准噶尔盆地南缘新生代沉积物碎屑锆石记录的天山隆升剥蚀过程

通过对准噶尔盆地南缘有精确古地磁年代控制的金沟河剖面新生代沉积物中7个砂岩样品碎屑锆石的U Pb LA ICP MS测年分析,确定安集海河组（28~23.3 Ma）和沙湾组（23.3~17.5 Ma）的砂岩样品碎屑锆石年龄主要集中在261~328 Ma（P-C）,塔西河组（17.5~13.2 Ma）样品的年龄主要集中在234~311 Ma（T-C）和369~403 Ma（D-S）,独山子组（13.2~6.0 Ma）和西域组（6.0~1 Ma）样品的年龄主要集中在264~333 Ma。经与流域内岩石地层的分布相对比,揭示至少在晚渐新世开始中天山已经隆升并剥蚀为盆地提供物源,从约中新世早期开始北天山的南缘开始隆升,加入物源供给区,从约中新世中晚期开始北天山开始明显隆升,并逐步阻碍了中天山的物源供给,成为物源的主要供给区。天山的这种逐步向北的隆升剥蚀过程,反映了印度欧亚板块碰撞的远程效应。     

准噶尔盆地四棵树凹陷石油地质特征及勘探方向

准噶尔盆地南缘西段四棵树凹陷自晚三叠世以来经历了3个发展演化阶段.凹陷内发育侏罗系煤系地层和古近系安集海河组暗色泥岩二套烃源岩层,其中侏罗系是主力烃源岩;新近系塔西河组、沙湾组、古近系安集海河组、紫泥泉子组、白垩系吐谷鲁群及侏罗系头屯河组砂岩、砂砾岩储集层为主要勘探目的层;新近系塔西河组、古近系安集海河组、白垩系吐谷鲁群、侏罗系三工河组泥岩为区域性盖层;主力烃源岩生烃门限深度(Ro=0.6%)约在5 000 m左右,生烃高峰和排烃高峰期在喜马拉雅期,与凹陷内圈闭的形成期相匹配.该凹陷艾卡构造带东部、托斯台构造群及北天山推覆体之下隐伏背斜构造带是油气勘探的主要方向.     

独山子背斜沙湾组油源对比分析及油气成藏模式探讨

独山子背斜位于准噶尔盆地北天山山前冲断带四棵树凹陷。四棵树凹陷不同程度地发育二叠系、侏罗系、白垩系和古近系等多套烃源岩,具多个生烃期及多期成藏特征。不同时期生成的原油相互混合,导致成藏油源判识困难。据碳同位素、正构烷烃、生物标志化合物等地球化学分析资料,对独山子背斜沙湾组原油进行油源对比研究。结果表明:独山子背斜沙湾组原油与古近系安集海河组烃源岩具很好的亲缘关系。来自渐—始新统安集海河组油气通过独山子断裂向上运移至沙湾组,被上部新近系塔西河组巨厚泥岩封盖而聚集成藏。     

晚新生代以来天山北缘沉积记录及其稳定同位素变化的环境意义

晚新生代以来,天山北缘的沉积记录与天山的隆升密切相关。研究表明:始-渐新世安集海河组主要沉积发育水平层理的绿色、灰绿色湖泊相泥岩;晚渐新世沙湾组中上部岩石组合特征为紫红色曲流河相砂岩、粉砂岩和砾岩夹层;早中新世塔西河组下部主要为灰绿色、褐红色砂、泥岩互层,上部主要为土黄色砂岩和粉砂岩夹层;晚中新世-早上新世独山子组为辫状河相灰色砾岩和砂砾岩沉积;晚上新世-早更新世西域组主要为厚层砾岩堆积。土壤碳酸盐中稳定同位素数据表明:安集海河组δ~(13)C平均值为-3.9‰,δ~(18)O平均值为-5.0‰;沙湾组中上部δ~(13)C平均值为-8.1‰,δ~(18)O平均值为-11.0‰;塔西河组δ~(13)C平均值为-5.9‰;δ~(18)O平均值为-7.7‰;独山子组δ~(13)C平均值为-8.5‰,δ~(18)O平均值为-10.3‰;西域组δ~(13)C平均值为-6.0‰,δ~(18)O平均值为-10.4‰。同位素结果和沉积记录共同表明,始-渐新世为湿润温暖气候;晚渐新世为干旱寒冷气候;早中新世早期为半湿润、半温暖气候,晚期为干旱、寒冷气候;晚中新世-早上新世为干旱寒冷气候;晚上新世-下更新世为干旱、半温暖气候。结合古地磁数据和全球气候变化,天山北缘晚新生代以来发生五次主要气候变化事件,即晚渐新世(沙湾组时期中上部)气候转换,约24Ma(沙湾组时期顶部)气候突变,早中新世内部(约24～19Ma)气候转换事件,晚中新世(约7Ma)C_4植被迅速扩张和约3.17Ma以来气候的剧烈震荡。     

塔里木盆地南缘新生代沉积:对青藏高原北缘隆升和塔克拉玛干沙漠演化的指示

塔里木盆地南缘新生代沉积地层厚达万米以上。研究的叶城和阿尔塔什两个剖面分别厚4500m和7000m,基本代表了塔里木南部的新生代沉积。叶城剖面的底界年龄根据磁性地层测定约为8Ma。阿尔塔什剖面的底界年龄根据海相碳酸盐岩87Sr/86Sr的比值与全球Sr同位素曲线对比,约为30～35Ma。从岩性地层分析,剖面的下部为中新统乌恰群,主要由泥岩和粉砂岩组成,沉积相为低能环境的辫状河和曲流河。剖面的中部是上新统阿图什组,由红色泥岩、砂岩夹薄层砾岩以及埋藏风成黄土构成,沉积环境为冲-洪积扇的中远端。剖面的上部是上新统—下更新统西域组,由中粗砾岩夹块状粉砂岩透镜体(埋藏风成黄土)组成,主要是近源洪积扇沉积和风成沉积,以上地层层序可以进行很好的区域对比。塔里木盆地南缘新生代沉积由新近纪红层向上变化为逆粒序砾岩和碎屑流沉积,记录了青藏高原北缘隆升造成的沉积环境的变化,尤其是干旱化气候的阶段性演化。在约8Ma时,叶城和阿尔塔什两个剖面都发育了风成沙丘沉积。而在阿尔塔什剖面,沙丘沉积之下还发育了一套厚层的膏盐沉积,指示了塔里木盆地南缘在此前后已经相当干旱,只是仅凭这些证据还难以判断沙漠发育的规模。而上新世—更新世阿图什组和西域组中发育的埋藏风成黄土沉积,则指示了塔克拉玛干沙漠在此时已经发育到了相当规模,极度干旱的气候条件(可能类似于现在)已经形成。     

准噶尔西北部山地晚新生代以来隆升过程: 来自沉积学和磁组构的证据

通过对准噶尔西北缘和什托洛盖盆地新近系白杨河剖面详细的沉积学和磁组构的研究, 探讨了准噶尔西北部山地约7 Ma以来的构造变化.白杨河剖面由下至上可划分为塔西河组、独山子组和西域组, 分别对应于浅湖相、扇三角洲相和砾质辫状河相.古流向和砾石成分分析表明, 剖面物源来自和什托洛盖盆地北侧山地.根据沉积学和磁化率与磁组构参数(P_j、T、L和F)的变化, 准噶尔西北部地区约7 Ma以来的构造-环境演变可划分为3个阶段: 阶段Ⅰ(6.80~3.50 Ma): 浅湖相, 磁化率和磁组构参数值为剖面最低, 且变化幅度很小, 代表了构造环境比较稳定, 地势高差较小或物源区较远; 阶段Ⅱ(3.50~2.58 Ma): 扇三角洲相, 沉积速率、磁化率和磁组构参数值显著增大, 表明准噶尔西北部山地强烈隆升; 阶段Ⅲ(＜2.58 Ma): 砾质辫状河相, 磁化率和磁组构参数值进一步增大, 可能是构造隆升与气候变化共同作用的结果.3.50 Ma准噶尔西北部山地强烈的构造隆升与天山地区和青藏高原周缘约3.00~4.00 Ma的构造隆升具有准同时性, 是印度-欧亚板块陆内俯冲挤压远程效应表现.      

新疆准噶尔盆地中、晚侏罗世多重地层研究

对新疆维吾尔自治区沙湾县玛纳斯河红沟侏罗系剖面开展了生物地层学、同位素年代地层学、旋回地层学和磁性地层学等的综合研究。研究结果表明,头屯河组的时代为中侏罗世中晚期到晚侏罗世早期,包括巴通阶的最顶部、卡洛维阶和牛津阶的中下部;其底界年龄约为166.2 Ma,顶界线年龄约为160.8 Ma,沉积时间约5.4 Ma。齐古组顶部年龄值为155.3 Ma,沉积时间约5.5 Ma,包括了牛津阶的上部和基默里奇阶的中下部,其顶部与东部冀北、辽西地区髫髻山组顶部大体相当,比土城子组层位低。喀拉扎组的时代为晚侏罗世基默里奇期晚期,而其上覆地层吐谷鲁群的时代为早白垩世早期,两者之间存在一个相当大的不整合,缺失了晚侏罗世提塘期以及可能包括早白垩世最早期的地层,有超过了7 Ma的地层缺失量。侏罗系与白垩系的界线为此不整合面,侏罗纪/白垩纪之交的地层未保存。     

早期热河生物群时代的磁性地层学约束

早期热河生物群保存于冀北的中生代地层大北沟组—大店子组,层位时代的磁性地层学研究对限定热河生物群的演化、鸟类的起源与进化以及被子植物的起源等重大科学问题的年代框架具有重要的科学意义。同时,将为中国陆相侏罗系—白垩系界线及早白垩系地层划分提供可以进行全球对比的磁性地层学证据。此外,还将为限定华北克拉通破坏提供可靠"深时(Deep-time)"约束。基于1 100余块样品的测试与分析结果,建立了冀北滦平盆地大北沟组—大店子组高精度的磁极性序列。磁性地层对比分析方案表明,大北沟组、大店子组和西瓜园组的磁极性序列对应于标准磁极性柱的M12—M9,属于Valanginian中期至Hauterivian中期。从磁性地层学的综合研究认为早期热河生物群的时代归属于早白垩世的Valanginian期。本文的研究结果不支持中国陆相侏罗—白垩系界线位于大北沟组与大店子组之间的划分方案。     

青海循化盆地新近纪磁性地层学

青藏高原东北部是研究高原隆升和东亚季风演化的重要地区.通过对青藏高原东北部循化盆地西沟剖面新近纪河湖相沉积的磁性地层学研究, 建立了西沟剖面约14.6~5.0 Ma沉积物的磁极性年代框架.沉积相的分析表明, 循化盆地在约14.6~5.0 Ma期间总体上处于充填萎缩阶段.西沟剖面巨厚层砾岩首次出现的时间约为7.3 Ma前, 应是青藏高原东北部快速隆升的沉积响应.这与青藏高原在约8.0 Ma前快速隆升的时间相近, 进一步说明约8.0 Ma前青藏高原的构造隆升具有准同时性.      

鄂西建始龙骨洞含古人类化石沉积层磁性年代学再研究

由于湖北建始龙骨洞洞穴沉积地层年代存在疑问,对建始龙骨洞沉积剖面的154块样品进行了磁性地层学再研究,并建立了磁极性序列,结果显示龙骨洞沉积地层记录了单一的反极性序列,仅在距顶部0.93m处存在一个短期的正极性事件。将龙骨洞剖面极性柱与国际标准极性柱对比,反极性序列应对应于松山反极性时,正极性事件可对应于Cobb Mountain或者留尼旺正极性事件。如果龙骨洞沉积中的哺乳动物年代偏向早更新世,后一种对比方案可能更合理。由此龙骨洞哺乳动物群年龄为1.945—2.581Ma,古人类化石年龄为2.148—2.581Ma。     

准噶尔盆地南缘坡缕石矿物学特征及古气候指示意义

为深入研究准噶尔盆地南缘新生界古气候演化过程,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对准噶尔盆地南缘(准南)新生界地层泥岩、砂岩中粘土矿物成分、坡缕石矿物学特征进行了系统分析。分析结果表明,新生界泥岩中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石是指示干旱-半干旱气候条件的特征矿物,呈纤维状、束状等形态,其形态及与周围矿物的接触关系说明坡缕石为典型自生成因,坡缕石、伊利石、绿泥石构成的粘土矿物组合所反映的干旱气候与地层颜色变化相吻合。     

中国中-西部4种新生代挤压盆地成藏地质条件及成藏期次

新生代挤压盆地是我国中-西部的重要油气勘探领域。根据挤压盆地的发育部位、盆地基底、充填层序、构造叠加和盆山耦合形式等条件,本文在我国中-西部识别出准(噶尔)西北缘型、四川盆地西缘型、柴(达木)北缘型和准(噶尔)南缘型等4种新生代挤压盆地,前两者发育海西晚期—印支期前陆盆地,后两者具有喜马拉雅造山期的再生前陆盆地特征。对准西北缘、四川盆地西缘、柴北缘和准南缘新生代挤压盆地的对比研究表明,它们在烃源岩、储盖组合等成藏条件上存在明显的差异,而晚期前陆发育对柴北缘型和准南缘型挤压盆地烃源岩演化具有明显的控制作用。在不同新生代挤压盆地典型油气藏解剖研究的基础上,认为燕山期及之前是准西北缘型和四川盆地西缘型挤压盆地主要的成藏期,喜马拉雅造山期则主要表现为准西北缘型挤压盆地的油气藏保存和四川盆地西缘型挤压盆地油气藏的调整和定型;喜马拉雅晚期是柴北缘型挤压盆地最主要的成藏期,而多期前陆盆地的准南缘型挤压盆地具有多期成藏的特征,但喜马拉雅晚期的油气成藏最为重要。     

准噶尔盆地南缘中-新生界沉积物重矿物分析与盆山格局演化

本文通过分析准噶尔盆地南缘野外剖面、部分钻井岩心和天山内部野外剖面的碎屑重矿物及其组合特征,探讨了准噶尔盆地中-新生代物源体系和盆山格局的演化。准噶尔盆地南缘至少存在3个物源体系,各物源体系的重矿物组合、含量及其反映的物源属性均存在较大差异;其中,南部天山物源还存在东、西两部的差异。不同重矿物组合出现和不稳定重矿物的增加显示中-新生代存在3个构造活动相对活跃期,即晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代。早-中侏罗世天山内部发育多个分隔的小型盆地,盆地南部边界至少位于后峡附近,不存在地理分隔明显的天山;晚侏罗世—早白垩世早期是天山隆升、盆山格局发生转变的时期,博格达山逐渐构成盆地南缘的又一重要物源;白垩纪—古近纪盆山格局变化不大,新近纪以来的强烈挤压构造背景使得天山山脉快速隆升,盆山格局发生重大改变。准噶尔盆地南缘中-新生代构造相对活跃期和盆山格局演变与欧亚板块南缘发生的构造事件具有良好的对应关系。     

准中地区构造特征分析

准噶尔盆地中部现今呈南倾的大单斜构造背景，中1、3区块中生代曾发育一大型正向构造单元，分析认为属低幅背斜构造．中3、中1区块位于该背斜构造的南、北两翼，受背斜构造的影响较大，而中2、中4区块位于该背斜构造的东侧，受背斜构造的影响较小，中1、中3区块与中2、中4区块分属两个不同的构造单元．准中区块中生界侏罗、白垩系之间存在明显的角度不整合，应划分为两个不同的构造层．研究还发现，准中地区中、新生界具有明显的负反转构造特征．     

楔形构造在山前冲断构造位移量消减中的作用

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果。前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定。准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式。准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减。紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带。准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度。     

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。     

准噶尔盆地南缘紫泥泉子组的时空展布及成因解释

准噶尔盆地南缘的紫泥泉子组生物化石贫乏 ,以往在该组所见的少量古近纪介形类、轮藻化石也多集中在上部 ,因此《西北地区区域地层表新疆维吾尔自治区分册》和《新疆维吾尔自治区岩石地层》根据层位关系将紫泥泉子组置于古新统—上始新统下部。根据在准噶尔盆地南缘露头和钻井剖面的紫泥泉子组中新采获的介形类、轮藻化石 ,紫泥泉子组的时代应为晚白垩世—中始新世。紫泥泉子组在空间分布上存在较大差异 ,露头区地层缺失多 ,覆盖区沉积较全 ,这主要是由于气候变化导致的湖平面和河流平衡剖面升降变化控制了准噶尔盆地南缘紫泥泉子组的地层发育     

南羌塘盆地构造演化及其油气形成与构造保存条件研究

羌塘盆地是我国陆域上面积最大的海相盆地,前人对该盆地构造演化过程及其油气远景存在截然不同的观点。以最近完成的1︰ 5万地质调查为基础,本文再次讨论了南羌塘盆地构造演化过程及其油气远景。羌塘盆地中央近东西向的羌中隆起山脉将羌塘盆地分为南、北两部分。最近的研究表明,在寒武-奥陶纪之交,南、北羌塘块体被古大洋分隔开。北羌塘盆地南缘形成的晚三叠-早侏罗世的那底岗日组火山岩,其上部为流纹岩,表明晚三叠世南羌塘块体北向俯冲于北羌塘块体之下,在南羌塘块体北部形成了富含有机质的前陆盆地。南羌塘盆地南缘发育一套代表成熟海盆的侏罗纪复理石建造,表明南羌塘南部地区在早侏罗世具有被动大陆边缘的特点,随着南部班公-怒江洋的扩张,在南、北羌塘块体内分别沉积了侏罗纪-早白垩世的浅海相地层,以富含有机质礁灰岩为特征。盆地内部孕育了巨厚的晚白垩-古新世陆源碎屑岩,不整合覆盖于早期海相沉积岩之上,表明在该时期南羌塘块体逐渐从被动大陆边缘海相盆地转变为陆相盆地。新生代时期,印度与亚洲大陆持续汇聚,南羌塘盆地南向逆冲于拉萨块体之上,盆地内发育了多条大型逆冲断裂带,再次将盆地内部的上三叠统、侏罗系、白垩系富含有机质的海相礁灰岩深埋,这有利于油气资源的生成与保存。横跨南羌塘盆地的构造剖面显示盆地内部主要大型逆冲断裂带之间,构造变形较弱,发育宽缓的向斜构造,向斜核部发育新生代陆相地层,推测该新生代陆相地层之下保存有深埋的富含有机质的海相地层,因此,南羌塘盆地逆冲断裂带下盘和宽缓向斜核部区域可能具有良好的油气资源前景。     

呼图壁凝析气田构造控藏过程讨论

呼图壁气田是新疆准噶尔盆地南缘中段发现的第一个中型凝析气田。文章从区域构造应力特征及构造运动方式入手,重建了呼图壁背斜构造演化历史,综合分析了呼图壁气田成藏过程和成藏的关键控制因素。结果表明,呼图壁背斜构造形成演化,受幕式挤压应力、沉积压实作用及滑脱层的共同控制。同时,晚新生代的区域强烈SN向挤压应力不仅使得中下侏罗统煤系烃源岩迅速达到高-过成熟阶段并大量生气,而且造成地层异常高压以及断裂的开启,进而为呼图壁气田的形成提供气源和通道。而SN向水平区域构造挤压应力、异常高压及断裂是呼图壁气田成藏的主控因素。此认识对于呼图壁气田的开发、利用,以及在准噶尔盆地南缘寻找新的天然气勘探耙区,都具有指导意义。     

大别造山带折返剥露历史:来自合肥盆地南缘中生界变质岩碎屑的证据

在合肥盆地南缘广泛分布的中生界内,砾石主要由变质岩碎屑组成。碎屑在地层中分布及垂向上的变化,为重塑造山带折返剥露历史提供了证据。防虎山组和三尖铺组底部砾岩碎屑组合为:石英片岩+云母片岩+石墨片岩+千枚岩+石英岩+脉石英+片麻岩(局部),表明在早侏罗世晚期Pliensbachian期(距今195Ma)之前,佛子岭群和卢镇关群已经折返到地表并遭受剥露。早白垩世凤凰台组、毛坦厂组和周公山组中砾岩碎屑组合为:片岩+石英岩+片麻岩+混合岩+榴辉岩+角闪岩+斜长岩+花岗岩+大理岩等,榴辉岩以及其它基性岩的微量元素特征表明它们可能是一个在早白垩世以前(距今135Ma)折返到地表并遭受完全剥露,而现在已经从造山带消失的超高压构造地层单元。大别造山带出露的超高压变质带(大别杂岩)在北缘中生代地层中目前尚未发现有可靠的沉积记录,推测它们的大规模折返和剥露可能在新生代,并持续到现在。据此认为大别造山带大规模的折返剥露分为3个阶段:早侏罗世之前、晚侏罗世—早白垩世早期和新生代。