新疆岩石圈三明治结构与油气资源

重力勘探是普查油气盆地常用的方法。利用重力研究岩石圈构造时，卫星重力具有独特的作用。它不但与自由空气重力异常相似。能直接反应岩石圈物质的积聚或亏损。可以获得较深处物质产生的重力场，还可以利用对重力场的分解处理，突出分层深度的异常特征，用以分析研究不同深度物质对重力场的贡献。根据对卫星重力异常的解释，可以将新疆地区岩石圈分成3层。最上层是中新生代陆相断陷盆地巨层。它的特点主要是四盆（伊宁盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地和塔里木盆地）三山（阿尔泰山、天山和阿尔金山）的特殊景观。中间层是海相古生代盆山构造巨层。它是在印支-燕山期．强烈的挤压褶皱使地壳发生规律的平行线状排列盆山构造。最下层是低密度块体基底层。新疆地区岩石圈三明治构造的形成是因为在喜马拉雅期．印度板块自西南向东北的俯冲作用下．对古生代末已拼合成大陆的新疆地区进行改造，西天山的婆罗科努山、察布查尔山、阿拉沟山、额尔宾山、霍拉山等山系横向隆升。它们和南天山山脉一起。将新疆地区分割而成。从这项研究中得到启示，西部寻找油气资源不应局限于新生代盆地，而要考虑深部构造对地表出露盆山构造的控制。     

塔里木盆地三叠—侏罗系沉积相

塔里木盆地三叠系和侏罗系包含4个性质不同的陆相盆地。除早三叠世和晚侏罗世存在短暂的海泛之外，发育内陆湖泊及受其影响的陆相沉积，受构造影响明显，扇三角洲特别发育。库车盆地及塔北—塔中盆地湖城大小差别不大，但湖城位置有较大的变迁。塔西南和塔东南盆地的湖城大小变化很大，三叠纪湖盆较小且分布不连续；侏罗纪湖城扩大，且分别在塔东南和塔西南连片。     

新疆哈拉奇地区地面高精度磁测异常及解释

新疆哈拉奇地区位于西南天山与塔里木盆地接触部位,属于航空磁法测量的边缘区,未开展过地面物探工作。此次开展地面高精度磁测工作,划分了6个区域磁异常区,圈定了3处次级高磁异常和1处局部高磁异常。推断区域磁异常由隐伏基性侵入岩、基底引起,次级高磁异常由构造引起,局部异常由矿体引起。磁异常解释为地质研究、寻找磁性矿产提供了参考依据。     

新疆哈拉奇地区地面高精度磁测异常及解释简

新疆哈拉奇地区位于西南天山与塔里木盆地接触部位,属于航空磁法测量的边缘区,未开展过地面物探工作。此次开展地面高精度磁测工作,划分了6个区域磁异常区,圈定了3处次级高磁异常和1处局部高磁异常。推断区域磁异常由隐伏基性侵入岩、基底引起,次级高磁异常由构造引起,局部异常由矿体引起。磁异常解释为地质研究、寻找磁性矿产提供了参考依据。     

中国大陆及邻近海域航磁——大地构造解释及分区

地表地质研究及中国航磁异常表明中国航磁大地构造具以下3种类型:沉积盖层区(深浅层结果反映正常构造层序)、构造盖层区(地表及浅层为外来推覆山系,与深部构成异常构造层序)和航磁异常地质历史时期各期沉积-构造事件叠加的记录。按郯庐断裂两侧华北、扬子地台区航磁-构造异常带的可比性,郯庐断裂总位移可达500km.中国大陆及邻近海域航磁-大地构造分区为:Ⅰ光蒙区、Ⅱ华北区、Ⅲ哈萨克斯坦区、Ⅳ塔里木区、Ⅴ青藏高原区、Ⅵ扬子区、Ⅶ华夏——台湾区。     

中国大陆及邻近海域航磁─大地构造解释及分区

地表地质研究及中国航磁异常表明中国航磁大地构造具以下３种类型：沉积盖层区（深浅层结果反映正常构造层序）、构造盖层区（地表及浅层为外来推覆山系，与深部构成异常构造层序）和航磁异常地质历史时期各期沉积－构造事件叠加的记录。按郯庐断裂两侧华北、扬子地台区航磁－构造异常带的可比性，郯庐断裂总位移可达５００ｋｍ。中国大陆及邻近海域航磁－大地构造分区为：Ⅰ光蒙区、Ⅱ华北区、Ⅲ哈萨克斯坦区、Ⅳ塔里木区、Ⅴ青藏高原区、Ⅵ扬子区、Ⅶ华夏－台湾区。     

新疆塔里木盆地及邻区深部岩石圈结构特征

依据横穿塔里木盆地及其周缘造山带的三条大地电磁测深剖面，建立了贯穿盆地并联系周缘山系的三个条带域。通过对条带域内的大地电磁测深、区域重力以及１：２０万高精度航磁资料的综合解释，获取了盆地及周缘造山带的岩石图结构构造信息。分析和描述了盆地及周缘造山带的岩石围电性结构、磁性结构及地壳厚度结构的展布特征     

库车坳陷克拉苏构造带协同变形机制及盆山耦合关系

克拉苏构造带构造非常复杂,经过30余年的油气勘探开发,构造规律不清楚、构造圈闭不落实的问题仍然非常突出。本文通过大量三维地震资料的构造解释、建模及实钻资料验证,发现克拉苏构造带在剖面上呈分段分层变形、平面上呈雁列式展布特征。提出克拉苏构造带两种协同变形机制,较好地解释了在膏盐层调节作用下盐上、盐层、盐下3个构造层的差异变形现象。结合遥感影像及重力异常影像分析了盆山耦合关系,提出了南天山造山带的差异隆升推覆作用,南部温宿、新和、牙哈古隆起的阻挡作用和古近系膏盐层的调节作用是变形的3个主要影响因素,并据此较好地解释了克拉苏构造带构造圈闭平面展布格局。     

Crustal structure beneath the central Tien Shan from ambient noise tomography

Through analysis of seismic ambient noise recorded by the GHENGIS array, we constructed a high‐resolution 3‐D crustal shear‐wave velocity model for the central Tien Shan. The obtained shear‐wave velocity model provides insight into the detailed crustal structure beneath the Tien Shan. The results obtained at shallow depths are well correlated with known subsurface geological features. Low velocities are found mainly beneath sedimentary basins, whereas high velocities are mainly associated with mountain ranges. At greater depths of ~43–45 km, high velocities were observed beneath the Tarim Basin and Kazakh Shield; these high velocities extend forward in opposite directions and tilt down towards the central Tien Shan to a depth of in excess of 50 km, most likely reflecting lateral variations in crustal thickness beneath the Tien Shan and surrounding platforms.     

新疆主要铅锌矿床类型及成矿规律

层控铅锌矿床是新疆最重要的铅锌矿床类型,已知大中型矿床均属此类型.铅锌矿床主要分布在阿尔泰山南缘、中天山和塔里木陆块(盆地)西缘3条重要成矿带上,特别是阿尔泰南缘和塔里木陆块西缘是新疆大中型铅锌矿床最重要的2个集中分布区.     

新疆地壳结构和演化中的若干问题

以新疆独山子-泉水沟地学断面的资料为主,讨论了泉水沟-阿勒泰剖面的地壳结构主要特征。它们不仅在地表形成了三山两盆的盆山结构面貌,而且在深部的地壳结构上也有明显的不同。进而我们认识到以天山和祁连山为代表的中国西北的主要山系在地质历史上虽然属于不同时期的造山带,但真正形成现代的盆山结构是新生代以来壳幔相互作用的结果。特别是天山地区,新生代以来的造山活动和古生代时期有明显的不同,也和高原南侧喜马拉雅山的新生代造山作用不同,我们称之为“天山型造山运动和天山型造山带”。     

中国黄土的物质来源及其粉尘的产生机制与搬运过程

长期以来,黄土高原的物质来源被笼统认为来自包括西北三大内陆盆地(准噶尔、塔里木、柴达木)在内的广阔的沙漠、戈壁地区,而且中国黄土被看作“沙漠”黄土的典型代表。但我们最新的研究揭示出,源自准噶尔和柴达木盆地的粉尘主要由低空气流搬运,受下风方向的山脉阻挡,就近堆积成山麓黄土。源自塔里木盆地的粉尘如果被近地面风搬运,则不可能移出盆地,而是堆积在昆仑山北麓,但如果被飙升到高空,则被西风急流携带,移出盆地而降落在北太平洋地区,无论哪种情况,该盆地的粉尘都不可能对黄土高原有重要贡献。因此,西北三大内陆盆地并非黄土高原的重要物源,而蒙古国南部及与之相邻的包括巴旦吉林、腾格里、乌兰布和、库布其、毛乌素等在内的戈壁、沙漠地区才是黄土高原的主要物质来源区,且主要由近地面风(基本在3000m以下)从上述戈壁、沙漠地区搬运而来。中国黄土并不能简单看作“沙漠”黄土,包括冰川研磨作用、山体剥蚀作用、山前冲洪积作用等在内的“高山过程”,才是产生大量粉土级物质的原因,戈壁、沙漠、黄土的带状分布,只不过是近地面风对山前冲、洪积物质的风力分异而已。     

北方新区新层系油气地质调查与勘探进展及成果

“天山—兴蒙构造带油气基础地质调查工程”全力支撑北方新区新层系油气调查科技攻坚战,按北方石炭系—二叠系、大型盆地深层和山前构造带3个层次开展工作部署。主攻北方石炭系—二叠系,查明西北地区石炭系—二叠系沉积充填序列,恢复岩相古地理,建立油气成藏模式,优选战略突破目标,支撑并实现银额盆地居延海坳陷、准噶尔盆地南部博格达山前和柴达木盆地东部3个重要油气突破;重点评价塔里木盆地深层震旦系—下奥陶统成藏条件,通过开展塔里木盆地深部调查,查明了震旦系—下奥陶统盆地结构和展布,落实了生、储、盖的平面分布特征,预测了深部油气成藏模式;积极准备在山前构造带开展工作,初步查明塔里木盆地西北缘构造格架和寒武系盐下成藏条件,在塔里木盆地温宿凸起实现了新区新层系油气重大突破,初步评价了柯坪断隆的油气资源潜力。工程取得的研究成果为推动自然资源部(原国土资源部)在新疆开展油气矿权管理体质改革起到了强有力的支撑作用。     

环青藏高原大型盆地构造地貌特征与演化比较

塔里木盆地、柴达木盆地和四川盆地是环青藏高原盆山体系中最为重要的三大盆地,其新生代构造地貌演化引起了研究者的广泛关注。通过对这三大盆地的地貌形态、基底性质、流域属性等特征的对比研究,认为在相似的构造环境下,环青藏高原盆山体系大规模的成山与成盆具有一定的规律:塑性块体显著缩短增厚成山;刚性块体缩短量较小,地壳增厚不明显,因而呈现较为平坦的盆地。刚性地块的形状决定了环青藏高原大型盆地的形状,而相似的构造环境与基底性质使得盆地内部具有相似的构造地貌特征。值得注意的是,这些盆地主体部分垂向上新生代沉积的填充序列主要受控于盆地的流域属性与水动力条件,而受盆地水平应力状态所带来的影响相对较小。同时,盆地内的新生代沉积厚度与流域属性对盆地及其周缘地区的侵蚀基准面、海拔高度、边界断裂的发育都产生了显著的影响,提供了一个深、浅圈层之间相互作用的经典案例。     

北方新区新层系油气地质调查与勘探进展及成果

“天山—兴蒙构造带油气基础地质调查工程”全力支撑北方新区新层系油气调查科技攻坚战,按北方石炭系—二叠系、大型盆地深层和山前构造带3个层次开展工作部署。主攻北方石炭系—二叠系,查明西北地区石炭系—二叠系沉积充填序列,恢复岩相古地理,建立油气成藏模式,优选战略突破目标,支撑并实现银额盆地居延海坳陷、准噶尔盆地南部博格达山前和柴达木盆地东部3个重要油气突破; 重点评价塔里木盆地深层震旦系—下奥陶统成藏条件,通过开展塔里木盆地深部调查,查明了震旦系—下奥陶统盆地结构和展布,落实了生、储、盖的平面分布特征,预测了深部油气成藏模式; 积极准备在山前构造带开展工作,初步查明塔里木盆地西北缘构造格架和寒武系盐下成藏条件,在塔里木盆地温宿凸起实现了新区新层系油气重大突破,初步评价了柯坪断隆的油气资源潜力。工程取得的研究成果为推动自然资源部(原国土资源部)在新疆开展油气矿权管理体质改革起到了强有力的支撑作用。     

塔里木盆地及邻区岩石圈拆离解耦与盆山格局关系的天然地震分析

与洋陆俯冲关系不同,在板内汇聚过程中,大陆岩石圈固有的多圈层、多界面结构的特点,使得地块的俯冲变形伴有多圈层顺层拆离解耦的行为,使变形结构复杂化。虽然多圈层界面拆离解耦所引发的地震点群空间分布不像洋陆俯冲关系那么规则完美,但是依据地震群与破裂位置、破裂与岩石圈分层力学特性的依次控制关系,运用深度/频次、平面密度等统计方法,再以各种地球物理实测手段得到的岩石圈结构构造数据作为界面标定依据,还是能够得出诸如拆离解耦的界面深度、界面归属和区域层间变形范围等重要的几何学信息,这些变形几何学、运动学数据是构建大陆岩石圈板内汇聚造山特别是盆山耦合模式时的关键性的依据。文中通过对塔里木盆地及周缘造山带的相关研究,在岩石圈层拆离解耦状态及其与盆山构造格局之间的关系方面得出以下几点认识:(1)塔里木盆地及周缘造山带岩石圈的主拆离解耦层均发育于中地壳,但随各区中地壳的具体深度位置不同而有所差别;(2)塔西南/西昆仑盆山构造耦合关系是构建于岩石圈尺度上的,塔北/南天山盆山耦合关系是构建于地壳尺度上的;(3)地震活动的密集程度及密集带的展布与天山的变形强度、隆升状态和地貌阶段类型的变化规律有着近乎完美的精确匹配关系;(4)塔北/南天山和塔西南/西昆仑对应于岩石圈的强拆离解耦区,塔东北/东天山和塔东南/阿尔金山之间无耦合关系,其边缘带对应于岩石圈弱拆离解耦和无拆离解耦区;(5)塔里木盆地总体上的弱变形状态与其岩石圈弱或未拆离解耦类型占据总面积90%的情形相适应;(6)塔里木地块以驱动、阻挡约束、平移滚筒约束和克拉通过渡等多重“身份”存在于相邻单元“包围”的力学环境中。     

Regional gravity analysis of the crustal structure of Tunisia

Gravity data were integrated with seismic refraction/reflection data, well data and geological investigations to determine a general crustal structure of Tunisia. The gravity data analysis included the construction of a complete Bouguer gravity anomaly map, residual gravity anomaly maps, horizontal gravity gradient maps and a 2.5-D gravity model. Residual gravity anomaly maps illustrate crustal anomalies associated with various structural domains within Tunisia including the Sahel Block, Saharian Flexure, Erg Oriental Basin, Algerian Anticlinorium, Gafsa Trough, Tunisian Trough, Kasserine Platform and the Tell Mountains. Gravity anomalies associated with these features are interpreted to be caused either by thickening or thinning of Palæozoic and younger sediments or by crustal thinning. Analysis of the residual gravity anomaly and horizontal gravity gradient maps also determined a number of anomalies that may be associated with previously unknown structures. A north-south trending gravity model in general indicated similar subsurface bodies as a coincident seismic model. However, thinner Mesozoic sediments within the Tunisian Trough, thinner Palæozoic sediments in the Gafsa Trough, and a greater offset on the Saharian Flexure were required by the gravity data. Additionally, basement uplifts under the Kasserine Platform and Gafsa Trough, not imaged by seismic data, were required by the gravity data. The gravity model revealed two previously unknown basins north and south of the Algerian Anticlinorium (5 km), while the Erg Oriental Basin is composed of at least two sub-basins, each with a depth of 5 km.     

中国西部壳幔结构与动力学过程及其对资源环境的制约:"羚羊计划"研究进展

为系统、深入地研究中国西部盆(盆地)、山(山脉)、原(高原)的壳幔结构与深部动力学过程,2003年我们提出并领导实施了“羚羊计划”(ANTILOPE-Array Network of Tibetan International Lithospheric Observation and Probe Experiments),在青藏高原先后完成了羚羊-I(ANTILOPE-I)到羚羊-IV(ANTILOPE-IV)4条二维宽频带台阵剖面,而在青藏高原东西构造结则实施了羚羊-V和羚羊-VI两个三维宽频带台阵探测。另外,我们将前期在准噶尔盆地、天山造山带、塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地开展的九条综合地球物理观测剖面也纳入羚羊计划的总体框架中来。 通过“羚羊计划”的实施,我们在中国西部(包括西北部的环青藏高原盆山体系以及西南部的青藏高原)取得了大量的、高质量的、综合的第一手观测数据,获得了中国西部盆、山、原精细的壳幔结构,系统地揭示了中国西部盆山原的深部地球动力学过程。主要结论总结如下:确定了准噶尔盆地基底的结构与属性,优化了盆地的基底构造格架;建立了天山造山带“层间插入削减”新的陆内造山模式,揭示了印欧碰撞在天山岩石圈缩短44%的去向以及由洋-陆俯冲到陆-陆碰撞俯冲的转换机制;揭示了塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地的盆山接触关系;获得了塔里木盆地顺时针旋转的深部几何学、运动学和动力学证据;确定了青藏高原之下印度板块与欧亚板块的碰撞边界;发现目前的青藏高原由南部的印度板块、北部的欧亚板块和夹持于二者之间的巨型破碎区——西藏“板块”构成,首次确定了各自的岩石圈底边界;修正了高原变形的两个端员模型;建立了深部构造对地表地形的制约关系;系统地揭示了印度板块沿喜马拉雅造山带俯冲的水平距离与俯冲角度的变化规律与控制因素。 “羚羊计划”以其巨大的观测网络与综合地球物理探测技术,采用地球物理学、地质学、地球化学等不同学科相结合的分析方法,揭示了印度板块俯冲、西藏巨型破碎区发育、塔里木板块顺时针旋转、西部水汽通道提前关闭、中国西北部干旱、沙漠化提前这一深部结构、动力学过程及其对地表地形、油气资源和环境变化的制约关系,推动了青藏高原地球系统科学理论的发展。     

阿尔金断裂研究的科学问题与研究思路

摘 要　 阿尔金断裂是青藏高原的西北边界,分隔了塔里木与柴达木盆地,是新生代中亚大 陆内一条重要的走滑断裂带,目前已成为中、外地学界瞩目的研究热点。作者阐明了在该项 研究中应解决的３个科学问题,并提出了研究思路：（１） 关于断裂形成时代的研究,目前存 在３种不同认识。其一,认为早古生代阿尔金断裂就已存在,强调自早古生代以来断裂的多 期活动;其二,认为断裂从华力西—印支期就开始活动;其三,作者根据柴达木盆地中由于 阿尔金断裂左行走滑而引起的 “反犛型” 同沉积构造的雏型从始新世晚期才开始出现,因而 认为阿尔金断裂从始新世晚期才开始出现,解决这一问题需要查明断裂带内出露的不同时代 的地层岩块究竟属于原地岩块还是异地岩块？同时应对断裂本身进行变形年代学研究;（２） 断裂运动学特征的研究。这关系到断裂两侧原有构造带、地块和原型盆地的构造复位问题, 作者认为通过断裂旁侧牵引构造形成的过程来研究断裂运动学演化的特征是一重要途径;（３） 断裂对中国西北大陆构造的影响。这３个科学问题的解决,对于重新认识中国西北大陆构造 的格架,对于中国西北地区找油勘探的战略部署都有重要意义。     

阿尔金西段侏罗系沉积特征及石油地质条件分析

阿尔金西段侏罗系由中、下侏罗统大煤沟组和上侏罗统采石岭组组成,出露于格斯沟至黑水沟一带以及祁曼塔格西北缘,呈NEE方向展布。钻井和地震资料表明,阿尔金西段侏罗系在盆地内部新生界覆盖之下也有大面积分布。大煤沟组是以冲积扇-河流-滨湖相沉积为主的含煤建造,暗色泥岩发育;采石岭组是以洪-冲积扇相沉积为特征的碎屑岩建造。其沉积特征与柴达木盆地北缘、西部以及塔里木盆地极为相似,表明侏罗系沉积时柴达木盆地与塔里木盆地是连通的,属于同一侏罗纪原型盆地,此时阿尔金断裂并不存在。直至渐新世伴随阿尔金断裂的大规模走滑,阿尔金山快速隆升,才分割为两个盆地。有机质化学分析表明大煤沟组中暗色泥岩有机质丰度高,为中等-好的烃源岩,干酪根类型为II2-III型,热演化处于成熟-高熟阶段,具有生油潜力。此外该区域生储盖匹配良好,圈闭发育,具有较好的石油地质条件和油气勘探前景。