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。     

The Effect of Wedge Structure on Displacement Subduction of Piedmont Thrust Structure: A Case Study of the Southern Margin of Junggar Basin

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.     

构造楔形体的识别与勘探——以准噶尔盆地南缘为例

构造楔形体的形成需要两个条件,一是两条相互连接的断层,二是这两条断层的位移传递方向相反。当反向传递的位移量切割了上覆地层,通常在楔形体前翼形成具指示意义的背斜构造,此类背斜可作为判断深部构造楔形体存在的直接依据。准噶尔盆地南缘3排背斜内带的构造楔形体模式非常典型,并表现为“混序”的特征。在山前深部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,形成第二排和第三排背斜带。在总位移量保持稳定的前提下,这3排背斜带在走向上的此消彼长反映了位移量在南、北两个方向上的转换。准噶尔盆地南缘第二、三排背斜带中-新生界内部发育多个小型的构造楔形体,这些互相叠置的楔形构造横向延伸不大,但有可能构成独立的成藏系统,具有不同的油气水特征,从而造成同一个背斜带不同部位的含油气性迥异。在油气勘探中应通过加强地震采集、处理和解释攻关,力求精细刻画各个楔形构造在三维空间的展布,再针对已落实的楔形体展开钻探。     

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。     

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.     

北天山北缘构造剖面测量及多期构造变形

天山北缘为典型的大陆内部活动构造特征,发育准噶尔盆地南缘逆冲带,主要表现为新生代时期形成的多排平行山体的背斜和逆冲断层。为了详细研究该区主要构造变形特征和变形形成时间,2005年我们对天山北缘进行了详细的地表地质剖面测量,之后进行了多年地表地质区域调查,落实了关键砾岩地层时代,充分结合卫星遥感影像资料、二维三维地震剖面和钻井测井资料,应用断层相关褶皱理论,完成了一条近SN向的长度50 km的金钩河-安集海河构造地质大剖面。野外观察和地质测量以及生长地层和生长地层不整合分析表明,安集海深层背斜初始形成时间为中新世早期,在第四纪西域组（Q1x）、乌苏群(Q2)和第四纪中晚期(Q4)最终定型的浅表背斜,深层为断层转折褶皱和中浅层反冲的楔形构造叠加组合而成;霍尔果斯深层背斜初始形成时间为中新世晚期,在第四纪中晚期Q4最终定型,构造样式为深层断层转折褶皱、中深层楔形构造和浅层断层扩展背斜叠加组合而成。区域地质调查发现一条近东西走向285°,发育在中生界地层的准南走滑断层,该断层位于准南边界逆冲断裂以北,形成时间最晚（Q4）。根据准南安集海背斜、霍尔果斯背斜和准南边界逆冲断裂初始形成时间,可以认为准南构造初始逆冲次序为后展式,然后整个逆冲带从第四纪早期西域组晚期开始一直活动到现今。     

准噶尔盆地南缘古牧地背斜多期构造变形特征

古牧地背斜位于博格达山前阜康断裂带的北缘。为探讨博格达山隆升在沉积盆地内的构造响应特征,作者结合野外地表露头观测、地震反射特征和磷灰石裂变径迹分析,认为古牧地背斜垂向上可划分为深浅两大构造层:深层侏罗系西山窑组(J_2x)以下地层具有双重构造的特征,活动时间为150~130和100~80 Ma;浅层侏罗系西山窑组及以上地层具有断层突破型断层传播褶皱的特征,活动时间约为30 Ma。以上研究成果一方面反映出博格达山晚侏罗世以来多期构造活动的特点,另一方面反映古牧地背斜深层双重构造具有形成时间早、埋深相对浅的特点,是准噶尔盆地南缘有利的油气勘探领域。     

准噶尔盆地南缘东段构造解析和构造解释模型建立

准噶尔盆地南缘山前带油气地质条件良好,但构造变形强烈、地震资料品质差且构造解释多解性强。通过南缘东段野外露头典型构造解析、“地质戴帽”、室内构造物理模拟实验、电法勘探中建场测深线的深度—电阻率反演剖面和地震资料解释,结合钻探结果,构建了南缘东段山前复杂带的构造—地层格架和叠瓦状冲断、多层次逆冲推覆的构造模型,探讨了山前复杂构造区低成像品质地震资料的构造解释模型建立的方法;明确逆冲断裂下盘的掩伏构造是下步勘探首选的目标类型。为南缘山前复杂构造带构造解释提供构造样式和断裂类型的参考,进一步为盆地南缘山前带的油气勘探和井位部署提供依据。该构造模型建立的方法在南缘西段山前复杂构造区的勘探目标评价中取得了良好的应用效果。     

准噶尔盆地南缘中段液体油苗地球化学特征和成因分析

正准噶尔盆地南缘中西部山前地表广泛分布着油气苗,特别是南缘中段,液体油苗广泛出露~(??)。对南缘中段野外踏勘情况来看,从独山子往东到乌鲁木齐,共踏勘了6个点,液体油苗主要出露在霍尔果斯背斜、红沟、齐古背斜。南缘中段仅在3处发现了液体油苗,液体油苗能保存完好,且现今仍然在活动,这些液体油苗是如何形成的,本文从油源、成因的角度入手,结合构造地质背景,探讨液体油苗的成因与成藏的关系,分析液体油苗对勘探     

准噶尔盆地南缘齐古背斜构造解析与平衡演化

选取齐古背斜典型地震剖面,结合地表构造测量和钻井资料等,运用断层相关褶皱理论研究构造样式,通过平衡恢复技术正演地震剖面的变形过程,建立齐古背斜构造模型,构建齐古背斜平衡构造剖面,厘定准噶尔盆地南缘齐古背斜构造变形机制和演化史,为油气勘探提供有力支撑,多口井获高产工业油气流。研究表明:准南山前第一排构造发育两期构造变形,山前的构造样式以基底卷入构造楔为主,齐古背斜受隐伏构造楔前端反向断层控制,反向断层下盘为油气勘探有利区,两期构造演化控制齐古背斜油气成藏。     

Differential Hydrocarbon Accumulation Controlled by Structural Styles along the Southern and Northern Tianshan Thrust Belt

The Kuqa and the Southern Junggar foreland thrust belts, which lie to the southern and northern Tianshan, respectively, were formed under a strong compressional tectonic setting. Due to the differential propagation and deformation under the control of the décollement horizon, the structural deformation styles differ in the Kuqa and Southern Junggar thrust belts. Imbricated stacking is developed in the Kuqa thrust belt, forming a piggyback imbricated pattern of faulted anticline and fault-block structural assemblage dominated by salt structures. In contrast, wedge-shaped thrusts are developed in Southern Junggar, mainly forming vertical laminated patterns of multi-wedge-structure stacks strongly influenced by the décollement horizons. The different deformation patterns and structural styles of the north and south of Tian Shan control the contrasting characteristics of hydrocarbon accumulation in the foreland thrust belts of the Kuqa and the Southern Junggar thrust belts, including the variance in the hydrocarbon trap types, pathway systems and hydrocarbon-bearing horizons. Proven by the hydrocarbon accumulation research and exploration achievements, recent exploration targets should focus on sub-salt piggyback imbricated structural patterns in the Kuqa and the deep laminated patterns in the Southern Junggar thrust belt.     

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。     

准噶尔盆地南缘褶皱冲断带断裂输导石油效率评价

为了评价准噶尔盆地南缘褶皱冲断带断裂输导原油效率,通过定义断裂输导系数和分析原油成藏过程有效性,建立了断裂输导石油效率评价方法。评价结果表明,断裂输导系数沿着褶皱冲断带呈带状分布,高效断裂输导区主要位于托斯台背斜、独山子背斜、安集海背斜、霍尔果斯背斜及其以南、吐谷鲁背斜、清水河断鼻和齐古背斜等地区。高效断裂输导区内,第一排构造带断裂输导效率最高,第二排构造带次之,第三排构造带相对最低。研究区独山子油田、霍尔果斯油田、吐谷鲁油田、齐古油田等均分布在高效断裂输导范围内,表明高效断裂输导是准南褶皱冲断带原油成藏的重要条件之一。     

3-D geomechanical restoration and paleomagnetic analysis of fault-related folds: An example from the Yanjinggou anticline,southern Sichuan Basin

We examine the development of the Yanjinggou anticline, a fault-propagation-fold in the southern Longmen Shan, through an integrated study of structural geometry, strain, and paleomagnetism. The 3-D structural and strain restoration models generated in our analysis reveal that the NE-trending Yanjinggou fold has a curved map trace that is convex to the southeast. The fold has three distinct regions characterized by different strain patterns: contraction in the core of the fold, extension in the outer arc, and a forelimb with distributed shear. To further understand the kinematics of the Yanjinggou anticline, we performed paleomagnetic analysis on 184 oriented samples collected across the structure. Anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) measurements and stepwise thermal demagnetization were conducted. A strike test was applied to the high temperature component (HTC) in order to identify rotation around the arc. The result indicates that the Yanjinggou anticline is a progressive arc, with a minor initial curvature and a dominant secondary curvature related to vertical-axis rotation synchronous with thrusting. The primary curvature and initial development of the structure correlates with the growth of the southern Longmen Shan in Late Miocene. The secondary curvature correlates with displacement extending since Late Pleistocene toward the southeast into the central basin along the detachments that underlie the structure. Lateral gradients in displacement along this underlying detachment provide a mechanism for producing the vertical rotation of the anticline. AMS results and historical earthquake analysis imply that the fault-propagation fold, along with other NE trending structures in the southern Sichuan basin, are tectonically active and accommodate east-west crustal shortening in the basin. By integrating 3-D structural and strain restoration modeling with systematic AMS and paleomagnetic methods using statistical analysis, we closely constrain how the Yanjinggou anticline developed, and provide insights into the formation of fault-related folds with curved shapes in map view, which are common in other fold-and-thrust belts around the world.     

复杂构造解析中的几何学方法与应用

复杂构造地区的地震反射资料并没有直观地反映出深、浅层构造的真实形态。综合地表、地震和钻井、测井资料,应用等倾角区划分和轴面分析确定断层形态和褶皱形态在几何学上的定量关系,以达到预测地震资料较差地区的构造形态之目的,是行之有效的构造解释方法。在获得解释方案后可通过断层相关褶皱分析获得构造变形量、变形机制、变形过程和变形时间,进而定量模拟不同时代和不同序次台阶状逆断层及其相关褶皱的叠加过程。本文提供了塔里木盆地周边和准噶尔盆地南缘4个冲断带的研究实例,实例1详述了应用等倾角区划分和轴面分析开展构造精细解析的步骤;实例2从几何学和运动学的角度探讨帕米尔北缘乌帕尔冲断带在形成过程中断层形态、褶皱形态与位移量之间的定量关系;实例3从西昆仑山前甫沙冲断带三排背斜的生长地层底界由南向北逐渐抬升的现象阐述深部台阶状逆断层的"前列式"扩展作用;实例4运用构造趋势分析解释库车前陆盆地秋里塔格背斜带中段地表背斜轴线扭曲的运动学机理。     

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。     

英吉苏凹陷中─新生代背驮式前陆盆地构造特征及成因机制

英吉苏中新生代凹陷是在古生代逆冲推覆构造背景之上发育起来的背驮式前陆盆地。盆地的沉积作用和变形作用严格受基底参与的逆冲断层的控制。中新生代构造由北向南可划分七个带：北部斜坡带；群克─新开屏背斜带；英北向斜带；阿拉干背斜带；英南向斜带；古城墟斜坡带和罗布庄断凸带。叠瓦式逆冲断层、冲起构造、构造三角带、断展褶皱和披覆构造是英吉苏凹陷的主要变形样式。自三叠纪以来，不同时期的沉积中心自造山带向前陆方向迁移。 中新生界变形的动力学和运动学是与塔里木板块南缘活动大陆边缘的板块拼贴事件和壳内拆离缩短作用有关。