前陆冲断带复杂构造解析与建模——以准噶尔盆地南缘第一排背斜带为例

构造解析应从构造的变形机制、变形过程、变形量和变形时间四个方面入手,合理的构造解释方案是构造解析的基础,论文将等倾角区划分和轴面分析等几何学方法应用到地震解释中,从以上4个方面对准噶尔盆地南缘第一排背斜带做了系统的构造解析。地层结构揭示第一排背斜带深部发育楔状构造,楔状构造由5个古生界—中生界组成的断层转折褶皱叠加而成,是潜在的勘探目标群。在构造楔沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,台阶状逆断层的大部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,另一部分位移量则沿西山窑组煤层向北传递至第二排背斜带,在总位移量保持稳定的前提下,第一排背斜带和第二排背斜带在走向上的此消彼长,反映位移量在南、北两个方向上的转换。     

准噶尔盆地古隆起的分布与基本特征

准噶尔盆地外侧三大边界动力体系的作用及基底结构的差异性导致准噶尔盆地在不同地质时期发育不同性质的隆起构造。石炭纪晚期东北侧的造山作用形成了盆地北部隆起,晚二叠世北部隆起分异为陆梁隆起与乌伦古坳陷;早二叠世西北侧的造山作用形成了车排子隆起,随后的冲断作用形成了克拉玛依--夏子街断裂带。燕山期的压扭作用形成了沉积盖层中的车排子--莫索湾隆起。新生代北天山向北的冲断作用导致准噶尔盆地南部地区急剧挠曲沉降,盆地向南掀斜,隆起向北迁移。据基底的性质、形成时间、活动方式、地质结构与保存状态等特点将准噶尔盆地的隆起划分为继承型、间断型、掀斜型与冲断带型等4种基本类型。     

鄂尔多斯盆地及邻区晚石炭世本溪期构造—沉积环境及原型盆地特征

原型盆地恢复有助于盆地构造—岩相古地理的研究和揭示盆山耦合,对油气勘探与开发具有重要的指导意义。本文利用最新的钻井、测井及露头资料,以沉积相为研究实体,运用盆—山结合的思路,由点—线—面进行分析,重建了鄂尔多斯盆地晚石炭世本溪组沉积时期的构造—沉积环境,研究了原型盆地特征及性质。本溪组沉积期,鄂尔多斯盆地沉积具有东西分异的特征:淳化—庆阳—吴起地区及北部伊盟地区为暴露剥蚀区,东部为克拉通内坳陷盆地,西部为克拉通边缘裂陷盆地。乌达—呼鲁斯台及鄂尔多斯—神木地区发育三角洲相,并向南逐渐推进;鄂西石嘴山、环县及鄂东府谷、延安地区以环带状潮坪—泻湖相为主,受间歇性海侵影响;吴忠、柳林—吉县地区发育低能的泻湖相;中卫—中宁、韩城及以东地区发育不同深度的陆棚及开阔台地。该时期盆地构造环境表现为南北向双向俯冲、贺兰拗拉槽再活化,格局经历了南隆北倾向北隆南倾的转变。受此影响,鄂尔多斯盆地构造古地理格局开始由东西分异逐渐向南北分异转变,受东西两侧海侵影响沉积相带呈环带状展布,但在盆地北部发育潮控三角洲,表现出近缘特征。晚石炭世鄂尔多斯盆地构造—沉积环境与原型盆地特征与其对周缘大地构造运动的响应。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起的地质结构与成因机制

克拉通盆地内古隆起是了解板内变形机制的重要窗口,也是油气、煤、盐、铀等矿产勘查的主要对象,一直是盆地分析的热点领域。本文以鄂尔多斯盆地中央古隆起为例,利用新的高精度反射地震剖面与深探井资料,解剖古隆起的地质结构,刻画构造演化过程,探讨其形成机制。研究表明,鄂尔多斯盆地古生代隆起带发育在华北克拉通地块中西部,自伊盟—杭锦旗、乌审旗—定边,南延至镇原—正宁一带,呈"工"字形,面积达7.5×10⁴ km²以上;伊盟凸起为基底隆起,镇原隆起为多阶段、间隙性发育的剥蚀与沉积型隆起,定边凸起为沉积型隆起。它是基底分异构造格局与周缘板块构造事件共同控制的产物,为在中元古代裂陷基础上早古生代被动大陆边缘背景下发育演化的古隆起;古生代早期,邻接周缘洋盆表现为台缘隆起;石炭纪晚期—二叠纪早期,因差异升降而具陆缘隆起性质;印支晚期—燕山期以来,隐伏于天环坳陷之下埋藏沉没。鄂尔多斯盆地中央隆起带为多机制复合成因,伊盟凸起为基底强烈伸展、长期剥露剥蚀型隆起;镇原凸起为西缘断阶迁移、南缘前缘隆起叠加的复合隆起;定边凸起为断阶迁移、挤压叠加的继承性隆起。鄂尔多斯盆地中央隆...     

湘鄂西—渝东褶皱带多重滑脱构造变形特征与构造模型

湘鄂西—渝东褶皱带为多层系、多类型天然气大型聚集区,揭示其结构与成因将为拓展该区勘探新领域提供重要依据,为其它陆内强构造变形区的油气评价提供重要参考。本文利用两条拼接的跨研究区的地震反射剖面,以断层相关褶皱几何学、运动学分析方法为指导,对湘鄂西—渝东褶皱带进行精细构造解析。研究结果表明,湘鄂西—渝东褶皱带构造变形主要与4套区域滑脱层有关,具有多层次拆离、多级别滑脱、多方向冲断及多样式组合的特征。纵向上由深及浅依次以低幅度构造、双重构造和冲褶构造为主要特征,空间上自南东向北西总体为由基底滑脱向盖层滑脱、由单层滑脱向多层滑脱的陆内递进式变形。湘鄂西—渝东地区存在多套"源—储—盖"组合,基于多重滑脱构造变形系统及"相对稳定"保存单元概念,认为未来常规天然气勘探可重点关注寒武系盐下领域,非常规页岩气需继续加强对寒武系、志留系、二叠系构造弱变形区的评价。     

共轭被动大陆边缘的基本类型及其特征

随着被动大陆边缘勘探的需求日益增加,为了更好的概括全球共轭被动大陆边缘的基本特征,本文试图在广泛调研全球具有代表性的12对大陆边缘的基础上,从大地构造背景、裂解时限、空间变化3个方面,系统总结12对共轭被动大陆边缘,进而得到4种基本类型:伊比利亚—纽芬兰型、加蓬—巴西南部型、新斯科舍—摩洛哥型、几内亚湾—巴西东北部型。伊比利亚—纽芬兰型是最常见且分布最广泛的类型,具有板缘造山带型、窄边缘型、长裂谷期型特征,地壳厚度及沉积物厚度小。结构呈明显分段性特征,裂谷时间充足,地幔剥露并发生蛇纹石化。加蓬—巴西南部型以板缘造山带型为主,具有窄边缘型、中裂谷期型特征,沉积厚度大,盆地发育大型高角度正断层控制沉积,并发育丰富的盐构造,边缘与古缝合带不重合。新斯科舍—摩洛哥型以板缘造山带型为主,具有宽边缘型、中裂谷期型特征,具有不对称裂解模式和洋盆生长模式,地壳结构和沉积物在共轭边缘呈现明显不对称性;发育反转构造,生长断层,走滑断层等多种类型构造。几内亚湾—巴西东北部型以板缘非造山带型为主,具有窄边缘型、短裂谷期型特征,发育多个转换边缘盆地,受张剪性的深大断层控制,地壳厚度及沉积物厚度的变化很大,具有裂...     

沉积盆地动力学的研究现状、问题与展望

沉积盆地动力学研究沉积盆地在地质历史时期的地质结构特征、成因机制及其对成矿、成藏的控制作用, 是地球动力学研究的重要组成部分.30多年来, 沉积盆地动力学经历了沉积盆地的板块构造分类与构造环境解释、盆地动力学的兴起, 盆地综合建模与盆地系统动力学3个发展阶段; 在沉积盆地的深部构造背景、盆-山关系、沉降机制、充填模式及其对能源、矿产的控制方面取得重要进展.目前, 在对不同层次、不同尺度、不同机制的盆地动力学综合分析, 全3-D和4-D盆地动力学模型的构建与检验, 及学术界与工业界的充分结合等方面面临重要挑战.需解决一系列关键科学问题: 沉积盆地的深部结构、过程与盆地形成; 沉积盆地的构造-气候古地理; 多旋回沉积盆地叠合动力学过程与原型盆地演化; 叠合盆地复合成矿(藏)系统流体运聚及其资源、能源效应等.基于大数据综合集成、多学科交叉渗透、观测技术与分析方法的不断进步与完善, 盆地动力学将在其结构构造、形成演化及其控矿(藏)的4-D综合模型方面取得突破, 并为人类社会、经济发展做出贡献.     

渤海湾盆地西部保定凹陷构造-地层层序与盆地演化

保定凹陷位于渤海湾盆地内冀中坳陷的西部, 西侧以太行山山前断层为界与太行山隆起相隔.凹陷内构造-地层层序的划分, 对研究其构造演化和油气勘探有着重要的意义, 对探讨太行山山前断层的发育特征也有一定的帮助.按照井、震结合的思路, 利用最新的钻井和地震资料, 并结合周缘的地质填图成果, 建立了保定凹陷的地层系统; 根据区域性不整合面的发育特征, 对保定凹陷构造-地层层序进行了划分; 利用平衡剖面技术, 分析了保定凹陷的构造演化.研究发现, 保定凹陷内发育了古近系孔店组底部和新近系馆陶组底部两个区域性角度不整合面, 据此将保定凹陷在纵向上划分为3个构造层: 基底构造层、断陷期构造层和拗陷期构造层.保定凹陷的形成演化经历了基底形成、古近纪断陷、渐新世末反转和新近纪-第四纪拗陷4个阶段, 其中, 古近纪断陷期又可以分为强烈断陷期、持续断陷期和断陷末期.     

白垩纪黑色页岩与大洋红层:缺氧到富氧的过程与机制

白垩纪是地球历史中一个重要的阶段,期间发生了以黑色页岩为特征的缺氧事件和以大洋红层为特征的富氧环境等许多重大地质事件,从白垩纪大洋缺氧到富氧转化的过程与机制,提出上述两个典型事件是同一原因形成的两个不同结果。一方面,白垩纪大规模的岩浆活动,引起大气中CO2气体浓度的升高和地球内部大量热能释放,并且改变了海陆面积的对比,最终导致大气温度的升高。海水温度的升高和CO2浓度的增加导致海洋环境中溶解O2的降低,缺氧事件随之而产生。另一方面,剧烈的岩浆活动在海底产生大量的富含铁元素的基性和超基性岩,在与海水发生反应时,岩石中的铁元素进入海水中。海水中的铁元素是海洋浮游植物宝贵的营养盐类,其含量的增加可激发浮游植物的大规模繁盛,而这一生命过程可以吸收海水中大量的CO2,并且产生等量的O2。随着海水中O2浓度的不断升高,以富含Fe3 的红色沉积物为特征的海洋富氧环境出现。然而,由岩浆活动引起的缺氧事件和同样由其造成的富氧环境,其机制存在明显的差异,前者以物理、化学过程为主,后者除此之外还演绎了更为复杂的生物—海洋地球化学过程。     

准噶尔盆地石英滩凸起正反转构造及成因机制

构造反转是沉积盆地构造演化的关键基础过程之一,其形成演化受到多因素的控制,对研究油气圈闭的形成具有重要价值。陆梁隆起是准噶尔地区石炭纪多岛弧构造体系的重要组成之一,石炭纪裂陷背景下发育的断陷结构在二叠纪以来经历了多期次构造作用的叠加和改造。本文针对陆梁隆起北部石英滩凸起开展精细构造建模,依据不整合面、生长地层约束构造演化时空格架,正演、反演相结合建立构造演化模式。研究结果表明：1）石英滩凸起反转构造受控于3条主要断裂,石西断裂（Fsx）、石英滩南断裂（Fssyt）、石英滩北断裂（Fnsyt）,控制石西凹陷—石英滩凸起石炭系非对称地堑结构。2）石英滩凸起及邻区构造演化历经早石炭世断陷伸展期,早-晚石炭世之间弱断陷—坳陷过渡期,晚石炭世伸展—挤压转换期,早二叠世弱伸展期,中二叠世—中三叠世挤压以及中、晚侏罗世—早白垩世挤压6期重要构造事件,其中反转构造活跃于晚石炭世末期和中-晚侏罗世—早白垩世。3）正、反演结果表明石西断裂（Fsx）、石英滩南断裂（Fssyt）控制石炭纪断陷结构,后期的改造作用主要激活了石英滩南断裂（Fssyt）,断陷的发育与反转构造可能受控于多期次构造变形中最大构造主应力...