准噶尔盆地南缘构造成因机理及其与油气聚集关系探讨

准噶尔盆地南缘的背斜构造大致分为三拓是，它们的变形强度各异。该文根据各背斜带的构造变形特征与空间展布特征，对其形成机理进行了探讨，并提出了相应的成因机制模式。根据这一模式，从构造与生油配套关系的角度分析了油气聚集条件。     

准噶尔盆地南缘构造变形特征及其主控因素

本文通过地面地质调查和地震资料的构造解释,研究了准噶尔盆地南缘构造变形特点及变形主控因素。认为准噶尔盆地南缘构造变形具有南北分带、东西分段和上下分层的变形特点,构造样式为逆冲断层相关褶皱,包括断冲褶皱、断展褶皱、滑脱褶皱、断弯褶皱和断束褶皱。构造形成时间主要是在第四纪,其中喜马拉雅运动Ⅲ幕主要影响到变形后缘山前推举带的变形,早更新世末期的新构造运动使准噶尔盆地南缘全面变形,形成现今构造格局。研究证明,在构造变形中起决定作用的是侏罗系煤层,其分布范围决定了变形范围,其厚度决定了变形强度和应力向前传递的远近程度。     

准噶尔盆地南缘中段山前复杂构造变形特征及形成演化

准噶尔盆地南缘中段紧邻北天山山前,构造变形错综复杂。山前发育的三排构造的形成时间存在许多认识上的分歧,对演化过程中褶皱和断裂的变形叠加特征缺少系统的对比分析。笔者在前人研究的基础上,利用地震资料解释、平衡剖面恢复、构造物理模拟等研究手段,结合断层滑移距、伸展压缩速率定量分析方法,对研究区的构造变形特征和叠加演化过程进行了系统的分析。研究认为：(1)南缘中段三排构造自南向北,变形强度由强变弱;第一排背斜受控于基底卷入型断裂体系,第二、三排背斜受控于顺层滑脱型断裂体系,构造之间具有形成递进的演化关系,叠加形成多种复合构造样式。(2)断层滑移距总体“由深至浅”逐渐变小,具有继承性发育的特点;主干断裂滑移距存在明显的拐点,是多期次活动的有力证据。(3)基底大型逆冲断裂是先存断裂,后期继承性发育;基底卷入型褶皱–冲断带是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,后期表现出边断边褶特征;滑脱型褶皱–冲断带是冲断和褶皱同时或冲断先于褶皱形成。(4)第一排背斜形成于侏罗纪末期,第二排背斜在此时期形成微弱雏形,并在古近纪末期形成明显轮廓;第三排背斜形成于新近纪末期;第四纪至今的强大挤压作用使3排背斜被断裂强烈改造。     

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带变形特征及成因机制模拟

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带发育于北天山和博格达山北侧的准噶尔盆地南部的山前地区,构造变形具有明显的横向分带、纵向分段、垂向分层特征,其主控因素在于挤压应力的作用方式和滑脱层的空间分布规律。西段受北天山斜向挤压应力作用影响,发育北西西向四排雁列式褶皱-冲断带,构造变形样式为基底卷入式厚皮构造和盖层滑脱式薄皮构造,变形过程受侏罗系煤层和白垩系、古近系高塑性泥岩层等多滑脱层控制。滑脱层及其上覆岩层厚度决定变形的强度和应力向前传递的远近程度,厚度越大,褶皱变形强度越大。东段受博格达山正向楔冲挤压应力作用影响,发育近东西向向北凸出的弧形基底卷入式褶皱-冲断带,滑脱构造不发育。根据构造变形特征和相似理论,利用沙箱模拟实验分别对正向挤压和15°、30°、45°等斜向挤压平面变形进行了模拟,结果表明正向挤压和15°斜向挤压是形成东段和西段变形特征的主控应力条件,并设计了斜向和正向挤压组合边界平面模拟实验进行了验证,合理地解释了东、西段构造变形的差异。利用双滑脱层剖面模型实验对西段四排褶皱-冲断带的演化过程进行了模拟再现。     

准噶尔盆地南缘断裂带显微构造特征与活动时代

对准噶尔盆地南缘霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁逆断裂带中的断层泥和构造岩显微构造进行了研究,并对断裂带中的石膏、石英脉和断层泥进行了ESR测年。显微构造研究表明,断裂带至少经历了3期构造变形,断层泥和石英碎粒中既发育有线状擦痕、阶步等粘滑活动显微构造,也发育有剪切滑动、定向排列等蠕滑活动变形现象。ESR测年结果显示,霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁逆断裂带形成于1.5Ma前,在0.4~1.0 Ma和0.08~0.12 Ma期间进行了二次再调整。断裂活动时间与青藏高原阶段性隆升的时间一致,说明准噶尔盆地南缘霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁逆断裂带的形成与青藏高原的隆升过程密切相关。     

准噶尔盆地南缘异常高压及其成因机制初探

实测地层压力、测井及泥浆比重等资料均显示准噶尔盆地南缘具有显著的异常高压现象,异常高压的分布主要受地层层位的控制,其中又以下第三系安集海河组的控制作用最为明显。异常高压的形成主要是快速沉积、厚层泥岩的封闭作用及构造应力等因素综合作用的结果,而粘土矿物转化、烃类生成作用的影响则相对较小。     

准噶尔盆地南缘新生代构造特征及其与砂岩型铀矿成矿作用初析

准噶尔盆地南缘盆山结合部中新生界沉积巨厚,新生代变形强烈,是研究新盆山耦合的理想场所,也是我国砂岩型铀矿找矿的远景区段。本文在综合前人资料和野外观测分析基础上,根据新生代构造活动特征,将准噶尔盆地南缘划分为博格达山前和西部断褶带两个构造分区,博格达山前以强烈的逆冲推覆为特征,发育多条活动的逆冲推覆断裂; 乌鲁木齐以西至乌苏南的西部断褶带则发育三-四排的褶皱-逆冲断裂构造带。对采自博格达山前逆冲推覆断裂带内的方解石和断层泥,利用电子自旋共振测年手段,推测博格达山前的富康-吉木萨尔断裂带和北三台断裂带分别在0.7~1Ma和0.25Ma期间,经历了一期重要的逆冲推覆作用。结合盆地南缘砂岩型铀矿的展布规律及其成矿条件的分析,探讨了新生代构造运动对砂岩型铀矿成矿的控制作用,认为西部断褶带的第一排构造带具有较好的成矿前景,而博格达山前由于新生代构造活动强烈而相对成矿不利,为此提出了准噶尔盆地南缘砂岩型铀矿成矿“构造优先权”的构造控矿模式,进而指出了区域找矿的优选区段。     

准噶尔盆地南缘泥火山活动及其伴生油苗的地球化学特征和意义

文中对准噶尔盆地南缘乌苏四棵树和独山子泥火山的构造背景进行了分析,指出其形成主要是由于天山北缘中新生 代沉积层中地势高低造成的水压差和地层层间压力差,导致丰富的地下水沿着背斜顶端发育的断裂带上升,与通道周围的 泥质岩石相遇,泥浆形成并喷出地表而成为泥火山。论文还对四棵树和独山子泥火山的伴生油苗进行了全油色谱和生物标 记化合物研究,对比相关烃源岩地球化学特征及前人有关研究成果,指出油样有机质均处于成熟阶段,油源可能是侏罗系 与古近系烃源岩的混合产物。研究结果对探索该区泥火山的成因和油气成藏条件具有重要意义。     

准噶尔盆地南缘中段构造的平衡剖面研究

笔者以平衡剖面理论为指导,利用平衡剖而反演技术,研究了准噶尔盆地南缘中段3条代表性剖面构造的几何学、运动学与发育史.研究表明准噶尔盆地南缘中段山前冲断带构造变形强度由北到南整体表现为由弱变强,反冲断层位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深.纵向上划分为基底卷入型褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带;在横向上不同构造带之间通过相邻构造的变形样式和滑脱层位的渐变实现位移的传递、转换和互补,从而保持褶皱-逆冲断层累计缩短最沿走向有规律的渐变关系.     

准噶尔盆地南缘中-新生界碎屑成份特征与构造期次

准噶尔盆地南缘晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世及晚新生代发育的近源粗碎屑沉积显示构造活动的存在。野外剖面及镜下碎屑成份统计表明:砾岩的砾石成份、砂岩碎屑成份的物源属性主要是再旋回造山带和晚古生代的岩浆弧,但盆地南缘东段与西段的岩屑组成及物源属性存在较大的差异。其中,沉积岩岩屑在晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代发生了相应的增加,显示盆缘沉积岩物源的隆升—剥蚀作用和构造活动的相对活跃。砂岩碎屑特征、重矿物相对含量及重矿物组合特征证明盆地南缘东、西两段的物源属性存在较大差异,特别是不稳定重矿物的增加显示晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代为构造相对活跃的构造环境。综合中-新生界沉积碎屑特征及差异分析,准噶尔盆地南缘中-新生代盆山格局发生了3次较大的转变过程,分别对应于上述3个时期。中-新生代3次构造活动对含油气系统形成具有重要控制作用,构造活动期次与油气藏形成、调整的期次也有良好的对应关系。     

准噶尔盆地南缘中生代正反转构造分析

本文以地质露头、钻井和测井资料为约束,运用断层相关褶皱理论解释了新处理的准噶尔盆地南缘94条工业地震反射剖面,并通过数值模拟实验以及平衡剖面恢复技术,合理地再现了准噶尔盆地南缘第一排褶皱冲断带中生代构造演化的运动学过程。研究结果表明准噶尔盆地南缘中三叠世-中侏罗世为拉张环境,喀拉扎正断层、昌吉正断层发育,并控制中-上三叠统-中-下侏罗统沉积; 中-晚侏罗世转变为挤压环境,早期正断裂发生反转,同时控制第一排背斜带的齐古逆断裂开始发育,齐古背斜、昌吉背斜雏形形成; 上新世(N₂)再次发生强烈挤压,齐古背斜、昌吉背斜和喀拉扎背斜最终定型。     

准噶尔盆地南缘中段深层构造变形特征及构造转换关系

准噶尔盆地南缘属于环青藏高原盆山构造系统的一部分,受新生代以来青藏高原远距离构造传递作用的影响,深部构造期次多,变形十分复杂,地震剖面成像品质很差,导致对其构造变形特征和变形机制的认识存在争议,对横向构造转换关系和纵向构造传递过程方面的研究甚少。本文采用最新宽线地震资料,运用断层相关褶皱变形方法分析了准噶尔南缘中段霍玛吐背斜带中-深部隐伏构造变形特征;通过构造样式、变形强度对比与分析,阐述了霍玛吐背斜横向转换关系;在构造建模与精细解释的基础上,利用平衡剖面和构造正演模拟方法,分析了其构造演化过程,并阐述了纵向构造传递过程。分析认为,霍玛吐背斜带深部主要发育低幅度断层转折褶皱,中部发育复合型构造三角楔,并伴生有次级褶皱调节断层及小型反冲断层;浅部发育断层传播褶皱;横向上主要表现为构造样式相近、构造变形强度发生此消彼长的构造转换关系;纵向上表现为侏罗纪—中新世的低幅度构造变形,并以前展式向盆地方向发生构造挤压传递,上新世经强烈逆冲挤压,形成复合构造三角楔及派生的突发构造,后经强烈挤压逆冲,在浅部形成断层传播褶皱,并使山前带被强烈推举地表,遭受剥蚀。     

准噶尔盆地南缘小渠子背斜T/P 同构造不整合几何学、运动学特征及地质意义

为探讨准噶尔盆地南缘二叠纪-三叠纪盆地构造性质及构造演化过程,笔者对盆地南缘小渠子背斜保存较完整的T/P 不整合进行了几何学、运动学和沉积韵律旋回特征的分析。T/P 不整合具有同构造不整合的特点,表现为不整合之下削蚀、之上超覆,是由于盆地南缘经历晚二叠世-早三叠世区域性挤压作用造成的。通过对小渠子地区深层地质结构的分析,认为晚二叠世-早三叠世的构造演化过程与早石炭世伸展断陷的反转密切相关。     

准噶尔盆地南缘山前带阿什里背斜精细构造建模

准噶尔盆地南缘山前冲断带经历了多期叠加构造活动,构造变形特征复杂,对研究陆内造山变形机制具有重要意义。阿什里背斜处于北天山后方前陆部位,构造样式为分层滑脱变形体系控制的复式叠加背斜,垂向上包括浅层薄皮推覆构造系统和中深层复合构造楔系统。钻井和地震反射信息揭示,阿什里地区主要滑脱层为基底滑脱层,石炭系、二叠系泥岩层,中下侏罗统八道湾组、西山窑组煤层。阿什里背斜侏罗系底部不整合面受基底发育的叠加构造楔(由2~3个冲断席构成)控制,反冲断层之上石炭系-三叠系构成不对称背斜。阿什里西南大型石炭系推覆体之下发育泥盆系-石炭系组成的冲断席,构成(楔端点向上方突破的)构造楔。阿什里背斜北侧以一向斜与喀拉扎背斜过渡,指示冲断位移沿浅部滑脱层向北继续传播。阿什里及邻区发育的石炭系与三叠系-中下侏罗统不整合、二叠系内部不整合、二叠系与三叠系削截不整合、三叠系与侏罗系不整合、新近系与第四系不整合揭示了中-晚二叠世以来多期构造活动。其中,阿1井核部二叠系梧桐沟组之下钻遇的凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb同位素分析结果显示其年龄为289.1±7Ma(95%置信度),指示了晚海西期的构造活动。根据阿什里地区地震剖面的精细构造几何学、运动学解析,结合关键不整合面,划分了5个关键构造演化期次:中二叠世阿什里西南逆冲推覆形成古隆起;晚二叠世-晚三叠世阿什里地区存在两期小规模冲断活动;侏罗纪整体稳定沉降或弱坳陷;白垩纪-古近纪多幕隆升构造活动使阿什里地区沿基底发育叠加构造楔;中新世北天山剧烈造山活动中阿什里基底构造楔向北突破形成阿克屯-喀拉扎背斜。     

准噶尔盆地南缘东段构造解析和构造解释模型建立

准噶尔盆地南缘山前带油气地质条件良好,但构造变形强烈、地震资料品质差且构造解释多解性强。通过南缘东段野外露头典型构造解析、“地质戴帽”、室内构造物理模拟实验、电法勘探中建场测深线的深度—电阻率反演剖面和地震资料解释,结合钻探结果,构建了南缘东段山前复杂带的构造—地层格架和叠瓦状冲断、多层次逆冲推覆的构造模型,探讨了山前复杂构造区低成像品质地震资料的构造解释模型建立的方法;明确逆冲断裂下盘的掩伏构造是下步勘探首选的目标类型。为南缘山前复杂构造带构造解释提供构造样式和断裂类型的参考,进一步为盆地南缘山前带的油气勘探和井位部署提供依据。该构造模型建立的方法在南缘西段山前复杂构造区的勘探目标评价中取得了良好的应用效果。     

准噶尔盆地二叠系风城组白云岩储层特征及成因机理分析

准噶尔盆地云质岩勘探近年来持续获得重大突破,打开了全新的勘探领域。通过岩心观察、薄片观察和分析等方法,结合前人研究成果,初步归纳了盆地云质岩的定义,明确有效储集岩类型及其产出特征和成因机理。云质岩具有岩性独特和分布局限的特点,主要产出于西北缘乌夏地区二叠系风城组。研究表明,盆地白云岩有纹层状、均匀分布状和雪花状等7种产出类型,共有准同生白云化作用、混合白云化作用和埋藏白云化作用等5种成因机理。风城组有效云质岩类储层包括白云质粉砂岩、白云质泥岩、泥质白云岩等多种岩性,最主要的储集空间为微裂缝。裂缝和溶孔的发育程度及配置关系优劣对产能高低有重要影响。不同类型白云岩的微观和宏观分布特征存在差异,多种白云岩化作用的叠加效应共同控制了现今白云岩的整体面貌。     

准噶尔盆地石英滩凸起正反转构造及成因机制

构造反转是沉积盆地构造演化的关键基础过程之一,其形成演化受到多因素的控制,对研究油气圈闭的形成具有重要价值。陆梁隆起是准噶尔地区石炭纪多岛弧构造体系的重要组成之一,石炭纪裂陷背景下发育的断陷结构在二叠纪以来经历了多期次构造作用的叠加和改造。本文针对陆梁隆起北部石英滩凸起开展精细构造建模,依据不整合面、生长地层约束构造演化时空格架,正演、反演相结合建立构造演化模式。研究结果表明：1）石英滩凸起反转构造受控于3条主要断裂,石西断裂（Fsx）、石英滩南断裂（Fssyt）、石英滩北断裂（Fnsyt）,控制石西凹陷—石英滩凸起石炭系非对称地堑结构。2）石英滩凸起及邻区构造演化历经早石炭世断陷伸展期,早-晚石炭世之间弱断陷—坳陷过渡期,晚石炭世伸展—挤压转换期,早二叠世弱伸展期,中二叠世—中三叠世挤压以及中、晚侏罗世—早白垩世挤压6期重要构造事件,其中反转构造活跃于晚石炭世末期和中-晚侏罗世—早白垩世。3）正、反演结果表明石西断裂（Fsx）、石英滩南断裂（Fssyt）控制石炭纪断陷结构,后期的改造作用主要激活了石英滩南断裂（Fssyt）,断陷的发育与反转构造可能受控于多期次构造变形中最大构造主应力的优势方向转变。

     

新疆准噶尔盆地南缘深层有利储层发育的影响因素

准噶尔盆地南缘油气资源十分丰富,但是目前仅在浅层发现有十分有限的储量.深层的勘探一直没有突破.前人在构造模式方面开展过大量的研究,但成效甚微.通过深层储层发育特征及其对有利储层发育的影响因素研究,进行铸体薄片、扫描电镜、孔渗分析、包裹体测温、方解石C和O同位素分析、Ro测定等分析测试.综合分析认为,准噶尔南缘地区:①深层清水河组有效储层的勘探,应该以远砂坝相为主,齐古组有效储层发育在水下分流河道微相的上段.深层有利储层的发育受有利的沉积相带控制,同时受成岩作用的影响;②较低的古地温梯度;③早期浅埋、晚期快速深埋的地层埋藏方式;④区域构造应力发育较弱的区域.以上因素都对准噶尔盆地南缘地区深层储层起到了明显的改善作用.     

准噶尔盆地南缘晚古生代双峰式火山岩成因机制及其地球动力学背景

准噶尔盆地南缘晚古生代双峰式火山岩组合以玄武岩和英安斑岩的伴生出现为特征。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,英安斑岩和玄武岩的结晶年龄分别为298±2 Ma和297~304 Ma。在地球化学组成上,英安斑岩样品富SiO_2、Al_2O_3和Na_2O,相对于原始地幔富集Th和LREE,明显亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素;而玄武岩样品相对于原始地幔明显富集Th、LREE、Zr和Hf等,明显亏损Nb、Ta和Ti。全岩Sr-Nd同位素研究结果显示,英安斑岩样品(~(87)Sr/~(86)Sr)t值为0.705,εNd(t)值分布在+6.5~+11之间,而玄武岩样品的(~(87)Sr/~(86)Sr)t值为0.704,εNd(t)值分布在+7.5~+8.4之间。这些特征指示玄武岩和英安斑岩应分别起源于相对亏损的地幔源区和新生地壳组分的部分熔融。综合野外地质、岩石学、地球化学和同位素地质学等多方面的资料,可以确定准南地区玄武岩和英安斑岩并非同源岩浆作用的产物。其中,玄武岩应起源于亏损地幔的部分熔融,并且岩浆在上升侵位过程中经历了一定程度的陆壳混染。英安斑岩的形成与玄武质岩浆的底侵导致新生地壳组分的部分熔融有关。结合区域上已有的研究成果,认为至少从早二叠世(~298 Ma)开始,天山地区已经进入后碰撞阶段,区域构造体制开始由挤压转向伸展。     

准噶尔盆地南缘中段燕山期构造层不整合面和油气运聚关系

利用地表露头及地震剖面等资料,综合分析了准噶尔盆地南缘中段燕山期构造层侏罗系和白垩系的不整合结构类型及其分布;根据不整合面上下岩性及其组合形式,总结了燕山期构造层不整合面的继承性和迁移性。燕山期不整合面的叠置与附近的断裂不但构成了区域性的空间运移通道,而且为油气提供了良好的聚集场所。