“伸展-走滑”复合作用下构造变形的物理模拟

新生代渤海湾盆地为典型的"伸展-走滑"复合盆地,NNW-SSE向伸展作用和NE-SW向走滑作用的复合效应导致盆地内部构造样式的复杂性和多样性。本文针对走滑作用方向与伸展作用方向垂直的情况,就不同"伸展-走滑"复合条件下的断裂发育特征与演化过程开展了3类13组构造物理模拟实验,结果表明:①在先伸展后走滑的条件下,早期发育的伸展断层被晚期走滑断层强烈切割、改造,平面上表现为雁列式组合或主走滑断层,剖面上发育花状构造;②先走滑后伸展的条件下,平面上表现为早期雁列式的R剪切复活,作为晚期伸展正断层的转换断层,剖面上表现为似花状构造;③伸展和走滑同时作用的情况下,伸展与走滑作用的强弱配比关系影响断裂的发育特征,可建立"走滑强于伸展"、"走滑伸展强度相近"和"伸展强于走滑"三类模式。实验结果在辽东湾坳陷得到了印证,可为渤海湾盆地及类似伸展-走滑复合盆地的构造解析及动力成因机制分析提供指导和借鉴。

走滑-伸展断裂叠合特征及其控藏作用

渤海湾盆地(海域)新生代受伸展和走滑双重作用控制,形成了复杂的走滑-伸展叠合构造区。基于全区三维地震和钻井等资料,对渤海湾盆地(海域)南北部构造特征、动力学机制的差异性及其对油气成藏的控制作用进行了研究,得出了以下结论:盆地南部和北部走滑-伸展叠合作用方式存在明显差异,南部的黄河口和莱州湾凹陷为始新世—渐新世的弱伸展和新近纪的强走滑作用近平行叠加;北部的辽东湾坳陷为始新世—渐新世的强伸展和新近纪的弱走滑作用近垂直叠加。叠合作用方式的不同控制了南北部油气差异成藏,南部油气主要分布于凹陷区的走滑带,成藏层系以新近系为主;北部辽东湾坳陷油气主要分布于陡坡带和凸起区,成藏层系以古近系为主。该研究对渤海湾盆地不同构造区油气差异成藏理论研究具有重要意义。

新疆乌拉根中-新生代沉积盆地和前陆冲断褶皱带对铜铅锌-天青石-铀-煤成矿控制规律

塔西地区是我国典型盆山原镶嵌构造区,乌拉根中-新生代沉积盆地为铜铅锌-石膏-天青石-铀-煤-天然气同盆共存富集区。这种特色陆内成矿单元因复杂构造形成演化史,多矿种同盆共存富集成矿内在关系不明。在对塔西地区构造岩相学垂向相序结构研究基础上,经原型盆地恢复、盆地动力学、盆地形成演化与构造变形史等综合研究,将构造-岩石地层系统划分为元古宙中高级变质断块(下基底构造层)、晚古生代地层(上基底构造层),下三叠统、侏罗系、白垩系、古近系和新近系为盆地充填地层体,认为乌拉根中-新生代沉积盆地经历了早三叠世-早侏罗世山体隆升与山前断陷山盆转换、早-中侏罗世主成盆期、中-晚侏罗世构造反转期、白垩纪-古近纪挤压-伸展转换主成盆期、新近纪陆内周缘山间盆地等五个主要期次。其中早侏罗世康苏期和中侏罗世杨叶期为聚煤期,形成了半环状煤矿带和煤系烃源岩。燕山早期(J2-3)和燕山晚期(K1-E1a)两次前陆冲断作用导致盆地发生构造反转,构造沉降-沉积中心从NW向转为近EW向。白垩纪-古近纪挤压-伸展转换成为主成盆期,盆地动力学为受同生断裂带控制。挤压走滑抬升隆起形成乌拉根半岛;走滑拉分断陷的构造扩容空间形成了乌拉根局限海湾瀉湖盆地,为克孜勒苏群和古近系提供了沉积容纳空间。阿尔塔什组底部热卤水沉积交代-改造型天青石矿床和石膏矿床形成于古近纪初。石膏岩-含膏泥岩-含膏泥质白云岩不但为区域滑脱构造面,也是阿克莫木天然气田良好的盖层。始新世伊普里斯阶-普利亚本阶(55.8~33.9 Ma)为铅锌-铀-天然气成藏成矿高峰期,与喜山早期三幕区域挤压构造环境和相关海退过程有显著的时间-空间耦合关系。中新世阿启坦阶-布尔迪加尔阶(23.03~15.97 Ma)形成天然气充注成藏事件。安居安组砂岩型铜矿床与该期天然气充注和西南天山隆升事件关系密切,主要与喜山中期区域挤压应力场、干旱气候环境下,在物质-时间-空间上耦合关系显著。综合研究认为,我国塔西盆山原耦合与转换的特色陆内成矿单元内,铜铅锌、石膏、天青石、煤、铀等矿床储矿层位和天然气田储集层形成于中-新生代陆内走滑拉分断陷成盆动力学背景下。铅锌-铀-天然气成藏成矿高峰期与喜山期多幕次的陆内挤压收缩体制关系密切。挤压应力场驱动了煤系烃源岩发生生排烃事件、成矿流体大规模运移和聚集。冲断褶皱带和向斜构造为圈闭构造。帕米尔北缘南倾北向冲断褶皱岩片与西南天山南缘北倾南向冲断褶皱岩片组成了对称型薄皮式冲断褶皱带。南天山深部盲冲型冲断带为叠瓦状后展式基底卷入型前陆冲断带。

珠江口盆地顺德凹陷深水古近系石油勘探突破及其意义

珠江口盆地是南海北部油气勘探的主战场之一。顺德凹陷位于珠二坳陷西侧,早期勘探程度低、凹陷内无钻井。基于顺德凹陷新采集的三维地震及周边钻井资料,开展了区域石油地质研究。通过系统分析顺德凹陷的构造演化与断裂特征,研究了构造作用对烃源岩、储-盖组合、圈闭特征和运聚条件的控制并建立了成藏模式,提出了油气的优势运聚方向。研究结果表明:①顺德北凹断陷期的强烈伸展作用控制了凹陷结构和半深湖亚相烃源岩沿凹陷带—斜坡带分布,发育东、西2个主力烃源灶;②断坳期的伸展-走滑作用控制了沿断裂带分布的大型扇三角洲—辫状河三角洲储集体及断鼻-断块圈闭群;③伸展-走滑作用形成的正向构造与长期活动断裂,共同控制了油气运移与聚集;④建立了伸展-走滑作用控藏模式,提出顺德北凹的近凹鼻状构造带、南斜坡带、凹中地垒带是油气的优势运聚方向。顺德北凹的凹中地垒带钻探的W36a井揭示厚度超过45 m的油层,测试获得产油量超过100 m3/d的高产工业油流,实现了南海北部深水区新凹陷、新领域石油勘探的重大突破,证实顺德北凹在强断陷期发育优质厚层半深湖亚相烃源岩,对顺德凹陷乃至南海北部石油勘探具有重要指导和借鉴意义,展现顺德凹陷及其边缘凹陷具有发育亿吨级油田群的勘探前景。