东海陆架盆地南部中生代构造-沉积演化与油气勘探方向

东海陆架盆地位于欧亚板块东南缘,中生代以来盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期洋壳俯冲及其多构造体系叠加改造,其盆地原型、构造-沉积演化与油气成藏关系一直是研究的热点。本文综合应用东海陆架盆地南部最新地震调查、钻井和临近陆域资料,通过海陆对比、中生界层序地层建立、构造-沉积演化过程重塑,探讨中生界油气成藏的关键问题和勘探方向。研究结果认为东海陆架盆地南部中生界存在2个超层序7个层序,中生代以来演化表现为晚三叠世前的被动大陆边缘基底、晚三叠世—中侏罗世活动大陆边缘拗陷、白垩纪活动陆缘断陷盆地;早期基底NE向格架控制中生代盆地结构与宏观含油气性,中生代两期构造演化造就了两套生储盖组合,基隆运动、渔山运动和雁荡运动控制早期油气的生成、聚集,龙井运动主要控制早期油气藏调整与改造、再成藏;继承性隆起(斜坡)闽江斜坡和"凹中凸"台北转折带是中生界油气主要勘探方向。     

中国东部海域构造分区及其演化的探讨

中国东部海域(东海、黄海、渤海)濒临西太平洋,绝大部分为水深小于200米的浅海陆架区,只东南部冲绳海槽为水深2000多米的半深海区。 一、中国东部海域的构造分区 渤海,黄海坐落于中朝古陆陆壳内部,海区基底为前古生代变质岩系,大致相当于陆上的泰山群、朐山群和朝鲜的太白群。中生代构造断裂活动使陆壳解体成块状结构,各块体的差异性运动,形成分割的沉降盆地,其基底最大埋藏深度达7—9公里。其上沉积了巨厚的中、新生代地层,主要是陆相碎屑岩,夹海相层,更新世为海陆交互相沉积。玉木冰期后,海平面上升,海水全面覆盖渤海、黄海区,为浅海相沉积。因此,渤海和黄海乃是欧亚板块内部由断陷形成的海区,称之为陆陷海区。 东海可分为两部分,一部分是陆架浅海区,另一部分是冲绳海槽半深海区。陆架浅海区水深在200米以内,地形平坦,是中国大陆向东海的自然延伸。其磁场特征与相邻的     

东海陆架盆地西部坳陷带构造特征及演化

通过横跨东海陆架盆地西部坳陷带各凹陷的典型地震剖面构造解释,系统总结了西部坳陷带的结构和构造样式特征。采用平衡剖面技术和伸缩率计算方法,恢复了西部坳陷带各时期的地质演化剖面,分析了西部坳陷带不同构造演化阶段的伸缩率变化特征。研究表明,西部坳陷带经历了古新世末的瓯江运动和渐新世末的花港运动,相应地分别在古新统明月峰组(E1m)和始新统温州组(E2w)沉积之后,西部坳陷带处于明显的收缩阶段,伴随发育T80和T20不整合界面。同时,结合区域应力场特征,探讨了西部坳陷带的构造演化过程。东海陆架盆地西部坳陷带伸缩率的时空变化及构造演化过程,是对"中、新生代时期太平洋板块、欧亚板块和印度板块之间汇聚速率和方向的改变"等区域应力场特征的局部响应。     

试论东海陆架盆地的基底构造演化和盆地形成机制

本文主要根据东海陆架盆地和周边的地质、地球物理资料,分析盆地的基底岩性特征、结构特征。认为东海陆架盆地的基底除元古界片麻岩外,还分布有一定范围的中生界及古生界。基底构造特征是纵向上多层次,横向上不均一,南北有别,东西分带。构造演化上经历了张、合、压、扭等复杂过程。     

东海陆架盆地南部及邻近陆域中生代地层格架对比

在大量收集东海陆架盆地南部海域和邻近浙闽陆域中生界露头、钻井和地震资料的基础上,按由陆及海的思路,从构造、地层和沉积等方面入手,对海域和陆域中生界进行了划分及对比,探讨了这一区域的中生代地层格架和盆地类型,初步建立了东海陆架盆地南部及邻区中生代地层格架对比关系。东海陆架盆地南部中生代地层格架的厘定具有重要的理论和油气勘探实际意义。     

边缘海盆地断层差异演化成因的数值模拟：以西湖凹陷平北斜坡带为例

东海陆架盆地中生代以来的成盆过程中,发育了大量陆倾控盆断裂,其发育模式与形成演化与东亚其他边缘海盆地差异明显。前人关注东海陆架盆地迁移特征,而忽略了断层差异演化的形成机制,对断层发育过程控制因素缺少深入研究。西湖凹陷平北斜坡带北部为海倾断层组成的断阶区,南部为陆倾断层组成的半地堑区,断裂差异演化指示着东海陆架盆地的成盆过程。本文通过离散元数值模拟,模拟陆倾和海倾断层的形成及演化,以探讨断层几何发育特征的控制因素。结果表明,岩性差异对斜坡带断层演化有较大影响,较高抗剪强度岩层破裂易产生陆倾控盆断裂,而低抗剪强度岩石则易形成向海倾断层。应力作用方向是区域差异演化的重要控制因素,岩石强度相同,应力作用方向相反时,断层倾向相反。盆地形成过程中发育众多凹陷斜坡,但坡度不是断层差异演化的主导因素。平北斜坡带和边缘海盆地的差异演化可能是由基底强度差异或应力方向差异导致的。本文利用离散元数值模拟平北斜坡带断裂差异演化过程,为东海盆地构造演化机制及边缘海盆地的形成提供了思路和理论依据。     

基隆凹陷构造演化特征及油气资源潜力

基隆凹陷是东海陆架盆地主要沉积凹陷,自晚白垩世以来,共经历了裂陷期、裂后沉降期和区域沉降期等3个构造演化阶段,沉积了巨厚的新生代地层。基隆凹陷为一被断层复杂化的半地堑凹陷,属于东断西超的箕状断陷。新生代自西向东可划分为西部缓坡断阶带、中央洼陷带和东部陡坡带3个构造带。始新统至中新统发育多套生储盖组合,表明基隆凹陷具有良好的油气资源潜力。     

东海陆架盆地南部中生代构造演化与原型盆地性质

东海陆架盆地南部夹持于欧亚板块、太平洋板块与印度板块之间,是发育在前中生代基础之上的中、新生代叠合盆地。其构造演化受古太平洋板块俯冲及特提斯-喜马拉雅构造域的联合影响,经历了印支末期基隆运动、燕山期渔山和雁荡运动的叠加改造。结合浙闽隆起带中生代火成岩事件、盆地构造变形、沉积学的一些证据,通过海陆对比研究,认为东海陆架盆地南部早-中三叠世可能为面向古太平洋的被动大陆边缘盆地;晚三叠世-侏罗纪古太平洋板块已对中国大陆有较强的俯冲作用,东海陆架盆地及南部原型盆地为活动大陆边缘弧前盆地;白垩纪受控于滨海断裂表现为活动大陆边缘走滑拉分盆地;古新世-始新世火山岛弧向东移动,东海陆架变为弧后裂谷盆地。     

东海陆架新生代砂岩锆石U-P年龄及其地球动力学意义

东海陆架西部凹陷带古新统砂岩锆石的U-P年龄表明,陆架西部古新世物源以中生代母岩为主,其次为元古代变质岩及少量古生代母岩。东海陆架东部凹陷带渐新统砂岩锆石的U-P年龄表明陆架东部渐新世物源以元古代变质岩为主,其次为中生代母岩及少量太古代变质岩与古生代母岩。陆架西部古新统砂岩锆石的U-P年龄与闽浙隆起带露头及钻孔揭示的基岩一致,而陆架东部渐新统砂岩锆石的U-P年龄比西部老。根据上述砂岩锆石U-P年龄,可以推测古近纪东海陆架盆地发育过程中,东海陆架东部地势较高。单颗粒锆石REE配分模式表明元古代锆石轻稀土(LREE)明显比其他样品高且含量相近,Ce正异常不明显;中生代锆石Ce正异常明显,但同时Eu负异常也很明显,与中生代基岩锆石相似;古生代锆石稀土元素含量偏低,La含量明显超过其他轻稀土元素。根据上述特征可以清晰指示砂岩的母岩类型与年代,推断古新世东海大陆架的基底性质与构造背景。     

东海陆架盆地西部中生界圈闭特征

应用构造解释与综合地质研究成果,从东海陆架盆地西部中生界断裂展布、圈闭类型、圈闭分布等方面分析了东海陆架盆地中生界圈闭特征,指出东海陆架盆地西部中生界圈闭类型主要有构造圈闭和地层圈闭,其平面分布主要受断裂发育与构造变形程度等因素控制,具有分带性,在纵向上具有相互叠置的特征。在此基础上,对不同构造单元内的圈闭发育类型与分布特征进行了分析。研究结果对东海陆架盆地西部中生界下一步勘探具有一定的指导意义。     

渤海湾盆地-东海陆架盆地-菲律宾海盆地古近纪沉降中心迁移及其动力学意义

分析了古近纪渤海湾盆地、东海陆架盆地和菲律宾海盆地的总体盆地结构和沉积特征,在此基础上对比分析了三大盆地古近纪沉降中心的迁移规律,提出了印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应和太平洋板块后退式俯冲是导致三大盆地演化呈现规律性的原因,且前者是主导因素。印度板块与欧亚板块碰撞引起地幔流自西向东蠕动并上涌,使岩石圈拉伸、减薄、破裂,在中国东部盆地产生NE向断裂的右旋走滑,进一步影响并控制了渤海湾盆地和东海陆架盆地的构造演化。太平洋板块的后退式俯冲为亚洲东部的岩石圈向东伸展、蠕散提供了应变空间,太平洋板块晚始新世俯冲方向的改变对东海陆架盆地和菲律宾海盆地向东的构造跃迁及沉降中心迁移产生了重要影响。     

东海陆架盆地西部坳陷带中生界残留盆地分布特征与勘探潜力

东海陆架盆地发育在中生代晚期古太平洋板块俯冲背景下,是中国近海面积最大的中、新生代沉积盆地,目前的油气发现均来自于新生界,而中生界的分布特征及其资源潜力尚缺乏足够的认识。前人研究表明,东海陆架盆地西部坳陷带的中生界遭到后期不同程度的构造抬升和剥蚀,总体表现为残留盆地的分布特征;而东部坳陷带的中生界缺乏钻井直接揭示,受制于中深层地震的资料品质,识别难度较大。本文从东海陆架盆地西部坳陷带钻遇中生界的井震标定出发,通过区域地震剖面的中生界地震相分类和识别,划分了中生界侏罗系和白垩系的构造层序格架,梳理了中生界残留盆地的结构和平面分布特征,并结合基本石油地质条件分析,认为东海陆架盆地中生界具有不可忽视的勘探潜力。     

东海某凹陷断陷期重要不整合面特征及其对沉积演化的控制

以东海某凹陷二维地震、三维地震及钻测井等资料为基础,开展控凹断层活动定量分析,并且探讨了断陷期重要不整合面特征及其对沉积演化的控制作用。研究表明,东海某凹陷断陷沉积时期,断裂活动从剧烈到平静,地形高差从大到小,形成了3个重要不整合面:断陷幕次界面T40和T34,断陷―断坳转换面T32。由此,将断陷期划分为3期断陷幕和1期断坳幕:断陷Ⅰ幕(古新统)为构造启动期,其受控于三潭断裂和白堤断裂,分布范围局限,发育近源沉积体系;断陷Ⅱ幕(始新统宝石组)和断陷Ⅲ幕(始新统平湖组下段)为强烈断陷期,地层被断层错断严重,水深较大,西部缓坡带以受潮汐影响的三角洲、潮坪沉积为主,东部陡坡带以扇三角洲沉积为主,受断陷格局限制,扇三角洲以快速沉积、堆积厚度大、沉积范围小、相变快为主要特征;断坳幕(始新统平湖组中上段)为断陷萎缩期,地层开始向坳陷沉积转换,盆地与南部海域沟通变强且水深变浅,凹陷内部以平行岸线的潮流作用为主,发育大规模的非对称性三角洲和陆架潮汐砂脊等,储层富集,可作为有利勘探目标。此外,断陷幕发育扇三角洲等近源沉积,是岩性油气藏的有利发育区,也为深层油气勘探提供了方向。     

东海陆架盆地南部生长断层活动特征

生长断层是在伸展和走滑盆地中一种重要且广泛存在的构造样式。通过地震资料定性识别出东海陆架盆地南部地区18条生长断层;根据断裂对研究区各级构造单元控制作用和纵向切穿地层情况,将其划分为一级控盆断裂、二级控凹断裂、三级控带断裂和盖层断裂;通过断裂平面分布特征研究认为研究区的断裂以NE、NNE延伸为主,少数为NEE方向;利用地震剖面在研究区识别出阶梯状组合断层带、“Y”字型组合断层、多米诺式断层带、地堑、地垒等多种断裂组合样式;又结合生长指数和断层落差两种方法对研究区生长断层的运动学特征进行了定量统计分析,发现研究区生长断层在古近纪时期活动强度具有自西向东逐渐递减趋势,区内断层活动期次自西向东逐渐变新,整个研究区内生长断层在古近纪盆地裂陷—断陷期活动强度最大,中新世后断裂活动趋于稳定。认为晚中生代以来太平洋板块西缘俯冲后撤和印度板块向亚欧板块俯冲碰撞在东海陆架盆地形成的远程蠕散效应,使东海陆架盆地形成了拉张伸展应力场环境,是研究区发育大量生长断层的首要原因。同时,加强对研究区生长断层伴生构造如滚动背斜和缓坡带阶梯状断裂组合封堵形成的岩性圈闭研究,有利于推动东海陆架中新生代盆地资源勘探可持续发展。     

东海陆架盆地南部中生代成盆过程的数值模拟

采用I2VIS有限差分方法,模拟了东海陆架盆地南部中生代的盆地演化过程。数值模型的构建主要基于研究区域内现有的地震剖面、测井、层析成像等资料获得的中生代地层结构特征。根据模拟结果,对比已知的岩浆侵入特征和断裂组合规律,定量分析了在不同边界条件下,各阶段盆地演化的岩浆断裂及沉积特征,并探讨了影响盆地构造特征的主要因素。得出以下认识:(1)通过改变模型的边界条件发现,层状含水地幔在拉伸环境下,会对地壳结构造成破坏,中生代东海陆架盆地区域性伸展不是盆地演化过程的唯一主控因素。(2)东海陆架盆地中生代的成盆过程及属性与中生代时期上地幔物质流动有着密切关系。(3)中生代的地幔物质流动导致的大规模岩浆事件很可能作用于闽江凹陷之下,由此导致了闽江凹陷的进一步抬升,形成现今的斜坡带,而基隆凹陷进一步沉降,形成凹陷的沉积中心。基于以上结论,认为区域性伸展和上地幔物质流动导致的岩浆上涌两大因素共同控制下,影响了东海陆架盆地南部中生代的演化。     

东海陆架盆地闽江凹陷构造特征及与油气的关系

东海陆架盆地是叠合含油气盆地,其中闽江凹陷中生代分布广,厚度大,垂向上发育多套生储盖组合。整个东海陆架盆地经历的全区性构造运动有基隆运动、雁荡运动、瓯江运动、渔山运动和龙井运动,具有复杂的构造演化历史。据构造样式形成的动力学机制,可以将闽江凹陷划分为伸展型构造样式、挤压型构造样式和复合型构造样式3类。断裂是盆地构造分析的基础,闽江凹陷主要发育雁荡主断裂、台北主断裂和虎岩北断裂等。各种类型的构造油气藏严格受盆地构造样式和断裂的控制,呈有规律的分布。可以推测,基隆—新竹凹陷带是主要的生油凹陷,闽江—厦澎斜坡是油气运移的指向,而斜坡上发育的局部构造是油气富集的有利部位。     

东海陆架盆地南部构造样式及分布特征

以东海陆架盆地南部为重点研究对象,基于区域地震反射资料,结合盆地的结构特征,分析、总结了其构造样式特征。结果表明:根据构造样式形成的动力学机制,可以将东海陆架盆地南部划分为伸展型构造样式、挤压型构造样式和复合型构造样式3类;伸展型构造样式可继续分为半地堑(箕状断陷)构造组合、复式地堑式构造组合、多米诺式断裂构造组合、掀斜断块和火成岩构造;挤压型构造样式分为挤压背斜、断背斜和叠瓦式断裂组合;复合型构造样式分为正反转构造和负花状构造。     

东海新构造与新构造运动

各种调查资料表明,东海自上新世晚期以来,新构造运动比较明显,主要表现形式有断裂、褶皱、地震、岩浆的侵入与喷发,海底热液活动以及区域构造的升降与岸线变迁等。新构造运动主要以升降作用为特征,升降具有振荡性与间断性。新构造运动的区域差异现象明显且在某些地区具有一定的继承性。同时,新构造活动还有明显的带状分布特征,它们大体上沿大陆边缘呈NE(或NEE)—NNE向分布,主要有2个带:东带沿冲绳海槽展布,西带沿东海陆架西部—沪、浙、闽、粤近海展布。在两个新构造活动带之间的东海陆架主体部位,是新构造活动的平静区。西带的新构造活动主要表现断裂与地震活动及区域升降作用;而东带的新构造活动远较西带强烈,不仅有大量的断裂与频繁的地震活动及地壳的升降运动,还出现很多褶皱构造,大规模的岩浆侵入与喷发以及海底热液活动。此一地区强烈的新构造运动表明,第四纪时期海槽的扩张作用还在加剧,它也是板块俯冲作用活跃的一种表现。     

渤海海域构造应力场演化及其在油气聚集中的作用

渤海海域位于渤海湾盆地东部,在盆地区域动力学背景下,形成了渤海海域特征的沉积和构造环境。渤海海域新生代具有早期断陷、后期拗陷的特点,断裂以NE—NNE走向为主,其次是EW走向,再次是NW走向。通过区域构造演化和沉积体系的深入研究,将海域新生代地质构造活动按构造应力的方向、大小和其他构造形变参数划分为4个期次:①古新世;②始新世—渐新世;③中新世—早更新世;④晚更新世至今。在一系列构造演化过程中,构造应力场的变化对海域内的3组主要断裂具有重要的影响。不同方向的断裂在不同阶段应力场的作用下,所表现的特征和对油气的控制作用是不同的,尤其是NNE—NE向断裂在构造演化过程中多次具有走滑活动,油气主要聚集在走滑作用所派生的局部圈闭或附近存在的构造弱化带中。     

远东鄂霍茨克海域弧后盆地形成机制与构造演化

远东鄂霍茨克海域发育多个新生代弧后盆地,这些盆地是西太平洋边缘海盆的重要组成部分,介绍了鄂霍茨克海域的地质结构和构造特征,探讨了海域内盆地形成的动力机制来源及构造演化阶段的划分。认为太平洋板块与欧亚板块碰撞引发区域上挤压与引张作用在时间上相互消长的效应、深部软流圈上涌,共同引发鄂霍茨克海域内多期次弧后扩张作用,导致海域内弧后裂谷盆地的发育;同时,周边板块碰撞导致大型走滑断裂发育和构造反转,对盆地的形成进行改造;共同控制了弧后沉积盆地的形成与演化。盆地构造演化可以划分为4个阶段,即基底拼合阶段(J-K2前)、基底褶皱-张裂变形阶段(K2-E1早期)、盆地裂陷-拗陷作用阶段(E1-N1)及构造反转阶段(N2-第四纪)。