新疆博格达山的构造演化及其与油气的关系

博格达山的构造演化及其造山作用的时间是一个长期争议且缺乏系统研究的问题。在野外调查的基础上,充分吸收前人成果,综合运用岩浆岩地球化学特征、不整合-沉积旋回、古流向及沉积物扩散方向等分析手段,对博格达山的构造演化进行了精细的剖析。结果表明:博格达山的构造演化主要经历了3期构造反转,即中-晚石炭世的裂陷海槽与晚石炭世末的弱造山期、早-中二叠世的裂陷盆地与晚二叠世-三叠纪和晚三叠世末的古博格达山隆升-夷平期以及早-中侏罗世的弱伸展盆地与晚侏罗世以来的现今博格达山阶段性隆升期;博格达山南缘柴窝堡凹陷地区印支期形成的NE向构造是油气勘探的有利区带。     

新疆博格达山北缘晚古生代一中生代古水流样式转折及其构造意义

新疆准噶尔盆地南缘博格达山北缘地区古水流方向在晚古生代到中生代期间发生过三次重要的转变.晚石炭世晚期以前指向南,晚石炭世晚期到二叠纪期间指向东、南东东向,三叠纪-侏罗纪指向南,白垩纪及其以后指向北.结合盆地物源和沉积环境分析,博格达山北缘自晚古生代以来可划分为四个构造演化阶段,古流向转折期为盆地各期构造演化的分界线,它们是盆地对周缘造山带构造演化沉积响应的重要记录.另一方面,古水流转折时间资料的获得,对准噶尔盆地周缘不同构造带的隆升时代是一个非常重要的限定.晚石炭世晚期至二叠纪,古水流资料指示沉积物主要来自准噶尔盆地西部,准噶尔盆地西-西北缘强烈隆升,自三叠纪早期开始到侏罗纪晚期,准噶尔盆地北缘抬升,博格达山北缘沉积物主要来自北方;侏罗纪晚期到白垩纪,古水流指示沉积物主要来自盆地南部,博格达山隆起并遭受剥蚀.然而,什么原因造成石炭纪末以来,准噶尔盆地周缘几个造山带顺时针方向依次隆起,有待进一步研究.     

新疆博格达地区中—新生代碎屑成分特征与盆山分异过程

新疆博格达地区中—新生界碎屑成分自中侏罗世的中晚期开始发生了巨大变化,主要表现在：自中侏罗世晚期开始,沉积重矿物组合及相对含量发生较大变化,不稳定重矿物、较高级别变质岩岩屑明显增多,显示此时发生的物源属性变化及构造活动的存在;自侏罗系西山窑组沉积晚期开始,砂岩碎屑成分中的沉积岩碎屑明显增加,显示盆缘沉积岩物源的隆升和剥蚀作用。结合前人研究成果,笔者认为,博格达地区的盆山分异过程主要对应于中晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世和新近纪以来,其中中侏罗世的中晚期是博格达地区开始发生盆山分异的初始时期。     

新疆博格达山北缘晚古生代-中生代古水流样式转折及其构造意义

新疆准噶尔盆地南缘博格达山北缘地区古水流方向在晚古生代到中生代期间发生过三次重要的转变。晚石炭世晚期以前指向南,晚石炭世晚期到二叠纪期间指向东、南东东向,三叠纪—侏罗纪指向南,白垩纪及其以后指向北。结合盆地物源和沉积环境分析,博格达山北缘自晚古生代以来可划分为四个构造演化阶段,古流向转折期为盆地各期构造演化的分界线,它们是盆地对周缘造山带构造演化沉积响应的重要记录。另一方面,古水流转折时间资料的获得,对准噶尔盆地周缘不同构造带的隆升时代是一个非常重要的限定。晚石炭世晚期至二叠纪,古水流资料指示沉积物主要来自准噶尔盆地西部,准噶尔盆地西—西北缘强烈隆升,自三叠纪早期开始到侏罗纪晚期,准噶尔盆地北缘抬升,博格达山北缘沉积物主要来自北方;侏罗纪晚期到白垩纪,古水流指示沉积物主要来自盆地南部,博格达山隆起并遭受剥蚀。然而,什么原因造成石炭纪末以来,准噶尔盆地周缘几个造山带顺时针方向依次隆起,有待进一步研究。     

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。     

准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系物源及其演化特征

准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系储层油气勘探潜力巨大,但关于其物源条件及沉积背景演化方面的认识较为有限,严重制约了后续油气勘探开发进程。为顺利开展后续油气勘探,笔者应用砂岩碎屑成分、砾岩砾石成分、重矿物类型及组合特征、古水流特征、地层岩性比例特征等物源分析方法,并结合区域构造演化背景,对准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系沉积物源特征进行厘定,并恢复其演化过程。研究结果表明：早侏罗世,博格达山尚未隆升,准南东段物源体系受控于北部克拉美丽山及南部天山山体,研究区南部原始沉积边界距现今盆地边界最远;自中侏罗世以来,由于受周缘山体隆升及燕山运动影响,博格达山开始隆升并逐渐出露水面,对准南东段物源体系产生一定影响;自晚侏罗世—早白垩世,博格达山的持续隆升作用使其隆起高度和规模不断增大,并最终成为准南东段优势物源区,克拉美丽山隆起幅度也不断增大,而使其供源能力增强。整体上,早侏罗世—中侏罗世,准南东段受南部天山物源体系和北部克拉美丽山物源体系共同影响;而在中侏罗世—早白垩世这一沉积期,南部天山物源体系、北部克拉美丽山物源体系和博格达山物源体系并存,但各物源体系对准南东段侏罗系—白垩系影响程度存在差异。     

辽西北票(金-羊)盆地中生代砂岩碎屑组分对区域构造演化的响应

根据北票 (金-羊 )盆地中生界砂岩碎屑组分分析,综合区域构造演化背景、盆地沉积充填序列及砾岩特征,对盆地中生代物源及构造演化进行了示踪 :晚三叠世为盆地构造活化的起始阶段,盆地物源应主要来自周缘隆升蚀源区的前中生代碎屑沉积物;早侏罗世辽西地区发生了明显的差异升降,北票 (金-羊 )盆地相对伸展陷落,盆地范围有所扩大;晚侏罗世北西-南东向逆冲推覆作用成为盆地的主要控制因素,北票 (金-羊 )盆地具有明显前陆盆地特征,盆地西缘太古代变质岩系出露剥蚀而成为盆地的主要物源之一;早白垩世辽西地区发生构造反转,北票 (金-羊 )盆地相对萎缩。Dickinson模型并不完全适用于辽西地区。     

准噶尔盆地南缘中-新生界碎屑成份特征与构造期次

准噶尔盆地南缘晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世及晚新生代发育的近源粗碎屑沉积显示构造活动的存在。野外剖面及镜下碎屑成份统计表明:砾岩的砾石成份、砂岩碎屑成份的物源属性主要是再旋回造山带和晚古生代的岩浆弧,但盆地南缘东段与西段的岩屑组成及物源属性存在较大的差异。其中,沉积岩岩屑在晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代发生了相应的增加,显示盆缘沉积岩物源的隆升—剥蚀作用和构造活动的相对活跃。砂岩碎屑特征、重矿物相对含量及重矿物组合特征证明盆地南缘东、西两段的物源属性存在较大差异,特别是不稳定重矿物的增加显示晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代为构造相对活跃的构造环境。综合中-新生界沉积碎屑特征及差异分析,准噶尔盆地南缘中-新生代盆山格局发生了3次较大的转变过程,分别对应于上述3个时期。中-新生代3次构造活动对含油气系统形成具有重要控制作用,构造活动期次与油气藏形成、调整的期次也有良好的对应关系。     

从油气勘探的角度论博格达山的隆升

应用构造运动学、沉积原型恢复、有效烃源岩评价及改造型盆地模拟等技术和方法,综合研究分析了博格达山地区及周缘烃源岩特征与生排烃高峰期、构造-沉积演化、博格达山的隆升及其对油气勘探的意义。分析认为,现今博格达山地区及周缘在晚二叠世沉积期属于深湖-半深湖亚相,发育两套好-中等级别烃源岩,即上二叠统芦草沟和红雁池组,生、排烃高峰期属于侏罗纪末期-新生代;现今博格达山地区在侏罗纪末期开始隆起,与烃源岩生、排烃高峰期相同。博格达山隆升期,博格达山地区周缘柴窝堡凹陷与米泉地区尽管接受博格达山地区的供油量较少,但自身烃源岩厚度大,生烃能力强,具有较大的资源潜力,仍然是有利的油气勘探地区。     

鲁西隆起晚中生代盆地重矿物组合分析及其构造响应

本文以鲁西隆起区盆地及周边盆地砂岩中碎屑重矿物为研究对象,通过重矿物的稳定性分析,以及通过不同源区重矿物组合的差异,探讨了鲁西隆起及周边地区晚中生代以来的物源及构造演化过程。研究结果显示,鲁西盆地中生代早期早中侏罗纪时期主要源区为鲁西隆起,中晚侏罗纪时期主要物源为胶东地区和鲁西隆起,而早白垩世时期主要物源为胶东地区,其次才是鲁西隆起。晚白垩世沂沭断裂带盆地物源主要是鲁西隆起和胶东地区,鲁西隆起贡献量大于胶东地区。重矿物的稳定性也折射出源区构造演化历史。早-中侏罗世至中-晚侏罗世,鲁西盆地重矿物物源由鲁西隆起向胶东地区的显著转变,暗示着苏鲁造山带自三叠纪形成之后,经折返抬升,至晚侏罗世之前已经到达地表。重矿物的含量变化显示,早白垩世中期和晚白垩世中期鲁西盆地内沉积了大量的鲁西变质岩矿物组合,并且不稳定重矿物含量急剧增加,我们推测鲁西在早白垩世晚期、晚白垩世中期存在两次构造抬升。     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制*

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

西宁和贵德盆地新生代沉积物重矿物变化对构造活动的响应

位于青藏高原东北缘的西宁、贵德盆地的新生代沉积序列较完整的记录了盆地周围物源区构造变形过程。重矿物是碎屑物质的重要组成部分,是最直观、有效揭示源区母岩、构造-沉积过程的重要手段。通过重矿物的系统分析,结合沉积-构造变形,揭示出始新世-上新世末西宁-贵得盆地及其源区经历了几个构造活动阶段:古新世-始新世早期的隆升阶段、始新世中期-渐新世晚期的构造稳定阶段、渐新世末-中新世初的构造隆升阶段、中中新世构造稳定阶段和晚中新世以来的强烈隆升阶段。并结合特征矿物（绿泥石）及古水流分析,推断古近纪西宁-贵德盆地是东昆仑山前一个统一盆地。中新世早期青藏高原的扩张导致了拉脊山开始隆起,使原型盆地解体;约8.5 Ma以来拉脊山强烈隆升,两侧盆地逐渐转变为山间盆地。这为正确理解青藏高原东北缘盆山格局的形成和演化提供了重要依据。     

东天山博格达地区石炭系构造-地层划分及成盆背景分析

东天山博格达地区经历了古生代长期俯冲增生与中—新生代多期陆内变形改造作用,但对于博格达山石炭纪构造属性与演化阶段等问题始终存在争议,制约了对北疆晚古生代构造格局的认识。利用博格达山露头及其两侧盆地钻井、地震资料,运用盆地构造分析思路与方法从盆-山尺度开展了石炭系地层格架及岩浆活动特征综合对比研究,划分博格达地区石炭系构造-地层单元并分析石炭纪构造背景。研究结果显示:博格达山相邻的准噶尔盆地和吐哈盆地发育下石炭统与下伏地层(C₁/AnC)不整合,而上、下石炭统之间(C₂/C₁)、二叠系与上石炭统(P/C₂)不整合在博格达山及相邻盆地普遍存在,由此将博格达地区石炭系划分为下石炭统和上石炭统2个主要构造层,揭示研究区经历了两个主要的构造演化阶段。进一步结合构造变形演化、盆地构造沉降特征及构造环境分析结果,认为博格达山石炭纪为俯冲相关伸展背景下的弧后盆地,经历了早、晚石炭世两阶段伸展裂陷作用,并在裂陷晚期均明显遭受了周缘块体碰撞拼贴事件的影响。     

中-新生代塔里木与中亚盐湖链蒸发岩沉积及其控制因素初探

全球性的构造运动末期一般伴着海退和干旱的气候环境,而蒸发岩沉积与大地构造条件紧密相关。中亚卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地、塔里木盆地自晚侏罗世至中新世以来至少发生了3次大规模海侵_海退旋回,每次海侵_海退均受特提斯构造事件控制。卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地为晚侏罗世—早白垩世蒸发岩沉积、塔里木盆地的莎车次级盆地为晚白垩世—古新世蒸发岩沉积,库车次级盆地为古新世—中新世蒸发岩沉积,形成特提斯构造域自西向东蒸发岩沉积时代逐渐变新的盐湖链。中亚及塔里木盐湖链在海侵_海退旋回的控制下,至少发生5次大规模的蒸发岩沉积,发育2种不同的蒸发岩沉积序列,分别对应3次海退期蒸发岩沉积序列及2次断续海侵期蒸发岩沉积序列,具体为晚侏罗世晚期(海退期)卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;早白垩世—晚白垩世早期(断续海侵期)阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;晚白垩世晚期(海退期)莎车次级盆地蒸发岩沉积;古新世—中新世(断续海侵期)莎车次级盆地、库车次级盆地蒸发岩沉积;中新世晚期—上新世早期(海退期)库车次级盆地蒸发岩沉积。塔里木与中亚古盐湖发育受控于特提斯构造事件及海侵_海退旋回,而海侵_海退旋回又控制2种不同的蒸发岩沉积序列。蒸发岩沉积序列、古盐湖演化阶段、蒸发岩物质来源、沉积环境决定了盐类矿物沉积类型(单一化学岩型、陆缘碎屑岩_化学岩型),卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地盐类矿物与塔里木盆地相比,种类简单,反映了盆地化学岩与陆源碎屑_化学岩沉积的区别及后期构造运动对盐类矿物种类的主控作用。     

柴达木侏罗纪盆地性质及其演化特征

根据侏罗纪地层分布、沉积特征和构造演化史的综合分析，柴达木盆地侏罗纪经历了两期不同盆地性质的发育和叠加，中侏罗世末期的中燕山运动是盆地性质的转变期。早中侏罗世盆地为南北向伸展构造环境下的断陷型盆地，主要表现为系列小型断陷盆地群，分布在祁连山南侧和阿尔金南缘断裂带附近；晚侏罗世（至白垩纪）为南北向挤压构造环境下的挤压型坳陷盆地，受南祁连山前冲断构造体系控制，其沉积范围明显变大。     

华北东部地区中生代盆地格局及演化过程探讨

华北东部中生代盆地演化受控于欧亚构造域的板块挤压拼接和滨太平洋构造域"洋-陆"俯冲碰撞两大动力学背景,与兴蒙造山带、秦岭-大别造山带、太行山隆起及郯庐断裂带等陆内及周边造山带的形成、深大断裂发育演化以及深部动力等因素有着密切的联系。早-中三叠世华北地区基本继承了晚海西期以来的构造格局和沉积特点,地势北西高、东南低,为一南陡北缓、呈NWW向展布的大型内陆沉积盆地;晚三叠世扬子板块与华北板块剪刀式碰撞拼接,华北地区全面抬升,且西部抬升小,东部抬升幅度大,盆地范围向西部退缩,沉积范围缩小,东部地区地势较高,地貌复杂,以隆升剥蚀为主;早-中侏罗世华北东部处于由古亚洲构造域向滨太平洋构造域演化的过渡阶段,该时期太行山的形成将华北地区分割成东、西两个大盆,西部鄂尔多斯盆地依然为一个大型沉积盆地,东部渤海湾盆地区在早-中侏罗世的早期为一些小的山间沉积盆地群,主要表现为对印支期造成的大量NWW或近EW向逆冲断层及阔缓褶皱所产生的低洼地区的充填,晚期则表现为披覆式沉积;晚侏罗世-早白垩世太平洋板块活动取代了扬子板块、西伯利亚板块活动对华北地区构造演化的控制地位,中国东部进入大规模的裂陷或断陷盆地发育阶段,且出现了明显的分区性:在盐山-歧口-新港-兰考-聊城断裂系以东,由于受郯庐断裂带左旋走滑构造应力场的控制,主要发育NW或NWW向断陷盆地,而在该断裂系以西至太行山以东的地区,受左旋走滑影响较弱,主要发育NE和NNE向断陷盆地,在张家口-蓬莱走滑断裂带以北的下辽河坳陷区,盆地的长轴方向为NNE,属郯庐断裂带内部的走滑拉张盆地;晚白垩世郯庐断裂带以西的华北广大地区整体处于隆升剥蚀状态,仅在河南信阳盆地及冀中、临清、黄骅坳陷的少数低洼地区接受沉积,多以红色河湖相粗碎屑为主。研究华北东部中生代盆地演化对于该地区前第三系油气勘探具有指导意义。     

吐哈盆地中北部中侏罗统重矿物组合特征及对博格达山隆升过程的约束

通过对吐哈盆地中北部中侏罗统重矿物组合特征分析发现,该区重矿物组合具有显著的分区特征。其中桃尔沟-胜南-吐南地区整个中侏罗世,重矿物以高含量的磁铁矿、赤铁矿为特征。七泉湖-胜金地区在西山窑组-三间房组沉积时期,重矿物以锆石和钛的氧化物为主;自七克台组沉积伊始,磁铁矿含量显著增加。三堡-鲁克沁地区在西山窑组沉积时期,重矿物以锆石和钛的氧化物为主;到三间房组-七克台组沉积时期,石榴石、磁铁矿含量明显增加。鄯勒-萨克桑地区西山窑组沉积时期重矿物以锆石和钛的氧化物为主;三间房组沉积以来,磁铁矿含量急剧增加。丘陵-丘东地区西山窑组-三间房组沉积时期,重矿物以高含量绿帘石为特征;七克台组沉积时期,转而以锆石和钛的氧化物为主。研究区中侏罗统重矿物组合演化特征显示,中侏罗世博格达山的隆升具有明显的分段性：Ⅰ段（西）在西山窑组沉积时期便已隆起,构成盆地物源区;西山窑晚期-三间房初期,博格达山Ⅲ段（东）开始快速隆升,导致三间房组沉积时期鄯勒-萨克桑地区磁铁矿含量剧增;而博格达山Ⅱ段（中）直到七克台组初期才开始隆升。