塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制

基于系统的地震剖面解释及其与塔中地区的对比,本文探讨了塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制。玛东断裂带是一条宽阔的北东向盖层滑脱型褶皱冲断带,前展式向东南扩展,冲断作用发生在奥陶纪末。巴东断裂(吐土休克Ⅱ号断裂)为北西向基底卷入型冲断带,奥陶纪末和中二叠世末发生冲断。巴西断裂和塔参2井南断裂是海西期的正断层。塔里木古板块古生代的发育受邻侧的造山带演化制约,近东西向和北东向断裂奥陶纪末的冲断是继承基底构造发育的。塔中地区的近北西向断裂是晚寒武世的新生断裂,加里东运动可分为两幕:奥陶纪末的冲断(艾比湖运动)和晚志留-中泥盆世的冲断—走滑,后者向西明显减弱。塔里木西部的部分北西向断裂(如康西断裂)可归入塔中北西向断裂系。北东向的玛东断裂带是其西的向北(东)冲断的吐木休克断裂带与其东的向南偏东冲断的塔中8-1井—塔中5井断裂带之间的调节断层。

塔里木西部古生代层序地层特征

塔里木西部在古生代地质演化过程中,由于构造活动、海平面升降变化、沉积物供应速率等因素变化,造成了不同形式和不同级别的沉积间断,其产物———不整合面是建立该区层序地层格架的关键。研究区古生代大体经历了(寒武—奥陶纪)海进→(志留—泥盆纪)海退)→(石炭纪)海进→(二叠纪)海退的沉积旋回,形成了特征各异的层序序列。研究表明,其中Ⅰ级不整合面(层序面)有前震旦系顶界面、奥陶系顶界面和古生界顶界面。根据地面剖面、钻井和地震资料以及不整合面的特征和级别,首次在古生界识别出2个Ⅰ级层序、6个Ⅱ级层序和12个Ⅲ级层序。Ⅰ级层序是在不同的构造背景和沉积条件下形成的。Ⅱ级层序尽管特征各异,但一般均有四种基本叠置方式组成,即退积、进积、加积和上超。Ⅲ级层序一般由层序界面、海侵面和最大海泛面所限定的体系域组成,均发育TST和HST,有时出现SMST和LST。不同的体系域和沉积相控制着烃类生储盖层的分布,TST与生油层和储集层的形成有关,而HST多与盖层和储集层的形成有关。

塔里木西部白垩系——古近系沉积成岩演化特征

在塔里木盆地西部上白垩统—古近系中可识别出7种具典型成因意义的高频旋回层序,根据垂向上的有序叠加方式,可以建立起一个由5个Ⅳ级旋回层序、2个Ⅲ级旋回层序和一个Ⅱ级旋回层序组成的特征层序地层格架.它基本上控制着研究层位中不同沉积相和生储盖组合的时空展布特征.上白垩统在盆地西南缘形成了较厚的高水位体系域开阔台地相灰岩储层,但成岩特征受海水成岩环境控制,胶结作用强烈,致使储层呈低孔低渗特征.古近系在帕米尔山前主要为一套冲积平原-河流沉积体系产物,从中可划分出4种有利的沉积-成岩相带.由于该碎屑岩均处于早成岩阶段B期,成岩环境呈酸性,储集性能明显优于上白垩统灰岩储集层.

塔里木西部石炭—二叠纪沉积体系特征

对塔里木西部地区３０余条剖面及钻井资料的全面系统分析研究，结合地震资料，认为石炭－二叠纪为一个完整的海进至海退旋回。在海进初期和海退末期为碳酸盐岩和碎屑岩混积时期，用＂混积陆棚＂的概念，将石炭－二叠系划分为下石炭统（个别地区的下二叠统下部）混积陆棚沉积体系；上石炭统至下二叠统下部为碳酸盐岩台地沉积体系；下二叠统上部至上二叠统为陆源碎屑沉积体系。

塔里木西部石炭—二叠纪沉积体系特征

对塔里木西部地区３０余条剖面及钻井资料的全面系统分析研究，结合地震资料，认为石炭－二叠纪为一个完整的海进至海退旋回。在海进初期和海退末期为碳酸盐岩和碎屑岩混积时期用“混积陆棚”的概念，将石炭－二叠系划分为下石炭统（个别地区的下二叠统下部）混积陆棚沉积体系；上石炭统至下二叠统下部为碳酸盐岩台地沉积体系；下二叠统上部至上二叠统为陆源碎屑沉积体系。

塔里木盆地西部喀什地区新生代褶皱冲断带构造解析

基于纵贯喀什地区4条地震剖面的精细构造解析,建立了喀什地区新生代褶皱冲断带的构造地质模型,认为该区新生代晚期不仅受南天山造山带南冲挤压的控制,也受到来自西昆仑的北冲推覆作用的影响,从而将喀什地区的冲断构造划分为北部的"南天山前陆冲断系统"(西段可称"阿图什前陆褶皱冲断带")和南部的"西昆仑前陆冲断系统"两部分。通过平衡恢复技术,定量计算了这两部分的最小水平构造缩短量分别为43.7 km和4 km,剖面总的缩短率为50%。综合构造演化序列和保存条件分析,认为北部深层成藏条件较好,优质储层是否发育是钻探成功的关键因素。

塔里木盆地西部鸟山地区断裂的主要特征和活动时代

基于一系列地震剖面解释,发现塔里木盆地西部东西向的鸟山深部断裂(及其北的罗斯塔格深部断裂)白垩纪发生向北的冲断,向下收敛于中—下寒武统膏盐层;鸟山浅部断裂更新世向北冲断,可延至全新世。鸟山东断裂主要在白垩纪发生右行剪切,与北西向的海米塔格深部断裂共同构成东西向冲断带中的变换构造带。鸟山北断裂中新世发生右行走滑,在北西向断裂的冲断活动中起了剪切变换作用。鸟山及邻区晚中生代以来的构造样式,可总结为2套不同方向的冲断系及与之配套的2套剪切变换系。据此认为该地区的油气前景不容乐观,并对断裂发育区的油气勘探提出了若干建议。

新疆塔里木板块西部瓦吉里塔格地区二叠纪超镁铁岩的岩石成因与岩浆源区

瓦吉里塔格地区位于塔里木板块西部,前人在此区发现了晚二叠世形成的6个爆破角砾岩筒和32条岩脉。爆破角砾岩筒属火山口相和火山管道相,脉岩属次火山相。爆破角砾岩筒由角砾和胶结物组成。角砾的主要类型是纯橄榄岩、橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩等;胶结物主要是麦美奇岩和苦橄岩。据岩石化学组成和液相线橄榄石的Fo分子确定的原生岩浆的MgO含量分别是18.78％和18.8％。它们的CaO/Al_2O_3平均值为3.9,Al_2O_3/TiO_2平均值为2.6。这些超镁铁岩都富集LREE、大离子亲石元素和Nb、Ta,而重稀土元素贫化,并有Zr、Hf负异常,不同样品间∑REE和(La/Yb)_N的差异反映了橄榄石和单斜辉石堆晶作用的影响,依据实验岩石学研究成果,熔融深度应为450km～650km。副矿物组合异常复杂,其中,刚玉的结晶深度有可能大于575km,它们的ε_(Nd)(t)=+3.3～+5.4,ε_(Sr)(t)=-4.27～-10.78,^(206)Pb/^(204)Pb=18.47～22.78,^(207)Pb/^(204)Pb=15.52～15.90,^(208)Pb/^(204)Pb=38.45～39.62。Nd、Sr、Pb同位素组成与洋岛玄武岩和一些地幔柱组分相同或相近。综合各方面的研究成果可以证明,这些超镁铁岩很有可能源自于核一幔边界之上的D^n层,源区本属于亏损型地幔,但在岩浆生成前不久被富含轻稀土元素和大离子亲石元素的流体交代。

塔里木盆地西部巴什托普断裂的主要特征及其油气勘探意义

巴什托普断裂经历了两期变形。早期变形发生在中生代(或中生代末),沿中寒武统膏盐层发生的顺层滑动在上盘形成断层转折褶皱,之后发生冲断并伴有断层传播褶皱发育。由于南天山冲断带向南扩展(始自始新世晚期在中新世达到高潮)时该断裂带不活动,巴楚断隆南界的西段由中生代的巴什托普断裂北移至色力布亚断裂带。晚期变形发生在更新世,向南冲断,属西昆仑前陆褶皱冲断带中低级别的背冲断层。该地的生储盖条件较好,是相对的低应变区,因而是有利的油气勘探区。

塔里木盆地西部康克林组沉积期生物礁滩体——以柯坪地区苏巴什露头剖面为例

塔里木盆地西部石炭纪—二叠纪发育具有良好油气勘探前景的生物礁滩体。以柯坪小区苏巴什剖面中发育的康克林组为例,并结合麦盖提小区莎车县和什拉莆剖面、阿合奇小区阿克苏四石厂剖面,对生物礁滩体类型及特征做了深入的研究,在横向上对康克林组或相当于康克林组发育的礁滩体进行了详细的岩性、岩相对比研究,在此基础上建立了研究区礁滩发育的碳酸盐岩沉积模式。研究结果认为:(1)柯坪苏巴什剖面康克林组中发育的生物礁灰岩属于原生礁岩,为台地边缘和台内浅滩生物礁滩相带沉积,分布范围广阔;(2)塔西地区康克林组沉积早期与晚期具相异的沉积环境,区域相带的迁移特征反映了海平面升降变化和古地形对沉积格局的控制;(3)康克林组沉积期生物礁滩体在塔西地区广泛发育,横向上具良好的可对比性,是塔里木盆地西部重要的勘探目的层系之一。

塔里木盆地西部地区主要石油地质特征及油气远景

研究区构造上属中央隆起的巴楚断隆东北部和北部坳陷的阿瓦提凹陷南部。文章详细剖析了烃源岩的时代和类型,提出寒武-奥陶系的暗色泥岩、碳酸盐岩和石炭系的暗色泥岩、碳酸盐岩是区内的两套主要烃源岩。在论述了储集条件(7大套好或中等储层)、保存条件(10套Ⅰ类和Ⅱ类盖层)、生储盖组合形成(5套储盖组合)和吐木休克断裂活动(两期重大的冲断活动)的基础上,认为该区的油气藏形成时期主要受控于储盖组合形成期、圈闭形成期和排烃期,因而本区的主要成藏期是二叠纪末和新近纪。据此对研究区的油气远景进行了评价,提出和田河下游断鼻构造带和巴东4井区背冲构造是近期的勘探靶区。

塔里木盆地西部卤水地球化学特征及成钾远景预测

在塔里木盆地的地质发展史上,尤其是在白垩纪和第三纪,经历了多次新特提斯海的海进和海退,带来了大量成盐物质,再加上后期持续干旱的气候条件和适宜的岩相古地理条件,使塔里木盆地沉积了一套厚层石盐岩、膏泥岩、碳酸盐岩以及泥质岩等,为钾盐资源的形成奠定了一定物质基础,同时由于受地质构造和中生代盆地断裂的控制所形成的若干次级盆地,加上适宜的古地理环境,使其具备了钾盐矿床形成的基本条件。通过野外实地考察取样,采集岩盐及卤水样品共300多件,用于实验分析的共142件(卤水43件)。通过对塔里木盆地西部卤水的地球化学特征分析,讨论了寻找钾盐的直接指标K+含量和各种地球化学特征系数,探讨了塔里木盆地的成盐模式、卤水浓缩阶段和成钾可能性,得出:塔里木盆地的钾盐远景区是喀什凹陷和阳霞凹陷;依据溴和硼含量以及各种特征系数值与正常卤水浓缩值比较,可知塔里木盆地是溴和硼等微量元素含量较少的地区,不能完全依靠这些特征参数来判断塔里木盆地的卤水浓缩程度和钾盐资源状况,同时也说明了塔里木盆地是一个成盐环境相对比较复杂的地区。

塔里木盆地西部吐木休克断裂带的主要特征和构造演化

塔里木盆地西部的吐木休克断裂带是中央隆起(前身是晋宁期碰撞造山带)的次级单元巴楚断隆与北部坳陷的次级单元阿瓦提凹陷之间的分界。本文以大量的地质和地球物理证据,证明它是一条内部结构复杂且切穿地壳的深断裂。结合区域构造演化恢复了断裂发育史,指出它经历过三期重大的冲断活动,分别发生在加里东期、海西期和新近纪。新近纪的冲断与巴楚断隆的南界断裂带有相同的构造样式,可分为两幕:中新世的冲断受制于南天山前陆冲断带的向南扩展,更新世的冲断主要受制于西昆仑前陆冲断带的向北扩展。吐木休克断裂带的东西走向段和北西走向段的构造特征尚有若干差异,前者在加里东期活动较强,反映了构造的继承性;北西走向段则是加里东期出现的新生构造,在海西期进一步发展,更新世时因被卷入西昆仑的前陆冲断作用,表现出强烈而复杂的变形。

塔里木盆地西部的新生代断裂活动

研究区以塔里木盆地西部的巴楚隆起为核心,包括其南侧的麦盖提斜坡和北侧的北部坳陷（阿瓦提凹陷）。这里新生代断裂异常发育。以鸟山-古董山地区为重点,通过精细的地震剖面解释,在塔里木盆地西部识别出5期新生代断裂活动,分别发生于：白垩纪末-古近纪初（ca.65Ma）、中新世末-上新世初（ca.5Ma）、上新世末-更新世中期（ca.3～1.5Ma）、更新世中-晚期（ca.1～0.1Ma）和全新世（ca.0.01Ma）。中寒武统和古近系膏盐层构成了研究区的2个主滑脱面。ca.65Ma的冲断受控于基墨里中间大陆与亚洲大陆碰撞的远程效应;ca.5Ma、ca.3～1.5Ma、ca.1～0.1Ma和ca.0.01Ma的断裂活动（包括滑脱断层、冲断层、走滑断层和正断层）均受控于印度-亚洲碰撞的远程效应。晚新生代（中新世以来）的断裂活动以脉动式冲断为特征,两次相邻脉动式冲断之间为时间不等的短暂的构造间歇期;间歇期构造平静,甚至可以形成正断层。

塔里木盆地西部南北向构造的发现及其意义

塔里木盆地是介于青藏高原和天山造山带之间的一个刚性块体,前人在盆地内部相继发现了平行于周边造山带的构造和近东西向构造,并且对这些构造的特征、形成和演化进行了深入研究,但在塔里木盆地始终没有发现南北向构造。本次在塔里木盆地西部发现的南北向构造为断层转折褶皱和断层传播褶皱,主要形成于晚二叠世,反映了塔里木盆地在晚二叠世曾经受到来自西部的挤压作用。在印度板块与欧亚板块碰撞的远距离效应影响下,吐木休克断裂带附近的南北向构造自古近纪以来又重新活动。

塔里木盆地西部古盐岩同位素地球化学与成钾预测研究

我国钾盐资源紧缺，寻找优质大型钾盐矿床一直是国家资源普查的重要目标之一。塔里木盆地在其地史发展过程中，曾与广海相通，多期海水的侵入和间断，以及适宜的构造、古地理环境具备成钾的基本地质条件，因此一直被列为我国寻找古钾矿的重点地区。为了更准确地判断其成盐的海陆相特征，即成盐物质的主要来源，以及岩盐沉积之前的古卤水蒸发浓缩阶段，预测更有前景的成钾远景区，论文选择了蒸发岩沉积序列中的石膏及石盐矿物，分别分析了其硫同位素及氯同位素分布特征。结果表明，非还原环境下沉积的石膏硫同位素可以准确判断盐岩沉积的海相、陆相和海陆交互相沉积特征，氯同位素可以判断岩盐的沉积阶段。应用这两个同位素新指标分析，塔里木盆地西部喀什次级构造凹陷晚白垩世盐岩沉积接近海相沉积类型，而且岩盐沉积阶段较晚，是一最有利成钾远景区。

塔里木盆地西部寒武——奥陶系储层分布特征

塔里木盆地西部在寒武—奥陶纪大体经历了两次一定规模的海侵-海退沉积,并相应形成了由4个三级旋回层序和2个二级旋回层序构成的层序地层格架.它不仅控制着不同沉积相的平面展布特征,而且控制着生储盖组合的时空分布规律.下寒武统肖尔布拉克组与吾松格尔组的高水位体系域局限台地相沉积,早期普遍经历了白云岩化作用,及后期大气淡水淋溶的综合改造,形成了平面上展布非常稳定的优质针孔状碳酸盐岩储集层段.奥陶系储层主要形成于高水位体系域开阔台地相、台地边缘相和藻滩相中,由于受海水成岩和埋藏成岩环境影响,胶结作用发育,致使储层整体面貌呈Ⅳ类差储集层.

塔里木盆地西部盐矿点卤水地球化学特征及成钾预测

在塔里木盆地的地质发展史上,发生了多次的海进和海退,带来了大量的成盐物质。而且,由于极度的干旱,沉积了大量的岩盐,有望在塔里木盆地找到钾盐。通过野外工作,发现在塔里木盆地西部有大量石盐和盐泉卤水出露。笔者基于地质概况和岩相古地理特征的介绍,通过对采自塔里木盆地西部卤水样品的化学分析,讨论了其地球化学参数及成钾可能性。根据卤水样的分析结果得出:大多数卤水都是从厚层的岩盐中淋滤出来的,岩盐主要是氯化物型,这种类型的岩盐表面上都没有达到钾盐沉积的阶段;其次,根据Br和K含量表明WSKL(乌克沙鲁)已经有钾盐沉积的显示,是一个值得注意的地方,应该把重点放在这个区域;最后,由于原始沉积的原因,塔里木盆地Br含量普遍很低,这一点通过实验结果和收集到的资料已经得到了证实,不能单纯地依据Br指数来判断岩盐的沉积阶段,必须寻找除海相成钾以外的其他的成钾模式。

塔里木盆地西部层序地层格架控制下的石炭系沉积成岩演化特征

根据高频旋回层序在长周期旋回层序内的有序叠加方式可在研究区石炭系中划分出3个Ⅲ级旋回层序和2个Ⅱ级旋回层序。其中Ⅲ1和Ⅲ3旋回层序为海侵体系域,Ⅲ2为高水位体系域,它们共同构成了研究区的层序地层格架并且控制着沉积相和生储盖组合的时空展布特征。由于受成岩历史差异性和不同成岩环境的影响,石炭系碎屑岩和碳酸盐岩储集岩成岩特征和储集性能在巴楚隆起区和麦盖提斜坡区均存在明显差异,且分布在斜坡区的储层物性明显优于隆起区同层位的储层,是近期有利的的勘探区域。

塔里木盆地西部鸟山—古董山地区断裂构造分析

鸟山—古董山地区位于塔里木盆地西部,巴楚隆起与麦盖提斜坡之间,鸟山、玛南、玛扎塔格、古董山和罗斯塔格构造带在此交汇,附近还发育与之密切相关的沙陇断裂,十分引人注目。鸟山—古董山地区的主干断裂形成于晚白垩世,包括鸟山、罗斯塔格和玛扎塔格晚白垩世冲断构造带和玛南晚白垩世走滑断裂带,玛南断裂是玛扎塔格构造带与鸟山和罗斯塔格构造带之间的调节断层。该期构造变形受控于南羌塘和拉萨地块与亚洲大陆之间的碰撞造山作用。鸟山—古董山地区的断裂构造于中新世末基本定型。因帕米尔突刺楔入于塔里木和卡拉库姆之间,在塔西南地区形成一系列走滑断裂,包括玛扎塔格—罗斯塔格中新世末走滑断裂,古董山断裂是其派生断层。晚白垩世是研究区构造和圈闭的关键形成期,上新世晚期—全新世早期以古近系底部膏盐层为主滑脱面的滑脱—冲断构造保护早期形成的圈闭和油气藏。鸟山和玛扎塔格构造带是研究区最有利的油气勘探区带,玛南构造带是重要的油气运移通道。