准噶尔盆地南缘吐谷鲁背斜的构造解释与初步建模

通过对过吐谷鲁背斜地震剖面的构造解释,分析了吐谷鲁背斜深部构造的组合样式:深部断层在吐谷鲁处形成一构造三角带,导致对应的复合叠加褶皱的出现。在构造解释的基础上,利用地震主剖面与联络剖面的栅状图和地震主剖面的排列图,展示了组成吐谷鲁背斜的主要构造以及拟三维构造模型     

准噶尔南缘逆冲带多个逆冲断层同期活动的几何学证据

天山北缘为典型的大陆内部活动构造特征,发育准噶尔盆地南缘逆冲带,主要表现为新生代时期形成的多排平行山体的背斜和逆冲断层。野外地质考察、地表填图指出,第二排背斜带玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜核部均发育一条逆冲断层,背斜北翼发育一条逆冲断层,并导致河流阶地变形和断层崖的形成。地震资料解释和钻井数据证实玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜北翼和核部存在多条向北逆冲的断层,在这些背斜和南侧第一排构造清水河背斜和奇古背斜之间的向斜之下存在隐伏的东湾背斜。二维地震测网构造解释指出东湾背斜为同时活动的、叠置的双重逆冲构造,并造成玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜浅层发育一系列无序叠瓦逆冲断层。野外观察和地震解释的生长地层和地层不整合分析证实,这些无序逆冲断层形成时间主要为中新世晚期,一直到第四纪西域组(Q_1x)和乌苏群(Q_2)时期和第四纪中晚期(Q_4)。我们提出准南地区多个逆冲断层同期活动模式不同于新逆冲断层向前陆方向扩展时,旧断层不活动的模式。同期逆冲作用模式展示由于深部有序逆冲作用形成的双重逆冲构造发育期间,同期活动的逆冲作用可在浅层地表形成一系列无序逆冲断层,类似于叠瓦扇逆冲断层。     

天山北麓晚新生代独山子-安集海褶皱冲断带构造分析及其对河流改道的影响

新生代以来，受印度极块与欧亚大陆的碰撞和持续汇聚作用的影响，天山强烈变形隆升，并在南北两侧形成了一系列冲断推覆构造．大山北缘由南向北发育了3排褶皱-冲断带，第三排独山子-安集海构造形成于第四纪以来．根据野外地表考察结果并利用二维反射地震剖面资料，定量分析了独山子背斜和安集海背斜的构造几何学和运动学特征，确定了他们的变形时间和变形量．独山子背斜和安集海背斜的最小缩短量分别为4340m和l240m，缩短率分别为15．74％和7．2％，由于构造降升幅度的差异，造成了发育于北天山山前的一系列河流发生横向迁移，奎屯河和安集海河偏流向东发生河流改道．     

准噶尔盆地南缘前陆冲断带形成时间的初步厘定

一般认为生长地层的时代就是构造形成的时代（Suppe等,1992;Shaw 等,1994）.准噶尔盆地南缘前陆冲断带发育地表可见的三排构造带：以齐古-喀拉扎背斜-清水河构造为主的第一排构造、以霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁背斜为主的第二排构造、以独山子-安集海背斜-呼图壁背斜为主的第三排构造,卷入三排构造的地层有侏罗系、白垩系、第三系和第四系,形成了现今复杂的地貌地形和地层分布,三排构造带的形成时间对油气评价和油气勘探意义重大.     

准噶尔盆地南缘褶皱冲断带断裂输导石油效率评价

为了评价准噶尔盆地南缘褶皱冲断带断裂输导原油效率,通过定义断裂输导系数和分析原油成藏过程有效性,建立了断裂输导石油效率评价方法。评价结果表明,断裂输导系数沿着褶皱冲断带呈带状分布,高效断裂输导区主要位于托斯台背斜、独山子背斜、安集海背斜、霍尔果斯背斜及其以南、吐谷鲁背斜、清水河断鼻和齐古背斜等地区。高效断裂输导区内,第一排构造带断裂输导效率最高,第二排构造带次之,第三排构造带相对最低。研究区独山子油田、霍尔果斯油田、吐谷鲁油田、齐古油田等均分布在高效断裂输导范围内,表明高效断裂输导是准南褶皱冲断带原油成藏的重要条件之一。     

准噶尔盆地南缘齐古背斜构造解析与平衡演化

选取齐古背斜典型地震剖面,结合地表构造测量和钻井资料等,运用断层相关褶皱理论研究构造样式,通过平衡恢复技术正演地震剖面的变形过程,建立齐古背斜构造模型,构建齐古背斜平衡构造剖面,厘定准噶尔盆地南缘齐古背斜构造变形机制和演化史,为油气勘探提供有力支撑,多口井获高产工业油气流。研究表明:准南山前第一排构造发育两期构造变形,山前的构造样式以基底卷入构造楔为主,齐古背斜受隐伏构造楔前端反向断层控制,反向断层下盘为油气勘探有利区,两期构造演化控制齐古背斜油气成藏。     

乌鲁木齐山前坳陷逆断裂-褶皱带及其形成机制

乌鲁木齐山前坳陷位于天山新生代再生造山带北侧,南以准噶尔南缘断裂与天山相隔,内部发育了几排逆断裂 背斜带,每一排构造带又由多个逆断裂 背斜组成。最南的齐古逆断裂 背斜带形成于中生代末,其北的玛纳斯逆断裂背斜带包含霍尔果斯、玛纳斯和吐谷鲁逆断裂背斜,形成于上新世末、早更新世初,受上、下２ 个滑脱面和断坡的控制,形成上、下２ 个背斜。再向北的独山子逆断裂背斜带由独山子、哈拉安德和安集海逆断裂背斜组成,形成于早、中更新世之间,主逆断裂向下在８ ～９ ｋｍ 深处的侏罗系中变为近水平滑脱面。此外,在独山子和吐谷鲁背斜的西北和东北还分别发育有正在形成之中的西湖和呼图壁隆起。研究了这些逆断裂 背斜带的地表和深部的构造特征、二维和三维几何学及运动学后指出,它们是在天山向准噶尔盆地扩展过程中发育于近水平滑脱面和不同断坡上的断展褶皱,独山子和安集海逆断裂 背斜的水平缩短量分别为２ ９００ ,１ ３５０ ｍ ,缩短速率分别为３９７ ,１８７ ｍ ｍ／ ａ。霍尔果斯、玛纳斯、吐谷鲁逆断裂 背斜的水平缩短量分别为５ ９００ ,６ ５００ ,６ ０００ ｍ ,相应的缩短速率分别为２０２,２２３ ,２０６ ｍ ｍ／ａ,准噶尔南缘断裂和乌鲁木齐山前坳陷第四纪?     

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。     

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。     

天山北麓活动背斜带的变形特征

天山中段北麓发育有3排受逆断裂控制的背斜带,对这些构造带的研究有助于认识天山及其前陆盆地晚新生代构造变形的机理.基于地层变形分析,并结合前人的研究成果,从整体上探讨了这3排构造带的变形时间与基本模式.分析表明,天山北麓第Ⅰ排构造带的托斯台背斜自中新世褶皱作用明显;第Ⅱ排构造带吐谷鲁背斜于约6.0Ma开始生长,伴随发育同构造沉积即生长地层;第Ⅲ排构造带独山子背斜发育时间应晚于约2.6Ma.这一变形时间序列揭示天山北麓3排逆断裂-褶皱带的构造变形具有向前陆盆地逐步扩展的特征,并伴随产生幅度不等的地壳缩短.天山北麓约8～15km的地壳缩短总量表明,晚新生代以来构造驱动沿约130km宽的山麓带是相对均一的.     

柴达木盆地狮子沟-油砂山构造带变形特征及成因模拟

通过地震剖面解释、平衡剖面编制、构造物理模拟等综合研究,认为狮子沟-油砂山构造带具有垂向分层、走向分段变形特征.垂向上以T3地震反射层为界划分为深、浅两个构造层,深层变形样式为正断层组成的地堑、半地堑、反转半地堑组合,浅层变形样式为滑脱断层、冲起背斜构造组合.走向上可划分为狮子沟、油砂山、大乌斯三个构造段,其变形样式分...     

前陆冲断带复杂构造解析与建模——以准噶尔盆地南缘第一排背斜带为例

构造解析应从构造的变形机制、变形过程、变形量和变形时间四个方面入手,合理的构造解释方案是构造解析的基础,论文将等倾角区划分和轴面分析等几何学方法应用到地震解释中,从以上4个方面对准噶尔盆地南缘第一排背斜带做了系统的构造解析。地层结构揭示第一排背斜带深部发育楔状构造,楔状构造由5个古生界—中生界组成的断层转折褶皱叠加而成,是潜在的勘探目标群。在构造楔沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,台阶状逆断层的大部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,另一部分位移量则沿西山窑组煤层向北传递至第二排背斜带,在总位移量保持稳定的前提下,第一排背斜带和第二排背斜带在走向上的此消彼长,反映位移量在南、北两个方向上的转换。     

The Effect of Wedge Structure on Displacement Subduction of Piedmont Thrust Structure: A Case Study of the Southern Margin of Junggar Basin

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果.前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定.准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式.准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减.紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带.准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度.     

楔形构造在山前冲断构造位移量消减中的作用

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果。前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定。准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式。准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减。紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带。准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度。     

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。      

呼图壁至乌苏一带新构造变形特征及油气勘探方向预测

以覆盖北天山山前呼图壁至乌苏一带的四景 L andsat TM卫星遥感图像的地质解译为基础 ,结合野外实地考察所获取的地质资料以及烃源岩的生烃和排烃的盆地模拟分析结果 ,对呼图壁—乌苏地区第二、三排构造带上新世以来的新构造运动变形特征、背斜和断裂构造的形成时代以及油气勘探方向进行分析和预测。该区第二、三排背斜构造的变形非常强烈 ,它们的构造变形始于上新世末期 ,早更新世末期是新构造变形最强烈的时期 ,这些背斜构造带在中更新世早期已基本形成。第二排背斜构造带的构造变形强于第三排构造带。有利烃源岩安集海河组的排烃高峰期在距今 0 .3Ma左右 ,晚于背斜构造的形成时期 ,其生成和排出的油气很有可能聚集于这些背斜构造中。发育于背斜构造核部或北翼一侧的逆冲断裂构造为油气的垂向运移提供了良好通道 ,但也可能导致油气的逸散和破坏。综合分析表明第三排背斜构造带中的西湖背斜、独南背斜、安集海背斜和呼图壁背斜具有良好的油气勘探前景     

平衡剖面技术在龙门山中段构造解释中的应用

龙门山推覆冲断带地形条件恶劣,构造断裂复杂,阻碍了该区油气资源的勘探进程。为搞清龙门山推覆冲断带下的构造样式,验证其构造解释方案,应用平衡剖面技术,对龙门山中段具典型构造特征的地质、地震综合解释剖面进行平衡恢复。实例分析证明,平衡剖面技术可正确指导龙门山中段构造剧烈变形区的构造解释方案,并可定性、定量分析构造变形期次和变形程度,为下一步油气勘探提供可靠依据。      

四川盆地熊坡背斜构造特征及其成因机制

基于地震剖面解释、数字高程模型、历史地震、测年数据及钻孔等资料,分析了四川盆地熊坡背斜的构造特征、运动学特征及其成因机制。结果显示：(1)熊坡背斜与蒲江-新津断裂空间展布上具有较强的一致性,表现出断层传播褶皱模型,变形显著,缩短量为7.2 km,缩短率约为30％;(2)熊坡背斜隆起于(1.0±0.2) MaB.P.之后,且中更新世早期及晚更新世曾发生过强烈活动,使背斜两侧第四系厚度产生明显差异;(3)蒲江-新津断裂现今地震活动明显且小震频繁,曾有Ms=5.0～5.9的地震历史记录;(4)来自龙门山与扬子克拉通的挤压应力以及断层-滑脱作用是形成熊坡背斜的主要应力机制。熊坡背斜并非均匀应力下连续变形的产物,而是由于断裂活动时发生快速抬升而形成的。     

准噶尔盆地南缘齐古背斜复杂构造建模技术应用

齐古背斜构造复杂,变形强烈,地震资料相对较差,构造样式建立存在多解性。为准确落实该区构造特征,从地质“戴帽”、倾角标定及平衡恢复与几何变形正演等关键技术出发,对齐古背斜进行精细构造解析,确立齐古背斜为早期构造三角楔与晚期冲断褶皱复合叠加的构造样式。该背斜主体部位具分层、分块构造特征,西段以南倾冲断断裂为主,东段以北倾反冲断裂为主。复杂构造建模技术的应用将有助于建立更为合理的构造解释方案,大大降低油气勘探风险。