库车坳陷第三系构造层序的构成特征及其对前陆构造作用的响应

第三纪库车坳陷是在南天山强烈逆冲导致的挠曲沉降背景下发育的前陆盆地.区内的第三系可划分为四个区域性的沉积旋回或构造层序,它们均由微角度不整合或区域性冲刷面所分隔. 构造层序由下部水进和上部水退序列组成.每一构造层序的沉积构成反映了从前陆逆冲挠曲沉降到回弹上隆的演化过程. 构造层序界面的形成与回弹隆起、遭受剥蚀和随后的逆冲变形作用有关.第三纪前陆盆地的层序地层格架和沉积体系域的配置受到前陆构造作用的控制.从第Ⅰ至第Ⅳ构造层序的发育演化反映了第三纪南天山向库车前陆盆地不断逆冲的过程.坳陷北缘东、西部在沉积样式上存在明显差异: 库车县一线以西强烈的逆冲造山导致巨厚的山前扇砾岩带发育和角度不整合, 该线以东由于逆冲造山较弱而缺乏粗粒的扇带发育. 盆地基底的东、西分块可能是造成这种差异的深部原因.     

库车坳陷活动构造的基本特征

简要介绍了南天山山前库车坳陷的主要活动逆断裂-背斜带的分布特征、构造样式、最新活动证据等资料。平面上库车坳陷呈一“眼”状,由南北两大背斜带构成。北部靠近南天山为一套向南逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的逆断裂-背斜带为喀桑托开逆断裂-背斜带;南部靠近塔里木盆地的是一套向北逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的主要是秋里塔格逆断层-背斜带及其以南的亚肯背斜等新背斜;南北两大背斜系统夹持着拜城盆地。坳陷区北部的喀桑托开断裂与坳陷区南部的秋里塔格断裂带是区内最主要的活动断裂,前者长逾60km,后者长近200km,沿这两条断裂带均发现了清楚的断裂露头和古地震形变带。此外,在秋里塔格背斜带以南发育了更新的、规模较小的背斜,表明库车坳陷区的褶皱作用继续向盆地方向扩展。石油地震剖面资料显示,库车坳陷南北两侧的褶皱作用均受盖层与基底之间的滑脱断层控制,属于山前的薄皮构造。滑脱面的深度可达10km左右。这是库车坳陷主要的发震层     

库车坳陷天然气地球化学以及成因类型剖析

通过对库车坳陷114个天然气样品统计与分析,该坳陷天然气主要以烷烃气为主,干燥系数表现为中间高两端低和北部高南部低;烷烃气碳同位素组成整体偏重,烷烃气δ13C1,δ13C2和δ13C3主频率分别为-32‰～-36‰,-22‰～-24‰和-20‰～-22‰,烷烃气碳同位素随着碳数增大呈逐渐变重趋势;δ13CCO2值普遍轻于-10‰;3He/4He比值为n×10-8,由北向南呈升高趋势.根据以上天然气地球化学指标综合判识,可以确定库车坳陷天然气为典型煤成气.烷烃气碳同位素组成的局部倒转与同型不同源不同期气混合、高温高压条件下烃类气体多期成藏或供给与扩散等因素有关.     

库车坳陷的地震孕震环境初探

库车坳陷中强地震前的小震活动不明显 ,而跨断层和流动重力等地球物理观测资料所反映的异常却相对清晰 ,笔者认为这是由其孕震环境所决定的。文中从库车坳陷的地质构造、地壳结构、地震活动、地球物理观测资料等方面对地震孕震环境进行了初步探讨。研究表明 ,库车坳陷是天山南缘和塔里木北缘的挤压破碎带 ,是具有前古生代基底的中、新生代沉积区 ;地壳结构不均一 ,地震震源分布在高低速过渡带附近 ;受塔里木地块周边 7级大震的启动 ,库车坳陷的地震活动具有后发性、成丛性、持续性和准周期性的特点     

库车坳陷天然气成藏过程有效性评价

天然气成藏过程的有效性受成藏动力、输导体系和盖层封闭条件等主要地质因素的控制,对中国主要大中型气藏的解剖和统计分析表明,源储剩余压力差、输导体系的输导系数以及盖层厚度或排替压力可以作为评价天然气成藏过程有效性的主要指标,并建立了评价标准.利用上述评价指标对库车坳陷天然气成藏过程有效性进行了定量评价.根据库车坳陷天然气主要成藏期的源储剩余压力差、断裂输导体系的输导系数和盖层厚度等主要因素的叠合,做出了库车坳陷成藏过程有效性综合评价图.评价结果表明,吐北-大宛、克拉苏中部和东秋东-迪那地区是库车坳陷内3个高效成藏过程发育区,为天然气成藏的有利部位.     

库车坳陷深浅构造变形与地震关系浅析

通过研究库车地区的地震活动性 ,由地震分布的规律性推断可能的基底断裂 ,并分析了基底活动断裂与地表构造的对应关系、盖层变形和基底变形特征的差异及成因。结果表明 :1)地震震中分布揭示库车坳陷内对应东、西秋里塔格背斜带位置上 ,基底中发育东秋里塔格深断裂和南、北秋里塔格深断裂 ;另外 ,依奇克里克背斜和亚肯背斜位置上也存在对应的深断裂 ,这表明地表构造的形成受深部构造的控制。 2 )依奇克里克构造西端至东秋 5井连线位置上发育 1条NE向走滑断裂 ,在拜城西侧发 1条NW走向的活动断裂 ,这 2条切穿构造走向的活动断裂是库车坳陷构造分段的主因。 3)基底和盖层变形特征的差异主要源于二者之间介质特性的差异。盆地基底岩石圈强度非常高 ,决定了其变形以脆性破裂———地震活动为主 ;而盖层中沉积岩层强度较弱 ,且存在煤和膏盐等极软弱的薄层 ,在构造挤压作用下 ,可以产生黏性或塑性流动大变形及顺层无震滑脱     

库车坳陷克拉苏逆冲带晚期快速成藏机理

基于库车坳陷克拉苏逆冲带喀桑托开背斜带克拉1、克拉2和克拉3构造油气生、运、聚过程分析, 以及通过一系列油气藏地球化学证据表明, 烃源岩晚期快速生烃与超压流体主排放通道及其控制的天然气快速汇聚输导体系是逆冲带天然气晚期快速成藏的2个重要条件. 由于逆冲带构造叠加导致的地层重复加厚, 使得下伏烃源岩快速深埋, 在较短的2.3 Ma时间内烃源岩成熟度自1.3% Ro增加到2.5%Ro, 熟化/生烃速率达到了0.539%Ro/Ma, 表现出逆冲构造叠加作用对烃源岩生烃的显著加快效应, 以及逆冲带烃源岩在短期内可以为晚期成藏快速提供充足的气源. 该背斜带具有多种构造样式, 只有断层扩展褶皱相关断层才能形成切穿膏泥岩盖层的超压流体主排放通道, 由此导致的盐下流体低势区成为天然气快速汇聚的有利部位. 露头构造、地震剖面解释构造和自生高岭石与储层物性证据一致表明, 克拉2构造相关断裂形成的超压流体主排放通道及其天然气快速汇聚输导体系是该大型气田成藏的关键; 而克拉2构造两侧的克拉1和克拉3构造由于不具备天然气快速汇聚输导体系, 从而不利于天然气聚集成藏.     

新疆南天山库车坳陷晚第四纪以来地壳缩短速率的初步研究

库车坳陷是南天山中段新构造运动异常强烈的地区,发育4排近EW向展布的逆断裂-背斜带。通过野外实地考察及前人资料分析,认为该区晚第四纪以来的构造变形主要集中于喀桑托开逆断裂-背斜带、秋里塔格逆断裂-背斜带和最南缘的亚肯逆断裂-背斜带之上,而且不同构造带之间的变形方式存在较大差异。作者利用全站仪(total station)对上述构造带的变形地貌进行了精确测量,并结合年代学分析,得到喀桑托开逆断裂-背斜的地壳缩短速率为1·0~2·0mm/a,秋里塔格逆断裂-背斜带的地壳缩短速率为2·5~3·0mm/a,亚肯盲逆断裂-背斜的地壳缩短速率为1·5~2·0mm/a。晚第四纪以来,库车坳陷SN向总的地壳缩短速率不<5·0~7·0mm/a     

塔里木盆地库车坳陷中新生代构造应力场及其油气运聚效应

通过岩石声发射实验和构造变形分析, 对塔里木盆地库车坳陷中新生代构造期次进行了划分. 在此基础上, 结合岩石磁组构分析和岩石的记忆信息, 定量恢复了各构造期次的构造应力场分布特征. 并根据油气成藏期构造应力场的有限元数值模拟和已知油气藏的分布关系, 对该区构造应力场的油气运聚效应进行了分析. 库车坳陷自中生代以来经历了6次主要的构造运动, 除燕山早期构造应力场表现为最大主应力方向为北西-南东向的伸展应力场以外, 其余各期构造应力场都以最大主应力方向为近南北向的水平挤压为特征. 随着古特提斯洋关闭, 印支期该区处于较强的挤压环境, 其构造应力场的最大主压应力值明显较大. 由于欧亚大陆内部均衡调整, 燕山早期该区处于弱伸展环境, 最大主压应力值较小. 之后随着欧亚大陆南缘一系列碰撞事件发生, 该区又处于挤压环境, 最大主压应力依次由小变大, 喜马拉雅晚期达到高峰, 是该区的主要构造变形期. 构造应力场不仅形成了该区油气运移的通道和圈闭构造, 而且还是油气沿断层垂向运移的主要驱动力, 在油气成藏过程中起着主导作用.     

库车坳陷东秋里塔格断裂晚第四纪活动和滑动速率

东秋里塔格断裂是库车坳陷内活动最为强烈的断裂之一,断错了波斯坦托克拉克河两岸的各级阶地。利用全站仪对河西岸的阶地变形进行了精确测量,得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地形成以来东秋里塔格断裂的垂直断错量分别为12.5 m、20 m和24.5 m,并根据前人资料和区域类比的方法对各级阶地年龄进行了估计,计算得到晚第四纪以来该断裂的平均垂直滑动速率为1 mm/a左右,所引起的地壳缩短速率为(1.97~2.13)mm/a。     

库车坳陷克拉苏河新生代沉积岩磁组构特征与古流向分析

塔里木盆地库车坳陷克拉苏河沿岸发育良好的新生界地层.我们对克拉苏河沿岸新生界剖面分A、B两段进行系统采样,获得定向岩芯样品1700余块. 岩石磁学研究表明,新生代沉积岩中磁性矿物以赤铁矿为主,含有少量磁铁矿;磁组构测试结果显示,两段剖面磁面理均较磁线理发育,最小磁化率主轴近于直立,显示原生沉积组构. A剖面磁化率主轴к1的偏角指示古流向. 库姆格列木群沉积时的古水流方向为NEE-SWW向,至苏维依组沉积时,流向变为NNE-SSW向. 河流古流向在苏维依组形成时发生急剧变化,说明南天山此时可能发生了明显的隆升,且以北西部隆升为主;B剖面为吉迪克组、康村组和库车组粗粒碎屑岩,磁组构显示к1-к2构成的磁面理与层理面小角度相交,к3呈叠瓦状分布,可以用来指示古水流方向.从吉迪克组至库车组下段,古流向均为NNW-SSE,但逐渐偏东,暗示天山在此期间处于缓慢的隆升期或东西部处于同步隆升,且西部隆升速度快于东部.     

库车坳陷节理和剪切破裂发育特征及其对区域应力场转换的指示

叠合盆地的演化必然经历过区域应力场的变化, 研究沉积盆地区域应力场的性质及其转变对于认识盆地形成与演化过程中受力状态、构造变形特征有着重要意义. 节理与剪切破裂作为微小应力场变化的敏感标志, 以其在区域上广泛分布并具有一致方位的重要特征, 可以用来恢复区域应力场的状态及其演化过程. 通过对中、新生界发育的节理与剪切破裂的方位、几何样式、序列关系及其与断层、褶皱的先后关系的仔细观测和分析, 发现NEE-SWW和NNW-SSE方向的系统节理在全区发育最普遍, NW-SE方向的系统节理与剪切破裂较少; 而且NEE-SWW向系统节理最早形成, NWW-SEE向和NW-SE向系统节理较晚, 而一些方向不一的共轭剪切破裂可能同时或晚于NWW-SEE向和NW-SE向系统节理形成. 根据节理和剪切破裂与应力的各种关系, 结合库车坳陷的区域构造活动历史和构造变形特征, 认为NEE-SWW向系统节理的形成是该地区在白垩纪晚期区域隆升作用诱发的弱伸展作用的产物, 而NNW-SSE向和NW-SE向的节理则是同构造期的变形, 与新近纪近N-S的强烈挤压变形作用有关, 共轭剪切破裂则可能是受左行走滑作用的结果. 在进入新近纪后, 最大主应力(σ 1)的方向从垂向变成水平, 应力场发生了转变.     

库车坳陷高陡构造地震勘探复杂性定量分析

波与非均匀介质的相互作用是多年来地球物理研究的理论问题之一.本文基于地震成像算子,定量分析了库车坳陷盐相关逆冲推覆构造的复杂性.首先,根据地震资料计算了大北构造、博孜构造、却勒构造、西秋10构造和西秋4构造的速度横向变化非均质谱和地层倾角变化非均质谱,这些量化表征高陡构造地质复杂性的地质非均质谱定最描述了速度横向变化和...     

库车坳陷复杂高陡构造地震成像研究

复杂构造地震成像主要取决于叠前地震数据品质、偏移速度可靠性和偏移算子成像精度. 库车坳陷异常复杂的近地表条件导致极低信噪比的地震采集数据. 该区逆冲推覆高陡构造刺穿盐体大面积分布, 盐层厚度变化大、顶底面形态复杂, 盐下断裂带破碎、小断块发育, 形成异常复杂的地震成像问题. 本文重点研究三个关键环节:(1)精细的叠前地震预处理研究: 根据该区地震地质复杂性和地震资料特征, 采用一些新的方法技术和技术组合从振幅与时移的大、中、小尺度变化三个层次来解决资料信噪比问题, 重建深部反射信号; (2)三级偏移速度分析研究:利用库车坳陷盐刺穿逆冲推覆构造建模理论及变速成图配套技术解决叠前时间偏移速度场时深转换问题,利用井约束低频速度地震迭代反演技术解决连井层速度场与偏移速度场的融合问题,实现从DMO速度分析、叠前时间偏移速度分析到叠前深度偏移速度分析的有机衔接,建立拓扑结构相对保持的叠前深度偏移速度模型;(3)基于退化Fourier偏移算子的半解析波动方程叠前时间和深度偏移研究, 极大地改善了地震偏移过程中高波数波的成像问题. 通过对库车坳陷大北、博孜、却勒、西秋4和西秋10等复杂高陡构造的叠前时间和深度偏移地震成像处理,取得了较好的应用效果.     

西藏羌塘盆地侏罗系基准面变化及沉积充填响应

羌塘盆地侏罗系地层基准面变化表现为从上升到下降的一个完整过程,基准面的升降变化与盆地构造演化密切相关,特别是受盆地形成演化过程中班公湖-怒江洋演化过程的控制,而且受气候变化的影响.侏罗系相当于一个长期基准面旋回层序,表现为由上升半旋回和下降半旋回组成的不完全对称旋回,其间可进一步划分为6个中期基准面旋回层序,包括2个由碳酸盐岩沉积组成的层序,3个碳酸盐岩和碎屑岩混合沉积组成的层序,一个由碎屑岩组成的层序.基准面变化过程中沉积充填特点表明,侏罗纪土阿辛期-巴柔期班怒洋已经开始扩张,巴通期-牛津期为洋盆扩张的鼎盛时期,其间由于气候干燥而影响海域面积减小,其后由于班公湖-怒江洋俯冲消减及碰撞,结束了海相沉积充填历史.     

库车坳陷西部喀拉玉尔滚断裂的活动时间、形成机制及其构造意义

喀拉玉尔滚断裂是塔里木盆地北缘、库车坳陷西边界的一条NW向右行走滑断裂,同时也是库车坳陷和温宿凸起的分界断裂,对其开展研究对于认识库车坳陷的构造变形具有重要意义,但目前对该断裂的展布特征、活动时间及形成机制仍存在较大争议。文中根据深部地球物理资料、高分辨率遥感卫星影像解译,并结合前人研究成果,对该断裂进行了系统的研究工作。结果表明,喀拉玉尔滚右行走滑断裂向N延伸穿过了阿瓦特背斜,但其S向并未延伸至北喀背斜南部,总体延伸约40km,走滑断距约达4.1～4.3km。喀拉玉尔滚右行走滑断裂形成于上新世初期,其活动可能一直持续至今,但强度已明显减弱。喀拉玉尔滚断裂的形成除了受断裂两侧基底性质差异的控制外,还与膏盐层的厚度差异密切相关。前者影响了断裂两侧地壳水平缩短量的差异,从而导致新生代沉积盖层被撕裂;后者在挤压应力的作用下影响盐上构造层的产生与演化,进而影响断裂的形成。此外,先期盐构造(盐底辟)的存在可能也对断裂的形成起到了重要作用。喀拉玉尔滚右行走滑断裂作为库车坳陷西部的边界断裂,对其两侧甚至整个库车坳陷东、西部地壳缩短量有一定的调节作用。同时,断裂对南天山前陆盆地的地质地貌、油气资源的运...     

库车坳陷-天山中、新生代构造转折的砂岩碎屑与地球化学记录

对天山南麓库车坳陷砂岩全岩主元素分析表明, 沉积记录在下三叠统-中三叠统、上侏罗统-下白垩统、下白垩统-古新统、中新统-上新统等4个界面发生较大变化或突变, 这与砂岩骨架、碎屑重矿物的成分(组合)变化基本一致. 中生代~新生代沉积过程呈5段式发展: (1) 碎屑组合主要表现为从褐红色粗碎屑沉积到灰色-深灰色细碎屑沉积、红色中-细碎屑沉积、红色-杂色碎屑夹膏盐沉积, 最后转变为褐灰色粗碎屑沉积, 岩屑成分成熟度相应呈不稳定-稳定-不稳定-较不稳定- 极不稳定组合产出, 后晚侏罗世以碳酸盐岩等沉积岩岩屑的增加为显著特征; (2) 砂岩全岩的CaO和Fe₂O₃^*+MgO 含量呈较高值-低值-高值-较高值-最高值序列变化, 后晚侏罗世急剧增高; (3) Al₂O₃/(CaO+Na₂O)和 ln(Q/(L+CE))等反映碎屑成分风化指数的综合指标也呈较低值-高值-低值-较低值-最低值变化, 在后晚侏罗世显著降低. 第1和第2阶段和后 3 个阶段样品在 A-CN-K 和A-CNK-FM图上明显可分. 研究表明, 早-中三叠世、晚侏罗世-早白垩世是研究区古构造-古气候重要的变革期或转折期, 而晚白垩世、中-上新世前后不同的沉积体系域和类似的砂岩风化指数说明主要与古构造变动即山盆差异升降有关.     

南海北部潮汕坳陷上白垩统盆地原型及其大地构造背景分析

潮汕坳陷MZ-1井揭示的中生界为深入分析南海北部晚中生代的构造演化提供了关键性的资料.基于MZ-1井的标定,开展了系统的地震剖面构造-地层解释,在中生代地层内识别出Tm30区域性不整合面,同位素定年确定该界面发育于早白垩世末至晚白垩世初,落实了潮汕坳陷上白垩统的分布.此外,在研究区西南部识别出大型的兴宁—东沙逆冲推覆带,主要由多条NW—SE向延伸、西倾的叠瓦状逆冲断层及其伴生的不对称褶皱组成,其明显控制了上白垩统厚度分布.由此可见,上白垩统构造层不具有张裂盆地的典型特征,因此南海北部主动陆缘向被动陆缘的转换不会早于晚白垩世末.研究认为,在南海地区特提斯残留洋盆关闭的总背景下,在约80 Ma时期,南海地块与华南陆块强烈碰撞挤压,在靠近碰撞带处的礼乐滩、潮汕坳陷西南部形成褶皱冲断构造体系,进而控制了潮汕坳陷晚白垩世周缘前陆盆地的发育.

     

渤海湾盆地济阳坳陷新生代裂后不整合、加速沉降事件及其成因浅析

为了考察渤海湾盆地济阳坳陷新生代裂后不整合及加速沉降事件并探讨其成因机制,利用悬臂梁模型和二维挠曲回剥模型的正反演模拟,对济阳坳陷2条NS向剖面新生代的构造演化进行了重建.正演计算表明,要反映14 Ma的盆地结构,需要叠加断陷阶段及裂后不整合时期发生的构造抬升事件,叠加的构造抬升量在坳陷东北部比西南部大;反演计算表明,要恢复到14 Ma的盆地结构,按照断层估算的拉张系数产生的热沉降不足以恢复当时的古水深,如果要通过人为增加构造沉降以恢复到14 Ma的古水深,那么坳陷东北部比西南部需要更大的沉降量.结果说明,济阳坳陷在新生代发育时,除了水平伸展产生的岩石圈被动减薄外,可能还叠加了垂向因素引起的岩石圈主动减薄;14 Ma以来发生的裂后加速沉降有从坳陷东北部向西南部推进的趋势.分析表明除了水平伸展诱发软流圈热扰动及随后快速热衰减外,岩石圈拆层作用、岩石圈地幔交代作用等主动因素,也会产生裂后不整合及加速沉降事件.