新疆北部和什托洛盖盆地中、新生代构造抬升事件的确定及其地质意义:来自低温热年代学的证据

新疆北部西准噶尔造山带的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中、新生代的构造事件及隆升过程是研究该地区陆内变形的关键所在。本文对造山带内山间盆地——和什托洛盖盆地的构造抬升事件进行系统分析,基于研究区野外地质调查及断裂解析,识别出C/J、J/AnJ、J/E和K/E以及E/N等5期区域不整合面,这些不整合是构造活动的直接证据。盆地中、新生代受南北两条控盆断裂近N-S向挤压应力持续挤压。砂岩样品磷灰石裂变径迹年龄分布在晚侏罗世末期—早白垩世早期(149~125 Ma)、早白垩世中期(121~109 Ma)和晚白垩世早期(80.0~77.7 Ma)3个区间,反映出该地区在这3个时期发生了明显的冷却抬升事件,3期冷却抬升事件与野外地质特征有很好的地质响应。热史模拟表明晚侏罗世—早白垩世(160~110 Ma)、晚白垩世(85~65 Ma)和渐新世—上新世(30~5 Ma)发生了快速隆升事件。盆地构造抬升的主要应力为周缘山系抬升及断裂活动挤压。综合研究表明,盆地中、新生代经历了3期明显的构造抬升事件,与中、新生代印支运动、燕山运动和喜山运动远程效应有很好的耦合性。

新疆西北部和什托洛盖盆地早中生代沉积特征及构造演化

和什托洛盖盆地为新疆西北部地区出露较好的一个早中生代盆地。对盆地内不同构造位置沉积剖面的岩相和相组合分析结果表明,盆地内部发育多种沉积相带并具有显著的空间变化。盆地北部或北东部边缘,以发育冲积扇相、扇三角洲相和湖相为主。盆地的南部或南西部,以发育冲积扇相和河流相为主。古水流和物源分析结果指示,盆地沉积物主体来自北部山区,部分来自盆地南部或西南部地区。通过对盆缘断裂两侧地层的分布特征和其自身要素的分析,结合平行和垂直于盆地长轴、边缘断层的地震剖面,本文认为和什托洛盖盆地的形成和发展,主要受控于盆缘两侧断裂,尤其是盆地南缘达尔布特断裂的左行走滑运动。该盆地是独立于准噶尔盆地之外发展演化的。

和什托洛盖盆地构造演化及油气成藏条件

和什托洛盖盆地为准噶尔西北缘大型逆冲褶皱带的一个早中生代盆地。印支期的挤压推覆作用,使盆地雏形形成;燕山早期的区域伸展作用,使盆地沉积了巨厚的下、中侏罗统,边陡中拗的整体格局基本形成;在燕山晚期—喜马拉雅期,盆地南部边界向准噶尔盆地发生较大逆冲,形成完整的边界,且与准噶尔盆地完全隔离开来。由于盆地勘探程度较低,油气成藏条件缺乏系统研究,以油气地质理论为指导,分析了烃源岩条件、储盖条件、圈闭条件及运移条件等油气成藏的基本要素,认为和什托洛盖盆地拥有较好的生烃条件,发育多套储盖组合、不同类型圈闭和复合输导体系,具备形成油气藏的基本地质条件,具有良好的油气勘探前景。

新疆西北部和什托洛盖盆地侏罗系低熟煤系烃源岩地球化学特征及生烃条件分析

新疆西北部和什托洛盖盆地勘探程度较低,侏罗系煤系烃源岩较为发育,选取了和什托洛盖盆地和布克河凹陷与白杨河凹陷的四条侏罗系野外地质剖面,对侏罗系烃源岩进行了系统的地球化学实验室分析测试,确定了该盆地生烃潜力。研究表明,侏罗系八道湾组、三工河组以及西山窑组煤系烃源岩有机碳含量、氯仿沥青"A"、总烃以及生烃潜力值均达到中等—好的烃源岩有机质丰度标准。煤系烃源岩有机质显微组分镜质体较为富集,壳质组相对含量达到20%,为孢子体、角质体、树脂体以及木栓质体,泥岩富集部分藻类体,荧光特征较强,惰质体不发育,母质类型为Ⅱ2型,部分为Ⅲ型,煤为Ⅲ型,煤中氯仿沥青"A"与族组分同位素偏重,暗色泥岩略低,煤系烃源岩族组分非烃的同位素值均明显偏轻,芳烃同位素略重,受控于煤系烃源岩中多环芳烃较为发育,更为富集δ13C,非烃组分N、S、O化合物富集δ12C。实测Ro值较低,烃源岩成熟度偏低,但盆地模拟结果表明研究区凹陷中心区源岩已进入生烃门限。研究区低熟煤系烃源岩分子标志化合物也存在其特殊性,正构烷烃以高碳数的分布为主,煤的Pr/Ph值明显高于泥岩,无β-胡萝卜烷、孕甾烷与升孕甾烷分布、伽玛蜡烷指数低,表明侏罗系煤以湖沼相的氧化环境为主,而西山窑组泥岩主要以弱氧化环境沉积特征为主,另外萜烷系列化合物几乎无倍半萜、二环倍半萜以及三环萜烷的分布,藿烷系列存在ββ生物构型分布,为热演化程度较低的标志,分子标志化合物参数的相关性表明,弱氧化的湖沼相的沉积水体有利于此类化合物的分布,煤抽提物中规则甾烷C27、C28、C29呈反"L"型分布,主要以高等植物的陆源输入为主,而侏罗系泥岩存在"V"型分布,有低等水生藻类的贡献,与富氢组分中存在藻类体有较好的的匹配关系,具有更有利的生烃条件。

前陆冲断带的后期演化:负反转与再次冲断——以中国新疆和什托洛盖盆地为例

和什托洛盖盆地位于准噶尔西北缘冲断推覆体之上,是一个在中生代由区域应力场性质发生改变时形成的负反转盆地。盆内沉积盖层厚度可达5 000 m,由下侏罗统八道湾组、三工河组,中侏罗统西山窑组、头屯河组以及新生界组成。盆地内断裂发育,可划分为控制盆地格局和构造带展布的北东东向断裂和起调节作用的北西向断裂两组,依据分界断裂可将盆地划分出北部断褶带、中央坳陷带和南部斜坡带3个一级构造单元和7个二级构造单元。盆地的形成演化主要经历了3个时期:印支期在边界断裂不均衡冲断活动下形成盆地雏形;燕山早期是盆地主要发育期,以大规模沉降作用为主;燕山晚期—喜马拉雅山期是盆地的改造期,现今的构造格局基本形成并在喜马拉雅山期后定型。

新疆和什托洛盖盆地构造演化特征及其对油气成藏的影响

和什托洛盖盆地为准噶尔西北缘大型逆冲褶皱带的一个早中生代盆地,油气地质特征复杂.应用成盆动力学及盆山耦合系统的理论对盆地进行系统的构造解析,并利用平衡剖面技术全面解剖和什托洛盖盆地的构造演化特征.同时,深入分析和探讨了不同阶段构造演化过程对油气运聚成藏的控制和影响作用.在此基础上,获得了以下重要结论与认识:(1)和什托洛盖盆地的构造演化与准噶尔盆地西北缘和哈拉阿拉特山有着密切关系,大致经历了3个演化阶段,即盆地雏形阶段(C—T)、盆地主要发育阶段(J—K)和盆地改造阶段(E—Q);(2)和什托洛盖盆地的烃源岩、储集层、盖层及圈闭均较发育,断裂和区域性不整合面为油气运移创造了良好的条件;(3)目前应以盆地西部为重要靶区,同时加强对于侏罗系低成熟气、煤成气生成的综合研究.

新疆北缘和什托洛盖盆地构造与含油气远景

通过新旧地震数据的对比和校正,应用盆地分析及盆山耦合的思想对和什托洛盖盆地及其周边进行构造解析;并应用平衡剖面技术了解盆地构造演化,得到以下认识:①和什托洛盖盆地是一个位于主逆冲带上盘的扭动-挤压型次生盆地,它起源于西伯利亚板块、哈萨克斯坦微板块、准噶尔微板块的相互碰撞与错动;②盆地早期演化从属于准噶尔地体,基底双重构造活动应早于晚三叠世,在此之前其作为准噶尔盆地的边界与内部是连通的;③盖层发育可分为四个阶段:初始发育期(T3-J1b)、快速沉积期(J1s-J2t)、整体沉降时期(K)和边界断裂复活时期(E-Q),其中侏罗纪为盆地的主要成盆期,也是构造变形最大的时期。

新疆和什托洛盖盆地西山窑组低阶煤孔隙结构特征

基于低温氮吸附试验,从吸附-脱附曲线形态、孔径分布和FHH分形特征等方面分析了新疆和什托洛盖盆地西山窑组低阶煤孔隙结构特征,并从镜质体反射率、煤岩显微组分、工业分析组分方面探讨了煤孔隙结构与煤质之间的关系。结果表明:孔隙类型以微孔和小孔为主,孔隙形态多以"墨水瓶"状孔和开放型孔为主,存在少量一端封闭型孔;孔隙分形维数越大,孔隙比表面积和孔容越大,平均孔径越小,孔隙系统越趋于复杂;孔容和BET比表面积随惰质组含量增加而增大,随镜质组含量增加而减小,二者与矿物质含量关系整体呈不对称的"V"字形,在矿物质含量为1%处转折。此外,镜质组反射率、水分和灰分的增加,降低了孔容和BET比表面积。

新疆北部和什托洛盖盆地石炭系太勒古拉组烃源岩特征

和什托洛盖盆地上石炭统太勒古拉组烃源岩生气层主要为黑色富有机质凝灰质泥岩、页岩。通过对烃源岩的分布、厚度变化规律及有机地化特征研究,评价其生气潜力。在前人研究基础上,结合本次综合分析显示,烃源岩赋存较好,但分布不连续,有机质丰度较高;有机质类型以Ⅲ型腐殖类为主,少量Ⅱ_2型、Ⅰ_1型;有机质热演化程度属成熟-高成熟阶段;脆性矿物含量为高-特高值,具一定生气潜力。

和什托洛盖盆地中侏罗统西山窑组层序地层及聚煤规律分析

和什托洛盖盆地中侏罗统西山窑组发育多套煤层。据钻井岩心和测井曲线资料,研究和什托洛盖盆地中侏罗统西山窑组层序地层格架及沉积体系空间展布特征,在此基础上分析煤的聚集规律。研究区主要发育辫状河、三角洲和湖泊3种沉积体系,物源来自盆地南北方向。西山窑组可划分为两个三级层序,煤层主要分布于三级层序的湖扩和高位体系域,高位体系域中晚期为泥炭沼泽发育的最佳时期。

新疆和什托洛盖煤田白杨河地区西山窑组煤层煤质特征分析

以准噶尔盆地的区域地质背景、煤地质学的研究成果为依据,对准噶尔盆地和什托洛盖煤田煤层的煤岩学、煤化学进行测试和分析,总结了煤质特征的垂向演化规律。

新疆西北部和什托洛盖盆地构造演化与后期走滑-冲断改造

和什托洛盖盆地位于新疆西北部,是在西准噶尔晚古生代造山带逆冲推覆构造系统之上发育的一个中新生代沉积盆地。关于盆地演化和盆地性质的认识分歧较大。为了恢复盆地形成与演化历史,分析盆地性质,采用改造型盆地的研究思路,开展了地震剖面构造解析和区域地质综合研究。结果表明,三叠纪以来该区至少经历了3个成盆与改造期:印支期为挤压坳陷盆地,形成了和什托洛盖盆地的雏形;燕山期为伸展坳陷盆地,晚期遭受走滑-冲断改造,盆地现今南北对冲的构造格局基本形成;喜山期主要表现为先存断裂复活,盆地隆升并遭受强烈改造,最终形成现今的构造地貌形态。尽管不同成盆期的区域应力场和盆地性质各具特点,但各成盆期后期改造阶段的区域应力场特征基本一致,主要受盆地北缘谢米斯台山山前断裂向南冲断和达尔布特断裂左行压扭走滑所形成的压扭应力场控制。因此,和什托洛盖盆地总体是一个由区域应力场性质在中新生代发生多次改变所形成的走滑-冲断改造盆地。

新疆和什托洛盖矿区侏罗系软岩特性实验研究

以新疆和什托洛盖矿区沙吉海煤矿1号矿井第一开采水平为试点,综合采用物理力学性质试验、岩石吸水性质测试、电子显微镜扫描分析、X射线衍射分析等手段,对该区域内围岩特性开展了实验研究。揭示了该矿区内侏罗系含煤地层的围岩特性,为进一步研究其破坏机理积累了一定的基础数据。

和什托洛盖盆地水文地质特征及铀成矿远景

阐述了中新生代山间坳陷盆地——新疆和什托洛盖盆地的水文地质、水文地球化学特征,认为该盆地具有完整独立的地下水补给、径流、排泄系统,为正向水文地质、水文地球化学分带的渗入型盆地.盆地经历了长期的水文地质淋滤作用,存在含铀含氧水不断渗入补给,认为在地下水交替缓慢的水动力区有利于形成砂岩型铀矿,分析了盆地的铀成矿条件,并优选出铀成矿的有利地段.

新疆北缘和什托洛盖盆地构造演化与油气特征

通过新旧地震数据的对比和校正，应用盆地分析及盆山耦合的思想对和什托洛盖盆地进行了完整的构造解析，并应用平衡剖面技术对盆地进行构造演化分析，得到以下认识：（1）和什托洛盖盆地是一个位于主逆冲带上盘的挤压型次生盆地，它起源于西伯利亚板块、哈萨克斯坦微板块、准噶尔微板块的相互碰撞与错动；（2）盆地前期演化从属于准噶尔盆地，盖层发育可分为四个阶段：盆地初始发育期（T3-J1b）、盆地快速沉积期（J1s—J2t）、整体沉降时期（K）、边界断裂复活时期（E—Q），其中侏罗纪为盆地的主要成盆期，也是构造变形最大的时期；（3）盆地东部的和布克河凹陷及其周边地区为盆地最有望取得突破的优选勘探区。

和什托洛盖盆地石炭系太勒古拉组泥页岩岩矿特征

和什托洛盖盆地上石炭统太勒古拉组具有页岩气勘探潜力。为详细了解太勒古拉组泥页岩岩矿特征及其对页岩气勘探开发的影响,采用X射线衍射仪定量分析法,对其中的泥页岩岩矿特征进行了较全面的系统分析,结果表明太勒古拉组泥页岩具以下特征:(1)脆性矿物百分含量均值超过50%,表明可压裂性较好;(2)黏土矿物以伊利石和绿泥石为主,且随着伊利石含量的增多,伊/蒙间层含量大致呈相应降低的规律;(3)太三段泥页岩黏土矿物组合为高岭石+伊蒙混层+绿泥石+伊利石,加之其有机质镜质体反射率深部平均为1.15%,地表平均为1.20%,表明太三段已进入中成岩阶段;(4)黏土矿物、石英+长石及碳酸盐岩含量与井深相关性较差;盆地西南缘及东南缘脆性矿物含量略高于南缘,盆地北缘脆性矿物含量略低于盆地南缘,黏土矿物反之;(5)该组沉积于滨海环境,与川南筇竹寺组和龙马溪组海相泥页岩的形成环境不同。

新疆和什托洛盖煤田白杨河矿区煤质特征及煤相分析

据煤岩学和煤化学分析结果,分析研究区煤质特征和煤相类型。结果表明,研究区煤以高挥发分产率、低灰分产率和低水分含量为特征;显微组分以镜质组为主,惰质组次之和壳质组少见,揭示沼泽覆水较深,具相对还原的低位沼泽特征;煤相类型以潮湿森林沼泽相为主,湿地草本沼泽相次之,干燥森林沼泽相仅出现于中上部煤层。潮湿森林沼泽相和湿地草本沼泽相以相对富镜质组、具较高灰分产率和挥发分产率为特征;干燥森林沼泽相以相对贫镜质组、具较低灰分产率和挥发分产率为特征。

和什托洛盖盆地沙吉海地区砂岩型铀矿成矿条件分析

和什托洛盖盆地位于准噶尔西北缘大型逆冲褶皱带上,为一东西向转北东向展布的中新生代山间断拗型盆地。自上世纪五十年代起,铀矿工作者在盆地北缘发现了一批铀矿点,做了一些研究（林双幸,1997）,但未取得突破。2015年以来,通过对煤田测井资料进行“二次开发”,筛选具有自然伽玛异常的钻孔,以此为依据圈定找矿靶区,优选煤田测井高放射性异常钻孔进行钻探验证（金若时等,2014）。

新疆和什托洛盖盆地石炭系太勒古拉组泥页岩储层特征及含气性

和什托洛盖盆地石炭纪太勒古拉组是重要的页岩气资源潜力区,为详细了解其储层特征,利用钻孔和野外露头资料,结合测井、综合录井和分析测试数据,对太勒古拉组泥页岩岩矿特征、物性特征及储集空间等进行综合分析,总结泥页岩含气性特征。结果表明,太勒古拉组泥页岩脆性矿物含量大于60%,黏土矿物中伊利石含量大于50%,有利于页岩气吸附和后期储层改造;储层物性属低-特低孔隙度、特低渗透率,有利于吸附气的形成和保存;储集空间类型多样,包括粒内孔、粒间孔和有机质微孔,裂缝多为构造缝和成岩缝;现场解吸总含气量最高1.11 m^3/t,具很好的页岩气资源潜力。初步预测页岩气“甜点区”主要为太勒古拉组中上部,以寻找“裂缝型甜点”为主。

和什托洛盖盆地低熟煤系烃源岩生烃潜力及勘探前景分析

和什托洛盖盆地位于新疆准噶尔盆地西北部,是大型逆冲褶皱带的一个中新生代盆地。目前,该盆地内共完钻3口井,勘探程度较低,通过钻探和野外露头发现该区发育多套烃源岩,油气成藏条件复杂。应用油气地球化学方法和石油地质理论对盆地各套烃源岩开展评价,同时对盆地内沉积、构造、储盖组合及保存条件开展综合分析,取得的认识为:中、下侏罗统煤系烃源岩是一套优质烃源岩,分布广,厚度较大;烃源岩有机质丰度较高,生烃潜力较好;有机质类型主要为Ⅲ型与Ⅱ:型;有机质成熟度进入生烃门限,能够形成煤成低熟油及煤成气,具备较好的生烃条件。盆地发育多套储盖组合、不同类型的圈闭和复合输导体系,哈山推覆体下部二叠系烃源岩生成的油气能向盆地运移,具备油气运移、聚集、保存和成藏的有利条件,具有较好的油气勘探前景。