塔里木盆地克拉通内古隆起的成因机制与构造类型

古隆起是克拉通盆地的重要构造单元。由于盆地边界条件与深部构造背景的变化,古隆起的形成与发育表现为复杂的动力学过程。借助于地震反射剖面与钻探资料,可以刻画不同地质时期古隆起的分布、形态、结构与构造样式,剖析古隆起的成因机制。文中以塔里木盆地为例,对古生代克拉通内古隆起的几何学与运动学特点进行描述,结合周缘大地构造背景的演变,剖析了古隆起的形成机制。在此基础上,将克拉通内古隆起划分为稳定型、活动型、残余型与消亡型4种基本类型。由于运动体制的变革,古隆起经历了形成发育、叠加改造、调整定型与最终埋藏的动力学演变,具有多层叠加的地质结构,并发育断裂带、背斜带、地层剥蚀尖灭带等一系列构造带。古隆起是油气聚集的主要单元,古隆起的动力学演化历史决定了隆起富集油气的关键条件。     

四川盆地北部剑阁古隆起的厘定及其基本特征

古隆起成因机制及其演化的分析,可为探讨大陆陆内构造变形提供基础,古隆起也是重要油气勘探领域之一.地震剖面、钻井资料和野外露头等证据揭示,四川盆地北部须家河组上部地层缺失并非周边造山作用剥蚀形成,而是古隆起活动造成,本文称之为剑阁古隆起,对其进行厘定和描述.通过分析地震剖面和连井剖面的年代地层格架,并结合Bischke曲线分析法,确定古隆起的形成与演化历史.结合区域构造背景,分析古隆起成因.剑阁古隆起相对高部位的边界近似为须家河组缺失尖灭线,分布在江油—剑阁—广元—旺苍一带.它于晚三叠世须三期开始形成,主要发育期为须四期到须六期,持续到早侏罗世后衰亡,经历了一个完整的形成—演化—衰亡的隆起旋回,持续大约21 Ma,造成约350 m的地层沉积间断,后期改造使古隆起初始形态不复存在.剑阁古隆起的形成受控于勉略洋盆的关闭,大地构造位置属于晚三叠世扬子地块北缘前陆盆地的前隆部分,它的发现对分析扬子地块北缘构造演化和川北地区须家河组油气勘探具有重要意义.     

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。     

塔里木盆地轮南古隆起形成时间的判定

轮南古隆起位于塔里木盆地北部,是一个大型基底卷入型鼻状背斜。卷入背斜构造变形的地层包括下古生界及其以下地层。它的形式演化控制着轮南复式油气聚集区的形成与分布。过轮南古隆起的地震剖面上显示,这里发育上泥盆统东河砂岩底、志留系底和上奥陶统底3个与古隆起形成密切相关的不整合面。上奥陶统底是一个低角度不整合面至平行不整合面,地层间断很小。志留系与下伏地层之间是一个低角度不整合接触,存在一定规模的地层间断。东河砂岩与下伏地层之间是一个明显的角度不整合接触,是一个较大的地层间断。东河砂岩直接不整合覆盖在下志留统甚至更老地层之上。上奥陶统至下志留统（中-上志留统缺失）为生长地层;上奥陶统之下的地层是前生长地层;东河砂岩及其上覆的石炭系是生长后地层。根据已有构造分析成果,塔里木盆地中志留世—中泥盆世处于造山后区域性伸展构造背景。据此分析,轮南古隆起（背斜）的构造变形起始于中奥陶世末—晚奥陶世初,持续至早志留世。此后进入风化夷平阶段,古隆起依然存在,但是背斜构造变形已经结束。至东河砂岩沉积时,轮南古隆起基本被夷平,并逐渐被埋于地下。     

多期活动古隆起复合叠加过程解析——以塔里木盆地轮南古隆起为例

中国含油气盆地以叠合盆地为主,经历多期次构造运动,造成盆地内部多期古隆起的复合叠加;目前对于多期活动古隆起复合叠加过程的解析研究较为薄弱。本文以塔里木盆地轮南古隆起为例,利用最新的三维地震数据和钻井资料,应用构造解析和古构造复原的方法,明确轮南古隆起经历寒武纪-早中奥陶世前古隆起、晚奥陶世古隆起形成、晚泥盆-早石炭世叠加改造、晚二叠世-三叠纪古隆起定型、侏罗纪-古近纪古隆起埋藏和新近纪以来构造掀斜6个演化阶段;揭示现今以寒武-奥陶系碳酸盐岩为主体的前中生界隆起是由位于研究区西北侧北东向展布的晚奥陶世古隆起、研究区中部北北东向展布的晚泥盆-早石炭世古隆起和研究区北侧近东西向展布的晚二叠世-三叠纪古隆起三者复合叠加而成;不同时期古隆起成因机制有差异,但都与盆地周缘洋盆闭合、造山作用关系密切。     

印支期泸州-开江古隆起演化过程及其动力学机制

印支期泸州-开江古隆起位于四川盆地东部,由于其顶部广泛发育的岩溶不整合面是四川盆地重要的油气储集层而受到广泛关注,但是关于该古隆起的形成时间及成因机制长期存在很大分歧,既影响了对印支期上扬子地区构造演化的认识,也不利于四川盆地油气勘探工作.基于地震、钻井和野外露头资料,详细分析泸州-开江古隆起顶部不整合面,结合区域构造事件、全球海平面变化等资料,利用前陆盆地系统演化模型对泸州-开江古隆起的演化过程及动力机制进行系统分析.认为泸州-开江古隆起的形成及发展期在晚三叠世卡尼期-诺利期,消亡于瑞替期,该古隆起是晚三叠世龙门山前陆盆地系统的一个组成单元——前缘隆起,其演化过程主要受控于晚三叠世龙门山造山楔的构造负载和前陆盆地沉积物的沉积负载.晚三叠世,在华北板块和羌塘地体共同向扬子陆块西缘汇聚的构造背景下,扬子陆块西缘发生NW-SE向地壳缩短,导致龙门山造山楔向扬子克拉通的逆冲推覆作用,控制了泸州-开江古隆起的形成与演化.     

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。     

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。     

塔里木盆地古隆起演化特征及油气勘探

在构造解析方法结合区域构造背景分析的基础上,探讨塔里木盆地古隆起构造演化及勘探方向。发现塔里木盆地古隆起经历多期构造运动与变迁,主要有前寒武纪基底隆起雏形期、早奥陶世末期古隆起形成期、奥陶纪末期古隆起定型期、志留纪-泥盆纪古隆起改造期、二叠纪末古隆起调整期、中生代古隆起差异沉降期6个阶段的构造活动,形成了以下古生代碳酸盐岩为主的塔中、塔北、塔西南等三大古隆起,古隆起构造演化具有阶段性、继承性与迁移性。古生代形成的古隆起控制了台盆区油气的分布,多旋回构造运动与多期成藏配置形成多层系含油的复式成藏格局,古隆起斜坡区是大油气田的主要勘探方向。古隆起形成演化分析表明麦盖提斜坡区发育喜山晚期才沉没的塔西南早古生代大型古隆起,石炭系泥岩盖层与奥陶系碳酸盐岩古岩溶储层形成优质储盖组合,具有海西期成油、喜山期注气的油气成藏史,是台盆区继塔北、塔中古隆起大油气田之后的有利勘探接替领域。     

塔里木盆地库车坳陷西秋古隆起的形成及其演化

重力异常资料显示,库车坳陷南缘西秋构造带深层发育有基底隆起。本文通过地震资料解释确认了西秋构造带深层占隆起的结构,分析了占隆起的形成和演化过程。西秋构造带南侧边缘存在一条区域性基底断裂,断裂北侧新生界下伏中生界、古生界明显减薄或地层缺失,总体上表现为断背斜形态的古隆起构造。结合区域构造演化分析认为,泥盆纪~石炭纪(D-C)塔里木克拉通边缘隆升、二叠纪-三叠纪(P-T)受南天山负荷影响产生的克拉通边缘压陷的构造演化过程中,西秋构造带处于"跷跷板"式地壳升降运动的"支点"部位,发育古隆起和基底卷入高角度断层,晚期南天山隆升向南斜向推挤的挤压剪切应力场使古隆起边界断层复活,基底断裂活动并在新生界之下形成冲断隆起。     

编制盆地复原古构造图的若干问题的讨论

为了描述盆地三维构造的演化过程,通常需要编制不同地质时期的古构造等构造线图。编制古构造等高线图是一个复杂的研究过程,可能遇到许多概念性和技术性问题,但是所有问题都必须在地质平衡概念约束下寻求解决途径。本文讨论了按照地质平衡概念编制古构造等高线图的基本原则和可能的技术方案,包括研究构造变形模式、复原剥失厚度及其分布、复原断层位移、去压实校正等。运用地质平衡概念将较浅地层界面的构造等高线图复原到代表特定地质时期地形面的原始状态,相应地将较深地层界面的构造等高线图复原得的古构造等高线图。运用地质平衡概念编制的古构造等高线图比传统的只用地层残余厚度编制的古构造等高线图能更合理地反映地质时期的盆地古构造三维几何特征。     

GIS支持下的盆地古构造再造——以松辽盆地北部古中央隆起带为例

再造地质历史时期盆地的古格局构造对于盆地构造演化史研究和油气运移路径模拟具有重要意义.将地理信息系统与盆地分析方法融合开展了松辽盆地北部古中央隆起带古构造演化史研究, 阐述了在GIS支持下开展盆地古构造演化研究的原理和方法, 再造了古中央隆起带的古构造格局, 简要分析了古中央隆起带的古构造演化史.分析表明, 古中央隆起带于火石岭—营城期开始发育, 登楼库期定型, 泉头期开始萎缩, 姚家期末停止发育, 从油气主运移期与构造形成期的配套关系考虑, 古中央隆起带是深层天然气聚集的有利场所.      

鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化与油气勘探

鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化对该地区构造格局和油气勘探具有重要意义.通过对古生代构造背景、地层体残余厚度、奥陶系顶面构造演化等特征分析,刻画中央古隆起在不同沉积期构造演化特点,大体分为3个演化阶段:初始演化阶段:相对独立的中央古隆起形成于中晚寒武世:发育阶段:中央古隆起在早奥陶世马家沟期反映最为明显,为隆升剥蚀...     

扬子陆块西部古隆起演化及其对郁南运动的反映

寒武纪—奥陶纪之交的郁南运动是华南重要构造事件,但以往研究与认识局限于中国东南部。同期构造运动对扬子陆块的影响尚不明确,制约了对郁南运动的全面理解。本文以扬子陆块西部为例,分析芙蓉统(末寒武统)至下奥陶统地层接触关系,特别是地层不整合面分布,重建了古隆起演化过程并初步探讨其机制;在各期沉积相和岩相古地理演化基础上,总结了盆山耦合与沉积响应特征。结果表明:寒武纪—奥陶纪之交的构造运动在扬子陆块西部有显著表现,反映为大规模古隆起形成、相对海平面和沉积相配置变化;其机制与克拉通边缘基底古陆对地壳位移、变形的阻挡有关,从板块尺度上看,可能是扬子陆块东南侧构造挤压在陆块西部的同步响应。据此笔者提出,寒武纪—奥陶纪之交的华南存在广义的、可对比的"郁南运动",可能是早古生代构造—盆地性质由拉张向挤压转型的重要节点。     

塔里木盆地巴楚-麦盖提地区古构造演化及其对奥陶系储层发育的控制作用

依据2D和3D地震资料解释及钻井分层数据得到的不同时代地层的残余厚度图和现今埋深图,在对主要构造不整合面剥蚀量恢复和去压实校正的基础上,采用古构造、古地貌恢复方法,利用盆地模拟软件(PetroMod10)计算了不同地层的在不同构造时期的古埋深和古厚度,系统深入研究了巴楚-麦盖提地区古构造演化历史,阐明了巴楚隆起与和田古隆起构造演化关系及迁移规律,结合奥陶系岩溶储层发育特征,探讨了古隆起演化与岩溶储层发育之间关系,建立了岩溶储层发育的构造演化模式,预测了奥陶系有利岩溶储层分布地区.结果表明:巴楚-麦盖提地区古构造演化经历了加里东期、海西期、印支-燕山期和喜山期等4个构造旋回阶段;不同时期古构造面貌受控于不同构造期的区域构造应力场变化,巴楚隆起是海西早期开始发育,显现出隆起的雏形,到喜山中期开始大幅度隆升,并最终定型.构造演化经历了二个阶段,即海西运动的隆起形成和喜山运动强烈隆升改造阶段,隆起位置迁移不明显,主要表现在隆起规模上的变化.而和田古隆起则是在加里东期-海西期发育的一个大型古隆起,现今呈现为一个向南倾斜的大型麦盖提斜坡带;构造演化经历了早加里东运动雏形形成、加里东中期-海西早期运动持续隆升、海西运动中晚期的沉降埋藏、印支-喜马拉雅运动期的掀斜消失等四个阶段,且古隆起位置在平面上发生了明显逆时针方向的迁移.受和田古隆起构造演化的控制,奥陶系发育了加里东中期、晚期和海西早期等三期风化壳岩溶,其中以海西早期岩溶最发育;玉北地区遭受了三期构造抬升剥蚀,为三期岩溶的叠置区,是巴楚-麦盖提地区岩溶储层发育的最有利地区.     

塔里木盆地显生宙古隆起的分布及迁移

塔里木盆地属于多期叠合盆地,存在多期不整合与古隆起构造,二者的形成及发育密切相关。利用钻井、地震、野外露头等综合资料,开展了盆地尺度的构造层、不整合结构构造、累积最小生长指数分析,进一步了解盆地内多个古隆起的分布、成因及隆升过程,特别是和田、塔中、塔北、巴楚、塔东古隆起及其内部的形成演化。发现盆地内不同时期古隆起构造变形和展布与盆地周缘造山带构造作用相响应。早古生代以来盆地内古隆起经历了6次大的迁移,每次迁移的动力来源于该时期盆地周缘的板块边缘或造山带的构造活动。根据隆起形成的主控因素,塔里木盆地古隆起主要可分为4种成因类型,包括断控隆起、继承性隆起、前陆盆地前缘隆起和构造古地理隆起等。古隆起隆升的差异还体现在隆起区内不同部位上,对油气成藏有重要意义。     

川西北龙门山冲断带北段油砂成藏特征及其主控因素

野外实测地质大剖面和室内综合研究表明:龙门山北段泥盆系平驿铺组和侏罗系沙溪庙组是两个最重要的含油砂地层,它们呈北东向带状展布,组成两条区域性油砂带.两条油砂带在区域构造位置上分别与矿山梁-天井山-二郎庙冲断背斜亚带和下寺-金子山-青林口山前带叠置.两条构造-地层带的构造样式分别制约了两条油砂带的成藏方式和成藏过程,反映了油砂带与区域构造-地层带之间具有密切的成因关系.根据龙门山北段油砂特征以及区域构造-地层带对油砂带形成与分布的控制作用,首次将龙门山北段划分出2条区域性油砂成矿带,即矿山梁-天井山-二郎庙油砂成矿带和金子山-青林口-厚坝油砂成矿带.研究区油砂烃源岩具有多层位特征,油源十分丰富.泥盆系平驿铺组和侏罗系沙溪庙组具有良好的储层物性,为油气的聚集提供了有利的储集空间.各种不同的构造类型对油砂、沥青脉的成藏方式起着重要的控制作用.矿山梁-天井山-二郎庙油砂成矿带中印支期形成的褶皱与高孔隙度中、粗砂岩的良好配置、金子山-青林口-厚坝油砂成矿带中印支期形成的逆冲断层在喜山期重新活动以及喜山期形成的节理发育带与高孔隙度中、粗砂岩的良好配置是油砂储层形成的主控因素.喜山期侏罗系沙溪庙组地层的构造掀斜、山前剥蚀、断裂输导和上覆泥岩封盖以及泥盆系平驿铺组隆升剥蚀是油砂得以形成和保存的必要条件.在综合研究的基础上建立了龙门山北段油砂成藏模式.     

龙门山冲断带北段前锋带新生代构造变形

龙门山北段前锋构造的地震剖面解释和前缘盆地内沉积地层的磁组构研究表明前锋构造中发育两期构造挤压作用,即整体强烈的晚三叠世变形和由北向南逐渐减弱的弱新生代构造变形。受这两期构造挤压作用的控制,龙门山北段前锋构造中发育上、下两套构造层,地表构造为晚三叠世时期形成,而深部隐伏构造则形成于新生代。北部的矿山梁和天井山构造几何学上表现为一个双重构造,浅层是一个晚三叠世形成的断层转折褶皱;深层是新生代形成的多个逆冲岩片叠置所构成的隐伏堆垛背斜;南部的青林口和中坝构造主体表现为叠瓦状逆冲,前锋构造是断层转折褶皱和断层传播褶皱。新生代构造冲断位移量以及造成早期构造抬升由北向南逐渐减小,反映新生代变形强度由北向南的减弱。磁组构研究表明新生代变形从龙门山冲断带边缘到盆地内部,磁组构从铅笔状磁组构到初始变形磁组构并逐渐过渡到沉积磁组构。由南向北磁组构由初始变形磁组构转变为铅笔状磁组构,说明应变越来越强,从而进一步证明了龙门山前锋新生代构造的弱变形作用和变形强度的北强南弱分布特征。     

塔东南隆起沉积－构造特征及其演化历史

基于地震剖面、岩心、测井和露头剖面等资料分析,运用平衡剖面复原技术,论述了塔里木盆地塔东南隆起带古生代以来的沉积-构造特征及其演化历史.在地震剖面上识别出6个地层不整合界面,划分了5个主要地层构造层序.指出塔东南隆起形成于晚奥陶世加里东运动,经历了加里东、海西、印支、燕山和喜山多次构造运动,在中生代以陆内变形为主,受到南北两条主边界断裂的控制,于中生代早期发生伸展断陷,并遭受晚新生代喜山运动的强烈挤压改造,形成了现今两凹两凸的构造格局.     

东营凹陷中央背斜隆起带形成机制分析

重建了东营凹陷构造演化过程 ,提出在盆地古近纪同裂陷期充填序列中 ,沙三段底界面S6′界面具有构造变格意义 ,过该界面盆地的构造应力场发生了由近南北向拉伸到NW—SE向拉伸的转换。在此基础上重新解析了盆地中央背斜隆起带 ,并指出中央背斜带是一个复合的构造系统。其东段的辛镇背斜的性质为受控于陈南铲式断层的大型伸展断弯褶皱 ,主要的活动期为Ek—Es下3 时期 ;而其西段为东营—梁家楼—现河弧形生长滑脱断裂系统的组成部分 ,主要形成于Es上3 —Es2 沉积时期。上述认识对于中央背斜隆起带油气勘探具有重要的意义。