塔里木盆地新元古代构造演化及其油气地质意义

前人由于资料有限,一般认为塔里木盆地内部南华纪—寒武纪是继承性的伸展构造背景,南华—震旦系与寒武系连续沉积。但近期新的资料表明塔里木盆地周边广泛发育与罗迪尼亚(Rodinia)超大陆相关的裂解事件,揭示南华纪大型断陷发育,且寒武系/震旦系发育广泛的不整合。塔里木盆地大约在900 Ma盆地内部微地块进入拼合的主要时期,塔里木古大陆全面聚合;南华纪初期,Rodinia超大陆开始裂解,塔里木板块周缘也随之裂陷,发育巨厚大陆裂谷沉积;南华纪晚期库鲁克塔格裂谷范围向东西两侧扩展,西北部裂陷作用较弱,形成伸展型古隆起;震旦纪,塔里木板块构造格局逐渐由大陆边缘裂陷向陆内坳陷发展,海侵范围扩大;震旦纪末期,塔里木板块发生隆升,剥蚀强烈,呈现南高北低地貌。由此可见,新元古代发育完整的伸展-挤压构造旋回,经历大陆裂谷期-断陷期-坳陷期-挤压抬升期等四期构造演变。新元古代形成一套良好生、储、盖组合,具有良好的油气成藏条件,是塔里木盆地油气勘探的新领域。     

塔里木盆地震旦纪沉积特征及岩相古地理

震旦系可能成为塔里木盆地油气勘探潜力层系,对塔里木盆地震旦系分布及岩相古地理特征的准确认识是进一步勘探的基础,也是建立盆地早期构造-沉积演化历史的关键。通过对塔里木盆地周缘震旦系野外露头资料、盆内钻井资料以及地震资料的综合分析,结合前人发表的相关研究成果,对塔里木盆地震旦系分布、构造背景、沉积体系、岩相古地理特征进行探讨。研究表明,塔里木盆地震旦系发育3种类型沉积体系：碎屑岩沉积体系、碎屑岩-碳酸盐岩混合沉积体系、碳酸盐岩沉积体系,纵向上具有从碎屑岩沉积-碳酸盐岩沉积的演化特征。3种类型沉积体系与震旦纪3次“海侵-海退”旋回相对应,早震旦世初期（ZSQI期）的海侵形成了下震旦统下段碎屑岩沉积体系,早震旦世晚期（ZSQⅡ期）的海侵形成了下震旦统上段碎屑岩-碳酸盐岩混合沉积体系;晚震旦世初期（ZSQⅢ期）的海侵形成了上震旦统碳酸盐岩沉积体系;3次海退过程形成下震旦统中部、顶部及上震旦统顶部3个不整合面。新元古代,伴随着Rodinia超大陆的解体,塔里木盆地进入大陆裂谷演化时期。震旦纪为克拉通内坳陷及被动大陆边缘演化阶段,具有“南隆北坳”的古地理特征。早震旦世,发育巴楚-塔中-塔东南隆起及塔北残余古陆,北部为滨海-陆棚环境,西南部为滨海-陆棚-半深海环境;晚震旦世,塔北古陆消失,北部为潮坪环境,西南地区为被动大陆边缘浅海环境。     

塔里木盆地前寒武纪古构造格局及其对下寒武统烃源岩发育的控制作用

塔里木盆地寒武系沉积前的古构造格局对于寒武纪早期快速海侵形成的优质烃源岩的分布有显著控制作用。结合钻井和露头资料研究了塔里木盆地南华纪—震旦纪的早期演化过程及寒武系沉积前的古构造格局,进而探讨了玉尔吐斯组和西山布拉克组源岩的分布特征。研究认为塔里木盆地在南华纪—震旦纪期间存在多个先后发育的、大小不等的、彼此孤立的裂陷中心,一般都经历了快速的填平补齐,晚震旦世沉积的白云岩段在全区基本可以对比,震旦纪末期的柯坪运动导致盆内大部分地区抬升,造成区域上构造地貌的差异。寒武系沉积前盆地内存在EW向古隆起带,环绕古隆起带的盆地内大部分地区可能为地势平坦的滨浅海碳酸盐台地,古地貌特征表现为从中央隆起带向南北两侧平缓降低,下寒武统优质烃源岩的发育与寒武纪早期快速海侵过程中的热水活动—上升洋流—缺氧事件有关,古构造格局暗示其在北部坳陷一带应该具有稳定广泛的分布。     

塔里木盆地西北缘震旦系沉积物源分析及对盆地属性的制约

新元古代是全球大地构造演化中一个十分重要的阶段，经历了罗迪尼亚（Rodinia）超大陆聚合和裂解的过程。作为我国三个最主要的克拉通盆地之一的塔里木盆地，其发育的新元古界南华系和震旦系沉积体系纪录了大量新元古代盆地构造属性和板块动力学信息，同时也是塔里木克拉通盆地深层油气勘探的重点层系。以塔里木盆地西北缘什艾日克剖面震旦系为对象，在野外调查和沉积学特征研究的基础上，开展碎屑锆石U-Pb定年和物源示踪研究。震旦系苏盖特布拉克组碎屑锆石存在约2 600，2 300，2 000~1 800，790~730和620 Ma等5个年龄峰值，其中2 600，2 300和2 000~1 800 Ma年龄峰值的碎屑锆石来自于塔里木克拉通内部新太古代—中元古代基底；790~730 Ma年龄峰值的碎屑锆石可能来源于塔里木盆地新元古代晚期的裂谷岩浆作用形成的岩浆岩；而620 Ma年龄峰值的锆石直接来自地层沉积时的岩浆作用，表明碎屑物质可能来源于塔里木盆地本身。结合地震剖面所具有断陷—坳陷的结构特征、南华系快速充填的浊积岩沉积建造、震旦系由碎屑岩建造转变为海相碳酸盐岩建造、震旦系苏盖特布拉克组沉积同期的岩浆作用，认为塔里木盆地西北缘震旦系经历了裂谷性盆地的断—坳转换阶段和坳陷阶段。      

塔里木新元古代裂谷盆地南北分异及油气勘探启示

综合航磁、地震、地质和地球化学资料,研究了塔里木新元古代裂谷盆地南北分异的表层构造、沉积、分布特征及深层动力学机制,揭示了裂谷盆地演化及其对寒武纪早期沉积盆地和深层烃源岩分布的控制作用。塔里木南部裂谷盆地是罗迪尼亚超大陆裂解早期超级地幔柱活动的产物,开启于南华纪早期(约780 Ma),表现为深入塔里木盆地内部的NE向坳拉槽,而北部裂谷是泛罗迪尼亚大洋板块俯冲产生的弧后裂谷盆地,开启于南华纪后期(约740 Ma),呈近EW向狭长带状横穿整个塔里木盆地。塔里木北部新元古代弧后裂谷盆地与东亚地区晚中生代—新生代弧后裂谷盆地群的形成和演化过程十分相似,均显示向洋迁移的演化特征,但塔里木裂谷盆地从早期的断陷-拗陷最终演化成被动陆缘。塔里木新元古代裂谷盆地不仅决定同裂谷期烃源岩的分布,更控制早寒武世沉积盆地的发育,使得后者"向前相似",在现今塔北隆起与中央隆起带之间很可能发育近EW向展布的南华系—震旦系同裂谷期和下寒武统玉尔吐斯组沉积期后裂谷期烃源岩。     

塔西南坳陷震旦纪末古构造格局及其油气意义

综合西昆仑露头资料、塔里木盆地内钻穿寒武系钻井信息和地震剖面特征,研究了盆地震旦系纪末的古构造格局,分析了震旦纪末古构造格局与下寒武统玉尔吐斯组烃源岩分布的关系,明确了塔西南坳陷玉尔吐斯组烃源岩分布特征。研究认为,震旦纪末巴楚—塔中地区存在近东西向展布的古隆起,隆起之上水体较浅,为一套潮坪相沉积,玉尔吐斯组没有沉积或相变,隆起南北两侧的坳陷内玉尔吐斯组有沉积。塔西南坳陷玉尔吐斯组分布在南华纪—震旦纪裂谷或加里东早期正断层形成的洼槽内,主要从昆仑山前中段北东向延伸至麦盖提斜坡区,规模较大。近期坳陷中段罗斯2井在奥陶系蓬莱坝组获得重大油气发现,间接证实了深层寒武系丰富的油气源条件。     

珠江口盆地白云深水区沉积充填演化及控制因素分析

白云深水区在新生代经历了裂谷断陷、断拗、热沉降拗陷等构造演化阶段,相应发育了裂谷断陷期文昌组多个半地堑陆相河湖沉积,断拗期恩平组大型湖盆沉积、从断拗向热沉降拗陷过渡的珠海组海相浅水陆架一陆坡深水沉积,以及23.8 Ma之后的热沉降拗陷期海相陆坡内盆地深水沉积,形成了独特的多个盆地叠置的沉积充填模式和断陷-断坳-坳陷的三层盆地结构,从而在时间和空间上构成了有利的生储盖组合条件.构造演化、古地理、物源供给条件和相对海平面变化等多种因素控制了白云深水区的沉积充填演化;发生于23.8～21.0 Ma的白云运动,是白云深水区裂后海相沉积充填的主控因素,使得古珠江的物源体系和陆架坡折带发生迁移,形成了珠海组海退进积型与珠江组-韩江组海侵加积型层序组合,这两个层序组合均发育大规模深水扇砂岩.     

塔西南坳陷南华纪-震旦纪裂谷分布及其与下寒武统烃源岩的关系

塔西南坳陷南华纪-震旦纪裂谷分布与烃源岩发育关系密切。综合西昆仑露头资料、钻井信息和地震剖面信息,分析了南华纪-震旦纪裂谷形成的大地构造背景和展布特征,探讨了裂谷发育与下寒武统烃源岩分布的关系。研究认为,塔西南坳陷发育南华纪-震旦纪裂谷,处于塔里木地块南缘,形成于Rodinia超大陆裂解初期,由昆仑山前的莎车、叶城和皮山地区延伸至麦盖提斜坡,呈NE向展布,边界为正断层控制,南华系-震旦系发育断陷转向坳陷、陆相转向海相的构造沉积组合。南华纪-震旦纪裂谷发育控制着上覆寒武系底部烃源岩分布,寒武系烃源岩的沉积与震旦纪末古地貌关系密切。钻井证实有上震旦统白云岩沉积的区域往往有玉尔吐斯组发育,上震旦统白云岩地震反射特征为连续层状中强振幅,地震剖面上较好识别,有助于间接反映玉尔吐斯组烃源岩分布范围。塔西南坳陷寒武系玉尔吐斯组烃源岩主要分布在昆仑山前带和坳陷中部裂谷发育区内。     

新元古代扬子克拉通TSM盆地原型分析

以TSM盆地原型分析理论为指导，基于大量野外露头、最新钻井和地球物理资料，结合前人研究成果，对扬子克拉通新元古代的盆地原型进行了恢复。研究认为受控于从青白口纪会聚到南华—震旦纪离散两大不同板块构造环境和体制转变下的4个时期演化影响，扬子克拉通新元古代经历了4个阶段的盆地原型演变，分别为①青白口纪早期（ca.1 000~820 Ma），扬子西缘、北缘及内部的弧后扩张盆地，扬子东南缘的弧后前陆盆地；②青白口纪晚期（ca.820~720 Ma），扬子西缘、北缘的弧后扩张盆地，扬子东南缘和内部的拉张断陷盆地；③南华纪时期（720~635 Ma），扬子东南缘、西缘、北缘和内部的裂谷盆地；④震旦纪时期（635~541 Ma），川中、万源—达州及鄂西—渝东的克拉通台内裂陷盆地，扬子北缘和东南缘的离散陆缘坳陷盆地。综合分析提出南华纪裂谷盆地、震旦纪台内裂陷盆地和离散陆缘坳陷盆地是最有利于烃源岩发育的盆地原型。陕南—川东北、湘黔渝临区、鄂西和川中地区是扬子烃源岩最有利发育区，也是今后扬子深层—超深层常规天然气与非常规页岩气勘查重点区域。      

塔里木多旋回叠合盆地的形成与演化

塔里木盆地是在前震旦纪陆壳基底上发展起来的大型复合叠合盆地。盆地的形成经历了震旦纪—中泥盆世、晚泥盆世—三叠纪和侏罗纪—第四纪3个伸展-聚敛旋回演化阶段。震旦纪到中泥盆世(古亚洲洋阶段或原特提斯洋阶段),盆地经历了陆内裂谷-被动大陆边缘盆地-前陆盆地发展旋回;晚泥盆世到三叠纪(古特提斯洋阶段),塔西南边缘经历了陆内裂谷/被动大陆边缘盆地-弧后伸展盆地-弧后前陆盆地发展旋回;侏罗纪到第四纪(新特提斯洋阶段),盆地经历了陆内裂谷(坳陷)-挤压调整作用-晚期前陆型盆地发展旋回。陆内裂谷(坳陷)-挤压调整作用出现了3个次级旋回。伸展期原型盆地地层层序较稳定,聚敛期原型盆地地层侧向变化大。盆地演化与构造体制转换的地球动力学过程与方式决定了盆地具有复杂的叠加地质结构,制约着油气聚集与分布的基本特点。     

中国主要克拉通前寒武纪裂谷分布与油气勘探前景

利用地质、地球物理和钻井资料编制中国主要克拉通盆地长城系、蓟县系和南华系残余厚度图,初步查明中-新元古代裂谷分布。华北和扬子克拉通中-新元古代裂谷中心以一套由粗快速变细的裂陷层序为标志,从目前的裂谷期地层等时对比格架上判断,现今鄂尔多斯盆地和四川盆地腹部的中-上元古界烃源岩均不如盆地覆盖区外的裂谷中心区域发育。塔里木克拉通南部和北部新元古代裂谷则具有不同的展布特征、形成时间和成因演化,塔里木南部的裂谷活动与以华南大陆(由扬子克拉通和华夏克拉通构成)为中心的地幔柱作用有关,而塔里木北部的裂谷主要形成于罗迪利亚超大陆外侧泛大洋俯冲引起的弧后伸展作用。塔里木南部裂谷开启时间较华南晚约20~40 Ma,但比塔里木北部提前至少40 Ma。前寒武纪裂谷演化对早寒武世沉积盆地具有重要的控制,使得后者具有"向前相似"而不是"向后相似"的特点。在塔里木和扬子,早寒武世盆地与南华纪—震旦纪裂谷盆地具有显著的继承性关系;在华北,青白口纪裂谷活动中心向东南缘移位控制了早寒武世盆地的发育位置和海侵方向。就目前的研究程度而言,中国古老克拉通前寒武纪裂谷的类型和分布特征仍显示出动力学上的多样性和复杂性,因而在充填演化和勘探价值研究上也有不同的观点和结论。近期研究除应继续加强地球物理资料处理,以更精细落实盆地覆盖区隐伏裂谷和裂陷外,也应重点开展裂谷期层序识别、地层对比和充填模式建立工作,努力解决前寒武纪裂谷类型及其演化的动力学问题,以恢复与烃源岩沉积阶段的盆地原型,查明烃源岩分布规律。     

上扬子地区新元古界含油气系统与油气勘探潜力

近年来,四川盆地震旦系天然气勘探获得重大发现,揭示上扬子克拉通盆地新元古界具备寻找原生型大气田的条件。然而,受勘探程度和认识程度的制约,对该领域油气资源潜力与分布的认识尚不清楚。国外的研究成果表明,新元古界含油气系统受气候条件、构造古地理环境控制,温室气候期冰川融化可导致海平面上升,有利于富有机质沉积物堆积,是新元古界重要油气源岩沉积的主要时期;早期裂谷—晚期克拉通坳陷的构造带利于形成油气富集区。上扬子克拉通在中—新元古代经历了可全球对比的重要地质事件,南华纪以板内拉张活动为主、震旦纪为克拉通坳陷沉积,形成了两套各具特点的含油气系统:震旦系含油气系统(也可称为后冰川期含油气系统)和南华系含油气系统(也可称为间冰川期含油气系统)。前者发育多套烃源岩和大面积分布的储集层,源—储配置条件好,是一个已被证实的含油气系统,也是近期该区天然气勘探的重点领域;后者受裂陷(谷)盆地分布控制,发育优质烃源岩,是潜在的油气勘探领域。川中地区发育南华系裂谷,应加强地质评价研究,优选风险勘探目标。     

Processes and causes of Phanerozoic tectonic evolution of the western Tarim Basin,northwest China

This paper addresses the Phanerozoic tectonic evolution of the western Tarim Basin based on an integrated stratigraphic,structural and tectonic analysis.P-wave velocity data show that the basin has a stable and rigid basement.The western Tarim Basin experienced a complex tectonic evolutionary history,and this evolution can be divided into six stages:Neoproterozoic to Early Ordovician,Middle Ordovician to Middle Devonian,Late Devonian to Permian,Triassic,Jurassic to Cretaceous and Paleogene to Quaternary.The western Tarim Basin was a rift basin in the Neoproterozoic to Early Ordovician.From the Middle Ordovician to Middle Devonian,the basin consisted of a flexural depression in the south and a depression that changed from a rift depression to a flexural depression in the north during each period,i.e.,the Middle-Late Ordovician and the Silurian to Middle Devonian.During the Late Devonian to Permian,the basin was a depression basin early and then changed into a flexural basin late in each period,i.e.,the Late Devonian to Carboniferous and the Permian.In the Triassic,the basin was a foreland basin,and from the Jurassic to Cretaceous,it was a downwarped basin.After the Paleogene,the basin became a rejuvenated foreland basin.Based on two cross sections,we conclude that the extension and shortening in the profile reflect the tectonic evolution of the Tarim Basin.The Tarim Basin has become a composite and superimposed sedimentary basin because of its long-term and complicated tectonic evolutionary history,highly rigid and stable basement and large size.     

中国古老小克拉通台内裂陷特征及石油地质意义

台内碳酸盐岩是继台缘礁滩后值得关注的潜在勘探领域。基于露头、岩心、薄片观察及单井、地震、测试分析等资料,解剖四川盆地德阳-安岳晚震旦世-早寒武世台内裂陷石油地质特征及成因,类比塔里木盆地南华纪、鄂尔多斯盆地长城纪台内裂陷。结果表明：罗迪尼亚泛大陆裂解为德阳-安岳台内裂陷的发育提供了区域地质背景,张性或走滑断裂、差异沉降作用是台内裂陷形成的关键;德阳-安岳台内裂陷经历了灯二段侵蚀发育期-灯四段裂陷发育期-麦地坪组-沧浪铺组裂陷鼎盛-充填期-龙王庙组缓坡台地发育期的演化过程,其控制了筇竹寺组、麦地坪组两套烃源岩和灯四段、龙王庙组两套储集层的发育;烃源岩和储集层的空间配置构成"侧生侧储"和"下生上储"两类成藏组合;塔里木盆地南华纪、鄂尔多斯盆地长城纪台内裂陷与德阳-安岳台内裂陷具相似的地质特征,勘探潜力值得期待。上述认识使勘探领域由台缘拓展到台内,对中国古老小克拉通台地海相碳酸盐岩油气勘探具指导意义。     

南堡凹陷主动裂谷多幕拉张与油气关系

南堡凹陷为渤海湾盆地北侧的一个小型含油气凹陷,其构造演化在渤海湾的诸多断陷中具有很强的代表性。该凹陷不仅具有明显的主动裂谷演化特征,而且是一个中、新生代叠合发育,经多幕裂陷演化,油气资源极为丰富的小型含油气凹陷。印支期,本区处于裂谷前的基底隆起剥蚀阶段。燕山-喜山期,凹陷经历了四幕裂谷作用演化和一幕构造再活化作用的改造。其四幕裂谷作用包括燕山早期裂谷一幕发育期、燕山晚期裂谷二幕发育期、早第三纪始新世-渐新世中期裂谷三幕发育期及早第三纪渐新世中晚期-晚第三纪中新世早期裂谷四幕发育期。晚第三纪中新世中期以来,该区构造性质发生明显转变,即由中新世早期的构造衰弱期转化为新的构造活化期,主要表现在:断裂作用加剧、拉张作用增强、沉积速率加快。上述各幕构造过程对南堡凹陷的油气生成及富集规律具有明显不同的作用。     

穆格莱德盆地构造地质特征与油气富集

穆格莱德盆地是非洲大陆内部的裂陷盆地,其构造演化过程可以分为3个阶段:1)早白垩世早期初始裂陷阶段;2)早白垩世晚期-晚白垩世继承性裂陷阶段;3)新生代坳陷阶段。晚白垩世末,中非大断裂的走滑运动对穆格莱德盆地有强烈的改造,使得图卢斯、巴加拉凹陷在裂陷伸展基础上叠加走滑构造变形,并使穆格莱德盆地南部发生明显的构造反转。初始裂陷阶段该盆地发育有半深湖-深湖相的泥岩,是较好的烃源岩;继承性裂陷阶段发育了多种类型的砂岩储层和厚层泥岩作为区域盖层,使穆格莱德盆地具有良好的油气勘探前景。盆地后期改造方式成为油气勘探评价关注的重要地质问题。