中新生代天山剥蚀与塔里木盆地北缘沉积耦合过程:新疆库车河剖面的低温热年代学证据

天山造山带中新生代快速剥露对于了解天山构造演化过程意义重大.然而,人们对于中新生代精确的冷却时间还一直存在争议.本文报道了塔里木盆地北缘库车河剖面中生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹数据和早二叠世流纹岩热史演化模拟结果. 热年代学年龄趋势显示碎屑磷灰石裂变径迹的主要年龄组分为143.0~148.9 Ma和35.7~38.1 Ma,其中较年轻的组分已经完全重置,揭示了库车坳陷的剥露信息. 热史模拟结果显示了160~140 Ma的快速冷却事件. 结合库车河剖面前人的碎屑锆石U-Pb和重矿物数据,笔者认为欧亚南缘拉萨地体的拼贴是通过刚性的塔里木将挤压应力传递至天山,导致其在晚侏罗世?早白垩世强烈隆升剥蚀,大量碎屑被搬运沉积在塔里木盆地北缘,造成库车坳陷中广泛发育的早白垩世亚格列木组砾岩及其与晚侏罗世地层之间的角度不整合. 在欧亚板块南缘多块体持续拼贴的远程效应下,天山经历始新世快速隆升变形,变形持续向南扩展,导致库车坳陷在晚始新世遭受变形和抬升.      

库车坳陷北部山前带中生界烃源岩有机岩石学

应用全岩有机岩石学分析方法,对库车坳陷北部山前带中生界三叠系和侏罗系烃源岩的显微组分、主要富氢组分、有机质类型及热演化程度进行了研究。结果表明：库车坳陷北部山前带侏罗系克孜勒努尔组烃源岩显微组分总含量最高,恰克马克组烃源岩最低。中生界烃源岩显微组分组成具有镜质组含量高、壳质组和惰性组相对发育、腐泥组贫乏的特征。不同层位具有一定差异性,克孜勒努尔组和塔里奇克组中镜质组含量较高,恰克马克组壳质组相对发育。孢子体、壳屑体、角质体和藻类体是其主要的富氢组分,恰克马克组富氢组分相对含量最高。烃源岩有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ2型为主,有利于生气,镜质组反射率Ro为056%~187%,热演化程度处于成熟-高成熟阶段。克拉苏—依奇克里克构造带冲断前缘烃源岩显微组分总含量与热演化程度均相对较高,为烃源岩的最大成熟生烃中心。烃源岩高生烃潜力与高的壳质组含量和低的陆源有机质含量有关。     

基于测井资料的辫状河三角洲沉积储层精细描述

通过岩心观察、常规测井和成像测井等资料,对库车坳陷大北克深地区白垩系巴什基奇克组辫状河三角洲沉积储层特征进行了精细研究。结果表明辫状河三角洲前缘发育的水下分流河道、河口坝等构成了主要的骨架砂体类型。通过岩心刻度测井建立了一套较完整的岩性和沉积构造识别模式。在此基础上建立了不同沉积微相的测井识别与划分标准,并探讨了不同沉积微相对储层物性的控制。然后根据粒度中值和成分成熟度指数将沉积微相进一步细分为水下分流河道中砂岩、水下分流河道细砂岩等不同的岩性岩相类型,并分别建立了粒度中值和成分成熟度指数的测井评价模型。在此基础上以成像测井为主,辅以常规测井和岩心资料及粒度参数和成分成熟度指数,实现单井连续的岩性岩相识别与划分。研究成果可为后续沉积储层精细评价乃至天然气勘探开发综合研究奠定基础。     

新疆库车河地区三叠－侏罗系干酪根显微组分与古环境及古气候

根据库车河剖面三叠－侏罗系干酪根显微组分的分布特点，将干酪根显微组分划分为５种组合和12种亚组合，结合沉积特征等资料推测每一种亚组合所对应的沉积环境。根据孢粉化石母体植物的生态习性推测三叠－侏罗系沉积时期古气候的变化规律是：由半干旱（俄霍布拉克组）→半潮湿（克拉玛依组下段）→潮湿（克拉玛依组上段－克孜勒努尔组下段）→半干旱、半潮湿（克孜勒努尔组上段－恰克马克组）→半干旱（齐古组、喀拉扎组）；由热带、亚热带型气候（俄霍布拉克组－塔里奇克组）→亚热带－暖温带型气候（阿合组－克孜勒努尔组）→亚热带型气候（恰克马克组－喀拉扎组）。根据干酪根显微组分、沉积特征等资料推测俄霍布拉克组、克拉玛依组上部标志层段、黄山街组二－四段中、下部、阳霞组上部标志层段和恰克马克组为该区三叠－侏罗纪五个主要的湖泊（滨浅湖、半深湖－深湖）发育期；齐古组为洪泛湖泊发育期；塔里奇克组、阳霞组下段和克孜勒努尔组为三个主要的沼泽（以河沼为主，如岸后沼泽、分流间沼泽等）发育期。     

库车坳陷东部致密砂岩气藏发育特征与富集规律

库车坳陷东部致密砂岩气是库车天然气勘探开发的重要接替领域。由于研究区致密砂岩气藏的复杂性,目前对该区气藏的特征与分布规律还不十分清楚。从气藏的基本特征研究入手,通过对依南2气藏的解剖研究,认为本区致密砂岩气藏具有砂岩储层致密、微裂缝发育、异常高压发育、含气饱和度低等特征。其中孔隙度低、渗透率高是该区致密砂岩气藏的独特特征;排驱压力与喉道半径对气藏的成藏效率具有重要的影响;致密砂体中发育的裂缝对天然气的聚集和富集具有重要的影响和控制作用,表现为早期微裂缝提高了天然气的充注聚集效率,晚期构造缝控制了天然气富集带的分布。气藏类型为晚期成藏、持续充注的异常高压致密砂岩气藏。     

构造裂缝发育型砂岩储层定量评价方法及应用——以库车前陆盆地白垩系为例

针对构造裂缝发育型、深埋致密砂岩储层,依据露头、岩心、薄片、物性、古应力、测井、测试等资料,基于构造地质学、储层动力成岩地质学、测井学、分形学、数理统计学等多学科交叉,提出了露头构造裂缝建模、钻井构造裂缝刻画、测井构造裂缝分形分析、古挤压应力场恢复、储层埋深底限预测5种方法相融合、5个步骤相支撑的技术思路。以塔里木盆地库车坳陷大北1气田白垩系巴什基奇克组为例,半定量-定量刻画了构造裂缝发育型砂岩储层的裂缝发育规模、有效性和空间展布,为大北1气田的滚动勘探和整体评价提供了相对可靠的技术方法体系,同时为前陆盆地深埋致密裂缝发育型储层的研究和勘探提供了理论依据。     

新疆库车坳陷中部新近系－第四系沉积演化

新疆库车坳陷发育巨厚的新近系-第四系沉积物。本文通过考察野外露头、观察岩心和岩屑、分析测井曲线和地震资料,研究了该沉积层序及其演化规律。库车坳陷新近系吉迪克组及康村组沉积时期为浅水氧化湖泊环境,自北向南发育扇三角洲-湖泊沉积体系,为均衡沉积;新近系库车组一第四系广泛发育冲积扇沉积,自下而上冲积扇的规模不断增大,代表了盆地填平补齐的过程。库车坳陷新近纪剧烈构造活动期应从库车组末期开始,第四纪早期构造活动达到最剧烈时期。     

碎屑金红石地球化学特征对库车坳陷中生代沉积物源的启示

本文主要对库车坳陷的库车河流域和巴音布鲁克盆地中生代砂岩样品进行了碎屑金红石微量元素电子探针分析。结果显示,巴音布鲁克地区侏罗纪砂岩中的碎屑金红石来自变质泥质岩和来自基性变质岩的比例大致相当,而库车坳陷中生代砂岩中碎屑金红石则主要来自变质泥质岩。两地金红石的变质级别以角闪岩相/榴辉岩相为主,并有一定比例麻粒岩相变质的金红石。库车坳陷中生代砂岩中麻粒岩相金红石的含量,从三叠纪至白垩纪呈现出低-高-低的特点,说明侏罗纪时期物源方向有所变化,可能有东南部物源的参与。白垩纪时期,库车河地区砂岩中麻粒岩相变质金红石含量减少,可能与南天山再度抬升隆起成为优势物源区有关。     

塔里木盆地库车坳陷收缩构造变形模型若干问题的讨论

塔里木盆地库车坳陷中、新生界表现出以逆冲断层、纵弯褶皱为基本结构要素的收缩构造变形特征。本文依据地质-地球物理勘探资料,建立了"薄皮收缩构造"和"分层收缩构造"两种模型,讨论了不同构造变形模型的几何结构、收缩变形量、构造动力学机制等方面的差异,并认为"分层收缩构造模型"更为合理。"分层收缩构造模型"强调塔里木克拉通与南天山之间的侧向挤压,中、新生界受岩层能干性影响而发生分层收缩构造变形,新生界以伴生有破冲断层的滑脱褶皱变形为主,中生界以逆冲断层及相关褶皱变形为主,深层发育基底卷入的逆冲断层和断块构造,但是不同层次的收缩变形量基本保持一致。按照平衡剖面原理测算库车坳陷新生界的收缩量为12～15 km,卷入收缩构造变形的深度在山前应该为20～26 km,因此部分逆冲断层应该切割到盆地基底中。尽管变形强度总体上是自深而浅、自造山带向前陆逐渐减弱,作为浅层强变形的秋里塔格构造带的深层也可能发育一定程度的收缩构造变形,构成深层的油气圈闭。     

库车坳陷东部YN5井下侏罗统致密储层特征及主控因素

库车坳陷东部YN5井位于依奇克里克构造带中部,其下侏罗统阿合组发育一套浅色辫状河三角洲相砂岩、砾岩组合,阳霞组为湖泊相夹三角洲平原相的大段泥岩夹砂岩和煤层。通过岩石薄片观察,结合岩石物性测试发现,下侏罗统储层岩石类型主要为岩屑砂岩,岩屑以变质岩岩屑为主;阳霞组以铁泥质和钙质胶结为主,阿合组以硅质和钙质胶结为主。储层孔隙度均小于12％,多介于2％～8％之间,渗透率多介于0.1×10-3～5.0×10-3μm2,平均孔喉半径主要介于0.2～0.6μm之间,阿合组储层物性好于阳霞组。受到原始岩石组分及压实作用的综合控制,阳霞组和阿合组储层物性呈现出两段式自上而下逐渐变差的特征。储层岩石孔隙类型以粒内溶孔和微孔隙为主,是由长石、岩屑以及碳酸盐胶结物等可溶物质遭受溶蚀作用形成,阿合组粒度相对较粗,长石、岩屑等可溶组分含量相对较高,其溶蚀作用较阳霞组更发育。此外,构造作用产生的裂隙是改善储层物性的另一重要因素。