下扬子南黄海沉积盆地构造地质特征

南黄海盆地作为下扬子块体之上的大型叠合盆地,海相构造层保存完整,陆相断拗构造层也较为发育,盆地地质结构复杂,构造变形强烈,利用最新的地质地球物理资料和解释成果,对低勘探程度的南黄海盆地进行了研究,认为盆地演化大致经历了克拉通被动陆缘初始发育阶段—南缘前陆北缘被动陆缘过渡阶段—南北对冲前陆定型阶段—滨太平洋弧后陆内调整四个阶段。南黄海盆地属于台地—断拗复合地质结构,中、新生代为具有盆内隆起带的断陷箕状结构,且中、新生代多期构造运动在盆地原型改造和后期沉积发育上起着至关重要的作用,尤其印支—燕山早期运动、燕山中期黄桥运动和喜马拉雅期盐城运动与盆地地层变形、沉积发育、断裂发育及构造样式等盆地要素演化密切相关,进而导致盆地垂向地质结构和构造变形的层次性极为显著,而中生代燕山期和新生代喜马拉雅期两期构造岩浆活动则与滨太平洋域的动力学背景相关。

南黄海北部盆地中、新生代构造热演化史模拟研究

盆地深部地球动力学过程控制和影响着浅部的构造热演化过程,针对南黄海北部中、新生界断陷盆地,将地球动力学模拟技术与传统古温标法相结合,对研究区中、新生代伸展断陷期演化以来的构造热演化史进行了研究.对基于改进McKenzie模型的数值模拟的原理、方法和过程进行了探讨,包括理论与计算构造沉降趋势拟合、伸展系数计算与误差校正、模拟参数定义及一维模拟结果的三维初步应用等方面.研究表明,南黄海北部盆地中生代以来伴随裂陷拉张过程其古热流整体呈现升高趋势,至晚白垩世末到古新世期间最高可达80 mW·m^(-2),古地温梯度最高可达49℃/km,部分单井构造沉降史模拟结果显示多期拉张特征,裂后期热流持续降低,至渐新世末到中新世热流约为65 mW·m^(-2),与现今热流值相当.利用一维数值模拟获取的相应参数及热史恢复结果,对盆地的古地温场进行了三维模拟恢复,取得了较好的应用效果,研究方法和成果对于盆地构造演化、油气资源评价及成藏模拟等均有重要意义.

上下扬子构造演化及叠合盆地油气地质条件对比

中国南方海相油气勘探是当前油气勘探的热点领域,并已显示出巨大的勘探潜力。在系统研究扬子块体构造旋回演化及沉积发育的基础上,以地质类比为手段,剖析了上、下扬子区宏观地质特征的异同,认为上、下扬子区叠合盆地演化具有"早期统一、晚期分异"的特征,主要控制因素是扬子块体与周缘构造单元的相互作用,分异的界限大致是以印支运动为界。通过油气地质条件的分析,认为上、下扬子区典型叠合盆地成藏要素存在时空关系上的可类比性,并与构造旋回具有良好的耦合性,在此基础上,重点分析了四川盆地油气勘探对南黄海盆地勘探的指示意义,认为中、古生界海相地层是南黄海油气突破的潜力区,深层油气勘探需重点关注,以及古隆起对油气聚集的关键作用。

南黄海中部隆起中—古生界沉积相及烃源岩特征——以CSDP-2井为例

依托CSDP-2全取心井岩心及38块烃源岩样品的实测w(TOC)、w(氯仿沥青"A")、镜质体反射率、生烃潜量等一系列地化测试数据,在精确识别南黄海盆地中部隆起中—古生界沉积相类型的基础上,分析多组段、多岩相烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度特征,并结合前人研究成果,对比该区与下扬子苏皖地区主要烃源岩的差异性,探讨南黄海盆地中—古生界油气勘探前景。结果表明:南黄海盆地在中—古生代共经历了6次较大规模的海侵-海退,由海向陆方向发育完整的浅海陆棚-障壁海岸-三角洲沉积体系且充填了浅水内陆棚、镶边碳酸盐岩台地及潮坪-泻湖和三角洲前缘等连续的沉积演化序列;海盆内栖霞组、龙潭组、大隆组和青龙组4套烃源岩品质与陆区相当,同属中等最好烃源岩级别;垂向上则以龙潭组、大隆组源岩品质最高且不乏优质烃源岩的存在,青龙组源岩品质稍低但同样有效;丰富的烃类物质基础、7套全烃、荧光高幅上升段及累计40余处油浸、油斑等直接油气显示彰显了南黄海中—古生界海相地层存在着巨大的油气勘探潜力。

南黄海中部隆起二叠纪-三叠纪菊石的发现及其意义

大陆架科学钻探CSDP-2井,是南黄海中部隆起上的唯一深钻,是揭示中-古生代海相地层时代,恢复沉积和构造环境的基准井。菊石是二叠纪至三叠纪的重要古生物,在指示地层时代和恢复古地理环境方面,都具有重要价值。在CSDP-2井岩心中发现多块菊石化石,其中的两块化石具有重要意义。根据菊石形态特征,取自1 475.2m岩心中的Roadoceras cf.sinense时代被鉴定为二叠纪罗德阶(Roadian)—吴家坪阶(Wuchiapingian),属于近20年来建立起来的菊石属Roadoceras,其古地理分布位于古赤道及双温区,此次发现的样品则来自华南北缘,拓展了该属的古地理分布范围。另外,在851.9m处岩心中,发现了蛇菊石Ophiceratidae,其为早三叠世格里斯巴赫阶(Griesbachian)分子,非常接近三叠系的底部,为CSDP-2井二叠纪和三叠纪界线的划分提供了重要证据。上述菊石的发现,有助于厘定南黄海中部隆起二叠系-三叠系海相地层发育时代,恢复古地理环境,亦为南黄海进一步的沉积、构造和油气资源研究奠定重要基础。

大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量

南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰地震勘探的重要问题.为了近距离、高精度和高分辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化,为地震资料的采集、处理与解释提供地震波衰减规律、速度与层位标定等信息,对大陆架科学钻探CSDP-2井实施了近零偏移距垂直地震剖面(VSP)观测.针对海相地层顶部强反射界面地震波穿透难的问题,采用了大容量气枪震源并设计了气枪阵列组合方式,提高了激发地震波的能量,获得了强反射界面之下清晰的PP、PS下行波和上行波信号.采用了三分量偏振合成、组合滤波和波场分离等处理方法,对VSP观测数据进行处理,获得了海相三叠系-志留系的精细的纵波、横波速度结构和地层吸收因子等物性数据,建立了钻井地层、测井、VSP上行波和多道地震剖面对应关系,实现了不同尺度的地质和地球物理属性资料的有效衔接,标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性,厘定了过井地震剖面上反射同相轴的地质属性.此次观测取得的纵波、横波速度信息,成为建立南黄海海相地层速度模型主要的资料来源,也是地震资料的岩性反演处理不可缺少的信息.

南黄海有关地层与构造的研究进展及问题讨论

南黄海为一叠置于下扬子地块变质基底之上的中、古生代海相与中、新生代陆相多旋回叠合盆地,经历了长期的构造演化及多期次构造改造。有关南黄海多期次盆地地层格架及分布特征、构造变形及动力机制、盆地性质及成因机制等问题,仍存在诸多争论。本文在总结前人研究的基础上,利用近几年最新获得的地质、地球物理数据,对南黄海有关地层与构造相关的主要问题进行了探讨。地球物理及综合研究表明:南黄海北部燕山晚期以来陆相断陷盆地之下并不存在印支—早燕山期的前陆盆地;朝鲜半岛西缘断裂带是存在的,扬子地块与华北地块汇聚碰撞过程中存在壳内多层次的互相楔入构造;南黄海海相中、古生界广泛分布,往东抬升剥蚀,可能主要残留下古生界,中部隆起残留有完整的下三叠统—震旦系。

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中—古生代构造演化框架

0引言'大陆架科学钻探'计划,是一个聚焦中国大陆架以及东亚大陆边缘的形成演化,以中国大陆架的地层、构造、环境和资源等科学问题作为具体目标,以获取连续的大陆架海底岩心为手段,进行多学科多目标综合研究的科学计划。CSDP-2井选址在工作程度较高且科学问题比较聚焦的南黄海,是大陆架科学钻探的第二口科学探井。

南黄海中部隆起一个新的大地热流值:CSDP-2井热流测量结果

大地热流值,是岩石圈、地壳和盆地等各种尺度的构造演化和地球动力学研究的重要参数.南黄海是东亚大陆边缘的重要组成部分,但与东海陆架、冲绳海槽、渤海湾盆地等的大地热流研究相比,其研究程度较低,只有10个大地热流测点且大部分位于南部坳陷,不能很好地表征南黄海的大地热流特征.系统和准确的地温和热导率测量,是获得可靠大地热流值的基础.南黄海中部隆起之上的大陆架科学钻探CSDP-2井,全取心钻进2843.18 m,2016年先后5次系统测温,给了我们一个绝佳的系统研究其大地热流的机会.对井中295块沉积物或沉积岩进行了热导率测量,并进行了温度压力等校正.根据热导率的垂向分布特征将全井分为6个井段,地温梯度分别为31.86、24.38、23.54、18.09、18.21和20.18℃·km^(-1),平均23.46℃·km^(-1),热导率则分别为1.776、2.765、3.182、3.623、4.184和2.825 W·(m·K)^(-1),大地热流分别为56.5、67.4、74.9、65.5、76.2和57.0 mW·m^(-2).全井平均大地热流为68.9 mW·m^(-2),考虑地层裂缝孔隙影响后,大地热流校正为66.7 mW·m^(-2).这个大地热流值,比北部坳陷稍高而比南部坳陷稍低,是中晚侏罗纪前陆挤压和新生代伸展等构造热演化的大致反映.南黄海热流在东亚大陆边缘处于偏低的水平,反映了南黄海在东亚陆缘相对偏冷的地质背景.

阜康凹陷下侏罗统物源变化对博格达山隆升的响应

【目的】准噶尔盆地阜康凹陷中东部下侏罗统八道湾组和三工河组是当前油气勘探的重点层位,但由于其物源体系尚不明确,严重制约了该区沉积体系研究和油气勘探进程。【方法】基于八道湾组和三工河组的碎屑成分、古流向、重矿物、阴极发光和砂地比平面分布等相关分析,对阜康凹陷中东部早侏罗世物源体系及对博格达山隆升的响应特征进行了探讨。【结果与结论】结果显示,研究区八道湾组主要受控于东北部克拉美丽山物源体系,北天山及博格达山物源的影响程度有限;而三工河组不仅存在继承性的克拉美丽山及北天山物源输入,又叠加了来自博格达山的分支物源,且博格达山物源的影响不断增强。研究区下侏罗统物源变化清晰地响应了博格达山自东向西不断增强的隆升过程。阜康凹陷南斜坡表现为构造南倾的特征,下侏罗统东南物源的存在为地层岩性圈闭的发育奠定了物质基础,对该区油气勘探具有重要的指示意义。

南黄海中部隆起印支面剥蚀量恢复与演化过程——来自CSDP-2井的证据

南黄海中部隆起是下扬子地块向海域的延伸,是当前海相盆地海域资源调查的潜力区。中部隆起自印支期以来经历多期构造隆升、挤压及剥蚀作用,显著影响了盆地油气资源的形成和分布。2016年底完钻的大陆架科学钻探CSDP-2井首次在中部隆起钻穿印支不整合面,该不整合面在中部隆起既是新近系-第四系底界,又是下三叠统灰岩的顶界,横向延伸平缓,上、下地层产状差异巨大,下伏地层具有强烈的挤压变形及逆冲推覆,呈现显著的角度不整合接触关系。本次研究基于泥岩声波时差法计算的印支面地层剥蚀量约为1200 m,镜质体反射率法计算的剥蚀量约为1400 m,与地层趋势面估算的剥蚀量基本一致。结合南黄海盆地演化过程分析,认为中部隆起大致于晚三叠世开始隆升,至晚白垩世期间经历快速剥蚀,并可能延续到渐新世末期。在当前南黄海盆地资源调查逐步转向中、古生界海相残留盆地之际,依托实际钻探资料进行印支不整合面研究及剥蚀量恢复对于恢复盆地构造-热演化史及评价油气资源等均具有重要的现实意义。

北黄海盆地东部坳陷勘探突破对我国近海残留“黑色侏罗系”油气勘探的启示

最新的勘探和研究证实,北黄海盆地东部坳陷发育了中、上侏罗统2套有效烃源岩并以上侏罗统为主力烃源岩层,在其供烃范围内形成了上侏罗统—下白垩统"下生上储式"和中—上侏罗统"自生自储式"2类成藏组合,取得了我国东部海域以侏罗系为唯一源岩的含油气盆地勘探突破。为进一步探索我国近海盆地残留"黑色侏罗系"的资源潜力和勘探前景,本文采用地震-地质综合解释、烃源岩地球化学分析、盆地模拟等方法,综合分析了我国近海主要盆地残留"黑色侏罗系"的分布和地球化学特征。结果表明,我国近海残留侏罗系暗色泥岩烃源岩非均质性较强,多属"中等"级别,局部发育"中等—好"、"中等—差"级别烃源岩,侏罗系烃源岩大多存在早(J_3—K_1)、晚(E_2末—N_1)2期生、排烃高峰,生烃总量达1.4×10^(11 )t,资源前景乐观,预测可形成侏罗系"自生自储式"和侏罗系—白垩系(或新生界)"下生上储式"2类源储组合。

东海南部中生界烃类生成、运聚与成藏数值模拟

综合分析和盆地的生烃、排烃、运移和聚集仿真数值模拟表明,东海南部中生界发育T3-J2和K12-K2两套生烃潜力大致相当的暗色泥岩烃源岩,总生烃量达1.2×1011 t。J1-2暗色泥岩是经"油-源"对比证实的成熟有效烃源岩,K12-K2暗色泥岩是潜在烃源岩。T3-J2烃源岩生成的烃类运移聚集始于早白垩世早期,晚白垩世达到高峰;K12-K2烃源岩生成的烃类运移聚集始于晚白垩世末期,古新世末达到高峰;雁荡运动和瓯江运动及其之前形成的各类圈闭,更有利于捕获和聚集侏罗系和白垩系烃源岩生成和排出的烃类。中-新生代的多期构造运动形成的断裂和不整合面为烃类运移提供了重要优势通道,烃类多沿断裂带及附近的构造圈闭聚集。白垩系内的烃类聚集量是侏罗系的3倍,白垩系内的"构造型"和J2/K1之间不整合面附近的"构造-地层不整合复合型"是本区中生界两类重要的油气聚集,聚集模式可能包括"近源聚集"和"远源聚集"2种,成藏组合包括"自生自储自盖"、"下生上储上盖"和"新生古储新盖"3种。

饶阳凹陷留西—留北地区新近系地层水特征及其与油气分布的关系

以冀中坳陷饶阳凹陷新近系油气分布最富集的留西—留北地区为研究对象,通过对该区新近系地层水及其与油气分布关系的系统分析,明确了新近系地层水的水化学类型及矿化度分布特征,揭示了该区新近系地层水的地球化学特征异常与油气运移、油气分布的内在关系。结果表明:留西—留北地区新近系整体上发育低矿化度的NaHCO3型地层水,地层水矿化度具有由西向东、由北向南逐渐增加的趋势,同时水化学类型由HCO3--Cl--Na+型过渡为Cl--HCO3--Na+型;在油源和断裂条件良好的条件下,新近系地层水异常与油气分布具有良好的对应关系,新近系油气主要在地层水矿化度高于背景值、水化学类型异常及油源断裂发育的地区富集,同时新近系高矿化度Na2SO4型或MgCl2型地层水对油气由深向浅的运聚特征具有重要的指示作用。

Albert湖盆北区退积型浅水三角洲沉积及储层特征

根据古生物、岩心、测井、地震等资料,采用储层沉积学、古生物学、地震地层学及类比等方法,从区域构造-沉积演化特征入手,建立了东非裂谷西支北端Albert湖盆北区退积型浅水三角洲沉积模式,系统剖析了沉积体系与砂体展布特征,分析了储层相带物性差异及其影响因素。Albert湖盆北区上上新统目的层段自下向上依次发育三角洲平原、三角洲前缘及前三角洲亚相,其中三角洲平原分流河道为主要储层砂体,储集物性好,而前缘砂体较薄,平面上分布局限,储集物性相对较差。研究成果为该地区油藏储层精细描述及开发方案编制提供了地质依据。

饶阳凹陷新近系盖层质量及其与油气分布的关系

以实验室岩心测试分析为基础,建立泥岩声波时差与实验室分析测试结果的联系,对饶阳凹陷新近系泥岩盖层封闭性进行定量研究,并结合新近系油气分布及前人对油源、输导条件的研究成果,研究盖层、油源断裂等主控因素对饶阳凹陷新近系油气成藏的作用。结果表明:研究区新近系盖层排驱压力中等偏大、分选系数较好、略细歪度,具有较好的封盖能力,新近系油藏盖层根据排驱压力值可分为好(>2 MPa)、较好(2～1.31 MPa)、中等(1.31～0.746 MPa)和差(<0.746 MPa);邻近生烃中心、油源断裂发育且盖层排驱压力大的留西、留北地区新近系油藏发育,邻近生烃中心、油源断裂发育的马西洼陷东部地区仅在盖层条件稍好的南马庄地区零星发育新近系油藏,远离生烃中心、油源断裂不发育的皇甫村地区虽然盖层条件优越,仍无法形成新近系油藏。

柴达木盆地英东地区大地热流及影响因素

英雄岭构造带是柴达木盆地油气最为富集的地区之一,地温场对油气成藏过程有重要影响,也是油田开发工程实施的重要参考.利用试油静温数据,结合激光扫描法开展岩心热导率及放射性生热测试,对研究区地温场进行了研究.英东地区地温梯度为31.8~35.3℃/km,平均为33.6℃/km,新近系热导率为1.8~2.4W/m/K,平均为2.07W/m/K,大地热流值为65~74mW/m^(2),平均为69mW/m^(2).热流呈“西高东低”特征,昆北、南翼山及一里坪等地热流值超过65mW/m^(2),而阿尔金山前、冷湖构造带及涩北等地较低,咸水泉和冷湖等地普遍低于50mW/m^(2).新近系实测平均生热率为2.84μW/m^(3),对热流的贡献约20%.研究区具有“热壳温幔”特征,其影响因素包括地壳放射性生热、蚀源区高U中酸性侵入岩、印度板块汇聚引起的构造热及热岩石圈厚度较薄等.

北黄海盆地东部坳陷中生界烃源岩特征及其指示的油气勘探方向

为了量化表征北黄海盆地东部坳陷中生界主力烃源岩生、排烃特征,综合利用镜质体反射率(Ro)、残余有机碳含量(TOC)、岩石热解、干酪根镜检及饱和烃色谱等资料,在总结研究区烃源岩地化特征的基础上,通过油源对比明确主力烃源岩层并依托盆地模拟方法量化其生、排烃贡献.结果表明,北黄海盆地东部坳陷中生界的两类原油均来源于区内中侏罗统和上侏罗统两套主力烃源岩层,其中,中侏罗统烃源岩的有机质丰度整体处于"好-最好"级别,上侏罗统烃源岩的有机质丰度则以"中等-好"为主;二者均存在早白垩世末期和早中新世两次生、排烃高峰,但上侏罗统的排烃速率[qe(max)=27.3×106t/Ma]远高于中侏罗统的排烃速率[qe(max)=4.2×106t/Ma],对研究区油气成藏的贡献更大.虽然下白垩统暗色泥岩的生烃潜力有限,但其底部砂岩与紧邻上侏罗统主力烃源岩层构成的"下生上储"式的源储配置关系是区内最重要的勘探目的层,其次为中、上侏罗统内部"自生自储"式的有利成藏组合,同时,中侏罗统下部"上生下储"式的成藏组合也应予以重视.

东海陆架盆地长江凹陷构造变形过程及其动力学机制

长江凹陷位于东海陆架盆地北部,其构造发育特征记录了晚白垩世以来盆地形成演化和板块汇聚过程的关键信息,但是目前对其构造变形和动力学机制的研究较为薄弱。本文通过多道地震剖面的精细解释,分析了长江凹陷构造变形特征及时空差异,据此探讨了其构造演化及变形过程的动力学机制。结果表明,长江凹陷具有“三凹两凸”的地质结构特征,发育中生界与新生界两大构造层,以新生界为主,缺失渐新统;凹陷整体受到NE向、近EW向和NW向3组断裂体系的控制,局部沿断裂发育岩浆岩侵入体。长江凹陷为典型双断结构,地层受边界控凹断层控制呈现东厚西薄特征。新生代以来,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块多期俯冲汇聚及弧后拉张等过程影响,长江凹陷构造体制发生多次转变,同时发育伸展构造和反转构造,空间叠置关系复杂,并且后者具有自西向东迁移的特征。中新世以来,由于盆地内中央凸起带的缓冲作用,凹陷内地层变形程度减弱。基于构造变形特征,可将长江凹陷构造演化可分为5个阶段:晚白垩—早古新世伸展断陷、晚古新—早始新世挤压反转、始新世坳陷发育、渐新世构造抬升和中新世以来的整体拗陷稳定沉降。本研究能够为盆地构造变形及区域构造演化研究提供参考。

南黄海中部隆起晚白垩世以来地层剥蚀的磷灰石裂变径迹分析

南黄海中部隆起自印支期以来经历显著的构造隆升及剥蚀过程.基于大陆架科学钻探CSDP-2井的钻井岩心,应用磷灰石裂变径迹技术研究了南黄海中部隆起晚白垩世以来的剥蚀过程及响应特征.所获得的8个磷灰石样品的裂变径迹年龄显示出两个年龄组,除单个样品为38±3Ma外,其余样品都集中在(52±4)^(65±5)Ma范围内,基本反映了同一期构造热事件年龄,并且均远小于样品所处的二叠纪年龄,表明样品完全退火并记录了晚白垩世以来的热历史.样品热史模拟结果表明,基于泥岩镜质体反射率计算的最高古地温处于样品退火带温区范围内,各样品从晚白垩世早期(约100Ma)以来经历持续的降温过程,在约80~75Ma开始进入部分退火带.南黄海中部隆起第一期快速冷却降温过程出现在晚白垩世末期,并持续至古新世早期,随后进入古近纪表现为持续相对缓慢的降温过程,降温幅度约30℃,渐新世末期到中新世早期存在另一期快速冷却过程.热史模拟结果较好地指示了南黄海中部隆起晚白垩世以来的地层剥蚀响应特征.