沉积物粒度分析在阿尔金山隆升研究中的应用

山体隆升必然制约两侧盆地的沉积,这种约束体现在盆地的沉积响应上.柴达木盆地西北缘的阿尔金山,位于青藏高原的西北边界,自第三纪以来发生了多次隆升事件,其中以早更新世末的一次最为强烈.本次研究在阿尔金山山前红三旱一号剖面干柴沟组自下而上不同层位选取典型的沉积岩样品,进行了系统的薄片矿物鉴定和粒度分析,发现沉积区柴达木盆地的沉积环境和气候条件因受阿尔金山多期次隆升的影响而发生变化,其各方面的沉积特点受到物源区的控制.研究表明,始新世时(下干柴沟组)物源区阿尔金山相对于柴达木盆地没有发生明显的快速隆升,到渐新世(上干柴沟组)阿尔金山相对于柴达木盆地开始发生强烈的快速隆升,沉积区气候变得明显干旱.中新世到上新世(下、上油砂山和狮子沟组)红三旱地区整体处于抬升阶段,可能阿尔金山相对于沉积盆地区不具有明显的地形高差,到早更新世(七个泉组)阿尔金山开始发生急剧隆升,相对于柴达木盆地沉积区在地形上出现巨大的相对高差,这一隆升事件目前仍在持续.该研究也为青藏高原的多次隆升和气候环境变化提供了佐证.     

柴达木盆地新生代沉积转移及其动力学意义

新生代柴达木盆地的坳陷、沉积作用和周缘山体隆升存在着很好的耦合关系,沉积中心位置、沉积范围大小及沉积中心的平面形态有规律的变化,反映出新生代柴达木盆地承受过来自北缘祁连山方向、西北缘阿尔金山方向以及南缘昆仑山方向三组挤压应力的作用,其中来自阿尔金山方向的应力一直在持续发挥作用;来自盆地南北缘的应力也始终发挥重要作用,同时经历了一个由北东向(古近纪早—中期)→北北东向(古近纪末期—中新世早期)→近南北向(中新世中期—上新世中期)→北东向(上新世晚期)的转向过程。在此基础上建立了柴达木盆地新生代发展演化模式,提出柴达木盆地新生代经历了由北向南挤压—旋转、由南西向北东挤压—旋转以及由向北挤压—旋转的动力学演化过程。     

柴达木盆地西部地区地层发育特征

柴达木盆地西部地区是柴达木盆地油气勘探开发研究程度最高的地区,地层发育特征对该区油气成藏有重要的地质意义。根据野外露头、钻井、古生物等资料,结合测井、岩芯、地震以及青海油田应用资料分析,认为柴达木盆地基底具有双重基底结构,即古生代褶皱基底和元古代结晶基底。柴达木盆地西部地区从晚侏罗纪开始接受沉积,其沉积中心在各个时期持续迁移。在晚中生代沉积中心位于阿尔金山前,古近纪沉积中心逐渐迁移至狮子沟地区,到了新近纪沉积中心向东南方向迁移至茫崖以东。在古近纪至早新近纪,柴西地区为持续沉积阶段,到了晚新近纪至第四纪,柴西地区开始严重剥蚀。     

柴达木盆地西部阿尔金山前中生界浊积岩特征及意义

野外勘查发现柴达木盆地西部阿尔金山前中生界黑色泥岩层中广泛发育浊积岩层，具有冲刷面、槽模等层面构造和粒序层理、水平层理、流水波纹层理、同生叠瓦状等层内构造。鲍玛序列存在6种组合。浊积岩相分为块状砂岩相（B1）和近基浊积岩相（C），为近源水下缓坡沉积体系。浊积岩的存在及其沉积构造特征所提供的大量古水流信息表明：柴西中生代古水流格局总体上是自东北向西南，阿尔金山斜坡带在侏罗纪中后期处于持续沉降时期，为一沉积坳陷，而柴达木盆地的腹地则为隆起和物源区。     

柴达木盆地及相邻造山带区域断裂系统

根据对祁连山、昆仑山、阿尔金山和柴达木周缘露头的野外地质调查和盆地地震反射剖面的解释，分析了柴达木盆地及相邻造山带区域断裂系统及其对盆地演化的控制作用，提出5个区域断裂系统对柴达木盆地的形成和发展演化起着重要控制作用：（1）祁连山－柴达木盆地北缘断裂系统；（2）东昆仑山－柴达木盆地南缘断裂系统；（3）阿尔金走滑断裂系统；（4）鄂拉山走滑断裂系统；（5）甘森－小柴旦断裂系统。这些断裂系统控制了柴达木盆地的展布方向、盆地内次级断裂的形成和分布、沉积中心的迁移及油气聚集带的分布。     

塔里木盆地及邻区地壳和上地幔S波速度结构

<正>中国西北部的塔里木盆地及邻区,由重要的含油气沉积盆地(塔里木盆地、准噶尔盆地和柴达木盆地)以及大型造山带(西昆仑山、阿尔金山和天山造山带)组成。塔里木盆地主体是陆壳克拉通,具有相对稳定的特点,后又经历了多次沉积过程,存在巨厚沉积盖层,形成了中国最大的沉积盆地;准噶尔盆地位于塔里木和天山东北部,为沉积盖层较薄的沉积盆地。在这两个盆地均发现了大型油气资源。天山造山带是由陆陆汇聚导致最显著的陆内活动山系之一,拥有复杂的地质构造。自新元古代晚期以来,塔里木及邻区     

柴达木盆地西部小梁山地区新近纪沉积演化特征及勘探潜力分析

柴达木盆地新近纪上新世晚期(N2 3)湖盆沉积中心迁移至碱山-一里坪地区,位于阿尔金山前的小梁山地区处于滨浅湖环境.这种认识难以解释以下事实:小梁山地区多口探井在N22-Q1+2地层中发育多层薄层膏岩,其中梁深2井在井深14.5～558.0m的地层中发育41层共147.3 m厚的膏岩.在综合分析研究区及其周缘地面构造的单井沉积特征(含露头剖面)及连井沉积相剖面后认为,小梁山地区在新近纪上新世中期至第四纪中更新世是一个持续发育的局部沉积中,心.结合已有的勘探成果,认为该地区及其邻区新近系具有很大的勘探潜力.     

柴达木盆地北缘古近纪—新近纪古地理演化*

根据野外露头剖面和岩心观察,钻、录井及测井曲线以及地震等资料,研究了柴达木盆地北缘古近系—新近系的沉积相类型和沉积特征,结果表明该区主要发育冲积扇、扇三角洲、辫状河、辫状河三角洲及湖泊等沉积相类型。柴达木盆地北缘的沉积时空展布受盆地基底的构造格架及阿尔金山斜坡带生长逆冲断裂系、北缘逆冲断层和古隆起的联合作用,沉积体系具有多样性。冷湖地区受逆冲断层作用,发育了冲积扇—扇三角洲—湖泊沉积体系;马海—南八仙地区则受逆冲断层和古隆起的双重控制,发育冲积扇—辫状河—辫状河三角洲—湖泊沉积体系。在沉积相分析的基础上对古地理演化进行了系统分析,为下一步的油气勘探工作提供可靠的地质资料。     

柴达木盆地新近纪湖相风暴岩的发现及其对青藏高原隆升的地质意义

通过对柴达木盆地路乐河和西岔沟剖面新近系沉积的详细分析,发现柴达木盆地新近纪发育典型的湖相风暴岩沉积。风暴沉积构造主要有风暴侵蚀构造、风暴撕裂构造、风暴浪构造以及及风暴期后快速沉积构造等,包括渠铸型构造、冲刷面构造、泥砾、丘状交错层理、洼状交错层理、平行层理和粒序层理等构造类型。根据风暴岩序列的规模、丘状交错层理的波长大小等因素分析柴达木盆地新近系上干柴沟组风暴的规模明显强于下油砂山组。上干柴沟组与下油砂山组之间古风暴强度的变化说明柴达木盆地在该时期发生了一次重大的古气候转型事件,与青藏高原整体初次隆升时间有较好的响应关系。风暴岩的发现,对于分析柴达木盆地新近纪的古地理、古气候、古构造及板块的运动规律具有重要意义,也为青藏高原的隆升研究提供了新资料、开辟了新途径。     

柴达木盆地西部走滑相关断裂特征及其控藏作用

笔者等以柴达木盆地柴西地区构造特征为基础,首先分析了柴达木盆地区域构造背景,认为柴达木盆地新生代属于巨型的环青藏高原盆山体系,阿尔金山前前陆冲断带就形成于盆山结合部,阿尔金山前冲断活动主要受控于喜马拉雅运动期印度板块与青藏高原的活动,其次根据走滑断裂规模和走滑断裂对整个盆地沉积的控制作用,将柴西地区的各种复杂走滑断裂分为盆地级(一级)、区带级(二级)、圈闭级(三级)、显微级走滑断裂;柴西地区各种复杂多样的走滑断裂与之伴生的构造组合都与其所经历的构造运动和构造演化有关;在构造演化的基础上分析了柴西各走滑断裂的形成期与改造期,最后研究了走滑断裂在油气成藏过程中起着重要地作用,控制了油气聚集和分布,在勘探实践中取得了很好的效果。     

阿尔金断裂带新生代活动在柴达木盆地中的响应

阿尔金断裂新生代以来发生多期次的走滑运动,并伴随强烈的隆升作用,进而影响柴达木盆地新生代的构造演化。本文通过遥感卫星影像解译、地震反射剖面解释、区域地层分析,结合野外考察资料对阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的响应进行了研究。对柴达木盆地卫星影像的解译发现盆地中褶皱形态指示了近东西走向的褶皱构造带与近南北走向的褶皱构造带的叠加干涉效应,其中近东西向褶皱构造带是在印度/欧亚板块碰撞作用下青藏高原隆升并向北东扩展过程的响应,近南北向褶皱构造带是阿尔金断裂新生代活动的响应。对NW-SE向穿过阿尔金山-柴达木盆地的盆山结合带地震反射剖面的再解释,发现新生代地层中发育的多层生长地层,记录了阿尔金断裂新生代活动的信息。对盆地中新生代地层分布等厚图褶皱干涉样式的分析表明,上油砂山组沉积时期(14.9Ma)阿尔金断裂活动已经明显影响到柴达木盆地,而狮子沟组沉积时期(8.2~2.6Ma)断裂活动对柴达木盆地改造最强。通过对研究区已有的低温热年代学数据和沉积、构造、磁性地层年代学等方面研究成果的总结和分析,认为阿尔金断裂在新生代至少存在三期(~30Ma,~8Ma、~2.6Ma)强烈的构造活动和隆升作用,在柴达木盆地内表现为相应地质时代沉积速率的加快、沉积物岩性的变化、构造地貌的变形和同构造生长地层的出现。其中后两期(~8Ma、~2.6Ma)构造活动在整个青藏高原及周边地区广泛存在,为准同期构造事件,而月牙山地区地震地表破裂带的发现则表明阿尔金断裂带现在仍在强烈活动,并且直接影响到了柴达木盆地。阿尔金断裂带新生代以来的构造活动具有多期性,并影响和改造了柴达木盆地,可能对油气成藏有重要影响。     

利用三维地震属性分析识别阿尔金断裂新生代早期构造活动

阿尔金断裂是青藏高原最显著也是最重要的地质构造单元之一,其新生代起始活动时间的认定一直都是大家关注的热点,对研究高原的形成和应力传递均有着重要的意义.前人的研究成果证实阿尔金断裂新生代的开始活动时间大约在35.5Ma,在柴达木盆地其对应的沉积层位为下干柴沟组上段.本文以盆地内部近阿尔金断裂带的红柳泉-七个泉地区为例,开展了钻井约束下的三维地震资料属性提取及分析工作,并进行同期岩相古地理研究.结果表明在下干柴沟组上段从XG2时期起,研究区岩相古地理从深湖相开始分异,逐渐发育为控制岩性差异的同沉积水下隆起,这些隆起带渐次演化为与左旋剪切相关的雁列褶皱带,对应于与阿尔金早期隆升相关的构造演化过程.表明阿尔金断裂新生代活动的沉积响应最早在约40Ma开始,该方法对于和构造隆升相关的沉积记录识别比直接的地质学方法更为敏感.     

新生代阿尔金断裂带的演化:来自沿线盆地沉积记录的启示SCIEI北大核心CSCD

阿尔金断裂带是青藏高原自印度与欧亚大陆碰撞后向北扩展的前缘断裂,其新生代活动性对于研究青藏高原隆升与扩展过程和机制具有重要意义。近些年,运用热年代学、断裂几何学和运动学、沉积学、磁性地层学和地震学等方法对阿尔金断裂带的性质、组成结构、断裂活动时代、走滑断裂运动特征、走滑位移量和走滑速率等进行了细致的研究,而对阿尔金断裂带沿线受其控制的新生代沉积盆地的地层年代、沉积演化特征虽然也有一定研究,但往往仅限于单个盆地,缺乏对沿线盆地整体的对比认识,造成对阿尔金断裂带走滑起始时间及阿尔金山的隆升历史存在不同的认识。本文对近二十年来阿尔金断裂带沿线新生代沉积盆地的磁性地层年代与沉积相演化的研究进展进行综述,建立阿尔金断裂带沿线盆地新生代沉积序列和年代框架;辅助热年代学等资料,提出阿尔金断裂带的三阶段演化模型:始新世-中中新世,阿尔金断裂带以大幅度的走滑运动为主,同时伴随着阿尔金山小范围的隆升;中中新世开始,阿尔金山开始大规模的隆升,伴随着较少量的走滑运动;晚中新世以来,阿尔金断裂带构造活动加强。     

柴达木盆地西部中生界原型盆地恢复

勘探实践表明,对柴达木盆地西部中生界原型盆地认识不够,是导致该区侏罗系油气勘探难以取得重大突破的主要原因。以古流分析为主要手段,结合地表露头及地震解释资料研究认为,中生界在古阿拉巴斯套山与古昆仑山间发育一个大的近EW向展布的内陆山间坳陷（古泛茫崖坳陷）。坳陷演化可分为早—中侏罗世和晚侏罗世—白垩纪两个阶段,分别对应发育了伸展断陷和挤压坳陷两种原型盆地类型。早、中侏罗世,阿尔金山尚未隆升,为主要沉积区。沉积环境比较动荡,沉积物以暗色含煤建造为主。沉积中心在现今的阿尔金山区,坳陷西北部边界越过阿尔金山区与塔东南地区相通;东北部边界位于阿拉巴斯套山前;南部边界在煤沟—采石岭—黑石山—月牙山一线。晚侏罗世—白垩纪,阿尔金山快速隆升为物源区,开始分割塔东南和柴达木盆地西部沉积。坳陷沉积物以干旱气候下的红色粗碎屑岩建造为主,沉积、沉降中心由阿尔金山区向盆地内部发生迁移,南部边界已迁移至阿拉尔—红柳泉—红沟子—月3井一带。该研究对柴达木盆地资源潜力评价及勘探部署具有重要意义。     

阿尔金断裂对柴达木盆地西南地区的影响——来自构造节理分析的证据

阿尔金断裂在100～85 Ma、40～25 Ma、10～8 Ma具有多期活动的特征。通过对柴达木盆地西南地区中-新生代地层中构造节理数据的采集、层面校正和综合分析,认为阿尔金断裂多期活动在柴达木盆地西南地区的表征存在差异：即晚白垩世断裂走滑活动对该地区的影响范围较窄,限于阿尔金山前附近;始新世上干柴沟组、中新世下油砂山组沉积之后,阿尔金断裂2期明显的走滑逆冲活动影响范围逐渐增大,可分别达到干柴沟、油砂山一带。这可能与南部青藏高原的多期推覆逆冲导致阿尔金断裂被动活化有关。因此,盆地西南地区油气勘探过程中阿尔金断裂3期走滑逆冲活动的影响值得重视。     

晚古近纪柴达木盆地西南缘区域应力场演化——从其毗邻的阿达滩盆地得到的佐证

柴达木盆地西南缘与之毗邻的阿达滩盆地对周边造山带构造应力场的变化响应敏感,并有较多的地质记录。中新生代以后,其与阿尔金断裂带同处于统一左行走滑剪切应力场作用之下,构造形迹保存较好。通过对盆地内沉积建造、断裂系性质及区域构造特征的识别分析,推断柴达木盆地西南缘在始新世时构造活动处于南北向挤压环境,而渐新世后则转换为左行平移构造应力之下。推测柴达木西南缘在三维空间上应当存在着来自塔里木地块斜向上的推挤力。通过盆地沉积及构造序列分析,初步建立了该区晚古近纪构造运动阶段性演化模式。     

阿尔金断裂新生代活动方式及其与柴达木盆地的耦合分析

位于青藏高原北缘的阿尔金左旋走滑断裂是世界上规模最大也是最重要的线性构造之一,其新生代以来的活动方式是限定高原生长机制的重要边界条件.本文在对阿尔金山中不同方向隆起构造进行分析的基础上,综合前人资料论证了阿尔金断裂在晚始新世-中中新世时以基底剪切为主,大规模地表走滑则发生在中中新世以后.对柴达木盆地内近东西向和北西向断裂系统的分布、形态、活动时间进行了详细的分析,发现它们是在不同时间、不同区域、不同控制条件下形成的两套断裂系统,与阿尔金断裂的两阶段活动方式存在很好的耦合关系.柴达木盆地西北侧的沉积和构造特征表明阿尔金山的隆升幅度和范围在中中新世达到最大,随后则逐渐减小,这种变化也与阿尔金断裂从基底剪切到地表走滑的转换非常吻合.     

青藏高原北缘新生代早期构造运动——来自酒西盆地始新世-渐新世的沉积学约束

位于青藏高原北缘的酒西盆地,出露有完整的晚始新世地层,真实地记录了周缘构造的运动,使其成为研究高原北缘新生代构造活动的最佳场所之一.基于酒西盆地11条沉积剖面的沉积相、重矿物和古水流研究,建立了火烧沟组-白杨河组高精度的沉积格架,识别出盆地在晚始新世主要为走滑盆地,沉积形态主要受阿尔金断裂左行走滑作用控制.阿尔金断裂强烈的走滑作用受到北部阿拉善地体的阻挡,在酒西盆地北部形成一个前锋带.随后,高原内部强烈的南-北向挤压作用沿酒西盆地的刚性基底向南传递到北祁连断裂,形成了新近纪早期酒西前陆盆地的雏形.     

Timing and magnitude of displacement on the Altyn Tagh fault: constraints from stratigraphic correlation of adjoining Tarim and Qaidam basins, NW China

The Altyn Tagh fault plays an important role in growth of the north-western Tibetan plateau, but the timing of its inception and magnitude of left-lateral displacement are not well constrained. This study provides new independent constraints by correlating stratigraphic development and spatial distribution of the neighbouring Tarim and Qaidam basins. It is shown that the Tarim and Qaidam basins experienced quite similar stratigraphic and sedimentary evolution from late Sinian to early Palaeogene times. This fact indicates that the Tarim and Qaidam basins were a single block, at least until Oligocene time, which was then offset by the Altyn Tagh fault. Early Palaeozoic and Late Triassic suture zones within the East and West Kunlun and pinch-outs of Mesozoic strata are chosen as piercing lines. Restoration of these lines gives total offset estimates of ˜ 350–400 km across the south-western and central segments of the Altyn Tagh fault.     

大型陆相坳陷型沉积盆地原型恢复方法——以新生代柴达木盆地为例

陆相坳陷型沉积盆地通常发育在克拉通的内部差异沉降和裂谷盆地后期的热沉降等不同的大地构造阶段,是一类独特而又十分重要的沉积盆地。本文基于该类盆地的特点,提出了综合利用盆地沉积相、残余厚度图、区域构造大剖面及其平衡恢复等多方面资料对其盆地原型进行恢复的方法和流程,具体包括以残余沉积相恢复盆地原始边界、以平衡剖面恢复盆地原始形态、以关键钻井资料与平衡剖面相结合恢复原始沉积厚度。该方法消除了构造运动对盆地形态的改变,真正将盆地原型纳入到其原始形态框架下进行研究。本文还利用该方法对柴达木盆地新生代各地层沉积时的盆地原型分别进行了恢复,并据此对其新生代的沉积演化进行了分析,结果表明柴达木盆地新生代的沉积格局变化与阿尔金断裂的活动息息相关。