中亚造山带南缘中—新元古代地壳的揭示——来自北山—阿拉善北部钻遇碱性花岗岩的年代学和Hf同位素示踪研究

前寒武纪微陆块是北山—阿拉善北部增生造山带的重要组分,旱山、雅干和珠斯楞—杭乌拉地区的前寒武纪基底是否存在学界尚存争议.居延海介于北山造山带北部和阿拉善地块北缘的构造衔接部位,受限于巴丹吉林沙漠覆盖,岩石露头极少,我们通过钻井工程,钻遇一套晚石炭世碱性花岗岩,锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征揭示,该花岗质岩浆锆石结晶年龄为(312±1)Ma(MSDW=0.46,n=18)和(315±2)Ma(MSWD=0.93,n=15),具有正的εHf(t)值,介于+0.8～+4.4之间,平均值为+2.2,对应二阶段模式年龄TDM2为1048～1267 Ma,平均值为1183 Ma,具有古老地壳的源区属性.通过与旱山构造带、雀儿山构造带、雅干构造带和珠斯楞—杭乌拉构造带的晚石炭世花岗质岩浆对比分析,结合旱山构造带、雅干构造带和珠斯楞—杭乌拉构造带0.9 Ga花岗质岩石的出露以及区域上的重磁资料解译,我们认为旱山、雅干和珠斯楞—杭乌拉构造带存在中—新元古代地壳,且可开展进一步的衔接关系研究.     

准噶尔盆地南缘古牧地背斜多期构造变形特征

古牧地背斜位于博格达山前阜康断裂带的北缘。为探讨博格达山隆升在沉积盆地内的构造响应特征,作者结合野外地表露头观测、地震反射特征和磷灰石裂变径迹分析,认为古牧地背斜垂向上可划分为深浅两大构造层:深层侏罗系西山窑组(J_2x)以下地层具有双重构造的特征,活动时间为150~130和100~80 Ma;浅层侏罗系西山窑组及以上地层具有断层突破型断层传播褶皱的特征,活动时间约为30 Ma。以上研究成果一方面反映出博格达山晚侏罗世以来多期构造活动的特点,另一方面反映古牧地背斜深层双重构造具有形成时间早、埋深相对浅的特点,是准噶尔盆地南缘有利的油气勘探领域。     

龙门山前陆褶皱冲断带构造解析与川西前陆盆地的发育

通过详细的野外地质调查和精细的地震剖面构造解析。揭示了龙门山前陆褶皱冲断带的基本构造特征。对比分析了龙门山北段与南段构造变形几何学和运动学的差异。提出龙门山北段主要表现为一系列复杂的逆冲推覆构造,晚三叠纪变形强于新生代;龙门山南段则以基底卷入的叠瓦状冲断为特点,晚白垩纪-早第三纪变形尤为突出。与前陆褶皱冲断带相对应的是,川西晚三叠纪时期的周缘前陆盆地主要表现在整个龙门山褶皱冲断带的前渊地区;而晚白垩纪-早第三纪再生前陆盆地却局限在川西盆地的南部,并且印-藏碰撞的持续挤压作用使得晚新生代构造变形不断向东扩展进入川西盆地南部。     

构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示

油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切,为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法,此次研究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验,并引入粒子图像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术对实验过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构,实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据,计算出各阶段的增量应变,实现从初始状态到褶皱形成之后整个变形过程的有限应变分析,探讨构造裂缝成因机制和分布规律,进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期,应变分布范围很广,有限应变较弱(约4%~8%),在挤压方向上的线应变表现为弱压应变,在垂向上的线应变表现为弱张应变,这种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果,也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断层即将发育之时至发育之后,应变局限在断层发育的剪切带及附近区域,有限应变表现为较强(达20%)的剪切应变和剪切张应变,是断层面附近简单剪切变形作用的结果,也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。     

基于离散元数值模拟的应变分析和裂缝预测技术

应变分析与裂缝预测技术在地学领域具有重要应用意义。离散元方法虽然能有效分析含有大量间断的问题,但目前在地学领域应用较少。文中尝试使用离散元方法表示符合实际性质的岩石,模拟水平挤压环境下滑脱构造的形成过程,并对变形过程中的应变分布变化与裂缝生成规律进行了分析。结果表明:在挤压环境的滑脱构造中,裂缝产生的高峰期先于断层明显活动期,局部区域内聚集的大量裂缝是产生断层的诱因;已经出现明显活动的断层中产生的裂缝较少。裂缝集中区域和应变集中区域相互重叠,裂缝越发育则应变越强烈。受同一个断层影响的裂缝首先在断面上集中出现,随后产生在断面周边区域;在受断层影响的范围内,裂缝距离断面越远则形成时间越晚。该成果还表明离散元方法在应变分析与裂缝预测研究中具有巨大潜力。     

龙门山前陆褶皱冲断带的平衡剖面分析

对龙门山前陆褶皱冲断带形成的正反转构造过程有过许多分析 ,但明显缺乏直接的证据和定量的分析。本文在地层资料分析的基础上 ,借助平衡剖面分析验证龙门山形成的正反转构造过程 :志留纪至中三叠世受多条倾向北西的同沉积断裂控制 ;晚三叠世以来遭受北西—南东向挤压、抬升和剥蚀 ,形成逆冲推覆构造。在晚三叠世和新生代的两期板块碰撞的影响下 ,龙门山产生了两期褶皱冲断作用 ,但在南、北两段表现出显著不同的变形过程。龙门山北段表现为复杂的逆冲推覆构造 ,能明确划分出两期构造变形 ,晚三叠世的变形强烈 ,缩短率达 31.7% ;而新生代的变形较弱 ,缩短率仅为 10 .5 %。南段则表现出基底卷入的叠瓦状冲断的特点 ,主要体现新生代的构造变形 ,晚三叠世的构造变形基本上被改造 ,南段整体缩短率达 2 6 .2 %。     

准噶尔盆地南缘白垩系原油成藏特征

准噶尔盆地南缘地区的油气勘探与石油地质研究长期以来以二叠系和侏罗系含油气系统为主。本文在前人工作基础之上,从烃源岩、油源和油气运聚三方面,首次比较系统地剖析了本区的白垩系原油成藏特征。研究结果表明,白垩系烃源岩的生烃和油气聚集中心位于玛纳斯—呼图壁一带,烃源层系最大厚度可超过250 m,有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主,在古近纪末进入成熟排烃阶段,是本区不可忽视的一套重要烃源岩。白垩系原油纵向上主要聚集于古近系安集海河组到白垩系吐谷鲁群储层流体系统,可能存在三期油气运聚,第一期在早更新世晚期,以流体系统内部的白垩系原油运聚成藏为主,第二期是在中更新世晚期至晚更新世早期,白垩系原油,以及成熟度相对较低的古近系原油在此流体系统内部发生混合,第三期在晚更新世末期,以油气(并以侏罗系天然气为主)在垂向上沿断层的调整为特征,最终形成了复杂的多源、多层系油气分布态势。综合认为,需要充分重视白垩系原油在本区的勘探和研究。     

准南独山子背斜构造几何学和运动学参数的确定及其意义

独山子背斜位于准噶尔盆地南缘西部,早在上世纪30 年代就在背斜东部浅层新近系的沙湾组（N1s）发现了石油,是 我国新疆地区发现最早的油田。该区地震成像品质差,影响了人们对独山子背斜构造特征的明确认识,导致深层（古近系 及以下地层）油气勘探滞步不前。该文综合分析了地震、钻井及露头多方面资料,采用地震正演、运动学数值模拟多技术 配套、分步骤实现的定量化构造建模方法,以横跨独山子背斜主体的横剖面为蓝本,确定了独山子背斜的几何学和运动学 参数,最终建立了独山子构造的模型,并揭示其背斜为一三角剪切- 断层传播褶皱,位于主断裂--独山子断裂上盘并受 其控制;主断裂倾角为43°,断层错断白垩系吐谷鲁群（K1tg）至新近系沙湾组（N1s）地层,滑脱面为白垩系吐谷鲁群塑 性地层,前翼发育剪切三角变形区,顶角为25°。该模型有效降低了独山子背斜构造认识的多解性并表明：独山子背斜中- 上侏罗统油气储集层与下白垩统盖层组成的储盖组合成藏条件较好,是下一步油气勘探的现实领域。该方法对我国中西部 前陆冲断带广泛发育的断层相关褶皱的研究具有一定的借鉴意义。     

准噶尔盆地南缘中生代正反转构造分析

本文以地质露头、钻井和测井资料为约束,运用断层相关褶皱理论解释了新处理的准噶尔盆地南缘94条工业地震反射剖面,并通过数值模拟实验以及平衡剖面恢复技术,合理地再现了准噶尔盆地南缘第一排褶皱冲断带中生代构造演化的运动学过程。研究结果表明准噶尔盆地南缘中三叠世-中侏罗世为拉张环境,喀拉扎正断层、昌吉正断层发育,并控制中-上三叠统-中-下侏罗统沉积; 中-晚侏罗世转变为挤压环境,早期正断裂发生反转,同时控制第一排背斜带的齐古逆断裂开始发育,齐古背斜、昌吉背斜雏形形成; 上新世(N₂)再次发生强烈挤压,齐古背斜、昌吉背斜和喀拉扎背斜最终定型。     

准噶尔盆地东部西泉地区下三叠统高分辨层序地层与砂体预测

在岩心观察描述基础上,结合钻、测井数据和三维地震资料探讨了准噶尔盆地西泉(XIQ)地区下三叠统韭菜园子 组高分辨率层序地层特征及储层分布。文中采用高分辨率层序划分和对比理论和方法,将研究区下三叠统韭菜园子组划分 为 3 类基准面短期旋回、5 个基准面中期旋回、2 个基准面长期旋回,并运用钻井约束下的地球物理分频反演技术,对目标 层序内储集砂体空间展布进行了预测,提出基准面的变化控制了研究区韭菜园子组砂体的空间展布和有利的砂体发育带 , 指 明了下一步勘探和评价的方向。