中国中西部前陆冲断带运动学分类、模型与勘探领域

根据冲断系统内断层位移传递和消减的方式,将中国中西部前陆冲断带划分为4类:①Ⅰ型前陆冲断带,断层位移沿滑脱面全部传递至盆地内部,根据冲断构造规模和结构,又可分为库车型、川西南型和酒泉型3个亚类;②Ⅱ型前陆冲断带,以准噶尔盆地南缘为代表,冲断带内既存在向盆地方向传递的位移,也存在向造山带方向消减的位移;③Ⅲ型前陆冲断带,以塔西南甫沙冲断带为代表,断层位移全部沿着深部构造楔顶部的反冲断面向造山带方向消减;④复杂边界制约下的前陆冲断带,主要发育在柴西南和柴北缘,冲断系统内断层位移的传递受柴达木盆地形态和周缘边界限制,以至没有形成稳定的前陆区和前陆盆地特有的楔形沉积结构。通过中西部前陆冲断带运动学分类和复杂构造建模,提出并论证了准噶尔盆地南缘深层叠加构造楔形体、川西北寒武系倒转推覆体下的晚古生代被动陆缘层序、库车中段—东段的煤下构造以及准噶尔盆地西北缘下盘掩伏构造4个勘探新领域。     

中国中西部4种组合类型前陆盆地油气成藏研究：Ⅱ.油气成藏过程分析

分别以准西北缘前陆盆地(早衰型)、川西前陆盆地(改造型)、柴北缘冲断带(新生型)和准南 前陆盆地(叠加型)为例，探讨了中国中西部不同组合类型前陆盆地的油气成藏过程。指出燕 山期及之前是早衰型前陆盆地(准西北缘)和改造型前陆盆地(川西)最主要的油气成藏期，喜 山期则主要表现为早衰型前陆盆地油气藏的保存和改造型前陆盆地油气藏的调整和定型;喜 山晚期是新生型前陆盆地(如柴北缘前陆冲断带)最主要的成藏期，而叠加型前陆盆地(准南 前陆盆地)具有多期成藏的特征，但喜山晚期的油气成藏最为重要。     

从周缘盆—山耦合区带剖面结构特征分析准噶尔盆地构造演化

准噶尔盆地是多期构造挤压环境下演化形成的大型陆内叠合盆地，其盆地类型既有前陆盆地，也有陆内凹陷，其中，前陆盆地主要分布在造山带逆冲断裂前缘，陆内凹陷主要分布于盆地内陆区。基于前人的研究成果，结合在准噶尔盆地油气勘探开发实践中取得的新认识和对准噶尔盆地周缘盆—山耦合区带地质剖面及盆地不同时期沉积地层特征的分析，认为该盆地自二叠纪以来发育了3期前陆盆地，这3期前陆盆地及与其相关坳陷的组合和叠加是形成准噶尔盆地丰富油气资源和多样化成藏模式的主要原因。     

中国3类前陆盆地油气成藏特征

中国中西部发育3种不同的前陆盆地系统组合类型．即叠加型前陆盆地（冲断带）、早期型前陆盆地和晚期型前陆盆地（冲断带），它们的生储盖组合、成藏时期、成藏后的改造作用以及油气有利勘探部位均有不同。叠加型前陆盆地主要发育早期前陆盆地和两期前陆盆地之间的拗（断）陷湖盆两大套烃源岩．多期成藏，以晚期成藏为主；早期型前陆盆地主要烃源岩发育与前陆同期，油气成藏时期相对较早；晚期型前陆盆地只发育再生前陆期之前的拗（断）陷湖相和湖沼相烃源岩，以晚期成藏为特征。前陆冲断带油气勘探潜力取决于冲断带与烃源灶的匹配关系和冲断带上覆盖层的保存条件。     

中国中西部前陆冲断带构造特征

中国中西部前陆冲断带是剖析中西部地区盆-山耦合关系、盆地成因及造山带演化的关键地段,又是中国油气工业的摇篮,并将在"西气东输"工程及西部大开发战略中起重要作用.对控制盆地形成及制约油气形成与分布的前陆冲断带的构造特征进行了讨论.中西部前陆冲断带往往经历2～3个形成时期,晚期改造强烈.在形成过程中发生了多期次多层次冲断推覆,前陆基底卷入型构造和叠加构造样式较为普遍,以叠瓦冲断带和构造楔为基础,形成了10种独特的地质结构类型.中西部前陆冲断带的油气成藏条件较为优越,具有较大的勘探潜力,将是我国陆上深化勘探的重要领域.     

准噶尔晚石炭世,二叠纪前陆盆地演化与油气聚集

中、晚石炭世和早二叠世,准噶尔盆地古陆块与其周缘的西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块、塔里木板块碰撞,形成了盆地内西缘、南缘、东北缘三大前陆盆地系统。准噶尔盆地前陆盆地系统的演化发展经历了四个阶段,即盆前期的被动大陆边缘阶段,此期准噶尔盆地四周被海洋所围限,周边为被动型大陆边缘;周缘前陆盆地联合阶段,此时发育了西缘和东北缘两个前陆盆地;破裂前缘盆地阶段,此阶段南缘前陆盆地开始发育,由于基底卷入前陆盆地造成核部褶皱所分隔的孤立盆地;前陆盆地消亡阶段,此为前陆盆地大统一时期,发育阶段结束。经上述四个演化阶段形成了盆地二叠纪的构造格局,并形成了玛湖凹陷的西北斜坡区及其断阶带、中拐凸起、达巴松凸起、陆南凸起中西段和白家海凸起等有利油气聚集带。     

中国中西部前陆冲断带油气分布规律及勘探领域

环青藏高原中西部前陆冲断带相继发现了克拉玛依、克拉2、英东、中坝、白马庙等大型油气田。深入对比分析前陆冲断带构造特征及其与油气关系,总结了中西部前陆冲断带油气分布规律和勘探领域：沿走向,前陆冲断带一般划分为3个大的构造段,中段位于生烃中心,油气富集;从山前到盆内,前陆冲断带划分为山前推覆带、下盘掩伏带、盆内晚期构造带3个油气富集区带,山前推覆带稳定区继承性古构造油气富集,下盘掩伏带和盆内晚期构造带油气近源、近断裂成藏,深层油气富集;前陆冲断带以构造油气藏为主,除此之外,山前推覆带发育基岩风化壳、不整合遮挡等地层油气藏,盆内晚期构造带发育构造-岩性复合油气藏。根据前陆冲断带中段和深层油气富集规律及对三大勘探领域的认识,结合准噶尔盆地南缘前陆冲断带勘探现状,明确下一步勘探领域为南缘中段齐古断褶带及乌奎背斜带下部组合。     

准噶尔盆地哈拉阿拉特山冲断带构造及找油意义

准噶尔盆地西北缘前陆冲断带是自石炭纪晚期发育起来的大型叠瓦冲断系统,哈拉阿拉特山冲断带为其冲断前锋构造带的东段。它由谢米斯台山单斜带、和什托洛盖盆地、哈拉阿拉特山叠瓦构造带和玛湖凹陷西斜坡4部分组成。该冲断带以古生界内部的滑脱面为界,分为上、下两套构造变形层：上构造变形层发育3-4排叠瓦状冲断构造,各冲断层交汇于古生界内部的滑脱面中;下构造变形层可能为10多个古生界断块叠加而成的双重构造。该冲断带宽约61km,构造缩短了53km,构造缩短率约46％．冲断前锋带的构造变形主要发生于三叠纪末,白垩纪时构造活动近于停止。前锋断裂带下盘的准原地系统中发育一系列断层转折褶皱、双重构造等,它们是准噶尔盆地西北缘下盘掩伏带的主要勘探目标,是在克拉玛依油田之下寻找“克拉玛依”的主要领域？     

前陆盆地勘探领域三个潜在的油气接替区

中国中西部地区前陆盆地油气资源丰富,加强前陆盆地新勘探领域的研究具有重要意义。前陆盆地油气勘探多集中在挤压背斜构造、岩性圈闭、生物礁、披覆背斜、地层圈闭和断块圈闭6类勘探区,其中以挤压背斜构造为主,但其勘探难度越来越大。参考近年来全球前陆盆地领域油气勘探重大成果的实践经验,结合中国前陆盆地领域油气勘探新突破的趋势,提出了造山带变质岩推覆体之下的"隐伏层序"、前陆冲断构造的"下盘冲断夹片构造"、前陆坳陷部位深层等三个潜在油气接替区,并预测此三个接替区与前陆坳陷层序具有相同的油气地质条件,有着较大的油气勘探潜力。造山带变质岩推覆体之下的"隐伏层序"发育有成盆期沉积层序;前陆冲断带"下盘冲断夹片构造"上覆地层封盖性能好、断层涂抹系数高,具有良好的储盖条件;前陆坳陷深层领域提供了优质的储集层、有利烃源岩以及晚期发育的膏岩层或致密泥岩封盖层。勘探实践证实此三个接替区具有广阔的勘探前景。     

中国中西部两期前陆盆地的形成及其控气作用

前陆盆地是指呈线性收缩于造山带和克拉通之间、由造山带逆冲负荷引起挠曲并沉降成狭长的沉积单元。中国中西部中新生代前陆盆地都处于特提斯北缘盆地群东端,其形成主要受特提斯演化控制。中生代以来,中国中西部地区分别在中生代早期、新生代晚期发育两期前陆盆地,又被分为3类、4种相应的前陆盆地(前陆逆冲带),主要由前陆盆地早期拉张环境下的细粒沉积物或碳酸盐岩和前陆挤压期的粗粒沉积物叠置而成,成为前陆盆地特有的二元结构。发育了前陆盆地特有的天然气地质特征,即拉张构造背景下沉积有效的烃源岩层系、挤压背景下发育前陆逆冲带、喜山期形成成排成带的大型圈闭。早期前陆逆冲带被后期构造改造叠加,主体部位构造圈闭破坏严重,冲断带前锋、前渊、前缘斜坡和隆起部位圈闭保存较好;晚期前陆逆冲带与前缘隆起构造圈闭发育,成藏条件好,是近期勘探的主攻目标。     

中国中西部前陆盆地油气成藏条件及有利勘探方向

我国中西部前陆盆地油气资源丰富,但是资源探明率仅为9.3%,有必要开展油气成藏条件的系统分析,以指导勘探。在综合分析和对比库车、准南、柴北缘和川西等具有代表性的前陆盆地的油气成藏条件的基础上指出,中西部前陆盆地具有以煤系为主的多套源岩,发育非均质储集层,多套多封闭性的盖层,以背斜为主要圈闭;断裂、不整合和高渗透砂体组成良好输导体系,保存条件较差等特点。依据理论分析及勘探实践,优选出4个有利的勘探区带,它们是:①库车前陆冲断带古近系、新近系膏盐岩、膏泥岩之下的完整背斜圈闭;②准南前陆冲断带第二、第三排构造带;③川西北部及南部燕山运动期古隆起、川中平缓褶皱构造带以及深坳陷内部的非常规天然气;④柴北缘冷湖-南八仙构造带。     

新疆地区油气勘探新领域展望

 新疆是我国油气资源战略接替区。经过70年的勘探，新疆地区已在准噶尔、塔里木及吐哈三大盆地中发现了一系列大型油气田，如今正面临向油气勘探新领域的转移。新领域包括前陆冲断带、岩性地层、深层及碳酸盐岩地层、新区带及外围盆地。笔者从现有的油气发现、资源潜力及石油地质条件等方面进行了分析，认为这些新领域是今后新疆地区油气发现的主要战场。     

准南前陆冲断带下组合泥岩盖层封盖能力

准噶尔盆地南缘前陆冲断带下组合白垩系和侏罗系泥岩盖层区域上分布稳定,排替压力高,且普遍发育流体异常高压,具备很强的封盖能力,但前陆冲断带晚期强烈构造挤压对盖层封盖能力的破坏不容忽视。泥岩三轴挤压物理模拟实验和数值模拟结果表明,深部厚层均质泥岩抗压强度高、封盖能力强;挤压作用下不同倾角泥岩层具有塑性、脆性和脆性—塑性周期性变化3种变形方式。结合准南前陆冲断带下组合泥岩层的地质条件和实例解剖,将准南前陆冲断带泥岩盖层划分为4个区域,不同区域泥岩盖层封盖能力动态演化控制了准南前陆冲断带油气成藏特征及油气分布规律。     

中国中西部4种组合类型前陆盆地成藏研究:I.油气成藏地质条件分析

前陆盆地是中国重要的油气勘探领域。中国中西部前陆盆地从盆地结构和演化特征可以分为早衰型、改造型、新生型和叠加型等4种组合类型。分别以准西北缘前陆盆地(早衰型)、川西前陆盆地(改造型)、柴北缘冲断带(新生型)和准南前陆盆地(叠加型)为例，探讨了不同类型前陆盆地生储盖等成藏地质条件的差异，并分析了不同组合类型前陆盆地主要烃源岩的热演化过程，其中喜山晚期前陆发育对新生型和叠加型前陆盆地烃源岩演化具有明显的控制作用。     

侧缘前陆构造带:一种前陆构造带的新类型——以龙门山为例

前陆构造带是造山带研究中一个非常重要的概念，指与造山带相邻的带状构造区域，由前陆冲断带和前陆盆地组成，可以分为周缘前陆构造带和弧后前陆构造带。前人在研究中国中—西部盆山系统时又提出了再生前陆构造带的概念，由再生造山带的前陆冲断带与再生前陆盆地组成。然而，晚三叠世由龙门山前陆冲断带与川西前陆盆地组成的龙门山前陆构造带在构造位置、沉积特征、地球动力学机制等方面与这3类前陆构造带有很大不同。在综合前人研究成果的基础上，研究提出龙门山前陆构造带在晚三叠世为一种新的前陆构造带类型——侧缘前陆构造带。由于松潘—甘孜褶皱带楔形的几何学特征，叠加其深部滑脱层的解耦作用，使得滑脱层之上的造山带表壳物质与下部"解耦"，向SE方向发生大规模侧向挤出，导致造山带侧缘龙门山地区的地壳发生缩短增厚和挠曲沉降，形成龙门山侧缘前陆冲断带和川西侧缘前陆盆地。小金弧形构造带内显示区域应力状态由松潘—甘孜褶皱带内部NE—SW向挤压，向龙门山前陆冲断带NW—SE向挤压过渡，是对侧缘前陆构造带特殊应力环境的应变响应。侧缘前陆构造带在形成和演化上依赖于造山带特殊的楔形几何样式和深部软弱沉积层构成的滑脱层。前者为强烈缩短变形的造山带表壳物质提供一个"出口"，后者使得滑脱层以上的表壳物质与下部的基底"解耦"，随着造山带的持续挤压缩短，受空间限制的表壳物质无法消减，从而向容易挤出的方向发生大规模位移。     

侧缘前陆构造带:一种前陆构造带的新类型——以龙门山为例

前陆构造带是造山带研究中一个非常重要的概念，指与造山带相邻的带状构造区域，由前陆冲断带和前陆盆地组成，可以分为周缘前陆构造带和弧后前陆构造带。前人在研究中国中—西部盆山系统时又提出了再生前陆构造带的概念，由再生造山带的前陆冲断带与再生前陆盆地组成。然而，晚三叠世由龙门山前陆冲断带与川西前陆盆地组成的龙门山前陆构造带在构造位置、沉积特征、地球动力学机制等方面与这3类前陆构造带有很大不同。在综合前人研究成果的基础上，研究提出龙门山前陆构造带在晚三叠世为一种新的前陆构造带类型——侧缘前陆构造带。由于松潘—甘孜褶皱带楔形的几何学特征，叠加其深部滑脱层的解耦作用，使得滑脱层之上的造山带表壳物质与下部"解耦"，向SE方向发生大规模侧向挤出，导致造山带侧缘龙门山地区的地壳发生缩短增厚和挠曲沉降，形成龙门山侧缘前陆冲断带和川西侧缘前陆盆地。小金弧形构造带内显示区域应力状态由松潘—甘孜褶皱带内部NE—SW向挤压，向龙门山前陆冲断带NW—SE向挤压过渡，是对侧缘前陆构造带特殊应力环境的应变响应。侧缘前陆构造带在形成和演化上依赖于造山带特殊的楔形几何样式和深部软弱沉积层构成的滑脱层。前者为强烈缩短变形的造山带表壳物质提供一个"出口"，后者使得滑脱层以上的表壳物质与下部的基底"解耦"，随着造山带的持续挤压缩短，受空间限制的表壳物质无法消减，从而向容易挤出的方向发生大规模位移。