塔里木盆地塔中低凸起古生代断裂构造样式与成因探讨

三维地震资料解析表明,塔中低凸起古生代断裂样式复杂,发育有4期不同性质的断裂:①寒武纪—早奥陶世张性正断裂,其展布形态和发育规模为后期构造活动奠定了基础;②晚奥陶世逆冲及走滑断裂,具有明显的分带、分段性,东部主要为基底卷入逆冲断裂,中西部为盖层滑脱和北西向走滑断裂;③志留—泥盆纪挤压应力环境下形成的走滑断裂体系,北东南西向展布,包括主干边界断裂、尾端羽列断裂和拉分地堑3个组成要素,主干断裂在剖面上断面近于直立,直插基底,延伸较远,与其他各级断裂构成花状构造,其尾端发育有羽列断裂,拉分地堑受多级断层控制,平面上呈菱形;④二叠纪岩浆活动派生断裂,岩浆刺穿对早期断裂进行叠置和改造,形成一系列似"花状构造"。从断裂平面展布来看,塔中古生代断裂整体上呈发散的帚状,其构造枢纽端位于东段,内旋层左旋扭动,外旋层右旋,内旋层指向发散端,属张扭性帚状构造。     

塔里木盆地塔中低凸起北斜坡古生代断裂展布与构造演化

通过对塔中低凸起北斜坡4500km2三维地震数据体的精细解析,根据不整合面和生长地层分析以及断层与地层之间的接触关系,厘定划分出四期不同应力性质的断裂体系,分别为寒武-早奥陶世拉张断裂,晚奥陶世冲断挤压和北西向走断裂,志留-泥盆纪北东向走滑断裂以及二叠纪的岩浆刺穿。寒武-早奥陶世拉张断裂展布形态和发育规模奠定了后期构造活动的基础;晚奥陶世断裂呈发散的帚状,向东南方向收敛,断裂分布具有明显的分带和分段性,东部主要为逆冲断裂,中西部发育北西向走滑断裂,晚奥陶世断裂体系可划分为六组呈北西向展布的弧型断裂带,各弧形断裂带由多条断裂组成,其形成可能与古生代阿尔金北缘北西向冲断挤压有关;塔中志留-泥盆纪走滑断裂体系主要是在挤压应力环境下形成的,呈北东向展布,走滑断裂体系由三部分组成：主干边界断裂、尾端羽列断裂和拉分地堑,其中主干断裂剖面上表现为高角度近似直立断面,直插基底,延伸较远,剖面上呈花状构造,尾端羽列断裂在主干断层的尾端发育,主要位于主干断裂的北端,拉分地堑平面上呈菱形,受多级断层控制;二叠纪岩浆刺穿在塔中三维区呈点状或条带状,岩浆刺穿对早期断裂进行叠置和改造,岩浆侵入和底辟作用致使地层隆升,形成一系列逆断层性质的“正花状构造”。构造活动决定了断裂发育,早古生代塔里木盆地及其周缘地区伸展－聚敛构造演化构成了一个较为完整的威尔逊旋回,寒武纪－早奥陶世塔里木周缘古大洋拉张裂解,早奥陶世末－晚奥陶世部分古大洋俯冲消减,晚奥陶世－泥盆纪周缘大洋部分闭合,发生弧陆或陆陆碰撞,二叠纪岩浆活动代表了另一个构造旋回的开始。     

辽河东部凹陷走滑构造及其与火山岩分布的关系

走滑构造可分为压扭和张扭两类,平面上主干走滑断裂都表现为一条贯通性的走滑构造带,剖面上前者表现为正花状构造(向上撒开的逆断层组),后者表现为负花状构造(向上散开的正断层组)。它们的伴生构造在平面上分别表现为与主干走滑断裂共生的雁列褶皱、雁列逆断层(压扭)和雁列正断层(张扭)。在实际剖面中由于构造应力场的变化还常见由正—负花状构造组合的复合花状构造。在平行于走滑构造带方向,有时断层面倾角会变化,直至倾向相反(丝带效应);走滑断裂带各点所受的应力可从挤压(褶皱)—逆断变为伸展—正断(海豚效应)。走滑断裂在火山岩盆地中普遍发育,是构造—火山作用关系研究的重要方面。研究区走滑断裂系统由贯通性主干走滑断裂和伴生构造两部分组成。主干走滑断裂平面上侧向延伸长,其附近多为与之成锐角相交的雁列正断层组;剖面上同时出现负花状构造和正花状构造,断层面陡倾且有时两侧地层厚度不等。根据雁列构造与主干断层间锐角指示方向和断层切割层位可判别,该区于古近纪主要发育右旋走滑断裂系。火山岩分布明显受走滑断裂带控制,火山喷发中心沿主干断裂呈串珠状分布;火山岩厚度于主干断裂附近最大,向两侧减薄,多终止于次级断裂附近;厚度大于1 km的火山岩距主干断裂通常在2 km范围内。     

准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂

古板块构造研究表明古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰（Altaids）造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处在斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂。地面地质调查、遥感卫星影像解译、大地电磁测深剖面和地震剖面构造解释资料综合研究表明,准噶尔西北缘边界断裂为达拉布特左行走滑断裂,西北缘逆冲推覆构造带为基底卷入的高角度逆冲断裂褶皱带; 在与逆冲带走向相垂直方向,发育有北西向横向走滑断裂,这些断裂为同一斜向挤压构造背景下形成的同期构造,形成时间约在晚二叠到侏罗纪之间。大地电磁测深和地震剖面解释表明,达拉布特走滑断裂控制了西北缘高角度逆冲断裂的分布与性质。西北缘二维和三维地震剖面解释表明,横向走滑断裂样式为正花状构造或者负花状构造,同时具有向南东或北西方向逆冲和拉伸的特征。横向走滑断裂为西北缘逆冲构造南北方向分段的主要断裂,并控制了西北缘中生代地层的沉积。西北缘构造是形成于主边界断裂的斜向挤压作用,而基底卷入逆冲断裂则属非纯挤压形成的逆冲构造。     

塔里木盆地塔中隆起断裂系统特征及其对海相碳酸盐岩油气的控制作用

结合新三维地震与区域地质资料研究,塔里木克拉通中部的塔中隆起挤压断裂与走滑断裂发育,张性断裂欠发育,断裂系统具有构造样式的多样性、形成演化的多期性、构造发育的继承性及平面展布的区段性。新资料表明挤压断裂缺少基底卷入型,多在中寒武统盐膏层滑脱,主要发育4种断裂样式,形成于早奥陶世末,多具有扭压作用与分段性。塔中隆起北斜坡新发现一系列北东向左旋走滑断裂带,剖面上以负花状构造、直立型构造、正花状构造为主,平面上发育向西南方向收敛的雁列构造、羽状构造、帚状构造等;塔中地区经历志留纪晚期、中泥盆世、晚二叠世等三期走滑断裂作用,东南方向强烈斜向挤压作用是走滑断裂形成的动力机制。塔中隆起断裂主要分布在下古生界,三类、三级、四组方向断裂控制了塔中隆起纵向分层、南北分带、东西分块的构造格局。塔中隆起经历新元古代强伸展-弱挤压的断裂发育阶段、寒武纪-奥陶纪局部弱伸展-强挤压逆冲断裂发育阶段、志留纪-中泥盆世走滑断裂发育阶段、石炭纪-早三叠世局部断裂继承性发育阶段等4阶段9期的差异发育演化史。塔中隆起断裂对下古生界海相碳酸盐岩油气分布控制作用明显,断裂控制了油气的纵向复式聚集,断裂带储层发育、油气富集;不同时期、不同类型断裂控油作用有差异性,断裂带横向上的变化造成油气分布的区段性;油气源断裂与储层组成的运聚体系内具有流体分布的有序性。     

辽东湾JZ27-33区块伸展型右行走滑双重构造系统

辽东湾JZ27-33区块发育3条大型NNE向走滑断裂,分别为辽中3号断裂(或者辽中1号断裂)、辽中2号断裂和辽东2号断裂,在平面上,3条走滑断裂呈"雁行式"展布,其间密集发育具有走滑性质的正断层,这些正断层在平面上成NE或者NEE走向,与主走滑断裂斜交,其锐角的指向为本盘地层在平面上的位移方向;在横剖面上,负花状构造是研究区内的大型走滑断裂在横剖面上的重要特征,综合分析认为,研究区的断裂特征在平面上表现为"双重构造"特征,在横剖面上表现为(负)花状构造,构成了典型的"伸展型右旋走滑双重构造"系统,并且认为,形成这种构造样式的控制因素主要有:郯庐断裂带的右旋走滑作用、平面展布特征、多期构造活动以及能干性特征明显的沉积地层。     

渤海湾盆地歧口凹陷扭动构造及其油气地质意义

受东部边界郯庐断裂和西部边界太行山前大型走滑断裂的影响,渤海湾盆地中部歧口凹陷区处于伸展与走滑共同作用的地区,利用最新连片采集的超大面积地震资料开展构造研究,发现该区古近纪在发育伸展构造的同时也发育走滑扭动构造,该类构造与古近系内伸展构造共存.在剖面上依据基底和盖层中断裂组合的不同可以分为4类构造样式:走滑-复杂断裂褶皱型、走滑-简单花状构造型、逆冲-简单花状构造型和走滑-挠曲褶皱型.同时,扭动构造带不仅对盆地基底物性的改造有着有利影响,还控制了古物源的入口方式和有利砂体的展布.在前第三系、古近系和新近系构造层中形成了不同类型的有利油气藏,其中古近系挠曲背斜、大型断鼻和地层岩性油气藏以及新近系逆牵引背斜和断鼻翼部都是重要的勘探领域.近两年沿走滑扭动带及其两侧进行的油气勘探已获得成功,对该带研究具深远理论意义及现实意义.      

塔里木盆地塔中北坡走滑断裂特征与奥陶系油气勘探

通过二维、三维地震资料解释与构造解析,明确了塔里木盆地塔中北坡发育多条北东向、北东东向走滑断裂带,在平面和剖面上识别出了6种走滑断裂活动的标志。研究表明,塔中北坡走滑断裂在剖面上呈直立断层、花状构造,北东向走滑断裂下部表现为明显挤压隆升,而上部则表现为继承性张扭负花状构造,具有"下拱上掉"的特征,表明了断裂的多期走滑活动。总体上可划分为中奥陶世末—志留纪压扭走滑断层、晚泥盆世—早石炭世张扭走滑断层和晚二叠世末逆冲断层三期,它们在空间上相互叠置。研究认为走滑断裂的变形强度控制了奥陶系裂缝及缝洞型储层发育范围,走滑断裂的分段性对优质缝洞型储层发育具有较强的控制作用。提出了在变形强度大的裂缝发育区、走滑断裂拉张部位的断洼区,以及受后期张扭走滑断裂叠加改造的断槽部位的串珠状地震反射异常体发育区,是下步寻找天然气规模储量的有利勘探方向。     

塔里木盆地顺南地区走滑断裂发育特征及演化

顺南地区位于塔里木盆地塔中隆起北部.受多期构造应力影响,该地区以走滑断裂大量发育为典型特征.对三维地震资料的精细解释和深入分析结果表明,研究区走滑断裂具有垂向分层、平面分段、多期次构造叠加的特征.顺南地区主要发育北东、北东东和北西向3组走滑断裂.北东向断裂活动性强,平面上发育雁列式断层及马尾状构造,剖面上主要发育对称花状、正花状与负花状上下分层叠置的复合花状构造.北东东和北西向断裂活动性较弱,剖面上以单条直立走滑断裂为主,平面上呈线性延伸或由多段同向走滑断层连接而成.根据断层构造样式和受力性质,将顺南1断裂沿走向划分为4段：2个复合花状-拉张段和2个简单花状-挤压段,拉张段和挤压段沿走向交替出现.顺南走滑断裂的形成主要经历了5期构造运动：加里东早期、加里东中期Ⅰ幕、加里东中期Ⅲ幕、加里东晚期-海西早期和海西晚期.其中,加里东中期Ⅰ幕和加里东中期Ⅲ幕为该区主要断层活动期.     

库车-喀什北缘山前带构造特征及成因分析

通过地震非地震联合解释及多年的勘探研究,认为受基底结构、构造演化、逆冲及走滑断裂等影响,库车-喀什北缘山前冲断带具有东西分段、南北分带的构造特征。自西向东分为喀什北缘、柯坪断隆和库车坳陷三大段,受近南北向逆冲挤压作用,每段均发育多排北东-南西向展布的逆冲褶皱带,其中库车坳陷主要由克拉苏、依奇克里克、秋里塔格构造带及乌什、拜城、阳霞凹陷等呈斜列式展布的次级构造单元组成。普遍发育的膏盐岩塑性层在一系列逆冲和走滑断裂的作用下,使得山前带构造样式更为复杂,发育断层转折褶皱、断层传播褶皱、滑脱褶皱和盐底辟(刺穿)构造等四种基本构造样式及多种组合样式。     

塔里木盆地塘古巴斯坳陷玛东构造带断裂特征及成因探讨

塘古巴斯坳陷是塔里木盆地油气勘探的重要接替区,初步研究显示玛东构造带具有良好的油气远景,但是构造研究相对薄弱,制约了下一步的油气勘探。本文利用最新的钻井和地震资料解释成果,对塘古巴斯坳陷玛东构造带断裂构造的几何学和运动学特征进行了分析,并探讨了断裂差异演化的成因机制。结果表明,玛东构造带纵向上以中寒武统阿瓦塔格组膏盐岩为界,形成盐下基底卷入逆冲断裂和盐上盖层滑脱逆冲断裂两套变形系统;横向上从南向北,划分为3个构造段,且断裂组合样式逐渐复杂。构造带南段、中段和北段断裂主要活动期分别为志留纪–泥盆纪、中奥陶世末–二叠纪以及晚奥陶世中期–泥盆纪,断裂活动具有中段早、两端晚以及中间延续时间长、两端延续时间短的特征。不同构造段地层缩短量和缩短率反映,构造带北段在志留纪–泥盆纪缩短作用最强,构造带中段和南段则在晚奥陶世缩短作用最强,断裂活动性整体具有由北东往南西减弱的规律。玛东构造带差异构造变形受多重因素控制,包括:基底断裂的控制作用、古隆起的隆升阻挡作用、构造应力场的叠加作用、盐岩层系的调节作用和区域构造的反转作用。     

塔里木盆地塔中Ⅰ号构造带分段变形的运动学特征与成因探讨

塔里木盆地塔中Ⅰ号构造带在构造样式、活动强度等方面表现出明显的分段性,但分段变形的运动学特征与成因仍不够明确,需要开展进一步研究。本文利用二维、三维地震资料,通过精细构造解析、运动学参数统计、活动期次厘定等手段,研究了塔中Ⅰ号构造带的几何学、运动学特征,分析其分段变形机制,并讨论了分段控制因素。研究表明:以中古15井与中古21井位置为界,塔中Ⅰ号构造带构造样式、运动学特征主要呈三段的特点,西段主要活动机制是断裂短距离滑动逆冲和地层旋转变形,同一层位的落差/垂直断距(H/h)值最大;中段为断裂沿走向滑动,H/h值约为1;东段为断裂长距离滑动逆冲和强烈褶皱,H/h值介于二者之间。活动机制的差异导致各段构造样式分别为基底卷入逆冲断裂控制的断层传播褶皱、走滑断裂发育的断控坡折、逆冲断裂强烈活动控制的断块褶皱,且活动强度呈现东段最大、西段次之、中段较小的特点。两大造山带分期活动是塔中Ⅰ号构造带分段变形的发育背景,基底结构与先存断裂是造成分段的主控因素,NE向走滑断裂调节塔中Ⅰ号构造带差异逆冲变形,并作为伴生断裂发育。     

柴北缘大柴旦地区山前带构造建模及演化研究

针对柴北缘大柴旦地区北东、北西向两组逆冲推覆断裂交汇,构造变形极其复杂,构造解析困难的问题,充分利用野外地质调查、地震、重磁电、钻井(孔)等资料,理清了研究区主要断裂体系及其组合特征与展布规律。采用地表和地下构造、浅部和深部构造、地震和非震资料相结合的方法,开展了山前带构造建模研究与构造解析。通过研究,确定了研究区发育NW和近WE向两组断层和盆缘逆冲、盆内逆冲、盆内挤压走滑等3类断裂体系,平面上具有分区、分带性;建立了盆缘、盆内不同构造变形机制的构造解释模型;共识别出了挤压、伸展和走滑等3大类8种构造样式,明确了构造样式组合模式及其分布规律,理清了研究区“南北分带、东西分区”的构造变形特征;南西北东向构造演化剖面分析明确了盆缘、盆内推覆构造与盆内反冲构造后展式演化时序及其对中生界残留分布的控制作用。     

Deformation at the Easternmost Altyn Tagh Fault: Constraints on the Growth of the Northern Qinghai–Tibetan Plateau

How the Altyn Tagh fault(ATF) extends eastwards is one of the key questions in the study of the growth of the Qinghai–Tibetan Plateau. Detailed fieldwork at the easternmost part of the ATF shows that the ATF extends eastward and bypasses the Kuantan Mountain; it does not stop at the Kuantan Mountain, but connects with the northern Heishan fault in the east. The ATF does not enter the Alxa Block but extends eastward along the southern Alxa Block to the Jintanan Mountain. The Heishan fault is not a thrust fault but a sinistral strike-slip fault with a component of thrusting and is a part of the ATF. Further to the east, the Heishan fault may connect with the Jintananshan fault. A typical strike-slip duplex develops in the easternmost part of the ATF. The cut and deformed Quaternary sediments and displaced present gullies along the easternmost ATF indicate that it is an active fault. The local highest Mountain(i.e., the Kuantan Mountain) in the region forms in a restraining bend of the ATF due to the thrusting and uplifting. The northward growth of the Qinghai–Tibetan Plateau and the active deformation in South Mongolia are realized by sinistral strike-slipping on a series of NE–SW-trending faults and thrusting in restraining bends along the strike-slip faults with the northeastward motion of blocks between these faults.     

准噶尔盆地西缘车排子凸起构造演化及断层形成机制

结合区域构造地质背景,采用现今构造静态描述与构造演化过程剖析相结合的研究思路,分析了车排子凸起的几何学与运动学特征,剖析了车排子凸起的构造演化过程,探究了构造演化过程控制下不同类型断层的形成机制.结果表明:车排子凸起之上发育两套断裂系统,即海西印支期形成的断穿石炭系白垩系底的逆断层,喜马拉雅期形成的断穿白垩系、古近系和新近系的正断层.车排子凸起构造演化过程可以划分为强烈隆升剥蚀阶段(C₃J)、缓慢沉降阶段(KE)、局部伸展阶段(NQ)3个阶段,这3个阶段的构造应力背景具有差异性,导致不同阶段形成的断裂体系和地层厚度差异性明显.C₃J时期,车排子凸起处于向东推覆的逆冲褶皱带上,发育向东逆冲的红车断裂带和断穿石炭系白垩系底的逆断层,无地层沉积;KE时期,红车断裂带的右旋压扭活动使车排子凸起处于逆冲楔顶部带,受北东向挤压,先期逆断层有的继承性持续发育,有的停止发育,还有的发育一段时间后停止发育,并形成盲冲断层,地层从南东向北西沉积尖灭;NQ时期,北天山向北强烈挤压隆升的作用使车排子凸起处于前缘隆起带,一些逆断层发生负反转,同时在NQ发育大量正断层,受凸起向南倾作用,地层南厚北薄.     

佳伊断裂带晚白垩世走滑-逆冲事件的新证据

在四平市叶赫镇发现一系列走滑-逆冲断层,断层面平直、陡倾,走向集中在NNE15°~35°范围内,组成了佳木斯—伊通两条主干边界断裂之间的分支断裂带,分支断裂呈雁列式排布,与走向NE45°的主干边界断裂呈锐角相交,指示边界断裂具有右旋走滑特征。叶赫镇走滑-逆冲断裂带的发现为佳木斯—伊通断裂存在晚白垩世晚期—末期的走滑-逆冲事件提供了新证据。叶赫镇分支断裂带是石岭镇分支断裂带向南部的延伸,两者切割了相同的地层,具有相同的构造特征和构造属性,属于同一走滑-逆冲断裂系统,它们是晚白垩世晚期—末期同一地球动力学背景下的产物。     

塔里木盆地深层走滑断层分段特征及对油气富集的控制:以塔北地区哈拉哈塘油田奥陶系走滑断层为例

塔里木盆地奥陶系走滑断层是发育在克拉通内部稳定区的小滑移距走滑断层,对于深部储层形成与油气富集具有重要的控制作用。基于哈拉哈塘油田4 140 km2三维地震资料,在高精度相干切片提取与地震精细解释基础上,对研究区奥陶系走滑断层进行了分段研究并讨论了分段性对于储层发育与油气富集的控制作用。结果表明：(1)哈拉哈塘油田奥陶系走滑断层整体格局为由北东、北西向断层组成的纯剪机制下形成的共轭走滑断层,单条走滑断层的构造特征符合Riedel剪切模型,主干断层周围主要发育R剪切分支断层。(2)根据走滑断层不同部位构造样式、应力状态的差异,建立了小滑移距走滑断层分段发育模式。走滑断层端部为应力发散区,多表现为马尾状构造,可分为伸展型和挤压型马尾状构造。走滑断层内部由线性段、斜列叠覆段、分支断层段、辫状构造段组合而成。线性段呈线性延伸,剖面上为孤立的高陡直立断层。斜列叠覆段分为拉张型叠覆段和挤压型叠覆段,其类型受控于次级断层旋向与阶步的关系。分支断层段多为斜交压扭样式,羽状断层发育较少。辫状构造段内部断垒与断堑交错发育,划分为张扭段、压扭段。(3)不同段具有不同的储层发育特征。马尾状构造段、斜列叠覆段、辫状构造段储层最为发育,分支断层段储层较为发育,线性段储层相对不发育。(4)综合储层发育位置、油源断裂与分支断层配置关系、局部构造高3方面因素,建立了6类与走滑断层相关的油气富集模式。R剪切分支断层与主干断层夹持部位、压扭段内部、马尾状分支断层高部位是北部潜山顺层岩溶区最为发育的3种油藏富集模式;压扭段内部、张扭段是南部断控岩溶区油气更富集的部位。论文成果认识对于完善克拉通盆地稳定区小滑移距走滑断层分段发育规律具有重要的理论意义,对于受控于走滑断层的岩溶缝洞型油气藏的勘探开发具有一定的生产指导意义。