板块运动的机制与动力来源学术争鸣

目前人类对地球的认识仍很肤浅,无论国外还是国内对于地球动力学问题仍在探索过程中,Science杂志2005年公布的125个重大科学问题中的第10个问题是“地球内部是如何运行的”,提出地球动力来源还尚未解决。 2017年出版的《中国学科发展战略--板块构造与大陆动力学》认为板块构造理论虽然取得了巨大成功,但该学说依然存在其形成以来就存在的难题,即板块动力、板块起源及板块上陆三大问题,驱动板块运动的动力机制是最为重要的问题,也是亟待解决的问题。 研讨会分两个环节,一是主要观点报告环节,二是讨论争鸣环节。 在报告环节,涉及动力机制的主要有5位报告人,分别阐述了他们的主要观点。梁光河提出了新大陆漂移说,通过大量证据分析认为传统的海底扩张驱动大陆漂移的模式存在很多问题,很多地质和地球物理观测事实说明持续推动大陆漂移的动力不是海底的持续扩张,而是大陆板块后下方持续的岩浆上涌推动大陆板块向前漂移,那是一个自发的连锁反应。万天丰认为传统的海底扩张传送带模式很难解释大陆板块漂移速度远远大于地幔对流速度这个问题,提出了陨击说。陨石撞击诱发地幔底劈推动大陆板块运动这个新的驱动模式。唐春安提出了地球龟裂说,认为地球内部热能的积累与释放,使得地质历史上岩石圈地幔具有冷热交替的周期。毛小平分析认为,目前所提出的地球动力中,只有周向应力具有足够数量级的应力,可以推动板块运动;周向应力在岩石圈薄弱处释放从而产生地壳相对运动;长期以来解释不了的“地壳异常压力”其实就是周向应力,而可独立于重力的构造力、碰撞力并不存在。 在讨论争鸣环节,大家针对地壳运动的动力来源自由发言。梁光河指出万天丰提出的陨石撞击可以较好地解释超大陆裂解的初始动力,但不同意陨石撞击可以提供持续的大陆漂移的动力,以印度板块的北漂为例,因为地幔的巨大黏滞阻力,需要无数个陨石定点撞击印度板块后面才可能持续推动印度板块漂移。唐春安提出地球的锅盖效应,因此上地幔具有冷热周期,在热周期地壳才会大规模漂移,按照力学机制,大洋中脊和转换断层不可能是海底扩张产生的,应该是大陆漂移拉开产生的断裂系统。最后杨巍然总结发言,认为陨石撞击是一个重要因素,地球上的构造运动都可以归结为开合运动,海底扩张和大陆漂移都是存在的,地体构造也是科学的。研讨会取得的共识是：大陆的确存在大规模水平运动,传统的地幔对流传送带驱动模式存在很多与观测事实不符的问题,需要重新认识驱动机制和驱动力的问题,对板块俯冲问题多数持怀疑甚至反对的观点。其驱动力应该来自重力和地球内部热力,但它们之间是如何相互作用的,仍需要进行更深入的研究。     

塔里木盆地塔中孤立台地北缘上奥陶统良里塔格组精细沉积建模

通过对大量露头和岩心资料的分析,塔中孤立台地北缘上奥陶统良里塔格组识别出滩、障积礁、灰泥丘、藻席、潮下低能带五种沉积微相。并按照沉积能量由高到低的顺序,建立起高频沉积组合,它们分别是:滩—礁组合、滩—礁—丘组合、滩—丘组合、粒屑滩组合、滩—席组合、丘—席组合、藻席组合、低能带—藻席组合,进而在层序格架内分析了这八种高频沉积组合在时空上的演化规律。在此基础上,结合地震资料以及前人研究成果,将该区精细刻画为四种加积型镶边台地沉积模式:1）断控型窄陡镶边台地,以塔中261井区为代表;2）断控型宽陡镶边台地,以塔中62井区为代表;3)沉积型宽陡镶边台地,以塔中82井区为代表;4)沉积型宽缓镶边台地,以塔中45井区为代表。断控型的台地边缘能量相对较高,有利于礁滩体的发育,沉积型台地边缘能量相对较低,礁滩体欠发育。这四种模式的建立为该区下一步的储层预测和油气藏开发提供了有价值的参考。     

圈闭成藏动,静态综合评价法

提出了一种新的圈闭地质评价的方法，试图从控制油气成藏的主要因素及其相互关系出发，动、静态相结合，针对具体地质情况，建立不同层次结构的概念模型和数学模型，以对圈闭进行客观的地质评价。     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组碱湖岩石特征与成因

风城组作为准噶尔盆地下二叠统优质烃源岩,一直是盆地油气勘探的重点。但因其埋藏深、岩性复杂、全球可对比研究实例少,也一直是研究的难点。文中以精细的岩性研究为基础,利用岩心描述、薄片观察、SEM、X衍射、TOC含量测定、包裹体测温及地化分析等手段,深入分析玛湖凹陷风城组碱性矿物特征和地质背景,探讨了碱湖成因与形成过程,得出:(1)风城组岩石可细分为5种主要类型,其中碱性岩为碱湖标志性岩类,富硅硼纳石岩类与火山喷发或热液作用相关;(2)风城组存在5种主要的岩石组合类型,从近源区至湖区依次为:河流—冲积平原发育的组合类型Ⅴ、滨浅湖环境发育的组合类型Ⅲ与类型Ⅳ、深湖—半深湖环境发育的组合类型Ⅰ与类型Ⅱ,其中类型Ⅰ与类型Ⅲ为碱湖特有岩石组合,含优质烃源岩;(3)碱湖形成主要受火山活动和气候控制,前者为碱湖形成提供了Na+溶质,后者促进了淡水湖咸化,最终演化成碱湖。     

塔里木盆地巴楚隆起北缘吐木休克弧形基底卷入斜向滑移构造

石油地震资料揭示塔里木盆地中央巴楚隆起为结晶基底和古生代地层相对隆升区,地表为第四纪陆相碎屑岩不整合覆盖,隐伏隆起大部分区域缺失中、新生界。在隆起南北两侧构造变形比较强烈,均发育基底卷入的逆冲构造和古生界内逆冲构造。根据钻井资料和二维地震测线详细的构造解释,应用断层相关褶皱理论得知：吐木休克基底卷入逆冲断层是在中生界早期形成的基底卷入楔形构造的基础上,在新生界晚期再次活动形成的;新生代晚期中亚地区强烈陆内变形,导致塔里木盆地先期形成的巴楚隆起再次挤压隆升;晚期变形过程中,先存构造与形成新构造挤压方向的偏差导致新构造发育有走滑分量,形成典型的斜向挤压构造——吐木休克旋转弧形构造。平面分布上,弧形构造东西向延伸的中段和北东向延伸的西段,早期为基底卷入楔形构造,晚期发育基底卷入逆冲构造;近北西向延伸的东段,晚期发育基底卷入楔形构造叠加在早期基底卷入楔形构造之上,说明该构造至少经历了两期变形。由于晚期基底卷入逆冲断层具有走滑分量,导致盖层单斜构造发育3类应变带及相应构造：拉伸变形带发育的正断层、剪切变形带发育的走滑断层及挤压应变带即走滑构造分量;西段发育左行逆冲走滑断裂带及伸展变形;东段发育右行逆冲走滑断裂带。弧形构造西部发育的构造样式与2012年Keating等模拟的斜向断层位移形成的构造样式非常相似,说明弧形构造西段吐木休克基底卷入逆冲构造具有走滑分量,从而合理地解释了该区发育的构造样式及正断层形成机制。     

塔里木盆地轮南低隆区油源问题与运聚模式

塔里木盆地轮南低隆区的油源研究存在若干问题,直接影响到对运聚模式的认识,并影响到勘探的思路,综合分析各项地质条件,笔者认为：轮南低隆区的主力烃源极有可能是三叠系和侏罗系自身生成的油气,它是一个短距离侧向运聚,自生自储,多套生储盖复合,纵向叠置,以河湖相砂岩为储层的正常生储盖组合方式的含油气系统,表现为背斜油气聚集带。     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组碱湖岩石特征与成因*

风城组作为准噶尔盆地下二叠统优质烃源岩,一直是盆地油气勘探的重点。但因其埋藏深、岩性复杂、全球可对比研究实例少,也一直是研究的难点。文中以精细的岩性研究为基础,利用岩心描述、薄片观察、SEM、X衍射、TOC含量测定、包裹体测温及地化分析等手段,深入分析玛湖凹陷风城组碱性矿物特征和地质背景,探讨了碱湖成因与形成过程,得出: (1)风城组岩石可细分为5种主要类型,其中碱性岩为碱湖标志性岩类,富硅硼纳石岩类与火山喷发或热液作用相关;(2)风城组存在5种主要的岩石组合类型,从近源区至湖区依次为: 河流-冲积平原发育的组合类型Ⅴ、滨浅湖环境发育的组合类型Ⅲ与类型Ⅳ、深湖-半深湖环境发育的组合类型Ⅰ与类型Ⅱ,其中类型Ⅰ与类型Ⅲ为碱湖特有岩石组合,含优质烃源岩;(3)碱湖形成主要受火山活动和气候控制,前者为碱湖形成提供了Na⁺溶质,后者促进了淡水湖咸化,最终演化成碱湖。     

水溶天然气运移地球化学示踪——以塔里木盆地和田河气田为例

文中选择田河气田作为研究实例,对气田东、西部天然气进行系统的天然气地球化学对比研究,结合气田成藏的地质背景,认为和田河气田具有较好的水溶气运移成藏地质条件和明显的水溶气运移地球化学证据,提出了天然气是水溶气成因的新观点。寒武系烃源岩生成的天然气在高温、高压状态下大量溶解于水,在压力的驱使下,水溶气自寒武系运移至气田东部圈闭,然后再由气田东部的高压区沿不整合面往西部的低压区运移。根据气田天然气地球化学横向变化特征,提出了ln(C1/C2)、ln(C2/C3)、CO2/CH4、CH4/N2、N2/C2H6等一系列操作性较强的水溶气运移的地球化学示踪新指标,对研究天然气成藏机理和成藏过程都有重要意义。     

细粒沉积物理模拟研究进展与展望

沉积物理模拟是指在限定条件下对不同沉积环境中的沉积过程进行模拟的实验,其对研究水利工程、环境科学、环境工程、海洋学、沉积学及油气勘探等具有重要意义,但其发展远不能满足生产需求,特别是近年来快速崛起的非常规油气勘探的需求。前人基于无黏性均匀沙的研究,已经建立一系列的泥沙运动理论及方程,在泥沙特性、沉积底形、地貌景观、重力流研究等方面取得了丰硕的成果,但在黏性泥沙（细粒沉积物）方面的研究进展有限。从颗粒特性、侵蚀和沉积作用机制及底形特征、输运机制与沉积模式,以及有机质富集和保存机制等四个方面对细粒沉积物理模拟进行综述,在此基础上结合现代青海湖研究提出一种新的富有机质细粒沉积富集假说,进一步丰富了非常规油气沉积学的含义。细粒沉积物理模拟是泥页岩沉积古环境恢复和岩相分布预测的有效手段,对于非常规油气“甜点”的成因分析和优选有重要意义,多学科交叉和定量化分析是其发展趋势,多类型与多尺度实验是传统模拟实验的必要补充。