中国前陆盆地构造地质特征综述与油气勘探

中国特定环境下发育的前陆盆地和冲断带在地质构造上具有许多的特殊性。在综述前人认识的基础上,笔者通过对中国前陆盆地的构造演化历程、沉积充填特征、构造成因及其空间分布规律、构造变形特征等的研究,提出了中国前陆盆地构造地质发育的5个主要特征:(1)两种不同性质的原型盆地发生正反转的叠合性,即挤压构造下作为“本体”的前陆层序与拉张构造下作为“基础”的裂谷、断陷盆地之间的叠置;(2)显生宙以来中国大陆先后发生了4期前陆冲断构造演化的多期性,它们分别是加里东晚期、海西晚期、印支期和喜马拉雅晚期;(3)基于小克拉通基底拼贴后在造山带前缘复活再生的继承性,即统一拼合大陆内部的构造变形导致古造山带的复活,在古造山带边缘发育新生代前陆盆地或前陆冲断带;(4)在空间分布上受环青藏高原巨型盆山体系控制发生陆内变形的系统性,在环青藏高原巨型盆山体系内构造变形强度、盆地沉降幅度、盆山耦合程度等从内环向外环依次降低,从古造山带向克拉通方向构造变形强度依次降低,构造变形样式逐渐简单、构造变形时间依次变新;(5)前陆冲断带的构造样式由于受边界力学条件和沉积地层介质作用而具有多变性,存在沉积盖层内脆性变形的断层相关褶皱、造山带前缘韧性变形的基底卷入构造、与走滑构造相伴生的基底卷入的断层相关褶皱、盆地内部塑性变形的盐构造。正是因为上述地质构造的特殊性,决定了油气聚集与分布特征的规律性和复杂性,由此提出了相应的一些构造地质研究与油气勘探工作的建议。     

环青藏高原巨型盆山体系构造与塔里木盆地油气分布规律

中国中西部受控于喜山期青藏高原的隆升和向北、向东的推挤,在其外围形成一个巨型的盆山构造体系,环青藏高原巨型盆山体系主要由复活后的古造山带、前陆冲断带和小型克拉通盆地三个基本的构造单元组成,其中古生界小型克拉通与中新生界前陆冲断带是重要的含油气单元,它决定了中国中西部油气分布主要受古生界克拉通古隆起和中新生界前陆冲断带的控制。塔里木盆地在纵向上由发育齐全的下古生代碳酸盐岩、上古生代海相-海陆交互相碎屑岩沉积和中新生代陆相碎屑岩等构造层序叠置而成,在平面上以较稳定的小型克拉通为核心,边缘环绕库车、喀什、塔西南、塔东南等褶皱或冲断变形的前陆冲断带。塔里木盆地古生界小型克拉通盆地与中新生界前陆逆冲带叠合-复合的构造特征,以及演化的多阶段性,决定了这类盆地具有"多套烃源岩、多储盖组合、多含油气系统"的叠合-复合含油气系统的特点;油气分布受小型克拉通盆地中的古隆起控制,形成大面积岩性地层油气藏,前陆盆地中的冲断带构造控制形成背斜油气藏,具有多期成藏并存与晚期成藏为主的特点。     

中国喜马拉雅构造运动的陆内变形特征与油气矿藏富集

在前人研究的基础上,结合近年来在油气勘探中不断积累的地质资料和地质认识,提出了中国喜马拉雅构造运动的陆内变形特征及其分布规律受控于小型克拉通板块拼贴的基底结构和印/欧碰撞与太平洋板块俯冲所主导的双重控制因素;喜马拉雅构造运动的发育特征主要表现为三种动力学机制:青藏高原隆升、盆地与造山带体制和东部拉张活动。喜马拉雅构造运动的大地构造格局及其构造变形分布规律集中体现为4个构造域:青藏高原隆升区、环青藏高原盆山体系、稳定区和环西太平洋裂谷活动区。我国沉积盆地在喜马拉雅构造运动中的构造特征分为三种类型:(1)东部渤海湾、松辽等盆地受拉张构造环境控制的裂谷沉降;(2)中部四川、鄂尔多斯等盆地受青藏高原的向东推挤、盆缘冲断、盆内抬升剥蚀;(3)西部的塔里木、准噶尔、柴达木等盆地受青藏高原的向北推挤、冲断挠曲沉降,表现为克拉通单边或双边的压缩挠曲沉降与克拉通内部的冲断隆升沉降等多种盆山耦合形式。喜马拉雅构造运动控制着中国油气晚期定位与富集成藏,主要体现在:盆地的沉积与成藏,形成新生界自生自储的含油气盆地和油气藏;圈闭形成与油气运聚成藏;早期油气藏的调整和再分配;油气藏的破坏。     

中国喜马拉雅构造运动的陆内变形特征与油气矿藏富集

在前人研究的基础上,结合近年来在油气勘探中不断积累的地质资料和地质认识,提出了中国喜马拉雅构造运动的陆内变形特征及其分布规律受控于小型克拉通板块拼贴的基底结构和印/欧碰撞与太平洋板块俯冲所主导的双重控制因素;喜马拉雅构造运动的发育特征主要表现为三种动力学机制:青藏高原隆升、盆地与造山带体制和东部拉张活动。喜马拉雅构造运动的大地构造格局及其构造变形分布规律集中体现为4个构造域:青藏高原隆升区、环青藏高原盆山体系、稳定区和环西太平洋裂谷活动区。我国沉积盆地在喜马拉雅构造运动中的构造特征分为三种类型:(1)东部渤海湾、松辽等盆地受拉张构造环境控制的裂谷沉降;(2)中部四川、鄂尔多斯等盆地受青藏高原的向东推挤、盆缘冲断、盆内抬升剥蚀;(3)西部的塔里木、准噶尔、柴达木等盆地受青藏高原的向北推挤、冲断挠曲沉降,表现为克拉通单边或双边的压缩挠曲沉降与克拉通内部的冲断隆升沉降等多种盆山耦合形式。喜马拉雅构造运动控制着中国油气晚期定位与富集成藏,主要体现在:盆地的沉积与成藏,形成新生界自生自储的含油气盆地和油气藏;圈闭形成与油气运聚成藏;早期油气藏的调整和再分配;油气藏的破坏。     

环青藏高原盆山体系内前陆冲断构造变形的空间变化规律

早古生代以前漂移在大洋中的塔里木、扬子、华北等小型克拉通板块在晚古生代开始聚敛拼贴,形成统一的大陆,奠定了中国中西部前陆冲断带发育的地质基础。新生代以来欧亚大陆与印度板块的碰撞及其远程效应,欧亚大陆强烈变形。随着青藏高原的隆升和向北、向东推挤,在远离碰撞缝合带的地方,古造山带复活,冲断带不断向外围扩展,形成统一的、规模巨大的环青藏高原盆山体系。在冲断带不断向青藏高原外围扩展的同时,在每一个单独的盆山体系(古造山活动控制的盆山耦合体系)内部发生强烈陆内变形,冲断带也依次从造山带向克拉通内部扩展,强烈的陆内造山隆升和构造挤压在造山带与克拉通之间形成了十余个前陆冲断带。从南向北分别选取了塔西南、库车、准南和准噶尔西北缘这四个前陆冲断带的构造缩短率和盆山耦合导致的高程差在平面上的变化特征,来研究环青藏高原巨型盆山体系内部的前陆冲断带在新生代的构造变形特征的空间分布规律。认为在欧亚大陆与印度板块的碰撞及其远程效应控制下,环青藏高原巨型盆山体系从内向外构造变形强度、盆山耦合程度具有依次降低的规律;克拉通边缘的单个盆山组合中从山前向克拉通方向构造变形强度依次降低,构造变形样式逐渐变得简单。     

塔里木新生代复合再生前陆盆地构造特征与油气

再生前陆盆地是针对中国地质特点研究提出的,与周缘前陆盆地、弧后前陆盆地并列的第三种典型前陆盆地类型。本文在讨论再生前陆盆地概念的基础上,以塔里木新生代复合再生前陆盆地为例,从其形成的构造背景、构造－沉积演化、断裂褶皱构造变形,以及基本石油地质条件与含油气性等方面,详细阐述再生前陆盆地的基本构造特征、构造变形样式、优越的油气地质条件及良好的油气勘探前景,以便今 后深入研究这一根据中国地质特点提出的前     

塔里木盆地构造演化与构造样式

塔里木盆地的发展演化受不同时期板块构造背景的控制，形成了陆内裂谷、裂陷槽、克拉通内拉张盆地、克拉通内挤压盆地、被动大陆边缘盆地、弧后拉张盆地、弧后前陆和周缘前陆盆地等多种原型盆地并相互叠加和改造。盆地中存在挤压、引张、扭动和叠加构造样式，可以形成良好的圈闭构造，盆地中的大型隆起带是主要的油气聚集带，前陆盆地褶皱－冲断带具有较好的油气前景。     

叠合盆地差异构造变形与油气聚集

文中探讨叠合盆地差异构造变形特征及其对油气聚集的控制作用。叠合盆地差异构造变形受控于多期构造演化导致的多期构造应力场转换、多种变形介质变化以及多方位边界条件的变化,主要表现为:(1)受关键构造变革期应力场转换制约的分期差异构造变形,早期一般受区域伸展作用形成垒 堑构造,中期由于板块聚敛活动形成冲断滑脱和潜山 披覆构造,晚期在叠置的前陆盆地形成褶皱 冲断带;(2)受大型主断裂带控制的分带差异构造变形,这些大型主断裂带一般与先存基底断裂或基底软弱带有关,不同构造带的变形强度呈有规律变化;(3)受多层次滑脱带控制的分层差异构造变形,深层次滑脱构造变形主要表现为与盆山耦合有关的滑脱拆离变形,中层次滑脱构造表现为基底层系的滑脱拆离,浅层次滑脱构造表现为与盐膏岩或泥页岩有关的塑性构造变形;(4)受构造转换带控制的分段差异构造变形,区域性转换带本身常成为重要的横向构造带,不同构造段之间变形样式和运动学过程具有较大差别,局部构造转换带往往形成有利的油气圈闭。差异构造变形与烃源岩发育、油气成藏期、圈闭形成演化、油气藏形成和分布及油气保存条件密切相关。     

山前带地质及油气成藏特征探讨

山前带包括前陆褶皱冲断带和前陆盆地靠近造山带部分,其油气资源极为丰富。根据前陆盆地的形成机制分类,将山前带划分为弧后前陆型山前带、周缘前陆型山前带和再生前陆型山前带。参考叠合盆地的分类方案,将山前带划分成正反转山前带和继承前陆型山前带。再生前陆型山前带和继承前陆型山前带仅在中国中西部地区发育。山前带的油气成藏具有一定的规律性,前前陆期沉积的页岩作为优质的烃源岩,前陆期砂岩和前前陆期碳酸盐岩是油气成藏良好的储集层,而泥岩、膏盐层、盐岩层等是优质的盖层,断层是油气运移的主要通道。前陆褶皱冲断带以构造圈闭为主,前陆盆地则以构造一地层圈闭为主。     

中国中西部小型克拉通盆地群的叠合复合性质及其含油气系统

中国中西部盆地油气资源潜力巨大,是晚古生代一早中生代一新生代大型造山带环绕的小型克拉通盆地,盆地核心为构造相对稳定的小型克拉通,边缘环绕构造活跃的前陆冲断带。与北美、欧洲等大型含油气盆地相比,中国含油气盆地规模小、构造活动性强。盆地普遍经历：（1）寒武—志留纪,各自漂离于大洋中的小型克拉通盆地;（2）泥盆—二叠纪,亚欧板块南缘地体增生;（3）三叠—古近纪,特提斯洋关闭,陆相断（坳）陷盆地;（4）新近纪以来,再生前陆盆地等四个构造演化阶段。从下而上叠合了早古生代海相克拉通盆地、晚古生代海陆交互相克拉通盆地、早中生代陆相断（坳）陷盆地和新生代再生前陆盆地四个构造层序。古生界克拉通盆地构造相对稳定,古生代发育多期不整合界面和大型古隆起;中新生代前陆盆地叠置复合在其边缘,发育成排成带的构造。中国含油气盆地的叠合-复合性质决定了其叠合-复合含油气系统的特征：具有多油气系统、多源多阶段生烃、多期成藏、多层系含油气。中国中西部盆地的油气勘探主要包括古生界小型克拉通层序和中新生代前陆层序两大领域,其中早古生代克拉通层序以古隆起及其斜坡、晚古生代克拉通层序以大面积岩性储集体、中新生代前陆盆地以大型冲断带控制着油气的成藏与富集。     

中国多旋回叠合沉积盆地的形成演化、地质结构与油气分布规律

深入认识盆地的地质结构与构造演化,探讨盆地的油气分布规律,将为揭示中国大陆属性、资源能源分布、环境变化及油气勘探新领域奠立重要基础。本文立足于油气勘探的新资料,应用活动论构造历史观与比较大地构造学方法,分析了中国叠合沉积盆地的构造演化、构造分区、地质结构与油气成藏模式,探索油气分布规律。研究表明,中国叠合沉积盆地经历了中新元古代、寒武纪—泥盆纪(或中泥盆世)、(晚泥盆世—)石炭纪—三叠纪与侏罗纪—第四纪4个构造旋回的演化;据东西向两条构造锋线和南北(或北北东)向的两条改造锋线及西太平洋弧后盆地带,可将中国划分为北疆、内蒙古、松辽、塔里木—阿拉善、鄂尔多斯、渤海湾、青藏、四川、华南与海域等10个沉积盆地区;发育有前陆/克拉通、前陆/坳陷、坳陷/断陷、断陷/坳陷、反转断陷、被动陆缘、走滑叠合和改造残留等8种叠合盆地结构类型;发育安岳裂陷槽型、塔北型、苏里格复合三角洲型、玛湖凹陷型、陆梁隆起型、库车冲断带型、大庆长垣型、古潜山型、中央峡谷水道型、柴东生物气型、四川源内型与沁水向斜煤层气型等12种典型油气成模式;盆地内凹陷/断陷的油气分布具有空间有序性,叠合界面油气富集具优势性,油气叠合分布有强的非均一性,中西部前陆/克拉通叠合型盆地的油、气分区分布,海域被动陆缘/断陷叠合型盆地的油、气分带分布。中国多旋回叠合盆地具有独特的“三环带状”油气分布格局。     

盆山耦合与前陆盆地成藏区带分析

经济全球化导致油气勘探全球化,板块学说在理论上提供全球油气勘探基础,亚洲大陆与北美大陆盆山体系在实践上提供全球油气勘探经验。盆山耦合体系存在3类造山带与3类前陆盆地即:(1)俯冲造山带与弧后前陆盆地;(2)碰撞造山带与周缘前陆盆地;(3)陆内造山带与陆内前陆盆地。前陆盆地成藏区带勘探中,在空间上应将造山带前麓褶皱—冲断带层与前陆盆地作为统一应变场,在时间上应将前冲断作用沉积层序,同冲断作用沉积层序和后冲断作用沉积层序作为整体来进行勘探。     

中国前陆盆地油气富集规律

天然气的富集是中国前陆盆地的特点，煤系烃源岩发育是天然气富集的主要原因；中西部前陆盆地具有多期成藏的特征，构造多期叠合、古构造发育、多套烃源岩多期演化是油气多期成藏的主控因素；前陆盆地发育三套储盖组合和原源、它源两大套成藏体系，控制着油气纵向分布；前陆盆地不同构造带地质特征控制着油气区域分布规律，逆冲带、前缘隆起带油气藏主要分布于下部成藏体系，坳陷带油气藏主要分布于上部成藏体系；在逆冲山前带油藏被破坏形成油苗、沥青或残余油藏，在坳陷内的逆冲带和坳陷带主要聚集了成熟度相对较高的天然气，在斜坡带和前缘隆起带既聚集了早期形成的油（气）藏，又聚集了晚期成熟度相对较高的天然气。     

中国中西部前陆盆地含油气的有序性

前陆盆地是世界上油气资源最丰富、大油气田最多的一类盆地。笔者通过分析发现中国中西部的前陆盆地有丰富的烃源岩,配套的生储盖组合,油气在纵横向上的发育都有其有序性：前陆盆地的沉积演化控制着盆地油气纵向上的有序性,构造单元控制着油气横向上的有序性。前陆冲断带构造活动强烈,主要形成背斜油气藏,中浅层都含气,适宜采用立体勘探思路。前渊凹陷带主要发育有岩性油气藏,前缘隆起由于地层向克拉通方向尖灭,常形成岩性油气藏。     

含油气盆地地球动力学模式

文章讨论了含油气盆地地球动力学模式,其中着重讨论了以下几个问题:(1)沉积盆地地球动力学研究的进展,使得能够提出一种根据盆地所处的板块位置和地球动力学模型进行划分的含油气盆地分类;(2)尽管我们有一些古生代克拉通盆地的地球动力学模式,但其成因机制仍缺乏令人信服的解释;(3)通过大陆内裂谷火山岩化学成分、地温场、构造变形、岩石圈结构以及区域板块构造背景综合分析,我们建立了六种大陆裂谷形成的地球动力学模式;(4)前陆盆地的形成与其周缘造山带密切相关,其地球动力学模式是大陆岩石圈对褶皱冲断带构造负载的挠曲响应;     

环青藏高原盆山体系东段新构造变形特征——以川西为例

介于扬子板块与青藏高原之间的川西前陆冲断带是环青藏高原盆山体系东段的重要组成部分,它是研究喜马拉雅构造运动对青藏高原东缘沉积盆地构造作用的重要场所。本文分别选取川西南段、川西北段和川北西段米仓山前的区域构造地质剖面来研究沉积地层在喜马拉雅运动中发生的构造变形特征。通过前陆冲断构造变形带的宽度、水平缩短量,山体隆升、盆地沉降,新构造对早期古构造的叠加与改造关系的研究,揭示出在环青藏高原盆山体系内,造山带与盆地边缘的冲断构造变形从造山带向克拉通盆地内扩展的同时受欧亚大陆与印度板块碰撞及其远程效应的空间位置限制,靠近青藏高原的川西南段到远离它的川北西段,新构造变形强度、新构造变形范围、盆山耦合程度具有依次降低等特征。这种受环青藏高原盆山体系控制的前陆冲断带构造变形具有明显的资环效应,特别是对油气资源的聚集与分布有重要的影响,控制了川西南段晚期次生气藏发育,川西北段和川北西段的早期原生气藏的发育。     

中国西北叠合盆地的主要构造特征

探讨了中国西北地区大型叠合含油气盆地的主要特征 ,研究表明 ,在中国西北叠合盆地发展演化过程中 ,构造变革和构造耦合起着主导作用。构造变革包括大地构造格局的转变、沉积区和剥蚀区的转换、盆地类型的转换、大型区域性不整合的出现以及发生盆地构造反转等 ,这种构造变革具有多期性。叠合盆地构造耦合的方式主要涉及深部和浅部构造的耦合和盆山耦合等。盆山转换、盆山过渡带深部浅部构造的耦合、盆地沉降与造山带隆升耦合以及不同方向构造的耦合 ,反映了盆山耦合的多样性和复杂性。中国西北叠合盆地构造特征主要表现为构造的分层性、分带性、分段性、交叉性以及区域构造应力场的多变性 ,喜马拉雅运动对于中国西北叠合盆地最后的构造改造以及构造定型起着重要的制约作用。     

西藏羌塘盆地的构造沉积特征及演化

西藏羌塘盆地是特提斯构造域内晚古生代—中生代海相复合盆地。经历了晚古生代板块构造演化阶段、中生代板块构造演化阶段和新生代抬升剥蚀阶段 ,形成了晚古生代大陆边缘盆地、中生代南羌塘被动大陆边缘和北羌塘弧后盆地以及晚侏罗世之后的构造地貌盆地。受多期构造运动作用 ,盆地从北向南形成了北缘冲褶带、北羌塘变形带、中央碰撞隆起带、南羌塘变形带和南缘冲断带五个构造单元。变形由坳陷边缘到中心逐渐减弱 ,侏罗山式褶皱样式 ,反映出盖层浅层滑脱的变形特征     

中生代羌塘前陆盆地充填序列及演化过程

中生代羌塘前陆盆地位于青藏高原巨型造山带内 ,夹于金沙江缝合带与班公湖—怒江缝合带之间 ,是一个与两侧缝合带逆冲作用相关的沉积盆地 ,由羌北盆地 (对应于金沙江缝合带 )、羌南盆地 (对应于班公湖—怒江缝合带 )和中央隆起带构成 ,其中中央隆起是北部前陆盆地和南部前陆盆地共有的前陆隆起 ,显示为对称型复合前陆盆地 ;该盆地形成于晚三叠世 ,并持续发育至早白垩世 ,盆地中充填了巨厚的同构造期的复理石和磨拉石 ,具有总体向上变粗变浅的充填序列 ,以不整合面可将其划分为 5个由顶底不整合面限制的构造层序 ,其中晚三叠世诺利期构造层序对应于金沙江缝合带主碰撞期 ,晚三叠世瑞替期构造层序对应于金沙江缝合带碰撞闭合后冲断抬升 ,早侏罗世构造层序对应于班公湖—怒江缝合带初始逆冲推覆 ,中侏罗世—早白垩世构造层序对应于班公湖—怒江缝合带主碰撞期 ,中白垩世构造层序为班公湖—怒江缝合带碰撞闭合后冲断抬升与金沙江缝合带冲断抬升的产物 ,为中生代羌塘盆地关闭后的磨拉石建造