塔里木盆地晚震旦世—中寒武世构造沉积充填过程及油气勘探地位

南华纪初,受罗迪尼亚（Rodinia）超级大陆裂解的影响,塔里木陆块进入强伸展构造演化阶段,陆内发育了北东—南西向裂谷体系,裂谷区与两侧高隆带构成“两隆夹一坳”古构造格局。这一古构造格局持续控制了晚震旦世至中寒武世碳酸盐岩沉积序列的充填、演化及油气成藏组合,应将受前寒武纪裂谷构造—沉积演化控制的系列碳酸盐岩台地作为一个成因整体进行系统研究。结果表明:晚震旦世—中寒武世碳酸盐岩台地先后经历了5个重要演化阶段,即晚震旦世同裂谷充填期、震旦纪末抬升剥蚀阶段、早寒武世初海侵深水缓坡型富泥质碳酸盐岩台地阶段、浅水缓坡型碳酸盐岩台地阶段,以及中寒武世蒸发潟湖占主导镶边型碳酸盐岩台地阶段。控制了两套烃源岩、两套储层及一套区域盖层的发育,即形成于震旦纪裂陷槽内潜在烃源岩和早寒武世深水缓坡阶段玉尔吐斯组烃源岩、震旦纪末期受剥蚀淋滤形成的上震旦统微生物丘滩相白云岩储层和早寒武世受岩相和早期云化联合控制的肖尔布拉克组丘滩相白云岩储层,以及中寒武统蒸发潟湖相蒸发岩盖层,构成了上、下两套有效油气成藏组合。与已获得重大突破的四川盆地同期德阳—安岳克拉通内裂陷沉积演化序列及油气成藏组合类比表明,与之具有良好的相似性,且主力烃源岩品质、直接盖层的封盖性能更优于安岳特大型气藏,认为塔里木盆地这一构造—沉积单元具有重要的勘探前景与地位,上部成藏组合更具现实勘探价值。     

塔里木盆地东部南华系-寒武系黑色岩系地球化学特征及形成与分布

近年来,随着油气勘探向深层-超深层领域拓展,古老层位的烃源岩逐渐成为研究热点。塔里木盆地周缘广泛出露的前寒武地层为古老烃源岩及其发育背景研究提供了基础。本文主要介绍了塔东地区南华系、震旦系和寒武系三套烃源岩,通过对库鲁克塔格地区野外露头及岩芯资料的综合分析,采用有机地球化学和无机地球化学手段对烃源岩质量以及烃源岩发育环境进行了评价,认为南华系特瑞艾肯组、震旦系水泉组、寒武系西大山组为主要烃源岩发育层位。特瑞艾肯组烃源岩TOC分布在0.22%~2.80%,平均值1.65%,Ro平均值为1.28%~1.60%;水泉组烃源岩TOC分布在0.22%~0.79%,平均值为0.49%;Ro分布在1.37%~1.93%之间（均值1.72%）;西大山组烃源岩TOC分布在0.15%~1.45%,平均值0.47%。结合地震资料对裂陷结构进行追踪,初步对塔里木盆地东部三套烃源岩的分布范围进行了限定。针对塔里木盆地新元古代盆地演化背景,运用C、O、Sr同位素及微量元素等,对三套黑色岩系形成环境与发育机制进行分析;并对库鲁克塔格地区的冰期事件进行了的限定,认为塔东地区南华-寒武纪至少发生过三期冰期事件,塔东地区冰碛岩地层的划分可以为全球前寒武地层对比提供依据。     

塔里木盆地西北缘震旦纪构造-沉积演化特征

本文在对塔里木盆地西北缘震旦系开展野外地质剖面实测工作及室内研究基础上,结合区域构造背景分析认为,塔里木盆地西北缘下震旦统苏盖特布拉克组发育河流相、湖泊相、滨海相及三角洲相碎屑岩沉积,上震旦统奇格布拉克组发育局限台地潮坪亚相、台内滩亚相碳酸盐岩沉积,底部发育混积潮坪相沉积。根据震旦系地层岩石组合特征及C同位素演化趋势,将震旦系划分为3个Ⅲ级层序：ZSQ Ⅰ、ZSQ Ⅱ和ZSQ Ⅲ,每个层序顶部分别对应一个不整合面。在此基础上建立塔里木盆地西北缘震旦纪拉张性裂谷沉积模式,并划分为3个构造沉积演化阶段：初始拉张阶段,对应于早震旦世早期,沉积一套粗碎屑岩堆积;快速拉张阶段,对应于早震旦世晚期,沉积一套湖相、滨海相、三角洲相砂岩,泥岩沉积,同时伴随玄武岩喷发;稳定沉降阶段,对应于晚震旦世,形成碳酸盐岩台地沉积。     

塔里木盆地寒武纪构造-沉积环境与原型盆地演化

寒武系是塔里木盆地当前油气增储上产的重点层系,恢复寒武纪的盆地原型是油气勘探的重要基础。利用最新的钻井、地震及露头资料,以沉积相为研究实体,将盆地充填与周缘构造演化相结合,由点→线→面进行分析,恢复了塔里木盆地寒武纪不同时期的构造-沉积环境,并建立了相应的盆地充填演化模式。塔里木盆地寒武纪经历了一次完整的海侵-海退旋回,包括早寒武世早期快速海侵→中寒武世海退、晚寒武世缓慢海侵→寒武纪末海退两个次级旋回,分别对应沉积演化的2个阶段：塔西克拉通内坳陷早寒武世的碎屑滨岸-陆棚相→局限台地相→中寒武世的蒸发台地相,晚寒武世的局限台地相→寒武纪末期的台地暴露不整合;塔东克拉通边缘坳陷为深水盆地相,经历了硅质泥岩→泥岩与灰岩薄互层→碳酸盐岩的岩相演化。寒武纪塔里木原型盆地特征及演化主要受控于Rodinia超大陆的裂解,其构造-沉积格局经历了由震旦纪末的南北分异格局向中-晚寒武世的东西分异格局的演变。     

塔里木盆地晚新元古代-早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应

塔里木盆地上新元古界-下奥陶统是我国超深层油气勘探的重要领域,但其盆地动力学研究程度低、认识分歧大,制约了塔里木盆地超深层油气地质评价。本文综合近年地质学、地球化学与地球物理资料,探讨塔里木盆地晚新元古代-早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应,将其划分为以下5个阶段:(1)新元古代-早古生代经历了前展-后撤-前展俯冲的板块构造演化;(2)南华纪发育后撤俯冲机制下的大陆裂谷沉积体系,不同于地幔柱机制;(3)震旦纪-寒武纪不是裂谷盆地的连续沉积,而是发育后撤-前展俯冲转换期的前寒武纪大不整合面;(4)寒武纪-奥陶纪,塔里木盆地缺乏被动大陆边缘背景,发育一套碳酸盐台地沉积,而且随着原特提斯洋闭合的前展俯冲作用增强,导致了中奥陶世晚期台地从东西分异转向南北分异的沉积演变;(5)晚奥陶世末在前展俯冲造山作用下形成复理石快速充填的类前陆盆地,但没有形成碰撞造山作用下的磨拉石前陆盆地。研究认为,塔里木板块晚新元古代-早古生代多期幕式后撤-前展俯冲机制形成了南华纪强伸展→震旦纪末挤压与寒武纪-早奥陶世弱伸展→中奥陶世晚期-志留纪强挤压的两大构造旋回,并造成了构造-沉积演化的差异性,不同于经典的威尔逊旋回模式及其成盆动力学机制。     

塔里木新元古代原型盆地与深层油气勘探意义

震旦系白云岩是当前塔里木深层油气勘探战略突破的潜在层系之一,但是受资料限制,对新元古代原型盆地和烃源岩分布仍存在较大争议.综合重磁电反演和地震解释,开展了塔里木新元古代地层分布、隆坳格局和原型盆地性质研究.地球物理位场异常和联合反演结果显示,塔西南、阿瓦提地区深层都有新元古界广泛分布.新元古代盆地呈隆-坳相间格局,塔北和中央隆起带是前寒武系继承性基底古隆起,北部裂陷带和塔西南裂陷带均以NWW向裂谷为主,纵向上呈现断-坳结构,平面上构成大型垒-堑结构,裂谷形成演化和同沉积断裂的分布与基底岩相组成以及基底断裂分布密切相关.塔里木新元古代原型盆地演化以南华纪裂谷、早震旦世断-坳转换和晚震旦世坳陷为特征,震旦纪末期柯坪运动导致短暂的地壳抬升,构造剥蚀南强北弱.在早震旦世断-坳转换过程中,由多个南华纪分散的裂谷沉降中心逐渐合拢、收缩成宽缓分布的深水凹陷区,晚震旦世伴随周缘洋盆扩张,生烃凹陷开始向大陆边缘迁移.塔西南深层古裂陷内可能发育前寒武系烃源岩,古裂陷与古隆起之间的配置关系是寒武系盐下勘探突破的关键.上震旦统台缘礁滩相和表生岩溶作用形成的规模性碳酸盐岩储集体是当前古老层系勘探的重要目标类型.     

塔里木盆地西南部南华纪裂谷体系的发现及意义

通过系统的地震资料解释,首次在塔西南地区发现南华纪裂谷体系。该裂谷平面上呈NW-SE走向的长条状,长约450km,宽约70~110km。剖面上为一箕状盆地,西南边界为一大型正断层,是裂谷沉积的同沉积断层,裂谷沉积向西南逐渐加厚,向东北逐渐减薄,沉积中心靠近裂谷的西南边界,构成一大型半地堑构造。其中,南华系是一套典型的生长地层,是裂谷沉积的主体;震旦系为裂谷晚期-后裂谷期沉积。塔西南南华纪裂谷是罗迪尼亚超大陆裂解过程中形成的,其油气勘探价值非常值得期待。     

四川盆地东部海相下组合油气勘探领域与有利勘探方向

四川盆地是一个大型叠合含油气盆地,经历了多期伸展-聚敛旋回,资源潜力巨大。近年来,盆地中部下组合天然气勘探在震旦系灯影组和下寒武统龙王庙组获得重大突破,但盆地东部尚未获得实质性进展,有利勘探方向尚待明确。以构造-沉积演化分析为基础,将盆地东部及邻区海相下组合划分为伸展分异台地(震旦纪至早寒武世沧浪铺期)、稳定统一台地(早寒武世龙王庙期至中奥陶世宝塔期)和挤压前陆坳陷(晚奥陶世至志留纪)三个演化阶段;根据油气成藏要素和运聚特征,划分出寒武系盐下碳酸盐岩、寒武系盐上碳酸盐岩和志留系致密碎屑岩等三个油气勘探领域,不同勘探领域制约油气成藏和富集的关键因素差异较大;指出了川东南震旦系灯影组四段台缘带、川东寒武系洗象池群碳酸盐岩浅滩和志留系小河坝组大型三角洲砂体等,为盆地东部海相下组合的有利勘探方向,同时明确了重点突破地区。     

阿尔金山东端余石山铌钽矿区霓辉正长岩的LA-ICP-MS定年及对成矿时代的制约

余石山铌钽矿床是近年来发现的一大型矿床,位于阿尔金造山带之红柳沟-拉配泉蛇绿构造混杂岩带、祁连造山带、欧龙布鲁克微陆块的结合部位。对矿区进行成矿背景研究时发现,矿区赋矿地层主要为长城系熬油沟组,岩性组合为变质火山岩及大理岩,穿插有霓辉正长岩体,其中发育细粒烧绿石与霓辉石等富铌钽矿物。并对霓辉正长岩进行锆石LA-ICP-MS年代学测定,结果表明霓辉石正长岩成岩年龄为(776.8±2.5)Ma,成矿与成岩年龄相近或稍晚,表明该霓辉正长岩和铌钽矿床可能形成于南华纪Rodinia超大陆裂解时所产生的大陆边缘裂谷构造环境。     

塔西北地区早寒武世玉尔吐斯组热液作用及沉积模式

埃迪卡拉纪-寒武纪之交全球沉积了一套黑色泥页岩和硅质岩组合,塔里木盆地早寒武世玉尔吐斯组即包含这样一套组合,并被认为是塔里木古生界主力烃源岩之一,然而目前对这套岩石组合的成因及沉积过程的研究还相对薄弱。在野外研究的基础上,将玉尔吐斯组分为5段,分为两个海进-海退旋回,认为其总体沉积于缓坡背景之上。对第一段硅质岩进行主量元素及稀土元素分析,结果显示其含有较低的Al/(Al+Fe+Mn)和较高的Fe/Ti值(均值分别为0.29和108.24)。在Al-Fe-Mn和Fe/Ti-Al(Al+Fe+Mn)图解上,多数样品落入热液作用范围,表明硅质岩主要受热液作用控制。硅质岩REE配分模式显示其不具有Eu的正异常和LREE富集的特征,这显示了海水对热液的稀释作用。靠近热液盆内口的库勒和什艾日克剖面发育较厚的硅质岩和一系列滑移变形构造。早寒武世时期,南天山洋已经打开,硅质热液广泛发育于整个塔北的深水和浅水区,这些迹象表明该区早寒武世仍然有很强的伸展构造活动。     

塔里木盆地及周缘南华系和震旦系划分对比研究

塔里木盆地及周缘南华系、震旦系广泛发育，是揭示前寒武纪重大地质事件的重要地区之一，然而其研究程度低于华南、华北地区。早期认为塔里木盆地及周缘南华系、震旦系可划分为哈尔克山、柯坪、库鲁克塔格、铁克里克及塔克拉玛干等五个分区，由于各分区研究程度及资料之间的差异较大，且近期盆地内部钻井揭示越来越多，地层划分对比问题逐渐突出，传统分区方案面临诸多挑战。综合地质、地震等多学科资料认为，塔里木南华纪原型盆地基底、充填过程、分布统一具有南北分异的特征，区域地层格架剖面显示南华纪-震旦纪原型盆地分布于中央古隆起南北两侧，表现出北强南弱的不同地震反射特征。因此，本文以原型盆地中南、北分异的特征为原则进行地层分区，大致以现今中央隆起带南缘为界，分为北部地层分区和南部地层分区。北部可划分为东北部库鲁克塔格地层小区和西部阿克苏地层小区，其中阿克苏地层小区包括原方案中柯坪、塔克拉玛干北部、哈尔克山分区；南部初步划分出铁克里克地层小区，具体有待完善。震旦纪末期，受柯坪运动"大继承、小改造"的演化模式影响，北部地层分区广泛发育下寒武统烃源岩。因此，塔里木盆地及周缘新元古界分区新方案既符合南北不同的超大陆动力学背景，又控制下寒武统烃源岩分布，理论意义与勘探意义明显。     

天山东段地区二叠系芦草沟组沉积特征与古环境对比

天山东段地区二叠系芦草沟组的沉积时代、沉积环境和构造背景存在争议。根据芦草沟组中发现的标准化石桃树园吐鲁番鳕、托姆介介形虫和孢粉化石组合,结合沉积地层中大量碎屑锆石最年轻峰值年龄261 Ma,认为芦草沟组的沉积时代为瓜德鲁普世(中二叠世)而非乌拉尔世(早二叠世)。近年来,在芦草沟组中发现典型海相指示矿物海绿石、海相或海陆交互相托姆介介形虫,加之超高盐度咸化湖盆的证实,认为芦草沟组主体为湖相沉积,但部分沉积时段受到海侵(泛)事件影响。天山东段地区准噶尔盆地、三塘湖盆地、吐哈盆地二叠系芦草沟组具有相似的岩石组合、动物群面貌和构造特征,但不同盆地古盐度、古气候、古氧化还原条件、古水深、初级生产力及热液输入强度等具有差异,分析认为芦草沟组形成于相似的伸展裂谷构造背景,但不同盆地之间沉积特征具有差异、不具备统一的沉积中心,为一系列弥散性裂谷盆地群。     

黔中隆起研究

“黔中隆起”是南华纪一早古生代期间与南华裂谷造就的湘黔桂盆地演化有关的盆缘隆起。“黔中隆起”活动与盆地沉降曲线很好的吻合性证明了这点,二者是一对挠曲偶。这就是“黔中隆起”形成的地球动力学背景。伴随南华裂谷盆地的开合过程,“黔中隆起”经历了南华纪晚期雏形出现、震旦纪一奥陶纪水下发展、奥陶纪末期至早志留世古陆发展直到志留纪晚期的消亡。它不仅控制了当时该地区的古地理、古构造格局以及这段时期地层的垂直发育序列和横向分布、变化,而且对陡山沱组磷矿、石炭系九架炉组含铝岩系等形成分布、黔中地区后期岩浆活动及构造变形都产生着巨大影响。     

塔里木微板块震旦-寒武系火山岩地球化学及其大地构造意义

塔里木微板块震旦—寒武系火山岩是反演该区震旦—寒武纪构造背景及演化过程的重要依据。本区震旦—寒武系火山岩主要有碱性玄武岩、流纹岩及少量安山岩。通过对该组岩石中玄武岩的常量、微量及稀土元素地球化学研究,结果表明,塔里木微板块在震旦—寒武纪期间曾经受到边缘活动带的明显影响,而产生陆内裂陷,形成了具有特殊的双重地球化学特征的火山岩岩石构造组合。它们为该区古构造环境的反演和古板块构造格局的重建提供了可靠的火成岩岩石学纪录。     

塔里木盆地寒武纪构造演化研究

对塔里木盆地寒武纪早、中、晚3个时期的古水深、沉积速率、构造沉降速率和拉伸系数计算结果表明,塔里木盆地在早寒武世为深度裂陷阶段,中寒武世为裂陷迁移阶段,晚寒武世为台内裂陷阶段,早寒武世与中-晚寒武世的构造差异性十分明显。早寒武世伸展引起的裂陷作用发生在塔东地区,伸展促使该区构造沉降速率远远大于台地相区,形成半深海盆地相环境。中-晚寒武世伸展向台地内部迁移,使台地内部的构造沉降速率远大于盆地相区,而台地内部较高构造沉降速率被更高的沉积速率所补偿,使得这里始终未能出现地貌上的凹地。     

甘肃省文县关家沟组微古植物化石的发现及地质意义

通过对甘肃省文县关家沟组剖面的系统采样,获得大量微古植物化石,鉴定出16个属28个种。依据中国南方及其他地区南华系、震旦系资料,将本区关家沟组的微古植物化石组合特征与峡东、川西北等地区的晚南华世南沱期的微古植物化石组合进行对比,确认关家沟组地层时代为晚南华世南沱期。这一结果对研究关家沟组地层对比、时代划分提供了依据。     

南华冰期的底界讨论:来自沉积学与同位素年代学证据

目前国内对于我国新元古代南华系划分的分歧很大,主要原因之一在于对板溪群及其相当层位地层的构造属性及其上限年龄的认识存在较大差异,为此,在详细的沉积学调查的基础上,对湘黔桂地区典型丹州群和下江群(与板溪群相当)有关剖面上顶部地层沉凝灰岩开展了锆石年代学研究.沉积学调查表明,板溪期沉积地层与上覆南华冰期沉积地层之间的转换界面清晰,界面上下岩性、结构、构造、沉积相特征迥异,显示板溪群和上覆南华纪冰期沉积期间存在明显的沉积—构造转换过程.而板溪晚期沉凝灰岩的锆石U-Pb同位素年代学研究则表明,板溪群及其相当层位的上限年龄均趋向于720 Ma,这与Sturtian冰期的启动年龄718 Ma接近.因此,基于沉积盆地演化的阶段性、全球性重要古气候演化的区域可对比性以及同位素年代学分析,将南华冰期启动年龄设定为720 Ma是恰当的,将我国南华系底界置于江口冰期沉积层系之底也是合理的,这为我国南华系底界GSSP的选定提供了重要的年代学和沉积学约束.     

鄂尔多斯西南部待建纪黄旗口期和王全口期原盆面貌及其成因机制分析

鄂尔多斯西南部中新元古代各期原型盆地经历了复杂的构造演化与多期后期构造运动的改造,造成多期原型盆地垂向叠加、各期原盆面貌不复存在,以致制约了对各期原盆面貌、演化过程及其动力学环境的深入理解,也制约了油气勘探的合理开展。本文在地震、钻井与测试资料分析的基础上,结合同期华北克拉通构造背景的研究,探讨了鄂尔多斯西南部中新元古代主要阶段的原盆面貌及其成因机制,结果显示：黄旗口期早期,在华北克拉通处于顺时针旋转的构造背景下,鄂尔多斯盆地西南缘地区走滑伸展裂陷,陆内裂陷槽内主要发育陆相冲积扇体系、三角洲体系粗碎屑岩沉积;晚期,随着裂陷活动减弱,区域坳陷,致使黄旗口组上部湖泊三角洲体系碎屑坳陷层序呈广覆式覆盖在裂陷层序之上。进入王全口期,随着区域构造挤压的增强,鄂尔多斯西南缘祁连造山带东段马衔山片麻状火山弧同碰撞“S型”二长花岗岩侵入,鄂尔多斯地区西南部由早期裂陷环境彻底转变为弧后挤压坳陷环境,在此挤压坳陷环境下,区域发育了一套潮坪体系含叠层石白云岩为主的王全口组碳酸盐岩沉积。随后区域遭受挤压隆升,区域缺失青白口系和南华系。     

Difference of mound-bank complex reservoir under different palaeogeographic environment of the Sinian Dengying Formation in Sichuan Basin

The mound-bank deposits of the Dengying Formation of the Sinian System are well developed in Sichuan Basin,with good reservoir value. Based on outcrop and core observation,thin section observation,porosity and permeability of samples test,we analyzed the reservoir quality of different mound-bank complexes. During the terminal of Sinian Period,development of the Mianyang-Changning rift affected distribution of sedimentary facies of the 2nd and the 4th Members of Dengying Formation,forming different palaeogeographic units. The high-energy environment,transition environment and low-energy environment of the mound-bank complex rock types are identified,and their reservoir quality is different. The keep-up platform margin mound-bank complex,which is represented by Hujiaba section in the 4th Member of the Dengying Formation mainly deposited high-energy zone rock types. The catch-up platform margin mound-bank complex,which is represented by Yangba section in the 2nd Member of the Dengying Formation,mainly deposited transform zone rock types. The give-up platform interior mound-bank complex,which is represented by Fucheng section in the 4th Member of the Dengying Formation mainly deposited low-energy zone rock types. By comparing reservoir characteristics of three types of mound-bank complex,it is found that the keep-up platform margin mound-bank complex is the‘Sweet spots’ of the Dengying Formation in the Sichuan Basin. The above studies are conducive to find the‘Sweet spots’ of the Sinian Dengying Formation in the Sichuan Basin.