塔北地区构造和演化特征及其对油气成藏的控制

塔北隆起为塔里木盆地最富有油气的构造单元之一,其纵向上可分为中新生界和古生界两大构造层,上下特征有较大的差异性:古生界受到六条基底逆断层及其伴生断裂控制,构造格局可以划分为"四隆两凹"的构造单元:英买力低凸起、轮台低凸起、哈拉哈塘凹陷、轮南低凸起、草湖凹陷以及库尔勒鼻隆,该格局长期继承性发育,并逐层遭受剥蚀形成整个塔北残余古隆起,其上构造圈闭十分发育,同时由于暴露时间长,碳酸盐岩储层非常发育;中新生界整体上表现为南高北低的北倾斜坡形态,受到下伏古生界断层的后期活化影响,发育局部圈闭。塔北当前的构造格局在演化过程中主要形成于海西期,后期变化较小。研究表明,塔北地区构造演化大致经历了三大阶段:晚加里东-早海西期的稳定抬升剥蚀期,塔北在南倾的大斜坡背景上形成了北东-南西走向的轮南大型背斜,英买力低凸起初具雏形;晚海西-印支期的挤压抬升期,塔北隆起在原背景之上继承发展;燕山-喜山期为调整定型期,形成现今塔北地区构造格局。整体古生界构造格局形成早,稳定时间长,是库车油气和满加尔油气的长期指向区,控制了塔北地区油气分布,而多期的构造演化则控制了塔北地区油气藏不同时期的破坏和形成,也造就了目前塔北地区同时存在沥青、稠油、轻质油和天然气。     

塔北古隆起的三维地质结构及相关问题探讨

盆地深层构造地质学的研究可以揭示沉积盆地早期的物质记录,揭示盆地深层地质结构、构造样式及其变化特点,还原构造-古地理环境等。塔北古隆起是塔里木盆地油气最富集的构造单元之一,是研究板块内部变形的理想场所。对塔北古隆起地质结构的精细解析有利于加深对古隆起控油气理论的理解,对深层海相油气勘探具有指导意义。文中基于整个塔北地区的地震资料以及大量钻井资料,建立其三维地质结构,通过Petrel软件实现三维可视化。塔北古隆起存在12个不整合面,可划分为五大构造层:基底(AnZ)、震旦系—下古生界(Z-S)、上古生界(D3d-P)、中生界(T-K1)、新生界(E-Q)构造层。塔北古隆起的地质结构受其深层主干断裂系统控制,依据深层主干断裂发育模式的差异,可将古隆起分为4段:(Ⅰ)温宿凸起段;(Ⅱ)英买力低凸起段;(Ⅲ)哈拉哈塘凹陷与轮南低凸起段;(Ⅳ)草湖凹陷与库尔勒鼻状凸起段。哈拉哈塘凹陷-库尔勒鼻状凸起(甚至包括孔雀河斜坡)的古生界构造层保留了NE-SW向的古生代构造形迹,与近E-W向深层主干断裂系统斜交,可能指示塔北古隆起在晚古生代处于右旋压扭性或NW-SE向主应力环境,直到侏罗纪—早白垩世才发生改变。     

塔北隆起侏罗系阳霞组沉积特征

塔北隆起侏罗系阳霞组下粗上细的沉积特征显示其为典型的河流相沉积,东部普惠1井序列发育最全,向轮南隆起方向具有明显的顶剥底超特征。河流沉积体系中,颗粒普遍偏粗,物源主要来自东河塘以北、英买力以西及跃南地区,英买力西部、东河塘北部以北以及跃南1、2井以南发育近源小型冲积扇,由西向东发育辫状河沉积体系。根据沉积相的空间展布模式,可预测低位域三角洲及湖泊相发育于草湖及其以东地区;阳霞组砂体分别向北部的轮台凸起、南部的中央隆起尖灭,是寻找岩性地层圈闭的有利地区。     

塔北隆起古生代构造样式和构造反演

塔北隆起是塔里木盆地的主要含油气区,笔者利用地震剖面解释和平衡剖面技术对塔北隆起构造变形和构造演化进行了研究.塔北隆起构造变形存在明显的构造差异,西部英买力地区主要发育盖层滑脱式逆冲断层褶皱和"y"型压扭断层,而其东部主要发育基底卷入式逆断层及断层传播褶皱和反冲断层构造.造成塔北隆起东、西构造样式差异的机理主要有两点:一是东部地区对震旦纪一早奥陶世正断层在后期挤压作用下反转,二是英买力地区中寒武统盐层的发育.塔北隆起地区古生代构造演化也存在着一定的差异,塔北隆起东部震旦纪一早奥陶世发育大型正断层构造,而英买力地区为稳定碳酸盐岩台地;晚奥陶世至泥盆纪,塔北隆起东部牙哈断层发生反转,轮台凸起隆升,而英买力地区位于隆起的斜坡部位;石炭纪至二叠纪,塔北隆起东部大规模抬升,剥蚀严重,出露变质基底,英买力地区接受强烈的变形作用,主要发育盖层滑脱式逆断层和褶皱构造.     

塔北隆起二叠纪岩浆岩产状的地震解释及其侵位模式

塔北隆起西部发育大面积岩浆岩,岩浆岩发育产状的研究不仅对岩浆岩油气藏勘探具有重要意义,而且对塔北隆起碳酸盐岩油气藏研究具有重要意义。本文利用钻井和地震资料,提出塔北隆起二叠纪岩浆岩岩性主要为玄武岩、流纹岩、辉绿岩、正长岩、花岗岩和凝灰岩。岩浆岩发育模式与构造作用密切相关,在英买力低凸起北部地区,主要发育一条逆冲断层,地层受构造作用扰动较少,岩浆岩主要为玄武岩,通过近于垂直的通道到达地表; 英买2地区,构造挤压作用在盐上形成大量的构造裂缝,岩浆岩侵入其中,形成辉绿岩侵入体; 哈拉哈塘地区构造变形微弱,岩浆岩通过垂直的火山通道到达地表,在地表形成了一层平行分布的喷发岩; 而在塔北隆起的中部,由于受拉张作用的影响,地壳发育一定的减压熔融,形成中酸性岩浆,岩浆侵位产生了大量的中酸性侵入体和喷出岩。     

塔北西部英买力地区英买2 工区古生界盐构造样式研究

盐构造研究对于油气勘探和理论研究均有着重要的意义。塔北隆起是塔里木盆地的重要勘探区块。根据地震及钻井资料,研究了塔北隆起西部英买力地区英买2 工区古生界盐构造样式、形成机制及其对区域构造的影响。塔北隆起西部古生界发育了与中寒武统膏盐岩有关的盐构造样式,包括盐丘、盐上逆断层、盐上正断层。通过相干图分析可见盐丘从底到顶展示出有规律的变化,盐底变形强的地区在顶部变形弱,而盐底变形弱的地区在顶部变形强;变形强弱的不同在相干图上表现为与周围不协调的椭圆,从盐丘底部到顶部,椭圆的长轴方向逆时针旋转了30°,反映了变形时有走滑运动的分量存在。通过演化剖面恢复,认为古生界盐构造在古生代末基本形成了现在的形态,在三叠纪断裂重新活动,伴随着生长地层发育。膏盐层的分隔作用造成了构造层次之间构造样式的不协调及其分层性特征,盐构造形成的构造裂隙控制了后期火成岩的发育部位。     

齐姆根-桑株河地区构造特征及演化

齐姆根-桑株河地区可划分出铁克力克断隆和塔西南坳陷两个二级构造单元,塔西南坳陷可进一步划分出齐姆根凸起、克孜勒塔克凹陷、叶城-和田凹陷、铁克力克北缘斜坡等4个三级构造单元.主要构造样式为逆冲推覆构造,有海西末与喜山晚期两次大规模逆冲推覆,沿推覆向可划分出根带、中带、前锋带及外缘带.与其相配套的是自南向北的高陡背斜带、中背斜带和低背斜带等3排背斜构造.克孜勒塔克凹陷与叶城-和田凹陷分界断裂为20号断裂,它是一条自古生代以来长期发展的区域性大断裂,控制了南北两侧沉积和构造发展.研究区经历了基底形成、克拉通边缘裂陷盆地、克拉通内挤压绕曲盆地、克拉通内坳陷盆地、前陆盆地及统一内陆盆地等6个发展演化阶段.     

塔北地区寒武系、奥陶系暗色泥岩不能一概而论

<正> “七五”及“八五”期间,一般认为寒武系—奥陶系暗色泥岩与碳酸盐岩均为塔里木盆地海相油气的重要烃源岩,特别是厚度巨大的 O_(2+3)暗色泥岩,一直被认为对塔里木盆地海相油气有着与∈—O_1碳酸盐岩同等重要的贡献。新的研究得出了以下几点新的认识。(1)塔北地区奥陶系,尤其是 O_(2+3)暗色泥岩的有机质丰度普遍偏低,库尔勒鼻隆、草湖凹陷、轮南凸起、英买力地区等几乎塔北隆起全区以及相邻的孔雀河斜坡与满加尔凹陷     

塔里木盆地北部构造与油气分布规律

塔里木盆地北部的构造演化和构造格局直接受控于南天山碰撞造山带的形成与演化过程.在此构造演化过程中形成了中生代的库车前陆盆地和新生代的北塔里木前陆盆地.塔里木盆地北部的构造演化和构造格局又控制了该地区的油气分布规律秋里塔格带以北的前陆褶皱冲断带,即库车坳陷的主体部分是天然气富集区;塔北隆起的南部至中央隆起的北部是黑油富集区;秋里塔格带的南部至塔北隆起的北部为石油和天然气的共同产区.     

塔里木盆地塔北隆起英买2号背斜的成因机制与构造模型

英买力低凸起位于塔北隆起西部,是重要的含油气区域。英买2号背斜的研究与认识对于揭示区域构造演化及南部多个内幕型碳酸盐岩背斜的成因机制具有重要意义。本文运用断层相关褶皱原理及平衡剖面等方法,对英买2号背斜的地震剖面进行解释及复原。研究表明,英买2号背斜为固定翼长的滑脱褶皱,滑脱面位于中寒武统下部塑性层中,背斜演化经历了宽缓斜坡、起伏南倾、构造逆冲、稳定沉降掩埋和调整改造等5个阶段。背斜开始隆升时间为奥陶纪末期,地层缩短量为400～700 m,在海西末期隆升后遭受严重剥蚀,后期发育具传播性质的断层,伴有2期生长构造发育,背斜的前翼发生翼部旋转,发育生长三角,后翼有上超现象,体现了不同时期沉积速率的变化,也反映了后期构造活动的阶段性与持续性。     

Distribution of Palaeozoic tectonic superimposed unconformities in the Tarim Basin,NW China: significance for the evolution of palaeogeomorphology and sedimentary response

Seismic and drilling well data were used to examine the occurrence of multiple stratigraphic unconformities in the Tarim Basin, NW China. The Early Cambrian, the Late Ordovician and the late Middle Devonian unconformities constitute three important tectonic sequence boundaries within the Palaeozoic succession. In the Tazhong, Tabei, Tadong uplifts and the southwestern Tarim palaeo‐uplift, unconformities obviously belong to superimposed unconformities. A superimposed unconformity is formed by superimposition of unconformities of multiple periods. Areas where superimposed unconformities develop are shown as composite belts of multiple tectonic unconformities, and as higher uplift areas of palaeo‐uplifts in palaeogeomorphologic units. The contact relationship of unconformities in the lower uplift areas is indicative of truncation‐overlap. A slope belt is located below the uplift areas, and the main and secondary unconformities are characterized by local onlap reflection on seismic profiles. The regional dynamics controlled the palaeotectonic setting of the Palaeozoic rocks in the Tarim Basin and the origin and evolution of the basin constrained deposition. From the Sinian to the Cambrian, the Tarim landmass and its surrounding areas belonged to an extensional tectonic setting. Since the Late Ordovician, the neighbouring north Kunlun Ocean and Altyn Ocean was transformed from a spreading ocean basin to a closed compressional setting. The maximum compression was attained in the Late Ordovician. The formation of a tectonic palaeogeomorphologic evolution succession from a cratonic margin aulacogen depression to a peripheral foreland basin in the Early Caledonian cycle controlled the deposition of platform, platform margin, and deep‐water basin. Tectonic uplift during the Late Ordovician resulted in a shallower basin which was followed by substantial erosion. Subsequently, a cratonic depression and peripheral or back‐arc foreland basin began their development in the Silurian to Early–Middle Devonian interval. In this period, the Tabei Uplift, the Northern Depression and the southern Tarim palaeo‐uplift showed obvious control on depositional systems, including onshore slope, shelf and deep‐water basin. The southern Tarim Plate was in a continuous continental compressional setting after collision, whereas the southern Tianshan Ocean began to close in the Early Ordovician and was completely closed by the Middle Devonian. At the same time, further compression from peripheral tectonic units in the eastern and southern parts of the Tarim Basin led to the expansion of palaeo‐uplift in the Late Devonian–Early Carboniferous interval, and the connection of the Tabei Uplift and Tadong Uplift, thus controlling onshore, fluvial delta, clastic coast, lagoon‐bay and shallow marine deposition. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

塔里木盆地塔中低凸起:一个典型的复式油气聚集区

塔中低凸起是塔里木盆地中央隆起上的一个次级构造单元。多年的勘探开发实践表明,该地区具有多个产层,多种油气藏类型,多期油气充注;多种类型的油气藏垂向上复合叠置,横向连片成带,共同构成了一个典型的复式油气聚集区。塔中低凸起是继轮南低凸起之后,塔里木盆地又一个典型的复式油气聚集区。本文在概述区域构造的基础上,从烃源岩与油气充注、储盖类型与组合、油气输导系统、圈闭和油气藏类型等方面论述了该复式油气聚集区的重要特点,分析了油气成藏的主控因素。塔中复式油气聚集区证明:在渤海湾盆地油气勘探和研究实践中总结出来,并已经在中国东部和南部含油气盆地得到成功应用的复式油气聚集区的理论,对我国西部挤压型含油气盆地的油气勘探也具有重要的指导意义。     

塔里木盆地轮南低凸起:一个复式油气聚集区

轮南低凸起是塔里木盆地塔北隆起上的一个次级构造单元,多年的勘探开发实践表明,该地区具有多个产层、多种油气藏类型和多期油气充注的特点;多种类型的油气藏,垂向上复合叠置,横向上连片成带,共同构成了一个典型的复式油气聚集区。渤海湾盆地油气勘探和研究的实践中总结出来的复式油气聚集区的理论,已经成功地指导了我国东部和南方含油气盆地的勘探,轮南复式油气聚集区的认识,表明该理论在我国西部挤压型含油气盆地也有广泛的应用和发展前景     

一幕完整的前陆盆地构造演化的地层记录:库车坳陷下白垩统

位于库车坳陷东部天山山前KZ露头的下白垩统为一套前渊带的充填沉积,包括卡普沙良群和巴什基奇克组两个粗-细-粗的沉积旋回,每个旋回底部的亚格列木组和巴什基奇克组底部均发育一套砾质粗碎屑沉积体.塔北隆起为前隆单元.从天山山前至塔北隆起,地层几何形态从卡普沙良群北厚南薄的强不对称楔型转变为巴什基奇克组北薄南厚的弱不对称楔型,且塔北隆起北斜坡带地震剖面显示卡普沙良群地层南部剥蚀强烈,而巴什基奇克组地层剥蚀位于北部,总体反映盆地由卡普沙良群时期北部沉降、南部抬升转变为巴什基奇克组时期北部抬升、南部沉降的构造反转现象,分别与前陆盆地逆冲构造活动期、宁静期的基底变形特征相一致.因此,卡普沙良群、巴什基奇克组两个的沉积旋回分别为逆冲构造活动期、宁静期的盆地充填记录,两个旋回底部的砾质粗碎屑沉积体分别为逆冲活动开始(岩石圈挠曲沉降)、逆冲活动停滞(岩石圈回弹隆升)的沉积响应.总之,库车坳陷下白垩统记录了一幕完整的前陆盆地构造演化过程.     

塔北南坡差异构造隆升及其对古岩溶发育的影响

利用平衡剖面恢复法,研究了塔北南坡各次级单元构造演化的时空差异性,结合寒武系-奥陶系储层不整合面的发育特征,进一步探讨差异隆升过程对古岩溶尤其是表生岩溶发育的影响。研究结果表明：英买力凸起和库尔勒鼻凸形成于加里东中期早幕,至燕山晚期基本定型;构造隆升对应了加里东中期早幕-燕山中期的岩溶作用,岩溶持续时间长、溶蚀作用强烈,但古岩溶也在长期暴露过程中遭到剥蚀。阿克库勒凸起和草湖凹陷则形成于加里东中期Ⅰ幕,定型于印支期;构造隆升时间与加里东中期Ⅰ幕-海西晚期的岩溶作用相对应,抬升暴露适度,有利于大规模岩溶的形成和保存。哈拉哈塘凹陷形成于加里东中期Ⅰ幕,海西晚期已基本定型,对应加里东中期Ⅰ幕和Ⅲ幕的岩溶作用,表生岩溶作用的影响相对较弱。     

塔北隆起北部叠加断裂构造特征与成因背景分析

塔北隆起在塔里木叠合盆地演化时期经历了古克拉通隆起、早期前陆前缘隆起、库车再生前陆盆地斜坡3个阶段。经过两期成盆构造变革阶段，塔北隆起北部垂向上叠加深、浅层两组断裂系统：深层断裂系统为基底逆冲断裂，发育冲断构造、背冲构造组合；浅层断裂系统为正断层，发育地堑、地垒构造样式组合。两组不同性质断裂系统的发育均对应于两期造山挤压背景下前陆盆地形成阶段。笔者认为，深层断裂并非是处于早期前陆变形区域，而是处于挤压背景下板内塔北古克拉通隆起“纵弯”构造变形中岩层破裂的结果。浅层断裂是库车再生前陆盆地阶段塔北隆起北部基底（前中生界构造层）受水平挤压翘曲变形（纵弯变形）导致上覆岩层引张破裂的结果。     

塔里木盆地中央地区的断裂系统:几何学、运动学和动力学背景

塔中低凸起位于塔里木盆地中央隆起的中段,发育4组不同方向的断裂,以北西向的塔中Ⅰ号断裂带为主干断裂,其南的近北西向断裂和近东西向断裂与之组成"入"字形构造,向西撒开;剖面上则因塔中Ⅰ号断裂带活动强度自东向西减弱而出现不同的断裂组合样式。基于地层记录和区域演化分析了该区断裂系统的活动时期和活动方式,两次重大的挤压—剪切事件分别发生在奥陶纪末和晚志留-中泥盆世,因而塔里木盆地中央隆起可能是晋宁期山体在后期重新活动形成的加里东期陆内造山带。北西向断裂是二叠纪岩浆侵入或玄武岩喷溢的通道,之后全区断裂基本处于平静状态。结合塔里木周边造山带的演化,认为古生代—三叠纪时塔中地区的盆地发育主要受西昆仑造山带演化制约,同时叠加有古阿尔金剪切造山带的影响,这是为塔中地区特殊的构造位置决定的。侏罗纪—新近纪,该地的盆地主要与阿尔金断裂的剪切造山作用耦合发育,仅早白垩世时与塔北—库车地区同属南天山的"盆""山"系统。断裂的运动学特征取决于其动力学背景,实际上受制于邻侧的造山带发育。断裂系统的发育是塔中地区能形成复式油气田的关键条件之一,本文的研究对推进复式油气成藏的机理研究、明确近期的重点勘探靶区等有积极意义。