塔中北坡“复合花状”构造发育特征及成因机制

学者们对塔中北坡走滑断层的活动期次和发育时间以及形成机制展开过一些研究,但尚未达成共识.近期高品质三维地震资料的获得,有助于对该区走滑断层展开更详细的研究.基于三维地震数据的解释,发现塔中北坡发育一系列下断穿寒武系基底、上断至中泥盆统的NNE向走滑断裂.地震剖面上显示多数走滑断裂几何学形态复杂,以上奥陶统为界,断裂呈现下部"正花状"与上部"负花状"相互叠置的"复合花状"构造样式.三维地震相干切片显示,下部断裂呈NNE向线性延伸且只分布于主位移带附近;上部断裂为NW走向,整体上呈现为右阶雁列排布.根据界面沿断层局部"隆升"高度的分析以及断层生长指数的计算可知,下部断层形成时间不早于晚奥陶世,上部雁列正断层的发育时间为中志留-中泥盆世.结合塔里木盆地周缘构造背景分析,认为下部基底断层可能发育于晚奥陶世,与古昆仑洋强烈俯冲碰撞作用相关;上部雁列断层的形成可能受控于下部基底走滑断层的活化,与阿尔金域强烈的褶皱造山作用相关.      

塔中隆起走滑断裂分层变形机制研究的物理模拟实验

塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起带中部,是塔里木盆地油气勘探的重点区块之一。塔中地区奥陶系碳酸盐岩走滑断裂发育,控储控藏作用明显,走滑断裂成因机制的研究对于油气勘探开发十分重要。塔里木盆地塔中隆起走滑断裂具有典型的分层变形特点,为了明确塔中隆起走滑断裂分层变形机制的主控因素设计了4组物理模拟实验模型。实验结果表明:走滑断裂分层变形特征的形成主要与垂向上地层性质变化(分层)和多期活动(分期)有关,分层与分期都能造成走滑断裂产生分层变形的特征,塔中走滑断裂分层差异变形特征,是由垂向上地层岩性差异性和构造活动多期性共同造成的。     

塔北隆起X型走滑断裂成因机制的新解释

塔里木盆地塔北隆起发育两组呈小角度相交(40°)的透入性X型走滑断裂,分别沿着NNE走向和NNW延伸。在对塔北哈拉哈塘地区三维地震资料解释的基础上,对走滑断层的几何展布特征以及断层的剖面变形特征进行研究;同时重点解析了RP6断裂和HA13断裂,分析比较NNW向与NNE向断层的变形及发育特征差异;结合盆地重磁资料以及周缘造山带的活动特征,对塔北隆起小角度的X型走滑断层的发育机制以及演化进行了分析。研究表明,塔北隆起走滑断层在垂向上具有明显的分层变形特征,分为三个构造层:震旦系-中寒武统下构造层(TH₃界面以下)、上寒武统-中奥陶统中构造层(TH₃-TO₃t界面)和上奥陶统-石炭系上构造层(TO₃t-TP界面)。断层在下构造层和中构造层中整体处于压扭环境,多发育正花状构造;上构造层中断层主要发育负花状构造或正断层,整体处于张扭环境。两组断裂比较,NNW向断裂活动性强,在各构造层中均有显著的断裂特征发育,垂向连通性强,发育先存基底断裂,而NE向断层主要发育在中构造层,在下构造层和上构造层中断层发育不明显。活动性分析表明,断层的形成与演化具有多期性,走滑断层的形成经历了三期主要活动:中寒武世末、中晚奥陶世和志留纪-石炭纪。塔北隆起X型走滑断裂的形成受到了NNW向基底断裂和薄弱带的控制,NNW向先存基底断裂带或薄弱带优先发育走滑断裂,基底断裂与主挤压应力方向的夹角小于45°-Φ/2,NNE断层的发育受NNW向先存断裂限制,最终形成小角度相交的X型断裂。     

塔里木盆地顺北地区11号走滑断裂带变形及其活动特征

塔里木盆地顺北地区发育大量走滑断裂带,并对油气的运聚成藏有重要控制作用。以顺北西部地区地震资料为基础,对顺北11号走滑断裂带的几何变形特征、活动性、活动期次及其形成机制等进行了分析。顺北11号走滑断裂带整体呈NNW走向延伸,具有垂向分层性和平面分段性。断裂带北段主体为压扭和张扭交互段,中段为两条次级断层控制的拉分地堑,南段由数条分支断层构成马尾状构造。顺北11号断裂带整体活动性由北向南减弱,运动学标志显示是一条右旋走滑断层。顺北11号断裂带主要经历了晚奥陶世和晚志留世-中泥盆世两期活动,部分地区的活动持续到石炭纪。顺北11号走滑断裂带的活动性和运动学特征与塔北地区NNW走向的走滑断裂体系比较相似,而不同于塔中地区的NE向左行走滑断裂体系。顺北11号走滑断裂带的形成主要受控于塔里木盆地北部天山洋多期俯冲挤压而产生的自北向南的挤压应力,断裂自北向南扩展延伸,类似于顺北5号走滑断裂带的北段。     

塔中地区构造应力场数值模拟研究

构造应力场研究对于油气运聚分析及储层特征描述具有重要的理论和实际意义。本文根据塔中隆起断裂特征及其演化史,结合钻井资料,选择中下奥陶统碳酸盐岩为主要研究对象,应用大型有限元分析软件ANSYS,在处理断层问题时运用非连续的接触算法,模拟了中奥陶世末、中泥盆世末、三叠纪末、新近纪末的构造应力场,研究了该区不同时期的古应力分布特征。研究表明,最大主压应力受东部车尔臣-星星峡走滑断裂影响显著,在隆起区沿断裂带呈条带状低值分布,在不同时期塔中Ⅰ号断裂带无一例外地位于最大主压应力的最低区,反映了塔中断裂带尤其是塔中Ⅰ号断裂带是油气运移的有利指向区。最小主压应力沿断裂带呈条带状高值分布,在断裂的上盘、断裂走向发生变化和断裂的倾末端是张应力高值区,为张裂缝发育的重要构造部位。最小主压应力和最大剪应力受车尔臣-星星峡走滑断裂的影响明显减弱。     

塔里木盆地顺南地区走滑断裂发育特征及演化

顺南地区位于塔里木盆地塔中隆起北部.受多期构造应力影响,该地区以走滑断裂大量发育为典型特征.对三维地震资料的精细解释和深入分析结果表明,研究区走滑断裂具有垂向分层、平面分段、多期次构造叠加的特征.顺南地区主要发育北东、北东东和北西向3组走滑断裂.北东向断裂活动性强,平面上发育雁列式断层及马尾状构造,剖面上主要发育对称花状、正花状与负花状上下分层叠置的复合花状构造.北东东和北西向断裂活动性较弱,剖面上以单条直立走滑断裂为主,平面上呈线性延伸或由多段同向走滑断层连接而成.根据断层构造样式和受力性质,将顺南1断裂沿走向划分为4段：2个复合花状-拉张段和2个简单花状-挤压段,拉张段和挤压段沿走向交替出现.顺南走滑断裂的形成主要经历了5期构造运动：加里东早期、加里东中期Ⅰ幕、加里东中期Ⅲ幕、加里东晚期-海西早期和海西晚期.其中,加里东中期Ⅰ幕和加里东中期Ⅲ幕为该区主要断层活动期.     

塔里木盆地塔中隆起盐相关断裂发育特征

根据地震资料解释成果,结合中、下寒武统含盐层系展布特征,分析塔里木盆地塔中隆起主要断裂带变形特征及其形成机理.塔中隆起主要断裂带表现为上陡下缓,往深部在中、下寒武统含盐层系顶在或内部发生滑脱,滑脱距离在不同地区有所差异,具有典型的"盐相关断裂"特征.塔中地区断裂带的形成演化主要受区域构造应力场、基底先存断裂和中、下寒武...     

西昆仑-塔里木盆地盆-山结合带的中、新生代变形构造及其动力学

西昆仑—塔里木盆地盆-山结合带可划分为西昆仑北带和塔里木地块南缘拗陷带(塔南拗陷带)两个构造单元,后者由塔西南拗陷带和塔东南断陷带两部分组成。西昆北带分别以库地—喀什塔什断裂和西昆北冲断裂与西昆中带和塔里木地块南缘拗陷带相隔。盆-山构造经历了长期、叠次的形成、演化过程,但不同时期、不同层次的变形构造具有极大的统一性,总体表现为以西昆中断裂(其主体为库地—喀什塔什断裂)为根带,以北向逆冲扩展作用为主导,向北至塔南拗陷带腹部,逐渐转化为以垂直向上的构造伸展作用为主导。塔南拗陷带的逆冲断裂与具强烈深层流变组构的西昆北逆冲断裂属统一地球动力学系统中不同构造层次的成分,前者是后者向浅层脆性应变域扩展的产物。导致盆-山构造形成的驱动力来自昆仑构造带以南的持续、强烈的北向逆冲扩展作用,至少在塔南拗陷带的前早更新统地层分布区不存在塔里木地块自北向南俯冲的直接证据。西昆仑—塔里木盆地南缘的造盆、造山作用过程可简单地归纳为三个形成演化阶段:晚侏罗世—早白垩世的快速隆升和快速拗陷(沉降)期、晚白垩世—古近纪的深层拆离-缓慢隆升和均匀拗陷(沉降)期和新近纪至今的挤压-急剧隆升和强烈拗陷(沉降)期。造盆、造山作用的动力学过程表明,中—上新世是造盆造山作用机制发生重大转折时期,早更新世末的构造运动基本上奠定了西昆仑—塔里木盆地南缘的盆-山构造格架。     

塔里木盆地塔中北坡走滑断裂特征与奥陶系油气勘探

通过二维、三维地震资料解释与构造解析,明确了塔里木盆地塔中北坡发育多条北东向、北东东向走滑断裂带,在平面和剖面上识别出了6种走滑断裂活动的标志。研究表明,塔中北坡走滑断裂在剖面上呈直立断层、花状构造,北东向走滑断裂下部表现为明显挤压隆升,而上部则表现为继承性张扭负花状构造,具有"下拱上掉"的特征,表明了断裂的多期走滑活动。总体上可划分为中奥陶世末—志留纪压扭走滑断层、晚泥盆世—早石炭世张扭走滑断层和晚二叠世末逆冲断层三期,它们在空间上相互叠置。研究认为走滑断裂的变形强度控制了奥陶系裂缝及缝洞型储层发育范围,走滑断裂的分段性对优质缝洞型储层发育具有较强的控制作用。提出了在变形强度大的裂缝发育区、走滑断裂拉张部位的断洼区,以及受后期张扭走滑断裂叠加改造的断槽部位的串珠状地震反射异常体发育区,是下步寻找天然气规模储量的有利勘探方向。     

塔中隆起NNE向走滑断裂特征及形成机制

为了确定塔中隆起NNE向走滑断裂特征及形成机制,利用构造要素相关性分析及构造解析方法,通过对二维和三维资料的解释,揭示了走滑断裂的构造变形特征,确定了走滑断裂的形成机制。NNE向走滑断裂在地震剖面上表现为压扭和张扭在垂向上叠加的特点,其形成演化主要经历了中奥陶世末压扭和晚志留世—中泥盆世张扭两个阶段。先存基底软弱带和塔里木板块周缘造山带的演化共同控制了这套走滑断裂的形成。中奥陶世末,塔里木板块南缘洋盆俯冲闭合产生的近南北向挤压应力斜向作用于NNE向的基底软弱带之上,导致断裂上部地层被撕裂产生走滑分量,从而形成了北东向的左旋走滑断裂系统,同时,来自塔里木板块西北缘的挤压应力垂向作用于走滑断裂上,导致NNE向走滑断裂发生压扭变形。晚志留世—中泥盆世,塔里木板块南缘的挤压应力继续斜向作用于NNE向走滑断裂之上导致其继续发生走滑变形,同时,来自塔里木盆地西北缘的NW向伸展应力垂向作用于走滑断裂上,导致NNE向走滑断裂发生张扭变形。     

塔里木盆地塔中隆起及北围斜区断裂体系与油气成藏关系

笔者探讨了断裂在油气聚集中的作用,它是制约塔中隆起及北围斜区油气分布规律的关键因素。基于地震资料断裂解析,塔中隆起及北围斜区断裂体系主要由北西—南东延伸的压扭性断裂带与北东—南西延伸的走滑断裂构成。断裂体系主要形成于中晚加里东中期,此后经历了晚加里东、晚海西和喜山期的继承性活动与改造。中加里东中期构造是该区构造的主要定型期,断裂不仅控制了构造带发育,也是风化壳岩溶储层、礁滩相储层、热液溶蚀碳酸盐岩储层形成关键因素。断裂带后期活动为油气运聚提供了通道,北北东断裂是油气由北部坳陷向隆起长距离运聚的主要通道。断裂带的复杂性造就了研究区油气具有沿断裂带分布,成藏模式多样,差异富集特征。     

西秦岭北缘北西向断层特征和形成的构造机制及地质意义

西秦岭北缘构造带不仅发育一系列继承性多期活动或新生的近东西向断层,而且新生代地层中还发育与近东西向断层走向不一致且具有独特构造特征的北西向左旋走滑断层。这种北西向左旋走滑断层带不发育断层角砾岩、磨砾岩、碎粉岩、断层泥、摩擦镜面、擦痕线理、断层阶步等脆性断层中常见的构造现象,仅表现为地层旋转和剪切拉断形成的一定宽度的透镜化带,两条断层之间地层产状发生旋转形成了约1 km宽,平面上类似膝折构造几何形态地层扭折带。该北西向断层横切了渐新统—中新统地层,并被上新统砾岩覆盖和第四纪以来的近东西向左旋走滑断层斜切,指示了其形成于渐新世—中新世沉积地层形成之后,上新世砾岩沉积之前,即上新世早期。北西向断层带不发育脆性断层典型构造现象和断层左旋走滑作用在渐新统—中新统沉积地层中形成了类似膝折构造几何形态地层扭折带,说明其变形具有韧脆性过渡和缓慢剪切变形的特征,是西秦岭北缘一种新的断层类型。其形成机制为基底或中下地壳中大型左旋走滑韧性或韧脆性剪切带向上扩展延伸到上部沉积盖层中之结果,也就是说,新生代沉积盖层中这种北西向断层和地层扭折带是下部韧性剪切带的左旋走滑剪切在盖层中被动构造响应。这种基底或中下地壳北西向左旋韧性剪切带可能指示了上新世初期西秦岭北缘构造带深部韧性地壳物质向南东流变蠕动的构造标志,代表深部地壳缩短增厚向地壳韧性物质侧向扩展流动的转换过程。这种特殊的断层类型对理解青藏高原东北缘新生代构造变形体制转换和地壳隆升具有重要的科学意义。     

塔里木盆地基底卷入扭压构造与巴楚隆起的形成

在板块斜向碰撞中,与走滑断层相伴生的隆升是弯曲挤压的必然结果。印度板块与欧亚板块的斜向碰撞使得塔里木盆地边界和内部发育的基底卷入构造大多表现出逆冲与走滑断裂的双重特征。本文通过地震、钻井和构造几何学、地面资料约束研究表明,巴楚隆起两侧的阿恰-吐木休克和色力布亚-玛扎塔格断裂是由基底卷入构造和扭压构造复合而成的基底卷入扭压构造。这种构造样式的组合包括3个部分,即两端的基底走滑断裂和中段的基底卷入逆冲断裂。巴楚隆起的形成主要与阿恰-吐木休克断裂的基底卷入扭压构造活动有关。巴楚隆起的形成过程具有“跷跷板”特点,可分两个阶段:巴楚隆起前石炭纪沿南缘的玛扎塔格断裂抬升,地层最大剥蚀厚度至少530m;前古近纪,主要剥蚀区沿吐木休克断裂以南展布,推测最大剥蚀厚度超过1100m。巴楚隆起南段的主变形期是在前石炭纪完成的,地层缩短量约占55%;北段推迟到前古近纪,缩短量占55%;而中段的地层缩短量一直在逐步增强,前上新世达到最大,占52%。     

罗布泊形成及演化的地质新说

位于塔里木盆地东北端的罗后是现今塔里木盆地的最低点，其形成受新生代以来塔里木盆地东南缘阿尔金走滑断裂系及东北缘库鲁克塔格走滑断裂系的控制。由于基羌民怪的左行走滑及孔雀河断层的右行走滑，在罗布泊－带产生近东西赂的拉张背景，罗布泊即暗生这一拉背景的一个箕状凹陷。罗布汪周缘及塔里木河下游水系的分布，均受控于该地区新生代以来的断裂构造。     

塔里木盆地吐木休克构造带断裂构造分析

吐木休克断裂位于塔里木盆地西部,是一条大型基底卷入型断裂构造带,构成塔里木盆地次级构造单元阿瓦提凹陷和巴楚断隆的分界。根据系统的地震资料解释,可以将吐木休克断裂分为西段、中段和东段3部分,各段构造特征有所差异。西段,为单一的基底卷入型高角度逆冲断层,倾向巴楚断隆; 中段,除倾向巴楚断隆的主冲断层外,倾向相反的反冲断层越来越清晰,楔状冲断构造的轮廓逐渐显现出来。同时,在断层上盘还发育第四纪正断层; 东段,倾向巴楚断隆的主冲断层,向上断至中寒武统,未断开中寒武统以上的地层,其冲断位移量完全为倾向阿瓦提凹陷的反冲断层所吸收,形成典型的楔状冲断构造。根据地震资料解释,认为吐木休克断裂带主要存在两期断裂构造:深部高角度基底卷入型逆冲断裂带和其上叠加的浅部正断层。前者形成于库车组沉积前,在库车组沉积期间持续活动,并在新近纪晚期定型; 后者是本次研究首次发现的,形成于第四纪早中期,仅发育在吐木休克断裂带的中部。     

塔中Ⅰ号构造带构造几何学与运动学

塔中Ⅰ号构造带是塔中地区重要的油气勘探区,已发现的油气田基本沿着塔中Ⅰ号构造带分布,塔中Ⅰ号构造带发育过程与塔中低凸起的形成演化密切相关。为了揭示塔中Ⅰ号构造带的活动期次、形成机制及塔中低凸起的形成演化过程,利用新的地震、测井、钻井资料,结合断层相关褶皱理论和平衡剖面复原技术,分析了塔中Ⅰ号构造带的几何学与运动学特征。研究结果表明：1） 塔中Ⅰ号构造带为受控于塔中低凸起基底断层转折褶皱向前传递的过程中形成的背斜构造带;2） 塔中地区识别出了上奥陶统、志留系两套生长地层,表明塔中Ⅰ号构造带主要活动时间为中晚奥陶世-志留纪;3） 塔中低凸起东部构造活动强于中西部,东部累计缩短量为58.14 km,累计缩短率为20.84%。综上,认为塔中低凸起的形成与演化是受控于早奥陶世末至晚奥陶世挤压构造背景下,基底发育断层转折褶皱,晚奥陶世以后,塔中低凸起进入构造拓宽期。早海西期,基底断裂活动基本停止,塔中低凸起基本定型。     

塔里木盆地巴楚隆起东段北东向走滑断裂特征

通过对塔里木盆地巴楚隆起东段地震资料的精细解释,发现研究区发育一系列NE、NEE走向的走滑断裂及逆冲滑脱断裂。主要构造样式有花状构造、平行高陡断裂带、滑脱逆冲叠加走滑断裂等。主要有4期构造活动:加里东中期压扭走滑、海西早期张扭走滑、海西晚期继承压扭走滑、喜山期继承活动。其中,加里东中期Ⅰ幕,开始形成NE走向的撕裂断层-调节断层。加里东中期Ⅲ幕,NE向走滑断裂大规模的沿先存NE向基底薄弱带和NE走向的撕裂断层-调节断层基础上开始发育,同时形成了几组NEE向压扭断裂带。加里东晚期海西早期,沿先存走滑断裂继承发育了一系列负花状走滑断裂。海西晚期、喜山期,部分NE向断裂再次开启继承发育。走滑断裂对碳酸盐岩储集层具强烈的改造作用,具备发育多种圈闭类型的潜力,是油气藏保存和再调整的关键因素。     

发刊词

在党的鼓足干勁、力争上游、多次好省地建設社会主义总路線照耀下,全国各項建設事業都处在躍进的高潮中。在这种形势推动下,地質科学事业正以万馬奔騰之势向前發展。“向深山要宝,向地球开战”的口号正响徹祖国的原野和边疆。这种波瀾壯閥的新局面,使我們相信,經过各方面的努力,在不久的將来,埋藏在地下几亿年的矿藏要被唤醒,要听我們使唤,为我們服务。那时,地质工作將会为国家生产建設准备更充足的矿产资源,和为地区开發提供必要的数据,“地质工作落后”的帽子就要丢掉,从而赶上和超过英、美等先进资本主义国家的水平。     

佳伊断裂带晚白垩世走滑-逆冲事件的新证据

在四平市叶赫镇发现一系列走滑-逆冲断层,断层面平直、陡倾,走向集中在NNE15°~35°范围内,组成了佳木斯—伊通两条主干边界断裂之间的分支断裂带,分支断裂呈雁列式排布,与走向NE45°的主干边界断裂呈锐角相交,指示边界断裂具有右旋走滑特征。叶赫镇走滑-逆冲断裂带的发现为佳木斯—伊通断裂存在晚白垩世晚期—末期的走滑-逆冲事件提供了新证据。叶赫镇分支断裂带是石岭镇分支断裂带向南部的延伸,两者切割了相同的地层,具有相同的构造特征和构造属性,属于同一走滑-逆冲断裂系统,它们是晚白垩世晚期—末期同一地球动力学背景下的产物。     

塔里木盆地塔中低凸起奥陶纪油气成藏体系

国外含油气系统的概念和方法在国内的含油气盆地研究中的应用存在着局限, 应用油气成藏体系的理论方法对塔中低凸起奥陶系油气成藏过程进行了分析.塔中低凸起奥陶纪油气成藏体系的源岩为寒武系及下奥陶统烃源岩; 满加尔坳陷中的砂体和不整合面是油气侧向运移的输导体, 同时深部断裂是油气垂向运移的输导体; 圈闭类型主要为古隆起背景上的地层型圈闭和构造型圈闭.塔中Ⅰ号断裂构造带是最为有利的油气聚集区, 塔中北坡次之, 中央断垒带最差.塔中Ⅰ号断裂带依然是下一步勘探的重中之重.