库车-喀什北缘山前带构造特征及成因分析

通过地震非地震联合解释及多年的勘探研究,认为受基底结构、构造演化、逆冲及走滑断裂等影响,库车-喀什北缘山前冲断带具有东西分段、南北分带的构造特征。自西向东分为喀什北缘、柯坪断隆和库车坳陷三大段,受近南北向逆冲挤压作用,每段均发育多排北东-南西向展布的逆冲褶皱带,其中库车坳陷主要由克拉苏、依奇克里克、秋里塔格构造带及乌什、拜城、阳霞凹陷等呈斜列式展布的次级构造单元组成。普遍发育的膏盐岩塑性层在一系列逆冲和走滑断裂的作用下,使得山前带构造样式更为复杂,发育断层转折褶皱、断层传播褶皱、滑脱褶皱和盐底辟(刺穿)构造等四种基本构造样式及多种组合样式。     

塔里木盆地库车坳陷中部构造变形样式及分布特征

库车坳陷是塔里木盆地北部一个次级构造单元,受晚新生代陆内造山作用控制,发育典型的挤压冲断构造; 同时,由于古近系和新近系盐层的存在,发育丰富的盐相关构造; 另外,冲断构造各段之间的调节作用还形成了一系列的走滑构造。本文利用最新的2D、3D 地震资料及钻井资料,分析总结了库车坳陷中部的变形样式及分布特征。研究结果表明: 1)根据变形的成因机制,将库车坳陷的构造变形划分为收缩构造、盐构造及走滑构造。2)收缩构造以逆冲断层及褶皱样式为主,盐上构造层可划分为断层相关褶皱和褶皱相关断层,其中断层多在盐层内滑脱。盐下构造层根据断层组合方式可划分为叠瓦状冲断构造、楔形冲断构造及滑脱冲断构造。盐构造可以划分为盐席、盐墙、盐楔入、盐刺穿及盐拱构造。走滑构造在剖面上可见花状构造及不协调变形,平面上则可见雁列褶皱、马尾断层及海豚效应。3)收缩构造及盐构造主要分布于克拉苏构造带及秋里塔格构造带内,自南天山至盆地中心,盐下构造层由叠瓦状冲断构造过渡至滑脱冲断构造,过渡带内则发育楔形冲断构造; 走滑构造集中于坳陷西部的阿瓦特-却勒构造段以及东部的克拉3-东秋8构造段。     

库车坳陷东西段盐下构造变形差异演化数值模拟分析

库车坳陷东、西段盐下构造在北部构造带以南出现明显的差异构造变形特征,在西段的克拉苏构造带盐下发育由一系列逆冲断裂组成的叠瓦构造,而在东段的东秋构造带盐下发育一个大型的断背斜构造。本文基于地震资料构造解析,采用离散元数值模拟方法,设计了5组数值模拟实验来探究先存断层、同构造沉积和滑脱层强度对褶皱冲断带构造形态及演化的影响,进而分析库车坳陷东、西段构造特征差异的成因机制。模拟结果表明含盐褶皱冲断带往往发育垂向分层构造变形。先存断裂会影响褶皱冲断带构造传播的方式,导致盐下楔体形态、断裂数量和盐上构造样式的差异。同构造沉积会增强盐上和盐下的分层差异变形,滑脱层强度增强会减弱盐上和盐下的分层变形。通过将模拟结果与库车坳陷东、西段构造特征进行对比分析,我们认为先存断层可能是影响库车坳陷东、西段盐下构造差异演化的重要因素。库车坳陷东段的东秋构造带受先存断裂影响,在先存断裂的位置优先变形,形成东秋断裂和上覆东秋背斜,同时先存断裂既有助于应力释放,又阻拦应力向前传递,形成乱序式变形传播。库车坳陷西段的克拉苏构造带,没有先存断裂的影响,盐下主要发育前展式构造变形,形成由一系列逆冲断层组成的叠瓦构造楔体。     

库车坳陷西段盐构造二维平衡恢复与复原构造剖面分析

天山南麓库车坳陷西部沉积古近系膏盐岩,盐层下伏中生界发现万亿立方米储量天然气田,是我国西气东输重要气源。库车坳陷盐下是油气勘探关注目标,目前研究认识不能满足勘探需求,尤其是盐构造形成机制存在争议,盐构造平衡恢复是研究难点。本文应用二维构造平衡剖面技术,综合地震剖面、钻井和地表地质资料,选取库车坳陷西段四条剖面,通过StructureSolver公司开发的构造恢复软件(简称SS),开展平衡恢复工作,分层恢复盐上层、膏盐层、盐下层,复原挤压变形前地震剖面。研究结果揭示库车坳陷西段发育二期盐构造:渐新世-中新世发育刺穿型盐丘,上新世-第四纪发育挤压型盐构造。挤压作用下早期盐丘演变为盐席、盐墙,盐上层发育盐逆冲断层和盐背斜,盐下发育叠瓦状逆冲断层和挤压构造楔。库车坳陷西段盐层上覆冲积扇沉积(重力)差异负载是发育盐丘的原因,盐丘分布于山前冲积扇前端和却勒冲积扇南侧。库车坳陷盐下发育逆冲构造楔,应用临界楔理论研究构造楔顶面坡度与底部滑脱层角度变化,盐下构造楔顶面坡度突变,指示底部滑脱层角度发生变化,推断古生代基底正断层卷入逆冲构造楔。     

褶皱相关断层——以库车坳陷新生界盐上构造层为例

以盐构造解析的方法,综合地震与地质资料,表明库车坳陷新生界中的盐上断层受控于褶皱作用。盐上地层首先发生褶皱变形,随着褶皱作用的加强,然后发生断裂作用,盐上构造层的变形方式为褶皱相关断层,其变形特征不同于断层相关褶皱。从断层成因机制可见:断层相关褶皱理论不适用于库车新生代坳陷盐构造发育区。库车坳陷膏盐层的发育造成盐上构造层与盐下构造层变形有差异,盐上构造层以褶皱作用为主,盐下构造层以冲断作用为主。库车坳陷盐上构造层主要为褶皱相关断层,发育张性断块、后翼突破断层、前翼突破断层及褶皱相关断层组合等构造样式,根据盐上构造层的变形特征总结了褶皱相关断层的演化。     

库车坳陷却勒地区新生代盐构造特征、演化及变形控制因素

本文利用野外地质调查结果、遥感资料、地震资料和钻、测井数据,建立了两条库车坳陷却勒地区的区域大剖面,约束却勒地区盐构造特征和演化,分析东、西段变形差异及差异形成过程,探讨构造变形控制因素。却勒地区发育的盐构造样式主要有盐底辟、盐焊接、盐撤凹陷、大型盐推覆体、外来盐席、盐枕、盐背斜和滑脱褶皱,其中,盐撤凹陷、盐背斜和滑脱褶皱仅发育于东段,造成东、西段构造变形差异。却勒地区盐构造分为3期:①渐新世—中新世吉迪克期为构造平静期,发育盐撤凹陷和盐底辟;②中新世康村期—上新世早期构造挤压微弱,发生早期褶皱作用,却勒盐丘继续发育,北部盐底辟中新世末停止发育;③上新世晚期—现今发生大规模逆冲推覆,是褶皱-冲断带主要形成时期,发育大型盐撤凹陷、外来盐席、盐推覆构造、盐背斜和滑脱褶皱。却勒地区东、西段盐构造变形差异主要形成于上新世晚期—现今(第3期)。喀拉玉尔滚右旋走滑断层为薄皮构造,调节了却勒地区东、西段前缘的变形差异。却勒地区构造变形主要受控于盐岩沉积范围、区域构造应力及强度、上覆层应变强度和差异负载(沉积负载和局部构造负载)。     

库车褶皱冲断带秋里塔格构造带东、西分段构造特征与油气聚集

近东西向的库车褶皱冲断带内发育近南北向的喀拉玉尔衮、康村和吐格尔明走滑断层,它们将库车褶皱冲断带尤其是作为前缘带的秋里塔格构造带分割成东秋里塔格、西秋里塔格和却勒塔格构造等段落;侧断坡在东、西构造分段上也起着重要作用.不同分段的构造特征存在较大的差异,其中东秋里塔格构造深部发育双重褶皱构造,浅部构造发育断展褶皱;西秋里塔格构造受近东西向走滑断层控制,发育南、北两排构造,剖面上表现为断展褶皱和滑脱褶皱特点;却勒塔格构造是典型的滑脱褶皱.就油气成藏而言,走滑断层是破坏油气聚集的主要因素之一;侧断坡相关背斜是库车坳陷油气勘探的新领域.     

库车坳陷盐构造与相关成藏模式

野外露头、钻井和地震资料均揭示库车坳陷发育大量盐构造,并影响了油气成藏过程。盐构造类型主要包括:断层传播褶皱、断层转折褶皱、滑脱褶皱、三角带、逆冲推覆构造、突起构造及其混生构造样式等。构造挤压和差异负荷作用是库车坳陷盐构造形成的主要动力,平衡剖面复原结果表明,盐构造发育过程主要经历了楔状地层、滑脱背斜和构造强烈活动期等3个阶段。受盐构造影响,库车坳陷存在多种圈闭类型和成藏模式,油气主要聚集在盐下圈闭中。      

南天山西段南缘断裂构造特征及对乌什凹陷发育的控制

乌什凹陷位于南天山西段以南,新生代受南天山崛起的陆内造山作用制约,与库车坳陷有相同的成盆动力学背景。因乌什凹陷南有温宿凸起阻挡了挤压应力的传播,东与库车坳陷间有北西向的构造变换带(西秋里塔格构造带)所隔,新生代变形与库车地区有不同的特征。以吉迪克组的泥岩层为滑脱面,乌什凹陷的中-新生界可分为上、下两个构造层,总体看上构造层以背冲构造为特征,下构造层则发育基底卷入的对冲构造。乌什凹陷的这一变形特征还与新生代挤压应力场自东向西迁移和走滑作用吸收了部分冲断变形有关,反映了南天山新生代构造对海西-印支期碰撞构造的继承性。文章简述了南天山造山带的构造演化,介绍了乌什凹陷周缘的主要断裂的特征,恢复了乌什凹陷中-新生代的演化并与库车坳陷进行了对比。在此基础上探讨了乌什凹陷的成盆动力学机制,分析了乌什凹陷与南天山造山带的耦合演化,指出该区的油气勘探应以三叠系为主要目的层。     

库车坳陷的地质结构及其对大油气田的控制作用

库车坳陷是在晚二叠世之前的古生代褶皱基底上历经晚二叠世-三叠纪的前陆盆地、侏罗-古近纪的伸展坳陷盆地和新近纪-第四纪陆内前陆盆地的演化而形成的。基底中的软弱层、侏罗系煤层和古近系库姆格列木组与新近系吉迪克组膏盐(泥)岩构成了自山前向盆地内部逐渐抬升的滑脱面,与自山前向盆地内部逐渐趋缓的地表面构成楔形体。该楔形冲断体的内部结构具有"垂向分层、横向分带与纵向分段"特点,NW向的阿瓦特-喀拉玉尔滚和NE向的库车横向构造转换带将其分割为乌什、拜城与阳霞3个构造区段。构造层发育特点决定了库车坳陷发育三叠-侏罗系的区域展布的有效烃源岩和(侏罗系、)白垩系-第三系储盖组合;分层变形特点导致盐下层形成叠瓦冲断构造组合,冲断层成为油源断层;叠瓦式的冲断层相关褶皱背斜组合导致了复式天然气聚集区带的形成,即在大北-克拉苏式的构造带上每一冲断层相关褶皱背斜带独立成藏,复合连片形成复式油气聚集(区)带,目前拜城北、克深、克拉苏背斜带已呈现这种趋势;撕裂断层则决定着构造带上具体的油气富集区段。库车坳陷油气资源丰富,地质结构特点决定了不同类型油气田分布的分区性。     

库车坳陷西段新生代盐构造特征及演化

库车坳陷古-始新世沉积厚层膏盐岩,在沉积差异形成的重力负载作用下,膏盐岩发生塑性流动,山前的膏盐岩流向盆地内侧,发育盐底辟构造,形成吐孜玛扎盐墙、却勒盐丘,膏盐岩的塑性流动发生在膏盐层沉积后不久,并且持续到上新世库车早期,盐底辟构造主要通过被动底辟作用完成。上新世晚期,库车坳陷受到强烈的挤压作用,发生大规模的逆冲推覆,吐孜玛扎盐墙、却勒盐丘(应变强度薄弱部位)的北侧发育断层,盐岩沿断层刺穿地表,形成底辟型盐墙和喷出型盐席,同时发育整合型米斯坎塔克盐背斜和大宛齐盐枕。库车坳陷的盐构造分为两个阶段:构造平静期(渐新世-上新世),以重力差异负载作用为主,发育底辟型盐构造;构造挤压期(上新世晚期-现今),挤压作用强烈,形成逆冲推覆断层,在不同的构造部位分别形成盐席、盐墙、盐背斜,早期的盐构造对于后续挤压作用下盐构造的形成和演化具有重要的控制作用。     

库车坳陷中部构造分层差异变形特征和构造演化

基于地表露头调查、地震资料解释、钻井及与盐相关的构造样式分析,对库车坳陷中部构造变形特征进行研究。结果表明:库车坳陷中部具有南北分带、东西分段、垂向分层的变形特征。以库姆格列木群膏盐岩为界可以分为盐上构造层、盐构造层、盐下构造层及基底构造层4层结构。该区域主要发育收缩构造样式及盐构造样式,盐上构造层、盐构造层及盐下构造层的构造样式及分布具有明显差异。盐上层主要发育逆冲断层及褶皱,盐岩层则以盐流动构造样式为主,盐下层则发育逆冲叠瓦断层等大规模推覆构造。研究区具有明显的分段变形特征,可划分为博孜—却勒构造段、大北—西秋构造段、克深—西秋构造段、克拉3—东秋构造段,其差异性主要表现为地表线性褶皱带分布、盐构造样式、盐下构造变形的差异。区域构造演化剖面研究表明库车坳陷主要经历了中生代伸展坳陷盆地(三叠纪—白垩纪)、新生代早期"挠曲"盆地(古近纪—中新世)及新生代晚期前陆盆地(上新世—第四纪)的演化过程。现今构造主要形成于库车组沉积的中晚期。     

同构造沉积速率对先存被动盐底辟挤压变形的影响:库车坳陷西秋里塔格构造带盐构造分析及物理模拟

文中构建了两组构造物理实验,对存在先存被动盐底辟构造的含盐盆地的厚皮挤压构造演化特征进行模拟,研究揭 示了库车坳陷西段秋里塔格构造带新生代盐相关构造演化过程。实验结果表明,同构造沉积速率对库车坳陷西段秋里塔格 构造带博孜-却勒区域（西段） 和秋里塔格-克拉苏区域（东段） 盐相关构造横向分段差异变形具有重要的控制影响作 用。在挤压过程中,博孜-却勒区域慢速同构造沉积使得先存被动盐底辟北翼（拜城凹陷南翼） 向南逆冲到底辟南翼之 上,并促使却勒盐推覆体和米斯坎塔克盐背斜形成;而秋里塔格-克拉苏区域快速同构造沉积使得先存被动盐底辟北翼快 速下沉,而其南翼在挤压应力作用下向北逆冲到底辟北翼（拜城凹陷南翼） 之上,形成南秋里塔格盐背斜。     

塔里木盆地北缘库车再生前陆褶皱逆冲带中丘里塔格前锋带的构造与油气

丘里塔格背斜带是库车再生前陆褶皱逆冲带的前锋构造带。依据各段不同的构造特点,沿走向自东向西可分为东丘里塔格段、库车塔吾段、南、北丘里塔格段和亚克里克—阿瓦特段。其中东丘里塔格段和库车塔吾段以浅部膝折褶皱或断层传播褶皱与深部的断层转折褶皱相叠置为特点。而南、北丘里塔格段和亚克里克—阿瓦特段则以发育膝折褶皱、断层传播褶皱、断层转折褶皱以及相伴生的纵向走滑逆冲断层为特点。该构造带有良好的油气前景,寻找深部完整的断层转折褶皱背斜圈闭以及纵向走滑逆冲断层下盘的圈闭是重要的勘探方向。     

库车坳陷第三纪断层滑动分析与古构造应力恢复

研究构造应力场的时空变化对于认识和理解褶皱冲断带的构造变形过程和油气构造圈闭的最终定型具有重要意义.基于对库车坳陷内第三系和同时卷入变形的白垩系中发育断层的野外观测,采用断层滑动数据反演方法,对库车坳陷的第三纪构造古应力进行恢复.结果表明:库车坳陷第三纪的构造应力方向在空间位置上变化不大,在时间上经历了从NNW-SSE向到NWW-SEE的转变,构造挤压变形经历了两个阶段:即NNW-SSE向逆冲挤压变形和相对较晚的NWW-SEE向逆冲挤压变形.结合库车坳陷油气成藏期,第二阶段的构造挤压变形发生在库车组沉积期间,为坳陷内油气的聚集提供了良好的圈闭条件.文中还探讨了造成库车坳陷内挤压应力场的两种可能动力成因.     

库车褶皱冲断带西段盐底辟成因机制

库车褶皱冲断带是由印度板块和欧亚板块碰撞形成的新生代再生前陆盆地,沉积古近系和新近系两套盐岩,在其西部发育盐底辟构造。根据野外地质调查、地震剖面解释以及平衡剖面制作,探讨了库车褶皱冲断带盐底辟的成因机制。库车褶皱冲断带盐底辟分为两种类型：沿喀拉玉尔滚走滑断层发育的点状盐底辟构造-盐栓;发育在吐孜玛扎地区的线状盐底辟构造-盐墙。库车褶皱冲断带西段盐上生长地层主要发生在库车组中段沉积期及以后,库车组中段发育角度不整合面,反映盐底辟的形成。盐栓受走滑作用的控制,为走滑拉张作用的产物,而盐墙受库车组中段及其后差异压实作用的控制,受挤压作用的改造。     

库车坳陷盐下构造对盐上盖层变形的影响因素分析

库车坳陷是在地壳或者岩石圈尺度整体挤压作用下,收缩构造变形形成的一个构造单元,膏盐岩层等软弱岩层可能导致滑脱断层发育,并引起盐上和盐下不协调收缩变形,区域挤压作用下一些先存基底断裂带的逆冲位移是控制盐上层冲断褶皱变形的主要因素。运用地震资料、地表露头、钻测井资料以及非地震资料等,对库车坳陷区域大剖面的盐上层、盐下层的构造变形样式进行分析,认为南天山在挤压收缩变形中隆升,诱导盆山过渡带发育基底卷入的高角度逆冲断层,先前基底断层的复活影响了盆地沉积盖层的构造变形,基底断裂与盖层断层组合样式在走向上基本一致,盖层强变形带与基底断裂带上下呼应。     

库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造特征与成因

关于沉积差异负载对褶皱-冲断带中塑性盐岩变形的影响仍然不清楚,库车褶皱-冲断带拜城凹陷受到的构造挤压变形微弱,凹陷中沉积了巨厚的盐上覆层,是研究沉积差异负载如何影响塑性盐岩变形的天然实验室.根据野外地表调查结果、钻井资料和二维地震剖面,约束库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造特征,并探讨盐构造成因机制.盐顶构造图揭示拜城凹陷盐上覆层发育东、西2个沉积中心,东沉积中心位于拜城县附近,西沉积中心位于BZ1井南侧,二者之间(大宛齐乡附近)形成大宛齐盐枕和拜城凹陷鞍部.钻井资料和地震剖面显示:(1)东、西沉积中心下伏盐岩流动减薄,二者之间盐岩聚集加厚;(2)大宛齐盐枕核部盐岩聚集发生于上新世晚期-现今;(3)上新世末期-现今,拜城凹陷鞍部下伏盐岩聚集加厚,盐岩厚度往东、西沉积中心逐渐减薄,形成东西向背形构造.基于盐构造特征和前人研究成果,提出库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造相关的盐岩流动变形模型,认为沉积差异负载在库车褶皱-冲断带盐岩变形中发挥着重要作用:(1)在挤压应力和沉积差异负载作用下,以东、西沉积中心为圆心,盐岩向四周放射状流动;(2)盐岩变形以沿挤压方向(N-S)流动为主,但剖面间(E-W)流动也很明显.      

塔里木盆地北缘库车再生前陆褶皱逆冲带中丘里塔格前锋带的构造与 …

丘里塔格背斜带是库车再生前陆褶皱逆冲带的前锋构造带。依据各段不同的构造特点,沿走向自东向西可分为东丘里塔格段、库车塔吾段、南、北丘里塔格段和亚克里克－阿瓦特段。其中东丘里塔格段和库车塔吾段以浅部膝折褶皱或断层传播褶皱与深部的断层转折褶皱相叠置为特点。而南、北丘里塔格段和亚克里克－阿瓦特段则以发育膝折皱褶、断层传播褶皱、断层转折褶皱以及相伴生的纵向走滑逆冲断层为特点。该构造带有良好的油气前景,寻找深     

库车冲断带秋里塔格构造带东段构造样式与构造演化

秋里塔格构造带位于库车褶皱冲断前缘,其东段包括东秋里塔格背斜和库车塔吾背斜。野外调查和地震剖面解释表明:秋里塔格构造带东段盐下发育断层转折褶皱; 盐上东秋里塔格背斜为滑脱箱状背斜,库车塔吾背斜核部为南倾逆冲断层所破坏。演化剖面显示秋里塔格构造带东段在侏罗纪断陷期发育了正断裂,其后为平静期,直到库车晚期后逆冲断层和褶皱快速发育,背斜最终形成。膏盐岩及古构造对构造变形具有重要影响,一方面作为滑脱层,分割了盐下层与盐上层,导致二者形成不同的构造样式; 另一方面塑性流动充填于背斜核部。由于膏盐岩的厚度差异,东秋里塔格背斜盐上发育褶皱,而库车塔吾背斜核部被逆冲断层破坏,膏盐层厚度还影响了膏盐层上下构造高点的相对位置。盐下构造的发育受侏罗纪古构造控制,进而影响了盐上构造的发育。