前陆冲断带的后期演化:负反转与再次冲断——以中国新疆和什托洛盖盆地为例

和什托洛盖盆地位于准噶尔西北缘冲断推覆体之上,是一个在中生代由区域应力场性质发生改变时形成的负反转盆地。盆内沉积盖层厚度可达5 000 m,由下侏罗统八道湾组、三工河组,中侏罗统西山窑组、头屯河组以及新生界组成。盆地内断裂发育,可划分为控制盆地格局和构造带展布的北东东向断裂和起调节作用的北西向断裂两组,依据分界断裂可将盆地划分出北部断褶带、中央坳陷带和南部斜坡带3个一级构造单元和7个二级构造单元。盆地的形成演化主要经历了3个时期:印支期在边界断裂不均衡冲断活动下形成盆地雏形;燕山早期是盆地主要发育期,以大规模沉降作用为主;燕山晚期—喜马拉雅山期是盆地的改造期,现今的构造格局基本形成并在喜马拉雅山期后定型。     

鄂尔多斯盆地四大古隆起演化及其油气控藏意义的差异*

鄂尔多斯盆地在地质历史上曾存在中央古隆起、乌兰格尔古隆起、渭河古隆起及乌审旗古隆起4个主要的隆起构造。作者通过沉积地层分布及构造演化过程剖析等方法,系统分析了4大古隆起构造演化的差异性及其对油气成藏控制作用的差异,并首次提出“渭河古隆起”的概念。研究表明,4大古隆起分别形成于不同的地质时代和区域构造环境,并经历了不同的演化过程: 中央古隆起形成于早古生代拉伸构造环境,在印支期发生构造反转而转化为坳陷沉降区; 乌兰格尔古隆起则是自盆地基底形成以来就已存在的长期继承性隆起,但在白垩纪及新生代发生差异隆升—沉降而分化为现今构造的不同单元; 渭河古隆起形成于白垩纪的区域挤压构造环境,也是在新生代发生差异隆升—沉降而分化为今构造的不同单元; 乌审旗古隆起是前寒武纪即已存在的古地形高地,早古生代并无进一步的发展,因而仅是在寒武纪海侵沉积时突显、奥陶纪开始沉积后即快速消隐。古隆起的控藏差异主要表现为: (1)古生代及之前形成的古隆起对盆地油气成藏多具有控相、控储及控制源—储配置等积极作用,且后期“由隆转坳”的古隆起对油气的成藏演化极为有利; (2)白垩纪以来的较晚期隆起对油气成藏总体以破坏性作用为主,尤以对古生界天然气藏的影响最为显著。     

准噶尔盆地车莫古隆起侏罗系剥蚀厚度恢复

车莫古隆起位于准噶尔盆地腹部,为一个南西-北东走向的燕山期古隆起,现今构造为由北向南倾斜的单斜。该区侏罗纪经历了多期构造运动,发育多个削蚀和上超不整合面,是地层岩性油气藏勘探的有利地区。通过地层剥蚀厚度恢复主要方法与相关条件的分析,根据研究区实际地震资料特征,采用地震剖面直接追踪法、参考层厚度变化率法和邻层厚度比值法,对车莫古隆起区侏罗系头屯河组、西山窑组、三工河组的剥蚀厚度进行了恢复,其最大剥蚀量均分布在奎屯-莫索湾一带,各层最大剥蚀厚度为260 m、340 m和140 m。其中古隆起高部位的西山窑组剥蚀量可能是由两期构造运动造成的,三工河组剥蚀量的产生可能来自后期构造运动。通过分析剥蚀厚度平面分布特征与古隆起形成、演化之间的关系,指出早侏罗世末期是车莫古隆起的雏形期,西山窑组沉积期是车莫古隆起的逐渐发育时期,侏罗纪末期是车莫古隆起快速发育时期。大量剥蚀产物的搬运为古隆起翼部斜坡区地层岩性圈闭的形成创造了条件,车莫古隆起南部斜坡区是油气聚集的有利地区。     

年代古地理学: 理论与实践*

古地理学研究和探讨的是地质历史时期的地表环境,是构造—环境(气候)—物质相互作用的产物。传统的古地理学及相应的构造古地理、生物古地理学等对大地构造演化及古大陆重建、油气勘探等起到了重要的作用。随着地球演化的深入研究,在多层圈的相互作用,特别是古气候、古环境等研究基础上,需要有机地把地表环境和构造环境相结合,并且综合考虑深层及浅层地质过程对古地理格局的形成和演化的制约。在传统的古地理学基础上,提出一个新的学科——年代古地理学,用以研究和探讨地质历史时期的地表过程。该学科是精细的同位素年代格架下的不同动力学—运动学—物质迁移—环境变迁形成古地理的研究,或者物质—力学—环境(气候)相互作用下的古地理格局的研究。旨在研究和探讨地表过程,亦即形成地表环境的过程,强调同一时间的多元性、不同空间的差异性和不同尺度的穿时性。文中以近年来研究的台湾、扬子及华北克拉通等地区的精细时间尺度下的古地理环境为例,进一步剖析年代古地理学对于重新理解和认识古构造格局演化的重要性。     

沙湾凹陷及邻区石炭-二叠纪伸展构造特征及其构造演化

以地震、钻井资料为基础,结合构造地质横剖面特征,应用断层相关褶皱理论,探讨沙湾凹陷及其邻区石炭-二叠纪伸展断陷构造的几何学特征;在此基础上,通过计算地层生长指数、反转率,进一步揭示沙湾凹陷及其邻区石炭-二叠纪构造运动学特征及形成演化过程。研究认为：1） 沙湾凹陷及其邻区石炭-二叠纪共发育16 条断层,其中5 条正断层、6 条逆断层、5 条断层具备下正上逆特征;2） 沙湾凹陷及其邻区晚石炭世-早二叠世处于南北向挤压、东西向张裂的伸展断陷环境,早二叠世晚期风城组（P₁f）沉积之后,该区域构造环境转变为北西-南东向挤压环境,部分先存正断层发生反转,形成一系列隐伏的隆起区;3） 通过计算地层生长指数和部分断层的反转率,认为研究区西北部地层生长指数和断层反转率普遍较高,研究区南部地层生长指数和断层反转率相对较低,即研究区西北部晚石炭世-早二叠世受伸展构造活动影响较为强烈,早二叠世末期受构造改造较为明显,研究区南部基本保持早期伸展断陷构造样式。     

塔里木盆地顺托果勒低隆及邻区加里东中期运动面的构造性质

顺托果勒低隆及邻区加里东中期运动面的结构特征、区域分布规律及其构造性质具有重要的研究意义。本文运用钻井资料分析、地震资料解释等对研究区加里东中期运动面进行研究,结果表明：1）研究区加里东中期3个幕次的构造运动导致3个运动面的形成：Ⅰ幕运动面由塔中地区的O3l/前O3l角度不整合面、顺托果勒到塔北地区的O3q/O2yj平行不整合面组成,Ⅱ幕运动面为O3s （或O3qr）与下伏碳酸盐岩构成的同构造沉积超覆型角度不整合面,Ⅲ幕运动面为S/O角度不整合面,在隆起区存在显著的构造削截特征。2）3个运动面的结构特征和差异分布规律具有明确的构造指示意义：Ⅰ幕、Ⅲ幕运动面属于典型的构造成因不整合面,形成于周缘洋盆关闭、陆块碰撞造山时期;Ⅱ幕运动面的形成则受到早期构造格局、全球海平面上升及盆地南缘碰撞造山作用的综合控制。3）顺北、顺南地区地震剖面中存在沿鹰四段顶面以下顺层规律分布的“串珠”反射,推测属于准同生岩溶洞穴。     

鄂尔多斯盆地加里东期不整合面类型及分布特征*

加里东期不整合面是早古生代华北板块内一个重要的盆地性质转换界面。鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳岩溶型油气藏和二叠系本溪组、太原组铝土质泥岩气藏的发现,促进了地质学家对该地区古生代加里东运动性质的探讨。基于大量的野外露头、钻井和地震资料,对加里东运动形成的不整合面的识别标志、不整合类型及其空间分布、不整合结构和时间变量进行深入解析。研究表明: (1)加里东运动后,鄂尔多斯盆地的古地貌形态大致可分为鄂托克旗—定边一带的高地貌区、神木—靖边—富县以及吴忠地貌过渡区、中东部地势低缓东倾区; (2)奥陶系顶部不整合面相邻地层呈角度各异的接触关系,具有“削截(下)—整一(上)”、“削截(下)—超覆(上)”的结构,整体表现为盆地边缘为具削截和褶皱的高角度不整合、盆缘向盆内过渡地区的低角度不整合及盆内大范围分布的平行不整合; (3)不整合面也是上、下古生界之间形成的主要风化壳界面,长期的沉积间断和风化剥蚀为该区铝土质泥岩发育奠定了环境背景,而铝土岩不仅可作为下古生界风化壳气藏的理想盖层,同时也是陇东勘探新区天然气大规模聚集成藏的有利场所。     

准噶尔盆地南缘下白垩统层序界面的识别

准噶尔盆地南缘下白垩统内部的层序及界面单纯在地震剖面或电测曲线上都较难识别,但它们在岩石地球化学等特征上有较明显的反映.研究发现,层序边界处具有Ro值的突变,有机质含量(TOC)的低谷,ΔlogR曲线处于基线,粘土矿物组合突变,坡缕石、伊/蒙混层的含量明显增加;Cu、Li、Zn、Cr、V、Ba等微量元素的含量处于低谷;锆石等稳定重矿物含量以及黄铁矿含量较低,褐铁矿含量高等特征.结合地震剖面、测井曲线等特征,将准噶尔盆地南缘下白垩统划分出2个三级层序,每个层序又分别由低位体系域、湖侵体系域和高位体系域组成.     

通南巴背斜几何学、运动学与构造模型

通南巴背斜发育于四川盆地东北米仓山冲断构造带和大巴山弧形冲断构造带的构造叠合部位, 其形成与演化受到米仓山与大巴山的联合影响, 然而目前其变形特征以及变形机制认识尚且不清楚, 精细研究通南巴背斜构造几何学、运动学对于揭示背斜成因机制以及认识陆内构造变形具有积极作用.本文以覆盖通南巴背斜的三维地震资料为基础, 运用断层相关褶皱理论和平衡复原等方法, 精细刻画出通南巴背斜几何学与运动学特征, 并建立构造模型, 探讨其成因机制.研究表明, 通南巴背斜总体具有"东西分段、上下分层、早晚期构造叠加"的特征, 具体表现为: 1)受控于三叠系嘉陵江组膏盐滑脱层、志留系泥岩局部滑脱层以及前震旦系滑脱层, 通南巴背斜分为上、中、下、深4套构造层, 表现为多层滑脱变形特征, 其中, 中部构造层变形强度最大; 2)深部(前震旦系)构造楔发育于整个通南巴背斜, 其个数和几何学形态的变化直接影响了上覆背斜形态以及分段性背斜高点差异; 3)位移沿楔端点向前传递过程中, 受到川中刚性基底的阻挡, 背斜前翼旋转, 形成次级褶皱调节断层; 4)通南巴背斜晚期受大巴山向西南推覆挤压的叠加作用, 表现为中部构造层在东北段发育一系列双重构造和叠瓦构造, 并导致嘉陵江组以上地层被动变形褶皱.     

内蒙古二连盆地深层地球物理特征和上古生界的地质结构

二连盆地上古生界经历海西、印支、燕山等多期构造改造,现今残存泥盆系、石炭系、二叠系等,其分布主要受区域深部大断裂的控制。针对上古生界重新处理地震资料,提高深层信噪比,增强深层反射能量,地震反射特征较为清晰;对重力资料联片处理,整体研究区域地质特征,采用小子域滤波和图像增强处理,准确确定深大断裂的位置。综合地球物理资料、地质调查资料,认为二连盆地发育近东西向、北东向5条深大断裂,发育规模大、活动时间长,对二连盆地不同时期大地构造演化、沉积建造、岩浆活动、变质作用等起明显的控制作用。地震资料显示,上古生界在二连盆地发育较普遍,经长期褶皱隆起剥蚀,总体表现为西部剥蚀较严重,东部残留厚度较大;泥盆系主要分布于贺根山断裂北部,南部缺失;石炭系、二叠系在盆地内分布广泛,东部和北部厚度大,其它地区局部残留,厚度差异较大,最大厚度近万米。