准噶尔盆地南缘中-新生界沉积物重矿物分析与盆山格局演化

本文通过分析准噶尔盆地南缘野外剖面、部分钻井岩心和天山内部野外剖面的碎屑重矿物及其组合特征,探讨了准噶尔盆地中-新生代物源体系和盆山格局的演化。准噶尔盆地南缘至少存在3个物源体系,各物源体系的重矿物组合、含量及其反映的物源属性均存在较大差异;其中,南部天山物源还存在东、西两部的差异。不同重矿物组合出现和不稳定重矿物的增加显示中-新生代存在3个构造活动相对活跃期,即晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代。早-中侏罗世天山内部发育多个分隔的小型盆地,盆地南部边界至少位于后峡附近,不存在地理分隔明显的天山;晚侏罗世—早白垩世早期是天山隆升、盆山格局发生转变的时期,博格达山逐渐构成盆地南缘的又一重要物源;白垩纪—古近纪盆山格局变化不大,新近纪以来的强烈挤压构造背景使得天山山脉快速隆升,盆山格局发生重大改变。准噶尔盆地南缘中-新生代构造相对活跃期和盆山格局演变与欧亚板块南缘发生的构造事件具有良好的对应关系。     

准噶尔盆地南缘侏罗纪沉积相演化与盆地格局

通过对准噶尔盆地南缘侏罗系5条剖面的沉积特征对比,结合钻井资料和地震资料,确定了准噶尔盆地南缘侏罗纪盆地边界、沉积相演化及盆地格局。头屯河剖面和后峡剖面的沉积相对比及古流向测量表明二者在早、中侏罗世形成于同一沉积体系。在早、中侏罗世,沉积相逐渐从以辫状河-三角洲-湖泊相为主过渡到以河流相-湖泊相为主,沉积水体逐渐变浅;其中三工河组沉积时期盆地沉积范围达到最大,西山窑组沼泽相发育,车排子-莫索湾凸起自西山窑组沉积时期开始形成;早、中侏罗世的盆地边界至少位于后峡以南附近,此时不存在地理分割明显的天山山脉。晚侏罗世－早白垩世早期,沉积相从辫状河-滨浅湖相为主迅速演变为以辫状河-冲积扇相为主。在此期间盆地边界明显向北迁移,天山山脉明显隆升并造就天山南北沉积环境的巨大差异,博格达山构成盆地南缘的又一重要物源体系。     

准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系物源及其演化特征

准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系储层油气勘探潜力巨大,但关于其物源条件及沉积背景演化方面的认识较为有限,严重制约了后续油气勘探开发进程。为顺利开展后续油气勘探,笔者应用砂岩碎屑成分、砾岩砾石成分、重矿物类型及组合特征、古水流特征、地层岩性比例特征等物源分析方法,并结合区域构造演化背景,对准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系沉积物源特征进行厘定,并恢复其演化过程。研究结果表明：早侏罗世,博格达山尚未隆升,准南东段物源体系受控于北部克拉美丽山及南部天山山体,研究区南部原始沉积边界距现今盆地边界最远;自中侏罗世以来,由于受周缘山体隆升及燕山运动影响,博格达山开始隆升并逐渐出露水面,对准南东段物源体系产生一定影响;自晚侏罗世—早白垩世,博格达山的持续隆升作用使其隆起高度和规模不断增大,并最终成为准南东段优势物源区,克拉美丽山隆起幅度也不断增大,而使其供源能力增强。整体上,早侏罗世—中侏罗世,准南东段受南部天山物源体系和北部克拉美丽山物源体系共同影响;而在中侏罗世—早白垩世这一沉积期,南部天山物源体系、北部克拉美丽山物源体系和博格达山物源体系并存,但各物源体系对准南东段侏罗系—白垩系影响程度存在差异。     

酒西盆地中新生代碎屑组分特征及指示意义

通过岩石碎屑成分分析,研究酒西盆地砂砾岩储集层沉积碎屑成分特征对物源属性、盆-山格局演化及油气成藏特征的指示意义。研究表明,酒西盆地下白垩统下沟组砂岩成分成熟度低,物源构造属性以再旋回造山带和部分岩浆弧为特征,物源岩石类型主要为中酸性岩浆岩和变质岩(沉积岩碎屑极少),岩石成分及其组合显示盆地东、西部的物源差异明显;古近系白杨河组在岩石成分、岩屑组成上与下白垩统下沟组砂岩有较大不同,显示物源属性的明显改变。物源属性的改变在一定程度上反映构造格局分异、盆-山格局的演变历程,控制了酒西盆地内油气富集和晚期成藏特征。碎屑成分特征在一定程度上决定了储集层的储集空间类型及裂缝发育规律,值得进一步深入研究。     

准噶尔盆地南缘中-新生界碎屑成份特征与构造期次

准噶尔盆地南缘晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世及晚新生代发育的近源粗碎屑沉积显示构造活动的存在。野外剖面及镜下碎屑成份统计表明:砾岩的砾石成份、砂岩碎屑成份的物源属性主要是再旋回造山带和晚古生代的岩浆弧,但盆地南缘东段与西段的岩屑组成及物源属性存在较大的差异。其中,沉积岩岩屑在晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代发生了相应的增加,显示盆缘沉积岩物源的隆升—剥蚀作用和构造活动的相对活跃。砂岩碎屑特征、重矿物相对含量及重矿物组合特征证明盆地南缘东、西两段的物源属性存在较大差异,特别是不稳定重矿物的增加显示晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代为构造相对活跃的构造环境。综合中-新生界沉积碎屑特征及差异分析,准噶尔盆地南缘中-新生代盆山格局发生了3次较大的转变过程,分别对应于上述3个时期。中-新生代3次构造活动对含油气系统形成具有重要控制作用,构造活动期次与油气藏形成、调整的期次也有良好的对应关系。     

准噶尔盆地南缘构造变形特征及其主控因素

本文通过地面地质调查和地震资料的构造解释,研究了准噶尔盆地南缘构造变形特点及变形主控因素。认为准噶尔盆地南缘构造变形具有南北分带、东西分段和上下分层的变形特点,构造样式为逆冲断层相关褶皱,包括断冲褶皱、断展褶皱、滑脱褶皱、断弯褶皱和断束褶皱。构造形成时间主要是在第四纪,其中喜马拉雅运动Ⅲ幕主要影响到变形后缘山前推举带的变形,早更新世末期的新构造运动使准噶尔盆地南缘全面变形,形成现今构造格局。研究证明,在构造变形中起决定作用的是侏罗系煤层,其分布范围决定了变形范围,其厚度决定了变形强度和应力向前传递的远近程度。     

西南天山前陆盆地侏罗纪-白垩纪盆山格局——来自碎屑锆石年代学的证据

目前对天山地区,特别是天山南缘中生代盆山格局认识尚存分歧。本文着眼于侏罗纪-白垩纪这一盆山演化关键阶段,利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年法对西南天山前陆盆地康苏剖面中侏罗统杨叶组、下白垩统克孜勒苏群沉积开展物源分析。发现中侏罗统杨叶组碎屑锆石U-Pb年龄分布于369~2687 Ma间,基本分布在369~404 Ma(约占4%)、418~501 Ma(约占19%)和544~2687 Ma(约占77%)3个范围;下白垩统克孜勒苏群碎屑锆石U-Pb年龄分布于243~2820 Ma间,集中于253~414 Ma(约占35%)、423~489 Ma(约占27%)和668~2820 Ma(约占37%)3个范围。中侏罗统碎屑锆石年龄分布范围广,各年龄组分均较突显,反映中侏罗世西南天山前缘流域体系宽广,天山内各主要源区均得到沟通,物源范围广阔。下白垩统克孜勒苏群锆石年龄分布明显集中,反映早白垩世西南天山前缘源区范围有所缩小。西南天山前缘与库车前陆盆地的物源构成在中侏罗世存在一定差异,而在早白垩世呈现相似特征。包括西南天山前陆盆地在内的天山南缘或于早白垩世经历一期小规模构造反转,导致山-盆构造分异与抬升-剥蚀增强。     

准噶尔盆地南缘中-新生界碎屑锆石的U-Pb 年代学和沉积学记录及其反映的盆山构造演化

针对准噶尔盆地南缘(天山北麓)中生界及新生界4个砂岩样品的碎屑锆石,本文开展了LA-ICP-MS分析,解析了其U-Pb年代学、沉积物源及其构造属性等信息,探索了天山及其邻近盆地的表壳演化过程及动力学机制。研究显示,准噶尔盆地南缘上三叠统-中侏罗统碎屑锆石年龄构成总体宽泛复杂,在490～160 Ma之间出现多个谱峰:除310～260 Ma主峰外,尚有180～160 Ma、240～210 Ma、370～340 Ma、450～390 Ma和490～460 Ma等5个次峰; 上侏罗统-下白垩统碎屑锆石年龄构成相对简单,但仍然保留400～250 Ma较宽范围内的2～3个谱峰:除310～260 Ma主峰外,尚有340～315 Ma等次峰; 上白垩统-古近统,主物源碎屑锆石年龄构成趋向单一,峰值区间集中于310～260 Ma。研究说明天山与准噶尔盆地之间的构造分异活动可以分为4个阶段:中晚三叠世-中侏罗世平稳或渐弱,向准噶尔盆地输运碎屑物的天山水系较宽,可达南天山北缘; 晚侏罗世-早白垩世欧亚板块与拉萨块体碰撞的远程效应对天山古生代构造格局造成了强烈的叠加改造,天山区域整体抬升剥露加剧,并伴随主分水岭相对北移; 晚白垩世-古近纪北天山继续隆升(尽管相对变弱),并直接构成向准噶尔盆地(南缘)输运碎屑物的主水系,新近纪由于欧亚板块与印度板块碰撞引发的天山陆内强烈隆升并未明显改变这一物源输运系统。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组油页岩元素地球化学特征及沉积环境指示意义

本文通过XRF和ICP-MS测试方法对油页岩样品进行测试,根据常量元素和微量元素特征、组分含量及某些元素的比值,探讨了研究区油页岩样品的地球化学特征,进一步阐述了其沉积环境的指示意义.结果表明,P和B元素强烈富集,相当硼及古盐度值都表明属于半咸水沉积环境,B/Ga、Sr/Ba值也说明受到海水影响或间歇性受海水影响,沉积环境以半咸水湖泊为主;Fe2+/Fe3+、V/(V+Ni)、V/Ni、Cu/Zn、Ni/Co和U/Th值及Ni的含量说明沉积环境为咸化的弱还原—还原环境;Mn/Fe和Mn/Ti值也较小,反映近岸的沉积环境;Sr/Cu表明主力油页岩形成时期处于温湿—干热气候.总体上反映出,研究区油页岩的沉积介质环境的显著特征是半咸水状态的弱还原—还原环境.     

新疆博格达地区中-新生代碎屑成分特征与盆山分异过程

新疆博格达地区中—新生界碎屑成分自中侏罗世的中晚期开始发生了巨大变化,主要表现在：自中侏罗世晚期开始,沉积重矿物组合及相对含量发生较大变化,不稳定重矿物、较高级别变质岩岩屑明显增多,显示此时发生的物源属性变化及构造活动的存在;自侏罗系西山窑组沉积晚期开始,砂岩碎屑成分中的沉积岩碎屑明显增加,显示盆缘沉积岩物源的隆升和剥蚀作用。结合前人研究成果,笔者认为,博格达地区的盆山分异过程主要对应于中晚侏罗世-早白垩世早期、晚白垩世和新近纪以来,其中中侏罗世的中晚期是博格达地区开始发生盆山分异的初始时期。     

准噶尔盆地南缘深层下组合侏罗系油气成藏研究

国内外油气勘探当前正逐步向（超）深层拓展,在此背景下,准噶尔盆地南缘深层下组合侏罗系正成为该盆地油气 勘探的一个重要领域,但其成藏研究因勘探程度较低而开展工作较少。为给深化区域油气勘探及国内外同类研究提供参考 新信息,本文从烃源岩和成藏主控因素两方面开展了油气成藏研究。首先从有机质丰度、类型、成熟度三方面,结合地质 背景评价了侏罗系烃源岩的生烃潜力,发现这是一套质量良好的烃源岩,既可生油,也可生气。其次,以区内研究基础条 件相对较好的西湖1 井为例,通过分析油气地球化学特征,揭示了侏罗系烃源岩成油成气的有效性。成藏分析发现,侏罗 系所生油气能否大规模有效成藏的影响因素很多,油气充注不足和储层物性较差是今后勘探需要重点考虑的关键成藏要素。     

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩评价

第三次资源评价(三次资评)结果表明准噶尔盆地侏罗系石油资源量占盆地总资源量的30%以上,天然气资源量占盆地总资源量的28%,其中30. 7%的原油资源和45. 7%的天然气资源分布在准噶尔盆地的南缘,可见应深人分析南缘侏罗系主力烃源岩的特征及其生烃潜力。通过对三次资评之后勘探所积累的地质地球化学数据的系统分析,认为准噶尔盆地南缘有机质类型总体以且II₂型和III型为主,纵向上发育了一套优质烃源岩(八道湾组)和两套中等丰度的烃源岩 (三工河组和西山窑组),烃源岩的规模远远大于三次资源评价的结果。这3套烃源岩均达到了成熟一过成熟的演化阶段,在白垩纪末期进入生油高峰期,在新近纪末期进入生气高峰期,生油气关键时刻与圈闭的形成和定型匹配良好,有利于形成大型和超大型油气藏。研究成果对指导准噶尔盆地南缘油气勘探具有重要的理论和实际意义。     

准噶尔盆地的侏罗系

简介了准噶尔盆地周边侏罗系各岩组的沉积特征及所含生物群面貌。根据生物群纵向演变规律和横向对比，将八道湾组的时代归于早侏罗世早期，不排除其底部为晚三叠世的可能；三工河组为早侏罗世晚期至中侏罗世早期；头屯河组与盆地东北缘五彩湾组相当，属中侏罗世晚期。早、中侏罗世准噶尔盆地气候温暖潮湿，盆地边缘以河流沼泽相为主，是重要成煤时期，中侏罗世晚期以后，盆地开始抬升，盆地边缘以河流相为主，气候变干热，除东北缘外，生物贫乏；晚侏罗世时，盆地受燕山运动影响，激烈抬升，边缘形成河流相或山麓河流相粗碎屑沉积，伴随有强烈的火山活动。     

准噶尔盆地侏罗系层序地层格架中的烃源岩评价

对准噶尔盆地侏罗系层序地层格架中的烃源岩进行了详细的评价。侏罗系大多数属差-中等的烃源岩,八道湾组比三工河组的生烃条件要好些。在一个层序中,凝缩段的有机碳丰度明显高于湖进体系域段和高位体系域段,即凝缩段有利于烃类的生成。侏罗系的干酪根类型主要为Ⅲ和Ⅱ2,少数为Ⅱ1。侏罗纪并非是典型的成煤沼泽环境,而主要是淡水的滨浅湖-半深湖-深湖环境,主要形成于弱还原-强氧化的地球化学环境中,具有明显的姥鲛烷优势。侏罗系成熟度很低,且不同地区也有所差异,大多数样品处于低成熟阶段 (R_o=0.5 0 %～ 0.80 % ),意味着盆地的侏罗系没有大量生成常规的液态烃类,寻找由侏罗系生成的未熟-低熟油和天然气可能更为现实     

准噶尔盆地西北缘车拐地区侏罗系成藏动力学模拟

准噶尔盆地西北缘车拐地区目前已经在侏罗系发现了多个油气藏,分析这些油气藏形成的过程及其主要控制因素具有重要意义。基于成藏动力学的三维模拟结果表明,侏罗系油气藏的油气来源主要是二叠系风城组和乌尔禾组烃源岩,油气运移路径主要表现为由沙湾凹陷向车排子凸起、中拐凸起方向。从充注时间看,侏罗系八道湾组始于早侏罗世(178Ma),齐古组始于早白垩世(120Ma),充注过程一直持续到古近纪末期;白垩纪中期的构造运动使车拐地区的地形向现今的"南低北高"发展,改造了已经形成的圈闭,使此前形成的油气藏重新分配,并向北部重新聚集,从而形成现今侏罗系的油气藏主要分布在车拐地区北部和车排子断裂带附近区域,而在车拐地区南部仅存在一些残余油气藏的格局。     

新疆准噶尔盆地中侏罗世Sphenobaiera（楔拜拉）一新种

报道了新疆准噶尔盆地西部玛纳斯及白杨河中侏罗世西山窑组（J₂x）银杏类楔拜拉属的一个新种--准噶尔楔拜拉（Sphenobaiera junggarensis sp. nov.）的首次发现。该新种以表皮构造为双面气孔式、上表皮气孔少、下表皮气孔密度大、孔缝基本定向、普通表皮细胞具不规则角质化隆丘及气孔器保卫细胞角质化放射纹之间发育有梳状“细耙”等特征,区别于楔拜拉属已知种。 还讨论了该新种的发现在研究楔拜拉属的分类及其古气候等方面的意义。     

准噶尔盆地腹部及西南缘侏罗系烃源岩分子地球化学特征及形成环境剖析

准噶尔盆地腹部及西南缘侏罗系烃源岩厚度大,分布广,部分层段烃源岩较好,并已发现油源贡献,勘探前景较好。本文在前人基础之上,依据有机地球化学及有机岩石学的实验室分析测试手段,系统研究了侏罗系烃源岩分布特征、生烃潜力、分子地球化学特征及沉积环境。结果表明,盆1井西凹陷整体上侏罗系烃源岩生烃潜力较差,沙湾凹陷侏罗系八道湾组与西山窑组部分层段生烃潜力较好,三工河组烃源岩较差,四棵树凹陷侏罗系八道湾组分布较好的烃源岩,而三工河组与西山窑组烃源岩较差。此外,八道湾组沉积早期,主要发育三角洲前缘亚相与滨浅湖相,沙湾凹陷发育滨浅湖相、湖沼相,其南部发育半深湖相,有机质发育,烃源岩主要形成于以陆源高等植物输入为主的弱氧化-强氧化的沉积环境。三工河组沉积期,研究区大部分地区发育滨浅湖相,沙湾凹陷及东部地区局部发育半深湖相,烃源岩形成于强氧化的沉积环境,有机生源主要为陆源高等植物碎屑。西山窑组沉积期间,玛湖凹陷、陆梁隆起带及盆1井西凹陷发育三角洲平原与前缘亚相,沉积中心向沙湾凹陷的东部和南缘迁移,主要发育半深湖相沉积,烃源岩主要形成于弱氧化-强氧化的湖沼环境,生源输入以陆源高等植物为主。