深地震反射剖面揭示沧县隆起和黄骅坳陷及邻区的地壳精细结构和构造特征

为研究华北盆地的地壳精细结构和断裂的深、浅构造关系,跨冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷和埕宁隆起完成了1条长约200km的深地震反射剖面和1条长66km的中-浅层地震反射剖面。结果表明,沿剖面地壳厚30~35km,且具有东薄西厚的分布特征,在冀中坳陷下方,莫霍面出现明显上隆,其隆起幅度为2~3km。研究区上地壳反射结构具有凹隆相间的展布特征,多条规模较大的断裂隐伏于华北盆地之下,对该区隆起和坳陷的形成与发展具有重要的控制作用。剖面上一系列与主断裂同向或反向的次级断裂将研究区的上地壳切割为多个次级小型地堑或半地堑断陷,导致整个华北盆地的上地壳结构复杂化。下地壳反射结构由一系列反射能量变化较大、横向上不能稳定成层、产状复杂多变的反射事件构成,这与反射能量强、横向连续性好及产状近水平展布的上地壳反射明显不同,暗示研究区上、下地壳物质有着明显不同的形成环境、变形方式和温压条件。中-浅层地震剖面和深地震反射剖面共同揭示的太行山山前断裂表现为一条低角度的大型铲形正断层,向下可与太行山东缘向E缓倾的大型滑脱构造(拆离断层)相联系;沧西断裂、沧东断裂和埕西断裂作为沧县隆起、黄骅坳陷、埕宁隆起的边界断裂,控制了该区堑、垒构造的形成与发展,是第四纪以来的隐伏活动断裂,推测其深部终止于深约18km的壳内解耦面上。文中研究结果可为进一步理解华北盆地的深部动力学过程及分析研究区深、浅断裂构造关系提供地震学依据。

渤海湾西岸沧县隆起中更新世地层间断

渤海湾西岸天津平原南部静海区400 m深CGZ5孔、大港区500 m深TPZ1孔岩心的岩石地层、磁性地层、^(14)C测年、微体古生物研究表明,2个钻孔底部分别进入到定年3.6 Ma的高斯(Gauss)正极性带和定年4.5 Ma的吉尔伯特(Gilbert)极性带上部;位于西侧沧县隆起的CGZ5孔2.58 Ma古地磁M/G(松山/高斯,Matuyama/Gauss)极性带界线位于225 m,位于东部黄骅坳陷西斜坡的TPZ1孔该界线位于208 m;0.78 Ma的B/M(布容/松山,Brunhes/Matuyama)极性带界线分别位于55 m和68.6 m。结合微体化石分析、3期海侵地层的确定以及岩石地层特征,可判断CGZ5孔和TPZ1孔上更新统底板分别位于55 m和63.4 m。依据末次盛冰期低水位域潴育化黏土层位,确定全新统分别厚14.8 m和16.5 m。上述2孔之间的黄骅坳陷板桥主凹陷中CQJ4孔,B/M和M/G界线分别位于74 m和340 m。西部CGZ5孔显现整个中更新统缺失,东部TPZ1孔中更新统仅厚5.3 m。推测这一地层间断可能是由于渤海海盆在中更新世初期发生快速断陷,在河流到海盆的高差加大的背景下,河流输送物大部流入海盆,海盆边缘的沧县隆起和相邻的滨海平原发生了过路作用。在"源到汇"古地理状况变迁过程中形成的东部大平原,中更新世的沉积动力学背景需要进一步研究。

沧县隆起地区古生界油气远景评价

沧县隆起地区早古生代盆地原型的一级构造单元为宽城-蓟县动陷和德州隆起，晚古生代盆地原型的一级构造单元有苏桥坳陷、塘沽隆起和泊头坳陷。该地区奥陶系和石炭-二叠系有机质丰度均达到好或较好烃源岩的标准。奥陶系碳酸盐岩为以生油为主的烃源岩，石炭系煤层和泥质岩为以生气为主的烃源岩。根据中、新生代构造运动对古生代盆地的改造程度及古生代烃源岩现今所处演化阶段，可将该地区古生界划分为改造-破坏型、改造-保存型和改造-再生型3类油气远景区，分别为油气勘探不利区、较有利区和有利区。

渤海湾西沧县隆起第四纪以来沉积差异性研究

沧县隆起是渤海湾盆地的重要组成部分。通过对沧县隆起上施工的350m深ZKT1钻孔沉积特征、测年(AMS14C和OSL)及磁性地层研究,并与CGZ5、BZ2孔磁性地层及海侵层对比,结果发现:沉积岩层M/G(松山/高斯,Matuyama/Gauss)极性带界线埋深存在较大沉积差异,B/M(布容/松山,Brunhes/Matuyama)极性带界线趋于一致,3期海侵层基本稳定;早更新世沧县隆起不同部位存在沉积差异,继承了古近纪以来的断陷沉积;中更新世-晚更新世沧县隆起准平原化,整体处于同一稳定下沉的沉积演化环境;晚更新世以来,发生三期区域性层位较稳定的海陆交互作用,形成滨海冲积平原。本文可为渤海湾地区新构造活动性研究及区域古地理恢复与地质演化提供参考。

沧县隆起大港探区煤层气勘探前景分析

沧县隆起中南段的大港探区上古生界煤层保存完整,分布广泛(埋深浅于2 000 m的面积近1500km^2),预测有利煤层气资源量3228×10~8m^3。依据与该区相邻的沧县隆起大城地区的煤层气开发实验已取得初步成功之事实,认为该隆起大港探区也具有良好煤层气勘探开发前景。

沧县隆起中南段煤系地层分布区地球物理特征

通过综合分析沧县隆起中南段上的重磁与地震资料,结合区域地质与钻探资料,并通过与已知的大城煤田的比较,认为本区大面积赋存煤系地层与煤层。尽管煤层埋藏较深,但分布稳定连续,资源量大,有进一步勘探的价值。

华北平原沧县隆起边界断裂的第四纪活动性及深部构造特征

沧东断裂是渤海湾裂谷盆地西侧规模最大的正断层,也是沧县隆起与黄骅坳陷的分界断裂,其活动和发展直接控制了沧县隆起和黄骅坳陷的发育与演化。采用近三十年来横跨沧东断裂不同段落获取的5条浅层地震勘探成果资料,并结合测线附近的钻孔资料,深入研究沧东断裂的第四纪活动性及深部构造特征。浅层地震勘探结果发现,沧东断裂上断点埋深从南至北由深变浅,但集中在埋深118~300 m范围,错断的最新地层为中更新统,推断其最新活动时代为中更新世,而且断裂的活动时代未发现具有分段性特征。进一步综合深地震反射、大地电磁测深、沧州地区小地震分布与中强地震震源机制等资料,对沧东断裂的深部构造特征分析后发现,沧东断裂具有典型的铲状正断层特点,在深度10 km左右转为了近水平延伸,沧东断裂并非区域上主要控震断裂,或者只是低风险活动断裂,未来发生中强地震的风险可能相对较低。

天津南部平原区3.6 Ma以来沉积环境演化——以沧县隆起ZKQ1孔为例

沧县隆起是渤海湾盆地的重要构造单元之一,对该区地层长尺度的沉积环境演化分析可为盆地演化、水工环地质勘查以及区域古地理研究等提供基础资料。本文通过对沧县隆起上的ZKQ1孔岩芯详细的沉积特征研究和综合测井、测年(AMS14C、OSL、古地磁)等研究工作,结果表明:①B/M界线位于62.80 m;M/G界线位于130.60 m;钻孔底界年龄不早于3.6 Ma;上更新统、全新统底界分别位于50.30 m、13.10 m。②沧县隆起3.6 Ma以来的沉积环境演化为晚上新世(<3.6—2.58 Ma)由泛滥平原→湖相三角洲→曲流河演变;早更新世以泛滥平原为主,夹湖沼和分支河道;中更新世存在沉积间断;晚更新世—全新世表现为三期河海交互作用沉积演化时期。

渤海湾西第四纪以来差异性沉积特征及其构造指示

基于沧县隆起400 m ZKQ1孔沉积特征、综合测井、测年(AMS14C、光释光)以及磁性地层等综合研究,并与前期6个钻孔磁性地层对比,表明该区域前中更新世盆—山快速发育,黄骅坳陷和沧县隆起两大Ⅲ级构造单元以及次一级构造单元(里坦凹陷、天津西凹槽、板桥凹陷和港西凸起)均存在较高的沉积速率和明显的差异性沉积演化。中更新世时期,该区存在沉积间断,各构造单元差异性沉积不明显,趋于准平原化,仅局部残留少许的沉积物容纳空间,证实了该区沧东断裂、天津断裂及大城断裂等主干隐伏断裂上延至中更新世地层。晚更新世以来,该区域发育3期区域性的“面状分布”的海侵层,其层位、沉积厚度及沉积速率稳定,整体处于稳定沉降期。

沧县隆起北部地区地热资源特征及开发潜力

【研究目的】地热资源特征研究及开发潜力分析是开发区域地热资源的重要依据。【研究方法】本文将前人研究成果与最新钻井资料相结合,通过对沧县隆起北部地区地热地质背景、热储分布、地温场特征、水化学资源类型等主要因素进行剖析,建立了该区的地热成藏模式。【研究结果】沧县隆起北部地区是在渤海湾伸展型沉积盆地高大地热流值背景下,由北部燕山裸露区基岩接受的大气降水作为近源补给水源,进入基岩的冷水在深层循环过程中受到深部热源加热增温,沿断裂破碎带和不整合面向上运移富集,形成的以传导型传热机制为主的地热系统。【结论】本区地热资源特点为热储类型多、盖层地温梯度高、补给速度快、资源量巨大。主要表现为:区内分布馆陶组砂岩热储,奥陶系、蓟县系雾迷山组岩溶热储三套主力热水储集层;地温场分布主要受基底构造形态控制,基岩凸起区的平均地温梯度为45℃/km;地下水类型随着埋深的增加由HCO_(3)-Na、HCO_(3)·SO_(4)-Na型水向成熟的Cl-Na型水过渡;本区内三套热储的可采地热资源量为1.67×10^(10)GJ,折合标煤5.72×10^(8)t,年可开采地热资源量可满足供暖面积2亿m^(2),若在采灌平衡的条件下,沧县隆起北部地区年可采地热资源量为7.06×10^(7)GJ,折合标煤2.41×10^(6)t,可满足供暖面积0.85亿m^(2),具有良好的地热市场开发前景。

沧县隆起北部地温场特征及其主控因素分析

沧县隆起北部地区地热资源丰富,但关于地热田的形成机制与主控因素仍存在争议。通过收集区域地质资料和井温资料,并结合热传导正演模拟,系统地分析了研究区内地温梯度横向与垂向的特征、不同地质条件下地温场的分布规律,并正演了两条实测地热剖面,分析了研究区内地温场分布的主控因素。研究表明,横向上地温梯度在凸起区相对较高,凹陷区相对较低,与基岩起伏具有良好的对应关系,并且垂向上地温梯度的变化可分为两段,在浅部沉积盖层较高,以热传导为主,下部的寒武系、奥陶系和蓟县系储层地温梯度较低,以热对流为主。同时,区内地温场的分布主要受基岩埋深所控制,局部地区受到地下热水沿断层上涌所影响。通过研究,将为今后的地热开发选址提供重要依据。

沧参1井石炭、二叠纪地层粘土矿物年代学研究

笔者对沧参1井石炭、二叠纪地层中的粘土矿物特征进行研究，并对不同深度的粘土矿物进行了K－Ar、40Ar－39Ar及Rb－Sr法同位素地质年龄测定，得出至少存在三期伊利石的结论；碎屑伊利石，年龄为400Ma左右，在235—243Ma时受到热扰动；海西期末一印支早期形成的高温伊利石，其年龄为214—234Ma，在145Ma时经受一次热扰动；早侏罗世时期形成的伊利石，年龄为180Ma左右，分布比较普遍。这一研究结果无疑将有助于深入探讨区域地热场的演化，以及进一步研究有关地层的生、储油气能力。

沧县隆起中部大地热流及岩石圈热结构特征:以献县地热田为例

岩石圈热结构是了解大陆岩石圈构造变形及演化等大陆动力学问题的重要基础,更是地热田热源机理研究的核心问题,尤其对于深部地热资源开发具有重要的科学指导意义.沧县隆起中部地热资源丰富,地热地质条件较好,但该地区岩石圈热结构尚不明确,制约着区域地热资源勘查开发.本文以沧县隆起中部献县地热田为研究区,开展了4000 m深井测温、精细的岩土热物性测试,查明了该区大地热流特征及热结构特征,填补了大地热流测量空白区,建立了研究区岩石圈热结构概念模型,估算了其深部温度及岩石圈厚度.结果表明,献县地热田大地热流值为70.58 mW/m^(2),居里面埋深约为24 km,莫霍面温度约为749℃,热岩石圈厚度约为85~96 km.