了该组砂岩碎屑颗粒组成和成岩作用等特征,并对该套碎屑岩的物源进行了综合分析.结果表明,研究区石千峰组砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低,成岩作用较强,但具有发育优质油气储层的物质基础;研究区石千峰组砂岩的物源很有可能是来自于西北方阿拉善地块古元古界变质结晶岩、花岗岩和下古生界火山岩.