川东明月峡双重楔形构造叠加模式

川东隔挡式褶皱由一系列北东走向的线性褶皱带组成,为典型的高陡背斜构造带。该区油气勘探目的层主要集中在中浅层石炭系,而且钻井主要位于构造核部,钻井深度相对较浅,由于地震资料对构造陡翼地层的反射资料显示品质较差,从而对该构造认识出现了多种解释结果。笔者应用断层相关褶皱理论,依据钻井资料标定,对川东褶皱带典型构造明月峡背斜构造的二维地震剖面测网及两条宽线二维地震剖面重新进行详细构造分析及解释。解释结果表明,如果假定地层厚度不变,明月峡构造样式可以认为是两个楔形构造垂向上叠合而成,发育两期构造。据此本文提出了明月峡背斜双楔形构造发育几何学模式图,分析了两期楔形构造垂向上叠加模式。根据已有的研究成果,地表变形是深部逆冲作用的结果,推测早期中浅层构造变形时间为中白垩世,晚期深层构造为晚新生代时期,而且晚期构造改造了早期构造。构造解释结果给出,剖面几何形态为浅层发育向东的反冲断层扩展褶皱,中深层分别以三叠系膏岩和志留系泥页岩为顶、底滑脱面的楔形构造,深层构造分别以志留系泥页岩和震旦系泥页岩为顶、底滑脱面的楔形构造。构造几何分析指出,深层楔形构造形成时间晚于中深层楔形构造,并改造了早期中深层楔形构造,从而出现了构造高点的向西偏移的现象。在平面分布上,明月峡背斜浅层高陡构造背斜东翼宽度从北向南逐渐变窄,深层楔形体楔形角度逐渐变大,构造缩短量相应增加。     

川东明月峡双重楔形构造叠加模式

川东隔挡式褶皱由一系列北东走向的线性褶皱带组成,为典型的高陡背斜构造带。该区油气勘探目的层主要集中在中浅层石炭系,而且钻井主要位于构造核部,钻井深度相对较浅,由于地震资料对构造陡翼地层的反射资料显示品质较差,从而对该构造认识出现了多种解释结果。笔者应用断层相关褶皱理论,依据钻井资料标定,对川东褶皱带典型构造明月峡背斜构造的二维地震剖面测网及两条宽线二维地震剖面重新进行详细构造分析及解释。解释结果表明,如果假定地层厚度不变,明月峡构造样式可以认为是两个楔形构造垂向上叠合而成,发育两期构造。据此本文提出了明月峡背斜双楔形构造发育几何学模式图,分析了两期楔形构造垂向上叠加模式。根据已有的研究成果,地表变形是深部逆冲作用的结果,推测早期中浅层构造变形时间为中白垩世,晚期深层构造为晚新生代时期,而且晚期构造改造了早期构造。构造解释结果给出,剖面几何形态为浅层发育向东的反冲断层扩展褶皱,中深层分别以三叠系膏岩和志留系泥页岩为顶、底滑脱面的楔形构造,深层构造分别以志留系泥页岩和震旦系泥页岩为顶、底滑脱面的楔形构造。构造几何分析指出,深层楔形构造形成时间晚于中深层楔形构造,并改造了早期中深层楔形构造,从而出现了构造高点的向西偏移的现象。在平面分布上,明月峡背斜浅层高陡构造背斜东翼宽度从北向南逐渐变窄,深层楔形体楔形角度逐渐变大,构造缩短量相应增加。     

川东褶皱带构造发育深度层次与变形样式

地壳上层的结构特征和变形样式在垂直方向上的变化远远大于其在水平维度上的分异。川东褶皱带自晚古生代以来地史演化统一、地层展布稳定,之后新生代盆、山演化分异幅度较大,使得不同深度的地层和基底得以出露,不同地壳深度层次的构造样式得以展示,这为研究应力的垂向分异,提供了很好的条件。本文基于地壳垂直方向上变形几何的不守恒、构造脱耦以及构造层次的概念,通过野外构造现象的详细解析、野外脆性破裂产状统计、断裂之间交切关系以及活动性质观察等综合分析,结合遥感图像研究,对川东褶皱区隔挡式褶皱和隔槽式褶皱形成提出了新的解释模型。以华蓥山与齐岳山为界,川东褶皱带被分为3个呈叠置关系的区域。研究表明华蓥山以西(Ⅰ区)没有发生强烈的构造变形,变形深度最小(<2 km); 华蓥山与齐岳山之间(Ⅱ区)构造样式为在北北东向剪切作用下形成的陡立构造面理,变形深度为2～5 km; 而齐岳山以东(Ⅲ区)的构造样式是发育轴向北东的宽缓褶曲,变形深度为4～6.6 km。研究分析后得出,川东褶皱带在晚古生代以来,没有经历过大幅度的地壳垂向运动和明显的旋转运动,而白垩纪以后,发育了早期北北东向和晚期北东向的两期构造变形。Ⅱ、Ⅲ两区的构造样式发育于同一应力场(北西-南东主应力场),而晚期北东向断裂活动是形成上述3个区域呈现出断块并置的原因。另外,由于后期不同断块抬升和剥露的差异,使3个区域迥异的构造样式呈现在地表。这一认识对研究油气相关的构造圈闭、固体多金属矿产相关的矿床深度问题以及大地构造学等问题都有创新意义。     

川东高陡断褶带构造特征及其演化

在川东地震资料基础上,结合地质资料,系统分析了川东高陡构造特征、演化特征及成因机制。川东高陡断褶带经历了由拉张向挤压转变的动力学环境,主要划分为4期构造演化阶段:弱褶皱阶段(印支期以前)、褶皱雏形阶段(印支期)、褶皱活跃阶段(燕山期)、褶皱定型阶段(喜马拉雅期)。川东高陡断褶带现今构造格局受早期基底断裂控制、晚期多期挤压构造叠加改造,定型"隔挡式"高陡断褶带排状展布;受纵向2套主要膏盐滑脱层及1套次要泥页岩滑脱层影响,川东断褶带纵向上可划分为3个构造形变层,在多期挤压应力过程中,各构造层纵向上形成、演化具有差异性,构造形态截然不同。四川盆地多期挤压构造叠加改造对川东盐类矿床和油气保存产生了重要影响。     

川东北地区褶皱构造成因新说

通过对川东北地区的古构造应力场进行数学模拟和构造变形物理模拟试验,提出了该区褶皱构造主要是在统一的联合构造应力场作用下形成的联合构造,挤压力主要来自武陵山、大巴山、米仓山三个方向。该论点的提出,对于重新评价川东北地区的圈闭构造和拓宽油气勘探的领域具有重要意义。     

柯坪褶皱冲断带构造变形特征解析

柯坪褶皱冲断带位于塔里木盆地西北缘,勘探程度低,地表、地下构造变形复杂,构造模型存在多解性.本文通过对最新地震资料的解释,结合地质露头和钻井资料,建立起该地区新的构造模型.柯坪褶皱冲断带构造变形具有东西分段、南北分带的特征.东西向具有“跷跷板式”的沉积特征.中部皮羌段中寒武统盐层厚度大,主要发育盐下冲断构造和盐上反向滑脱构造;东、西两段主要发育基底卷入构造.石炭纪柯坪褶皱冲断带存在一期古隆起构造.晚石炭世一早二叠世沉积的康克林组具有填平补齐的特征.皮羌段发育两期断裂.早期为海西期断裂,晚期为喜山期断裂.石炭纪古隆起受控于早期断裂.喜山期形成的盐上滑脱构造对下伏潜在的古油藏具有封闭和保存作用.     

川东—武陵地区构造格局及其演化

陆内变形是现今大陆动力学研究的重要内容之一。川东-武陵地区位于扬子地块的内部,远离板块边界,是研究陆内变形的绝佳场所。通过野外断裂构造详细的解析、褶皱构造的形态分析以及沉积地层接触关系的研究,建立了川东-武陵地区显生宙构造格局,探讨了多期构造演化过程。晚中生代以来的两次构造作用奠定了研究区的构造格架,认为滑脱层的深度及数量从根本上控制了川东-武陵地区侏罗山式褶皱变形的差异,褶皱与断裂构造几乎同时形成,川东地区的隔挡式褶皱为单层滑脱变形的结果,而武陵地区的褶皱构造是由于多层次滑脱背景下、差异隆升剥蚀造成的不同构造层次褶皱出露的结果。结合区域地质演化,提出川东-武陵地区显生宙时期主要经历了五期构造演化。晚志留-中泥盆世、石炭纪末和中、晚三叠世之交,研究区均以整体的抬升作用为主,不发育任何褶皱构造;晚侏罗-早白垩世发生大规模褶皱-逆冲作用;新生代晚期,受印度与欧亚大陆汇聚作用的影响,区内断裂带走滑方向发生反转,早期构造被强烈改造。      

滑脱层在挤压构造变形中的作用——来自构造物理模拟实验的证据

为了研究滑脱层在挤压构造变形中的作用,通过物理模拟实验,观测了两种构造挤压方式(即单向挤压、双向挤压)作用下不同时期及不同部位地层的构造形成及其晚期演化特征.实验结果表明:①在滑脱层存在的地质条件下,地质体自下而上可以划分为三个构造变形单元,即上构造层、滑脱层、下构造层.②构造变形过程可以划分为3个时期,在变形初期...     

库车褶皱冲断带前缘盐层厚度对滑脱褶皱构造特征及演化的影响

库车褶皱冲断带前缘发育一系列滑脱褶皱,虽然卷入变形的新生代地层及底部滑脱层(古近系盐层)相同,但滑脱褶皱的构造特征及演化存在显著差异。文中结合野外地质调查结果以及钻井资料和高品质二维地震反射剖面解析,以南喀背斜和米斯坎塔克背斜为例,估算出盐层初始厚度,并讨论其对于滑脱褶皱样式及其演化过程的影响。结果表明,南喀背斜和米斯坎塔克背斜下伏盐层初始厚度不同,估算出前者厚度介于0.1~0.5 km,主要为0.1~0.3 km,而后者却大约为1.0 km。与此同时,南喀背斜和米斯坎塔克背斜均表现出分段差异变形特征。南喀背斜为低缓的滑脱褶皱,其东段隐伏地下,变形方式为褶皱作用;而西段出露地表,背斜核部发育隐伏的逆冲断层,变形方式为褶皱作用和断层作用。背斜西段平均隆升速率大于东段,导致西段隆升出露地表。米斯坎塔克背斜表现为大规模滑脱褶皱,根据变形特征的不同可以分为3段,东段背斜倾向北,盐岩在其核部及北翼下方聚集加厚;而中-西段背斜倾向南,其中中段背斜核部位置盐岩聚集加厚,两翼下伏盐岩减薄甚至形成盐焊接。而在西段背斜呈箱状,两翼下方盐岩厚度至少为1.0 km。笔者总结出库车褶皱冲断带前缘发育的7种滑脱褶皱变形样式,通过构造分析得出,研究区滑脱褶皱的变形主要受盐层厚度、构造缩短量及盐岩流动变形共同控制,其中盐层厚度起主导作用,控制了滑脱褶皱的发育位置,并影响了滑脱褶皱的变形样式。研究结果将为其他褶皱冲断带中滑脱褶皱的相关研究提供重要参考,特别是在缺少高品质地震资料,或者构造变形强烈、地震资料品质较差的地区。     

川东-武陵构造带下古生界海相页岩构造变形特征及对页岩气保存的影响

川东-武陵构造带下古生界发育的两套海相页岩层系(下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组)不仅是区域内重要的滑脱层,也是页岩气勘探开发的重点层位。通过野外详细的构造解析及室内显微观察,从宏观露头—显微尺度分析了页岩的变形特征,认为页岩至少存在两期构造变形:早期顺层向北西或南东的逆冲和晚期的切层断层作用。页岩的变形强度随着与断裂带距离的变化而发生改变,远离断裂带的地区页岩变形主要表现为近直立的微裂隙,属脆性域;靠近断裂带,页岩的变形特征逐渐表现为脆-韧性过渡,开始发育糜棱化构造;在断裂带内部,页岩强烈面理化,发育大量的糜棱化构造,属韧性域。通过氩离子抛光和扫描电镜技术,分析了变形页岩内部的孔隙演化特征,认为随着变形作用从脆性—脆-韧性过渡—韧性的转变,页岩内部的孔隙类型不仅可以发生转换,而且页岩内部孔隙的大小、分布特征也随之改变。在此基础上,进一步讨论了中国南方复杂构造区下古生界页岩变形对页岩气保存的影响,认为顺层剪切滑脱作用会改变页岩内部的孔隙体系,有利于页岩气的富集;切层的伸展或走滑剪切作用不仅会破坏先前形成的油气圈闭,而且会导致油气沿着断裂带从高势区向低势区运移,进而造成油气散失。      

四川盆地东缘寒武系盐下油气勘探领域探讨

地球物理资料显示四川盆地东缘齐岳山附近寒武系高台组膏盐岩层下深部存在逆冲构造,其形成过程以及油气地质意义未见深入研究。笔者等综合四川盆地东部石柱地区线束三维和建南地区二维地震反射资料,并结合钻井资料以及区域地质研究成果,从构造继承性的角度探讨四川盆地震旦系灯影组台缘带类型,并分析了川东地区寒武系盐下油气圈闭特征。研究获得如下认识：① 川东齐岳山北段构造变形强烈,普遍发育基底卷入构造,构造样式受青白口纪—南华纪裂谷与转换带构造位置的控制。② 依据构造继承关系将盆内灯影组台缘带划分为德阳—安岳地区原生型台缘带、万源—达州地区继承型台缘带以及石柱地区继承—改造型台缘带。③ 依据青白口纪—南华纪裂谷的分布和后期构造作用影响大小,认为沿齐岳山向南至南川一带存在与石柱地区相似的灯影组继承—改造型台缘带,忠县、南川以西存在灯影组继承型台缘带。④ 研究区新元古界—下寒武统烃源岩、灯影组—龙王庙组滩相白云岩储层与寒武系膏盐岩层系构成完整的生储盖组合。⑤ 寒武系盐下基底逆冲可形成成排、成带的构造,与灯影组继承—改造型台缘带、龙王庙组滩相白云岩储层配置,形成断层相关的构造—岩性圈闭带,成为川东地区油气规模聚集有利区。研究认为四川盆地东部石柱地区震旦纪—早寒武世早期继承了青白口纪—南华纪裂谷构造特征,燕山期构造反转,高台组盐下形成基底卷入逆冲构造,具备生储盖等基本石油地质条件,具有重要的油气勘探现实意义。     

四川盆地东缘寒武系盐下油气勘探领域探讨

地球物理资料显示四川盆地东缘齐岳山附近寒武系高台组膏盐岩层下深部存在逆冲构造,其形成过程以及油气地质意义未见深入研究。笔者等综合四川盆地东部石柱地区线束三维和建南地区二维地震反射资料,并结合钻井资料以及区域地质研究成果,从构造继承性的角度探讨四川盆地震旦系灯影组台缘带类型,并分析了川东地区寒武系盐下油气圈闭特征。研究获得如下认识：①川东齐岳山北段构造变形强烈,普遍发育基底卷入构造,构造样式受青白口纪—南华纪裂谷与转换带构造位置的控制。②依据构造继承关系将盆内灯影组台缘带划分为德阳—安岳地区原生型台缘带、万源—达州地区继承型台缘带以及石柱地区继承—改造型台缘带。③依据青白口纪—南华纪裂谷的分布和后期构造作用影响大小,认为沿齐岳山向南至南川一带存在与石柱地区相似的灯影组继承—改造型台缘带,忠县、南川以西存在灯影组继承型台缘带。④研究区新元古界—下寒武统烃源岩、灯影组—龙王庙组滩相白云岩储层与寒武系膏盐岩层系构成完整的生储盖组合。⑤寒武系盐下基底逆冲可形成成排、成带的构造,与灯影组继承—改造型台缘带、龙王庙组滩相白云岩储层配置,形成断层相关的构造—岩性圈闭带,成为川东地区油气规模聚集有利区。研究认为四川盆地东部石柱地区震旦纪—早寒武世早期继承了青白口纪—南华纪裂谷构造特征,燕山期构造反转,高台组盐下形成基底卷入逆冲构造,具备生储盖等基本石油地质条件,具有重要的油气勘探现实意义。     

四川盆地东部地区寒武系洗象池群碳酸盐岩碳、氧同位素特征及其意义*

四川盆地东部地区寒武系洗象池群碳酸盐岩的碳、氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成,笔者根据采集的111个碳、氧同位素数据,研究、讨论了盆地东部地区中上寒武统碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演化及地质意义。研究表明,δ¹³C值变化介于-3.36‰~2.65‰之间,均值为-1.027‰,绝大多数的样品都分布在-2‰~2‰的区间,δ¹⁸O值分布于-11.1‰~-6.01‰之间,均值为-7.991‰,在-10‰~-6‰的范围内波动。通过对碳、氧同位素数据分析研究,认为四川盆地东部地区洗象池群主要发育在盐度较高、温暖—炎热的近岸海相沉积环境;洗象池群沉积早期和中期经历了短暂而快速的海侵后进入缓慢的海退,在晚期缓慢海侵后的快速海退,碳同位素组成反映的海平面变化趋势与沉积相演化一致。洗象池群沉积中期显著的碳同位素正向漂移,标志着较高的生产力和有机碳埋藏率,具有重要的石油地质学意义。     

Occurrence and conceptual sedimentary model of Cambrian gypsum-bearing evaporites in the Sichuan Basin,SW China

During the Cambrian, gypsum-bearing evaporites formed in the Sichuan Basin, SW China. These rocks are important for oil and gas sealing, but details of their distribution and origin are not well established. This study examines the regional distribution and origin of the gypsum-bearing evaporites using a comprehensive analysis of drilling data from 34 wells, 5 measured cross-sections in the basin and surrounding area, and 96 maps of area-survey data. Results show that in the stratigraphic succession, the gypsum-bearing evaporites occur mainly in the Lower Cambrian Longwangmiao Formation, the Middle Cambrian Douposi Formation, and the Middle-Upper Cambrian Xixiangchi Group. Geographically, the rocks are found mainly in the southeastern part of the basin, and the distribution of deposits shows an overall SW-NE trend. The sedimentary environments for evaporite formation were evaporative lagoon and inter-platform basin in a platform setting. Gypsum was generated by the underwater concentration of sea water in a strongly evaporative environment. Both an evaporative restricted platform and a mixeddeposition restricted platform model appear to be applicable to the development of gypsum in the Sichuan Basin. The gypsum-bearing evaporites with the best sealing capacity are located mostly in the southeastern part of the basin. These constraints can be applied directly to regional exploration, and have implications for the regional paleogeography and paleoclimate.     

Main Structural Styles and Deformation Mechanisms in the Northern Sichuan Basin, Southern China

The Triassic Jialingjiang Formation and Leikoupo Formation are characterized by thick salt layers. Three tectono-stratigraphic sequences can be identified according to detachment layers of Lower-Middle Triassic salt beds in the northern Sichuan Basin, i.e. the sub-salt sequence composed of Sinian to the Lower Triassic Feixianguan Formation, the salt sequence of the Lower Triassic Jialingjiang Formation and Mid-Triassic Leikoupou Formation, and the supra-salt sequence composed of continental clastics of the Upper-Triassic Xujiahe Formation, Jurassic and Cretaceous. A series of specific structural styles, such as intensively deformed belt of basement-involved imbricated thrust belt, basement-involved and salt-detached superimposed deformed belt, buried salt-related detached belt, duplex, piling triangle zone and pop-up, developed in the northern Sichuan Basin. The relatively thin salt beds, associated with the structural deformation of the northern Sichuan Basin, might act as a large decollement layer. The deformation mechanisms in the northern Sichuan Basin included regional compression and shortening, plastic flow and detachment, tectonic upwelling and erosion, gravitational sliding and spreading. The source rocks in the northern Sichuan Basin are strata underlying the salt layer, such as the Cambrian, Silurian and Permian. The structural deformation related to the Triassic salt controlled the styles of traps for hydrocarbon. The formation and development of hydrocarbon traps in the northern Sichuan Basin might have a bearing upon the Lower-Middle Triassic salt sequences which were favorable to the hydrocarbon accumulation and preservation. The salt layers in the Lower-Middle Triassic formed the main cap rocks and are favorable for the accumulation and preservation of hydrocarbon.     

北黄海盆地东部坳陷中新生代构造样式

北黄海盆地东部坳陷中新生代自下而上发育中侏罗统、上侏罗统、下白垩统、渐新统和新近系,划分为3个构造层,即下构造层、中构造层和上构造层,分别对应盆地的中生代断陷-反转阶段、古近纪断陷—反转阶段和区域沉降阶段3期构造演化阶段。不同的构造演化阶段造就了不同的构造样式,基于地震反射资料,结合盆地地质结构特征,总结了坳陷构造样式特征,即伸展构造、挤压构造、反转构造及扭动构造4种样式,以伸展构造样式为主,翘倾断块、滑动断阶及逆牵引背斜是研究区内有利于油气运聚成藏的主要构造样式。     

四川盆地东部上三叠统须家河组层序地层及聚煤特征研究*

四川盆地东部上三叠统须家河组共分7段,其中须一段与川西小塘子组为同期异相沉积。须一、须三、须五、须七段为含煤泥岩段,须二、须四、须六段为砂岩段。对区内钻井剖面及露头剖面进行分析,在须家河组中识别出区域性构造不整合面及河流下切冲刷面等层序界面,将须家河组划分为4个三级层序,分别对应于须一段、须二段—须三段、须四段—须五段、须六段—须七段。以地层的岩性、岩相变化特征细化分出低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。其中低位体系域以广泛分布的河道砂岩沉积为特征;湖侵体系域与高位体系域以湖滨三角洲相的细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层互层为特征。对层序地层格架下的聚煤特征分析表明,层序Ⅲ聚煤最有利,其次为层序Ⅳ,层序Ⅱ最差;在层序Ⅲ内,高位体系域比湖侵体系域更有利于成煤。煤层厚度变化明显受泥炭堆积速率与可容空间增加速率的控制,高位体系域早期较高的可容空间增加速率与较高的泥炭堆积速率保持平衡,有利于厚泥炭(煤)层的形成。     

川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组沉积相

通过野外露头、钻测井、三维地震及区域地质调查等资料的综合研究发现,川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组岩石类型以碳酸盐岩(粉晶白云岩、颗粒白云岩、泥晶灰岩和颗粒灰岩)为主,局部发育大套蒸发岩(膏岩和云质膏岩)及碳酸盐岩与碎屑岩的混合沉积;识别出局限台地相、开阔台地相、蒸发台地相和混积台地相4种沉积相类型,以局限台地相最为发育;川东及其周缘地区龙王庙组各沉积相带呈北东—南西向展布,混积台地相分布于研究区西北部,蒸发台地相集中发育在研究区西部华蓥山断裂东侧,局限台地相分布于混积台地相以东到盆地东边界以西的地区,开阔台地相分布于局限台地相以东到广海的部分地区。