中国多旋回叠合沉积盆地的形成演化、地质结构与油气分布规律

深入认识盆地的地质结构与构造演化,探讨盆地的油气分布规律,将为揭示中国大陆属性、资源能源分布、环境变化及油气勘探新领域奠立重要基础。本文立足于油气勘探的新资料,应用活动论构造历史观与比较大地构造学方法,分析了中国叠合沉积盆地的构造演化、构造分区、地质结构与油气成藏模式,探索油气分布规律。研究表明,中国叠合沉积盆地经历了中新元古代、寒武纪—泥盆纪(或中泥盆世)、(晚泥盆世—)石炭纪—三叠纪与侏罗纪—第四纪4个构造旋回的演化;据东西向两条构造锋线和南北(或北北东)向的两条改造锋线及西太平洋弧后盆地带,可将中国划分为北疆、内蒙古、松辽、塔里木—阿拉善、鄂尔多斯、渤海湾、青藏、四川、华南与海域等10个沉积盆地区;发育有前陆/克拉通、前陆/坳陷、坳陷/断陷、断陷/坳陷、反转断陷、被动陆缘、走滑叠合和改造残留等8种叠合盆地结构类型;发育安岳裂陷槽型、塔北型、苏里格复合三角洲型、玛湖凹陷型、陆梁隆起型、库车冲断带型、大庆长垣型、古潜山型、中央峡谷水道型、柴东生物气型、四川源内型与沁水向斜煤层气型等12种典型油气成模式;盆地内凹陷/断陷的油气分布具有空间有序性,叠合界面油气富集具优势性,油气叠合分布有强的非均一性,中西部前陆/克拉通叠合型盆地的油、气分区分布,海域被动陆缘/断陷叠合型盆地的油、气分带分布。中国多旋回叠合盆地具有独特的“三环带状”油气分布格局。     

塔中Ⅰ号构造带构造几何学与运动学

塔中Ⅰ号构造带是塔中地区重要的油气勘探区,已发现的油气田基本沿着塔中Ⅰ号构造带分布,塔中Ⅰ号构造带发育过程与塔中低凸起的形成演化密切相关。为了揭示塔中Ⅰ号构造带的活动期次、形成机制及塔中低凸起的形成演化过程,利用新的地震、测井、钻井资料,结合断层相关褶皱理论和平衡剖面复原技术,分析了塔中Ⅰ号构造带的几何学与运动学特征。研究结果表明：1） 塔中Ⅰ号构造带为受控于塔中低凸起基底断层转折褶皱向前传递的过程中形成的背斜构造带;2） 塔中地区识别出了上奥陶统、志留系两套生长地层,表明塔中Ⅰ号构造带主要活动时间为中晚奥陶世-志留纪;3） 塔中低凸起东部构造活动强于中西部,东部累计缩短量为58.14 km,累计缩短率为20.84%。综上,认为塔中低凸起的形成与演化是受控于早奥陶世末至晚奥陶世挤压构造背景下,基底发育断层转折褶皱,晚奥陶世以后,塔中低凸起进入构造拓宽期。早海西期,基底断裂活动基本停止,塔中低凸起基本定型。     

准噶尔盆地西北缘二叠系- 下侏罗统碎屑岩骨架组分及其物源与构造背景演化示踪

紧邻西准噶尔造山带的准噶尔盆地西北缘多年勘探钻揭了二叠系-下侏罗统砂砾岩地层,这为源-汇系统研究提供了较齐全的沉积记录。笔者基于砂砾岩43个岩心和37个薄片样品,采用岩心观察与镜下碎屑骨架成分统计、多类型碎屑及端元成分分析、典型物源区碎屑组合模式及特征参数分析等多种方法,对其物源类型与构造背景演化开展了全层系示踪。其砂砾岩骨架碎屑组成较为复杂,砾石成分有岩浆岩砾石(30%～80%)、沉积岩砾石(10%～40%)、变质岩砾石(0%～30%)三类;岩屑成分均以凝灰质、安山质、霏细岩类岩浆岩岩屑和砂泥岩、粉砂质粘土岩、燧石类沉积岩屑为主,仅见少量石英岩、片岩岩屑,表明本区物源主要来自岩浆岩分布区,也有遭剥蚀再沉积的物源供应。其沉积物源主要来自西准噶尔造山带(扎依尔山、哈拉阿拉特山和德仑山),沉积记录反映了物源区母岩类型、组合特征及其隆升剥蚀过程。由二叠系至下侏罗统,砾岩碎屑组分和含量变化呈现"两个组骤变、三段式增减"的特点,砂岩碎屑成分和含量也有变化,表明源-汇系统经历了多次构造抬升与沉降、深部岩石被多次暴露剥蚀与沉积的幕式演化。划分出P_1j-P_1f、P_2w、P_3w、T_1b-T_2k、J_1b-J_1s五个构造-碎屑沉积响应旋回,其中P_2w旋回和P_3w旋回,火山岩和沉积岩砾石含量彼此消长和跳跃式变化,反映构造活跃和快速堆积;P_1j-P_1f、T_1bT_2k、J_1b-J_1s三个旋回,火成岩和沉积岩砾石含量均呈由高到低减少趋势,显示早期构造活跃、晚期沉积稳定的构造-碎屑沉积响应。准噶尔盆地西北缘在二叠纪伸展—挤压→三叠纪继承性挤压→早侏罗世弱伸展的构造演化发展中,物源区构造背景经历了由弧造山带→弧造山带+冲断造山带→未切割弧造山带及碰撞造山带→切割弧造山带+冲断造山带+基底隆起区的发展演变,物源类型组合经历了由单陆源为主→陆源+内源叠加→多陆源为主→多陆源+再旋回物源混合的演化和响应。该成果为原型盆地和区域地质演化分析提供了新的依据,为油气勘探和矿产预测提供了基础资料。     

中国中西部类前陆盆地与典型前陆盆地类比及其油气勘探前景

中国中西部广泛发育中新生代类前陆盆地，其地质结构和石油地质条件等方面与典型前陆盆地既有类似之处也存在明显差异，主要表现在演化历史复杂；石炭纪以前均为构造性质各异的海相盆地，二叠纪为海相盆地向陆向盆地的转换过渡时期，三叠纪以后基本为陆相盆地（仅塔里木西南盆地晚白垩世-早第三纪有短暂海侵），侏罗纪-白垩纪为断陷-坳陷盆地西部），第三纪以后，逐渐转变为类前陆盆地（西部），在生烃条件方面不仅发育海相烃源岩，且普遍存在煤系烃源岩，进一步增加了其生烃潜力，同样，在储集条件方面，中国类前陆盆地除发育海相储集层外，还广泛分布陆相储集层，因此，中国类前陆盆地基本石油地质条件与国外富油气前陆盆地相比，除海相烃源岩的质量不及后者外，其它方面并无明显不足，且具有发育陆相烃源岩和储集岩的优势，因此，中国中西部类前陆盆地具有较好的勘探前景，特别是陆相层序具有更为现实的勘探价值。     

复杂构造解析中的几何学方法与应用

复杂构造地区的地震反射资料并没有直观地反映出深、浅层构造的真实形态。综合地表、地震和钻井、测井资料,应用等倾角区划分和轴面分析确定断层形态和褶皱形态在几何学上的定量关系,以达到预测地震资料较差地区的构造形态之目的,是行之有效的构造解释方法。在获得解释方案后可通过断层相关褶皱分析获得构造变形量、变形机制、变形过程和变形时间,进而定量模拟不同时代和不同序次台阶状逆断层及其相关褶皱的叠加过程。本文提供了塔里木盆地周边和准噶尔盆地南缘4个冲断带的研究实例,实例1详述了应用等倾角区划分和轴面分析开展构造精细解析的步骤;实例2从几何学和运动学的角度探讨帕米尔北缘乌帕尔冲断带在形成过程中断层形态、褶皱形态与位移量之间的定量关系;实例3从西昆仑山前甫沙冲断带三排背斜的生长地层底界由南向北逐渐抬升的现象阐述深部台阶状逆断层的"前列式"扩展作用;实例4运用构造趋势分析解释库车前陆盆地秋里塔格背斜带中段地表背斜轴线扭曲的运动学机理。     

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。     

超慢速扩张洋脊:海洋地学研究新领域

超慢速扩张洋脊是近年发现的全球大洋中脊系统中一个新的类型,以低扩张速率、微弱的火山作用和缺乏转换断层为特征。阐述了超慢速扩张洋脊的特征及地理分布,简要介绍了美国、德国、丹麦、俄罗斯等国家对超慢速扩张洋脊的研究与探索以及国内研究现状。     

渤海湾盆地临清坳陷东部上侏罗统—下白垩统剥蚀量恢复与原型盆地*

渤海湾盆地临清坳陷东部自中生代以来经历了多次构造运动,不同构造时期盆地性质也不相同。本次研究对临清坳陷东部自晚侏罗世以来的构造演化历史进行了分析,恢复了上侏罗统—下白垩统的地层剥蚀量和原始地层厚度,在此基础上结合同一时期的断裂系统图,对盆地发育特征进行了初步研究。结果表明：临清坳陷东部晚侏罗世—早白垩世处于断陷盆地发育阶段;地层剥蚀程度的强弱主要受燕山晚期运动所形成的各种构造的控制,剥蚀厚度呈NE向大小相间分布;晚侏罗世—早白垩世盆地展布方向为NNE向,地层展布主要受断层控制,厚度中心均位于断层上盘。     

准噶尔盆地陆梁隆起构造特征与油气成藏

陆梁隆起属于间断继承性古隆起,一直是油气的有利指向区,晚海西期石炭世-早二叠世构造演化基本确立了陆梁隆起的构造格局; 油气多沿继承发育的古凸起、古鼻梁进行油气运聚分配。陆梁隆起存在深浅两套断裂体系,形成深浅两套含油气组合; 深层下组合成藏遵循"源控论",油气多为近源成藏,沿梁富集,受不整合与岩相控制; 中浅层侏罗系与白垩系均为次生油气藏,多沿梁、沿油源断裂聚集,受构造与油源断裂控制。燕山期的构造运动对油气成藏起改造与再分配作用; 喜马拉雅山期构造运动对高成熟的油气起到一定的控制作用; 区域性不整合与火山岩岩体是否发育,是基岩型油气藏形成必备条件; 储层质量影响着油气丰度,控制着油气藏的分布规模与产能高低。今后勘探方向:下组合为夏盐凸起西北环带、石西凸起和滴北凸起; 中组合为石西-莫北凸起结合部、三个泉凸起、英西凹陷、滴南凸起断裂带前缘和滴北凸起断裂带前缘。     

米苍山东河地质大剖面的构造几何学与运动学及其对上扬子北部陆内俯冲机制的约束

米苍山位于四川盆地北缘,受秦岭造山带由北向南挤压作用的影响,构造变形特征复杂,深入研究米苍山地区构造变形特征对陆内造山作用以及山前冲断带油气勘探具有积极作用。本文通过对米苍山地区的野外地质考察,对地表产状进行详细观测,建立了米苍山地区东河地表地质大剖面,并且利用等倾角区划与轴面分析,对东河剖面进行构造解析,建立了米苍山造山带构造几何学模型,通过构造楔模型分析了米苍山扇形隆升机制,通过不整合面分析,对四川盆地北部米苍山构造变形时间进行了研究。米苍山南缘基底发育4个构造楔,是影响米苍山南部地层抬升的主要原因,其顶部滑脱层为震旦系,底部滑脱层为元古界变质岩,前缘单斜带由嘉陵江-雷口坡组膏岩层作为滑脱层产生的反冲断层控制,寒武系滑脱层与震旦系滑脱层共同影响了大两会背斜的形成,而米苍山北缘则发育单个构造楔,其顶部滑脱层为震旦系,元古界变质岩为底部滑脱层; 通过对米苍山地区不整合面研究,米苍山造山带自中生代以来,至少经历了印支期与燕山期两次大规模的隆升。因此,米苍山前表现为多期次多层滑脱的构造特征。