北黄海盆地东部坳陷中新生代构造演化

在最新二维地震资料解释的基础上,对北黄海盆地东部坳陷的重要不整合面进行了研究,共识别出了4个重要不整合面;利用声波时差法和构造横剖面法,恢复了两期重要不整合面的剥蚀厚度;同时根据重磁资料及精细地震解释,对北黄海盆地东部坳陷的断裂特征作出了初步的研究,分析了主要断裂的形成期次及活动时间。最终,结合地层的分布特征及钻井资料,将北黄海盆地东部坳陷的构造演化史分为5个阶段。     

北黄海盆地构造变形及动力学演化过程

以北黄海盆地构造几何学、运动学特征为基础,探讨了北黄海盆地的构造变形样式及动力学演化过程。研究表明,北黄海盆地的构造变形包括伸展构造变形、挤压构造变形、扭动构造变形以及反转构造变形等,北黄海盆地发育的区域动力学背景即是以区域拉伸作用为主、且叠加有水平挤压作用以及相关的扭动作用,并由此导致了北黄海盆地是以一系列地堑、半地堑式坳陷组成的拉张断陷盆地;北黄海盆地的伸展、挤压与升降作用受控于板块相互作用引起的区域引张与挤压应力场并辅以深部软流圈的微弱上拱隆起作用,其动力学演化过程包括晚侏罗世—早白垩世伸展断陷、晚白垩世—古新世热隆、始新世—渐新世裂陷、渐新世末期—新近纪早期构造反转以及新近纪热沉降等5个阶段。     

北黄海盆地构造几何学研究新进展

北黄海盆地是发育于隆起背景之上的中、新生代沉积盆地。新一轮资源调查研究表明，北黄海中、新生代沉积盆地的基底由古生界沉积岩层和前寒武纪变质岩系等组成，盆地不同程度地发育下构造层（J3-K1）、中构造层（E2-E3）和上构造层（N）；从油气资源和中、新生代地层发育情况出发，将北黄海海域划分为辽东-海洋岛隆起区、北黄海盆地和胶北．刘公岛隆起区等3个一级构造单元，其中北黄海盆地包括6个二级构造单元和24个三级构造单元；盆地褶皱、断裂构造十分发育，褶皱构造可划分为区域挤压型、局部伴生型和披盖型等三类，断裂构造主要可见近EW—NE向、NW向和NNE向三组，其中近EW—NE向和NNE向断裂比较发育，控制着盆地隆、坳分布格局和沉积特征。     

北黄海盆地构造几何学研究新进展

北黄海盆地是发育于胶辽隆起背景之上的中、新生代沉积盆地。研究表明,北黄海中、新生代沉积盆地的基底由古生界沉积岩层和前寒武纪变质岩系等组成,盆地不同程度地发育于中新生代下构造层(J₃-K₁)、中构造层(E₂-E₃)和上构造层(N).从油气资源和中、新生代地层发育情况出发,将北黄海海域划分为辽东-海洋岛隆起区、北黄海盆地和胶北-刘公岛隆起区3个一级构造单元。其中北黄海盆地包括6个二级构造单元和24个三级构造单元;盆地内褶皱、断裂构造十分发育,褶皱构造可划分为区域挤压型、局部伴生型和披覆型3类,断裂构造主要可见近EW-NE向、NW向和NNE向3组,其中近EW-NE向和NNE向断裂比较发育,控制着盆地隆、坳分布格局和沉积特征。      

北黄海盆地东部坳陷中新生代构造样式

北黄海盆地东部坳陷中新生代自下而上发育中侏罗统、上侏罗统、下白垩统、渐新统和新近系,划分为3个构造层,即下构造层、中构造层和上构造层,分别对应盆地的中生代断陷-反转阶段、古近纪断陷—反转阶段和区域沉降阶段3期构造演化阶段。不同的构造演化阶段造就了不同的构造样式,基于地震反射资料,结合盆地地质结构特征,总结了坳陷构造样式特征,即伸展构造、挤压构造、反转构造及扭动构造4种样式,以伸展构造样式为主,翘倾断块、滑动断阶及逆牵引背斜是研究区内有利于油气运聚成藏的主要构造样式。     

辽西地区中生代盆地构造演化

辽西地区为华北地台北缘阴山－燕山造山带的东延部分，中生代发育火山－碎屑岩沉积盆地。盆地地质分析表明，该区在早白垩世早期之前发育的沉积盆地为挤压型盆地，早白垩世中期以后属伸展断陷盆地。根据沉积－构造分析，该区中生代盆地构造演化可划分为5个构造演化阶段；（1）早三叠世－－早侏罗世；（2）早侏罗世－中侏罗世；（3）中侏罗世－晚侏罗世；（4）早白垩世早期；（5）早白垩世中期－晚白垩世。     

阿尔金山索尔库里北盆地沉积与构造演化

索尔库里北盆地位于阿尔金山中段，盆地的形成和演化与阿尔金断裂的走滑作用密切相关。根据野外地质填图的结果，通过沉积相、沉积环境的研究，在盆地内部划分出早第四纪七个泉组砾岩层，并将盆地新生代的沉积划分为两大序列：下部为渐新世下干柴沟组、中新世上干柴沟组、油砂山组序列，沉积相从底部的冲积扇、洪积扇向上逐渐变化为断陷湖盆相，再变化为冲积扇、洪积扇相，为一个完整的断陷湖盆的发生—发展—消亡的序列；上部为早第四纪七个泉组序列，为冲积扇、洪积扇沉积。结合盆地沉积充填过程和构造变形分析，建立了盆地多阶段的构造演化模式，进而探讨了盆地的形成演化与新生代阿尔金断裂带走滑作用过程之间的动力学联系。     

下辽河盆地外围深部构造特征及中生代构造演化模式

深部地质、地球物理综合研究表明，辽西地区与松辽南部地区在莫霍面起伏、岩石厚度、壳内高导层深度和分布形式及岩石圈的有效弹性厚度方面的均存在着重大差异，这种差异是造成辽西盆岭区与松辽盆地中生代构造发展差异的主要原因。软流圈顶面积深度和岩石圈有效弹性厚度决定了盆地类型，壳内高导分布控制着盆地构造样式。辽西盆地岭区和松辽盆地南部构造的差异可以解释二者之间构造演化的不同。     

兰坪—思茅中生代盆地性质及构造演化

半坪－思茅盆地位于澜沧江缝合线为金沙江缝合线之间，它是在澜沧江和金沙江洋消亡后发展起来的一个中新生代陆内盆地。在中生代，该盆地的形成与演化受特提斯构造带的控制。对盆地地层格架和区内碎屑岩的骨架矿物成分、化学成分、微量元素以及火山岩化学万分的分析表明，兰坪－思茅中生代盆地是由两个没类型的盆地叠置而成的多旋回叠合盆地，其早期为一后造山裂谷盆地，晚期为坳陷盆地。兰坪－思茅中生代盆地的形成和演化可反馈滇西     

北黄海盆地东部坳陷沉积层序充填与盆地演化

北黄海盆地位于苏鲁造山带—临津江造山带与胶—辽隆起之间。盆地划分为一凹二隆三坳共6个二级构造单元,其中东部坳陷钻遇中生界中侏罗统—下白垩统地层,以陆相沉积为主。划分为8个三级层序,中侏罗统发育2个三级层序,为拉张构造背景下的向上变细沉积序列;上侏罗统发育2个三级层序,沉积序列为拉张--构造反转背景下的向上变细序列。在上侏罗统沉积期末,挤压构造导致部分地层遭受剥蚀。下白垩统发育4个三级层序,受挤压构造控制,沉积地层剥蚀严重,局部缺少层序。钻井B32与B21的测井资料分析,认为Th/U比值可以有效对比,这种对比从古水深和海平面变化方面佐证了盆地的拉张--挤压构造的演化特征。构造演化史剖面分析,说明北黄海盆地东部坳陷的沉积层序发育和分布受构造活动性质的影响,同时也说明了盆地转换伸展构造背景的演化特征。     

北黄海盆地东部坳陷中生界沉积特征及演化

北黄海盆地是我国近海勘探及研究程度均较低的中新生代叠合断陷盆地, 而东部坳陷是其内最具油气勘探前景的二级构造单元。通过岩芯观察与测井相分析, 结合三维地震资料, 认为东部坳陷中生界主要发育扇三角洲、辫状河三角洲、三角洲与湖泊沉积。受构造演化阶段的制约, 不同时期具有不同的沉积演化特征。其中中侏罗世处于湖盆的初期断陷期, 半深湖-深湖亚相发育, 仅在坳陷边缘见少量小规模的扇三角洲沉积。晚侏罗世处于断陷扩展期, 整体为一个完整的湖进-湖退旋回, 早期北部缓坡发育三角洲沉积, 南部及东部陡坡见扇三角洲沉积, 中后期则由于湖平面上升, 发育暗色泥岩为主的湖泊沉积, 晚期北部缓坡见小规模三角洲前缘沉积。早白垩世处于断陷萎缩期, 垂向发育2个正旋回沉积序列, 其中旋回下部以扇三角洲、辫状河三角洲相为主, 向上渐变为滨浅湖沉积。     

北黄海中、新生代盆地的原型性质

根据最新调查资料并结合区域构造背景，通过盆地结构与控盆断裂、沉降曲线类型、沉积相特征、含油气系统、地壳结构类型、大地构造环境以及围区盆地类型等方面的综合分析，探讨了北黄海中、新生代盆地的原型性质。研究表明，北黄海盆地的原型在晚侏罗世一早白垩世以及古近纪均属于区域隆起背景之上发育的陆内断陷盆地，可分别称之为中生代陆内断陷盆地和古近纪陆内断陷盆地；新近纪则属于坳陷型盆地，可称之为新近纪坳陷型盆地。综合考虑控制中生代与古近纪沉积的断层的继承性和差异性、沉积相带和沉积中心的迁移性、沉积范围的比较接近特点、自成体系的含油气系统以及新近纪坳陷型沉积与前两者的垂向叠置关系等，将北黄海中、新生代盆地确定为叠合型盆地。     

北黄海盆地中生界沉积充填及有利生储盖组合

沉积充填生储盖组合中生界北黄海盆地北黄海盆地是我国海域油气勘探的新区,成藏条件及其时空匹配研究薄弱,是制约该区油气勘探取得突破的重要基础地质问题之一。通过岩心、钻井、测井及地震资料等的综合分析,对中生界构造格架下的沉积充填及有利生储盖组合特征进行了系统研究。结果表明,北黄海盆地中生界为断陷湖盆,中侏罗统以湖泊沉积为主,上侏罗统主要发育三角洲-湖泊沉积体系,下白垩统发育扇三角洲-湖泊沉积体系。北黄海盆地中生界发育2套有利的生储盖组合,上侏罗统上部的半深湖相暗色泥岩有机质丰富,构成研究区主力烃源岩,与下白垩统扇三角洲储集砂体及其上部滨浅湖泥岩组成的复合型组合,为空间匹配最好的生储盖组合;上侏罗统烃源岩与其中下部三角洲河道砂体组成的倒灌式间断型组合,为另一套较有潜力的组合,储层物性及断裂-不整合面输导是决定生储盖组合优劣的关键。     

北黄海盆地上侏罗统–下白垩统火山岩形成时代:锆石LA-ICP-MSU-Pb定年证据

北黄海盆地X钻井岩心揭示了中生界两套碎屑岩系:下部的暗色岩系和上部的红色岩系。暗色岩系底部和顶部存在两层火山岩。下层火山岩的岩石学鉴定为粗面英安岩,化学成分位于英安岩–流纹岩分区,靠近粗面英安岩分区。上层火山岩的岩石学鉴定为碎屑碎斑英安岩,化学成分位于英安岩分区。下层和上层火山岩锆石的阴极发光图像显示出自形–半自形柱状的晶形和韵律环带结构,下层粗面英安岩中22颗锆石的206Pb/238U年龄介于141~151 Ma之间,其加权平均年龄为145±2 Ma。上层碎屑碎斑英安岩中18颗锆石的206Pb/238U年龄介于139~149 Ma之间,其加权平均年龄为141±2 Ma。反映X井火山岩属于晚侏罗世晚期–早白垩世早期,因此这套暗色岩系应为晚侏罗世–早白垩世地层。对比山东半岛中生代岩浆作用的年代学和地球化学资料发现,北黄海盆地与胶莱盆地火成岩可能具有相同的动力学机制,形成于与俯冲有关的火山弧或弧后伸展环境背景。     

北黄海盆地东部前中生界基底特征

北黄海盆地是中国近海唯一未获得油气突破及勘探程度最低的含油气盆地（朝鲜已在该盆地东部实现了工业性油气突破）,朝鲜在东部凹陷的3口钻井证实北黄海盆地东部凹陷主体前中生界基底是下古生界(Pz₁)地层,与上覆以砂泥岩为主的中-新生界地层在地球物理特征上有很大差异,该特征提供了以地球物理资料推断和确定中-新生界盆地基底特征的可靠性。通过重力、磁力及大量多道地震资料解释认为,北黄海盆地前中生界基底最大埋深约5.5 km,凹陷主体部位前中生界基底以下古生界碳酸盐岩为主,其东北角可能存在上古生界碎屑岩基底,而凹陷南部可能是元古界浅变质岩基底。     

北黄海盆地构造运动学解析

以最新的地质 地球物理资料和北黄海盆地构造几何学特征为基础,采用盆地反演模拟与宏观分析相结合的方法,系统解析了北黄海盆地的构造运动学特征。研究表明,北黄海盆地在中、新生代时期经历了水平伸展、水平挤压、相对平移(走滑)以及垂直差异升降等几种运动型式,其中,水平伸展运动和垂直差异升降运动是北黄海盆地构造运动及形成演化的主体。水平伸展运动可以划分为J3-K1、E2和E3三个主要“伸展事件”,并控制着盆地的成盆演化,其南北向伸展强度均东强西弱,东西向最大伸展强度自中生代到新生代由东向西迁移。水平挤压运动主要有晚白垩世和渐新世末-中新世初期两期。相对平移(走滑)运动伴随水平伸展运动和水平挤压运动发生,使多数NNE向、NW向断裂具有相对压扭或张扭平移(走滑)性质,其中尤以NNE向断裂更为明显。垂直差异升降运动具有“幕式”渐进之特点,晚侏罗世、早白垩世、始新世、渐新世以及中新世中晚期以来为沉降期,其中尤以始新世的沉降速率最大,晚白垩世、古新世、中新世早期为抬升剥蚀期;盆地的中、新生代沉降作用具有明显的自东向西迁移规律:东部坳陷以中生代沉降作用最为显著,中部坳陷主沉降期为始新世,而西部坳陷的快速沉降主要发生在始新世,并一直持续到渐新世。