龙门山与四川盆地过渡带构造变形几何学、运动学及其对地震风险评估的影响

龙门山前至龙泉山构造带是理解青藏高原东南缘向东南扩展及其与四川地块相互作用的关键地带,也是探讨2008年5.12汶川MW8.0级地震的构造变形机制及开展地震风险评估的关键部位。     

塔北隆起-库车坳陷西段差异构造变形特征及其控制因素

塔北隆起-库车坳陷是塔里木盆地重要的油气富集区,探讨区域构造特征及主要控制因素对油气勘探具有重要意义。利用地球物理资料,应用生长地层及应力学分析方法对研究区地震剖面进行解释与复原,并对区域内主要新生界生长构造发育的时序进行界定。研究结果表明,区内东西段构造挤压时间及变形特征存在明显差异。新生界挤压构造发育时间自东向西由早到晚,沿古近系滑脱面,新生界构造变形自北部向盆内传播的距离差别显著:西段传播距离较远,东段较近;西部滑脱构造发育,冲断构造较少,中、东部相反,新生界构造变形局限于库车坳陷内。通过综合对比分析,造山带挤压背景下区域内古应力场在古近纪后发生明显的逆时针压扭,古近系膏泥岩层为构造变形向盆内传播提供了重要条件,大型冲断构造的发育及坳隆转换带基底的挠曲有效地释放分解了来自北部的挤压作用,这是区内构造特征东西差异的主要原因。     

四川盆地北部地区三叠系构造及其演化特征分析

四川盆地北部地区以下三叠统嘉陵江组四段-五段的大套膏岩层为分割层,将其分为上下两个构造层,上构造层断裂以膏岩层作为主滑脱层,上、下构造层断裂均终止于膏岩层。区内东部构造运动最为强烈,断裂非常发育。中部地区上构造层断裂相对发育,下构造层不发育。西部受构造运动影响最小,断裂不发育。断裂样式主要表现为"Y"或反"Y"字型组合、"树枝状"、平行及对冲断裂等。三叠系主要在平昌-达州-宣汉一带发育北东-南西向断裂,通江以东地区以北西-南东走向为主,中部平昌-龙岗一带受力复杂,断裂走向较不规律,元坝地区发育有南北走向断裂,往西断裂逐渐不发育。全区可划分为7大构造带,其中米仓山前缘褶皱构造带包含了西部九龙山背斜和东部通南巴构造; 川北凹陷构造带仅在上构造层有少量断裂发育; 川北平缓构造带上构造层发育大量中小型断裂; 大巴山前陆盆地构造带属于断褶发育的凹陷带; 川东高陡构造带构造变形强烈,上构造层多发育披覆背斜及较陡断背斜,下构造层发育断背斜并伴有断堑、断垒特征。该地区下构造层断裂发育开始于印支早期构造运动,印支中后期断裂活动进一步加强; 上构造层断裂发育始于印支中后期构造运动,盆地北部整体开始抬升使雷口坡组顶部遭受剥蚀; 燕山期上、下构造层断裂进一步发育,山前褶皱构造带挤压变形强烈,构造格局基本定型,喜马拉雅山期运动对研究区构造具有叠加改造作用。     

四川盆地及邻区晚震旦世古地理与构造—沉积环境演化

利用最新的地震资料、探井资料及区域地质资料等,结合前人的研究成果,建立四川盆地及邻区晚震旦世区域地层格架,编制晚震旦世各沉积时期构造—沉积环境图,并探讨构造—沉积演化过程。研究认为,四川盆地及邻区晚震旦世构造—沉积环境展布受基底构造限制,并具一定继承性。晚震旦世开始大规模的碳酸盐岩台地沉积,整体来看自西向东海域环境由浅变深,由古陆过渡至碳酸盐岩台地、向东至台地边缘—斜坡沉积泥质岩,至深水盆地相沉积硅质岩,各相带总体呈南西—北东走向。上震旦统灯影组一段（简称灯一段）沉积时期—灯二段沉积中期为填平补齐沉积充填过程;灯二段沉积时期末—灯三段沉积期在克拉通内拗陷盆地基础上初步形成了平缓的克拉通内部隆起;灯四段沉积时期伴随着海平面的下降,碳酸盐岩台地边界整体向东迁移。灯二、灯四段沉积时期末受桐湾运动两期抬升的影响,川中部分地区形成岩溶不整合面,盆地西部灯三、灯四段遭受强烈剥蚀。灯影组是四川盆地及邻区重要的油气储集层。     

准噶尔盆地车排子-莫索湾古隆起的形成演化与成因机制

准噶尔地块是在前寒武纪"微"地块与环绕它的早古生代陆缘增生褶皱带的基础上经历石炭—二叠纪过渡阶段的构造演化之后固结形成的新克拉通地块。准噶尔盆地是在这一"新克拉通"之上发展起来的克拉通内坳陷盆地(T—E)与前陆盆地(N—Q)相叠加而成的叠合沉积盆地。周缘边界断裂带的多期活动与基底的非均一性使该"新克拉通地块"在后期活动强烈,集中表现在准噶尔盆地腹部于中—晚侏罗世形成了一个大型的SWW-NEE向的车排子-莫索湾隆起。该隆起经历了燕山早期(J1s)初始发育、燕山中期(J2x,J2t)强烈发育并定型、燕山晚期埋藏隐伏和喜马拉雅期掀斜消亡的完整过程。它是在中—晚侏罗世区域压扭背景之下,受周缘边界断裂带活动的控制,侏罗—白垩系构造层和石炭—三叠系构造层上下拆耦,发生镜像旋转而形成的压扭性构造带,为一形态不规则的复合性质隆起。车排子-莫索湾隆起对沉积与油气成藏有明显的制约作用,其两翼发育了一系列岩性、地层圈闭,目前发现了石南21、石南31、莫北、莫西庄和永丰等多个大中型油气田。车排子-莫索湾隆起将是准噶尔盆地腹部下一步岩性、地层油气藏勘探的重要领域。     

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。     

Foreword

李德生先生是最卓越的地质学家的典型代表。他为中国和国际发现和开发了巨大的石油资源。在他77年石油地质生涯中,他有勇气挑战当时的地质固念,成为中国陆相石油地质理论的主要奠基人、陆相砂岩油田开发理论的主要建立者、含油气盆地构造学的开拓者、含油气盆地多能源勘探和立体勘探的先驱。他创建了中国陆相特大油田的地层对比,创造了大庆油田横切割早期注水的开发,建立了渤海湾盆地复杂断块油田地质研究,开拓了中国含油气盆地构造学。他具有出色的领导才能,用求真务实的工作作风领导一个又一个的石油会战,进行油气资源开发。李德生先生是举世闻名的石油地质学家、奠基中国石油地质学的世纪功臣。李先生的职业生涯将令许多追随他的地质学家敬仰。作为地质人,我们都梦想有一天可能会进行野外探险,我们梦想有一天能找到一个重要的油气田。李先生所拥有的大量野外经验和发现,是少有的地质学家可以做到的。更重要的是,他的职业生涯展现了地质事业的巨大活力。正如他的老师朱森教授所强调的:“一个好的地质学家必须是一个永远的学生。”李教授做到了,并成就了他非凡的人生。 李德生先生1922年10月17日出生于上海,原籍江苏苏州。1945年,毕业于重庆国立中央大学地质系;1991年,当选为中国科学院院士(学部委员);2001年,当选为第三世界科学院院士、第六届全国政协委员;1945至1977年,先后在甘肃玉门、台湾、陕西延长、东北大庆、四川、山东胜利、华北大港和任丘等油气田从事石油地质勘探与开发工作;1978年以来,任中国石油勘探开发研究院总地质师、教授级高级工程师、博士生导师。 李德生院士长期从事石油勘探开发和地质研究工作,是大庆油田发现过程中贡献突出的地球科学工作者之一,曾获得诸多国内外重大荣誉奖项。1982年,获国家自然科学奖一等奖;1985年,他作为主要完成者之一参加研究的“大庆油田长期高产稳产的注水开发技术”和“渤海湾油田复式油气聚集(区)带的理论与实践——以济阳等坳陷复杂断块油田的勘探开发为例”两项成果双获国家科技进步特等奖;1994年,美国石油地质家协会(AAPG)授予他石油地质学杰出成就奖章和荣誉会员奖章;1997年,获何梁何利基金科学与技术进步奖;2010年,获陈嘉庚地球科学奖。李先生著作等身、嘉惠学界,在国内外地球科学刊物上发表论文140余篇,出版中文专著7部,英文专著2部,并为国家培养了25名硕士、博士研究生和博士后。他的代表作有《石油勘探地下地质学》《李德生文集》(上下卷)和《中国多旋回叠合含油气盆地构造学》等。 李德生院士治学严谨、一丝不苟。他有长期记笔记的习惯,数百本厚厚的笔记本字迹工整,经数十年岁月积淀,一笔一划凝聚起石油地质学知识的海洋,一点一滴凝结出中国陆相石油地质学与深层海相石油地质学的坚实基础、清晰脉络与实践成果。长期的勘探开发实践积累了丰硕经验,进而凝练为理论再应用于指导油气田的发现,理论与实践如此相互催生,促成了大庆油田、渤海湾油田群的系列重大发现,使中国摘掉了“无油、贫油的帽子”。我们向“躬耕不辍、行路不止”的中国老一辈地质学家致敬! 李德生院士求真务实、荣辱不惊。他的一生几起几落、跌宕起伏,始终淡泊名利,追求自己认准的真理,以“唯奉献祖国,献身石油之崇高境界乃大”为座右铭,一以贯之。我们向这种“爱国奉献、丹心如炽”的科学家精神致敬! 李德生院士笃学致远、见微知著。早在20世纪80年代初期,他基于对全国含油气盆地的系统编图与长期实践,系统提出了中国含油气盆地构造类型的创新认识,划分出东部拉张型、西部挤压型与中部过渡型3种类型,以清晰的图表形式体现出中国沉积盆地的叠合属性与多旋回发展历程,强调指出新生代以来沉积盆地具有强烈改造特征。这些认识在40多年来的研究实践中不断被证实,愈发“闪光”,构筑起中国含油气盆地构造学的“高楼大厦”。近20年来,他立足国家能源安全,基于油气勘探开发实际,聚焦能源前沿科学,致力于石油地质学理论创新,呼吁与推动能源多元化发展,目前已经取得成效。我们向这种“高瞻远瞩、高屋建瓴”的气度、境界与胸怀致敬! 李德生院士热爱大自然、热爱生活。李先生不但治学工作态度严谨,而且有很高的绘画艺术造诣。他在抗日战争流亡学习生活和艰苦的石油地质勘探工作之余,用山水素描、木刻版画记录下壮美山河。他的素描画集《从大自然来,到大自然去》收集了他从1941年到1952年间的130多幅素描、版画。在普通人没有照相机的年代,留下了一幅幅山水景观。李先生喜欢随走随摄影,以此记录他的人生足迹。我们向这种“脚踏实地、仰望星空”的求真精神致敬! 李德生院士与夫人朱琪昌教授琴瑟相合,携手一路走来,“哪里有石油,哪里就是我的家”。茫茫戈壁、浩瀚雪原,川中丘陵、祁连峰峦,国内讲堂、国际峰会,都有他们携手共进、同心协力的浪漫身影。他们养育儿女,培养学生,精心尽力。如今李先生桃李天下,他们延续老师的严谨学风,继往开来,担当起石油报国的重任,他们和他们当中的一名中国工程院院士,一名俄罗斯自然科学院院士皆让李先生感到欣慰,是他们见证了中国石油地质学界日益蓬勃发展。我们向李院士这位学界楷模致敬! 李德生院士严谨治学、以勤奋和天赋绘就了他精彩传奇人生。值此庆贺李德生院士百岁寿辰(2022年10月17日)之际,《地学前缘》感谢贾承造院士、赵文智院士、何登发教授、卢双舫教授及各位作者出版这本《中国含油气盆地构造学与油气分布规律研究进展——庆祝李德生院士百岁华诞专辑》,以此探讨能源前沿科学新进展,弘扬科学家精神。 本专辑涵盖我国能源地质学研究的新进展与发展态势,共收录39篇中文文章及其4篇英文(双语)文章,包括李德生先生的亲笔文章。专辑涉及石油地质学创新与能源多元化发展、盆地构造理论与油气分布规律、前陆盆地构造理论与勘探实践、克拉通盆地内部走滑断裂理论、原型盆地复原理论与方法、构造控油理论与勘探开发新领域应用、陆相页岩油勘探开发理论与实践、新技术新方法在盆地构造分析中的应用等8个领域,囊括了理论、实践、前沿与技术等多方面内容。我相信,这些最新研究成果与前沿领域探索,将为中国能源发展的理论创新做出新贡献。 为此,作为《地学前缘》主编,我欣然为之序,以表对李德生院士、对广大能源地质学家的敬意与谢忱!     

准噶尔西北缘前陆冲断带三叠纪-侏罗纪逆冲断裂活动的沉积响应

笔者从冲断活动的产物———各种成因扇体(冲积扇、水下扇、扇三角洲)出发,由160口单井剖面、15条联井剖面、8个层位平面渐次展开了准噶尔西北缘前陆冲断带三叠—侏罗纪逆冲断裂活动的沉积响应研究。三叠纪扇体在乌尔禾—夏子街地区发育叠置程度最好,T1b到T3b,其由盆内向盆缘老山方向退缩迁移明显,并具T1b到T2k1由盆缘向盆内、T2k2到T3b由盆内向盆缘迁移的2个进退波动变化。侏罗纪扇体在八道湾组最为发育,总体叠置关系较差,J1b到J2t,均呈由盆内向盆缘老山退缩沉积的退覆式迁移特征。三叠纪到侏罗纪,总体为由强到弱的退覆式冲断活动及扇体迁移模式,即随主要同生控扇断裂分布由盆缘向老山方向退缩迁移,冲断活动强度由盆缘向盆地方向逐渐减弱直至停息;相应地,各期扇体平面上分布规模渐小,总体呈由盆内向盆缘老山退缩迁移的沉积响应,两者耦合性良好。各类扇体的沉积分布受不同时期同生断裂活动的严格控制,其时空叠置及迁移规律的差异是红山嘴—车排子、克拉玛依—百口泉及乌尔禾—夏子街各构造带冲断作用地域性及作用强度差异性的沉积响应。进而引入“活动性指数”的概念与方法,对前陆冲断带同生断裂的冲断活动强度进行了定量化统计分析,并根据冲断推覆事件的地层、沉积标识划分出T1b-T3b、J1b-J2x、J2t三套构造层序,识别出三叠—侏罗纪的3个逆冲推覆幕、6次逆冲推覆事件。     

四川盆地东南部泸州古隆起的厘定及其成因机制

对盆地内部大型古隆起地质结构认识的逐渐加深,往往伴随着重要的油气勘探发现,前期丰富的油气勘探成果表明,泸州古隆起是四川盆地重要的聚油气构造单元之一。同时,泸州古隆起的形成与演化又受到多种地质因素的影响,它是扬子板块内部变形与周缘地块在印支期造山运动的联合响应,是研究盆-山耦合关系与盆地叠加改造过程的天然场所。借助于大量的地震反射剖面和钻井资料,对川东南地区印支期泸州古隆起进行详细的厘定。通过不同地区的地层对比分析,识别隆起发育地区的三叠系地层缺失情况。在精细追踪地震层位的基础上,分析了不整合面的发育特征,进而认识泸州古隆起的阶段性演化特征。利用井、震结合的方法,追踪不同时期的地层尖灭点分布范围,较为详细地刻画出泸州古隆起的展布特征。结合研究区大地构造背景,进一步分析泸州古隆起形成与演化的动力学特征,提出泸州古隆起的成因机制模型。研究认为,四川盆地东南部地区发育印支期的泸州古隆起,其经历了3个显著的演化阶段:早三叠世嘉陵江组沉积时期为萌芽期,中三叠世雷口坡组沉积时期为发育期,晚三叠世须家河组沉积时期为隆起的消亡期。泸州古隆起的形成受控于周缘地块的印支期造山运动,是扬子地块东南缘江南雪峰造山带自东向西挤压、迁移过程中形成于山前坳陷带的前缘隆起。