非洲西海岸里奥-德雷盆地泥底辟平面地质结构特征研究

位于西非尼日尔三角洲盆地东缘的里奥-德雷盆地发育了大规模泥底辟,其活动时间和形成机理存在一定争议。基于对里奥-德雷盆地三维地震剖面的精细解释和平面成图,对其中中新世Nguti构造层顶面的泥底辟平面分布特征进行了重新厘定。结果表明:(1)Nguti构造层顶面的泥底辟可分为北部隐伏区、中部刺穿区和南部刺穿区;(2)北部隐伏区的泥底辟形成于Nguti构造层沉积前,是受早期沉积作用控制的被动泥底辟;中部刺穿区的泥底辟形成于上新世S0构造层沉积前,是受重力构造作用控制的主动泥底辟;南部刺穿区的泥底辟形成于Nguti构造层沉积后,是受重力构造前缘逆冲断层控制的逆冲泥底辟;(3)泥底辟整体上为向南凸出的舌状体,分东、西两段,西段为北北西-北西走向,东段为北北东-北东走向。

《南海北部泥底辟/泥火山形成演化与油气及水合物成藏》简介

何家雄、万志峰、张伟、姚永坚、苏丕波、徐行著《南海北部泥底辟/泥火山形成演化与油气及水合物成藏》一书,已于2019年6月由科学出版社出版发行。全书约40万字。金庆焕院士和戴金星院士为本书作序。

莺歌海盆地泥底辟成因、展布特征及其与天然气运聚成藏关系

泥底辟是南海北部边缘西区莺歌海盆地颇具特色的地震地质异常体,具有欠压实异常、高温高压特点及低密低速的地球物理特征,其展布则具有明显分带性且沿盆地北西走向呈近南北向雁行式排列。泥底辟成因及分布,主要受控于盆地快速沉降及高速沉积充填压实与排出流体不均衡所产生的巨大异常高温高压潜能,和区域控盆断裂晚期右旋走滑伸展活动。而晚期泥底辟热流体上侵活动及其他成藏条件的有效配置,则有效地控制了天然气及CO_2运聚成藏规律。

东海与泥底辟构造有关的天然气水合物初探

根据所获得的高分辨率地震资料分析,发现冲绳海槽南部西侧槽坡附近以及海槽内部发育有一系列泥火山(底辟)构造,在地形上表现为泥火山地貌,在穿过泥火山的地震剖面上,表现出典型的泥底辟构造。对穿过泥底辟构造的DMS01-5地震剖面进一步的处理和解释发现,泥底辟构造顶部存在明显的似海底反射(BSR),其与海底反射波组极性相反,在BSR之上存在振幅空白带,在速度谱上出现速度异常,指示存在与泥火山有关的天然气水合物。从世界广泛发现的与泥底辟构造有关的天然气水合物来看,天然气水合物既可以在泥底辟构造的丘状外围成藏,也可以在其外围的海底沉积物中产出。在泥底辟构造的丘状外围附近,天然气水合物的形成机制类似于传统的矿物低温热液的形成;在泥底辟构造外围海底沉积物中,其形成过程类似于传统的矿物交代形成机制。冲绳海槽泥底辟构造的发育与很高的沉积速率和槽坡的活动断层有关。在冰期期间,长江携带大量的陆源物质直接输送到大陆坡地区,沉积速率达300 m/Ma,产生异常高压,同时张性断层极为发育,为流体的迁移提供了良好的通道,在异常压力以及上覆地层压力作用下大量流体向上运移,从而发育大量的泥底辟构造。富含甲烷的流体易在其外围及外围海底沉积物中形成天然气水合物藏。

莺歌海盆地海底麻坑的形成与泥底辟发育和流体活动的关系

麻坑作为海底冷泉流体活动的标志,普遍分布于莺歌海盆地中央坳陷区和莺东斜坡带。莺歌海盆地单个麻坑面积5×8—24×26m2,坑深一般在0.5—6.7m之间,形状为圆形或椭圆形,个别为长条状,最大的面积达300×580m2,坑深为117m。麻坑的形成与泥底辟多期次活动和气藏中天然气等流体的向上运移和喷发有关。麻坑发育区常伴有泥火山形成。地震剖面上有古麻坑(被掩埋的麻坑)的发育,表明历史时期曾发生过冷泉流体的喷发。在同一渗漏通道内由同一泥底辟形成的2次麻坑表明历史时期发生了2次间歇性的泥底辟上侵活动。依据莺歌海盆地麻坑深度,估计向上渗漏导致麻坑形成的深部气藏中的游离气层厚约16—94m。

晚期泥底辟控制作用导致神狐海域SH5钻位未获水合物的分析

海底泥底辟构造与天然气水合物成藏关系密切,泥底辟既能为水合物提供充分的气源物质,同时又能促使地层温度场改变进而影响水合物成藏稳定性。南海北部神狐海域SH5站位虽然BSR明显,但钻探证实不存在天然气水合物。该钻位温度剖面异常高,温度场上移,同时在其下伏地层中发现泥底辟构造和裂隙通道。根据上述事实并结合泥底辟发育各个阶段中的特点,认为泥底辟构造对天然气水合物成藏具有控制作用。泥底辟发育早期和中期阶段,低热导率和低热量有机气体有利于天然气水合物生成;而在晚期阶段,高热量液体上侵稳定带底界,导致水合物分解迁移。SH5站位很可能由于受到处于晚期阶段的泥底辟上侵而未能获取天然气水合物。

莺歌海盆地泥底辟发育演化与天然气及CO2运聚成藏规律

泥底辟是南海北部边缘西区莺歌海盆地颇具特色的地震地质异常体,具有低密、低速及高温高压特征,其发育演化及所伴生的热流体上侵活动与天然气及CO2运聚分布乃至富集成藏均密切相关。将莺歌海盆地泥底辟划分为"深埋型"(低幅度弱-中能量泥底辟)、"浅埋型"(高幅度中-强能量泥底辟)及"喷口型"(高幅度特强能量泥底辟)三大类进行研究。研究表明,晚期泥底辟及热流体活动不仅为浅层天然气及CO2运聚成藏提供了纵向的高速运移通道和运聚动力条件,促使深部天然气及CO2向浅层大量运移聚集,而且导致盆地具有烃源岩早熟、天然气运聚供大于散的晚期动平衡成藏,以及泥底辟热流体上侵活动控制天然气及CO2运聚规律之特点。

火山、泥火山/泥底辟及含气陷阱与油气运聚关系

火山、泥火山/泥底辟及含气陷阱这些特殊的地质体,不仅是揭示地球深部构造运动的窗口和地球深部流体活动特点的表征,而且其与油气运聚关系密切,具有非常重要的油气地质意义。火山与泥火山/泥底辟的主要差异及区别是所形成的物质基础及源动力不同,前者主要反映地壳深部地球动力学过程,其物资基础来源于火山幔源活动上侵和喷发的岩浆物资;后者则是在结晶基底以上的沉积盆地中,由快速沉积充填的欠压实泥页岩发生塑性流动而产生底辟上拱所形成的产物,其物质基础为巨厚欠压实泥页岩。含气陷阱则为气侵或富含气地层所形成的地震反射畸变之痕迹。火山、泥火山/泥底辟发育演化及展布与油气运聚成藏存在明显的成因联系和耦合关系,且控制和制约了沉积盆地中油气分布与聚集。

莺歌海盆地泥底辟热流体上侵活动与天然气及CO_2运聚规律剖析

莺歌海盆地属南海北部被动大陆边缘新生代高热盆地,其高地温场及高大地热流主要集中于盆地中部莺歌海坳陷泥底辟构造带,因此泥底辟热流体上侵活动,尤其是晚期泥底辟热流体活动控制了天然气及CO2的运聚富集规律。同时,由于热流体分区、分块与分层的局部性侵入,导致了壳源型CO2及烃类气运聚富集的差异性和分区、分块与分层的局部富集特点。总之,泥底辟热流体上侵活动是控制天然气及CO2运聚成藏的主控因素。根据CO2与烃类气的地化特征及其控制因素,可以分析和预测其运聚规律,为天然气勘探提供决策依据。

莺歌海盆地泥底辟活动期次分析

莺歌海盆地是中国近海最重要的天然气探区之一 ,具有超高温及异常高压的独特地质条件 ,中央坳陷形成了众多巨型泥底辟构造。根据对地震资料的高分辨率层序地层学解释 ,精细研究泥底辟构造分布区的地层结构 ,分析泥底辟活动期次。分析结果表明 ,莺歌海盆地的泥底辟构造发育具有不同期、不同步及纵向叠置等特点 ,泥底辟活动具有多源、多幕的特征 ,而多期幕式活动直接导致了油气的多期幕式充注。图 5参 10 (黄春菊摘 )

海底泥底辟(泥火山)对天然气水合物成藏的影响

海底泥底辟(泥火山)与周缘发育的天然气水合物存在着密切的关联,表现在静态要素和动态成藏2个方面。作为一种重要而有效的运移通道类型,泥底辟(泥火山)携带的气体将是天然气水合物的重要气体来源。同时,含气流体沿着泥底辟(泥火山)的上侵,可能会导致上覆地层中温压场和地球化学组分的改变,进而引起天然气水合物稳定带厚度的变化。因此,泥底辟(泥火山)将控制天然气水合物的成藏,如位于构造中心部位的矿物低温热液成藏模式和位于构造边缘的矿物交代成藏模式。另一方面,泥底辟(泥火山)的不同演化阶段将对天然气水合物的形成和富集产生不同的影响。早期阶段,泥底辟(泥火山)形成的运移通道可能并未延伸到天然气水合物稳定带,导致气源供给不够充分;中期阶段,天然气水合物成藏条件匹配良好,利于天然气水合物的生成;晚期阶段,泥火山喷发带来的高热量含气流体引起天然气水合物稳定带的热异常,可能导致天然气水合物的分解,直至泥火山活动平静期,天然气水合物再次成藏。

莺歌海盆地泥底辟带高温热事件与储层成岩作用

为了探讨莺歌海盆地泥底辟带的高温热事件与储层成岩作用的关系,以泥底辟带的形成、演化特征为切入点,通过薄片、探针、流体组分及包裹体等资料寻找泥底辟带与底辟事件相关热流体活动存在的依据,总结分析了其形成期次,研究了与热流体活动有关的主要成岩作用。研究结果表明,泥底辟带储层中存在高温矿物组合,地层水中的钙、镁离子质量浓度和天然气中的二氧化碳体积分数均高于非泥底辟带;包裹体测试古地温高于现今温度,古地温的分布及其中的流体成分显示热液活动具有期次性;泥底辟带较非泥底辟带,地层水中二氧化碳溶蚀长石、碳酸盐等物质生成的K+、Ca2+和HCO-3质量浓度高;长石溶孔、粒间溶孔和铸模孔等次生孔隙发育,占总孔隙比例较高,溶蚀作用较强;泥底辟带储层中的碳酸盐岩胶结物体积分数高,胶结作用相对发育;泥底辟带主要存在3期热流体活动,与之有关的影响储层质量的成岩作用主要有溶蚀作用和胶结作用。

南海北部陆坡泥底辟/气烟囱基本特征及其与油气和水合物成藏关系

以南海北部陆坡深水区琼东南盆地南部及珠江口盆地白云凹陷地质地震资料为基础,综合分析了泥底辟及气烟囱分布特征、发育演化特点、成因机制及其与油气和水合物成藏的关系。研究结果表明:泥底辟及气烟囱主要相对集中发育于凹陷中心或凹陷与凸起构造转换带,具有杂乱模糊地震反射特征且其模糊带形态各异;泥底辟及气烟囱展布规模大小不一,刺穿层位及幅度亦存在明显差异,且常常伴生强烈的热流体活动;泥底辟及气烟囱形成受控于沉积充填的巨厚欠压实泥页岩及其伴生的高温超压潜能、断层裂缝及构造薄弱带和有机质生烃增压等地质因素;泥底辟与气烟囱及其伴生断层裂隙是深部气源向浅层运移聚集的优势通道,通过这些流体运聚的高速通道,可以将其运移至上覆新近系储层和深水海底浅层高压低温稳定域,最终形成深部常规油气藏与海底浅层天然气水合物矿藏纵向叠置复式聚集的组合特点。

莺歌海盆地中央泥底辟带东方区与乐东区中深层成藏地质条件

莺歌海盆地位于越南与我国海南岛西南之间的莺歌海海域,迄今为止天然气勘探已经发现东方1-1和乐东15-1等浅层气田群。盆地中深层天然气勘探程度较低,目前仅在东方区东方13-1、13-2构造岩性圈闭获得了天然气勘探的重大突破。通过中央泥底辟带东方区和乐东区浅层气藏地质条件及主控因素的深入研究,重点剖析了东方区中深层高温超压气藏形成的生储盖组合特征及其成藏主控因素,强调来自越南西部(莺西斜坡)物源、储集物性较好的上中新统黄流组海底扇储盖组合及其岩性圈闭,是其高温超压领域天然气成藏的关键控制因素。中央泥底辟带东南部乐东区中深层迄今尚未开展大规模天然气勘探,但天然气地质条件与东方区基本一致,只是其物源供给体系、储集层及储盖组合类型等可能存在一定的差异,而储盖组合及圈闭条件依据目前资料分析尚好,能够形成商业性高温超压天然气藏。因此,预测乐东区中深层亦具备较好天然气运聚成藏条件,天然气勘探前景广阔。

泥底辟输导流体机制及其与天然气水合物成藏的关系

详细阐述不同成因的泥底辟流体输导模式,探讨了泥底辟输导体系的演化与天然气水合物成藏之间的关系,并分析神狐海域泥底辟输导体系对天然气水合物成藏的影响。底辟核外部伴生断裂、底辟核内部流体压裂裂缝和边缘裂缝带均可作为输导流体的通道。根据运移通道和动力等差异性,提出泥底辟输导流体的2种端元模式:超压-流体压裂输导型和边缘构造裂缝输导型。在此基础上,讨论了泥底辟(泥火山)的不同演化阶段对水合物的形成、富集和分解的影响。早期阶段,泥底辟形成的运移通道可能未延伸到水合物稳定带,导致气源供给不够充分;中期阶段,水合物成藏条件匹配良好,利于天然气水合物生成;晚期阶段,泥火山喷发引起水合物稳定带的热异常,可能导致水合物分解,直至泥火山活动平静期,水合物再次成藏。神狐海域内泥底辟分为花冠状和穹顶状两类,花冠状泥底辟以超压-流体压裂输导型为主;穹顶状泥底辟以底辟边缘裂缝输导型为主。泥底辟输导体系的差异性可能是神狐海域天然气水合物非均质分布的影响因素之一。

兰坪金顶铅锌矿床泥底辟流体成矿特征初探

兰坪金顶铅锌矿床的成矿过程与油气的生成有许多相似之处,泥底辟构造在金顶铅锌矿床的成矿过程中起着极为重要的作用。首先,随着泥底辟的上侵,塑性泥流夹带大量气体到构造圈闭中释放压力,扩大成矿空间;其次,流体的去气作用在构造圈闭中进行一系列的强改造活动,进而促使铅锌矿体的形成。文章通过对金顶铅锌矿床形成有关的泥底辟流体的来源、流体形成原因、流体在张性-挤压走滑盆地阶段的演化及金顶铅锌矿床成矿的泥底辟流体特征的分析,认为兰坪金顶铅锌矿床的形成与泥底辟构造密切相关,该矿床具泥底辟流体的成矿特征。

尼日尔三角洲里奥-德雷盆地泥底辟变形与形成演化特征

尼日尔三角洲东北部的里奥-德雷盆地发育多条阿卡塔组泥底辟构造带,对油气成藏产生了重要影响。根据泥岩隆升幅度及其与周围地层的接触关系,可将泥底辟划分为复杂形态刺穿型和简单形态隐伏型两类。平面上,泥底辟主要呈近SN向的条带状和圆点状展布,并影响上覆地层的发育,形成3类正断层。泥底辟主要经历了中渐新世之前的初始沉积-微弱活动期、晚渐新世—中新世的强烈隆升活动期以及上新世至今的微弱活动-整体埋藏期等3个形成演化阶段。泥底辟的发育除受到重力滑动作用及上覆地层的差异负载作用影响外,还受到盆地东南部大西洋转换断层及泥下基底断裂的影响。对里奥-德雷盆地泥底辟构造发育特征的研究,有助于分析泥底辟对圈闭、储层发育以及油气运移的影响。

南海北部边缘盆地泥底辟、泥火山特征及油气地质意义

泥底辟、泥火山成因机制相同、发育演化特征及形成过程一致，是由地壳深部密度较小的高塑性巨厚欠压实泥页岩，在密度倒置的动力体系下产生差异重力作用而流动上侵和上拱，最终导致上覆岩层弯曲隆起或刺穿上覆地层薄弱带而形成的一种特殊的地质构造。其中，未出露地表或海底的为泥底辟，而刺穿上覆地层出露地表或海底的则称之为泥火山。研究表明，大多泥底辟、

莺歌海盆地泥底辟的成因机制

莺歌海盆地促底辟的成因机制单家增，张启明（中国科学院地质研究所）（南海西部石油公司勘探开发研究院）主题词泥岩，底辟褶皱，高温，高压，塑性流体，（莺歌海盆地）莺歌海盆地是南中国海主要含油气盆地之一，被认为是世界上独特的沉积盆地，具有４大奇特地质现象：强...

莺歌海盆地泥底辟构造成因机制的模拟实验（一）

莺歌海盆地泥底辟构造主要是在热动力作用下形成和演化的，包括热传导和热对流作用。热动力作用是主驱动力，沉积物差异重力和水平应力作用是次驱动。莺歌海盆地泥底辟构造实质上是沉积在盆地中、底部的巨厚泥岩层，在经基底传导到上覆沉积层的深部高温场作用下，转变为泥岩高塑性粘流体的热流动、热聚集、热膨胀、热升压、热扩张和热刺穿的物理效应。