塔里木盆地构造—古地理演化

构造—古地理演化对盆地分析与油气资源评价具有重要意义,通过古构造恢复结合区域地质背景,综合分析塔里木盆地构造—古地理演化过程。塔里木盆地经历克拉通基底形成阶段、南华—震旦纪强伸展—挤压阶段、寒武—奥陶纪弱伸展—强挤压阶段、志留—白垩纪振荡升降变迁阶段、新生代弱伸展—强挤压阶段等5大构造演化阶段。塔里木盆地南华—震旦纪发育北东向陆内窄深裂谷系统,不同于显生宙;寒武纪—早奥陶世发育"两台一盆"的"东西分块"的大型克拉通内碳酸盐岩台地,中-晚奥陶世碳酸盐岩台地快速演变为"南北分带";志留—泥盆纪形成克拉通内坳陷海相碎屑岩沉积体系;石炭—二叠纪发育克拉通内碎屑岩夹碳酸盐岩的浅海—海陆过渡相沉积;中生代发育一系列分隔的快速变迁的陆内坳陷碎屑岩沉积;新生代发育前陆盆地陆相磨拉石沉积,形成复杂的叠合盆地。受控原—新特提斯洋与南天山洋的开启—闭合,以及新生代印度板块挤压的远程效应,塔里木盆地构造—古地理具有多期性、多样性、迁移性与强烈的改造性,不同于典型的克拉通盆地。     

塔里木盆地古生代重要演化阶段的古构造格局与古地理演化

塔里木盆地在古生代经历了中-晚奥陶世、晚奥陶世末、中泥盆世末等多个重要的盆地变革期,形成了多个重要的不整合,盆地构造古地理发生了重要的变化。中、晚奥陶世盆地的变革形成了由巴楚古斜坡-塔中隆起-和田河隆起构成的大型古隆起带、相对沉降的北部坳陷带以及由于挤压挠曲沉降形成的塘古孜巴斯坳陷带。中部古隆起带制约着晚奥陶世东窄西宽的弧立碳酸盐岩台地体系的发育,而开始形成于震旦纪的满加尔拗拉槽及东南侧的塘古孜巴斯坳陷接受了巨厚的中、晚奥陶世重力流沉积。奥陶纪末的盆地变革形成了北东东向展布的西南-东南缘和西北缘的强烈隆起带,总体的古构造地貌控制着早志留世北东东向展布的滨浅海陆源碎屑盆地的沉积格局。中泥盆纪世末期的盆地强烈隆升并遭受了夷平化的剥蚀作用,形成了大范围分布的角度不整合面,并以塔北隆起和塔东隆起的强烈抬升为显著特征。盆地古构造地貌从东低西高转为东高、西低,制约着晚泥盆和早石炭世由东向西南方向从滨岸到浅海的古地理分布。中、晚奥陶世主要不整合及其剥蚀量的分布反映出北昆仑向北碰撞和挤入是造成盆地南缘、东南缘及盆内隆起的主要原因。南天山洋的俯冲、碰撞在奥陶世末至早志留世已对盆地西北缘产生影响,导致塔北英买力隆起的抬升和遭受剥蚀。     

塔里木盆地早古生代构造古地理演化与烃源岩

塔里木陆块为一具前寒武系基底的克拉通盆地,早震旦世—寒武纪陆块内和边缘发生裂解,至中奥陶世转为被动大陆边缘,组建塔北和塔中两个遥相对应的碳酸盐台地和边缘斜坡,其间的阿瓦提—满加尔地区为克拉通内浅海—深水盆。满参1井以东至满加尔为欠补偿的深海槽盆,早期沉积了富生物营养链的烃源岩,晚奥陶世克拉通转为前陆碎屑岩沉积,满加尔坳陷反转为浊流盆地。碎屑岩由东向西、由南东向北西迁移,造成向塔北和塔中海侵上超,结束碳酸盐台地演化的同时,沉积了局限台地型和台缘斜坡灰泥丘相的烃源岩。奥陶纪时塔里木盆地演化和沉积相的配置,是加里东期盆山转换的重要反响,形成多个沉积-构造转换面。早加里东运动,造成下早奥陶统与寒武系的假整合;中加里东运动即晚奥陶世始,塔里木转为前陆盆地,塔北和塔中分别为前陆隆起,阿瓦提—满加尔为复合隆间盆地;晚加里东运动(始于早志留世)发生了大规模的海退。     

塘古坳陷构造—沉积演化及其油气勘探方向

塔里木盆地塘古坳陷历经20余年勘探而成效甚微,在新的地震与钻井资料基础上,通过地层沉积对比、构造解析重新认识塘古坳陷的形成与演化,及其对勘探方向的指示研究,结果表明：1）塘古地区存在基底古隆起,寒武系自塔中向南逐渐减薄;2）本区钻揭中-下奥陶统碳酸盐岩地层连续,不存在寒武系—中奥陶统的台槽;3）上奥陶统良里塔格组沉积期在东西两侧发育巨厚的台地边缘相带,而坳陷区相变为盆地泥岩相;4）北东向冲断构造具有分层变形特点,断裂活动始于晚奥陶世早期,冲断推覆作用主要形成于奥陶纪末。结果揭示塘古坳陷经历4期构造关键演化期：1）寒武—中奥陶世与塔中连为一体的碳酸盐岩台地发育期;2）上奥陶统良里塔格组沉积期受控东南板缘俯冲与碰撞作用的台盆形成期;3）奥陶纪末强烈沉降的挤压挠曲盆地定型期;4）志留纪—泥盆纪的构造改造期。该结果为盆地构造古地理研究与深层油气评价提供了基础,并提出了勘探新方向。     

贺兰山构造带构造—地层层序及构造演化

贺兰山构造带及邻区形成演化经历有多期叠加改造和多个伸展—聚敛旋回构造运动,形成了区域内多套构造—地层层序,因此,开展贺兰山构造带构造—地层层序及构造演化研究对深入理解其地质结构和油气勘探有着重要的意义。本文旨在综合利用野外调查、地震数据和1：50 000区域地质资料,采用野外实地调查和地震剖面精细解析相结合的方法对研究区区域不整合面的分布特征和规律进行详尽分析研究,根据区域不整合面的发育特征,建立区域地层年代格架,划分构造—地层层序,进而对盆地演化阶段进行探讨。研究表明,研究区自下至上发育Pt₂Ch-Jx/Pt₁、∈₁/An∈、C₂/O、T/P、J_1-2/An J、K₁/An K₁、E₃q—N/AnE,据此将研究区垂向上划为7个构造—地层层序：基底构造层、中元古界构造层、震旦系—奥陶系构造层、石炭系—三叠系构造层、侏罗系构造层、下白垩统构造层、新生界构造层。贺兰山构造带构造演化经历中新元古代—早古生代陆缘盆地坳陷—裂谷演化阶段;晚古生代—中三叠世陆相盆地坳陷沉积阶段;晚三叠世局部伸展;中侏罗世—早白垩世大规模逆冲推覆阶段,普遍发育多条大型北东向逆冲断裂;始新世开始进入盆—岭构造形成阶段。     

南海围区中生代构造古地理演化

对南海围区中生代岩相、构造以及古地理进行了系统总结与研究,编制了南海围区6 个时期 ( 包括T3--K2 ) 构造古地理简图,阐述了南海围区主要的缝合带形成时间和中生代活动及其对南海围区中生代的古地理的控制与影响。经研究,南海围区盆地类型、中生界地层以及古地理环境受特提斯的闭合以及环太平洋俯冲带的影响控制。虽然南海的存在使F6 系列断裂有了现在的格局,但是古太平洋构造带一直控制着中生代加里曼丹、巴拉望、潮汕凹陷以及台湾等地的盆地的形成。讨论了南海及其围区中生代构造古地理的演化,南海围区地层从早侏罗世到晚侏罗世沉积相显示是由海相到陆相的转变,晚三叠世到晚白垩世每个时期都呈现北陆南海的古地理格局。     

吉黑造山带古生代构造古地理演化

吉黑同山带夹持于华北板块和西伯利亚板块之间。对该构域古生代构造古地理演化规律的研究,是恢复板块间碰撞拼合及古亚洲洋发展演化历史的关键。在早古生代期间,华北板块与西伯业板块间通过古亚洲洋板块相接。     

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。     

塔里木盆地构造演化与构造样式

塔里木盆地的发展演化受不同时期板块构造背景的控制，形成了陆内裂谷、裂陷槽、克拉通内拉张盆地、克拉通内挤压盆地、被动大陆边缘盆地、弧后拉张盆地、弧后前陆和周缘前陆盆地等多种原型盆地并相互叠加和改造。盆地中存在挤压、引张、扭动和叠加构造样式，可以形成良好的圈闭构造，盆地中的大型隆起带是主要的油气聚集带，前陆盆地褶皱－冲断带具有较好的油气前景。     

塔里木盆地古近纪岩相古地理

古近纪是塔里木盆地由海向陆转化的时期。当时该区的海侵来自研究区西侧的古地中海分支,物源则主要是盆地北部的南天山以及南部的昆仑山,沉积中心在库车坳陷西部以及塔西南坳陷带的西部。古新世-始新世早期（库姆格列木群沉积期）在盆地北部库车坳陷发育砾岩、砂岩、碳酸盐岩及膏盐岩,沉积环境有滨岸、漏湖、潮坪及扇三角洲等,塔西南坳陷以碳酸盐岩和膏岩为特征,从东到西发育开阔台地、近岸局限台地、蒸发盐台地、辫状河三角洲环境等,二者之间即在塔北隆起及北部坳陷带位置为宽阔的古隆起区。始新世晚期-渐新世（苏维依组沉积期）整个盆地以滨浅湖为主,发育粉砂岩与泥岩互层沉积,塔西南坳陷虽然仍发育多个海相层,但海水的影响明显比始新世早期弱,当时主要古地理单元有海湾渴湖、滨浅湖、扇三角洲和辫状河三角洲。总体上,塔里木盆地在古近纪经历了早期以扇三角洲为主的浅水环境到晚期的滨浅湖及海湾溻湖环境,古近纪研究区的古气候以热带-亚热带的干旱气候为主。     

塔里木盆地西北缘震旦纪构造-沉积演化特征

本文在对塔里木盆地西北缘震旦系开展野外地质剖面实测工作及室内研究基础上,结合区域构造背景分析认为,塔里木盆地西北缘下震旦统苏盖特布拉克组发育河流相、湖泊相、滨海相及三角洲相碎屑岩沉积,上震旦统奇格布拉克组发育局限台地潮坪亚相、台内滩亚相碳酸盐岩沉积,底部发育混积潮坪相沉积。根据震旦系地层岩石组合特征及C同位素演化趋势,将震旦系划分为3个Ⅲ级层序：ZSQ Ⅰ、ZSQ Ⅱ和ZSQ Ⅲ,每个层序顶部分别对应一个不整合面。在此基础上建立塔里木盆地西北缘震旦纪拉张性裂谷沉积模式,并划分为3个构造沉积演化阶段：初始拉张阶段,对应于早震旦世早期,沉积一套粗碎屑岩堆积;快速拉张阶段,对应于早震旦世晚期,沉积一套湖相、滨海相、三角洲相砂岩,泥岩沉积,同时伴随玄武岩喷发;稳定沉降阶段,对应于晚震旦世,形成碳酸盐岩台地沉积。     

塔里木盆地寒武纪构造演化研究

对塔里木盆地寒武纪早、中、晚3个时期的古水深、沉积速率、构造沉降速率和拉伸系数计算结果表明,塔里木盆地在早寒武世为深度裂陷阶段,中寒武世为裂陷迁移阶段,晚寒武世为台内裂陷阶段,早寒武世与中-晚寒武世的构造差异性十分明显。早寒武世伸展引起的裂陷作用发生在塔东地区,伸展促使该区构造沉降速率远远大于台地相区,形成半深海盆地相环境。中-晚寒武世伸展向台地内部迁移,使台地内部的构造沉降速率远大于盆地相区,而台地内部较高构造沉降速率被更高的沉积速率所补偿,使得这里始终未能出现地貌上的凹地。     

塔里木盆地三叠纪前缘隆起迁移演化规律

利用大量钻测井及地震资料,通过对邻近前缘隆起的隆后坳陷地层特征的分析以及与库车河露头的对比,探讨了塔里木盆地三叠纪前缘隆起的迁移演化规律。结果表明,三叠纪前缘隆起发生了3次往复迁移,隆后坳陷地区发育多期不整合面,且最大不整合面均发育于地层的底部。早三叠世,隆后坳陷地层南厚北薄,早期前缘隆起向天山方向迁移,隆后坳陷地层超覆其上,前陆坳陷变窄;晚期则向克拉通方向迁移隆升,邻近的隆后坳陷地层遭受强烈剥蚀。由于前缘隆起的遮挡作用,该时期前陆坳陷与隆后地区尚未贯通,山前发育冲积扇。中、晚三叠世前缘隆起又发生两次迁移,其迁移特征与早三叠世类似,但中三叠世前陆坳陷与隆后坳陷仍未相连,而晚三叠世两者相互连通。     

塔里木盆地塔北地区侏罗系沉积特征及演化

通过岩心观察与测井相分析,结合地震反射资料,认为塔里木盆地塔北地区侏罗系为冲积扇、辫 状河、三角洲与湖泊沉积体系。下侏罗统阳霞组主要发育冲积扇和辫状河沉积。其中冲积扇主要发育于盆地的 边缘,即研究区西部的英买力、北部的轮台及其西侧、东部的库南地区。冲积扇岩性主要为灰白、灰绿、灰褐 和紫红色块状砾岩、砾状砂岩及含砾砂岩,砾石成分复杂,分选差,磨圆程度低。多个冲积扇向盆地内演化为 辫状河沉积,发育各种交错层理与平行层理,其岩性为灰色、灰白色粗砂岩及含砾粗砂岩、细砾岩,垂向上具 有非常典型的下粗上细的 “ 二元结构” ,自然电位和自然伽马曲线具有明显的箱形特征,辫状河主体自西向东发 育。到阳霞组沉积晚期,在草湖地区演化为薄层细砂岩与泥岩互层的湖泊和含煤湖沼沉积;中侏罗统克孜勒努 尔组为三角洲沉积;上侏罗统普遍被剥蚀。早-中侏罗世盆地经历了水体由浅到深的沉积演化。     

塔里木盆地乌什凹陷西部石炭系—二叠系沉积演化*

根据野外露头剖面,结合区域地质资料,对塔里木盆地乌什凹陷西部的石炭系—二叠系沉积演化进行了分析。乌什凹陷西部在石炭纪夹于南天山残留海盆地和柯坪—温宿隆起之间,其地层和沉积与塔里木盆地内部有较大差异。早石炭世早期,本区为碎屑岩和碳酸盐岩混积的浅海陆棚环境,以索格当他乌断裂为界,早期的柯坪—温宿隆起控制了该时期的沉积作用。早石炭世晚期,本区首次海侵,早期的柯坪—温宿隆起部分被淹没,并伴随着强烈的构造沉降,形成半深水斜坡环境,沉积了一套以库鲁组和索格当他乌组为代表的近端—远端浊积扇的复理石沉积,并一直持续到晚石炭世早期。晚石炭世晚期,本区又一次规模较大的海侵,柯坪—温宿隆起大部分被淹没,原隆起区为开阔海台地环境,北部和西部边缘发育典型的台地边缘相生物礁,向北延伸可达乌什北的克孜布拉克地区,再向北为礁前斜坡和浅海陆棚环境,并持续到中二叠世早期。中二叠世以后,伴随周缘地区大规模的陆内火山喷发,该区发生大规模海退。晚二叠世末,随着塔里木板块与中天山地块的拼合以及海西期天山造山带的形成,南天山洋消失,结束了海相沉积,进入了陆相沉积阶段。     

Neotectonic evolution of the Tarim Basin Craton from Neogene to quaternary

The Tarim Basin Craton is located in the center of the Tarim Basin. Since the beginning of the Miocene, the tectonic activity has been weaker in the Tarim Basin Craton than in the marginal depression and the peripheral orogenic belts. This study investigates the tectonic movements in the Tarim Basin Craton by calculating the sedimentation rates and constructing balanced cross-sections based on well, seismic and geologic data. The tectonic movements in the Tarim Basin Craton have mainly been revealed by geological processes such as sedimentation and subsidence, structural inversion, changes in the structural feature, migration of the structural highs, and faulting. The Neogene sedimentary strata were mainly deposited in two sedimentation centers, the southern and northern sedimentation centers, and the strata in the Central Uplift Zone are relatively thin. The different depressions in different geological periods experienced wide variations in tectonic activity. Tectonic subsidence was significant and the sedimentation rates were high in the Tarim Basin Craton during the Pliocene Period (phase II). During the Neotectonic period, the stresses in the South-North direction converged in the Central Uplift Zone (the Bachu uplift–Central Tarim uplift), and the tectonic activity in this region was more intense than that in the Northern Depression and the Maigaiti Slope in the southwest. In addition, the scale of the paleo-uplift, including paleo-North Tarim Uplift and paleo-Central Uplift Zone, gradually decreased. The faults and fault systems developed zonationally in Neotectonic formations in different structural units, and always distributed discontinuously in vertical direction in sections.     

塔里木盆地东北缘早古生代构造格局及演化

塔里木盆地东北缘构造带包括了新疆东天山及甘肃—内蒙北山广大地区。本区早古生代塔里木板块与哈萨克斯坦板块的对接带展布于由西段阿其克库都克断裂带向东与石板井—小黄山蛇绿混杂岩一线。晋宁运动(800 Ma)本区经历了广泛的岩浆热事件,西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块与塔里木板块曾一度合并到罗迪尼亚超大陆之上。南华—震旦纪古大陆解体,哈萨克斯坦板块及塔里木板块块断区以多岛群体弥散于古亚洲洋内。塔里木板块东段的陆缘区,震旦—寒武纪显示海湾型沉积区。奥陶纪沿花牛山—五峰山—帐房山一线裂解为裂谷带,晚奥陶世末前碰撞期岩浆活动导致裂谷关闭。早、中志留世,古亚洲洋洋壳板片沿着尾亚南—芨芨台子山—白云山—月牙山—洗肠井一线向南俯冲,构筑了公婆泉火山岛弧带及相匹配的红柳河—牛圈子—碱泉子弧后盆地。晚志留世的碰撞初期花岗岩浆运动极为活跃。泥盆纪进入主碰撞期,造山阶段的岩浆热事件波及到隆升中的造山带,在其南缘沉陷为火山-磨拉石前陆盆地。     

塔里木盆地北部地区奥陶系层序地层格架与沉积演化*

应用层序地层学和沉积岩石学的原理与方法,深入分析塔里木盆地北部地区(塔北地区)轮南、哈拉哈塘和英买力3个构造单元逾百口钻井的岩心、薄片、测井等资料,结合主要构造运动及海平面变化的研究,建立塔北地区奥陶系层序地层格架,阐述格架内沉积特征及演化。根据区域性不整合界面划分2个二级层序(SSQ1,SSQ2),SSQ1包括下奥陶统—中奥陶统,SSQ2包括中奥陶统—上奥陶统;再根据岩性岩相转换面划分11个三级层序(OSQ1—OSQ11);进一步根据主要海泛面,划分海侵体系域(TST)和高位体系域(HST)。塔北地区奥陶纪沉积环境主要为浅海台地,经历了局限台地—开阔台地—淹没台地—台地边缘的演化过程,最终因陆源碎屑的注入破坏了台地的沉积环境,晚奥陶世塔北地区转为混积台地环境。