库车褶皱冲断带东秋里塔格位移转换构造及其演化——兼论侧断坡相关背斜构造圈闭的形成

库车褶皱冲断带东秋里塔格构造带发育与侧断坡有关的位移转换构造。东秋里塔格冲断层是一条北倾盲冲断层,其错移地层自西向东逐渐降低,从东秋5井以西的新近系膏盐岩转换至迪那201井的古近系膏盐岩再到迪那11井的侏罗系煤系,地震剖面上侧断坡形态清晰。侧断坡东、西断坪分别是新近系吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤系,侧断坡发育在煤上-盐下构造地层组合中。通过DQ99-196、DQ00-226、DQ00-263等构造演化剖面恢复计算,东秋里塔格构造盐上地层位移梯度向西约为103.72m/km,而盐下东秋—迪那段的位移梯度为61.65m/km。在上述地震剖面上,盐上背斜和盐下隐伏背斜的轴线位置发生了相对变化,后者自东向西逐渐向南发生偏移;野外露头观察,盐上背斜的褶皱作用也随之向西增强。在走向上,东秋里塔格构造具有构造分段性,表明侧断坡的位移量变化具有突发性。西段为库车塔吾构造,东段为东秋-迪那构造。库车塔吾构造的盐下隐伏背斜是受东秋里塔格冲断层控制的断层相关褶皱,前、后断坪分别位于吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤系,其隐伏的构造楔与南秋里塔格背冲断层组成库车塔吾三角带。东秋-迪那构造的隐伏背斜样式与库车塔吾段相似;但南翼缺乏背冲断层,不具备三角带形态。磷灰石裂变径迹测年表明,侧断坡的发育过程最早可以追索到康村期。东秋里塔格侧断坡相关背斜的形成与自北向南的盲冲断层和区域左行扭压复合作用有关。侧断坡相关背斜的主要构造特征是由侧断坡调节上、下滑脱层之间的应变差异,同时作为油气运移通道沟通气源岩和储层;其油气勘探意义是使得煤系烃源岩生成的天然气向上运移到侧断坡相关背斜构造圈闭如迪那2之中聚集成藏。

库车褶皱冲断带秋里塔格构造带东、西分段构造特征与油气聚集

近东西向的库车褶皱冲断带内发育近南北向的喀拉玉尔衮、康村和吐格尔明走滑断层 ,它们将库车褶皱冲断带尤其是作为前缘带的秋里塔格构造带分割成东秋里塔格、西秋里塔格和却勒塔格构造等段落 ;侧断坡在东、西构造分段上也起着重要作用。不同分段的构造特征存在较大的差异 ,其中东秋里塔格构造深部发育双重褶皱构造 ,浅部构造发育断展褶皱 ;西秋里塔格构造受近东西向走滑断层控制 ,发育南、北两排构造 ,剖面上表现为断展褶皱和滑脱褶皱特点 ;却勒塔格构造是典型的滑脱褶皱。就油气成藏而言 ,走滑断层是破坏油气聚集的主要因素之一 ;侧断坡相关背斜是库车坳陷油气勘探的新领域。

库车褶皱冲断带天然气成藏体系及有效运移优势通道

库车褶皱冲断带天然气成藏体系由侏罗系煤系烃源岩、侧断坡断层输导体系和侧断坡相关背斜构造圈闭构成 .相对于走滑断层而言 ,侧断坡断层是有效的天然气运移优势通道 .研究表明 ,侏罗系煤系生成的天然气通过侧断坡断层向上运移到白垩系巴什基奇克组侧断坡相关背斜的砂岩储集层聚集成藏 ,异常压力的幕式泄压可能是油气运移的主要方式 .克拉2、迪那 2、迪那 1和吐孜 1等气田的发现是库车褶皱冲断带天然气成藏体系的有效体现 .

塔里木盆地库车褶皱冲断带的构造特征与油气聚集

根据地面地质调查和地震剖面解释 ,认为库车褶皱冲断带具有分带组合的构造特点 ,即由南侧的滑脱褶皱和北侧的断展褶皱相互匹配 ,实例有喀桑托开背斜与吉迪克背斜、吐孜麻扎背斜与大宛齐背斜、亚克里克背斜与米斯坎塔格背斜以及东秋里塔格背斜与亚肯背斜等 .除了南北分带、上下分层和东西分段特征外 ,库车褶皱冲断带还具有构造分块特点 ,自西向东依次可分却勒、克拉、迪那和阳霞 4大区块 .

南天山库车褶皱冲断带构造几何学和运动学

印度板块与欧亚大陆的汇聚作用和持续碰撞使中亚内陆沿天山、昆仑山、阿尔金山发生变形 ,山脉前沿发育褶皱冲断带。南天山库车褶皱冲断带中段库车河地区发育 3～4排东西走向的逆冲 (掩 )断层和相关褶皱 ,逆冲 (掩 )断层由北向南扩展 ,断层和褶皱的形成时代自北向南逐渐变新 ,北部山前带的变形发生于前中新世 ,南部秋立塔克背斜带和亚肯背斜带的变形时代为上新世 (5 2± 0 2Ma)。通过构造几何学和运动学分析 ,作者提出了库车褶皱冲断带的构造变形方式和演化模型。

南天山库车褶皱冲断带的伸展构造

为利于库车地区天然气的勘探与开发,对该区构造提出了一些不同的认识。通常认为,自渐新世晚期至今,南天山库车地区一直处于南北向挤压构造环境。但实地考察发现,新生界地层不仅被推覆构造卷入,而且亦有受到南北向拉张构造的改造,发育有5种伸展构造:挤缩地质体后部的块断伸展构造(块断构造)、挤缩地质体的反向伸展构造(反向正断层)、挤缩地质体的横向伸展构造(横向正断层)、挤缩地质体的反转伸展构造(负反转构造)、挤缩地质体隆起部的裂陷伸展构造(正地堑)。收缩与拉伸构造的关系表现为,在同一地段,早时挤缩褶冲,后时伸展块断,先后复合;在同一时段,前缘挤缩冲断,后缘伸展正断,前后并列。南天山构造地貌景观表明,通常被否定的我国西北地区含油气盆地的伸展构造是实在的,且与推覆构造相随相伴。

库车褶皱冲断带克拉苏三角带及其油气潜力

塔里木盆地库车褶皱冲断带克拉苏构造带在古近系膏盐岩之下发育克拉苏三角带 .克拉苏三角带发育时代约在中新世中期 ,位于古近系膏盐岩和侏罗系煤系之间 ,为Ⅱ类三角带 .上新世时 ,该三角带底部被突破 ,库车褶皱冲断带前缘扩展至秋里塔格构造 .克拉苏三角带的发展与超压封套的发生有关 ;突破层位在伊 -蒙混层向伊利石的转换边界 .克拉苏三角带深层是有利的油气勘探目标 .

库车褶皱冲断带克拉苏三角带的位移转换构造

根据对库车褶皱冲断带的地面地质调查和地震反射剖面的解释表明 ,库车褶皱冲断带克拉苏三角带发育垂直构造走向的位移转换构造 .在地面上 ,位移转换构造分别表现为库姆格列木、巴什基奇克和开依雷艾肯背斜以及吐孜麻扎、喀桑托开和吉迪克背斜构造的走向侧接构造样式 ;在地下表现为库 -巴冲断层、喀桑托开冲断层的断距的反接关系 .位移转换构造发育的动力学背景可能与南天山重力滑动构造有关 .

库车褶皱冲断带西段盐底辟成因机制

库车褶皱冲断带是由印度板块和欧亚板块碰撞形成的新生代再生前陆盆地,沉积古近系和新近系两套盐岩,在其西部发育盐底辟构造。根据野外地质调查、地震剖面解释以及平衡剖面制作,探讨了库车褶皱冲断带盐底辟的成因机制。库车褶皱冲断带盐底辟分为两种类型:沿喀拉玉尔滚走滑断层发育的点状盐底辟构造——盐栓;发育在吐孜玛扎地区的线状盐底辟构造——盐墙。库车褶皱冲断带西段盐上生长地层主要发生在库车组中段沉积期及以后,库车组中段发育角度不整合面,反映盐底辟的形成。盐栓受走滑作用的控制,为走滑拉张作用的产物,而盐墙受库车组中段及其后差异压实作用的控制,受挤压作用的改造。

重力负载对库车褶皱冲断带盐构造的影响

库车褶皱冲断带新生代沉积了库姆格列木群和吉迪克组2套盐岩,发育复杂的盐构造,重力负载对其形成和发育具有重要影响。利用水压头分析方法,分析了重力对库车褶皱冲断带盐构造的影响。重力负载对盐岩流动的影响包括重力扩张和沉积负载2种,重力扩张作用由盐岩受自身重力控制,而沉积负载作用由上覆沉积物重力作用控制。水压头分析表明在盐岩高程大的地方,其沉积负载往往更小。在重力扩张和沉积负载共同作用下,库车褶皱冲断带不会发生由盐岩自身重力而形成的重力扩张,重力负载对库车褶皱冲断带盐岩的影响仅表现为沉积差异负载作用。

天山南麓库车晚新生代褶皱-冲断带

库车褶皱冲断带位于天山南麓,由近东西走向的多条构造带组成。三叠系暗色泥岩、侏罗系煤层、古近系库姆格列木组膏盐层和新近系吉迪克组膏盐层构成库车褶皱冲断带的区域性主滑脱面。褶皱冲断带底面由北向南逐渐抬高。褶皱冲断带主体发育盖层滑脱-冲断构造（薄皮构造）,基底卷入型冲断构造（厚皮构造）见于北缘的根带。新生界膏盐层之上构造变形以滑脱褶皱为特色,之下以冲断构造为特色。库车褶皱冲断带是印度-亚洲碰撞远程效应下,（南）天山晚新生代造山过程的产物。褶皱冲断带构造变形的动力来源主要是造山楔向塔里木盆地推进所形成的挤压构造应力。褶皱冲断带构造变形的起始时间为约23Ma,构造变形具有阶段式加速的特点,已经识别出约23Ma、约10Ma、5～2Ma和1～0Ma共4个变形加速期。褶皱冲断带的演化过程为前展式,褶皱冲断带前锋向南推进的同时,后缘持续变形。

库车冲断带新生代地壳缩短与扩展及对天山盆山作用过程的启示

造山带-前陆盆地系统中前陆盆地内同造山沉积和变形记录为理解相邻造山带隆升、扩展及侵蚀过程提供了重要依据。前陆褶皱冲断带广泛发育于中亚天山山脉周缘,为进一步理解新生代天山隆升扩展过程中前陆冲断带地壳缩短分布及变形前锋向盆地扩展过程与机制,基于库车冲断带东部3条高分辨率地震反射剖面分析冲断带新生代地壳缩短空间分布特征。结合冲断带内主要逆冲断层及背斜变形启动时间,进一步厘定库车冲断带变形前锋向盆地扩展过程及速率。结果表明:(1)库车冲断带总地壳缩短向西增大;(2)冲断带内发育于区域性滑脱层上次级逆冲褶皱带累积的地壳缩短,具向盆地方向减小特征,符合由“缩进”机制控制下的地壳缩短分布模式;(3)晚新生代以来库车冲断带变形前锋向盆地幕式扩展,该扩展过程在~12Ma后显著加速。天山周缘其他前陆冲断带观察到类似幕式扩展过程,扩展阶段及速率存在显著时空差异。研究成果有助于进一步认识新生代以来中亚地区远离板块碰撞边界大型造山带隆升扩展中前陆冲断带地壳缩短变形累积扩展过程及相关机制。

库车前陆褶皱—冲断带基底断裂对盐构造形成的影响

地震剖面解释和构造物理模拟实验表明,库车前陆褶皱—冲断带前古近系基底构造对上覆盐构造的形成演化有重要的控制作用。位于冲断带前缘的秋里塔格构造带西段前古近系基底表现为古隆起形态,并发育有丰富的基底断裂和盐构造。基底断裂大多表现为逆断裂,其走向与地表山系基本一致,倾向主要为NNW和SSE,具有较明显的分段特征。古近系库姆格列木组膏盐层塑性流动变形形成的盐构造主要有盐枕、盐推覆、盐焊接和鱼尾构造等。前古近系基底断裂通过影响古近系库姆格列木组膏盐层的塑性流动方式和平面展布特征,进而控制盐层及上覆层的构造变形过程,最终导致在盐层和上覆层形成了大量形态各异的盐相关构造。

库车前陆褶皱冲断带中段第三系盐枕构造

本文旨在探讨库车前陆褶皱冲断带盐枕构造的类型、分布、成因机制及其与油气聚集的关系。通过地震反射剖面的解释和石油地质条件综合分析 ,认为库车前陆褶皱冲断带由北而南依次发育残留盐枕、非稳态盐枕和稳态盐枕等 3类盐枕构造 ,沿克拉苏构造带和西秋立塔克构造带呈长条形带状分布 ,其成因受重力滑动、重力扩展、区域挤压和塑性流动作用的联合控制。从盐枕构造的演化序列和分布特征看 ,该区盐枕构造的主要特点表现为 :北部盐枕形成较早 ,稳定性差 ,出现残留盐枕 ,盐枕规模较小 ;南部盐枕形成较晚 ,稳定性较强 ,形态相对完整 ,规模较大。库车前陆褶皱冲断带盐枕构造与油气聚集密切相关 ,伴随盐枕构造的形成 ,发育大量盐相关油气圈闭构造 ,沿盐枕构造成带状分布 ,同时盐枕构造巨厚的盐岩层为油气聚集提供了良好的封闭条件。

库车前陆褶皱冲断带前缘滑脱层内部变形特征

古近系库姆格列木组和新近系吉迪克组膏盐层构成了库车前陆褶皱冲断带的区域滑脱层。在褶皱冲断带前缘,膏盐层发生塑性流动,其内部形成多种构造样式。根据野外考察、地震剖面解释和钻井资料识别出的膏盐层内部构造变形样式主要包括盐枕、盐墙、盐推覆、鱼尾构造、盐焊接(断层焊接)、盐缩颈、透镜状增厚和盐垛等盐构造。盐构造在形成时间上具有一定的演化序列,库车前陆褶皱冲断带总体表现为由北向南迁移,前缘秋里塔格构造带则是从西往东迁移,盐推覆、盐焊接、盐枕等构造形成时间较早,盐墙形成较晚,东秋地区的盐构造形成时间整体较西段和中段晚,规模也较小。

库车前陆褶皱—冲断带盐构造差异变形和分段性特征探讨

通过野外地质调查、GIS分析、三维可视化分析、盐相关构造变形样式的探讨、平衡剖面分析以及缩短量和缩短率的估算,表明库车前陆褶皱—冲断带盐构造具有明显的差异变形和分段性特征。差异变形主要表现为纵向上不同层次变形的差异性以及平面上构造变形的分带性与分段性。段与段的分界一般为走滑断层,在野外可见大量断层三角面、擦痕、阶步、错断的山脊和河谷等现象,地貌GIS分析可以揭示一些构造分段的细节特征,三维可视化反映了隐伏的残留盐枕的分段性。不同的段具有迥然不同的构造变形样式,平衡剖面分析可以估算出不同段落缩短量和缩短率的明显差异。盐构造差异变形和分段性的形成一方面受控于天山造山带的分段性活动过程,还和盐岩层本身的沉积学特征及盐体展布格局有关,同时还明显受到基底构造的控制,与基底古隆起、基底断裂及古构造断坡的发育密切相关。

库车前陆褶皱—冲断带前缘盐构造分段差异变形特征

库车前陆褶皱-冲断带前缘秋里塔格构造带发育大量盐构造,其类型丰富多样。根据野外露头、钻井和地震资料识别出的盐构造样式主要有盐推覆、盐枕、盐墙、盐焊接、鱼尾构造、盐撤凹陷、突发构造、断层传播褶皱、断层转折褶皱和三角带构造等。秋里塔格构造带盐构造变形表现出明显的分段差异变形特征,其中西段却勒地区以古隆起(盐下)—盐枕(盐层)—逆冲推覆构造(盐上)为主;中段西秋地区以构造斜坡(盐下)—盐墙(盐层)—断层传播褶皱、向斜(盐上)为主;东段东秋地区则以断层转折褶皱(盐下)—盐推覆(盐层)—断层传播褶皱(盐上)为主。造成这种盐构造分段差异变形的主要控制因素包括基底断裂、含盐层系、构造转换带和变形空间等方面的差异性,其中基底构造和含盐层系的差异性起主导作用。

盐层厚度对褶皱拼接样式的影响——以库车褶皱-冲断带西段前缘背斜带为例

本文综合利用钻井、地震反射剖面、遥感卫星影像和数字高程模型数据,分析了库车褶皱-冲断带前缘盐层厚度的变化特征及其对背斜样式(波长W)、褶皱拼接样式的影响。研究表明,秋里塔格构造带由于下伏盐层初始厚度约1.0km,且存在大量外来盐岩流入,发育延伸大约300km的背斜带;其背斜初始波长约22km,枢纽间距(D)达到10.3km的背斜也能发生斜向拼接。然而,喀拉玉尔滚构造带下伏盐层初始厚度为0.1~0.9km,且由西往东减薄;它主要由雁列式背斜构成,背斜波长较小(大约7~11km)。由于下伏盐层厚度不同,背斜核部断层发育特征也存在明显差异,导致枢纽间距(D)为6.5km的中喀、南喀背斜发生斜向拼接,而枢纽间距较小(D=6.1km)的北喀背斜却成为孤立背斜。因此,我们认为盐层的厚度不同导致了褶皱波长和断层发育特征的差异,进而影响背斜之间能否发生拼接。本文的研究结果需要得到进一步深入研究的验证,但势必将有助于加深对于挤压环境下盐构造变形样式及其对褶皱发育的控制作用的理解。

库车褶皱-冲断带前缘盐层厚度对滑脱褶皱构造特征及演化的影响

库车褶皱-冲断带前缘发育一系列滑脱褶皱,虽然卷入变形的新生代地层及底部滑脱层(古近系盐层)相同,但滑脱褶皱的构造特征及演化存在显著差异。文中结合野外地质调查结果以及钻井资料和高品质二维地震反射剖面解析,以南喀背斜和米斯坎塔克背斜为例,估算出盐层初始厚度,并讨论其对于滑脱褶皱样式及其演化过程的影响。结果表明,南喀背斜和米斯坎塔克背斜下伏盐层初始厚度不同,估算出前者厚度介于0.1~0.5km,主要为0.1~0.3km,而后者却大约为1.0km。与此同时,南喀背斜和米斯坎塔克背斜均表现出分段差异变形特征。南喀背斜为低缓的滑脱褶皱,其东段隐伏地下,变形方式为褶皱作用;而西段出露地表,背斜核部发育隐伏的逆冲断层,变形方式为褶皱作用和断层作用。背斜西段平均隆升速率大于东段,导致西段隆升出露地表。米斯坎塔克背斜表现为大规模滑脱褶皱,根据变形特征的不同可以分为3段,东段背斜倾向北,盐岩在其核部及北翼下方聚集加厚;而中—西段背斜倾向南,其中中段背斜核部位置盐岩聚集加厚,两翼下伏盐岩减薄甚至形成盐焊接。而在西段背斜呈箱状,两翼下方盐岩厚度至少为1.0km。笔者总结出库车褶皱-冲断带前缘发育的7种滑脱褶皱变形样式,通过构造分析得出,研究区滑脱褶皱的变形主要受盐层厚度、构造缩短量及盐岩流动变形共同控制,其中盐层厚度起主导作用,控制了滑脱褶皱的发育位置,并影响了滑脱褶皱的变形样式。研究结果将为其他褶皱-冲断带中滑脱褶皱的相关研究提供重要参考,特别是在缺少高品质地震资料,或者构造变形强烈、地震资料品质较差的地区。

库车冲断带秋里塔格构造带东段构造样式与构造演化

秋里塔格构造带位于库车褶皱冲断前缘,其东段包括东秋里塔格背斜和库车塔吾背斜。野外调查和地震剖面解释表明:秋里塔格构造带东段盐下发育断层转折褶皱;盐上东秋里塔格背斜为滑脱箱状背斜,库车塔吾背斜核部为南倾逆冲断层所破坏。演化剖面显示秋里塔格构造带东段在侏罗纪断陷期发育了正断裂,其后为平静期,直到库车晚期后逆冲断层和褶皱快速发育,背斜最终形成。膏盐岩及古构造对构造变形具有重要影响,一方面作为滑脱层,分割了盐下层与盐上层,导致二者形成不同的构造样式;另一方面塑性流动充填于背斜核部。由于膏盐岩的厚度差异,东秋里塔格背斜盐上发育褶皱,而库车塔吾背斜核部被逆冲断层破坏,膏盐层厚度还影响了膏盐层上下构造高点的相对位置。盐下构造的发育受侏罗纪古构造控制,进而影响了盐上构造的发育。