库车坳陷西段新生代盐构造特征及演化

库车坳陷古-始新世沉积厚层膏盐岩,在沉积差异形成的重力负载作用下,膏盐岩发生塑性流动,山前的膏盐岩流向盆地内侧,发育盐底辟构造,形成吐孜玛扎盐墙、却勒盐丘,膏盐岩的塑性流动发生在膏盐层沉积后不久,并且持续到上新世库车早期,盐底辟构造主要通过被动底辟作用完成。上新世晚期,库车坳陷受到强烈的挤压作用,发生大规模的逆冲推覆,吐孜玛扎盐墙、却勒盐丘(应变强度薄弱部位)的北侧发育断层,盐岩沿断层刺穿地表,形成底辟型盐墙和喷出型盐席,同时发育整合型米斯坎塔克盐背斜和大宛齐盐枕。库车坳陷的盐构造分为两个阶段:构造平静期(渐新世-上新世),以重力差异负载作用为主,发育底辟型盐构造;构造挤压期(上新世晚期-现今),挤压作用强烈,形成逆冲推覆断层,在不同的构造部位分别形成盐席、盐墙、盐背斜,早期的盐构造对于后续挤压作用下盐构造的形成和演化具有重要的控制作用。     

塔里木盆地库车坳陷盐构造运动学特征

本文根据大量地震与地质资料的综合分析,对表征库车坳陷盐构造流动变形特征的净生长量、生长率及应变速率进行了定量分析。厘定库车坳陷盐构造初始形成时间在中新世早期,盐构造早期生长缓慢而稳定;上新世中晚期一第四纪进入快速生长期,晚期盐构造生长速率高且差别大。库车坳陷盐构造演化可分为盐膏层沉积期、低幅度盐枕缓慢发育期、盐背斜构造发育期、盐底辟发展期、盐底辟刺穿破坏期五个连续演化阶段。     

库车坳陷中段盐相关构造形成控制因素

库车坳陷中段盐层广泛分布,可细分为盐岩层、膏泥岩层、膏盐层等不同沉积端元。在沉积载荷、浮力及区域构造挤压应力作用下,盐层发生塑性流动,盐上构造层、盐下构造层也发生变形,形成了盐下构造层、盐层、盐上构造层三位一体的复合盐相关构造样式。本文从构造变形差异分析入手,结合盐层沉积特征、基底古地貌特征、盐上构造层沉积差异,运用生长地层和不整合分析方法认为库车坳陷中段盐相关构造样式的形成主要受控于盐层性质、基底特征、构造应力和沉积差异负载。     

库车坳陷西段盐构造二维平衡恢复与复原构造剖面分析

天山南麓库车坳陷西部沉积古近系膏盐岩,盐层下伏中生界发现万亿立方米储量天然气田,是我国西气东输重要气源。库车坳陷盐下是油气勘探关注目标,目前研究认识不能满足勘探需求,尤其是盐构造形成机制存在争议,盐构造平衡恢复是研究难点。本文应用二维构造平衡剖面技术,综合地震剖面、钻井和地表地质资料,选取库车坳陷西段四条剖面,通过StructureSolver公司开发的构造恢复软件(简称SS),开展平衡恢复工作,分层恢复盐上层、膏盐层、盐下层,复原挤压变形前地震剖面。研究结果揭示库车坳陷西段发育二期盐构造:渐新世-中新世发育刺穿型盐丘,上新世-第四纪发育挤压型盐构造。挤压作用下早期盐丘演变为盐席、盐墙,盐上层发育盐逆冲断层和盐背斜,盐下发育叠瓦状逆冲断层和挤压构造楔。库车坳陷西段盐层上覆冲积扇沉积(重力)差异负载是发育盐丘的原因,盐丘分布于山前冲积扇前端和却勒冲积扇南侧。库车坳陷盐下发育逆冲构造楔,应用临界楔理论研究构造楔顶面坡度与底部滑脱层角度变化,盐下构造楔顶面坡度突变,指示底部滑脱层角度发生变化,推断古生代基底正断层卷入逆冲构造楔。     

库车坳陷盐构造与相关成藏模式

野外露头、钻井和地震资料均揭示库车坳陷发育大量盐构造,并影响了油气成藏过程。盐构造类型主要包括:断层传播褶皱、断层转折褶皱、滑脱褶皱、三角带、逆冲推覆构造、突起构造及其混生构造样式等。构造挤压和差异负荷作用是库车坳陷盐构造形成的主要动力,平衡剖面复原结果表明,盐构造发育过程主要经历了楔状地层、滑脱背斜和构造强烈活动期等3个阶段。受盐构造影响,库车坳陷存在多种圈闭类型和成藏模式,油气主要聚集在盐下圈闭中。      

库车坳陷中部构造分层差异变形特征和构造演化

基于地表露头调查、地震资料解释、钻井及与盐相关的构造样式分析,对库车坳陷中部构造变形特征进行研究。结果表明:库车坳陷中部具有南北分带、东西分段、垂向分层的变形特征。以库姆格列木群膏盐岩为界可以分为盐上构造层、盐构造层、盐下构造层及基底构造层4层结构。该区域主要发育收缩构造样式及盐构造样式,盐上构造层、盐构造层及盐下构造层的构造样式及分布具有明显差异。盐上层主要发育逆冲断层及褶皱,盐岩层则以盐流动构造样式为主,盐下层则发育逆冲叠瓦断层等大规模推覆构造。研究区具有明显的分段变形特征,可划分为博孜—却勒构造段、大北—西秋构造段、克深—西秋构造段、克拉3—东秋构造段,其差异性主要表现为地表线性褶皱带分布、盐构造样式、盐下构造变形的差异。区域构造演化剖面研究表明库车坳陷主要经历了中生代伸展坳陷盆地(三叠纪—白垩纪)、新生代早期"挠曲"盆地(古近纪—中新世)及新生代晚期前陆盆地(上新世—第四纪)的演化过程。现今构造主要形成于库车组沉积的中晚期。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用2D、3D地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明:①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

库车坳陷却勒地区新生代盐构造特征、演化及变形控制因素

本文利用野外地质调查结果、遥感资料、地震资料和钻、测井数据,建立了两条库车坳陷却勒地区的区域大剖面,约束却勒地区盐构造特征和演化,分析东、西段变形差异及差异形成过程,探讨构造变形控制因素。却勒地区发育的盐构造样式主要有盐底辟、盐焊接、盐撤凹陷、大型盐推覆体、外来盐席、盐枕、盐背斜和滑脱褶皱,其中,盐撤凹陷、盐背斜和滑脱褶皱仅发育于东段,造成东、西段构造变形差异。却勒地区盐构造分为3期:①渐新世—中新世吉迪克期为构造平静期,发育盐撤凹陷和盐底辟;②中新世康村期—上新世早期构造挤压微弱,发生早期褶皱作用,却勒盐丘继续发育,北部盐底辟中新世末停止发育;③上新世晚期—现今发生大规模逆冲推覆,是褶皱-冲断带主要形成时期,发育大型盐撤凹陷、外来盐席、盐推覆构造、盐背斜和滑脱褶皱。却勒地区东、西段盐构造变形差异主要形成于上新世晚期—现今(第3期)。喀拉玉尔滚右旋走滑断层为薄皮构造,调节了却勒地区东、西段前缘的变形差异。却勒地区构造变形主要受控于盐岩沉积范围、区域构造应力及强度、上覆层应变强度和差异负载(沉积负载和局部构造负载)。     

褶皱相关断层——以库车坳陷新生界盐上构造层为例

以盐构造解析的方法,综合地震与地质资料,表明库车坳陷新生界中的盐上断层受控于褶皱作用。盐上地层首先发生褶皱变形,随着褶皱作用的加强,然后发生断裂作用,盐上构造层的变形方式为褶皱相关断层,其变形特征不同于断层相关褶皱。从断层成因机制可见:断层相关褶皱理论不适用于库车新生代坳陷盐构造发育区。库车坳陷膏盐层的发育造成盐上构造层与盐下构造层变形有差异,盐上构造层以褶皱作用为主,盐下构造层以冲断作用为主。库车坳陷盐上构造层主要为褶皱相关断层,发育张性断块、后翼突破断层、前翼突破断层及褶皱相关断层组合等构造样式,根据盐上构造层的变形特征总结了褶皱相关断层的演化。     

库车坳陷盐下构造对盐上盖层变形的影响因素分析

库车坳陷是在地壳或者岩石圈尺度整体挤压作用下,收缩构造变形形成的一个构造单元,膏盐岩层等软弱岩层可能导致滑脱断层发育,并引起盐上和盐下不协调收缩变形,区域挤压作用下一些先存基底断裂带的逆冲位移是控制盐上层冲断褶皱变形的主要因素。运用地震资料、地表露头、钻测井资料以及非地震资料等,对库车坳陷区域大剖面的盐上层、盐下层的构造变形样式进行分析,认为南天山在挤压收缩变形中隆升,诱导盆山过渡带发育基底卷入的高角度逆冲断层,先前基底断层的复活影响了盆地沉积盖层的构造变形,基底断裂与盖层断层组合样式在走向上基本一致,盖层强变形带与基底断裂带上下呼应。     

库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造特征与成因

关于沉积差异负载对褶皱-冲断带中塑性盐岩变形的影响仍然不清楚,库车褶皱-冲断带拜城凹陷受到的构造挤压变形微弱,凹陷中沉积了巨厚的盐上覆层,是研究沉积差异负载如何影响塑性盐岩变形的天然实验室.根据野外地表调查结果、钻井资料和二维地震剖面,约束库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造特征,并探讨盐构造成因机制.盐顶构造图揭示拜城凹陷盐上覆层发育东、西2个沉积中心,东沉积中心位于拜城县附近,西沉积中心位于BZ1井南侧,二者之间(大宛齐乡附近)形成大宛齐盐枕和拜城凹陷鞍部.钻井资料和地震剖面显示:(1)东、西沉积中心下伏盐岩流动减薄,二者之间盐岩聚集加厚;(2)大宛齐盐枕核部盐岩聚集发生于上新世晚期-现今;(3)上新世末期-现今,拜城凹陷鞍部下伏盐岩聚集加厚,盐岩厚度往东、西沉积中心逐渐减薄,形成东西向背形构造.基于盐构造特征和前人研究成果,提出库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造相关的盐岩流动变形模型,认为沉积差异负载在库车褶皱-冲断带盐岩变形中发挥着重要作用:(1)在挤压应力和沉积差异负载作用下,以东、西沉积中心为圆心,盐岩向四周放射状流动;(2)盐岩变形以沿挤压方向(N-S)流动为主,但剖面间(E-W)流动也很明显.      

库车坳陷同沉积演化的古地磁研究

运用古地磁学方法研究了库车坳陷第三系同沉积褶皱,同褶皱检验发现上新统和渐新统原生剩磁主要是同沉积剩磁,说明该区上新世和渐新世表现出较强的构造活动性;因而,对推断控制库车坳陷油气分布的构造格架和相关的构造形迹有十分重要的地质意义。     

压实作用与磁倾角变化的实验研究

库车坳陷上新统库车组古地磁资料表明,泥岩组样品的平均磁倾角最小,从泥质粉砂岩、砂岩到粉砂岩其平均磁倾角依次递增,相应的古纬度值从泥岩、泥质粉砂岩到粉砂岩依次增高。为了研究这一现象,我们选取了 48个库车组样品作了一系列实验。实验结果表明,压实作用引起的体积变化与磁倾角降低呈线性关系.     

Gas systems in the Kuche Depression of the Tarim Basin: Source rock distributions, generation kinetics and gas accumulation history

Six petroleum source beds have been developed in the Kuche Depression (also known as “Kuqa Depression”) of the Tarim Basin, including three lacustrine source rocks (Middle and Upper Triassic Kelamayi and Huangshanjie formations, and Middle Jurassic Qiakemake Formation) and three coal measures (Upper Triassic Taliqike Formation, Lower Jurassic Yangxia Formation, and Middle Jurassic Kezilenuer Formation). While type I–II organic matter occurs in the Middle Jurassic Qiakemake Formation (J₂q), other source beds contain dominantly type III organic matter. Gas generation rates and stable carbon isotopic kinetics of methane generation from representative source rocks collected in the Kuche Depression were measured and calculated using an on-line dry and open pyrolysis system. Combined with hydrocarbon generation history modelling, the formation and evolution processes of the Jurassic–Triassic highly efficient gas kitchens were established. High sedimentation rate in the Neogene and the fast deposition of the Kuche Formation within the Pliocene (5 Ma) in particular have led to the rapid increase in Mesozoic source rock maturity, resulting in significant dry gas generation. The extremely high gas generation rates from source kitchens have apparently expedited the formation of highly efficient gas accumulations in the Kuche Depression. Because different Mesozoic source rocks occur in different structural belts, the presence of both lacustrine and coaly gas kitchens during the Cenozoic time can be identified in the Kuche Depression. As shown by the chemical and stable carbon isotope compositions of the discovered gases, the formation of the giant gas pools in the Kela 2, Dina 2, Yaha and Wucan 1 have involved very different geological processes due to the difference in their gas source kitchens.     

库车褶冲带博孜敦底辟新生代盐构造变形期次:来自盐动力层序的证据

盐动力层序是指被动盐底辟周缘发育的一套角度不整合地层,是识别盐盆地早期被动底辟的标识。库车地区盐构造由于被上新世区域大规模挤压事件显著破坏,其古新世–中新世的早期演化过程尚存在争议。本文首次将盐动力层序的研究方法运用在库车地区盐构造研究中,并通过对库车褶冲带的博孜敦盐底辟进行野外观察、地层恢复、地震解译后发现,库车地区博孜敦盐底辟南西翼渐新统–中新统发育一套与盐底辟活动相关的沉积层序,小层序之间以角度不整合为界,但随着远离底辟地层之间的接触关系很快变为整合接触,符合直立状复合型盐动力层序的模型。由此认为,库车地区早期被动盐底辟发育,盐构造的演化变形可分为两个期次:早期被动底辟期(渐新世–上新世早期)与后期挤压改造期(上新世–现今)。通过对比物理模拟结果与地震资料解译结果认为,库车地区早期被动底辟作用很可能受控于始新世以来的冲积扇沉积加载作用。     

渤海海域莱州湾凹陷KL11 2地区盐构造特征

本文主要利用最新的钻井和三维地震资料对渤海海域莱州湾凹陷盐构造几何形态、形成演化及其控制机理进行分析。莱州湾凹陷沙河街组四段含有较厚的岩盐和膏盐层,并在KL112地区发生聚集隆起,形成典型的盐底辟（盐枕）构造。KL112地区盐构造外部形态在不同地区发生了明显变化,从南向北,逐渐由过成熟底辟向成熟底辟和盐枕变化,南部的盐构造已进入底辟后演化阶段,而北部的盐构造仍处于盐枕阶段。受盐体塑性流动影响,盐构造周缘还发育有盐撤凹陷和阶状反向断层等盐相关构造。KL112地区盐构造的形成主要受伸展作用、重力滑动、浮力、沉积差异负载、基底构造以及郯庐断裂带的走滑作用等因素影响,主控因素为伸展作用背景下的重力滑动作用,但郯庐断裂带的走滑作用对盐体的塑性流动及其最终定位也有重要的影响。