盆地超压地层识别方法--以四川盆地通南巴构造带为例

在四川盆地通南巴构造带,首先以井芯、录井资料和钻井泥浆比重资料为约束条件,利用泥岩段声波测井资料建立区域“正常压实趋势线”;然后用精细速度处理获得的地震层速度剖面减去区域“正常压实趋势线”建立速度差值剖面,速度差值剖面上的异常低速带定性指示了地层超压范围;再采用速度一压力变换技术,建立压力系数剖面,定量分析地层超压,地层压力计算结果与实际钻井采用的泥浆比重较好吻合,说明利用地球物理资料、钻井资料及地质资料不但可以定性识别超压地层,而且可以定量预测地层压力;对不同压力封存箱的认识有助于分析地层含油气性延展方向,指导下一步勘探部署。     

琼东南盆地构造沉降史及其主控因素

以28口钻井、3条主干地震剖面最新解释成果资料为依据的构造沉降史恢复结果表明：琼东南盆地新生代存在三期快速沉降过程和一期缓慢沉降过程：第一期为始新世,第二期为渐新世—早中新世,第三期存在时空差异：在盆地西部乐东凹陷为晚中新世以来,在盆地中东部陵水凹陷和松南-宝岛凹陷为上新世以来;缓慢沉降过程亦存在时空差异,盆地西部中中新世沉降缓慢,盆地中东部中—晚中新世沉降缓慢.第一期快速沉降过程受东亚陆缘扩张和红河断裂左旋走滑共同影响,第二期快速沉降受南海海底扩张和红河断裂左旋走滑联合作用,第三期快速沉降主要受红河断裂右旋走滑控制,缓慢沉降过程与南海海底扩张停止以及红河断裂构造活动处于宁静阶段相耦合.     

南北海盆地岩石层动力学特征及上新世—第四纪快速沉降

著者对南北海盆地的上新世和第四纪沉降进行了定量分析和地层模拟,指出在第四纪冰期之前很久,晚上新世期内,北海盆地南部的沉降速率比早第三纪的沉降速率增加了十倍。上新世一第四纪的高沉降率与欧洲西北部的现代板内应力场的位置和方向一致。欧洲西北部现代压应力场可能是由中央地堑中断裂再活化导致局部拉伸并发育成拉分盆地而形成的。另一方面,晚上新世沉降速率的加速可能是由于因板内压缩程度增加使中央地堑的岩石层局部向下挠曲作周的结果。两种机制都成功地预测出了第四纪整部沉降史和地层的主要特征。重力模型指出局部拉伸机制控制着南北海的近代构造地层演化。     

南海南部海域中中新世(T3界面)构造变革界面地震反射特征及构造含义

南海南部海域油气资源丰富,由于盆地沉积厚度大、沉积相横向变化快和构造演化复杂等原因,致使该海域新生代地层的划分方案差异大,地层时代的认识也存在较大分歧,这极大地制约了对盆地油气资源评价的正确认识.本文在总结国内外不同分层方案基础上,通过收集国外在南海南部深水区两口关键钻井的资料,开展曾母和北康两盆地重处理二维地震剖面的构造-地层解译,以及联井剖面的井震对比,重新识别和标定新生代重要构造变革面的地震反射特征.根据海域钻井、地层岩性、沉积环境、构造应力体系和古生物资料的综合对比研究,结合婆罗洲陆地测年结果和区域构造事件,重新厘定中中新世T₃构造变革面的发育时代,年龄为15～17 Ma,分析了该界面的构造含义,认为其是南海海底扩张停止的一个构造响应界面,在南海南部海域对应南沙运动,在北婆罗洲地区表现为沙巴造山运动.     

晚喜山期以来四川盆地构造-热演化模拟

四川盆地位于扬子板块西缘,是我国重要的含油气盆地之一.25 Ma以来的晚喜山期是四川盆地构造-热演化的重要时期,此时,盆地大部分区域受到挤压处于隆升剥蚀的构造动力学环境.本文采用有限元数值模拟方法,基于二维瞬态热传导(含平流项)的基本方程,并引入修正的Airy均衡理论模型,通过覆盖全盆地的八条剖面模拟研究了晚喜山期以来四川盆地的构造-热演化特征,且利用现今大地热流对模拟结果进行了有效约束.模拟结果显示在晚喜山期(~25 Ma)川中地区地表热流较高,为60~64 mW/m²;川西南地区次之,为60~62 mW/m²;川东北地区最低,为50~54 mW/m².该期基底热流,也是川中隆起区热流高,川东北强烈剥蚀区热流低.热流的空间分布特征揭示了四川盆地深部动力学机制.四川盆地晚喜山期以来,抬升剥蚀作用降低了其地表热流和基底热流,其降低幅度与对应的剥蚀速率相关,即剥蚀速率越大,这种降低作用越明显.     

渤海新生代盆地浅部构造迁移特征及其深部动力学机制探讨

渤海湾盆地的海域部分与渤海湾盆地其他部分一样,新生代为断陷-拗陷盆地.中渐新世以来,渤海湾盆地的沉积沉降中心迁移至渤海海域,并且拗陷期出现普遍的加速沉降现象.综合分析渤海各坳陷新生代构造样式和断裂时空展布特征,表明断裂发育总体受伸展控制,只是在中渐新世后受走滑影响.选取基本垂直渤海构造走向的6条大剖面,进行伸展量估算,并在剖面上选取虚拟井计算沉积沉降速率,结果表明,在断陷阶段,孔店组-沙四段沉积期,各坳陷沉积沉降速率较低且相差不大,发育多个沉积沉降中心;至沙三段沉积期沉积沉降速率达到最快,东营组沉积期沉积沉降速率变慢,但沉积沉降中心已从四周逐步迁移至渤中坳陷;拗陷阶段,以渤中坳陷为中心,出现的强烈沉积沉降,明显高于正常拗陷阶段沉积沉降速率.结合最新的深部探测资料,认为渤海新生代盆地的断裂展布,受中生代末先存的构造格局影响;断陷盆地的形成,则是太平洋板块俯冲的持续后退和印藏碰撞远程效应持续东进共同作用的结果;中渐新世以来的加速沉降现象,则是太平洋俯冲板片前缘向东迁移引起的岩石圈迅速冷却的最直接表现.     

新疆境内部分地质年代数据反映的现代构造运动

由地质样品的年代及其埋深，得到样品所在地的沉降速率。一般情况下，一个剖面上只有一个数据，可得到一个地区的沉降速率。昆仑山的沉降速率最大，阿尔泰山次之，天山最小，但特克斯是个例外。少数剖面上有2—3个数据，由同一剖面上的不同数据，可得到阶段性的沉降速率。阶段速率图(the picture of phase rate—PPR图)清楚地表示了晚更新世至全新世4不同阶段不一样的沉降速率。     

渤海湾盆地济阳坳陷滑脱构造研究

通过地震剖面、钻井资料和油田开发资料对渤海湾盆地济阳坳陷地层、构造变形和岩石物性进行研究.结果表明,渤海湾盆地济阳坳陷南缘和东北部存在滑脱构造,滑脱构造主要沿古生界／太古宇不整合面、石炭系／奥陶系假整合面发育,在古生界内部和新生界也有显示.滑脱构造面是一个断层破碎带,发育碎裂岩和褶皱.构造破碎带附近古生界（石炭系）底部和太古宇（奥陶系）顶部出现破碎带,表现为高孔隙度、高渗透率带.视滑动构造强度的不同古生界底部地层可能出现缺失或重复,后者在地震剖面中表现为反射时间明显增大,相应发育滑脱褶皱、堆垛背斜.由于与油气形成的时间相匹配,滑脱构造为潜山油气的储集和运移提供了有效的储集空间和运移通道,是潜山性油气藏形成的重要条件.     

莺歌海盆地拉张性质的研究

莺歌海盆地是南海北部陆架盆地的重要组成部分．本文根据ＭｃＫｅｎｚｉｅ（１９７８）的均匀拉张模型,并采用Ｍｉｄｄｉｅｔｏｎ（１９８４）在地震地史分析中的做法,由地震剖面资料得到进行去压实校正所需的地层资料．经过去压实校正和回剥处理,得出了盆地典型剖面的地层埋藏史和热沉降史．然后,由热沉降史通过与ＭｃＫｅｎｚｉｅ的理论曲线的对比,求出拉张因子分布．结果表明,莺歌海盆地为符合ＭｃＫｅｎｚｉｅ模型的盆地,南海的两次扩张在莺歌海盆地形成过程中有明显的反映．     

利用叠前Kirchhoff积分偏移识别小断裂与低幅度构造

利用常规地震剖面精细解释小断层和低幅度构造存在较大困难.本文利用纵波和横波速度模型对采集得到的二维地震数据进行叠前Kirchhoff积分偏移得到纵波和转换横波深度和时间剖面,根据不同分量的深度和时间剖面联合解释小断层与低构造.深度剖面克服了时间剖面受地层厚度和地层速度共同制约的缺点,有利于识别低幅度构造.纵波（P）剖面与转换横波（PS）剖面相比有利于识别层间小断裂.我们对准噶尔盆地实际地震资料的处理和解释证实了这些优点.     

基于小基线DInSAR技术监测太原市2003～2009年地表形变场

基于高相干点目标反演缓慢地表形变已成为当前DInSAR技术的研究热点.本文通过融合PS方法和相干目标法优点,采用小基线DInSAR技术提取城市地表形变场,并重点分析了地表线性形变的反演.在此基础上,以太原市为研究区,利用23景ENVISAT ASAR影像,提取了该市2003～2009年的地表形变场.研究结果表明:(1)...     

华北地区的现代构造运动

华北地区的现代垂直构造运动基本上沿袭着新构造运动的格局发展,大体上可以划分为鄂尔多斯上升区、汾渭下降带、太行山上升区、渤海下降区、冀豫下降区、冀辽上升区、齐鲁上升区和定县—德州过渡区等八部分。此外还有较小规模的银川下降区、中卫下降区、五原—呼和浩特下降区和下辽河下降区等四部分。 现代水平运动不甚强烈,年应变率为10-8级。主压应变轴向北50°东左右。南东向的拉张应变占主导地位     

昆明市地面沉降发展过程及其特征

利用1979－1998年昆明市地面沉降监测资料分析昆明市南部地区，即二环南路以南地区大面积地面沉降。该地区形成两个明显的漏斗形沉降区，一个是以小板桥为中心的沉降区，其中在朱家村、巫家坝机场、广卫村、小喜村、六甲、官渡等地较为明显，在沉降中心（小板桥）沉降量达227．5mm(1985-1998年），平均下沉速率在17mm/a左右，最大达30.00mm/a；另一个沉降中心在海埂以北的河尾村、渔户村一逞地区，没降中心的沉降量达100．4mm(1993-1997年），下沉速度达到25．1mm/a。对昆明市地面沉降现象与古滇池松软的湖相沉积、局部地区的地下水资源长期超采以及该地区强震活动的因果关系进行了初步探讨。     

天津滨海新区潜在淹没区发展趋势研究

本文利用2006年以前天滓地面沉降监测资料和塘沽、汉沽地区潜在淹没区RTK加密观测资料,以水准监测点为基本研究对象,深入分析研究了每个测点随时间的沉降变化规律,进而“以点带面”绘制了2005年和2011年天津滨海新区地面沉降速率等值线图。同时,还绘制了2005年塘沽、汉沽地区潜在淹没区地面标高等值线分布图,以及预测的2011年塘沽、汉沽地区潜在淹没区的时空分布和面积。最后,提出了应对地面沉降的相关建议,以供政府控制地面沉降时参考。     

Land Subsidence Near Oil and Gas Fields,Houston, Texasa

Subsidence profiles across 29 oil and gas fields in the 12,200-km² Houston, Texas, regional subsidence area, which is caused by decline of ground-water level, suggest that the contribution of petroleum withdrawal to local land subsidence is small. Despite large volumes of petroleum production, subsidence at most fields was not increased by oil and gas withdrawal. Local increases of subsidence were detected at only six fields—Alco-Mag, Chocolate Bayou, Goose Creek, Hastings, Mykawa, and South Houston. With the exception of the 1-m subsidence from 1917 to 1925 at Goose Creek, differential subsidence across oil and gas fields was smaller by a factor of two or more than subsidence caused by aquifer compaction. At four fields—Barbers Hill, Cedar Bayou, Humble, and Pierce Junction—subsidence was substantially less than in the surrounding area. Except for Cedar Bayou, these fields are associated with shallow salt domes that partly occupy the aquifer system; for the three fields, subsidence during the periods of record came to less than half the subsidence in the surrounding area. In addition to land subsidence, faults with an aggregate length of more than 240 km (150 mi) have offset the land surface in historical time. Natural geologic deformation, ground-water pumping, and petroleum withdrawal have all been considered as potential causes of the historical offset across these faults. The minor amount of localized land subsidence associated with oil and gas fields, however, suggests that petroleum withdrawal is not a major cause of the historical faulting, at least by a differential compaction mechanism.     

二维应变速率正演模拟

由给定的随时间和空间变化的二维应变速率分布计算速度场,根据速度场计算二维热传导方程,得到岩石圈的热演化结构,然后计算由热扰动引起的密度变化,进而确定加载到岩石圈上的载荷,根据载荷计算挠曲方程,最终得到盆地的沉降.在此基础上讨论了热源对地表热流和沉降的影响以及岩石圈有效弹性厚度对盆地几何形态的影响.结果表明,热源对地表热流影响显著,对沉降影响不大,岩石圈有效弹性厚度则控制盆地的几何形态.二维应变速率正演为下一步的反演奠定了基础.     

陕北塌陷记录的区域特征研究

选取陕西省境内2011—2018年震级为M_L2.7—3.1的18个天然地震事件的287条记录和2013—2018年上述震级范围的20个陕北塌陷事件的185条记录,从时间域、频率域及时频域进行分析对比,总结出陕北塌陷记录区别于天然地震事件的特征:① 在时间域,就P波初动而言,塌陷的P波初动弱而平缓,只有极少数台的垂直向P波初动方向清晰,而天然地震的P波初动强而尖锐,垂直向P波初动方向清晰,有象限分布的特征;在体波特征方面,塌陷的体波周期要比天然地震的大;面波发育是塌陷区别于天然地震最显著的特征之一,即使震中距很小,塌陷记录依然有明显的短周期面波Rg波发育;在震中距＜50 km时,塌陷的振幅比A_S/A_P值要远远大于天然地震,且随着震中距的增大,A_S/A_P值变小并与相同震中距下天然地震的A_S/A_P值相近;相同震级,塌陷比天然地震尾波持续时间长,能量衰减慢。② 在频率域,塌陷的频率域较窄,主要为低频信号,集中在0—3 Hz内;天然地震的频率域较宽,低频信号较少;定义频带内频谱的方差与均值的比值为频谱变异系数α,塌陷的频谱变异系数α整体高于天然地震的。在震中距200 km范围内,塌陷的拐角频率f_c较天然地震小,集中在1—3 Hz,天然地震的拐角频率f_c在3—15 Hz均有分布。③ 从时频谱的对比可见,塌陷的主要频率成份为低频面波,而天然地震频率成份最丰富的为横波波段。      

Sedimentary basin formation with finite extension rates

Thinning of continental crust by rapid stretching of the lithosphere produces an initial subsidence and thermal anomaly. When stretching ceases, slow decay of the thermal anomaly produces subsidence (due to thermal contraction) on a time scale of approximately 60 Ma. The dependence of the heat flow and subsidence histories on the rate of extension is determined here using a time-dependent analytical model. Results are compared with the predictions of a simpler instantaneous stretching model and constraints on the use of the latter are provided in terms of the duration and amount of stretching. For most basins the simple model gives reasonably accurate results provided the duration of stretching is less than 20 Ma.     

Subsidence analysis on the Sardinian margin and the central Tyrrhenian Basin: Thermal modelling and heat flow control; deep structure implications

The subsidence of the Tyrrhenian Basin is analysed based on numerous MCS reflection data and related seismic velocities, and calibrated using subsidence curves versus time at ODP Leg 107 sites 654 and 652 on the Sardinian margin. Two main phases of rifting are clearly defined for the margin-basin evolution: the first, beginning at 7 Ma, split the Sardinian-Calabrian margins, the second, beginning at 5 Ma formed the Central oceanic subbasins.Thermal models, based on thinned crust geometry from reflection-refraction data, are used which consider both vertical and horizontal conduction over time along a NW-SE transect across the entire Tyrrhenian Basin from Sardinia to Calabria. In general, there is a close agrrement between the predicted and the observed surface heat flow and the rate of subsidence over time. However, within the oceanic domain an initial subsidence must be chosen about 1000 m greater than observed on typical spreading centers, i.e., at about 3500 m as postulated in numerous back-arc basins.Thermal models, constrained by subsidence analysis and gravity observations, imply a large difference for the Moho depth beneath the Sardinian margin as determined after refraction seismic experiments. The upper mantle, hot but with high density, would be situated much higher than is postulated by seismic data and probably includes 7.3–7.4 km/s velocity layers previously interpreted as deep crustal layers.     

Spatial and temporal variations of subsidence of the East Pacific Rise (0–23°S)

The distributions of crustal depths as a function of age have been analysed for the southeast Pacific region, along the East Pacific Rise, between the Equator and the Easter microplate (23°S). Using age data and a new compilation of bathymetric data, subsidence rates (for both eastern and western flanks), asymmetry of subsidence and zero-age depths, are computed within flow-line corridors on the Nazca and Pacific plates. Variations of subsidence rates, axial depths and subsidence asymmetry are examined both in space (within corridors) and time (within several age intervals). The variability in these parameters along the strike of the East Pacific Rise is systematic and serves to define several orders of ridge segmentation. The largest variations of these parameters are correlated with the large-scale segmentation of the ridge axis (i.e. transform faults and very large overlapping spreading centres) and are interpreted as related to variations in mantle heterogeneities mainly dependent upon temperature. Smaller variations of subsidence parameters are correlated with second- (and sometimes third-) order segmentation of the ridge axis, which could be related to variations in axial magmatic supply. Across-strike variations of subsidence suggest the existence of small lateral temperature and density variations in the mantle. When analysing the slope of the distribution of depth versus square root of age within corridors, we have observed the existence of changes in the slope which occur at specific age limits. We have estimated the subsidence over different age ranges in order to determine the temporal evolution of subsidence parameters (rates and asymmetry). Such an analysis may inform on the past axial segmentation and on the persistence of axial discontinuities in time. A linear relationship between subsidence rates and axial depths is determined for each age range and suggests that shallower segments subside faster than deeper segments. Although a similar, statistically defined linear relationship exists for any mid-ocean spreading ridge (both for intermediate or fast–ultrafast spreading), the resultant slopes of this relationship vary from ocean to ocean and show that this relationship is not universal over all oceans.