塔里木盆地基底卷入扭压构造与巴楚隆起的形成

在板块斜向碰撞中,与走滑断层相伴生的隆升是弯曲挤压的必然结果。印度板块与欧亚板块的斜向碰撞使得塔里木盆地边界和内部发育的基底卷入构造大多表现出逆冲与走滑断裂的双重特征。本文通过地震、钻井和构造几何学、地面资料约束研究表明,巴楚隆起两侧的阿恰-吐木休克和色力布亚-玛扎塔格断裂是由基底卷入构造和扭压构造复合而成的基底卷入扭压构造。这种构造样式的组合包括3个部分,即两端的基底走滑断裂和中段的基底卷入逆冲断裂。巴楚隆起的形成主要与阿恰-吐木休克断裂的基底卷入扭压构造活动有关。巴楚隆起的形成过程具有“跷跷板”特点,可分两个阶段:巴楚隆起前石炭纪沿南缘的玛扎塔格断裂抬升,地层最大剥蚀厚度至少530m;前古近纪,主要剥蚀区沿吐木休克断裂以南展布,推测最大剥蚀厚度超过1100m。巴楚隆起南段的主变形期是在前石炭纪完成的,地层缩短量约占55%;北段推迟到前古近纪,缩短量占55%;而中段的地层缩短量一直在逐步增强,前上新世达到最大,占52%。     

塔里木盆地塔中—巴楚地区反转构造及其石油地质意义

根据地震剖面解释成果,对塔中—巴楚地区反转构造变形特征和发育期次进行了探讨和研究,并分析了反转构造的石油地质意义。基底正断层形成以后在加里东早期、加里东中期、海西晚期—燕山晚期发生了构造反转。受基底正断层的影响,研究区发育继承反转型、截断取直型和反向截断型3种类型的反转构造:当基底正断层倾角较小时,构造反转沿先存正断层发生,形成继承反转型反转构造;当基底正断层倾角较大不利于反转时,正断层为后期的逆冲断层提供应力集中点,形成截断取直型反转构造;基底正断层也可能被后期倾向相反的逆断层所错断,形成反向截断型反转构造。研究区内3期构造反转形成的圈闭与寒武系烃源岩生排烃期具有良好的时空配置关系,有利于油气聚集成藏。     

第四纪华容隆起构造活动、成因及动力机制

第四纪华容隆起位于江汉—洞庭盆地中部。通过地表观察和第四系钻孔对华容隆起及周缘地貌、第四纪断裂和沉积进行调查,恢复华容隆起构造升降特征与过程,进而探讨华容隆起的成因及其构造活动的动力机制。研究表明：早更新世 中更新世中期华容隆起与周缘凹陷一道沉降,同时前者受周边正断裂控制相对后者有抬升,中更新世晚期一道抬升,晚更新世—全新世构造稳定或弱沉降。第四纪期间华容隆起总体表现为明显的构造沉降。以上表明第四纪华容隆起主要由前第四纪盆—山地貌分异造成,其次与第四纪期间相对周缘凹陷抬升有关。上述地质特征以及区域第四纪地质资料,表明早更新世 中更新世中期江汉—洞庭盆地为断陷盆地,中更新世晚期—全新世转变为坳陷盆地。就华容隆起第四纪构造活动的动力机制进行了探讨并提出： 1）早更新世 中更新世中期江汉—洞庭盆地断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关。2）中更新世晚期以来的构造活动可能与深部物质蠕移运动的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关。3）江汉—洞庭盆地的整体性沉降导致盆地中部的华容隆起以沉降为主; 华容隆起特殊的地壳物质结构可能导致深部物质更难向外迁移,使其相对周缘凹陷有抬升。     

鲁西隆起北缘帚状构造的厘定及成因机制

鲁西隆起北缘章丘－淄博一带,在古生界－中生界沉积盖层中,发育一系列规模不等的南北向－北北西向－北西向大型弧形脆性断裂构造带,它们均具有相似的变形特征和运动学机制,在平面上有规律地组合在一起,构成一个大型和扭性帚状断裂构造系统。     

塔里木盆地巴楚隆起断裂差异活动特征及成因演化

巴楚隆起是塔里木盆地重要的含油气构造单元,因其断裂构造特征与演化异常复杂,严重制约了对该地区构造特征及演化的认识和油气勘探工作。本文通过对地震资料精细构造解释,并结合塔里木盆地构造演化背景及最新的钻井、露头等资料,阐明了巴楚隆起断裂活动具有明显的分期差异性和分区、分带、分段及分层差异性。巴楚隆起断裂构造主要经历了4期差异活动,即加里东早期发育张扭性断裂、海西晚期断裂挤压反转、喜马拉雅山中期断裂强烈压扭逆冲与分区差异变形、喜马拉雅山晚期西南缘断裂带分段分层差异改造与叠加。断裂演化主要受控于加里东早期、海西晚期和喜马拉雅山中-晚期构造运动及对应时期塔里木古陆周缘洋盆开合与造山作用,喜马拉雅山中期是巴楚隆起断裂活动关键期,因受西昆仑和西南天山强烈挤压,隆起西段发生“屈服型”冲断隆升与走滑旋转,东段相应发生“受限型”弧形逆冲与向南掀斜,喜马拉雅山晚期断裂主要活动表现在隆起西北缘和西南缘,特别在西南缘断裂带发生了强烈的分段、分层差异叠加改造,其成因与西昆仑强烈隆升和向北挤压密切相关。     

塔里木盆地西北缘柯坪逆冲构造带与巴楚隆起的叠加关系

塔里木盆地西北缘柯坪逆冲带是天山和塔里木盆地在新生代盆山耦合作用下形成的构造变形区，为印度板块和 欧亚板块碰撞所影响的最明显地区之一。柯坪逆冲带逆冲方向是从天山向塔里木盆地内逆冲，构造变形样式是以寒武系蒸发岩层为滑动拆离面的薄皮构造，也有卷入前寒武系－元古界结晶基底的逆冲推覆构造，以及北西向走滑断层。以皮羌断层和印干断层为界，根据构造样式的差异，柯坪逆冲带可分为3个构造区，即西克尔区、柯坪区和阿克苏区。西克尔区逆冲推覆构造卷入地层厚度大，基底拆离面深度为7－8km；柯坪区逆冲推覆构造卷入地层厚度小，基底拆离面深度为5－6km；阿克苏区则为卷入前寒武系结晶基底的逆冲推覆构造。这些构造样式的差异是由于北西向的巴楚隆起对近北东走向的柯坪逆冲构造带叠加的结果，尤其巴楚隆起的南界－－皮羌高角度逆冲断层与柯坪逆冲带发育的皮羌左旋走滑断层，以及巴楚隆起的北界－－印干逆冲断层与柯坪逆冲带发育的印干右旋走滑断层对柯坪冲构造带的叠加最为明显。     

塔北古隆起的三维地质结构及相关问题探讨

盆地深层构造地质学的研究可以揭示沉积盆地早期的物质记录,揭示盆地深层地质结构、构造样式及其变化特点,还原构造-古地理环境等。塔北古隆起是塔里木盆地油气最富集的构造单元之一,是研究板块内部变形的理想场所。对塔北古隆起地质结构的精细解析有利于加深对古隆起控油气理论的理解,对深层海相油气勘探具有指导意义。文中基于整个塔北地区的地震资料以及大量钻井资料,建立其三维地质结构,通过Petrel软件实现三维可视化。塔北古隆起存在12个不整合面,可划分为五大构造层:基底(AnZ)、震旦系—下古生界(Z-S)、上古生界(D3d-P)、中生界(T-K1)、新生界(E-Q)构造层。塔北古隆起的地质结构受其深层主干断裂系统控制,依据深层主干断裂发育模式的差异,可将古隆起分为4段:(Ⅰ)温宿凸起段;(Ⅱ)英买力低凸起段;(Ⅲ)哈拉哈塘凹陷与轮南低凸起段;(Ⅳ)草湖凹陷与库尔勒鼻状凸起段。哈拉哈塘凹陷-库尔勒鼻状凸起(甚至包括孔雀河斜坡)的古生界构造层保留了NE-SW向的古生代构造形迹,与近E-W向深层主干断裂系统斜交,可能指示塔北古隆起在晚古生代处于右旋压扭性或NW-SE向主应力环境,直到侏罗纪—早白垩世才发生改变。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起的地质结构与成因机制

克拉通盆地内古隆起是了解板内变形机制的重要窗口,也是油气、煤、盐、铀等矿产勘查的主要对象,一直是盆地分析的热点领域。本文以鄂尔多斯盆地中央古隆起为例,利用新的高精度反射地震剖面与深探井资料,解剖古隆起的地质结构,刻画构造演化过程,探讨其形成机制。研究表明,鄂尔多斯盆地古生代隆起带发育在华北克拉通地块中西部,自伊盟—杭锦旗、乌审旗—定边,南延至镇原—正宁一带,呈“工”字形,面积达7.5×104 km2以上;伊盟凸起为基底隆起,镇原隆起为多阶段、间隙性发育的剥蚀与沉积型隆起,定边凸起为沉积型隆起。它是基底分异构造格局与周缘板块构造事件共同控制的产物,为在中元古代裂陷基础上早古生代被动大陆边缘背景下发育演化的古隆起;古生代早期,邻接周缘洋盆表现为台缘隆起;石炭纪晚期—二叠纪早期,因差异升降而具陆缘隆起性质;印支晚期—燕山期以来,隐伏于天环坳陷之下埋藏沉没。鄂尔多斯盆地中央隆起带为多机制复合成因,伊盟凸起为基底强烈伸展、长期剥露剥蚀型隆起;镇原凸起为西缘断阶迁移、南缘前缘隆起叠加的复合隆起;定边凸起为断阶迁移、挤压叠加的继承性隆起。鄂尔多斯盆地中央隆起带对盆地内部的构造—沉积分异施加了重要影响,其两翼斜坡带是油气聚集的有利区带。     

第四纪华容隆起构造活动、成因及动力机制

第四纪华容隆起位于江汉—洞庭盆地中部。通过地表观察和第四系钻孔对华容隆起及周缘地貌、第四纪断裂和沉积进行调查,恢复华容隆起构造升降特征与过程,进而探讨华容隆起的成因及其构造活动的动力机制。研究表明:早更新世-中更新世中期华容隆起与周缘凹陷一道沉降,同时前者受周边正断裂控制相对后者有抬升,中更新世晚期一道抬升,晚更新世—全新世构造稳定或弱沉降。第四纪期间华容隆起总体表现为明显的构造沉降。以上表明第四纪华容隆起主要由前第四纪盆—山地貌分异造成,其次与第四纪期间相对周缘凹陷抬升有关。上述地质特征以及区域第四纪地质资料,表明早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地为断陷盆地,中更新世晚期—全新世转变为坳陷盆地。就华容隆起第四纪构造活动的动力机制进行了探讨并提出:1)早更新世-中更新世中期江汉—洞庭盆地断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关。2)中更新世晚期以来的构造活动可能与深部物质蠕移运动的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关。3)江汉—洞庭盆地的整体性沉降导致盆地中部的华容隆起以沉降为主;华容隆起特殊的地壳物质结构可能导致深部物质更难向外迁移,使其相对周缘凹陷有抬升。     

塔里木盆地巴楚隆起井下石炭系划分与对比

总结前人研究成果和近期勘探成果，重新确立了该区石炭纪地层层序，将原小海子组解体，以其内部存在的沉积间断为界，其上划为下二叠统南闸组，其下归为上石炭统，并命名为喀拉拜勒组；将原巴楚组解体，其上部“双峰灰岩”段及泥岩段仍为下石炭统巴楚组，下部砂泥岩互层段及砂岩段（东河砂岩段）归入上泥盆统，称东河塘组，并对井下石炭系进行了横向对比。     

塔里木盆地巴楚隆起构造格架及形成演化

巴楚隆起是塔里木盆地重要的油气勘探地区之一。文中基于新的地震、航磁、重力等资料解释结果和区域构造演化剖面,重新分析了巴楚隆起的构造格架及形成演化。研究认为:巴楚隆起在剖面上为压扭性断裂控制的"两断夹一隆"构造样式,在平面上具有"东西分区、南北分带"的构造格局。此与塔里木盆地断裂构造体系的展布、基底结构与构造、地壳深部地质背景及古构造应力场演变等关系密切。该隆起是一个从震旦纪开始发育演化的继承性活动型古隆起,其形成演化经历了加里东构造旋回阶段(Z—D2)、海西构造旋回阶段(D3—P)、印支—燕山构造旋回阶段(T—K)和喜马拉雅构造旋回阶段(E—Q)。这一新认识对巴楚地区的油气勘探部署和潜力评价均具有重要指导作用。     

巴楚隆起与阿瓦提凹陷寒武系及奥陶系沉积古地理分析

根据野外露头、钻井资料分析,对塔里木盆地巴楚隆起东部和阿瓦提凹陷东南部寒武系和奥陶系进行了沉积与古地理分析。研究表明,该区寒武系和奥陶系总体上表现为从深—浅—深的沉积环境演化过程。早寒武世早期经历了短暂的深水盆地环境后,自早寒武世中晚期至中寒武世演变为局限台地——蒸发盐台地环境;晚寒武世至早奥陶世海平面开始逐渐上升,以开阔台地环境为主,至晚奥陶世中期演变为台地边缘斜坡环境。     

塔里木盆地中央隆起带断裂系统分析

本文以地震剖面解释为基础,深入分析塔里木盆地中央隆起带主要断裂带的构造样式和变形特征,确定不同时期断裂系统的分布规律,并试图建立中央隆起带断裂系统发育与周缘造山带演化之间的联系,进而阐明其发育的动力学背景。论文提出了塔里木盆地中央隆起带断裂构造变形样式分类体系;在巴楚隆起的南部边缘,识别出两套区域性的盖层滑脱构造系统,其中浅层色力布亚-玛扎塔格滑脱冲断层逆冲到巴楚南部边缘之上,并构成了现今塔西南前陆冲断系的锋缘断裂;发现了分布在塘古巴斯坳陷的中东部和塔中隆起东部的、规模巨大的、向北西方向凸出的弧形逆冲断裂系统。该弧形逆冲断裂系统的东南部以车尔臣断裂为界,主要形成于晚奥陶世末期,锋缘断裂以盖层滑脱逆冲为特征,与早奥陶世末期发育的、呈NW向展布的塔中Ⅰ号断裂带、塔中10号断裂带、塔中2号断裂带和塔中22号断裂带等构成的基底卷入式逆冲断裂形成明显的交切关系;论文将周缘造山带的重大构造运动事件与塔里木盆地内部不同时期发育的断裂系统相对比,在塔里木盆地内划分出分别与西昆仑造山带、阿尔金造山带和南天山造山带相关的三套断裂系统。     

新疆巴楚地区共轭膝折带的物理模拟研究

本文以塔里木地区巴楚隆起地层及构造为原型,设计了3层结构模型:底部为黄油层,作为滑脱层;中间为黏土层,模拟该地区膝折发育的地层;上部为细砂层,模拟上部松散沉积.研究了挤压速率、黄油层厚度、砂层厚度等因素对共轭膝折带形成的影响,对共轭膝折带的形成和演化阶段进行分析.结果表明:形成膝折带的有利条件是较厚的基底滑脱单元、上覆...     

鲁西隆起北缘帚状构造的厘定及成因机制

鲁西隆起北缘章丘—淄博一带,在古生界—中生界沉积盖层中,发育一系列规模不等的南北向—北北西向—北西向大型弧形脆性断裂构造带,它们均具有相似的变形特征和运动学机制,在平面上有规律地组合在一起,构成一个大型张扭性帚状断裂构造系统。其形成及演化受控于与其相毗邻的北北东向沂沭断裂带的活动,是沂沭断裂带在燕山晚期发生北北东向左行扭动所派生的低序次构造应力场的产物。     

塔中低凸起古生代断裂构造样式与成因探讨

三维地震资料解析研究表明,塔中低凸起古生代断裂样式复杂,发育有四期不同性质的断裂：（1）寒武纪-早奥陶世张性正断裂,其展布形态和发育规模为后期构造活动奠定了基础;（2）晚奥陶世逆冲及走滑断裂,具有明显的分带、分段性,东部主要为基底卷入逆冲断裂,中西部为盖层滑脱和北西向走滑断裂;（3）志留-泥盆纪挤压应力环境下形成的走滑断裂体系,北东南西向展布,包括主干边界断裂、尾端羽列断裂和拉分地堑三个组成要素。主干断裂在剖面上断面近于直立,直插基底,延伸较远,与其它各级断裂构成花状构造,其尾端发育有羽列断裂。拉分地堑受多级断层控制,平面上呈菱形;（4）二叠纪岩浆活动派生断裂,岩浆刺穿对早期断裂进行叠置和改造,形成一系列似“花状构造”。从断裂平面展布来看,塔中古生代断裂整体上呈发散的帚状,其构造枢纽端位于东段,内旋层左旋扭动,外旋层右旋,内旋层指向发散端,属张扭性帚状构造。     

新元古代陆缘岩浆弧——塔里木盆地巴楚隆起的基底:来自钻井岩芯的最新证据

塔里木盆地巴楚隆起西缘的同1井(TX1)在寒武系之下钻遇一套火山岩,本文对该套火山岩的岩石类型、形成时代、岩石成因及构造环境进行了详细研究。结果显示,这套火山岩可分为上下两段,分别为杏仁状辉石安山岩和角闪石英安岩,属于钙碱性系列火山岩,形成于大陆边缘弧构造环境。安山岩锆石U-Pb年龄(747±12Ma)表明该岩浆弧发育时代为新元古代。同1井钻揭的火山岩与卡塔克隆起上塔参1井(TC1)钻揭的闪长岩(744.0±9.3Ma~790.0±22.1Ma)和花岗闪长岩(757.4±6.2Ma)成岩时代一致、形成环境相同,表明横亘塔里木盆地中部的古隆起带(巴楚隆起-卡塔克隆起-古城虚隆起)起源于一条新元古代陆缘岩浆弧,塔里木盆地的基底是由新元古代造山作用拼合的基底。以中央隆起带为界,南、北塔里木的基底性质和成盆演化过程可能有所差异。     

塔里木巴楚隆起北缘吐木休克楔形基底卷入构造

石油地震资料揭示出塔里木盆地中央巴楚隆起为结晶基底和古生代地层相对隆升区,多数地区缺失中新生界,顶部为第四系陆相碎屑岩不整合覆盖隐伏隆起。在隆起南北两侧构造变形比较强烈,均发育基底卷入的逆冲构造和古生界内逆冲构造。运用断层相关褶皱理论,通过对研究区的二维地震测网解释及钻井标定,综合研究得出巴楚隆起北侧吐木休克卷入基底逆冲断层倾向南,向北逆冲,前寒武系基底到早古生代地层被错断。新生代时期的生长地层特征指示基底卷入构造于古近纪、中新世-上新世和更新世均有活动。构造分析表明基底卷入构造于中生代末期还有一次活动,说明吐木休克构造由多期构造运动形成。向北逆冲的吐木休克基底断层和盖层褶皱构造的向南反冲逆冲断层或滑脱断层共同组成基底卷入楔形构造,楔形点同时位于基底和盖层中。盖层构造以中寒武统膏岩为滑动面,向南逆冲,发育断层扩展或滑脱背斜构造。基底断层和盖层滑脱断层在剖面上组成典型的楔形构造几何形态,平面上形成三角形构造。地震剖面综合解释成果图显示,吐木休克弧形逆冲构造东部盖层反冲构造,即基底卷入楔形构造表现较为清楚,向西则表现不太明显,但地震反射波组(地层转折)指示盖层中仍存在这些反冲构造。纵向地震剖面和联络地震剖面均显示出存在该类构造。吐木休克基底卷入断层弧形构造顶部位移最大,盖层变形相对最小;向东西两侧基底断层位移逐渐减小,盖层构造位移相应逐渐增加。研究认为,塔里木巴楚隆起系挤压作用下,刚性地壳发生挠曲而形成的变形区带。