塔里木板块与哥伦比亚超大陆的联系

塔里木拼贴时代和方式以及塔里木板块与哥伦比亚超大陆联系是塔里木板块形成演化中的关键问题,也是前寒武纪超大陆重建的重要问题,对塔里木盆地基底性质研究和油气勘探具有重要的理论意义和应用价值。本文首先通过南、北塔里木差异性对比分析和拼合时间的地质年代统计分析,探讨了形成统一的塔里木板块的时间问题。进一步基于大地构造比较学分析,将塔里木板块和扬子板块与世界其他板块的地质亲缘性开展综合对比分析,并结合古地磁数据分析和造山带及俯冲带对比分析,探讨了塔里木板块与哥伦比亚超大陆的关系。本文认为19~20亿年北塔里木向南塔里木俯冲并发生陆陆碰撞,形成了统一的塔里木板块。9~19亿年前塔里木板块、扬子板块与印度板块有较强的地质亲缘性,都处于哥伦比亚超大陆的西部边缘,并在地块周缘存在俯冲带,与北美板块东南缘的俯冲带具一定的可对比性;而华北板块与西伯利亚板块、波罗的板块亲缘性较强,位于古赤道附近,处于哥伦比亚超大陆的东部边缘。构造热事件的地质亲缘性表明塔里木、扬子和华北克拉通都是哥伦比亚超大陆周缘的小型克拉通,共同参与了哥伦比亚超大陆的汇聚过程。

顺北地区四号断裂带奥陶系超深层油气地球化学特征与相态差异性成因

顺北地区4号断裂带奥陶系油气藏相态复杂,自NE向SW,油气藏相态的变化情况是挥发油藏—低气油比凝析气藏—高气油比凝析气藏—中等气油比凝析气藏。使用地球化学分析方法研究了顺北4号断裂带油气藏的地球化学特征,分析了相态差异性的成因。4号断裂带原油生标含量低甚至缺失,原油生源与1号断裂带原油生源相同。4号断裂带原油成熟度高于1号断裂带原油,等效反射率为1.14%~1.60%。4号断裂带天然气干燥系数由NE向SW方向渐进增大,天然气成熟度为1.30%~1.70%。天然气中H2S、CO_(2)含量由NE向SW方向呈现增加的趋势。全油色谱正构烷烃摩尔分数对数与正构烷烃碳数的关系表明,4号断裂带原油未遭受蒸发分馏作用;4号带原油金刚烷含量分布范围为27.26~523.31μg/g,原油裂解作用程度为20.5%~95.8%,裂解程度较1号断裂带原油裂解作用高;SB4、SB41X-C和SB42X井原油硫代金刚烷含量为33.76~76.92μg/g,表明这些油气藏发生了硫酸盐热化学还原(TSR)作用。顺北4号断裂带奥陶系油气藏相态变化与两个因素有关:一是4号断裂带地温梯度呈现两侧略低、中部较高的特点,这使得中部烃源岩生成的油气成熟度较高,中部油气藏原油裂解作用较强;二是中部及SW部油气藏发生了TSR作用,这导致油气藏中CO_(2)、H_(2)S和GOR(气油比)增加。

塔北隆起中西部地区古岩溶与油气聚集

塔里木盆地北部哈拉哈塘和英买力地区的奥陶系古岩溶非常发育,随着勘探程度的提高和地质认识的深入开始引起重视。研究认为,古岩溶是塔北中西部地区奥陶系油气成藏的重要控制因素,沿塔北隆起南翼呈宽幅带状连片分布,与轮南凸起一起构成一套大型复合古岩溶储集体系。奥陶系岩溶发育的主要控制因素有隆升作用、层间平行不整合、断裂系统、岩石物理性质和高能相区等,平面上可以划分出隆控岩溶区、层控-断控岩溶区及局限岩溶区,多种成因的岩溶彼此之间可以复合叠置。此外,该区古岩溶具有分期多次发育的特点,主要期次有四个:加里东、海西、印支—燕山和燕山等,并存在多期叠置的特征。塔北隆起中西部地区具备形成大型古岩溶油气藏的条件,塔北复合古岩溶体系有望整体连片含油,沿中上奥陶统碎屑岩尖灭线两侧是寻找大规模古岩溶油气藏群的有利地区。

塔北地区深井钻井提速配套技术及其应用效果

塔北地区目前是塔里木盆地增加油气储量的重点区域,然而该区储层埋藏深,上部地层倾角较大、下部地层可钻性差,导致机械钻速低、钻井周期长。为此,重点在近4 100m进尺的241.3mm井眼段以提高机械钻速和行程钻速为目标,采集该区3口井的侏罗系—奥陶系的岩心来测定地层可钻级值等岩石力学参数,试验优选出适应的高效提速技术措施:上部新近系—三叠系井段采用抗高温等壁厚X-treme螺杆配合PDC钻头复合钻进,下部三叠系—奥陶系井段采用扭力冲击器TorkBuster配合专用PDC钻头钻进。试验结果表明,上述两种技术的结合使用大幅度提高了第二次钻进的241.3mm井段的机械钻速。井深达6 785m的9号直井全井平均机械钻速达到了10.69m/h,较邻井9-2号井的6.72m/h提高了59.07%;钻井周期仅55d,较邻井9-2号井钻井周期减少了33.46d,下降幅度达37.83%;目前,该技术已在塔北地区得到了推广应用。

中国大陆地壳和岩石圈铀、钍、钾丰度的大地热流约束

根据实测大地热流数据，求出中国大陆主要构造单元的地壳平均生热率的上限值为１．３μ Ｗｍ－３，中国大陆的地壳平均生热率不应高于该值；相应的铀、钍、钾丰度上限值分别为２．０４（１０－６）、７．７６（１０－６）和２．０４（％）．据此对黎彤等近年发表的中国大陆及塔里木－华北板块地壳和岩石圈的铀、钍、钾元素丰度值进行检验．结果表明这些丰度值过高，不满足实测大地热流值的约束，这意味着黎彤等给出的铀、钍、钾的丰度值不可信．我们认为，根据出露地表的相应岩石的成分估计地壳和岩石圈地幔深部的微量元素丰度的研究方法，缺乏可靠的理论或实验基础．

塔里木盆地英买力凸起南部寒武系褶皱的地质属性及其油气成藏条件分析

传统上,塔北隆起英买力凸起南部多个寒武系大型异常体被认为是中寒武统盐构造的反映。笔者研究发现这些大型异常体的解译有一定的多解性。分析认为,构造的主体存在碳酸盐岩生物建隆块体的可能,后期被断裂复杂化形成大型叠置复合褶皱。寒武系褶皱内幕的断层和裂缝极其发育,大大改善了寒武系白云岩储层物性,有利于油气聚集;基底断裂发育,能有效沟通油源;中寒武统泥岩或含膏泥岩形成良好的盖层,封闭条件良好;综合分析认为英买力南部寒武系大型构造具备优越的油气成藏和保存条件,有利于形成大中型油气田,是塔里木盆地潜在的油气勘探新领域。

银根-额济纳旗盆地恩格尔乌苏一带二叠系腕足类动物群及其意义

恩格尔乌苏处于哈萨克斯坦板块、塔里木板块与华北板块的结合部位,发育恩格尔乌苏断裂。恩格尔乌苏断裂的性质和带内地层特征受到广大地质学家的关注。前人认为在恩格尔乌苏断裂带,地层主要是上石炭统阿木山组,形成构造混杂带,发育蛇绿混杂岩,是塔里木板块和华北板块的分界。笔者在恩格尔乌苏北海尔汗剖面发现了腕足类动物群,该动物群属冷水和暖水混生的"哲斯动物群"。据此,把前人认为是阿木山组中段的地层重新厘定为下-中二叠统双堡塘组。双堡塘组沉积环境为裂谷环境下的三角洲-滨岸相,不是洋盆环境,暗示在早-中二叠世恩格尔乌苏断裂不是华北板块与塔里木板块的缝合带。

北山-巴丹吉林地区石炭纪-二叠纪构造古地理及其演化

通过对北山-巴丹吉林地区石炭纪-二叠纪的沉积、古生物、岩浆岩、混杂岩、火山岩等的调查研究,认为北山-巴丹吉林地区的构造古地理为由哈萨克斯坦板块、塔里木板块和华北板块3个板块和牛圈子洋(对应红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿混杂岩带)、恩格尔乌苏洋(对应恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带)2个大洋并存的格局。哈萨克斯坦板块主要包括黑鹰山-马鬃山区;塔里木板块包括石板泉-杭乌拉区;华北板块主要包括乌力吉区。黑鹰山-马鬃山区的构造古地理为黑鹰山弧后盆地和马鬃山岛弧;石板泉-杭乌拉区的构造古地理为被动大陆边缘;乌力吉区的构造古地理为乌力吉北岛弧和乌力吉弧后盆地。通过分析各构造古地理单元的特征和演化过程,认为塔里木板块和哈萨克斯坦板块拼合时间为晚石炭世,塔里木板块与华北板块的拼合时间大致为晚二叠世。

塔里木盆地北部隆起负反转构造成因机制探讨

塔 (里木盆地 )北 (部 )隆起中生代以来经历了逆冲上隆 ,构造反转和再生前陆盆地斜坡带 3个阶段 ,分别与库车前陆盆地构造运动强、弱、强的演化历史相对应。塔北隆起的大型负反转构造形成于白垩纪 -中新世。白垩纪之前 ,塔北断隆作为库车前陆盆地和北部坳陷的相邻单元 ,发育两组背冲断裂以实现其缩短。在构造宁静期 (白垩纪 -新第三纪吉迪克期 ) ,岩石圈回跳 ,前缘隆起局部伸展 ,早期逆冲断块沿着原逆冲断层面下滑形成负反转构造。中新世以后 ,塔北地区成为库车再生前陆盆地的斜坡区 ,负反转构造得以保存且有进一步加剧之势。塔北隆起上伸展应力场的产生与深部岩石圈同步挠曲变形过程中波峰和波长的变化有关。

塔北隆起古生代构造样式和构造反演

塔北隆起是塔里木盆地的主要含油气区,笔者利用地震剖面解释和平衡剖面技术对塔北隆起构造变形和构造演化进行了研究。塔北隆起构造变形存在明显的构造差异,西部英买力地区主要发育盖层滑脱式逆冲断层褶皱和"y"型压扭断层,而其东部主要发育基底卷入式逆断层及断层传播褶皱和反冲断层构造。造成塔北隆起东、西构造样式差异的机理主要有两点:一是东部地区对震旦纪—早奥陶世正断层在后期挤压作用下反转,二是英买力地区中寒武统盐层的发育。塔北隆起地区古生代构造演化也存在着一定的差异,塔北隆起东部震旦纪—早奥陶世发育大型正断层构造,而英买力地区为稳定碳酸盐岩台地;晚奥陶世至泥盆纪,塔北隆起东部牙哈断层发生反转,轮台凸起隆升,而英买力地区位于隆起的斜坡部位;石炭纪至二叠纪,塔北隆起东部大规模抬升,剥蚀严重,出露变质基底,英买力地区接受强烈的变形作用,主要发育盖层滑脱式逆断层和褶皱构造。

塔北地区变形样式及其分布规律

塔北地区包括库车前陆盆地和塔北前陆克拉通地区两大变形带。在库车前陆盆地,垂向上,主要受滑脱层发育及其展布、构造地层组合及岩层埋深等因素控制,深层一般为被动顶板双冲构造及断弯褶皱,中层为三角带、冲起构造,浅层为断展、滑脱及底辟褶皱;横向上,与挤压应力大小、地层岩石力学性质、滑脱层发育程度等相关,自造山带前缘向前陆克拉通方向,褶皱一般由紧闭、不对称或倒转变为平缓、开阔,并由断弯、断展褶皱变为滑脱褶皱;变形程度由强变弱;变形层次由深变浅。在前陆克拉通地区,主要受岩石力学性质、多层次滑脱、先存构造格局和挤压应力大小控制,深层一般为基底卷入型逆冲断层及其相关褶皱,中层为盖层滑脱型断展褶皱、低幅度滑脱背斜、滑脱-底辟背斜、冲起构造,浅层为披覆-生长背斜;由近造山带一侧趋向克拉通内部,构造样式一般由基底卷入型断层及其相关褶皱→盖层滑脱型构造→基底翘曲构造。

温宿北—野云沟断裂的构造几何学与运动学特征及塔北隆起的成因机制

克拉通内古隆起的构造变形是探究板块内部变形行为与大陆流变构造学的理想场所,断裂研究则是其主要突破口。本文基于新的地球物理与钻探资料,对塔里木盆地北部隆起的断裂系统尤其是其北部边界断裂的几何学与运动学开展研究。分析表明,温宿北—野云沟断裂系在重磁场与反射地震剖面上具有清楚的反映,为塔北隆起的北部边界断裂,长达600 km,自西向东由温宿北断裂、温巴什断裂和野云沟断裂三段构成。该断裂系是在早奥陶世末沿基底软弱带自南向北逆冲形成的大型断层相关褶皱带基础上在前翼发生突破而形成的,加里东末期形成雏形,二叠纪末期,受南天山洋关闭的影响由北向南的强烈挤压形成自北而南的逆冲构造系统。该逆冲系统迁就原加里东期的滑脱面发育,并对原来的逆冲系统进行叠加、改造,形成一系列小断块叠加的大型背冲断裂系统,使得该断裂带基本定型。喜马拉雅期塔北隆起轴部发育张扭性断裂构造系统,该断裂系遭受左旋压扭,断裂的活动时序自东向西趋晚,具有长期演化、多期发育、继承、叠加与复合的特征。活动强度呈古生代强烈、中生代—新生代早期弱化、新生代晚期趋强的"强-弱-强"的演化趋势,在横向上呈西段强烈、东段略弱的特征。其成因主要与早奥陶世末期北昆仑洋关闭、二叠纪末期南天山洋关闭、古近纪新特提斯洋关闭引起的周缘地体与塔里木地块的碰撞拼合相关,表现出周缘板块构造事件对板内变形的强烈影响。该断裂系是重要的油气富集带。研究其成因与演化有助于该带油气勘探的拓展,例如西秋断裂带的油气发现。

塔北西部火成岩岩性测井识别方法

塔里木盆地火成岩研究起步较晚。基于取心井岩心资料,对塔北西部火成岩的岩性进行了划分,归纳出适合该区的火成岩分类方案,利用测井资料,详细研究了不同岩性的测井响应特征,并进行总结。通过绘制测井属性交会图图版,建立了研究区火成岩岩性识别模式,并利用FORWARD平台,编制出一套基于测井属性交会图识别火成岩的应用软件,实现研究区火成岩岩性自动判别。该方法对于在该区未取心井中正确识别火成岩岩性具有重要的指导意义,为深入开展塔里木盆地火成岩研究作好了铺垫,同时为塔里木盆地火成岩储层评价研究奠定了一定的基础。

塔里木盆地塔北隆起叠加构造分析

对叠加构造变形特征、变形时序、叠加构造形成的地球动力学背景及其与油气关系的综合研究表明，塔北隆起的叠加构造可以划分出：以二叠纪为形成高峰期的北西－南东走向的挤压构造；以三叠纪为形成高峰期的北东－南西走向的挤压构造；主要形成于渐新世—中新世的拉张构造。这三期构造在空间上、时间上复合叠加，从而在塔北隆起形成了轮南构造带、南喀－英买力叠加褶皱带以及羊塔克－提尔根负反转构造带等叠加构造变形区。上述叠加构造变形区均是有利的油气勘探区。

塔北地区含油气系统

依据塔北地区烃源岩及勘探状况 ,可划分出寒武 +奥陶系、三叠 +侏罗系及石炭 +二叠系 3套源岩含油气系统 ,其中 ,前两套为已知含油气系统 ,后者为推测含油气系统。现存的寒武 +奥陶系含油系统并非其原貌 ,而是由于构造作用改造后保存下来的残余系统 ,该系统为塔北地区最重要的含油领域 ,早期 (C -P)亚系统可能是一个统一的含油气系统 ,以满加尔坳陷为生烃中心 ,油气以侧运移为主 ;晚期 (C -K)亚系统具有多个生烃中心 ,油气以垂向运移为主 ,形成各自独立的分系统。三叠 +侏罗系源岩含油气系统为主要的产气领域 ,生烃中心在库车坳陷 ,以不整合面和断裂为主要运移通道 ,进行侧向和垂向运移。该系统中 ,晚白垩世 -早第三纪形成的潮坪膏盐、膏泥岩为区域盖层 ,对油气的保存起着重要作用。因此 ,对寒武 +奥陶系源岩含油气系统而言 ,早期亚系统内保存条件为关键因素 ,阿克库勒凸起有石炭系覆盖的奥陶系分布区为有利勘探区 ;晚期亚系统规模较小 ,各自分散 ,但可成群分布 ,且埋藏较浅 ,易于发现。三叠 +侏罗系源岩含油气系统具有生烃晚、改造弱、保存好、聚气效率高的特点 。

中国主要克拉通前寒武纪裂谷分布与油气勘探前景

利用地质、地球物理和钻井资料编制中国主要克拉通盆地长城系、蓟县系和南华系残余厚度图,初步查明中-新元古代裂谷分布。华北和扬子克拉通中-新元古代裂谷中心以一套由粗快速变细的裂陷层序为标志,从目前的裂谷期地层等时对比格架上判断,现今鄂尔多斯盆地和四川盆地腹部的中-上元古界烃源岩均不如盆地覆盖区外的裂谷中心区域发育。塔里木克拉通南部和北部新元古代裂谷则具有不同的展布特征、形成时间和成因演化,塔里木南部的裂谷活动与以华南大陆(由扬子克拉通和华夏克拉通构成)为中心的地幔柱作用有关,而塔里木北部的裂谷主要形成于罗迪利亚超大陆外侧泛大洋俯冲引起的弧后伸展作用。塔里木南部裂谷开启时间较华南晚约20~40 Ma,但比塔里木北部提前至少40 Ma。前寒武纪裂谷演化对早寒武世沉积盆地具有重要的控制,使得后者具有"向前相似"而不是"向后相似"的特点。在塔里木和扬子,早寒武世盆地与南华纪—震旦纪裂谷盆地具有显著的继承性关系;在华北,青白口纪裂谷活动中心向东南缘移位控制了早寒武世盆地的发育位置和海侵方向。就目前的研究程度而言,中国古老克拉通前寒武纪裂谷的类型和分布特征仍显示出动力学上的多样性和复杂性,因而在充填演化和勘探价值研究上也有不同的观点和结论。近期研究除应继续加强地球物理资料处理,以更精细落实盆地覆盖区隐伏裂谷和裂陷外,也应重点开展裂谷期层序识别、地层对比和充填模式建立工作,努力解决前寒武纪裂谷类型及其演化的动力学问题,以恢复与烃源岩沉积阶段的盆地原型,查明烃源岩分布规律。

塔里木盆地南部中生代碰撞相关构造及其在古特提斯研究中的意义

地震资料解释和野外地质调查,在塔里木盆地南部发现中生代碰撞相关构造。同碰撞构造发育于西昆仑山前、阿尔金山前和麦盖提斜坡,为晚三叠世冲断构造。既有晚三叠世新形成的冲断构造,也有先存构造的复活(如车尔臣断裂)。碰撞后构造见于西昆仑和阿尔金山前,是一些规模不大的侏罗纪—白垩纪正断层及其控制下形成堑—垒构造。晚三叠世构造应力场的最大主压应力方向,在西昆仑山前和麦盖提斜坡均为NNE-SSW;冲断方向是由造山带向塔里木盆地,在麦盖提斜坡有反冲。它们是塔里木板块南缘一次碰撞造山的同碰撞构造。这是北羌塘—塔里木碰撞,是古特提斯洋复杂的闭合过程中的一次重要的构造事件。塔里木南部的侏罗纪—白垩纪伸展构造是其碰撞后构造。

高精度重磁测量弱信号分析及其在塔北雅克拉地区的应用

本文讨论1：5万高精度重磁测量在塔北油气勘探中的应用。由于深部区域背景的影响，用常规的数据处理方法得不到反映油气构造的信息，采用T2－Hotelling检验、异常宽度幅值特征滤波等新方法，在强干扰背景下提取与油气有关的构造信息，探讨直接找油的问题，获得良好的地质效果。

巴楚地区与塔北地区中新生代油气构造成藏史对比研究

塔北隆起和巴楚断隆都经历过前缘隆起这一发展阶段 ,两者存在诸多共性。笔者通过对比塔北隆起和巴楚断隆中新生代构造发展的异同 ,认为巴楚断隆存在前缘隆起发育时间晚、破坏严重和距生油中心远等诸多劣势。但巴东斜坡区在后期演化上与塔北隆起更为相近 ,尤其是其周边背冲断裂带 ,具有后期构造变形弱、构造位置高、新老圈闭多、油源较丰富等优点 。

塔里木盆地北部坳陷阿瓦提凹陷三叠系划分对比

阿瓦提凹陷三叠系沉积厚度大、地层对比精度低,已成为制约该区勘探的重要因素之一.文章从岩性、电性、古生物等方面对该凹陷三叠系划分对比进行了探讨,建立了阿瓦提凹陷三叠系的划分数据表.