塔里木盆地主要断裂的地球物理特征及与天然地震的关系

新疆塔里木盆地是中国最大的内陆盆地,地质构造上是周围被许多深大断裂所限制的稳定地块.塔里木盆地的地震发生是盆地与造山带耦合俯冲的结果,与盆地周缘的活动性深大断裂相关,是盆地扩张使盆地与山脉的结合带不断受到挤压产生脆性破裂引起的,构成盆地中部为稳定区、而盆地周围山脉为地震频繁区的格局.塔里木盆地的活动断裂主要发育于山体与盆地的过渡地带,而近两年这6次规模比较大的地震也都发生在西昆仑和南天山的山前俯冲带,据以往统计资料,塔里木盆地内所有地震数据中的85%是分布在塔西南和西南天山的南缘区域.本文通过分析认为,塔里木盆地地震的发生与大型的断裂构造相关.断裂构造在重力、磁力等地球物理场上特征明显,深部结构又容易被大地电磁测深、地震测深等物探方法揭示.通过综合地球物理方法,可以有效地研究断裂的平面展布特征及深部结构,对于研究天然地震带的展布和地震发生机制,具有一定的意义.     

塔里木盆地冷盆热改造的地震学证据

塔里木盆地是我国最大的沉积盆地,对我国油气战略选区具有较大的意义.自震旦系成盆以来,塔里木盆地表现为一个低温的冷盆.在覆盖全盆的20条地震长剖面上,识别出83处特殊的地震反射结构,其特征为同相轴向上凸起呈尖角状,形态为直立或近直立,故名地震反射尖角直立结构.共识别出四种基本类型的地震反射尖角直立结构,平缓型、正常型、巨幅型、刺穿型,两个形态基本一致的基本型紧邻而组合为双相位型,两个或多个不同类型、不同形态的集中于某处则构成复合型.平缓型、正常型、巨幅型、刺穿型依次反映了变形增强的序列,理想状态下该反射结构由深至浅存在从刺穿型至平缓型的渐变序列,故基本类型的划分只是反映某处地震反射尖角直立结构的整体形态特点.地震反射尖角直立结构部位可能发育火成岩,与盆内钻遇火成岩钻井平面分布具有较高的相关度.地幔物质上涌至岩石圈,巨大的上拱能量造成了地层的变形,叠加构造因素的改造,地震反射尖角直立结构正是这一系列作用于地震反射上的响应.地震反射尖角直立结构是"热上涌"作用的产物.有机质的成熟、油气藏的形成和破坏与盆地热作用关系密切,对照塔里木盆地已有的油气田与"尖角直立"地震反射结构的平面分布,发现二者具有较高的相关性.地震反射尖角直立结构所反映的"热上涌"现象,促进了塔里木盆地"冷盆"背景下丰富油气资源的形成.     

塔里木盆地多期盐构造与油气聚集

目的是探讨塔里木叠合盆地多期盐构造及其与油气聚集的关系. 塔里木盆地发育多套含盐(膏)层系, 主要包括: (ⅰ) 早、中寒武世含盐层系, 分布在塔北隆起西部和柯坪隆起; (ⅱ) 早石炭世含盐层系, 主要分布在塔北隆起南斜坡; (ⅲ) 古近纪含盐层系, 主要分布在库车前陆褶皱带中、西段和塔北隆起; (ⅳ) 中新世含盐层系, 主要分布在库车前陆褶皱带东段. 这些盐岩层系形成于构造相对平静的环境, 而盐构造变形发生于构造强烈活动期. 尽管盐岩层系都表现出明显的塑性流动特征, 但不同层系中盐构造变形样式却有着显著的差别, 反映了盐构造变形机制的差异. 特别引人注目的是, 塔里木盆地迄今找到的大型或特大型油气田(藏)都与盐岩层和盐构造的分布密切相关, 如塔河油田的形成可能与下石炭统盐岩层系及横向相变泥岩有关, 克拉2气田与古近系盐构造有关, 迪那气田与中新统盐构造有关, 表明盐岩层和多期盐构造对油气聚集有着重要控制作用. 塔里木盆地多期盐构造的深入分析, 有助于进一步了解塔里木盆地构造变形特征和油气聚集机理.     

中国大陆活动地块与强震活动关系

研究了中国大陆各Ⅰ级活动地块区强震活动特点, 包括强震活动的总体水平、地震应变能释放速率、震级频度关系、震源破裂特性和地震应力场特征等, 以及由GPS资料给出的各活动地块运动变形特征, 如各地块运动的速度、地块变形的应变速率、最大主压应变方向、地块运动变形中的张、压状态等. 在此基础上, 对中国陆区Ⅰ级活动地块区的强震活动特点和地壳运动变形性状进行对比研究, 给出各活动地块的构造动力环境及其运动变形的性状决定其地震活动的总体状况, 包括: 活动地块现今地壳运动变形的应变速率与地震应变能释放呈线性相关; 由震源机制给出的各活动地块的地震应力场与由GPS观测给出的现今地壳运动应变(应力)场的同一性, 以及震源破裂类型与地壳形变张、压状态的一致性等. 这些结果显示了中国大陆活动地块及其运动性状对强震孕育发生的控制作用.     

西南天山—塔里木盆地结合带浅深构造关系 ——深地震反射剖面的初步揭露

盆山结合部的浅-深结构样式是进行陆内造山动力学研究与讨论的重要依据.2007年,在喀什东的天山与塔里木盆地之间的过渡带上,完成了一条近南北向的长度为121 km的主动源深地震反射剖面,显示出盆山结合部现今地壳尺度的构造格架.剖面南部呈现出10~12 km巨厚的沉积盖层,沉积盖层内发育滑脱断层;盆山结合部多排隆起构造以及天山山前上地壳显现出向北倾斜的断裂与地表地质观察吻合;盆山结合带展现出滑脱与逆冲推覆构造相关的断层褶皱;与塔里木盆地稳定沉积层相比,在南天山浅、中层地层受到强烈的变形改造,导致地层比较破碎,反射变弱、连续性较差;时间剖面上可以追踪到比较连续的Moho反射,从南向北有加深的趋势.深地震反射剖面揭露出的西南天山与塔里木盆地的这些浅-深构造,展现出塔里木盆地盖层向南天山滑脱与南天山向塔里木盆地逆冲推覆的特征,反映出陆内汇聚下的盆山耦合关系.     

塔里木盆地西部航磁数据变换处理与基底断裂分析

通过对塔里木盆地西部1:20万航磁数据的变换处理,结合地震等资料综合分析,研究了塔里木盆地西部的基底断裂分布,揭示了断裂分布特征:(1)盆地西北部断裂主要为NEE走向,并与NW向断裂组合形成"矩形"结构的断裂分布区带,反映了盆地北缘向天山俯冲而形成的挤压作用;(2)盆地中部巴楚及巴楚以东断裂分布区由NW及NWW向断裂形成"Y"字形断裂组合,并广泛发育二叠纪火山岩;(3)盆地西南缘发育有NW和NWW向断裂,是青藏高原西北缘与塔里木盆地间俯冲碰撞的产物.     

帕米尔东北缘及塔里木盆地西北部弧形构造的扩展特征

归纳了帕米尔东北缘弧形构造的基本特征,分析了塔里木盆地西北部EW向逆断裂背斜带与NNW向隐伏走滑断裂之间的关系.通过塔里木盆地与西南天山和帕米尔东北缘变形特征的对比,认为塔里木盆地西北部的变形样式与帕米尔东北缘的弧形构造类似,弧形构造具有由帕米尔东北缘向塔里木盆地扩展的特征,这种构造是帕米尔向北挤入运动所特有的变形样式.     

塔里木盆地深部构造的地震转换波探测结果

塔里木盆地深部构造的地震转换波探测结果邵学钟,张家茹（国家地震局地质研究所,北京１０００２９）根据国家“八五”重点科技攻关项目《塔里木盆地油气资源》的需要,我们于１９９２—１９９３年在塔里木盆地开展了地震转换波测深工作．目的是探明地壳和上地幔深部构造...     

塔里木盆地结晶基底的反射地震调查

大型克拉通内部沉积盆地基底组构与盆地起源和油气聚集有密切关系.除了钻井岩心及周缘露头研究可提供盆地结晶基底类型证据外,反射地震信号记录了沉积盆地起源时期的有关大地构造作用信息,盆地基底组构可通过记录长度大的反射地震剖面研究.2007年中石化在塔里木盆地将1400 km的地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,为研究克拉通盆地结晶基底的组构和类型提供了难得的第一手资料.这篇文章主要介绍这次调查的反射地震剖面,讨论深反射地震数据处理的关键技术,展示塔里木盆地巴楚—塔中地区的四条12 s反射地震剖面,并对反射剖面的散射模式作初步分析.本次调查表明,将地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,采集处理的成本只增加了3％左右,但是可为研究克拉通盆地结晶基底和上地壳不均匀性提供很有价值的第一手资料.     

塔里木盆地结晶基底的反射地震调查

大型克拉通内部沉积盆地基底组构与盆地起源和油气聚集有密切关系.除了钻井岩心及周缘露头研究可提供盆地结晶基底类型证据外,反射地震信号记录了沉积盆地起源时期的有关大地构造作用信息,盆地基底组构可通过记录长度大的反射地震剖面研究.2007年中石化在塔里木盆地将1400 km的地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,为研究克拉通盆地结晶基底的组构和类型提供了难得的第一手资料.这篇文章主要介绍这次调查的反射地震剖面,讨论深反射地震数据处理的关键技术,展示塔里木盆地巴楚—塔中地区的四条12 s反射地震剖面,并对反射剖面的散射模式作初步分析.本次调查表明,将地震剖面接收记录从6 s加长到12 s,采集处理的成本只增加了3％左右,但是可为研究克拉通盆地结晶基底和上地壳不均匀性提供很有价值的第一手资料.     

Wave tectono-sedimentary processes in Tarim basin

Wave analysis of basins is not only important to the crustal undation theory but also significant to petro-leum exploration by providing information such as the unconformity formation, migration and interchanges between uplifts and depressions, the migrations of sedimentary facies, and basin evolutionary stages. Early in the last century, Haarmann (1930, cited in Jacobs[1] and Scheidegger[2]) and Bemmelen (1933, cited in Jacobs[1] and Scheidegger[2]) put forward the theory of crustal undatio…     

塔里木盆地卡4区块AVO研究

塔里木盆地江汉探区卡塔克4区块位于塔里木盆地中部,有效面积为2 330 km2.在古城墟鼻状隆起构造背景上.该区块奥陶系鹰山组有气层显示(经古隆1井证实),为了弄清奥陶系内幕鹰山组储层分布,寻找有利区块,围绕卡4区块古城墟鼻隆的下步勘探部署开展了AVO处理.卡4区块奥陶系地层埋藏深(达6 000多米),目的层地震资料品质较差,唯一达到目的层的古隆1井属低产气井(日产气10 067 m3),低孔低渗的储层给叠前反演带来了很大困难.本文从AVO技术入手,通过不断深入的研究探讨,展开了储层预测技术攻关研究,为该区储层预测和含油气判别提供了有力依据.     

塔里木盆地南部上地幔各向异性研究

塔里木南缘位于塔里木块体同青藏高原碰撞的前缘,是认识青藏高原同周围块体相互作用的重要位置.横波分裂方法可以获得岩石圈及软流圈地幔的介质各向异性特征,进而探讨岩石圈变形和地幔流动.本文利用横波分裂方法对中国科学院地质与地球物理研究所、北京大学和南方科技大学联合布设在塔里木盆地南部的8个宽频带流动地震台站记录的SKS和SKKS震相进行分析,获得了塔里木盆地南部上地幔各向异性参数.分析结果显示,研究区快波偏振方向总体比较一致呈近东西向,但存在盆地边缘到盆地内部变化,而慢波延迟时间分布在0.3~1.5 s,差异较大.综合前人对青藏高原北缘和阿尔金断裂周边的横波分裂研究结果,研究区内大部分地区地幔流动方向和绝对板块运动方向保持一致,推测青藏高原北缘同塔里木盆地接触带,青藏高原北缘软流圈南东东向流动对塔里木块体下方地幔流动造成扰动,随着深入到塔里木块体内部,干扰越来越弱;同时青藏高原北部软流圈物质可能对塔里木盆地岩石圈产生影响,随着地幔软流圈物质持续向北运动逐渐冷却,对盆地内部岩石圈的影响程度减弱.

     

塔里木盆地现今地热特征

地温梯度和大地热流是揭示盆地现今热状态的重要参数,它们对理解盆地的构造-热演化过程及油气资源评价等方面均具有重要意义.利用塔里木盆地约470口井的地层测试温度资料和941块岩石热导率数据,本文计算了塔里木盆地38个新的大地热流数据,进而揭示了该盆地现今地热分布特征.研究表明,塔里木盆地现今地温梯度变化范围为17～32 ℃/km,平均为22.6±3.0 ℃/km;大地热流变化范围为26.2～65.4 mW/m2,平均为43.0±8.5 mW/m2.与我国其他大中型沉积盆地相比,它表现为低地温、低大地热流的冷盆的热状态,但仍具有与世界上典型克拉通盆地相似的地热背景.整体而言,盆地隆起区地温梯度和热流相对较高,坳陷区地温梯度和热流则偏低.此外,我们还发现塔里木盆地现有的油气田区一般位于高地温梯度区域,这可能与下部热流体的向上运移和聚集有关.影响塔里木盆地现今地热特征的因素包括盆地深部结构、构造演化、岩石热物理性质、盆地基底构造形态和烃类聚集等.     

塔里木盆地高分辨率卫星磁异常特征

本文使用美国国家地球物理数据中心(NGDC)提供的岩石圈磁场球谐模型的球谐系数,计算了塔里木盆地16~720阶、高度为0 km的垂向分量ΔZ,反映了塔里木地区高分辨率的卫星磁异常特征.盆地北部和南部的磁性特征明显不同,分界线大体在北纬40°附近,北部表现为东西向的负异常,南部表现为正异常特征,整体呈北东走向,中部被北西向异常所叠加.结合区域地质背景,对盆地内部的磁异常特征综合分析表明,盆地基底可能并非一个完整块体,而是由多个古老地块拼合而成.     

塔里木盆地前寒武地层岩石磁化率

在塔里木盆地前寒武结晶基底研究过程中,为了准确建立地层地磁模型,对库鲁克塔格地区岩浆岩、柯坪地区沉积岩、塔什库尔干地区变质岩地层进行系统取样及岩石薄片鉴定和准确命名,并测量岩石密度、磁化率.研究发现:①库鲁克塔格地区:基性、超基性岩蛇纹石化析出磁铁矿,磁化率剧烈变化,而中、酸性侵入岩磁化率随黑云母含量增加而增大;②柯坪...     

Late cenozoic clockwise rotation of Sumatra

A clockwise rotation of Sumatra of about 20° about an axis located in or near the Sunda Strait has been inferred on the basis of the following data:(1) The portion of the Indonesian volcanic arc between the Sunda Strait and the island of Timor lies along a small circle whose center is located about 32°N, 119°E. The volcanic chain of Sumatra makes an angle of 20° with this portion of the arc.(2) The Benioff zone of Indonesia has a maximum depth of 600 km to the east of the Sunda Strait, but the maximum depth decreases to 200 km northwestward along the island of Sumatra.(3) The age of the present phase of volcanic activity in Indonesia is proportional to the maximum depth of the Benioff zone; rhyolitic tuffs of the Sunda Strait range in age from Late Miocene to Pleistocene, while ignimbrites of north Sumatra are about 70,000 years old.It is suggested that the increase in sea-floor spreading rate since 10 m.y. B.P. pushed north Sumatra and Malaya northeastward for about 500 km along the system of presently inactive faults, causing a clockwise rotation of both Sumatra and Malaya about an axis located in or near the Sunda Strait. Only when this rotation ceased did the underthrusting of north Sumatra begin, producing a shallow and short Benioff zone, and delayed volcanic activity.