济阳坳陷新生代构造－热演化历史研究

沉积盆地的热历史是盆地的构造演化研究和油气资源评价及油气成藏的重要参数.本文利用磷灰石裂变径迹和镜质体反射率古温标模拟计算了济阳坳陷70口单井新生代以来的热演化历史，在此基础上分析了济阳坳陷内东营、沾化、惠民和车镇4个凹陷的地温梯度演化特征.研究结果表明，济阳坳陷新生代以来的古地温梯度是逐渐降低的，但在早第三纪时期下降的幅度较大，而在晚第三纪－第四纪则下降的幅度明显较小；济阳坳陷在孔店组沉积时期的地温梯度为540～500℃/km之间，沙河街沉积时期为500～400℃/km，东营组沉积时期为400～385℃/km，晚第三纪时期为385～355℃/km，第四纪以来基本未变.坳陷内4个凹陷的古地温梯度演化存在差异，特别是在早第三纪末期的东营构造运动以后，各凹陷的地温梯度演化差异更加明显.在晚第三纪时期，济阳坳陷各凹陷的地温梯度变化均较小，地温梯度的高低依次为东营凹陷、沾化凹陷、惠民凹陷和车镇凹陷.车镇凹陷的古地温梯度在整个新生代演化历史中均是济阳坳陷最低的.这种地温演化的差异与各凹陷的构造沉降演化史密切相关，同时地温演化差异也导致了各凹陷的烃源岩在生烃门限深度的差异.济阳坳陷的古地温梯度演化特征反映了济阳坳陷由断陷向坳陷的构造演化特征.     

渤海海域新生代盆地中的郯庐断裂带构造

郯庐断裂带从渤海海域新生代盆地东部边缘穿过,在盆地新生代盖层中主要表现为NNE向的右旋走滑断裂带,切割了控制古近纪盆地形成的NE-NNE向伸展断层.近年来的油气勘探成果表明,郯庐断裂带新生代构造活动对渤海海域的油气藏分布有直接或间接的影响.作为深断裂带的一部分,渤海海域新生代盆地中的郯庐断裂带的主要活动时期为渐新世以后,对渤海海域盆地渐新世以来的构造演化有明显的影响.然而郯庐深断裂带在晚中生代就已经存在,渤海海域古近纪裂陷盆地的形成利用了先存的郯庐断裂带中的构造要素.     

郯庐断裂带江苏段及邻区航磁异常与深部构造特征

收集了郯庐断裂带江苏段及周边地区较大比例尺的航磁异常数据,通过水平及垂向求导、欧拉反褶积处理、居里面反演及剖面建模,系统分析了区域地壳磁性结构、断层空间展布及深部构造特征,并揭示了其与地热、地震以及岩浆活动的相互关系.研究表明:(1)区域航磁异常场具有明显的分区性,线性特征明显的航磁异常高值区基本由断裂主控,为岩浆沿断层侵入、灌入导致,而线性特征不明显的航磁异常高值或者低值区主要与磁性基底的埋深有关,其中郯庐断裂带形成NNE向的串珠状高磁性异常条带.(2)航磁场及其方向导数图显示区域发育17条主要断裂,其中郯庐断裂带与周边的10条断裂处岩浆活动剧烈;欧拉反褶积结果显示研究区磁性基底埋深在郯庐断裂带处及其两侧不同构造单元处存在差异;居里面反演结果表明郯庐断裂带为居里面坳陷区,该处为热流值及地温梯度低值区.剖面建模结果揭示郯庐断裂带底部可能存在大范围的基性及超基性岩浆岩,且推测断层剖面延伸形态为张扭性的"负花状构造".(3)以无锡—宿迁断裂为界,郯庐断裂带南北两侧在原始航磁场、航磁梯度场以及欧拉反褶积结果中均体现出了明显的分段性,表现为北侧航磁异常值更高、航磁梯度场波动更加剧烈且磁性基底埋深更浅.     

济阳坳陷地温场分布特征

在整理和分析了703口钻井测温资料的基础上，编制了济阳坳陷现今地温梯度分布图、4～6km深度的地温分布图和下第三系沙四段顶界面地温分布图. 研究表明：济阳坳陷的现今地温梯度平均为35.5℃/km，其中沾化、东营、车镇和惠民等4个主要凹陷地温梯度平均值分别为36.1℃/km、35.5℃/km、35.4℃/km和34.6℃/km，外围的潍北凹陷为35.0℃/km. 地温和地温梯度分布主要受凸凹相间的构造格局控制，与基底埋深有关，表现为凸起区高、凹陷区低的特征. 另外，济阳坳陷一些地温梯度相对较高的地区与新生代的火山岩分布基本吻合. 盆地基底埋深，即盆内凸起凹陷的分布，受盆地形成过程中岩石圈伸展控制，火山岩的分布也与岩石圈伸展作用有关，所以，济阳坳陷的地温场分布特征是由构造演化决定的. 研究结果还表明，济阳坳陷大部分地区沙四段目前还处在油气液态窗内.     

郯庐断裂带中南段的岩石圈精细结构

郯庐断裂带是中国东部规模最大的构造活动带,有着复杂的形成演化历史,对中国东部的区域构造、岩浆活动、矿产资源的形成和分布以及现代地震活动都有重要控制作用.2010年在郯庐断裂带中南段的江苏宿迁市附近,采用深地震反射探测方法对郯庐断裂带及其两侧地块的岩石圈结构进行了解剖.结果表明,该区莫霍面和岩石圈底界均向西倾,其中,地壳厚度约为31~36km,岩石圈厚度约为75~86km,且岩石圈厚度在郯庐断裂带下方出现突变.郯庐断裂带在剖面上表现为由多条主干断裂组成的花状构造,其内部发育有断陷盆地和挤压褶皱,具有伸展、挤压和走滑并存的构造形迹,暗示郯庐断裂带的形成和演化经历了多期复杂的构造活动.这一断裂带错断了近地表沉积层,向下切割莫霍面和岩石圈地幔,属岩石圈尺度的深大断裂构造系统.软流圈高温高压热物质沿断裂带的上涌、岩浆底侵或热侵蚀作用造成岩石圈出现拉张伸展和岩石圈减薄,并可能使岩石圈组构及其物质成分发生改变.本项研究结果不但可进一步加深对郯庐断裂带深、浅部结构的认识,而且还可为分析研究华北克拉通东部的深部过程和浅部构造响应提供资料约束.     

应用布格重力异常研究郯庐断裂构造

使用布格重力资料对郯庐断裂带的中段部分（沂沭断裂带）进行了研究. 结果表明， 郯庐断裂带莫霍面及地壳内界面均发生错断，断裂带两侧地壳各界面起伏平缓. 该结果与前人的郯庐断裂带是切穿地壳的深大断裂的认识相一致. 在郯庐断裂带两侧，地壳结构明显不同，西侧沉积层较薄，平均在5 km以下；东侧多数在6 km以上；在断裂带中央沉积物最薄，大约为3～4 km. 断裂带东侧莫霍面埋深浅，大约为33～34 km；西侧莫霍面埋深明显增加，达到36～38 km．反映了莫霍面深度在断裂带附近整体是向西增加的. 郯庐断裂带在重力场分布中则表现为一条宽度较大的线性布格重力异常梯度带.      

地震折射和反射方法研究郯庐断裂带宿迁段的浅部构造特征

郯庐断裂带是中国东部最大的一个活动构造带,其内部结构非常复杂,不同区段表现出不同特征的构造样式.本文采用浅层地震反射波成像技术对郯庐断裂带宿迁段的近地表结构进行了高分辨率成像,利用该区已有的深地震反射剖面数据,采用初至波层析成像方法获得了郯庐断裂带的浅层P波速度结构.结果表明,郯庐断裂带宿迁段是一个由多条断裂以及凹陷和隆起构成的复杂构造带,且新生代地层厚度和地震波速分布明显受到断裂的影响与控制.郯庐断裂带的东、西两侧为基底隆起区,近地表速度结构呈现为明显的高速特征,新生代地层厚度小于200m.郯庐断裂带总体显示为低速凹陷结构,新生代地层厚度在300～600m之间变化,最厚处位于宿迁市的陵城镇附近.郯庐断裂带宿迁段主要由5条断裂构成,从这些断裂的上断点埋深和第四纪活动特征来看,郯庐断裂带的东边界断裂F_1和西边界断裂F_4的活动性相对较弱,为第四纪早期活动断裂.断裂F_2和F_3控制了郯庐断裂带内部的新生代凹陷,两者的活动时代分别为中更新世和晚更新世.安丘—莒县断裂F_5位于断裂F_1和F_2之间,由2条相向而倾的分支断层F_5和F_(5-1)构成,其活动时代分别为全新世和晚更新世.研究结果为进一步认识郯庐断裂带宿迁段的近地表特征及其活动性提供了新证据.     

酒泉盆地群热演化史恢复及其对比研究

酒泉盆地群是由两期不同性质、不同世代盆地叠加而成的 .晚侏罗纪-早白垩世为拉张断陷盆地 ,第三纪以来为挤压坳陷盆地 .酒泉盆地群现今地温梯度及大地热流值都较低 ,地温梯度主要在 2 51- 3 0 0℃ /1 0 0m之间 ,大地热流值在 50- 57mW /m2 之间 .酒泉盆地群中生代晚期为拉张断陷 ,古地温梯度高 ,可达 3 75- 4 50℃ /1 0 0m ,新生代以来地温梯度逐渐降低 ,而花海盆地、酒西盆地石北凹陷沉降幅度小 ,古地温高于今地温 .下白垩统烃源岩热演化程度受古地温控制 .主生烃期仅有一次 ,为早白垩世晚期 .酒西盆地青西凹陷、酒东盆地营尔凹陷在新生代以来大幅度沉降 ,下白垩统烃源岩热演化程度受现今地温控制 .主生烃期有两次 ,一次为早白垩世晚期 ,另一次为晚第三纪以来 ,且以晚第三纪以来为主 .不同盆地及同一盆地不同构造单元由于构造热演化史的不同 ,主生烃期及油气勘探前景明显不同 .     

郯庐断裂带中段电性结构及其地学意义研究

郯庐断裂带是中国大陆东部一个重要的左行走滑断裂系,对于研究中国大陆的形成演化与构造格局有着十分重要的意义.阿拉善左旗—山东日照超宽频带大地电磁测深剖面在山东莒县附近穿越了郯庐断裂带中段,电性主轴分析结果表明断裂带附近构造走向大致为北东20°;反演电阻率模型表明剖面穿越处郯庐断裂带的宽度约为30 km,断裂带主体是两条切割深度大、陡倾的断裂,西侧断裂切割深度约为60 km,向西倾斜,断面陡立,倾角约为70°,东侧断裂切割深度大于80 km,但小于100 km,界面东倾,陡立,倾角约为60°~80°;这两条断裂都切穿了地壳,但未切穿岩石圈.郯庐断裂带东缘至剖面终端日照,整个地壳为高阻,与断裂带西侧地壳的电性结构差异明显,这表明郯庐断裂带是华北地块与胶辽朝地块的边界断裂.     

从地球物理场信息分析西宁盆地地热地质条件

在对西宁盆地进行可控源音频大地电磁测深(CSAMT)全面探测的基础上,结合以往重力、地震、大地电磁测深、直流电测深等物探资料综合解释,揭示了西宁盆地隆坳构造格局和盆地性状,据地温场分布特征探讨了热储类型,指出西宁盆地中西宁坳陷属张性、张扭性,具有地温场高、地温梯度大的特点,且热储类型具盆地传导兼断裂对流型特征;大通、平安坳陷属压性、压扭性坳陷,地温场、地温梯度相对较低,热储类型为盆地传导型.西宁断陷是地热开发有利地段.     

渤海湾盆地新生代以来构造-热演化模拟研究

渤海湾盆地是华北最大的新生代裂谷盆地,具有最完整的新生代地层记录,是研究盆地演化的理想区域.本文基于二维多期拉张模型,对渤海湾盆地内9条地震解释剖面进行新生代构造-热演化模拟,以揭示盆地拉张强度及热演化的时空差异性,为探讨盆地演化的地球动力学机制提供依据.研究结果表明:渤海湾盆地各坳陷新生代期间的总拉张系数为1.28～2.39,渤中坳陷和辽东湾坳陷的总拉张系数最大,而辽河坳陷和临清坳陷的拉张系数最小.盆地基底热流在古近纪中、晚期达到峰值71～100mW·m-2,之后逐渐降低至现今.盆地西部热流峰期出现的时间早于东部.由盆地拉张系数和基底热流的研究结果得出,渤海湾盆地新生代的拉张有着自西向东,自南向北的迁移,与沉积、沉降中心的迁移方向一致.太平洋板片新生代期间的幕式向东后撤可能是造成渤海湾盆地幕式拉张及拉张中心向东迁移的主要动力学机制.     

Control of differential tectonic evolution on petroleum occurrence in Bohai Bay Basin

The Bohai Bay Basin(BBB)is the most petroliferous Cenozoic basin in the east of China.It consists of seven depressions.Each depression has been subjected to different stress states and then has experienced varying faulting processes since the Neogene,especially during the Neotectonism(from the Pliocene to the present).On the basis of the investigation of fault patterns,fault densities and fault activity rates(FARs)for each depression,this paper demonstrates the discrepancy of faulting development and evolution across the BBB.The dynamic mechanism for the differences in faulting is also discussed by the analysis of the regional stress state.The Bozhong Depression is just situated in the transtensional zone induced by the two active strike-slip faults,namely Yingkou-Weifang and Beijing-Penglai.In this depression,the major faults which cut through the Paleogene or the Cenozoic have had higher than 10 m/Ma FARs since the Neogene,and the highest FARs have reached or exceeded 25 m/Ma during the Neotectonism.As a result,most of the petroleum has migrated along these major faults and accumulated within the Neogene.In contrast,in the other depressions of the BBB away from the Bozhong Depression,the FARs of the major faults were decreased to lower than 10 m/Ma since the Neogene,and tended to be zero during the Neotectonism.Therefore,the major faults could not serve as vertical conduits for petroleum migration,and the petroleum was entrapped in the Paleogene.Consequently,the faulting since the Neogene,especially during the Neotectonism,controlled the petroleum richness in vertical strata.     

利用接收函数研究渤海湾盆地沉积层结构

对布设于渤海湾盆地地区的70个台站2006年9月—2009年9月记录到的895个远震数据进行接收函数计算,发现位于沉积层上的台站记录的接收函数震相较为复杂,由沉积层基底的转换波、多次波及莫霍面转换波、多次波共同构成,且随着沉积层厚度的增加,沉积层基底转换波、多次波与莫霍面转换波、多次波震相相互叠加,使之无法分辨出莫霍面转换波及多次波到时.为此,本文利用相邻算法对沉积层模型进行搜索, 以获取与实际波形误差最小的波形相对应的模型,即台站下方的沉积层结构.结果显示:① 渤海湾盆地由NNE向展布的坳陷带与隆起带组成,冀中坳陷带的沉积层厚度为3—6 km, 坳陷带内沿NE-NNE向分布着带状凹陷带与凸起带相间的次级构造,而且其东侧靠近沧县隆起区的凹陷带沉积层基底埋深最大,体现了渤海湾盆地基底受正断层控制而形成的半地堑(地堑)-半地垒(地垒)构造;② 隆起带的波速比v_P/v_S大于坳陷带的波速比,推测与隆起带下第三系地层的缺失有关, 坳陷带内高波速比地区与地热田的分布相对应, 说明沉积层内高温环境下波速比较高;③ 隆起带内的S波平均速度较坳陷带内的S波平均速度小,且冀中坳陷带内沉积层较厚地区对应的S波平均速度比其它地区更大, 说明渤海湾地区沉积层厚度与沉积层内的S波平均速度成反比关系,推测与下第三系地层的厚度有关,且下第三系地层越厚的地区,S波平均速度越大.以上结果表明,利用接收函数研究的结果与通过地质、地热等方面的研究结果存在着良好的对应关系.      

渤海湾盆地冀中坳陷现今地热特征

渤海湾盆地冀中坳陷是我国最典型的潜山油气藏富集区.本文借助117口钻井地层测温资料和45块实测岩石热导率数据系统研究了冀中坳陷现今地温梯度、大地热流、热岩石圈厚度、岩石圈热结构等地热特征参数.研究表明,冀中坳陷0~3000m统一深度现今地温梯度为20.8~41.0℃·km-1,平均值为31.6℃·km-1,比未校正值减小1~3℃·km-1;现今大地热流介于48.7~79.7mW·m-2,平均值为59.2mW·m-2.平面上,冀中坳陷现今地温梯度和热流由西向东(从盆地边缘向内部)逐渐增大,并且凸起区地温梯度和热流相对较高,而凹陷区则偏低,与基底地形起伏具有很好的对应关系.同时,冀中坳陷腹部高热流凸起区广泛分布地热田.冀中坳陷现今热岩石圈厚度为98~109km,其岩石圈热结构为一典型的"冷壳热幔"型.本研究不仅对冀中坳陷油气勘探与地热能开发具有重要的指导意义,而且为深部岩石圈研究(华北克拉通破坏科学问题)提供了新依据.     

Cenozoic structural deformation and expression of the “Tan-Lu Fault Zone” in the West Sag of Liaohe Depression, Bohaiwan basin province, China

Based on the interpretation of 3D seismic data and structural mapping we analyzed the geometry and kinematics of the fault system and validated the expression of the “Tan-Lu Fracture Zone” in the West Sag of Liaohe Depression, Bohaiwan basin province. The Cenozoic structural deformation within the West Sag of Liaohe Depression can be divided into extensional structure system and dextral structure system. The extensional system is constituted by numerous NNE-NE trending Paleogene normal faults, where the Taian-Dawa fault (F1) is the master boundary fault (MBF) dominating the deposition during Paleogene so that the sag shows a complex half-graben with “boundary fault in the east and overlap in the west”. The dextral system is constituted by 2–3 dextral basement faults in NNE-NE trending (F2, F3, F4) and associated structure, and the time of structural action started in Oligocene and continued to Quarternary so that some associated secondary faults of the dextral system cut off the Neogene and Quaternary. Under the influence of the position and attitude of NNE-NE trending basement strike-slip faults, the central north part and the south part of the West Sag show obviously different structural features. The former appears to be a complex “graben” structure limited by the reversed strike-slip fault in the west and bounded by the inverted normal fault in the east, the latter remains the complex half-graben structure with “boundary fault in the east and overlap in the west”, and the graben was mildly reconstructed by one or two normal strike-slip faults. The dextral system within the West Sag is the element of the west branch fault of the Tan-Lu Fracture Zone, which is a deep fracture zone extending along the east of the Liaodongwan Gulf. The deep fracture zone branches off into two separate faults within the Liaohe Depression. The east branch goes through from northern part of the Liaodongwan Gulf to the East Sag of Liaohe Depression and links with the Denghua-Mishan Fault near Shenyang, and the west branch passes from northern part of the Liaodongwan Gulf to the West Sag and Damintun Sag of Liaohe Depression and links with the Yilan-Yitong Fault. The principal displacement zone of the west branch of the Tan-Lu Fracture Zone cuts off the master extensional fault (F1) within the West Sag of Liaohe Depression and induces many cover faults in EW trending within the Neogene and Quaternary.     

南海北部琼东南盆地地层结构与地壳伸展特征

琼东南盆地发育于前新生代基底之上,作为南海被动大陆边缘一部分,记录了南海北部裂陷盆地结构及其演化.利用最新钻井、反射地震、重力等资料,分析新生代盖层和前新生代基底地壳结构,建立盆地地层结构模型,然后计算全盆地地壳伸展变化特征.结果表明:新生代地层序列的盆地充填由西向东逐渐减薄,古近纪、新近纪以及第四纪期间(45 Ma~现今)最后沉积中心呈现逐渐向西或西南迁移趋势.下地壳局部表现为地震速度偏高(厚度2~4 km,v_P>7.0 km·s^-1,水平延伸范围约为40~70 km).重震联合模拟显示这里存在密度偏高特征,推测存在可能与张裂晚期和扩张早期岩浆物质底侵或混合到伸展程度较低的大陆地壳有关.计算获得的前新生代基底地壳厚度由在弱展区域陆架区约25 km,在减薄最大区域中央坳陷为3 km.伸展系数(β)最高值大于6.0出现在中央坳陷,低值小于2.0在坳陷南北两侧,说明地壳在盆地中央拉伸比较剧烈.     

首都圈上地壳高精度三维P波速度模型——基于石油地震叠加速度和人工地震测深剖面

本文收集了首都圈地区40个测点的石油地震叠加速度资料,经常规处理后得到各测点下方速度随深度变化的曲线;对9条人工地震测深剖面的解释结果进行数字化处理获得各剖面下方离散的速度数据;应用上述资料和专业地质建模软件构建了首都圈地区(115.50°E-117.60°E,38.40°N-40.75°N)范围内上地壳高精度三维P波速度模型.结果表明:华北盆地为隆坳相间区,从东至西依次是黄骅坳陷、沧县隆起和冀中坳陷,上地壳速度结构十分复杂;结晶基底的埋深变化剧烈,冀中坳陷下最深处可达10 km,沿构造走向整体呈西南深、东北浅的趋势,沧县隆起下埋深约2～4 km,黄骅坳陷下最深处则达9 km,剧烈的基底起伏反映出盆地内部不同次级构造单元的差异沉降和中、新生代以来强烈的拉张构造运动.太行山、燕山隆起下的基底埋深较盆地区浅,体现出隆起区新生代以来的抬升构造运动.本文首次将石油地震叠加速度资料用于首都圈地壳速度模型的构建,与以往用人工地震测深资料得到的模型相比,本文结果对华北盆地复杂的上地壳结构刻画得更为细致.     

由地壳速度结构判断郯庐断裂带江苏段未来大震位置

用多震相地震走时成像法反演郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区三维地壳速度结构。一些地区如郯庐断裂带临沭到定远及以东地区在中地壳的20~25km出现低速层,一些地区莫霍面埋深有变化。浅层速度结构的分段与断裂活动的分段相一致,表明新沂到泗洪是活动断裂的闭锁段。对比1668年山东郯城8级地震区和研究区的深部速度结构,结合与郯庐带相交的断裂、地震活动、活动断裂的闭锁段、中地壳低速层及莫霍面深度变化,综合判断郯庐断裂带江苏段未来可能发生大震的地区为33.4°~34.1°N,118.2°~118.8°E,重点是宿迁、沭阳、泗阳和泗洪。震级估计可达8级。