"峨眉地裂运动"对扬子古板块和塔里木古板块的离散作用及其地学意义

国内许多地学工作者根据古生物群和沉积相似性，认为早古生代扬子古板块与塔里木古板块相连或相距不远。从中国古生代板块构造演化史中出现的“兴凯地裂运动”和“峨眉地裂运动”，论述了扬子古板块和塔里木古板块离散和汇聚中的运动学特征，从“峨眉地裂运动”理论阐述扬子古板块向东漂移的动力学机制。扬子古板块在二叠纪与塔里木古板块离散并向东漂移的论断若能成立，则为特提斯在中国境内首先被打开提供了依据；对研究全球一些地方二叠纪玄武岩大面积同时喷发有重大的地质学理论意义；对研究二叠纪末三叠纪初生物大绝灭事件也有重要作用；对在阿尔金地块及其邻区找到攀枝花式的钒、钛磁铁矿等金属矿床，对塔里木盆地在下古生界寻找大油气田，均有启示作用。     

“塔里木—扬子古大陆”重建对无机成因油气的作用

同位素年代学、岩石学、构造学、古生物学的研究表明：从新元古代至二叠纪,塔里木古陆块与扬子古陆块更加靠近,组成了“塔里木—扬子古大陆”。后经“峨嵋地幔柱”的作用和二叠纪“峨嵋地裂运动”的拉张,“塔里木—扬子古大陆”裂解、分离。文中讨论了地幔柱与无机成因油气生成的关系。根据上述研究,预测四川松潘—甘孜褶皱带是可望获得油气勘探突破的靶区。     

三大古板块是中国寻找大气田的重要领域

中国三大古板块（扬子古板块、塔里木古板块、华北古板块）天然气资源丰富，三大古板块天然气资源量为29.23×10¹²m³，占全国总资源量的52.30%；三大古板块天然气探明储量为35926.8×10⁸m³，占全国天然气总探明地质储量的72.2%。中国三大古板块油气成藏地质条件与阿拉伯板块油气成藏地质条件相似。三大古板块具有3个优势条件：①面积大，相对稳定；②多套气源岩发育，天然气资源丰富；③储盖组合条件优越。三大古板块的边缘和斜坡是大气田富集区：如扬子地台西北缘普光等地区，塔里木地台塔东、塔中斜坡带及库车前陆下古生界，华北地台鄂尔多斯盆地西缘和南缘地区。中国寻找大气田的领域主要在三大古板块，其边缘和斜坡是寻找大气田的重点地区。     

古东秦岭洋关闭和华北与扬子两地块拼合

东秦岭古海洋是一个从晚元古代开始发育,晚志留开始关闭的古海洋。其关闭的后期,华北板块与扬子板块开始拼贴,340Ma基本拼贴结束。古秦岭海洋的北部(华北板块南部)从晚奥陶世起,由原来的被动边缘转化为一具沟、弧、盆体系的活动大陆边缘,而其南部(扬子板块北部)边缘仍为被动大陆边缘。泥盆纪到石炭纪,上述两类大陆边缘拼贴。根据东秦岭造山带内的大型推覆体构造组合及其配置关系、推覆岩片的变质相倒置、推覆岩片内应变标志物特征及其应变参数测量(发育在420—340Ma期间的推覆体)以及前陆盆地(泥盆—石炭纪)的研究,认为华北板块与扬子板块是以仰冲兼右行剪切方式碰撞拼贴。      

华北与扬子两板块的拼贴方式与扬子北缘古生代盆地应变特征

洋板块的消减及其后两侧陆块的拼合,是板块构造作用的两个不同阶段.分隔扬子与华北两板块的古秦岭洋,于晚志留世向北单边俯冲关闭.根据秦岭造山带内发育的大型推覆体构造组合及其配置关系,推覆体岩片内的变质相倒置、推覆岩片内应变标志物的显微构造特征和应变参数的测量及南秦岭大型泥盆纪—石炭纪前陆盆地的厘定,均一致确证了华北板块与扬子板块于420～380Ma至340～320Ma之间以仰冲兼右行剪切的方式碰撞拼贴.对扬子北缘古生代盆地应变标志物有限应变测量研究表明,扬子北缘古生代盆地从南向北可划分为4个应变量不同的应变区:无应变或弱应变区、强应变区、中等强度应变区和强应变区.应变区划分的构造学意义:a)扬子克拉通北缘是寻找古生代油气藏的有利地区;b)南秦岭造山带是晚加里东和海西-印支运动形成的复合山链.通过对扬子北缘古生代盆地构造变形特征,包括褶皱特征、逆冲-推覆构造特征、应变标志物的应变特征分析,估算南秦岭造山带的构造缩短量为918.8km.      

我国大陆古板块运动演化的特征

应用地理信息系统,研究了显生宙以来中国及其邻区板块运动演变过程的特征。着重分析了多陆块拼合过程和中、新生代以来两种类型板块运动交替过程。中国大陆古板块不是由单一古地核发展而成的简单板块,是多个古地核或多陆块拼合而成的组合板块。中国大陆古板块演化是在全球板块运动的总体框架下进行的,受全球板块运动的控制。中、新生代以来,板块运动可以分为以开合(漂移)为主和以升降(裂解/焊接)为主的两种类型。两种类型的运动交替发生,与地幔对流一起构成了总的板块演化历史。     

从华南板块构造演化探讨中国南方油气藏分布的规律性

从华南板块在盆地的形成上、断裂发育的时代上和褶皱变质的时空展布上的有序性,探讨中国南方的成盆和成烃条件;从加里东、印支、燕山三次地壳变形作用及其对前期构造的改造和叠加,探讨南方油气藏的保存条件.在华南板块上,成盆和成烃条件从西向东有序性的发展,而改造和破坏成藏条件的地壳运动又从东向西推进,显示出异常复杂情况,并最终控制了扬子古板块内油气藏从东向西分布的规律性,即从江南隆起西缘的下古生界古油藏向川中和川西地区分布的上三叠统气藏和侏罗系油藏展布的特征.这种从东向西在空间上油气分布的宏观规律性的认识,有助于今后研究和勘探中国南方碳酸盐岩含油气远景的评价.     

扬子板内递进变形——南方构造问题之二

印支—早燕山期由于古特提斯洋盆地关闭,扬子板块大陆边缘受到挤压与碰撞作用,在板内形成了江南—雪峰基底拆离体(A带),由于从南东向北西方向(同时派生由东向西,由南向北方向)的大规模水平推挤作用,使扬子板内中古生界盆地发生了由强及弱的递进(衰减)变形改造。在其前缘形成了高角度冲断层—断弯褶皱带(B带)、逆掩断层—断展褶皱带(C带)、滑脱断层—滑脱褶皱带(D带)、共轭冲断层—膝折褶皱带(E带)和古隆起—单斜带(F带);在其后缘则形成了滑覆断层—滑脱褶皱带(G带)。不同构造变形区带具有不同的水平位移量和压缩变形量、不同的逆冲断裂与褶皱的空间配置、不同的构造圈闭类型和保存条件,因而控制了不同类型的油气聚集与分布。      

论中国大陆板块的裂解、漂移、碰撞和聚敛活动与中国含油气盆地的演化

中国大陆板块的演化经历了三次板块构造旋回的叠加。在元古代板块构造旋回末期曾联合为一个元古大陆,并与全球元古联合古陆聚敛在一起。在古生代板块构造旋回初期,中国元古大陆与全球元古联合古陆一起,同步发生裂解、漂移和海底扩张作用。中国元古大陆裂解为新疆古陆、华北古陆、华南古陆、柴达未古陆、华东古陆,它们之间为窄大洋所隔,在古生代时期各陆块在赤道附近,向北半球低纬度带漂移,羌塘—印支古陆于晚泥盆—早石炭世时从冈瓦纳大陆裂解出来,随古特提斯洋的扩张自南半球向赤道漂移,经加里东、海西和印支运动,在古生代扳块构造旋回末期(T),中国大陆主体又联合在一起,并使欧亚大陆形成。中、新生代板块构造旋回早期藏南—印度古陆从冈瓦纳大陆裂解出来,从南半球向赤道漂移;华东古陆此时期演化为菲律宾海板块,与太平洋板块一起向中国大陆板块发生俯冲、消减作用;在上白垩—中新世时期藏南—印度古陆与中国大陆西南部发生强烈的碰撞、挤压与收敛活动;由于北大西洋和印度洋的扩张作用,使中国大陆向北作顺时针方向的旋转、漂移,仅第四纪就向北漂移达数百千米。 中国大陆板块在三次板块构造旋回活动中受大陆裂解、漂移、碰撞和收敛作用的影响,控制着中国含油气盆地岩相古地理的演化和中国含油气盆地类型世代沿革的演化。     

塔里木盆地古生代盆地类型及板块运动特征

应用层序地层学研究方法将塔里木盆地古生界划分为9个层序,27个体系域。体系域研究表明,自寒武纪到二叠纪依次发育了碳酸盐岩台地、被动大陆边缘、克拉通内盆地、前陆盆地等多种沉积类型。以板块构造理论为指导,结合古地磁资料,对沉积盆地类型与构造演化之间的关系及构造作用对盆地的改造进行了探讨。从活动论的观点解释了塔里木盆地古生代各时期所处的地理位置、板块活动性质、盆地类型及沉积特点。认为古生代塔里木板块在漂移过程中与相邻板块碰撞,使其漂移轨迹呈“S”形。由于受板块运动性质的影响,塔里木盆地在古生代不同时期具有不同的盆地类型:寒武纪—早奥陶世,塔里木为一个离散边缘的克拉通盆地;早奥陶世末—早古生代末,塔里木板块东部(今南部)洋壳消减,形成东部的会聚边缘弧后前陆盆地和北部的离散边缘被动大陆边缘盆地两种不同类型盆地共生的构造格局;志留纪—泥盆纪,塔里木板块西北缘的天山洋闭合,塔里木板块与哈萨克斯坦板块开始发生碰撞,形成了克拉通内盆地;石炭纪塔里木板块西南缘为离散边缘,形成被动大陆边缘盆地;二叠纪塔里木为前陆盆地。     

新构造运动对塔里木盆地油气成藏模式的影响

印度次大陆与欧亚大陆碰撞的远距离构造效应,打破了塔里木盆地古近纪末的构造平衡。经古构造恢复,推断出塔里木盆地古近纪以来各区域的变化特征：塔西南麦盖提斜坡向北迁移且南北宽度增加;巴楚隆起南部变为斜坡区且宽度缩小;塔北隆起整体向南迁移;塔东满加尔凹陷北部萎缩,南部和东南边界向外扩展;塔中隆起范围明显缩小;塔东南隆起构造规模逐渐缩小但幅度增加。受新构造运动的影响,不同区域的油气表现为不同的晚期成藏模式,塔西南巴什托普油田以群5井区为支点地层翘倾,同一构造单元内不同圈闭此消彼长,形成“消长式汇合型”成藏模式;塔北哈得逊油田石炭系整体反转,构造高点向南迁移,正常温压下油水界面倾斜,形成“驿站式输送型”成藏模式;塔中4油田表现为老断层阶段式复活,多个油气水界面共存,形成“渗漏式残存型”成藏模式。油气聚集表现为阶段式平衡或阶段式调整的非稳态特征。研究油气在新构造运动期调整特点,对塔里木盆地油气勘探具有重要意义。     

盆地三维古水动力数值模拟方法及其应用

盆地古地下水动力是油气成藏过程的重要动力,但尚未检索到盆地三维古水动力场演化动态数值模拟方法研究的文献。从盆地演化地质模型出发,综合考虑盆地古地形、沉积压实水、地表渗入水、地层渗流性质和盆地构造演化特征等因素,建立了三维古水动力演化数值模拟模型,能够反映非均质各向异性条件下地下水的流动规律。应用该模型可以定量模拟各地质阶段盆地各地层的三维流势场、流速场、流向场,还可计算地层水交替次数,从而再现各构造运动时期的地下水活动史。用该方法对塔里木盆地现有的实际资料进行了实算模拟,获得了丰富的计算成果和大量成果图件,表明该方法具有使用和推广价值。图3彩图3参6(王孝陵摘)     

再论塔里木盆地古隆起的形成期与主控因素

塔里木盆地发育不同类型、不同特征的古隆起,前人对于古隆起的成因、构造演化等方面的认识存在着较多分歧,影响了该区油气勘探的思路与部署。为此,基于新的地震资料与钻井资料,针对该盆地深层海相碳酸盐岩地层,开展了区域地震资料解释与构造解析研究,结合构造剥蚀量成果恢复了古构造格局,进而探讨了古隆起的形成期及其主控因素。结果表明:(1)中奥陶世是塔里木盆地内部从伸展转向挤压的关键时期,地层、沉积与构造开始出现分异,在中奥陶世晚期一间房组沉积前,塔北、塔中、塔西南等三大碳酸盐岩古隆起已开始出现雏形,其形成时期相同且均为宽缓的近东西走向的褶皱古隆起;(2)前寒武纪发育近东西走向的塔南与塔北基底古隆起,制约了该区显生宙古隆起的发育与分布;(3)上述三大古隆起都是在基底古隆起的基础上受塔里木板块南缘聚敛作用而形成的挤压型古隆起,其构造特征相似且形成演化都具有继承性;(4)志留纪以来的多期强烈构造改造作用,影响并控制了现今古隆起的差异。结论认为:该盆地更为广阔的、深层保存条件好的继承性古构造区碳酸盐岩油气勘探潜力巨大。     

天然气藏形成过程定量化研究

塔里木盆地是叠合型盆地，克拉通盆地阶段的古隆起（古生界）经历了早期形成、发展和后期改造的漫长过程，与之有关的油气藏具有多次充注、多期成藏的特点。塔北隆起南斜坡吉拉克地区的油气藏的形成，既与早期形成的古油藏有关，又有晚期高成熟气的再次充注。根据气藏全烃组分与成熟度之间的内在关系，建立了它们间的关系图版，将该理论图版与实际气藏烃体系全烃组分相结合，研究有几次主要成藏期和每一期不同相态烃类流体注入的比例问题。首先通过气藏不同烃体系组成的成熟度效应定性确定气藏的成藏期次，然后根据气藏全烃组分数值与理论烃体系全烃组分数值间的拟合计算，定量化解释不同成藏期次充注的烃体系。吉拉克轮南５９井石炭系凝析气藏以Ｒｏ值为２．６％的烃体系为主，轮南５７井三叠系凝析气藏是Ｒｏ值为１．８％的烃体系（贡献率７３．４６％）与Ｒｏ值为２．６％的烃体系（贡献率２６．５４％）分别注入而形成。结合实际地质情况分析认为：吉拉克凝析气藏有２次主要成藏期，晚期干气的注入方向是从轮南５９井区石炭系指向轮南５７井区三叠系。图５表３参６（王孝陵摘）     

千米桥潜山碳酸盐岩古岩溶特征及储层评价

将千米桥碳酸盐岩古潜山的岩溶发育分为风化壳岩溶和缝洞系岩溶两种成因类型,并论述了两类岩溶的岩石学、矿物学和同位素地球化学鉴别标志。结合勘探和生产成果,阐明了千米桥潜山气藏的天然气分布是受整体构造高点的控制,含气储层受潜山顶面200m左右范围内的风化壳岩溶控制。认为缝洞系岩溶的发育具有明显的期次性,对产层的沟通起着重要的作用。     

塔里木台盆区碳酸盐岩成藏模式与勘探实践

油气成藏模式的认识与勘探思路、勘探方向密切相关。通过对塔里木盆地勘探成果及认识回顾，建立和丰富了塔里木台盆区油气成藏模式，展现了勘探思路和认识的转变过程。台盆区勘探经历了从潜山构造型向古隆起（古斜坡）岩溶缝洞型的转变，通过解析成藏条件和成藏特征，建立了塔河油田“古隆起—古斜坡岩溶缝洞型复式成藏模式”，形成了塔里木盆地海相碳酸盐岩油气成藏理论；顺北油气田的发现和扩大，与“超深断溶体复式成藏模式”的建立有关，实现了从古隆起（古斜坡）向低部位“禁区”的空间拓展和勘探突破；通过解析定义超深断溶体油气藏，创新形成了超深断溶体油气成藏理论，建立了塔里木盆地台盆区的隆起—斜坡+腹部断溶体的海相油气复式成藏的完整模式，丰富了中国海相碳酸盐岩油气成藏理论，为明确下步油气勘探指明了方向。      

峨眉地裂运动观对川东北大气区发现的指引作用

目前川东北已成为上万亿立方米储量的礁滩相大气区,它是如何获得的?其原因很多,其中,在这一大气区的发现过程中,由笔者30多年前创建的"峨眉地裂运动观"起到了一定的指引作用。依据公开发表的历史文献,分阶段论述了大气区研究过程和勘探成果,并探讨了峨眉地裂运动作为川东北礁滩相沉积的大地构造背景和对大气区成藏条件的控制作用。最后,从认识论的角度总结出科研工作的几点经验。建议重视以地裂运动观研究四川和塔里木二个克拉通盆地有沉积岩和火山岩兼备的复合地层,预期今后还会发现更多有机或无机的天然气资源。     

塔里木盆地典型海相成因天然气藏成藏模式

塔里木克拉通盆地海相成因的天然气藏分布于塔北、塔中和巴楚隆起上,它们在气组分、相态、非烃组分和碳同位素上具有各自的特征。通过对轮南9井石炭系、塔中1井奥陶系凝析气藏和玛4井奥陶系干气气藏三个典型气藏中天然气成因分析,识别出干酪根裂解气和原油裂解气,综合地质分析,总结出干酪根晚期裂解干气充注古油藏形成凝析气藏;古油藏晚期发生内部原油向气的热裂解形成凝析气藏;古油藏裂解形成的干气运移至新的圈闭形成干气气藏等3种类型的气藏成藏模式。     

全球原型盆地演化与油气分布

在全球古板块重建基础上,对全球4 091个地质单元不同地质历史时期的大地构造特征和原型盆地性质进行厘定,并以468个重点盆地为关键标定,恢复了全球前寒武纪、寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、早白垩世、晚白垩世、古近纪和新近纪13个地质时期的原型盆地类型及其古、今位置分布,探讨了全球原型盆地演化规律及其与烃源岩发育和油气富集的关系。全球原型盆地的形成与板块构造演化密切相关：①罗迪尼亚超大陆裂解、分离阶段,主要形成克拉通盆地和被动陆缘盆地;②冈瓦纳大陆漂移与潘基亚超大陆的形成控制古生代被动陆缘盆地、弧后盆地和前陆盆地的共同发育;③潘基亚超大陆的裂解主要控制了裂谷盆地和被动陆缘盆地的发育。全球烃源岩发育与大陆裂解、海平面上升和海侵广泛有关,主要发育于拉张环境下形成的被动陆缘盆地和裂谷盆地,以侏罗纪和白垩纪最为发育。针对多期叠加型盆地,通过分别恢复不同期次的盆地原型,预测其生-储-盖组合分布与油气富集有利区,对中国石油公司开展海外战略选区和油气勘探具有重要的指导意义。