准噶尔盆地滴南凸起早石炭世火山岩的成因及其对克拉美丽洋闭合时限的约束

准噶尔盆地陆梁隆起南缘的滴南凸起地区广泛发育石炭系凝灰岩,本文对滴南凸起滴西14井的石炭系流纹质凝灰岩的锆石SHRIMP年龄、地球化学与构造环境进行了系统研究.样品中锆石具有明显的振荡环带特征,SHRIMP锆石U-Pb 年龄(337.2Ma)揭示该凝灰岩形成于早石炭世.火山岩样品具有较高的硅含量(SiO2=63.47％～ 77.36％),低钛(TiO2=0.19％ ～ 1.01％)、钠(Na2O=0.98％ ～4.01％)、Mg#(21 ～ 53)的特点,K2O/Na2O比值为0.56～2.09,A/CNK大于1;稀土元素总量偏高,具有明显的负铕异常,La/Nb比值介于1.71 ～3.74之间,原始地幔标准化的蛛网图显示:大离子亲石元素Rb、Th、Ba等相对富集,高场强元素Nb、Ta,尤其是Sr、P、Ti负异常明显,以上地球化学特征表明滴南凸起石炭系凝灰岩具有壳源特征,为活动大陆边缘产物.且滴西14井岩性综合柱状图显示,深部和浅部凝灰岩具有相似的地球化学特征,浅部凝灰岩SiO2含量相对低于深部.结合火山岩锆石SHRIMP年龄和区域地质背景分析得出:盆地内陆东地区在早石炭世仍处于洋壳消减环境,洋盆闭合时间不早于337.2Ma.克拉美丽-三个泉(陆梁隆起)-达尔布特代表的洋盆从早石炭世末期开始,自东向西呈“剪刀式”闭合模式.石炭纪在准噶尔地区存在多岛格局,从滴南凸起早石炭世火山岩的成因以及盆地周围地区的构造背景来看,岛弧最终的相互拼贴可能构成了准噶尔盆地基底的主体.另外,该区来自壳源的凝灰岩中并未见到老的继承性锆石,表明准噶尔盆地可能不存在前寒武系基底.     

准噶尔盆地滴南-阜北斜坡区侏罗纪煤系成烃贡献

滴南凸起-阜北斜坡区位于准噶尔盆地中央隆起带东段, 发育多个继承性古隆起, 是捕获油气的有利场所.其周缘地区存在的多个生烃凹陷均发育有侏罗系泥岩和煤岩, 油源关系较为复杂.从生烃条件探讨了侏罗纪煤系对彩南油田以北至滴南凸起白垩系吐谷鲁群原油和彩南油田以西至阜北斜坡区侏罗系石树沟群原油的贡献.该区域侏罗系煤岩分布零散, 厚度最厚达30 m, 显微组分以惰质组为主, 与侏罗系泥岩相比煤的供烃能力相对较弱.同时通过油源对比以及与南缘煤成油生物标志化合物特征对比, 明确了研究区白垩系原油来源于二叠系泥岩, 侏罗系原油来自二叠系泥岩和侏罗系泥岩.      

东北南部地台型早石炭世沉积的基本特征及地质意义

自从在东北南部发现早石炭沉积之后,笔者研究了该区下石炭统的分布,层型,沉积类型,岩相古地理,古生物及其地理分区等的特征,认为该区早石炭世沉积属地台型构造,由海陆交互相的陆源碎屑岩组成,形成了滨海－滨海沼泽环境,其沉积中有成于氧化潮坪－泻湖环境,区内古生物组合明显具有欧美植物群和早期华夏植物群的色彩,与区域对比,可以独立划分古生物地理区。在此基础上,本文建立了一种新的早石炭世沉积类型－东北型和一个新     

琼东南盆地中央峡谷沉积充填特征及油气地质意义

综合利用地震、测井、岩芯、岩屑分析化验资料及古生物资料,研究了琼东南盆地中央峡谷形态、沉积充填特征及其油气地质意义。结果表明,位于琼东南盆地中央坳陷带的中央峡谷,西起始莺歌海盆地东部陆坡,东终止南海西北次海盆,整体呈SW—NE走向,平面上呈"S"形,剖面上呈对称或不对称"V"和"U"型,峡谷长、底宽、顶宽和谷深分别约为580km、1～3km、6～15km、400～600m;峡谷以溯源堆积方式充填了相互叠置的多期砂岩和泥岩,中、下部以近基浊积岩充填为主,向上逐渐过渡为远基浊积岩和深海相泥岩;峡谷沉积体系划分为峡谷中心、边缘和漫溢3个微相;峡谷不仅是碎屑物质的通道,也是碎屑物质卸载堆积和油气运移、富集的重要场所,发育隐蔽岩性和构造-岩性复合油气藏。     

粤西北怀集地区早石炭世碎屑岩锆石年代学及其地质意义

利用LA-ICP-MS分析技术,对粤西北怀集地区下石炭统测水组碎屑岩中的3件样品进行了碎屑锆石的U-Pb年代学研究,获得了丰富的地壳演化信息,并对沉积物源进行了讨论.3件样品获得有效年龄数据155个,年龄变化范围广(422～3278Ma),主要集中分布于422～530Ma(峰值442Ma)、595～836Ma(峰值79...     

准噶尔盆地北三台凸起构造演化与油气成藏

准噶尔盆地东部北三台凸起属于残余古凸起,东西分离阜康与吉木萨尔凹陷,南北分割沙帐断褶带与阜康断裂带,构造位置特殊; 其形成演化经历晚海西、印支、燕山及喜马拉雅4次大的构造运动,整体表现为东北断隆,向西倾没,围绕凸起形成了较为复杂的断裂系统; 深层石炭系-三叠系断裂发育(逆断裂),浅层侏罗系-白垩系主体继承(正断裂),具有形成早,结束晚的特点。受东西、东北向断裂切割,北三台凸起呈现两个凸起构造带、两个斜坡构造带和6个断裂构造带组合特征。中晚燕山期,收博格达山前凹陷转化成增生楔向北逆冲,构造载荷增大,影响北三台北断裂大幅度逆冲,导致北三台凸起强烈隆升并最终定型。自二叠纪-侏罗纪凸起核部向北迁移,地层由阜康凹陷向凸起方向上超,逐层减薄。在南北向挤压应力作用下,由侏罗纪早期开始,凸起核部逐渐迁移至北三台。在其构造演化过程中与二叠系主力烃源岩层形成与烃演化匹配的良好关系,一直是阜康凹陷生成油气的汇聚方向,在凸起构造不断抬升,高部位地层遭受剥蚀,油气藏遭受破坏的同时,油气仍然向其不断补充,油气供给较为充足,保障了凸起带、断裂带、斜坡区各构造的油气充注,构造低部位的鼻凸带、断裂带下盘、斜坡区三叠系与中下侏罗统保存完整的部位,早期形成的油气藏仍能够得到良好保存; 形成围绕北三台凸起"秃顶"的复式油气聚集,并以中小型规模油气藏为主,油气藏按局部构造带有规律展布; 斜坡区侏罗-三叠与深层二叠-石炭系应是主要勘探方向。     

准噶尔盆地东部石炭系火山岩储层地质特征及油气意义

准噶尔盆地东部石炭系火山岩油气藏勘探近年来取得了重大成就。该区石炭系巴塔玛依内山组火山岩储层类型多样,包括玄武岩、安山岩和流纹岩等火山熔岩,火山集块、火山角砾岩、凝灰岩等火山碎屑岩以及各种沉积—火山岩。火山岩存在多期次、间歇性喷发的特征,一般至少可以划分为3个喷发期次,沉积岩夹层是其主要喷发间断面,两个沉积夹层之间的火山岩层段是有利储集段带。该区石炭纪古火山机构类型多样,近火山通道火山角砾岩发育,是有利的储集相带。综合古生物化石证据和同位素年代学资料,火山活动时限为早石炭世,该区石炭系地层自下而上应为下石炭统塔木岗组、滴水泉组和巴塔玛依内山组; 上石炭统为石钱滩组。     

贵州紫云地区早石炭世黑色岩系地球化学特征及油气地质意义

为了深入探讨贵州紫云地区早石炭世黑色岩系的沉积环境、海平面变化及有机质富集规律,笔者针对该地区早石炭世打屋坝组进行系统采样,重点进行元素地球化学和有机地球化学特征分析。通过结合研究区打屋坝组泥页岩δCe、δEu、V/(V+Ni)、Sr/Ba等值和前人研究成果进行分析,认为紫云-长顺一带早石炭世打屋坝组沉积环境为还原环境-弱氧化环境,沉积相为槽盆边缘斜坡相→槽盆相;通过分析研究区打屋坝组泥页岩稀土元素地球化学参数及TOC值的垂向变化,认为δCe值越小,δEu、ΣREE值越大,则海平面升高,水体越深,TOC值越高,有机质越富集,反之亦然。同时结合打屋坝组岩性的垂向变化,研究区早石炭世打屋坝组垂向上自下而上主要经历了海退-海进-海退的过程;根据δCe、δEu等值及ω(La)N/ω(Yb)N与ω(ΣREE)关系图解,认为研究区打屋坝组母岩主要为花岗岩与沉积岩的混合,推测物源来自于北东侧的雪峰山隆起区和北侧的黔中隆起区,沉积于被动大陆边缘;结合研究区打屋坝组泥页岩有机地球化学参数和黔紫页1井含气性、气测录井资料,认为研究区打屋坝组一段为优质页岩层段,具备良好的页岩气地质条件和勘探开发潜力,研究区南西部(侧)更有利于有机质富集,可作为下一步页岩气勘探工作方向。     

准噶尔盆地及周缘地区石炭系岩相古地理特征及油气基本地质条件

准噶尔盆地及周缘地区具前寒武纪变质结晶和褶皱双重基底,石炭系发育有研究区第1套完整且区域对比相对良好的地层。以“构造控盆、盆控相”的思路,对石炭系的沉积相和古地理特征进行了分析:早石炭世发育活动、被动陆缘海相及海陆过渡相沉积盆地,晚石炭世发育海陆过渡相沉积盆地及陆相火山岩。石炭系发育海相、海陆过渡相以及大陆相3个相区,可细分为大陆相、海相火山岩及火山碎屑岩相、次深海—深海相、浅海相、滨海相、三角洲相、河湖相以及冲积扇相等11个相带。从“相控油气基本地质条件”思路出发,认为盆地西北缘克拉玛依—白碱滩地区、南缘巴音沟、乌鲁木齐等地发育的次深海—深海相暗色泥页岩为较好的烃源岩;东北缘如卡拉麦里地区发育的三角洲相为烃源岩、储集岩良好的油气勘探有利相带;三塘湖地区发育的潮坪相与潟湖相、布尔津—富蕴及博格达山地区发育的浅海碳酸盐岩—碎屑岩浅海陆棚相等可形成良好的生储盖组合。这些生、储、盖三位一体分布的相带和地区是今后油气勘探的优选目标和首选地区。     

新疆西准噶尔早石炭世沉积地层的物源及构造环境

沉积物的地球化学和碎屑锆石特征在沉积岩物源分析及构造背景的研究中具有较为重要的作用.对克拉玛依后山地区早石炭世包古图组和太勒古拉组碎屑岩样品(共42个)进行了岩石学和地球化学研究,结果显示,这套碎屑岩的主量元素SiO₂含量为54.64%~73.14%,Al₂O₃含量相对较高(11.89%~19.36%),(TFe₂O₃+MgO)含量比较高(3.97%~9.99%),反映岩石化学成熟度偏低.岩石稀土元素含量变化较大,在83×10-6~252×10-6之间变化,无Ce异常,Eu呈微弱负异常,具有低的∑REE等特征,与大洋岛弧型砂岩相似.采自这2个组的碎屑锆石U-Pb定年结果表明,包古图组有340 Ma和440 Ma两个主峰值,主要来源于石炭纪、志留纪的源岩;太勒古拉组碎屑锆石主峰值为325 Ma,其年龄与地层年龄很接近,推测其主要来源于同沉积石炭纪岩石.根据主、微量及稀土元素等多个构造环境判别图解的综合分析,结果表明早石炭世包古图组和太勒古拉组沉积物的物源特征及沉积构造背景较为相似,主要为大洋岛弧-大陆岛弧环境下的中酸性火山岩,夹有少量基性火山岩.      

准噶尔盆地东部石炭系火山岩储层地质特征及油气意义

准噶尔盆地东部石炭系火山岩油气藏勘探近年来取得了重大成就。该区石炭系巴塔玛依内山组火山岩储层类型多样,包括玄武岩、安山岩和流纹岩等火山熔岩,火山集块、火山角砾岩、凝灰岩等火山碎屑岩以及各种沉积—火山岩。火山岩存在多期次、间歇性喷发的特征,一般至少可以划分为3个喷发期次,沉积岩夹层是其主要喷发间断面,两个沉积夹层之间的火山岩层段是有利储集段带。该区石炭纪古火山机构类型多样,近火山通道火山角砾岩发育,是有利的储集相带。综合古生物化石证据和同位素年代学资料,火山活动时限为早石炭世,该区石炭系地层自下而上应为下石炭统塔木岗组、滴水泉组和巴塔玛依内山组;上石炭统为石钱滩组。     

准噶尔盆地隆起区石炭系顶面不整合及其意义及其意义

石炭系风化壳是准噶尔盆地火山岩油气储集层的主要类型,物性明显好于同时代原生型火山岩。通过对陆梁隆起滴西地区的铸体薄片与岩心观测,发现风化淋滤对火山岩储集性能的改造主要体现在孔隙上,对裂缝的改造作用不明显。由于火山岩形成的构造环境与古地貌存在差异,不同的海拔高度决定了其接受风化时间的长短。准噶尔盆地内石炭系不整合上覆地层时代存在明显差异,下二叠统至白垩系均有分布。最长风化时长在东部隆起约为150Ma,在陆梁隆起约为100Ma,在西部隆起约为55Ma;而3处隆起最少则仅缺失部分上石炭统-下二叠统。风化时长的长短与火山岩孔隙度的大小呈近波峰状对应关系,火山岩孔隙度初始随风化时长的增大(至约30Ma)逐渐增大,在到达峰值(对应风化时长约40Ma)后随时长的增大(55～100Ma)逐渐减小。最大的孔隙度均出现在火山角砾岩和玄武岩中,安山岩的孔隙度次之,而凝灰岩的孔隙度最小。     

准噶尔盆地白家海凸起的石炭系地质结构与成因模型

利用最新探井、高分辨率地震、年代学资料、古生物资料,并结合盆地周边露头资料等,通过地震剖面精细解释,削蚀、超覆尖灭点追踪识别及平衡剖面技术等,对白家海凸起的地质结构、演化和成因模型进行了综合分析,并取得以下4点认识:(1)白家海凸起纵向上发育深、浅两套断裂系统,深层断裂由一系列倾向相同的正断层组成,控制了石炭纪断陷的发育,断陷主要呈北东和北北东两个方向展布,白家海凸起地质结构整体呈现出"纵向分层、横向分带"的特点;(2)白家海凸起的构造演化可分为6个阶段,分别是(1)早石炭世"坳-断-坳"旋回、(2)晚石炭世"坳-断-坳"旋回、(3)早—中二叠世的挤压反转阶段、(4)晚二叠世—中侏罗世西山窑组沉积期的稳定埋藏阶段、(5)中侏罗世头屯河组沉积期—晚侏罗世的改造阶段、(6)白垩纪—现今的调整、定型阶段;(3)早石炭世末期和晚石炭世末期各发生一次构造挤压活动,形成了两个区域性不整合;(4)北天山洋俯冲过程中的板片后撤作用(roll-back),可能是白家海凸起石炭纪断陷发育的深部动力学机制。     

准噶尔盆地东部双井子地区上石炭统泥岩地球化学特征及其地质意义

准噶尔盆地东部石钱滩凹陷石炭系巴塔玛依内山组火山岩之后发育一套连续稳定的碎屑岩沉积。笔者等通过XRD、主微量元素分析等手段针对其中的细粒沉积岩开展元素地球化学研究,其结果对恢复准东地区晚石炭世源区风化特征、古气候、判断其源岩性质及源区构造背景具有重要意义。研究表明,巴山组—石钱滩组泥岩具有低石英含量特点,其中巴山组泥岩黏土含量稍高,而石钱滩组泥岩中长石含量高,两者黏土成份均为蒙脱石（>99%）,反映了干燥、寒冷的气候特征且沉积介质长期为碱性;CIA结果显示巴山组—石钱滩组时期经历了中等—弱化学风化作用,并具有干湿交替气候变化特征;主微量元素及相关判别图解显示巴山组—石钱滩组泥岩的源岩多以偏中性的长英质火山岩为主,少量中基性及少量偏酸性的火山岩物源,并且多数为未分异的弧;泥岩的地球化学特征反映了沉积物源区构造背景主要为大陆岛弧背景,结合石钱滩组碎屑锆石峰值年龄及主要物源区分析认为,野马泉地体与其南部的准噶尔地体东北缘于335 Ma左右开始由俯冲转变为碰撞造山。     

新疆西准噶尔巴尔努克早石炭世富Nb岛弧玄武岩的发现及其地质意义

黑山头组玄武岩-玄武安山岩组合是西准噶尔早石炭世海相火山-沉积建造的重要组成部分,其与高Mg安山岩及O型adakite共生。此次分析的所有样品均为玄武质岩石,Si O2含量为49.62%~55.68%,平均为52.70%;明显高Ti O2(1.16%~1.99%),平均为1.56%;显著富Na2O而贫K2O,Na2O为3.17%~6.35%,平均为4.90%,Na2O/K2O为1.19~26.08,绝大多数样品该比值4(平均8.93)。样品明显富集Nb、Sr、Zr等,Nb含量均7×10-6(7.29×10-6~12.32×10-6,平均为9.48×10-6);全部样品Sr均400×10-6(618×10-6~1107×10-6,平均为825×10-6);Zr158×10-6(159×10-6~217×10-6,平均为182.6×10-6);Zr/Y比值4(6.63~11.09,平均为8.62)。显著高于一般岛弧玄武质岩类。轻稀土明显富集而重稀土亏损显著,且有基本一致的弱正Eu异常。(La/Nb)PM比值0.7(1.23~2.26,平均1.94),(87Sr/86Sr)i=0.7035~0.7039;143Nd/144Nd=0.5128~0.5129;εNd(t)=5.49~7.13。这些地球化学特征与Sajona et al.(1993,1994,1996)确立的富Nb岛弧玄武岩基本一致,而与一般岛弧玄武岩有显著区别。这一发现,为确认西准噶尔早石炭世存在富Nb岛弧玄武岩提供了地球化学佐证,丰富了新疆乃至我国富Nb岛弧玄武岩的产地与层位,也为确认本区早石炭世岛弧构造环境提供了重要依据。     

新疆东准噶尔滴水泉一带早石炭世火山岩年龄 及地球化学特征

滴水泉一带早石炭世火山岩分布于卡拉麦里蛇绿岩带南侧、准噶尔盆地东缘。岩石类型有玄武岩、玄武安山岩、安山岩、安山质角砾熔岩。岩石系列为碱性系列和拉斑玄武岩系列,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（336.6±3.7）Ma~（338.3±5.2）Ma,时代为早石炭世。火山岩富集LILE和轻稀土元素（（La/Yb）N=3.3~8.5）,Nb、Ta略显亏损, Isr值在0.70354~0.70411之间,εNd(t)值为+4.9~+6.6,源区可能是受到俯冲板片脱水流体交代的大陆地幔楔。地球化学特征表明,火山岩形成于板内环境,为后碰撞岩浆活动的产物,暗示准噶尔盆地东缘地区后碰撞岩浆活动至少从早石炭世就已经开始。火山岩中捕获的老锆石指示,准噶尔盆地东部可能存在古老基底。     

新疆西准噶尔萨吾尔地区早石炭世埃达克岩地球化学特征、岩石成因及其意义

新疆西准噶尔萨吾尔地区阿克塔木组(新建)为一套中性火山熔岩、火山碎屑岩夹少量酸性火山熔岩建造。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为337.9±0.77Ma,属早石炭世。安山岩地球化学特征表现为高Si O2(53.42%～64.74%)、A12O3(16.05%～19.23%),富Na2O(4.05%～8.13%)贫K2O(0.36%～3.65%),富Sr(448.1×10-6～1507×10-6),低Yb(0.94×10-6～1.79×10-6)、Y(8.48×10-6～16.92×10-6),高Sr/Y比值(36.6～89.0),富集LREE,亏损HREE,弱Eu正异常,明显的Nb、Ta、Ti负异常,具有典型的埃达克岩特征,为玄武质洋壳在石榴角闪岩相高度部分熔融的产物。阿克塔木组火山岩形成于与洋内俯冲有关的岛弧环境,为早石炭世额尔齐斯-斋桑洋南向俯冲的岩浆记录。俯冲板片边缘受到来自板片窗的高温软流圈物质加热,部分熔融形成的埃达克质熔体与地幔橄榄岩发生熔体-岩石反应,从而形成埃达克岩+富Nb玄武岩组合,同时发生与之相关的Cu-Au成矿作用。阿克塔木组早石炭世埃达克岩的发现,为西准噶尔地区晚古生代岩浆活动、构造演化和金属成矿等研究提供了可靠的依据。     

准噶尔盆地西北缘中拐凸起石炭纪安山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

为加深对中亚造山带西段石炭纪构造背景的认识,对准噶尔盆地西北缘中拐凸起金龙10井区石炭纪安山岩岩心样品开展岩相学、年代学和地球化学研究。安山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,其结晶年龄为(322.4±1.1) Ma,属中石炭世。地球化学分析结果表明,研究区安山岩属于低钾-中钾钙碱性岩石系列,其稀土元素配分曲线均略向右倾,具微弱的Eu负异常;微量元素原始地幔标准化蛛网图显示整体相对富集Pb和大离子亲石元素Rb、Ba等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr等,具有消减带弧火山岩的特征。安山岩的Th/La、Th/Ce和Lu/Yb值均低于大陆地壳的平均值,而接近幔源岩浆的比值。研究区安山岩属于正常的岛弧火山岩,源于富水地幔楔,是由俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔发生部分熔融所形成的。结合区域地质背景并对比相近时期岩浆岩,综合认为研究区安山岩形成于大陆弧环境,为西准噶尔残余洋盆俯冲消减作用的产物,且残余洋盆在(322.4±1.1) Ma时还未完全关闭。