新疆吐—哈盆地前侏罗系烛藻煤的发现及其地质意义

众多地质工作十几年的系统深入工作使吐－哈油田侏罗系的煤成烃研究取得了令人瞩目的进展,然而,侏罗系煤系泥岩和煤岩成烃的潜能不足以解释目前吐－哈油田的油气藏形成规模,在吐－哈盆地西部科牙依凹陷三叠系中首次发现的厚层烛藻煤,具有类型好,品质高、生烃潜能大的特点,是该盆地最好的烃源岩类型,该类煤的发现不但对评价该地区前侏罗系生油前景具有重要意义,而且对侏罗系煤一类型多样化也具有启示,综合分析结果表明,烛藻煤即可能是台南凹陷前侏罗系油藏生烃物质之一,又可能对侏罗系油气藏有所贡献,在中三叠世时的科牙依凹陷和台北凹陷,早侏罗世时台北凹陷中部的丘东洼陷,早二叠世晚期的台北凹陷北部等地区均为炎热半干旱、半咸水、强还原的深湖环境,均可能发育丰富的烛藻煤等腐泥煤尖,它们与湖相泥岩共同对吐－哈油田的油气藏形成提供了生烃物质,吐－哈分     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

新疆博格达山的构造演化及其与油气的关系

博格达山的构造演化及其造山作用的时间是一个长期争议且缺乏系统研究的问题。在野外调查的基础上,充分吸收前人成果,综合运用岩浆岩地球化学特征、不整合-沉积旋回、古流向及沉积物扩散方向等分析手段,对博格达山的构造演化进行了精细的剖析。结果表明:博格达山的构造演化主要经历了3期构造反转,即中-晚石炭世的裂陷海槽与晚石炭世末的弱造山期、早-中二叠世的裂陷盆地与晚二叠世-三叠纪和晚三叠世末的古博格达山隆升-夷平期以及早-中侏罗世的弱伸展盆地与晚侏罗世以来的现今博格达山阶段性隆升期;博格达山南缘柴窝堡凹陷地区印支期形成的NE向构造是油气勘探的有利区带。     

吐--哈盆地及周缘早二叠世火山岩地球化学特征及大地构造环境探讨

长期以来对吐—哈盆地及其周缘地区早二叠世构造环境的归属存在较大异议.通过对盆地早二叠世火山岩地球化学特征的研究,进一步厘定了火山岩的产出环境.研究表明,区内火山岩以玄武岩、玄武安山岩和流纹岩为主,具双峰式火山岩特征,大部分玄武岩相对MORB强烈富集LILE和LREE,HFSE适度富集,Th/Ta比值>5,Ta、Nb的适度亏损和陆壳的混染有关,少量玄武岩带有与消减作用有关的地球化学信息,与造山期后伸展环境下的火山岩地球化学特征相似.结合区域地质特征及邻区研究结果,认为吐—哈盆地早二叠世火山岩为造山期后伸展背景下裂谷环境的产物.     

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。     

吐鲁番--哈密盆地陆源碎屑沉积环境及物源分析

吐鲁番—哈密盆地从晚二叠世到晚第三纪经历了复杂的,多旋回的沉积构造演化历史,造成主要地层间均以不整合为界。盆地内沉积相类型丰富,沉积环境随时间的推移而发生改变。在晚石炭世,盆地北部为浅海环境;到晚二叠世,沉积环境由海相转变为陆相,并在上二叠统下部形成大量冲积相或河流相粗碎屑沉积;在三叠纪,沉积物主要形成于冲积相或河流—湖泊环境中,古气候则由干旱转为温暖湿润。早、中侏罗世,沉积环境以湖泊—沼泽相为主;到晚侏罗世,则以辫状河流相为主及干旱气候为特征。在白垩纪,盆地的沉积范围大为缩小,以湖泊环境为主;第三纪,沉积范围则扩大到整个盆地,沉积相以辫状河流及冲积相为特征,沉积气候干旱,局部地区接受了盐类沉积。古流向分析显示,吐—哈盆地具有复杂的沉积搬运体系。在盆地南侧,沉积物搬运方向总是由南向北,表明觉罗塔格山是盆地的主要物源区;而在盆地北侧,博格达山自晚侏罗世开始隆起,构成盆地的另一新的物源区,沉积物搬运方向由北向南。在白垩及第三纪,博格达山成为盆地的主要物源区。     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制*

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

鄂尔多斯西缘牛首山—罗山地区裂变径迹年龄与中生代构造抬升

鄂尔多斯盆地西缘及其邻区经历了中—新生代复杂的构造演化过程，其中生代以来的构造隆升和区域热演化历史研究仍需要进一步的年代学证据。牛首山—罗山地区紧邻鄂尔多斯盆地西缘的冲断带，其中生代的隆升过程对于研究盆地西缘中生代构造事件具有非常重要的意义。文章通过磷灰石裂变径迹(AFT)分析及热史模拟限定牛首山—罗山地区中生代的隆升过程及其时限，结果表明该地区中生代抬升主要发生在中侏罗世(170 Ma)—早白垩世末(110 Ma),罗山地区的抬升(170 Ma)要略早于牛首山地区(160 Ma),这期抬升主要与祁连造山带向北东方向挤出有关。综合分析已有研究成果表明，鄂尔多斯盆地西缘及其邻区中生代抬升的启动时间为晚三叠世，整体可分为两期：第一期抬升发生在晚三叠世(220 Ma)—早侏罗世末期(185 Ma);第二期抬升发生于中侏罗世(175 Ma)—早白垩世末(110 Ma),牛首山—罗山地区的抬升则属于鄂尔多斯盆地西缘第二期抬升的一部分。鄂尔多斯盆地西缘中生代两期构造抬升分别显示出由南向北、由西南向东北方向传递的特征，推测与晚三叠世华北、华南板块碰撞以及中—晚侏罗世拉萨地块向北东方向汇聚有关。     

吐鲁番-哈密盆地陆源碎屑沉积环境及物源分析

吐鲁番-哈密盆地从晚二叠世到晚第三纪经历了复杂的,多旋回的沉积构造演化历史,造成主要地层间均以不整合为界。盆地内沉积相类型丰富,沉积环境随时间的推移而发生改变。在晚石炭世,盆地北部为浅海环境;到晚二叠世,沉积环境由海相转变为陆相,并在上二叠统下部形成大量冲积相或河流相粗碎屑沉积;在三叠纪,沉积物主要形成于冲积相或河流-湖泊环境中,古气候则由干旱转为温暖湿润。早、中侏罗世,沉积环境以湖泊-沼泽相为主;到晚侏罗世,则以辫状河流相为主及干旱气候为特征。在白垩纪,盆地的沉积范围大为缩小,以湖泊环境为主;第三纪,沉积范围则扩大到整个盆地,沉积相以辫状河流及冲积相为特征,沉积气候干旱,局部地区接受了盐类沉积。古流向分析显示,吐-哈盆地具有复杂的沉积搬运体系。在盆地南侧,沉积物搬运方向总是由南向北,表明觉罗塔格山是盆地的主要物源区;而在盆地北侧,博格达山自晚侏罗世开始隆起,构成盆地的另一新的物源区,沉积物搬运方向由北向南。在白垩及第三纪,博格达山成为盆地的主要物源区。     

试论吐鲁番—哈密盆地为剪切—背驮型盆地

本文从大地构造背景，构造地貌，现今应力场，运动学特征，构造模型等５个方面论证了吐鲁番－哈密盆地的性质，认为吐－哈盆地是背驮于博格达推覆席体上的盆地，侏罗纪以来盆内的许多构造与沉积特征都取决博格达推覆构造与反冲推覆构造活动的强度。     

准噶尔盆地与吐哈盆地侏罗纪沉积边界的探讨

关于准噶尔盆地与吐哈盆地侏罗纪的沉积边界问题，争论历时已久。总的来说，构造上分歧不大，而沉积上则各抒己见．为全面而系统地解决这些问题，更好地指导准噶尔盆地与吐哈盆地的侏罗系勘探及两个盆地的地质类比，本文通过博格达山南北缘侏罗沉积相、古流向及物源等方面的实地测量和分析，同时结合区域构造背景，对准噶尔盆地与吐哈盆地侏罗纪沉积边界作了进一步探讨，认为准噶尔盆地与吐哈盆地至少在侏罗纪沉积之前已被博格达山分隔开，从而开始了各自的沉积构造演化史。     

新疆博格达山初始隆升时间的地层学标定

博格达山位于东天山北缘,是准噶尔盆地与柴窝堡凹陷的分界岭。它的初始隆升时间是一个意义重大而又长期争论的基础地质问题。地表地质调查和人工地震勘探结果证实,石炭纪以来最早的区域性角度不整合发育于白垩系与前白垩纪地层之间。博格达地区斜层理、叠瓦状砾石迎水面等古流向示向构造研究结果证实,博南、博北沉积物扩散方向在早二叠世均指向南、侏罗纪时指向博格达主脊、而白垩纪及其后则背离博格达主脊。博格达山南、北砾石成分统计结果显示,侏罗系具双物源特征,而白垩纪物源区则为博格达山。据此推论,博格达山初始隆升发生在侏罗纪末-白垩纪初。基于博格达山初始隆升发生在侏罗纪、白垩纪转换之际,有理由相信博格达山地区在海西期未卷入天山造山带,在早中生代期间柴窝铺凹陷与准噶尔盆地同属一个盆地。     

东天山博格达地区石炭系构造-地层划分及成盆背景分析

东天山博格达地区经历了古生代长期俯冲增生与中—新生代多期陆内变形改造作用,但对于博格达山石炭纪构造属性与演化阶段等问题始终存在争议,制约了对北疆晚古生代构造格局的认识。利用博格达山露头及其两侧盆地钻井、地震资料,运用盆地构造分析思路与方法从盆-山尺度开展了石炭系地层格架及岩浆活动特征综合对比研究,划分博格达地区石炭系构造-地层单元并分析石炭纪构造背景。研究结果显示:博格达山相邻的准噶尔盆地和吐哈盆地发育下石炭统与下伏地层(C₁/AnC)不整合,而上、下石炭统之间(C₂/C₁)、二叠系与上石炭统(P/C₂)不整合在博格达山及相邻盆地普遍存在,由此将博格达地区石炭系划分为下石炭统和上石炭统2个主要构造层,揭示研究区经历了两个主要的构造演化阶段。进一步结合构造变形演化、盆地构造沉降特征及构造环境分析结果,认为博格达山石炭纪为俯冲相关伸展背景下的弧后盆地,经历了早、晚石炭世两阶段伸展裂陷作用,并在裂陷晚期均明显遭受了周缘块体碰撞拼贴事件的影响。     

新疆博格达山分段及深浅构造转换关系

研究表明 ,天山及邻区自中生代以来一直处于热衰减状态 ,博格达山新生代再造山具有“冷隆升”性 ,盆山边界断裂多限于上地壳内 ,而非直通中地壳低速体甚至上地幔的“深大断裂”。造山带内的韧性剪切带是在古生代形成的 ,而不是再造山期的断裂 ,它对造山带隆升及盆山耦合无贡献 ,博格达山的隆升为复式背斜构造所支持。博格达山与准东的关系为背斜北翼与盆地平缓基底构成的挠曲构造 ,而不是被深大断裂分隔的断块。博格达山具有独特鲜明的分段性 ,造山带的两个弧形构造与新生代再生前陆盆地构成独特的“斜方对称”分布样式。以板条观点为指导 ,从盆山单元的平面配置关系和深浅构造转换关系入手 ,探讨了博格达山板内造山阶段的几何学和运动学分段性的成因 ,构建了盆山耦合模式     

东天山古生代板块构造特点及其演化模式

东天山的古板块构造格局主要由塔里木陆壳板块、西伯利亚陆壳板块和哈萨克斯坦洋壳板块在古生代的活动所奠定的。在古生代，东天山的板块构造格局主要表现为多列岛弧及其间弧间盆地和弧后盆地的形式。自北而南依次发育：博格达－哈尔里克泥盆－石炭纪岛弧，吐哈弧间盆地，觉罗塔格泥盆－石炭纪岛弧，吐哈弧间盆地，觉罗塔格泥盆－石炭纪岛弧，中天山志留－石炭纪岛弧，南天山－红柳河弧后盆地和北山陆缘裂谷带。其主要成因是由于准噶尔洋壳板块向塔里木陆壳板块下俯冲，俯冲带不断后退所形成的。奥陶纪中后期，中天山由塔里木北缘分出，形成具有古老陆块基底的类似于现今日本列岛的中天山岛弧。在其后形成南天山－红柳河弧后盆地和北山陆缘裂谷带。泥盆纪早期，俯冲带后退至觉罗塔格北侧形成觉罗塔格岛弧。泥盆纪晚期，俯冲带后退至博格达－哈尔里克北缘，形成博格达－哈尔里克岛弧。中石炭世至早二叠世，博格达同准噶尔陆块碰撞造山，哈尔里克同麦钦乌拉岛弧碰撞造山。与此同时，南天山－红柳河弧后盆地和北山裂谷带也相继闭合，而吐哈弧间盆地则成为未被消减完的弧间盆地残留下来。东天山古生代板块演化可与现今印度尼西亚地区的板块演化相类比。     

论新疆吐哈盆地的两种构造单元体系

重点研究了吐哈盆地构造单元的类型、构造属性及其与构造反转之间的关系等相关问题.吐哈盆地的构造单元可归为2种不同类型的体系:坳陷/隆起-凹陷/凸起类型的体系和构造带类型的体系.前者为沉积构造单元,具有同沉积构造的属性.可代表盆地形成时期的伸展性结构与构造;后者则为变形构造单元,具有"后生或次生"构造的属性,反映或代表了后期的构造反转.吐哈盆地"东西分块"应是同沉积期构造格局的表象,"南北分带"则主要是后期挤压与构造反转的结果.由此也进一步证明,吐哈原型盆地属伸展性盆地,后期则因挤压改造而发生了构造反转.前述各种特征则可能是此类构造反转盆地所具有的特殊的地质构造现象.     

论新疆吐哈盆地的两种构造单元体系

重点研究了吐哈盆地构造单元的类型、构造属性及其与构造反转之间的关系等相关问题。吐哈盆地的构造单元可归为2种不同类型的体系：坳陷/隆起-凹陷/凸起类型的体系和构造带类型的体系。前者为沉积构造单元,具有同沉积构造的属性,可代表盆地形成时期的伸展性结构与构造;后者则为变形构造单元,具有“后生或次生”构造的属性,反映或代表了后期的构造反转。吐哈盆地“东西分块”应是同沉积期构造格局的表象,“南北分带”则主要是后期挤压与构造反转的结果。由此也进一步证明,吐哈原型盆地属伸展性盆地,后期则因挤压改造而发生了构造反转。前述各种特征则可能是此类构造反转盆地所具有的特殊的地质构造现象。     

POSITIVE INVERSION STRUCTURE OF THE CENTRAL STRUCTURE BELT IN TURPAN-HAMI BASIN

The central structure belt in Turpan-Hami basin is composed of the Huoyanshan structure and Qiketai structure formed in late Triassic-early Jurassic, and is characterized by extensional tectonics. The thickness of strata in the hanging wall of the growth fault is obviously larger than that in the footwall, and a deposition center was evolved in the Taibei sag where the hanging wall of the fault is located. In late Jurassic the collision between Lhasa block and Eurasia continent resulted in the transformation of the Turpan-Hami basin from an extensional structure into a compressional structure, and consequently in the tectonic inversion of the central structure belt of the Turpan-Hami basin from the extensional normal fault in the earlier stage to the compressive thrust fault in the later stage. The Tertiary collision between the Indian plate and the Eurasian plate occurred around 55Ma, and this Himalayan orogenic event has played a profound role in shaping the Tianshan area, only the effect of the collision to this area was delayed since it culminated here approximately in late Oligocene-early Miocene. The central structure belt was strongly deformed and thrusted above the ground as a result of this tectonic event.