由航磁异常判断准噶尔盆地基底性质

笔者分析了前人对准噶尔盆地基底性质进行地球物理研究的看法和依据,认为在准噶尔盆地下存在太古代或早元古代陆壳.文中研究了剩余磁化强度对准噶尔盆地航磁异常的影响,提出准噶尔地区以感应磁化强度影响为主.利用小波变换技术对航磁异常进行了分离,并在此基础上利用华北地台太古代陆壳的磁化强度值模拟了位于地壳深部的古老结晶基底的形态与产状.模拟结果表明,古老结晶基底为薄板状体,赋存于下地壳中.     

准噶尔盆地五彩湾凹陷基底火山岩储集性能及影响因素

含油气火山岩储层的研究为石油勘探开拓了更广阔的前景.利用岩心、薄片及成像测井(FMI)等手段对准噶尔盆地五彩湾凹陷基底火山岩储层的岩性特征、岩相分布、岩石物性(包括孔隙度和渗透率)进行了研究.该区含油气的火山岩主要为中石炭世巴山组(C₂b), 包括熔岩(安山岩和玄武岩)和火山碎屑岩.熔岩的平均孔隙度和渗透率分别为7.4 2 %和0.82× 10-3 μm2; 火山角砾岩类的平均孔隙度和渗透率分别为9.84 %和0.33× 10-3 μm₂.这些火山岩储集空间类型以次生孔、缝为主.与盆地内基底火山岩储集性能最好的腹部石西油田相比, 东部五彩湾凹陷的储集性能略差.火山喷发时的环境、火山岩的岩性岩相。      

准噶尔盆地构造动力学过程

准噶尔盆地被古生代缝合线构造包围,周缘山系向盆地方向逆冲推覆,显示了盆地处于长期受压的构造环境;火山喷发由海相转变为大陆相,火山活动由强到弱,表明二叠纪以后,上地幔物质一直处于收缩状态,盆地整体持续下沉接受沉积,地壳增厚。二叠纪进入盆地演化阶段之后,经历了晚海西、印支、燕山和喜马拉雅四期构造应力场的作用,发生了南北向拉张变形、南北向和北西向碰撞挤压变形、南北向和北西向张压交替变形以及南北向压扭冲断、走滑和重力滑覆变形,形成复杂多样构造类型。      

拼合的准噶尔盆地基底: 基底火山岩Sr-Nd同位素证据

在详细岩相学、主元素和微量元素研究基础上, 报道了准噶尔盆地基底不同区块火山岩的Sr-Nd同位素和锆石颗粒年龄研究成果, 结合盆地周缘造山带古生代构造史、古生物、沉积建造、火山岩、侵入岩的综合研究成果, 表明准噶尔盆地基底可能由分属哈萨克斯坦板块、塔里木板块(?) 和西伯利亚板块刚性体外围的岛弧体系经构造软碰撞拼合而成, 它们又经历了块体拼合后的构造-岩浆热事件(如基性岩浆底侵作用) 的进一步改造和影响.      

准噶尔盆地岛弧火山岩地体拼合基底的地球化学证据

准噶尔盆地基底火山岩主要岩石类型为玄武岩和安山岩，并有部分英安岩和流纹岩。火山岩的微量元素地幔标准化模式显示LREE弱富集，（La/Yb)N变化于1．9－5．23之间，高场强元素Nb、Ta相对于大离子亲石元素的亏损较明显，具俯冲带火山岩的典型特征。Nd-Sr同位素分析表明，3个火山岩区的火山岩εNd(0)均为正值，（^87Sr/^86Sr)i较低，说明它们主要来源于亏损地幔。Sm-Nd同位素单阶段模式年龄集中在400－700Ma之间，反映俯冲沉积物的形成时代不早于700Ma。玄武质火山岩微量元素和同位素研究表明3个火山岩岩区应分属不同的岛弧增生体系，原始地幔物质通过岛弧火山作用加入到地壳中，推测准噶尔盆地的基底由分属于周边的哈萨克斯坦、塔里木和西伯利亚板块的年轻岛弧增生地体拼合而成，前寒武纪地壳演化历史并不明显。     

福建基底构造格局与火山活动关系

本文依据各类岩石的地球物理性质及地球物理场的特征．对福建省重磁场进行分区．并着重讨论重磁异常的地质意义。结合深部地球物理探测资料及地质构造背景，认为福建火山基底构造格局具有“东西分带．南北分块”的特征：以福鼎—莆田—诏安断裂构造带为界，分为东西两带。以建宁—莆田断裂构造带为界．分为南北两大块。中生代火山岩的基底主要为加里东褶皱系，其上还有华力西—印支期沉积盖层；福安—平和火山喷发带两侧基底保留较完整。火山岩厚度一般小于3000m。火山活动与热流上涌、地壳拉伸减薄、上地幔及下地壳物质熔融并沿块体边界向浅部上移有关。     

准噶尔盆地基底结构特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响

本文通过对已取得的地球物理、航空磁测、同位素地质年代及古生物等方面研究成果的进一步整理分析,认为准噶尔盆地基底为陆壳性质、存在前寒武纪结晶基底,且与其上的海西期褶皱基底构成了"双层基底"的认识更为接近实际;准噶尔盆地这种由前寒武纪结晶基底与海西期褶皱基底组成的"双层"基底结构,与伊犁、吐哈、鄂尔多斯等典型产铀盆地的基底相似,具备了砂岩型铀矿成矿的基底条件。     

准噶尔盆地克拉美丽气田石炭系玄武岩的地球化学特征及构造意义

克拉美丽气田位于准噶尔盆地腹部陆梁隆起南侧的滴南凸起上,石炭系火山岩为该气田的主要储层,石炭系的火山岩研究对该地区的储层分布预测与气田开发方案制定,以及盆地基底性质与盆地构造沉积演化研究都具有重要意义。本文对克拉美丽气田滴西17井的石炭系火山岩的岩石学、地球化学与构造环境进行了研究。滴西17井石炭系的玄武岩表现为:岩石的斑晶中出现橄榄石、单斜辉石;基质呈间粒结构;长石多为中基性斜长石。岩石具有较高的Na20含量,介于6.27%～7.35%之间,K2O/Na2O比值(0.01～0.03)却很低,较高的TiO2(3.00%～3.63%)和P2O5(0.83%～1.03%)含量,低程度的轻稀土富集((La/Yb)N=3.36～3.44),高的Nb含量(14.86×10-6～17.47×10-6),原始地幔标准化的La/Nb比值均小于2,Th/Nb比值小于1,不相容元素整体偏高。该玄武岩略显铕(δEu=0.90～0.93)的负异常,未见铈(δCe=0.99～1.01)异常;微量元素MORB标准化表现为大离子亲石元素LILE相对亏损,高场强元素相对富集,并具有Nb、Ta亏损的地球化学特征,构造判别图解显示该套玄武岩形成于板内环境。以上特征表明,该玄武岩为受到弧组分混染的后碰撞伸展环境下的产物,来自于岩石圈断陷作用下的上地幔熔体。准噶尔盆地陆梁隆起在晚石炭世处于后碰撞伸展环境;该区玄武岩带有岛弧火山岩印记,为准噶尔盆地的基底可能为岛弧拼接基底提供了证据,从而认为早石炭世准噶尔盆地可能存在多岛构造格局。     

准噶尔盆地的磁性基底

本文通过分析和反演航磁异常场,研究了准噶尔盆地的磁性基底。分离异常是反演的前提。盆地区域磁场变化幅度很大,它几乎淹没了其他类型的异常。由于用功率谱极值点和矩谱法估算的磁性地壳底面深度相近,为确定区域场提供了有力的佐证。应用矩谱法和辅以正演模拟,了解基底局部埋深和获得可视作均匀磁化的依据,得以用Hahn的方法作反演。反演给出的盆地磁性基底起伏与浅地表大断裂对应很好。它揭示出受盆地形状影响,在南北向压应力作用下,以断裂活动为主,该基底形成了由三岔形隆起带分割成三个构造区。结合地质、遥感、重力资料分析表明;该基底磁性强,密度高,物性均一,属于刚硬的古老结晶基底。受基底控制,不仅盆地上部长期稳定,而且在北疆地史演化中它起了构造砥柱的作用。     

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。

     

青藏高原隆升对新疆天山山脉地壳-上地幔构造的影响

依据地震层析和接收函数的结果获得了天山山脉东段和西段的深部构造的速度图像,探讨了印度板块向北推进和青藏高原隆升对天山山脉造山作用的影响以及天山山脉不同地段的地壳上地幔构造的差异。克拉玛依—库车剖面上清楚地展示出,天山是由高速和低速的地体拼合而成。来自塔里木的高速体向北俯冲到天山达200km以下的深度,而来自准噶尔盆地的高速体则没有明显地向南推进,说明由南向北的推进是很强的,它是造成天山山脉继续隆升的主要动力,从而造就了天山山脉。天山山脉在Moho面以上的部分是中天山北缘断裂和中天山南缘断裂之间的低速体与两侧的高速体拼合成的,其南北宽度约350km,向深度延伸越过200km。塔里木盆地和准噶尔盆地均为高速体的范围,天山山脉东段Moho面以上的地壳部分,南部高速体有向北推进和俯冲的特征,但不明显。夹在两盆地之间的天山主要为低速体,仅在乌鲁木齐和北天山山前断裂以南有残留的高速体,深度不超过30km,这表明天山是由速度不同的地质体挤压而拼合成的。天山延伸到乌鲁木齐以东,向深部的延伸仅仅100km上下。在富蕴—库尔勒剖面上,塔里木板块向北的推进相对于克拉玛依—库车剖面有所减弱。天山西段表现出强烈的造山作用,向东逐步减缓,到达天山的东段,虽然天山深部的构造活动仍然在继续进行,地震活动频繁,可是,活动区域集中在天山底部不过100km上下。说明山根的范围比西部减少了近一半。     

鄂尔多斯盆地基底结构及早期沉积盖层演化

鄂尔多斯盆地基底主要形成于太古宙—古元古代,岩石组成极为复杂,大多经历了较强的区域变质作用,变质程度一般达到了(高)角闪岩相—麻粒岩相,属变质程度较深的区域变质岩系,主要是各种片岩、片麻岩及变粒岩、石英岩、大理石及花岗片麻岩等;基底结构具有较为明显的分区特征,可划分为北部、西北部及中南部三个大区,走向总体以北东向为主;从演化过程来看,鄂尔多斯盆地基底是华北克拉通形成过程中的太古宙微陆块之一,古元古代末可能是其与华北拼合为一体的关键时期。早期沉积盖层主要经历了长城纪陆内裂陷、蓟县纪边部沉降、青白口纪—南华纪整体隆升和震旦纪边缘拗陷4个演化阶段,沉积环境总体以海相为主,晚期局部具陆相特征,不同时期的沉积物特征有较大差异,可能主要受构造、气候环境的共同制约;早期沉积盖层整体上受基底结构和构造控制明显,越早期影响越大;盆地西南边缘一直是最活跃的构造沉降区,基底构造所处位置特殊可能是其最主要的原因。     

准噶尔盆地白家海凸起的石炭系地质结构与成因模型

利用最新探井、高分辨率地震、年代学资料、古生物资料,并结合盆地周边露头资料等,通过地震剖面精细解释,削蚀、超覆尖灭点追踪识别及平衡剖面技术等,对白家海凸起的地质结构、演化和成因模型进行了综合分析,并取得以下4点认识:(1)白家海凸起纵向上发育深、浅两套断裂系统,深层断裂由一系列倾向相同的正断层组成,控制了石炭纪断陷的发育,断陷主要呈北东和北北东两个方向展布,白家海凸起地质结构整体呈现出"纵向分层、横向分带"的特点;(2)白家海凸起的构造演化可分为6个阶段,分别是(1)早石炭世"坳-断-坳"旋回、(2)晚石炭世"坳-断-坳"旋回、(3)早—中二叠世的挤压反转阶段、(4)晚二叠世—中侏罗世西山窑组沉积期的稳定埋藏阶段、(5)中侏罗世头屯河组沉积期—晚侏罗世的改造阶段、(6)白垩纪—现今的调整、定型阶段;(3)早石炭世末期和晚石炭世末期各发生一次构造挤压活动,形成了两个区域性不整合;(4)北天山洋俯冲过程中的板片后撤作用(roll-back),可能是白家海凸起石炭纪断陷发育的深部动力学机制。     

准噶尔盆地深层地质结构叠加演变与油气赋存

根据地表露头、地震、钻井、测年资料,应用地层回剥方法,对准噶尔盆地深层结构进行了解剖。现今的构造区划是石炭系顶面隆坳格局的反映,深、浅层地层沉积隆坳格局和构造变形特征存在差异。石炭纪末的构造事件导致盆地褶皱变形、隆升剥蚀,形成了北西向为主的背向斜构造。早二叠世-中二叠世,沉积在南部,存在多沉积中心、多构造应力环境,形成了二叠纪早中期重要的烃源岩层系。晚二叠世-侏罗纪存在两期大型湖进坳陷盆地沉积,将下伏盆地埋藏,为盆地重要的区域盖层。早侏罗世-中侏罗世西山窑组含煤岩系是盆地内重要的烃源岩层系,中侏罗统头屯河组沉积前,盆地内形成西南高、北东低的大型车莫古隆起,并遭受了强烈剥蚀。白垩系沉积前,盆地受深层断裂活动控制,在侏罗系形成雁列组合正断层构造。白垩纪-新生代,盆地发生翘倾构造作用,北天山山前强烈沉降,褶皱变形,北部隆升。盆地深层存在石炭系、二叠系和侏罗系富含有机质的烃源岩,与叠合连片发育的三叠系、侏罗系、白垩系、新生界泥岩、煤系、膏泥岩等构成了盆地内多套源盖组合,成为盆地油气富集的基础。盆地深层油气围绕构造变动后的富烃中心区赋存。     

准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩的构造背景分析

从中生代到新生代,准噶尔盆地腹部地区连续沉积,缺少腹部地区的样品,因此准噶尔地区晚古生代构造演化的研究常集中于盆地周围的褶皱造山带。本文通过对早二叠纪-晚石炭纪钻井岩心样品的地球化学、岩石学特征进行研究。结果表明: 1)许多钻井的不同层位中,都发育着表明水上喷发环境的褐色凝灰岩; 2)准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩主要是碱性玄武岩、安山岩及少量的流纹岩,样品的大部分以高碱为特征,反映了喷发于陆上增厚地壳的构造背景; 3)岩心观察、薄片鉴定及主量和微量元素的分析结果表明,晚古生代准噶尔盆地腹部属于大陆构造背景。石炭系火山岩的底部也许存在许多的古老陆块基底。