准噶尔盆地南缘前陆冲断带形成时间的初步厘定

一般认为生长地层的时代就是构造形成的时代（Suppe等,1992;Shaw 等,1994）.准噶尔盆地南缘前陆冲断带发育地表可见的三排构造带：以齐古-喀拉扎背斜-清水河构造为主的第一排构造、以霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁背斜为主的第二排构造、以独山子-安集海背斜-呼图壁背斜为主的第三排构造,卷入三排构造的地层有侏罗系、白垩系、第三系和第四系,形成了现今复杂的地貌地形和地层分布,三排构造带的形成时间对油气评价和油气勘探意义重大.     

乌鲁木齐山前坳陷逆断裂-褶皱带及其形成机制

乌鲁木齐山前坳陷位于天山新生代再生造山带北侧,南以准噶尔南缘断裂与天山相隔,内部发育了几排逆断裂 背斜带,每一排构造带又由多个逆断裂 背斜组成。最南的齐古逆断裂 背斜带形成于中生代末,其北的玛纳斯逆断裂背斜带包含霍尔果斯、玛纳斯和吐谷鲁逆断裂背斜,形成于上新世末、早更新世初,受上、下２ 个滑脱面和断坡的控制,形成上、下２ 个背斜。再向北的独山子逆断裂背斜带由独山子、哈拉安德和安集海逆断裂背斜组成,形成于早、中更新世之间,主逆断裂向下在８ ～９ ｋｍ 深处的侏罗系中变为近水平滑脱面。此外,在独山子和吐谷鲁背斜的西北和东北还分别发育有正在形成之中的西湖和呼图壁隆起。研究了这些逆断裂 背斜带的地表和深部的构造特征、二维和三维几何学及运动学后指出,它们是在天山向准噶尔盆地扩展过程中发育于近水平滑脱面和不同断坡上的断展褶皱,独山子和安集海逆断裂 背斜的水平缩短量分别为２ ９００ ,１ ３５０ ｍ ,缩短速率分别为３９７ ,１８７ ｍ ｍ／ ａ。霍尔果斯、玛纳斯、吐谷鲁逆断裂 背斜的水平缩短量分别为５ ９００ ,６ ５００ ,６ ０００ ｍ ,相应的缩短速率分别为２０２,２２３ ,２０６ ｍ ｍ／ａ,准噶尔南缘断裂和乌鲁木齐山前坳陷第四纪?     

准南独山子背斜构造几何学和运动学参数的确定及其意义

独山子背斜位于准噶尔盆地南缘西部,早在上世纪30 年代就在背斜东部浅层新近系的沙湾组（N1s）发现了石油,是 我国新疆地区发现最早的油田。该区地震成像品质差,影响了人们对独山子背斜构造特征的明确认识,导致深层（古近系 及以下地层）油气勘探滞步不前。该文综合分析了地震、钻井及露头多方面资料,采用地震正演、运动学数值模拟多技术 配套、分步骤实现的定量化构造建模方法,以横跨独山子背斜主体的横剖面为蓝本,确定了独山子背斜的几何学和运动学 参数,最终建立了独山子构造的模型,并揭示其背斜为一三角剪切- 断层传播褶皱,位于主断裂--独山子断裂上盘并受 其控制;主断裂倾角为43°,断层错断白垩系吐谷鲁群（K1tg）至新近系沙湾组（N1s）地层,滑脱面为白垩系吐谷鲁群塑 性地层,前翼发育剪切三角变形区,顶角为25°。该模型有效降低了独山子背斜构造认识的多解性并表明：独山子背斜中- 上侏罗统油气储集层与下白垩统盖层组成的储盖组合成藏条件较好,是下一步油气勘探的现实领域。该方法对我国中西部 前陆冲断带广泛发育的断层相关褶皱的研究具有一定的借鉴意义。     

准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜勘探潜力分析

霍尔果斯背斜位于准噶尔盆地南缘山前冲断带中段。以断层相关褶皱理论为基础,对背斜构造样式、构造演化及油气勘探潜力进行分析。认为霍尔果斯背斜为深部断层转折褶皱与浅部断层传播褶皱组成的复合型背斜,发育3期构造演化序列:深部断层转折褶皱发育期、中部反向断裂发育期及浅层霍玛吐断裂冲断改造期。古近系紫泥泉子组发育优质储层,是油气发现的主力层系,油气藏为高压、高凝、高产、带油环的大跨度高效油气藏;白垩系东沟组一段发育规模储层,储盖组合有效,是深化勘探的有利层系。     

准噶尔盆地南缘齐古背斜复杂构造模式研究

齐古背斜位于准噶尔盆地南缘山前冲断带齐古断褶带,属南缘第一排构造。由于地表及地下地质结构复杂,地震资料品质较低,构造落实难度较大。运用综合地质建模技术,通过地面地质露头标定、钻井倾角资料及构造样式等分析,认为该背斜为深层断裂冲断、地层褶皱宽缓、中浅层被反冲断裂切割的双重构造模式。据新的构造模式重新认识齐古背斜构造成藏特征。     

准噶尔盆地南缘复式背斜类型及下部成藏组合成藏特征

在前人研究基础上,据新采集的二维和三维地震剖面及重新处理的二维和三维剖面等资料,对南缘主要复式背斜开展构造解释。将南缘复式背斜类型进行划分,对复式背斜下部成藏组合成藏特点进行分析与探讨,认识如下:(1)准噶尔盆地南缘复式背斜可划分为继承型、走滑型、反转型、三重叠置型和隐伏型;(2)继承型复式圈闭发育于构造位移较小的第二排(高泉背斜)及第三排背斜带(呼图壁背斜)中;走滑型发育于天山挤压冲断和准噶尔盆地西缘褶皱山系阻挡的共同作用区,包括安集海背斜、独山子背斜及四棵树凹陷艾卡构造带上的西湖背斜和卡因迪克背斜等;反转型(东湾背斜)位于山前近EW向展布的第一排背斜带和第二排背斜带之间;三重叠置型复式背斜位于第二排背斜带(霍-玛-吐);隐伏型复式背斜位于山前第一排背斜带冲断带的下盘;(3)下部成藏组合(侏罗系—下白垩统)在不同类型复式背斜中具不同成藏特点,位于四棵树凹陷的继承型复式背斜(高泉背斜)以燕山期圈闭的后期强化为主,主要聚集了早期生成的液态烃。四棵树凹陷走滑型复式圈闭及独山子、独南等走滑型复式圈闭以液态烃为主;位于第三排背斜带的呼图壁继承型复式背斜以晚期捕获周缘高成熟烃源岩排出的气态烃为主,位于第一排背斜带及第二排背斜带之间的东湾反转型复式背斜和位于第二排背斜带的霍尔果斯、玛纳斯和吐谷鲁三重叠置型复式背斜以气态烃为主;位于第一排背斜带逆冲带下盘的隐伏型复式背斜于燕山期形成,预测以液态烃为主;(4)液态烃分布受到复式背斜捕获油气时周缘烃源岩的演化程度控制。其中,燕山期背斜区域更有利于早期烃类的捕获,可能为含油构造,隐伏型复式背斜很可能为最有潜力的含油构造。建议以寻找大-中型油田为主要目标,加快四棵树凹陷继承型及走滑型复式背斜的解析和钻探工作;以寻找大型天然气田为目标,加快安集海走滑型复式背斜、霍玛吐三重叠置型复式背斜的钻探工作;以寻找大型油田为目标,尽快组织第一排背斜带逆冲带下盘隐伏型复式背斜识别和解析的地震攻关,为未来上钻做好准备。     

天山北麓活动背斜带的变形特征

天山中段北麓发育有3排受逆断裂控制的背斜带,对这些构造带的研究有助于认识天山及其前陆盆地晚新生代构造变形的机理.基于地层变形分析,并结合前人的研究成果,从整体上探讨了这3排构造带的变形时间与基本模式.分析表明,天山北麓第Ⅰ排构造带的托斯台背斜自中新世褶皱作用明显;第Ⅱ排构造带吐谷鲁背斜于约6.0Ma开始生长,伴随发育同构造沉积即生长地层;第Ⅲ排构造带独山子背斜发育时间应晚于约2.6Ma.这一变形时间序列揭示天山北麓3排逆断裂-褶皱带的构造变形具有向前陆盆地逐步扩展的特征,并伴随产生幅度不等的地壳缩短.天山北麓约8～15km的地壳缩短总量表明,晚新生代以来构造驱动沿约130km宽的山麓带是相对均一的.     

准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层地质结构及对油气藏的控制作用:以霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁褶皱冲断带为例

准噶尔盆地南缘前陆冲断带位于天山北麓,在晚新生代强烈的挤压作用下,地表发育数排背斜带。由于构造变形复杂、地震反射成像质量较差,对深层地质结构争议较大,另外前新生代盆地原型对晚新生代以来的褶皱冲断带构造格局的影响也尚未探讨。霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁(简称霍-玛-吐)褶皱冲断带位于准噶尔盆地南缘前陆冲断带地表第二排背斜带,利用最新采集和处理的地震反射资料,并结合地表地质露头建立深层构造模型;利用平衡地质剖面复原和构造物理模拟实验的方法探索早侏罗世盆地原型结构对现今褶皱冲断带构造格局的影响;在此基础上分析霍-玛-吐褶皱冲断带深层天然气富集规律。霍-玛-吐褶皱冲断带垂向上发育古近系—第四系逆冲推覆构造、中上侏罗统—白垩系构造楔和下侏罗统半地堑断陷结构。控制早侏罗世半地堑系统的高角度正断层在晚期挤压构造变形体系中充当逆断坡,并控制上覆构造楔和浅层逆冲推覆构造的发育。早侏罗世半地堑系统具有分段性,并通过侧向断坡进行连接,侧向断坡上覆地层发育南北向走滑调节断层。油气勘探现状表明,霍-玛-吐褶皱冲断带内部南北向走滑调节断层具有高效沟通下侏罗统烃源岩的特点,是控制天然气的富集的重要因素。以上研究表明,中西部陆内前陆冲断带前新生代古构造对于晚新生代挤压冲断构造格局和深层天然气富集规律具有重要意义。     

河流阶地演化与构造抬升速率——以天山北麓晚第四纪河流作用为例

构造地貌学重点关注构造和地表过程对于地形地貌演化的差异化作用,构造活动速率则是评估这种影响的一个重要指标。利用河流阶地数据计算河流下切速率从而约束构造抬升速率是常用的方法,但由于阶地成因复杂,这一方法具有不确定性。对于山前河流地貌序列,基于背斜段与未变形段的阶地拔河高度差以及阶地面形成年龄,计算得到的河流下切速率可在一定程度上消除气候等因素的影响,因此可用于估算背斜自阶地形成以来的平均抬升速率。基于该方法,本文通过研究天山北麓乌鲁木齐河、塔西河、玛纳斯河、金钩河、安集海河及奎屯河等河流在背斜段发育的主要阶地,分析了背斜抬升速率及其时空特征。天山北麓发育3排逆断裂一背斜带,结果表明位于第Ⅱ排逆断裂一背斜带的吐谷鲁背斜自约13ka以来的抬升速率为3.52mm/a,同时期霍尔果斯背斜构造抬升速率为4.8mm/a,玛纳斯背斜东端的抬升速率相对较小,为2ram/a;第Ⅲ排构造带中的独山子背斜全新世抬升速率仅为1.2~1.9mm/a。这可能表明,自山前向盆地方向晚第四纪背斜抬升速率大致呈减小趋势,与背斜地壳缩短量的空间分布规律基本一致。更多的阶地年龄数据有助于更好地揭示天山北麓晚第四纪背斜构造活动特征。     

天山北麓晚新生代独山子-安集海褶皱冲断带构造分析及其对河流改道的影响

新生代以来，受印度极块与欧亚大陆的碰撞和持续汇聚作用的影响，天山强烈变形隆升，并在南北两侧形成了一系列冲断推覆构造．大山北缘由南向北发育了3排褶皱-冲断带，第三排独山子-安集海构造形成于第四纪以来．根据野外地表考察结果并利用二维反射地震剖面资料，定量分析了独山子背斜和安集海背斜的构造几何学和运动学特征，确定了他们的变形时间和变形量．独山子背斜和安集海背斜的最小缩短量分别为4340m和l240m，缩短率分别为15．74％和7．2％，由于构造降升幅度的差异，造成了发育于北天山山前的一系列河流发生横向迁移，奎屯河和安集海河偏流向东发生河流改道．     

独山子背斜的几何学运动学数字模拟

独山子背斜位于准噶尔盆地南缘西段,是北天山逆冲推覆带在前陆盆地山前形成的断层相关褶皱。本文以横跨背斜的过井地震剖面为蓝本,用钻井数据、相邻地震剖面和地表形态为约束,运用断层相关褶皱模型对独山子背斜进行几何学定量分析,以建立合理的与实际接近的构造模型; 提取构造特征参数进行基于Trishear模型的运动学定量模拟,选取与实际数据吻合度最高的构造形态为独山子背斜的最佳几何模型。模拟数据表明:独山子背斜为前翼呈三角剪切的断层传播褶皱; 背斜变形从喜马拉雅山晚期更新统(Q_1-3)沉积期间开始形成并生长,平均推覆速率为0.18 mm/a; 全新统沉积期间(Q₄)推覆活动强度达到最大值,平均推覆速率为 4.64 mm/a。形成独山子背斜所需的总推覆位移量为5 600 m左右,第四纪期间的平均推覆速率约为0.19 mm/a。     

中国西北部含油气盆地的构造带类型及其复式油气藏(田)初探

中国西北部含油气盆地具有四大类型有利油气成藏构造带,包括前陆带、中央隆起带、凹陷背斜带和斜坡构造带。前陆带还可分为前陆隆起带、前陆逆冲断裂带及前陆逆冲前锋带三个亚类。这些构造带控制了油气藏的形成与聚集,构成了在垂向上相互叠置、平面上复合连片,形成不同的复式油气聚集区。前陆带主要分布在塔里木盆地西南缘和北缘、准噶尔盆地西北缘和南缘、吐哈盆地北缘、酒泉盆地南缘以及柴达木盆地北缘;中央隆起带仅在塔里木、准噶尔两个盆地发育;凹陷背斜带的典型实例为塔里木盆地英吉苏凹陷中部的英南构造带,另外还包括塔里木盆地满加尔凹陷哈德逊东河砂岩不整合超覆尖灭带和准噶尔盆地漠区坳陷的莫西断鼻等;斜坡构造带以柴达木盆地红柳泉斜坡构造带为代表,它由地层不整合圈闭和地层超覆圈闭形成复合构造样式。     

准噶尔盆地南缘中生代正反转构造分析

本文以地质露头、钻井和测井资料为约束,运用断层相关褶皱理论解释了新处理的准噶尔盆地南缘94条工业地震反射剖面,并通过数值模拟实验以及平衡剖面恢复技术,合理地再现了准噶尔盆地南缘第一排褶皱冲断带中生代构造演化的运动学过程。研究结果表明准噶尔盆地南缘中三叠世-中侏罗世为拉张环境,喀拉扎正断层、昌吉正断层发育,并控制中-上三叠统-中-下侏罗统沉积; 中-晚侏罗世转变为挤压环境,早期正断裂发生反转,同时控制第一排背斜带的齐古逆断裂开始发育,齐古背斜、昌吉背斜雏形形成; 上新世(N₂)再次发生强烈挤压,齐古背斜、昌吉背斜和喀拉扎背斜最终定型。     

准噶尔盆地南缘古近纪—新近纪前陆盆地沉积格局与演变*

针对准噶尔盆地南缘古近系和新近系碎屑岩沉积体,运用野外露头宏观分析与岩心、薄片微观描述来 “定岩相和沉积相”;依据地震相的不同特点及相变的不同位置,刻画湖岸线演化,从而对沉积体“定边界”;根据重矿物组合特征及砂岩等厚图来“定主次物源”的方法,综合研究前陆盆地的沉积相特征。在此基础上,分析了准噶尔盆地南缘湖盆沉积格局与演变,认为准噶尔盆地南缘古近系紫泥泉子组沉积时期,湖平面较低,天山山前带发育4个规模较大的扇三角洲朵状体;至安集海河组沉积时期,湖平面上升,山前带扇三角洲发生退积,仅沉积3个规模变小的朵状体,霍尔果斯地区扇三角洲朵状体不发育。新近系沙湾组沉积时期,由于逆冲推覆构造作用,山前带地形高差大、坡度陡且气候干旱,随着湖平面的迅速下降,山前带发育更大规模进积型扇三角洲沉积。准噶尔盆地南缘古近系—新近系2个主要物源分别是中部东湾—吐谷鲁—玛纳斯背斜、西部西湖—独山子背斜;2个次要物源分别为东部呼图壁背斜和中西部霍尔果斯背斜,此4个物源流向是由南向北。北部卡因迪克地区则是来自前陆隆起区的重要物源。     

天山南北前陆冲断带构造滑脱层分布差异及对圈闭样式的控制作用

天山南北前陆冲断带具有较强的差异变形特征,滑脱层的差异对前陆冲断带变形特征及圈闭样式的影响较大,对于天山南北油气勘探具有重要意义。以地震资料解释为基础,通过断距测量、缩短量统计及平衡剖面复原等手段,对天山南北前陆冲断带构造变形差异进行研究,取得如下认识:(1)天山南北前陆冲断带滑脱层性质不同,库车前陆冲断带以古近系膏盐岩为滑脱层,分层变形特征显著;准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层断层多穿过滑脱层,分层性差;(2)天山南北前陆冲断带新生代构造变形差异明显,库车前陆冲断带在该时期的平均缩短率为12.1%,准噶尔盆地南缘前陆冲断带的平均缩短率为9.93%,库车前陆冲断带的新生代变形强度比准噶尔盆地南缘前陆冲断带更强;(3)受滑脱层差异的影响,库车前陆冲断带滑脱层上下平均断距总体大于准噶尔盆地南缘前陆冲断带,且库车前陆冲断带的缩短量呈现“单段多峰”复杂的变化趋势,这是准噶尔盆地南缘前陆冲断带没有的特点,表明库车前陆冲断带滑脱层塑性和分层能力比准噶尔盆地南缘前陆冲断带强;(4)基于天山南北前陆冲断带断层活动和滑脱层差异的影响,准噶尔盆地南缘前陆冲断带以岩性—构造的复合圈闭为主,而库车前陆冲断带以盐下大型构造圈闭为主,岩性—构造圈闭为辅。准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层和库车前陆冲断带的侏罗系—三叠系煤层、泥岩层等滑脱层控制的岩性—构造圈闭是未来油气勘探的有利目标。     

准噶尔盆地南缘霍尔果斯和吐谷鲁断裂带断层泥分形特征与断裂活动关系

根据采集的天然断层泥样品 ,对准噶尔盆地南缘霍尔果斯和吐谷鲁逆断裂带中断层泥进行了显微构造、显微形貌和分形研究。研究结果表明 ,断层泥至少存在三期变形 ;同时断层泥和石英碎粒中既发育有线状擦痕、阶步等典型的粘滑活动显微构造 ,也发育有剪切滑动、定向排列等典型的蠕滑活动变形现象 ,说明了断裂活动的长期性和复杂性。断层泥的分形研究表明 ,霍尔果斯和吐谷鲁断裂带断层泥分维值分别在 2 .17～ 2 .6 3和 2 .76～ 2 .89变化 ,分维值与断层运动方式粘滑或蠕滑不存在因果关系。因此 ,断层泥分维值能否作为判别断裂活动方式值得进一步研究。     

准噶尔盆地南缘中段深层构造变形特征及构造转换关系

准噶尔盆地南缘属于环青藏高原盆山构造系统的一部分,受新生代以来青藏高原远距离构造传递作用的影响,深部构造期次多,变形十分复杂,地震剖面成像品质很差,导致对其构造变形特征和变形机制的认识存在争议,对横向构造转换关系和纵向构造传递过程方面的研究甚少。本文采用最新宽线地震资料,运用断层相关褶皱变形方法分析了准噶尔南缘中段霍玛吐背斜带中-深部隐伏构造变形特征;通过构造样式、变形强度对比与分析,阐述了霍玛吐背斜横向转换关系;在构造建模与精细解释的基础上,利用平衡剖面和构造正演模拟方法,分析了其构造演化过程,并阐述了纵向构造传递过程。分析认为,霍玛吐背斜带深部主要发育低幅度断层转折褶皱,中部发育复合型构造三角楔,并伴生有次级褶皱调节断层及小型反冲断层;浅部发育断层传播褶皱;横向上主要表现为构造样式相近、构造变形强度发生此消彼长的构造转换关系;纵向上表现为侏罗纪—中新世的低幅度构造变形,并以前展式向盆地方向发生构造挤压传递,上新世经强烈逆冲挤压,形成复合构造三角楔及派生的突发构造,后经强烈挤压逆冲,在浅部形成断层传播褶皱,并使山前带被强烈推举地表,遭受剥蚀。     

南安集海-南玛纳斯背斜的构造分析及其横向转换研究

南安集海背斜和南玛纳斯背斜属于准噶尔南缘山前中西段第一排构造带,构造变形异常强烈,呈典型的堆跺式双重构造.通过应用断层相关褶皱的构造几何分析方法,用计算机对南安集海-南玛纳斯背斜带内的基干地震剖面进行了构造解析,南玛纳斯背斜是在霍-玛-吐断裂上叠加一堆跺式双重构造组成,向西南玛纳斯背斜上的堆跺式双重构造逐渐消失,同时霍-玛-吐断裂位移量逐渐转换成反向逆冲断层,形成南安集海背斜的复合型构造三角楔.通过构造解析,弄清了它们在三维空间中的过渡转换关系,对后继的南缘山前构造带的勘探开发具有参考意义.     

准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带分析

讨论了与准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带有关的4个问题。(1)准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带具有纵向分带、横向分段和垂向构造分层的特征:纵向上由南至北可分为逆冲推覆构造带、基底卷入褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带三个带;横向上,基底卷入褶皱-冲断带从西至东按横向调节带分为5个段,构造特征表现为反冲断层从不发育到向南反冲的位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深;滑脱型褶皱-冲断带以红车断裂为界划分为西段和东段,西段构造运动弱,构造变形具双层结构;东段构造运动较强,发育大型冲向后陆的反向逆冲断层,构造变形多具有3层结构。(2)逆冲断层-褶皱类型按其形成机制分为基底卷入型冲断-褶皱、滑脱型冲断-褶皱以及基底卷入-滑脱混合型冲断-褶皱3大类,其中,基底卷入型冲断-褶皱的特征是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,而滑脱型冲断-褶皱以冲断和褶皱同时或冲断层先于褶皱形成为特征。(3)本区存在横向和纵向传递带。横向调节带一般分布于基底卷入型褶皱-冲断带,主要为左旋走滑断层;纵向传递带分布于滑脱型褶皱-冲断带,以逆冲断层系斜列分布和位移纵向斜列传递为特征。(4)褶皱-冲断带形成的主控因素主要有:近南北向的水平挤压作用,上新世末—早更新世末和晚侏罗世末发生的构造变形以及古近系、下白垩统和下—中侏罗统发育的三套异常高压泥岩层相关的滑脱作用。