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。     

塔里木盆地塔中隆起断裂系统特征及其对海相碳酸盐岩油气的控制作用

结合新三维地震与区域地质资料研究,塔里木克拉通中部的塔中隆起挤压断裂与走滑断裂发育,张性断裂欠发育,断裂系统具有构造样式的多样性、形成演化的多期性、构造发育的继承性及平面展布的区段性。新资料表明挤压断裂缺少基底卷入型,多在中寒武统盐膏层滑脱,主要发育4种断裂样式,形成于早奥陶世末,多具有扭压作用与分段性。塔中隆起北斜坡新发现一系列北东向左旋走滑断裂带,剖面上以负花状构造、直立型构造、正花状构造为主,平面上发育向西南方向收敛的雁列构造、羽状构造、帚状构造等;塔中地区经历志留纪晚期、中泥盆世、晚二叠世等三期走滑断裂作用,东南方向强烈斜向挤压作用是走滑断裂形成的动力机制。塔中隆起断裂主要分布在下古生界,三类、三级、四组方向断裂控制了塔中隆起纵向分层、南北分带、东西分块的构造格局。塔中隆起经历新元古代强伸展-弱挤压的断裂发育阶段、寒武纪-奥陶纪局部弱伸展-强挤压逆冲断裂发育阶段、志留纪-中泥盆世走滑断裂发育阶段、石炭纪-早三叠世局部断裂继承性发育阶段等4阶段9期的差异发育演化史。塔中隆起断裂对下古生界海相碳酸盐岩油气分布控制作用明显,断裂控制了油气的纵向复式聚集,断裂带储层发育、油气富集;不同时期、不同类型断裂控油作用有差异性,断裂带横向上的变化造成油气分布的区段性;油气源断裂与储层组成的运聚体系内具有流体分布的有序性。     

辽东湾北部地区走滑构造特征与油气富集规律

辽东湾北部地区右行走滑构造特征较为典型,主要表现为:沿走滑断裂带发育雁行式伸展断裂;剖面上发育花状构造;走滑断裂沿走向呈“S”型或反“S”型波状弯曲;沿走滑断裂带断槽与断鼻构造相间分布。分析认为,渐新世晚期,辽东湾北部地区南北向拉张、东西向挤压的区域应力场控制了右行走滑构造的形成,断槽与断鼻构造相间分布是由于沿走滑断裂带局部应力场性质发生改变所致。右行走滑断裂的“S”型弯曲部位为增压弯部位,走滑断裂两侧断块在此汇聚,地层因应力集中而形成断鼻构造;右行走滑断裂的反“S”型弯曲部位为释拉张部位,走滑断裂两侧断块在此离散,地层因拉张而发生断陷形成断槽。受走滑构造所控制,油气沿走滑断层自断槽向断鼻方向运移、聚集而成藏。研究走滑构造发育特征,对于预测圈闭分布以和研究油气富集规律具有重要意义。     

塔中西部走滑断裂破碎带结构及与油气关系

塔中Ⅰ号气田西部是塔中油气上产的重要领域,利用最新处理的叠前深度偏移资料,在断裂控储控藏认识指导下,开展走滑断裂解剖,落实富油气区域。研究区断裂可划分为两期三级3组断裂,形成于加里东期的北东向走滑断裂及其伴生裂缝是本区的控储控藏断裂,沿走滑断裂走向一般为非线性结构,通常可分为应力转换区和应力释放区。应力转换区包括岩桥、拉分地堑、地垒、局部鼻状构造等;应力释放区包括羽状、斜列破碎带等。应力转换区和应力释放区是油气最富集的区域,走滑断裂破碎带规模越大,储层越发育,油气越富集。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区走滑断裂带油气分布与油藏模式

塔里木盆地哈拉哈塘地区石油勘探开发进入深度高达8 000 m的坳陷区,油气主要沿走滑断裂带分布,研究超深层断控油气藏分布规律对油气勘探开发具有重要意义。通过大量勘探开发资料分析与油藏解剖表明,哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩油气沿主断裂带1.8 km范围内条带状分布,高效井主要分布在距主断裂带600 m范围内。油气沿断裂带分布具有分段性,断裂的类型、规模与性质影响油气运聚成藏,油气富集主要受控于主断裂带的规模。高效井一般距主断裂近、储层规模大、侧向封闭好,为断控缝洞型碳酸盐岩油藏。走滑断裂断控油气藏不同于礁滩体与风化壳“相控”油气藏,对复杂碳酸盐岩油气藏评价开发具有重要意义。     

塔里木盆地塔中低凸起古构造演化与变形特征

通过区域地质和构造地震精细研究,提出了塔里木南缘早古生代板块构造控制塔南—塔中从伸展到挤压盆地演化：寒武纪—早奥陶世板缘拉张控制了塔中北斜坡断陷构造;中奥陶世北昆仑洋盆关闭后塔中前缘隆起;晚奥陶世—晚泥盆世塔中前陆冲断与走滑构造变形。晚奥陶世塔南前陆冲断构造由东南向西北方向传播,形成塘北—塔中南—塔中5号断裂带等弧形断裂体系和塔中低凸起中西段与Ⅰ号断裂带小角度斜交的走滑断裂体系。冲断构造位移的传播受控于两个滑脱层：其一是沿寒武系内部膏盐岩的滑脱,形成弧形冲断构造,终止于塔中南缘断裂带;另一个是沿中地壳韧性变形带的滑脱,形成塔中1号断裂带东端的弧形构造带。塔中1号断裂带东段的构造变形方式主要为向北传播水平位移的断层传播褶皱和向南反向冲断的楔形构造。塔中低凸起的中西段右行走滑构造导致了向东收敛的扫帚状走滑断裂体系的形成,剖面发育花状构造。塔中低凸起的古构造演化与变形特征、构造变形样式、构造变形成因和断裂体系,是克拉通盆地内部叠合盆地深层的主要构造地质特征。     

塔里木盆地中央隆起带东段“帚状构造”特征及其形成动力学机制

断裂是塔中隆起带东段构造变形的主要方式,也是控制油气成藏与分布的重要因素,其形成机制和过程一直存有争议。文章从李四光教授构造体系理论出发,通过综合解析塔中隆起带东段断裂的几何学、运动学及动力学特征,探讨了塔里木盆地中央隆起带东部"帚状构造体系"形成的地球动力学模型。研究结果显示:塔里木盆地古生代以来受天山、西昆仑山和阿尔金山三大褶皱山系的影响,伴随盆地三个"伸展-聚敛"构造旋回的发展和演化;中央隆起带东段的塔中Ⅰ号断裂、塔中10号断裂、塔中Ⅱ号断裂和卡塔克南缘断裂等断裂于加里东早期产生,并于随后多次活动,它们在剖面上呈现"Y"字型结构,平面上向东南收敛、向西北撒开,和南侧的塘南断裂及车尔臣断裂共同构成"帚状构造"体系;加里东运动以来,该构造体系先后经历了张扭性（加里东早期）→压扭性（加里东中期）→张扭性（海西早起）→压扭性（海西晚期）两大应力场的转换,并于海西晚期基本定型,同时在其周邻地区产生北东、北东东向的次级的、低序次的断裂体系。      

琼东南盆地长昌凹陷中部伸展-走滑复合断裂带及其油气勘探意义

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区东部,是重要的油气勘探潜力区。基于高精度三维地震资料,开展了长昌凹陷中部复杂断裂的精细解释。根据断裂发育位置、组合形态、构造样式,结合区域应力特点的综合分析,认为凹陷中部发育2条NWW向的伸展-走滑复合断裂带,其形成与演化过程可分为3个阶段:早渐新世,受NW—SE向区域拉张应力的作用,发育主干伸展断裂;晚渐新世早期,受南海西南次海盆海底扩张的影响,区域张应力发生顺时针旋转,由NW—SE向转变为SN向,开始产生右旋走滑作用,导致形成一系列次级断裂;晚渐新世晚期—早中新世,长昌凹陷内基底断裂持续活动,同时受凹陷北部、南部2个刚性隆起阻碍作用增强的影响,走滑作用更加强烈,产生了大量的负花状构造。北部断裂带具有右行左阶的走滑性质,断裂带内发育挤压应力环境,断裂封闭性较好,有利于油气聚集;南部断裂带具有右行右阶的走滑性质,断裂带内发育拉张应力环境,有利于油气运移。     

藏东地区新生代构造体系与成矿的关系

区域构造和微构造分析表明，新生代藏东地区构造应力场自印支燕山期的NE-SW向挤压向喜马拉雅山期的NNE-SSW向压扭性转变，表现在：（1）沿昌都地块两侧及古生代一中生代形成的深大断裂带发生了大规模的右旋走滑活动，伴重型较强的碎裂岩化、拉伸线埂和剑鞘褶皱等，沿主断裂两侧叠加一系列NW、NNW及NE向雁行式排列的褶皱和张扭性断裂；（2）在区域上，沿大规模右旋走滑断裂两侧形成一系列雁行式排列的第三系走滑拉分盆地；（3）新生代岩浆活动沿走滑断裂两侧的张扭性次级断裂有规律分布，新生代构造体制的转变造成大规模成矿流体与富集，使新生代成为本区最重要的成矿时期，而北澜沧江，妥坝、温泉断裂带及车所乡断裂带北段是该期矿产最有利的富集部位。     

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。     

塔里木盆地塔中及周边地区下古生界构造样式与成因演化

文通过研究区深层主要变形带构造变形解析,确认塔东南下古生界构造基本轮廓形成于中奥陶世末,定型于奥陶纪末—志留纪,北部和西部分别有喜山期和海西晚期构造的叠加。以塔中Ⅰ构造带—塔中5-38井构造带、塘北—玉北构造带、塔中南缘构造带为界,研究区可分为4个构造样式不同的构造单元。单元边界的构造变形相对剧烈,以逆冲—走滑断裂带为主,单元内部构造变形相对较弱。自东南向盆地内部,构造变形由强变弱。东南边缘塘沽巴斯凹陷以弧形向西北展布的基底滑脱型逆冲构造为特征,变形最为剧烈。晚奥陶世以凹陷为主,奥陶纪末期志留纪褶皱隆起。北侧为塔中隆起,是一个断裂—褶皱复背斜,主体发育于中奥陶世晚期,缺失中奥陶统,且控制了上奥陶统良里塔格组沉积时期孤立台地沉积,于奥陶纪末—志留纪定型。构造带以基底卷入扭动挤压断裂—褶皱变形为主,总体受控于北缘断层,自西向东逆冲幅度增大,西部为南北对称复背斜,东部形成向北逆冲的构造带。塔中隆起西段自北向南由逆冲挤压向压扭性走滑构造转变。西部巴楚东段及塔西南东部以区域性的隆升为主,与塔中隆起相似,大面积缺失中奥陶统地层。北部顺托地区则以走滑断裂发育为主,断裂主要活动期为奥陶纪末—志留纪和海西晚期。构造变形组合显示,塔东南下古生界构造变形动力主要来自盆地东南部,是东昆仑与阿尔金洋渐进闭合、俯冲碰撞过程导致塔里木板块变形的产物。变形时序及研究区NE向断裂运动规律表明板块作用自中加里东至晚加里东持续压扭的过程。塔东南地区各单元构造样式与强度差异表明盆地盖层变形明显受到基底断块与内部寒武系膏泥岩分布的制约。其次,断裂的多期活动体现了后期构造的叠合改造的作用,顺托地区NE向断裂可能与海西晚期构造运动的延展有关。     

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。     

Spatial Characteristics and Controlling Factors of the Strike‐slip Fault Zones in the Northern Slope of Tazhong Uplift,Tarim Basin: Insight from 3D Seismic Data

The detailed characteristics of the Paleozoic strike-slip fault zones developed in the northern slope of Tazhong uplift are closely related to hydrocarbon explorations. In this study, five major strike-slip fault zones that cut through the Cambrian-Middle Devonian units are identified, by using 3D seismic data. Each of the strike-slip fault zones is characterized by two styles of deformation, namely deeper strike-slip faults and shallower en-echelon faults. By counting the reverse separation of the horizon along the deeper faults, activity intensity on the deeper strike-slip faults in the south is stronger than that on the northern ones. The angle between the strike of the shallower en-echelon normal faults and the principal displacement zone(PDZ) below them is likely to have a tendency to decrease slightly from the south to the north, which may indicate that activity intensity on the shallower southern en-echelon faults is stronger than that on the northern ones. Comparing the reverse separation along the deeper faults and the fault throw of the shallower faults, activity intensity of the Fault zone S1 is similar across different layers, while the activity intensity of the southern faults is larger than that of the northern ones. It is obvious that both the activity intensity of the same layer in different fault zones and different layers in the same fault zone have a macro characteristic in that the southern faults show stronger activity intensity than the northern ones. The Late Ordovician décollement layer developed in the Tazhong area and the peripheral tectonic events of the Tarim Basin have been considered two main factors in the differential deformation characteristics of the strike-slip fault zones in the northern slope of Tazhong uplift. They controlled the differences in the multi-level and multi-stage deformations of the strike-slip faults, respectively. In particular, peripheral tectonic events of the Tarim Basin were the dynamic source of the formatting and evolution of the strike-slip fault zones, and good candidates to accommodate the differential activity intensity of these faults.     

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.     

内蒙古狼山地区南北向断裂构造应力场特征及其与区域构造演化关系

内蒙古狼山地区断裂构造十分复杂,主要发育有南北、东西、北东和北西走向的断裂构造.从南北向断裂的几何形态、运动性质、构造应力场特征入手进行研究,结合野外实地调查与测量,运用极射赤平投影方法,求出构造应力场的主应力轴方位,进而对本区的构造演化进行了探讨.初步认为,研究区发育的近南北向断裂至少受到过两期构造应力场的作用,第一期是在晚二叠世,由于华北克拉通向北、西伯利亚板块向南活动而形成碰撞拼贴运动所产生的近南北向近水平挤压构造应力场,此时构造应力场的主应力轴σ₁为北偏东10°左右,向北倾伏,倾伏角为15°~20°.在这一期构造应力场的作用下,狼山地区发育了一套破裂系统,它们分别表现为近东西走向的挤压构造带和逆断层、近北东走向的以左行为主的走滑断层、近北西走向的以右行为主的走滑断层以及近南北走向的张性断层.这些早期的断裂系统也制约着该区域后来的构造活动,第二期构造应力场是侏罗纪以来古太平洋板块向亚洲大陆俯冲而产生的.此构造应力场的主应力轴σ₁为北西-南东向,倾伏向为150°左右,倾伏角为10°~20°.第二期构造应力场的作用,使早期南北向断裂由原来的张性破裂面转为左行走滑,早期东西向断裂转为右行走滑,早期北东向左行滑动面转为压性面和褶皱轴方向,而早期的北西向破裂面则转为张性破裂性质.      

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。     

福建漳州盆地活动断裂研究

本文从形态学和运动学的角度,确定并系统地研究了二十条主要活动断裂。北西向断裂以正-左行走滑型为主,北东向断裂以右行走滑-逆断层为主,两组断裂构成活动断裂网络。用 C¹⁴年龄数据计算得到了最近5990—1870年以来,各取样点地壳平均升降速率的变化范围是+3.53mm/a 至-0.65mm/a。用布仑法求得的九龙江活动断裂现代平均滑动速率是1.7mm/a。更新世至现代构造应力场的最大主压应力是以缓倾角、走向为 NW290°左右为特征的。350m 深处最大主压应力是700—760bar。两组断裂交汇形成的高渗透率带,对形成对流型中、低温热水型热田是十分有利的。此外,对该区的地震活动性亦进行了讨论。