塔北古隆起的三维地质结构及相关问题探讨

盆地深层构造地质学的研究可以揭示沉积盆地早期的物质记录,揭示盆地深层地质结构、构造样式及其变化特点,还原构造-古地理环境等。塔北古隆起是塔里木盆地油气最富集的构造单元之一,是研究板块内部变形的理想场所。对塔北古隆起地质结构的精细解析有利于加深对古隆起控油气理论的理解,对深层海相油气勘探具有指导意义。文中基于整个塔北地区的地震资料以及大量钻井资料,建立其三维地质结构,通过Petrel软件实现三维可视化。塔北古隆起存在12个不整合面,可划分为五大构造层:基底(AnZ)、震旦系—下古生界(Z-S)、上古生界(D3d-P)、中生界(T-K1)、新生界(E-Q)构造层。塔北古隆起的地质结构受其深层主干断裂系统控制,依据深层主干断裂发育模式的差异,可将古隆起分为4段:(Ⅰ)温宿凸起段;(Ⅱ)英买力低凸起段;(Ⅲ)哈拉哈塘凹陷与轮南低凸起段;(Ⅳ)草湖凹陷与库尔勒鼻状凸起段。哈拉哈塘凹陷-库尔勒鼻状凸起(甚至包括孔雀河斜坡)的古生界构造层保留了NE-SW向的古生代构造形迹,与近E-W向深层主干断裂系统斜交,可能指示塔北古隆起在晚古生代处于右旋压扭性或NW-SE向主应力环境,直到侏罗纪—早白垩世才发生改变。     

塔里木巴楚隆起北缘吐木休克楔形基底卷入构造

石油地震资料揭示出塔里木盆地中央巴楚隆起为结晶基底和古生代地层相对隆升区,多数地区缺失中新生界,顶部为第四系陆相碎屑岩不整合覆盖隐伏隆起。在隆起南北两侧构造变形比较强烈,均发育基底卷入的逆冲构造和古生界内逆冲构造。运用断层相关褶皱理论,通过对研究区的二维地震测网解释及钻井标定,综合研究得出巴楚隆起北侧吐木休克卷入基底逆冲断层倾向南,向北逆冲,前寒武系基底到早古生代地层被错断。新生代时期的生长地层特征指示基底卷入构造于古近纪、中新世-上新世和更新世均有活动。构造分析表明基底卷入构造于中生代末期还有一次活动,说明吐木休克构造由多期构造运动形成。向北逆冲的吐木休克基底断层和盖层褶皱构造的向南反冲逆冲断层或滑脱断层共同组成基底卷入楔形构造,楔形点同时位于基底和盖层中。盖层构造以中寒武统膏岩为滑动面,向南逆冲,发育断层扩展或滑脱背斜构造。基底断层和盖层滑脱断层在剖面上组成典型的楔形构造几何形态,平面上形成三角形构造。地震剖面综合解释成果图显示,吐木休克弧形逆冲构造东部盖层反冲构造,即基底卷入楔形构造表现较为清楚,向西则表现不太明显,但地震反射波组(地层转折)指示盖层中仍存在这些反冲构造。纵向地震剖面和联络地震剖面均显示出存在该类构造。吐木休克基底卷入断层弧形构造顶部位移最大,盖层变形相对最小;向东西两侧基底断层位移逐渐减小,盖层构造位移相应逐渐增加。研究认为,塔里木巴楚隆起系挤压作用下,刚性地壳发生挠曲而形成的变形区带。     

珠江口盆地珠一坳陷古隆起控藏特征及有利成藏区定量预测

古隆起是控制珠一坳陷油气成藏的重要因素,从定性和定量两个角度分析了古隆起控藏条件和控藏分布特征。通过对古隆起区域构造及形成演化分析,阐明了三级古隆起构造格局分布特征,明确了古隆起经历了始新世、早-中中新世及晚中新世三个构造演化阶段,总体具有长期继承性发育特点。总结了古隆起控藏的地质特征：古隆起范围控制了平面油气分布范围;古隆起构造演化控制了多种圈闭发育及油气藏类型;古隆起位置控制了油气优势运移方向。应用“多要素匹配成藏模式”原理和方法,建立了适合珠一坳陷的地质模型和数学模型,阐明了隆控临界成藏条件和控藏规律。研究发现,930%的油气藏储量分布在古隆起坡顶及坡上,油气田的储量及油田个数随着到古隆起顶部的距离增大而减小。基于古隆起控藏模式,预测了珠海组、珠江组上下段、韩江组上下段等5个目的层古隆起控藏高概率地区主要分布在东沙隆起、北部隆起带、惠西南条带、陆丰凹陷、PY4洼以及恩平凹陷周缘。     

胶东金矿陆内构造岩浆核杂岩隆起-拆离带蚀变成矿

胶东金矿是全球级别的大型金矿床,与世界范围内绿岩带型金矿明显不同,矿床以中生代强烈活化改造绿岩带的壳源深熔花岗岩为成矿岩体,具有地台构造活化的独特成矿特征。前人注重板块俯冲、造山作用等构造环境研究,但这里需要强调的是,胶东金矿在陆内构造环境中形成。本文特别注重岩浆侵入作用及其热液交代蚀变成矿的这一特殊过程。研究开展野外观测,依据五条1∶5万长达220km的实测剖面,编制了胶东莱州—招远地区1∶25万构造蚀变岩相成矿图,并由此提出"胶东陆内构造岩浆核杂岩隆起-拆离带蚀变"的成矿模式。此模式认为,在东亚区域反钟向剪切构造体制下,构造应力场首先引起莫霍面的变化和起伏,形成了北东向和斜列展布的地幔隆起和凹陷。这一壳幔结构的变化控制了中生代交代重熔岩浆发育的区带。例如,胶西北莫霍面凹陷区带,发育北北东分布的玲珑杂岩体。花岗岩的成岩构造测量与分析显示,形成了"玲珑花岗杂岩核"及其岩浆穹隆构造。在胶东群等变质岩与花岗岩的接触带叠加了区域剪切断裂破碎带,断裂破碎带的构造测量表明,它们在岩浆固结期或更晚发育了上盘下滑的正断层活动。就是在这些剪切拆离带,形成了多期次、多方向构造破碎且同步发生了大规模的岩浆期后热液交代蚀变成矿作用。在胶东西北部宽达1.5km或更宽的断裂破碎同步叠加的热液交代蚀变作用,形成了巨大的"玲珑-焦家式"石英脉-蚀变岩金矿床。这一"陆内岩浆核杂岩隆起-拆离带"成矿模式不仅对胶东金矿成矿研究具有推动作用,而且可以指导多层次深部外围找矿。     

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。     

对山西隆起区中新生代构造演化的认识

对山西隆起区中新生代构造演化的认识,是探讨华北陆块演化、破坏等科学问题的基础。在中新生代期间,不论是岩石圈的差异演化、构造体制转换、岩浆活动,还是地貌反转,位于华北陆块中心部位的山西地区总是处于过渡带的位置。该地理位置说明了该区在华北陆块演化研究中的重要性。在近年1∶5万、1∶25万区域地质调查成果及以往研究资料的基础上,以中生代区域性断裂、新生代汾渭裂谷及山体隆升为主要研究内容,探讨山西隆起区中新生代岩石圈从增厚到减薄、构造体制从挤压到伸展转换,以及随华北陆块一起经历地貌格局从东高西低到西高东低转换的构造演化进程。研究认为,山西地区中新生代构造体系的发育从属统一的区域动力学环境,周边板块之间的相互作用引起深部软流圈变化: 软流圈下沉,岩石圈则相对增厚,地壳垂向伸展,横向收缩; 软流圈上涌,岩石圈相应减薄,地壳水平伸展。软流圈的变化对该地区中新生代构造变形、沉积格局、岩浆活动等方面起着控制作用。     

塔中隆起北斜坡鹰山组碳酸盐岩古岩溶结构特征

塔里木盆地塔中隆起奥陶统鹰山组岩溶类型多样、结构复杂。以成像测井为主要手段,综合野外露头、岩心薄片和常规测井资料,研究塔中北斜坡中下奥陶统鹰山组岩溶结构特征;根据成像测井资料对单井进行刻画,分析岩溶结构垂向发育特征,提出鹰山组岩溶为潜水面控制的碳酸盐岩岛发育模式。结果表明:研究区整体识别出溶洞、溶孔、裂缝和溶孔—裂缝4种主要的岩溶结构单元,每种结构单元在成像测井及常规测井资料上响应特征不同。溶洞发育段在常规测井资料及解释数据交会图上响应特征明显。研究区发育至少3套溶洞,分别位于距不整合面5.0~20.0、40.0~100.0、150.0~200.0m埋深处。该研究结果为进一步研究鹰山组岩溶发育模式提供依据。     

塔中隆起碳酸盐岩叠合复合岩溶模式与油气勘探

塔里木盆地大型碳酸盐岩台地形成与构造演化过程中,发育了台缘礁、台内滩与深层白云岩等巨厚的碳酸盐岩建造,经过多期构造运动形成了种类繁多、规模巨大的岩溶缝洞系统,是台盆区海相碳酸盐岩油气勘探开发的重要领域.基于野外露头与井下地质、岩样分析、地球物理预测及岩溶地质刻画,静态特征与生产动态等多学科动静态一体化研究,阐明了洞穴、溶蚀孔洞、裂缝等储集空间发育特征及大型岩溶缝洞系统的形成机理;创建了与不整合暴露、断裂破碎相关的岩溶叠合复合发育模式;揭示了不整合面相关岩溶横向广泛分布、断层相关岩溶纵向局部拓展及其三维展布规律;提出叠合复合岩溶缝洞系统是油气复式成藏的关键,亦是复式油气聚集区立体勘探开发的基础,叠合复合岩溶模式的建立有效指导了塔中隆起碳酸盐岩凝析气田的重大发现与高效开发.      

萨热克砂砾岩型铜矿成矿物质来源与隐伏基底顶面形态控矿特征

塔西地区萨热克砂砾岩型铜多金属矿床位于塔拉斯-费尔干纳北西向右旋走滑断裂带、萨瓦亚尔顿-吉根左旋走滑逆冲断裂带、帕米尔冲断褶皱前锋带构成的三角区的中心部位,苏鲁铁热克断隆区北侧的中生代巴依次级拉分断陷盆地中。围绕苏鲁铁热克隆起带分布大量的中新生代砂砾岩型铜铅锌矿床,显示该隆起带对砂砾岩型铜铅锌矿床具有重要的控制作用。萨热克铜矿区主要地层岩矿石的微量元素和稀土元素地球化学特征,显示成矿物质来源主要来自于基底隆起区的剥蚀物,为陆相沉积环境。含矿地层库孜贡苏组杂砾岩中稀土元素整体亏损,显示存在强还原性盆地流体作用,矿床在还原性盆地流体作用下改造叠加富集。音频大地电磁测深反演恢复盆地基底形态特征,揭示富矿体与基底北西向隆起及其两侧的次级洼陷之间的构造坡折带具有密切空间关系,其构造岩相特征控制的同生构造带和层间裂隙带,有利于还原性盆地流体的运移聚集,它们可能是地球化学岩相学圈闭界面并导致沉淀金属元素,为深部找矿预测的构造岩相标志。