断层的地电响应特征及其在砂岩型铀矿地质解译中的作用——以巴楚隆起地区为例

砂岩型铀矿成矿理论认为,适宜的构造斜坡带可发展为有利的铀成矿区。斜坡带内受重力、挤压等因素形成的断裂对铀成矿和保矿都有非常重要的作用。北方沉积盆地内,利用大地电磁法进行断裂解译的精度不仅受沉积地层绝对电阻率的影响,也受地层间相对电阻率影响。为准确解译隐伏断裂,建立了不同电性差异下的正、逆断层地电模型,正反演模拟了不同电阻率差异及不同性质断层模型的一维、二维反演电阻率断面。正反演模拟结果表明:正、逆断层在反演地电断面上具有不同的特征,即正断层在断层斜面处呈倾斜形态,而逆断层在断层斜面处呈凹陷形态;一维反演结果对断裂的识别效果要优于二维反演结果。通过断层地电相应特征规律的总结,为巴楚隆起西部凹陷大地电磁剖面隐伏断裂的解译提供了依据与指导。

塔里木盆地巴楚隆起上新统砂岩型铀成矿条件及找矿方向

为明确巴楚隆起上新统砂岩型铀矿找矿方向,文章通过研究构造、断裂、岩性及岩石地球化学、沉积相和砂体、外部铀源、地层含铀性、深部铀源等,分析了砂岩型铀成矿条件,指出:巴楚隆起上新统发育构造缓坡,后生氧化作用时间短,原生为红杂色层,外部铀源和地层含铀性差,不利于形成大规模层间氧化带型铀矿。沟通深部烃源岩和上新统的断裂发育,上新统与下伏地层之间为区域性不整合面,断裂和不整合面构成良好的渗出型流体的运移通道。发育后生还原的灰色砂体,为渗出型铀成矿良好的容矿空间;古生界发育富铀烃源岩,为渗出型铀成矿良好的铀源。巴楚隆起渗出型铀成矿条件优于渗入型铀成矿条件,渗出型铀矿为巴楚隆起上新统下一步主要的找矿类型。

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。

塔里木盆地巴楚隆起断裂系统主要形成时代的新认识

巴楚隆起是塔里木盆地的一个次级构造单元,内部断裂走向以北北西向为主,北侧与之相邻的柯坪冲断带走向近东西向,属于南天山构造体系。两个断裂系统在平面上呈近于正交的关系。巴楚隆起大面积缺失中新生界,其内部断裂体系起始活动时间的确定较为困难。本文通过对于巴楚和柯坪地区新生代地层序列特征对比研究及其接触关系分析,指出中新世巴楚隆起南北向断裂体系开始形成,向北一直延伸到柯坪构造带之中。同时对两个构造单元的南北向断裂的对应性进行了研究,指出柯坪东西向断裂系统的主要活动期是上新世(N2 )以后,现今柯坪构造带南北向和东西向断裂体系是不同时期构造的叠加。以此给出了巴楚和柯坪断裂体系形成的构造地质模型。

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%。

塔里木盆地巴楚隆起断裂分期差异活动特征及其变形机理

在对典型地震剖面解释和分析基础上,结合区域地质剖面的缩短量和缩短率分析,来确定塔里木盆地巴楚隆起断裂的主要活动期,并探讨断裂分期差异活动特征及其变形机理。巴楚隆起断裂活动主要发生在加里东中期、海西早期、海西晚期、喜马拉雅早期、喜马拉雅中期和喜马拉雅晚期。巴楚隆起断裂活动主要受区域大地构造背景、先存基底断裂、区域滑脱层等因素的控制。洋盆闭合和板块碰撞产生的挤压应力是断裂活动的动力来源。先存基底断裂控制后期断裂的发育位置和展布方向,区域性滑脱层控制断裂的发育和分布层位。

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。

塔里木盆地巴楚隆起古董山断裂带构造特征及活动时代

根据二维地震资料解释成果,利用构造解析方法建立了塔里木盆地古董山断裂带的几何学模型,确定了断裂主要活动时代。古董山断裂带构造变形复杂,其形成演化过程与塔里木盆地周缘洋盆和造山带的演化密切相关,在加里东中期、海西早期、海西中期、喜马拉雅早期和晚期等关键变革期均发生了明显的断裂活动。古董山1号和2号断层控制断裂带两侧古生代地层的厚度变化,具有多期活动特征。古董山1号断层活动时间是加里东中期Ⅰ幕和Ⅲ幕,并具有持续增强的特征。古董山2号断层形成于海西早期,之后在石炭纪、古近纪末分别经历了负反转、正反转的过程。古董山3号控制了断裂带两侧前寒武系基底南西高北东低的构造格局,形成于喜马拉雅早期。古董山4号和5号断层形成于喜马拉雅晚期,其中古董山4号断层的逆冲推覆距离达20 km,强烈的剥蚀作用导致其上盘残留地层表现为一个单斜的构造形态。

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。

塔里木盆地巴楚隆起寒武系划分与对比

巴楚隆起井下寒武系发育齐全,划分为3统7段,自下而上为下统碎屑岩段、白云岩段、下含膏白云岩段,中统盐下碳酸盐岩段、膏盐岩段、上含膏白云岩段与上统纯白云岩段,各段之间电性特征明显。在碎屑岩段获丰富的小壳与藻类化石,详细地讨论了小壳化石的时空分布,确定巴楚隆起井下含小壳化石地层的时代为早寒武世早期,并与地表露头剖面进行了对比,认为碎屑岩段与玉尔吐斯组上部为同时异相关系,盐下碳酸盐岩段对应于沙依里克组,并作为区域地层对比标志层。地震层序地层可将寒武系划分为3个超层序,分别对应与3个统;钻井层序地层可划分为2个半超层序、5个层序。该区寒武系的划分与对比为其它学科进一步研究奠定了坚实的地层学基础。

塔里木盆地巴楚隆起油气保存条件与勘探方向

巴楚隆起经历了加里东中期(晚奥陶世末)、海西早期(中泥盆世末)、海西晚期(晚二叠世)、印支—燕山和喜马拉雅等多次构造运动,其中喜马拉雅中期运动是其最重要的隆起形成期。不同期次的构造演化对该区油气保存条件影响极大。中寒武统膏盐岩、中、下石炭统泥岩、下二叠统库普库兹满组泥岩是区内较好的区域性盖层。综合分析盖层特征及油气保存条件影响因素,认为巴楚隆起平面上存在巴楚隆起南缘和巴楚隆起东部2个保存条件较好的部位,纵向上存在中、下寒武统盐下保存条件比较好的层位,巴楚隆起南缘、巴楚隆起东部及中下寒武统盐下是下步有利的勘探区带。

塔里木盆地巴楚隆起寒武系层序及岩相古地理

分析沉积相和层序界面识别后,将巴楚隆起区寒武系划分为2个二级层序(SS1和SS2)及14个三级层序。每个二级层序又分为海侵体系域(TST)和高位体系域(HST)。研究表明,SS1-TST发育时期,区内地壳下降,相对海平面快速上升,本区接受一套深水盆地相沉积;SS1-HST发育时期,受海平面大幅度下降、水循环受限和干旱炎热气候影响,区域沉积格局由盆地直接向局限台地转化,最终进入频繁暴露的蒸发台地环境,以沉积膏云岩和膏岩为主,形成一套重要的区域性致密盖层;SS2发育时期,又经历了一次大规模的海平面升降旋回,形成开阔台地-局限台地-开阔台地相带的展布格局。

塔里木盆地巴楚隆起卡拉沙依断层差异构造变形特征及其控制因素

根据最新的地震资料,运用断层相关褶皱理论和平衡剖面技术,对巴楚隆起中部卡拉沙依断层的差异变形特征进行了分析。卡拉沙依断层是巴楚隆起内部的多期活动断层,经历了加里东早期、加里东中期Ⅰ幕、海西晚期和喜马拉雅早期等关键变形期。平面上卡拉沙依断层表现为2条规模不同的断层自南西向北东呈剪刀式会聚,剖面内卡拉沙依断层表现为由沿寒武系滑脱的坡坪式盲冲断层和基底卷入式高角度逆冲断层共同组成。含膏盐岩层系控制了卡拉沙依断层的分层变形特征,基底先存构造的差异性控制了卡拉沙依断层的分段变形特征,区域构造应力场转换控制了卡拉沙依断层的分期差异变形特征。

塔里木盆地巴楚隆起东段北东向走滑断裂特征

通过对塔里木盆地巴楚隆起东段地震资料的精细解释,发现研究区发育一系列NE、NEE走向的走滑断裂及逆冲滑脱断裂。主要构造样式有花状构造、平行高陡断裂带、滑脱逆冲叠加走滑断裂等。主要有4期构造活动:加里东中期压扭走滑、海西早期张扭走滑、海西晚期继承压扭走滑、喜山期继承活动。其中,加里东中期Ⅰ幕,开始形成NE走向的撕裂断层-调节断层。加里东中期Ⅲ幕,NE向走滑断裂大规模的沿先存NE向基底薄弱带和NE走向的撕裂断层-调节断层基础上开始发育,同时形成了几组NEE向压扭断裂带。加里东晚期海西早期,沿先存走滑断裂继承发育了一系列负花状走滑断裂。海西晚期、喜山期,部分NE向断裂再次开启继承发育。走滑断裂对碳酸盐岩储集层具强烈的改造作用,具备发育多种圈闭类型的潜力,是油气藏保存和再调整的关键因素。

塔里木盆地巴楚隆起北缘阿恰基底卷入构造

塔里木盆地巴楚隆起为第四系不整合覆盖的古隆起,在其西北缘发育NW走向的阿恰断裂、萨拉姆布拉克背斜、向斜和隐伏的乔来麦提断裂。地震剖面和钻井资料显示,阿恰断裂为倾向南的基底卷入逆冲断裂,向北逆冲,错断层位从前寒武系基底一直到中寒武统膏岩,从西向东逆冲断距减少。乔来麦提断裂则以中寒武统膏岩为滑动面,向南逆冲,并在断层端部发育萨拉姆布拉克断层扩展褶皱。这两种类型构造样式的断裂(基底卷入断裂和盖层滑脱断裂),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。遥感影像解译指出阿恰断裂和萨拉姆布拉克向斜向北西方向延伸进入柯坪逆冲带,并在该带有相应方向的地表构造显现,与北东走向的柯坪逆冲带组成叠加构造。生长地层分析确定基底卷入构造形成于始新世—中新世,而柯坪逆冲带形成于第四纪,明显晚于巴楚隆起形成时代。

塔里木盆地巴楚隆起岩盐中原生包裹体特征及意义——以巴探5井为例

塔里木盆地巴楚隆起发育一套中寒武统的膏岩盐层,是较好的区域性盖层。本文对巴楚隆起中段巴探5井蒸发岩层石盐中的包裹体进行了岩相学、显微测温学、热力学计算等研究。岩相学结果表明虽然经历了多期构造以及深埋作用的影响,在石盐中仍然发现了代表表生沉积环境的原生包裹体组合。包裹体的均一温度测温结果表明石盐沉积时的古水温约为29.9℃,与当时的古气候特征相一致。热力学计算表明,石盐中包裹体在埋深过程中所表现出的非等容-非等组成体系的热力学特征,可能是包裹体在后期地质改造过程中得以保存的重要因素之一。

塔里木盆地巴楚隆起同岗断裂封闭性综合评价

巴楚隆起西北部同岗断裂构造带发育了同岗断鼻和同岗南断背斜两个构造圈闭,但对圈闭的有效性尚存在疑虑,尤其是同岗断裂的封堵性直接影响着同岗构造圈闭的有效性。本文采用断裂两盘岩性的对置关系、断面图、泥岩涂抹系数、断层面压力计算等方法综合评价了同岗断裂的封闭性。结果表明:同岗断裂的侧向封闭性总体较差,垂向封闭性属于中等～较好,纵向上,断裂的深部(下奥陶统顶界以下地层)封闭性好于浅部;平面上,断裂南段好于北段,封闭性自南向北逐渐变差。

巴楚隆起夏河区块风险探井钻井优化设计

夏河区块位于新疆塔里木盆地巴楚隆起,夏河1井是中国石化部署在该区块的第1口风险探井,目的层为寒武系盐间灰岩和盐下白云岩。该区块地层岩石可钻性差,易蹩跳钻、断钻具,机械钻速低,深部地层易井斜,裂缝性地层易井漏,盐膏层存在钻井液钙侵污染等。邻近地区钻井周期长,钻井复杂情况及故障多发,安全钻井技术难点多。为实现安全高效钻井,基于工程地质特性和邻区完钻井技术分析,优化设计了夏河1井井身结构、分层段钻头型号、钻井液体系,制定了古生界钻井提速、井斜控制、裂缝地层防漏堵漏、抗钙侵钻井液等针对性技术措施,为安全、高效成井创造了条件。

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。

塔里木盆地巴楚隆起石炭-二叠系碳酸盐岩成岩作用

用显微镜法、染色法、镜煤法、铸体鉴定法、阴极发光法、 X-衍射等方法研究了巴楚地区石炭系、二叠系成岩作用,证明它经历了压实、泥晶化、胶结、溶蚀、云化、重结晶、硅化、裂缝等成岩作用;经历了海底成岩环境、大气淡水成岩环境、浅埋及深埋成岩环境、表生成岩环境。各种成岩作用不断改变着石炭系、二叠系的储集性能,形成巴什托-亚松迪一带小海子组白云岩和巴楚组白云岩两个较好的储层。各种成岩矿物、石英加大、有机质成熟度、X-衍射的资料证明本区成岩阶段大致相当于Schmidt成岩阶段的“中期成岩阶段。