塔里木盆地西北缘乌什西次凹的地层系统和构造特征

乌什西次凹位于塔里木盆地西北缘,隶属于库车坳陷的乌什凹陷。它位于南天山主山脉(哈尔克山)和塔里木盆地柯坪—温宿凸起之间。区域构造格局上,这里是塔里木克拉通向西北自然延伸的部分。次凹北缘的阿合奇断裂是南天山造山带和塔里木克拉通的分界。乌什西次凹内发育与柯坪—温宿凸起相似的晚前寒武纪—古生代地层系统,包括寒武系、奥陶系和石炭系的烃源岩。新近系—第四系碎屑岩建造直接不整合于变形的古生代被动大陆边缘碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造之上;剖面上,向南天山方向加厚,向塔里木克拉通方向减薄,呈现典型的前陆盆地剖面结构特征。这是一个晚新生代陆内前陆盆地,叠加在晚海西期—燕山期古隆起之上。这里的构造变形主要有3期,分别是中海西期、晚海西期—印支期和晚喜山期。变形以厚皮冲断构造及其相关褶皱为主,薄皮构造不发育。平面上,主构造线走向NE-SW。剖面上,以南天山向塔里木冲断为主。

准噶尔盆地南缘西部山前褶皱—冲断带构造分带特征及形成演化

准噶尔盆地南缘西部构造呈新的构造叠置特征和复杂的复合叠加构造样式,叠加构造在空间分布上具有明显的分带特征。根据野外地质调查和地震解释资料,采用平衡剖面恢复、楔型构造理论和构造地质学分析方法,研究复杂叠加构造变形差异及分带特征。结果表明:准噶尔盆地南缘西部发育受基底卷入与顺层滑脱联合与差异控制下的空间断褶体系,褶皱发育受断层控制,褶皱与断层相互叠加形成构造楔、双重构造、突发构造等复合构造样式,表现为多期活动特征。研究区按构造变形性质及变形差异可划分为山前逆冲推覆构造带、基底卷入型褶皱—冲断带、盖层滑脱型褶皱—冲断带3个构造带;其中,基底卷入型褶皱—冲断带与第一排断褶带重合,受控于基底卷入型断裂体系,发育基底卷入式大型构造楔、背形堆垛式双重构造与前倾双重构造,背斜轴线与断层线平面重合度高;盖层滑脱型褶皱—冲断带包括第二和第三排断褶带,受控于顺层滑脱型断裂体系,发育断展褶皱,背斜轴线与断层线平面重合度低,构造垂向上具有分层差异,构造变形程度自南向北表现为由强至弱。挤压应力作用的时期和强度、滑脱断层的向北滑脱、构造楔的楔入长度及推挤距离、滑脱层的厚度和上覆地层厚度,以及沉积时代、沉积速率和岩性差异等因素是引起研究区构造垂向分层、南北分带的原因。该结果对明确研究区构造发育及下一步油气地质勘探具有指导意义。

鄂尔多斯盆地西缘冲断带深井井壁稳定性研究

鄂尔多斯盆地西缘冲断带深层页岩气井钻井工程中垮塌、漏失、卡钻等复杂情况频发。为保障安全高效钻井,降低勘探开发成本,早日实现该区深层海相页岩气资源的经济高效开发,基于地应力、岩石力学等室内物理实验,结合现场工程参数及塌漏信息,考虑力学弱面影响,建立西缘冲断带深井全井段地层力学参数、全井段四压力剖面模型,评价不同岩性地层力学参数分布规律,揭示了西缘冲断带深井井壁坍塌、漏失等失稳机理。结果表明:羊虎沟组以上砂泥岩地层强度较低,为20~100 MPa,拉什仲组至桌子山组灰岩强度较高,超过100 MPa。较大的水平主应力差,发育的裂缝带、煤层是诱发井壁失稳的主要原因。建立的西缘冲断带深井岩石力学性能及四压力剖面预测,可为该地区井身结构优化设计,关键工程参数选取提供科学依据。

龙门山前陆褶皱冲断带构造解析与川西前陆盆地的发育

通过详细的野外地质调查和精细的地震剖面构造解析,揭示了龙门山前陆褶皱冲断带的基本构造特征。对比分析了龙门山北段与南段构造变形几何学和运动学的差异,提出龙门山北段主要表现为一系列复杂的逆冲推覆构造,晚三叠纪变形强于新生代;龙门山南段则以基底卷入的叠瓦状冲断为特点,晚白垩纪—早第三纪变形尤为突出。与前陆褶皱冲断带相对应的是,川西晚三叠纪时期的周缘前陆盆地主要表现在整个龙门山褶皱冲断带的前渊地区;而晚白垩纪—早第三纪再生前陆盆地却局限在川西盆地的南部,并且印—藏碰撞的持续挤压作用使得晚新生代构造变形不断向东扩展进入川西盆地南部。

准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带分析

讨论了与准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带有关的4个问题。(1)准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带具有纵向分带、横向分段和垂向构造分层的特征:纵向上由南至北可分为逆冲推覆构造带、基底卷入褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带三个带;横向上,基底卷入褶皱-冲断带从西至东按横向调节带分为5个段,构造特征表现为反冲断层从不发育到向南反冲的位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深;滑脱型褶皱-冲断带以红车断裂为界划分为西段和东段,西段构造运动弱,构造变形具双层结构;东段构造运动较强,发育大型冲向后陆的反向逆冲断层,构造变形多具有3层结构。(2)逆冲断层-褶皱类型按其形成机制分为基底卷入型冲断-褶皱、滑脱型冲断-褶皱以及基底卷入-滑脱混合型冲断-褶皱3大类,其中,基底卷入型冲断-褶皱的特征是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,而滑脱型冲断-褶皱以冲断和褶皱同时或冲断层先于褶皱形成为特征。(3)本区存在横向和纵向传递带。横向调节带一般分布于基底卷入型褶皱-冲断带,主要为左旋走滑断层;纵向传递带分布于滑脱型褶皱-冲断带,以逆冲断层系斜列分布和位移纵向斜列传递为特征。(4)褶皱-冲断带形成的主控因素主要有:近南北向的水平挤压作用,上新世末—早更新世末和晚侏罗世末发生的构造变形以及古近系、下白垩统和下—中侏罗统发育的三套异常高压泥岩层相关的滑脱作用。

塔里木盆地西南缘山前带逆冲推覆构造特征

塔里木盆地西南缘山前带是西昆仑逆冲推覆构造在前陆形成的冲断带,主要由断层相关褶皱、双重构造、叠瓦状构造、三角带等构造组成。通过地表构造剖面、地震与非震资料的综合解释与研究,结合平衡剖面的正演方法,对该冲断带进行了几何学、运动学与动力学研究,对冲断带断层的扩展方式以及冲断时代进行了讨论。研究认为塔西南逆冲推覆构造具有"南北分带、东西分段以及垂向结构变异"的特点。自南向北分为逆冲推覆的根带、中带、锋带和反冲断裂带,由西向东可以划分为帕米尔弧形构造段、齐姆根弧形构造段、甫沙-克里阳三角带构造段与和田南逆冲推覆体构造段。冲断带在垂向结构上由三套区域性滑脱层划分为浅构造层次的外来系统断坡背斜、中构造层次的准原地系统双重构造、三角带构造以及深构造层次的原地系统弱变形带三层结构。冲断席内断层的扩展方式为前展式,而不同冲断席间则为后展式模式。冲断带自中新世中期开始形成,中新世末发生位移推覆,上新世—早更新世定型,中更新世—全新世隆升均衡调整。

库车和北塔里木前陆盆地与南天山造山带的耦合关系

一个完全发育的陆－陆碰撞造山带往往会形成双前陆盆地。库车前陆盆地和北塔里木前陆盆地构成了南天山造山带的双前陆盆地。前者是中生代南天山造山带陆－陆碰撞造山阶段的原前陆盆地，后者则是新生代南天山造山带大规模陆内逆冲推覆阶段所形成的新前陆盆地。库车前陆盆地被后期的造山作用严重破坏，其楔顶带和前渊带的很大部分都已卷入了后期的造山作用。北塔里木前陆盆地是一个完整的前陆盆地，各沉积带发育齐全。分隔伊犁－中天山地块和塔里木古陆的古南天山洋盆于二叠纪末完全闭合（东部可能早一些），两陆壳地块完全碰撞到一起，库车前陆盆地形成；新生代喜马拉雅造山作用的远程效应导致南天山造山带重新活动，发生陆内造山，形成北塔里木前陆盆地。

鄂尔多斯西缘逆冲褶皱带构造特征及其南北差异的形成机制

研究表明鄂尔多斯西缘构造带经历了多次的逆冲推覆作用 ,广义上该构造带是一个大型的双冲构造系统 ,由下古生界和中生界两套变形组成。同时明确了狭义的鄂尔多斯西缘构造带南北两分的构造特征以及南北两部分的形成机制 ,南北两部分具有各自相对独立的形成机制与过程。北段主要包括桌子山段、贺兰山中、北部、银川地堑地区和横山堡段 ;南段主要包括贺兰山南部、马家滩段以及沙井子段。确认了在鄂尔多斯西缘构造带南北两部分之间存在着一个较大的侧断坡。它的存在导致了鄂尔多斯西缘构造带南北两部分之间的分化 ;该构造带在平面上的凹凸展布也反映了这种分化。而且在中生代狭义的鄂尔多斯西缘构造带南北两部分形成时间以及持续时间也不同。北段活动时间短 ,主要形成于晚侏罗世 ;而南段活动时间长 ,在晚三叠世就已经开始活动。

塔里木盆地西部喀什凹陷褶皱冲断带的构造特征

喀什凹陷南部和北部分别发育西昆仑北缘褶皱冲断带和南天山南缘褶皱冲断带 ,它们具有不同的构造特征。南天山南缘褶皱冲断带南北分带 ,东西分段 ,东段变形一般强于西段 ,同时还受到塔拉斯 -费尔干纳断裂的影响。西昆仑北缘褶皱冲断带受到帕米尔弧的影响较大 ,造山带内部的蛇绿混杂岩已被卷入冲断带 ,冲断带中的许多地层已经倒转 ,此外还发育规模较大的乌帕尔 -膘尔托阔依背驮盆地。两个褶皱冲断带内部前中生界差异较大 ,中生界以上的差异逐渐减小 ,表明喀什凹陷中生代以来才成为一个统一的沉积单元。两个褶皱冲断带中的地层不整合并非严格一一对应 ,西昆仑北缘褶皱冲断带中的地层不整合多于南天山南缘褶皱冲断带 ,而且层位偏低 ,表明西昆仑北缘褶皱冲断带的发育时间稍早于南天山南缘褶皱冲断带 。

帕米尔—西昆仑北麓新生代前陆褶皱冲断带构造剖面分析

依据帕米尔—西昆仑北麓新生代前陆褶皱冲断带 3条构造剖面的详细分析 ,发现帕米尔—西昆仑北麓除山根地带发育高角度断层外 ,基本上以低角度逆掩断层为主 ,形成与逆冲推覆构造相关的褶皱变形。乌泊尔地区表现为由山脉向塔里木盆地滑移的隐伏冲断层和上覆褶皱 ;苏盖特—齐姆根—甫沙地区表现为山前的三角带和向盆地扩展的两排背斜带。帕米尔—西昆仑北麓前陆褶皱冲断带的主要构造变形时间始于上新世早期 (距今约 4.6Ma) ,断层、褶皱的变形时代由山前向盆地逐步变新 ,变形强度由山脉向塔里木盆地逐步减弱。帕米尔—西昆仑北麓前陆褶皱冲断带的构造缩短量为 2 0～ 70km ,缩短率为 35 %～ 5 0 %。

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。

鄂尔多斯盆地西缘构造分区及其特征

鄂尔多斯盆地西缘受秦岭-祁连山构造带和阿拉善地块长期活动的影响,地质构造复杂。通过重力、航磁、遥感和地震等多种资料的综合分析,鄂尔多斯盆地西缘由于中区横向构造带表现明显,可以将其分为北区、中区和南区。根据各区内分布的次级隐伏构造或明显的东西向断裂,北区分为桌子山段和横山堡段;中区由转换带和马家滩段组成;南区进一步分为沙井子北段、固原段和华亭南段;区段之间构造特征差异显著。目前发现的天然气多集中分布在横山堡段的逆冲断块和背斜中,石油多分布于马家滩段及其邻近的逆冲推覆构造中。

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。

鄂尔多斯西缘冲断带南段构造特征及其对古生界天然气成藏演化的影响

鄂尔多斯盆地西缘处在阿拉善地块、鄂尔多斯地块及北祁连褶皱带之间的特殊构造位置，因而也是构造-沉积演化特征明显不同于盆地本部的一个复杂构造区。本文试图在西缘南段与盆地本部沉积演化特征对比分析的基础上，结合构造演化与古生界天然气成藏关系的研究，评价优选西缘南段古生界天然气成藏的有利区带和目标。主要形成以下几方面的认识：1）相对盆地本部而言，西缘南段早古生代沉积结束的晚、晚古生代沉积开始的早，表现出拉张、裂陷为主的早期构造活动特征，形成上、下古生界两套有利的成藏组合；中生代（尤其是侏罗纪）以来，则由于受冲断推覆构造活动的影响，西缘南段侏罗系及其后续构造层系的地层厚度在横向上变化较大，各构造层系的厚度差异可达千余米以上；2）西缘南段在大规模冲断推覆构造前即已基本成藏，燕山中-晚期以来的强烈冲断推覆构造，使部分地区古生界地层抬升剥露至近地表附近，导致古生界先成气藏遭受大面积破坏；3）在推覆体系的宽缓向斜区、以及主冲断层下盘的原地岩体中，古生界地层保存相对完整，受断裂破坏程度低，仍具有相对较好的保存条件；4）综合分析认为石沟驿向斜、韦州向斜、红寺堡向斜及银洞子向斜等4个宽缓向斜构造区的上古生界，以及处在惠安堡一沙井子主冲断层下盘原地岩体中的奥陶系台缘相带，是西缘南段古生界岩性圈闭气藏勘探的有利目标。

鄂尔多斯盆地西缘北段逆冲推覆带缩短量分形研究

鄂尔多斯盆地西缘发育南北向展布的逆冲推覆构造带,通过求其地层的缩短量和正确估计应变的分布,可以定量地揭示岩层的变形特征,从而对逆冲推覆构造形成的动力学机制做出客观的判断。由于小尺度褶皱和断层的发育,采用传统的平衡地质剖面方法计算其缩短量往往存在较大的误差,因此,采用非线性的方法———分形几何学求取逆冲推覆构造的缩短量,将剖面中某一地层界线作为二维平面中的一条复杂曲线,求其分维数D,进而计算构造变形的总缩短量。以鄂尔多斯盆地西缘北段桌子山地区AB地质剖面为例进行了应用研究。计算结果表明,桌子山AB地质剖面的缩短量为8 km,应变为22.2%,其中由小尺度褶皱和断层引起的的缩短量为1 km。

环青藏高原盆山体系东段新构造变形特征——以川西为例

介于扬子板块与青藏高原之间的川西前陆冲断带是环青藏高原盆山体系东段的重要组成部分,它是研究喜马拉雅构造运动对青藏高原东缘沉积盆地构造作用的重要场所。本文分别选取川西南段、川西北段和川北西段米仓山前的区域构造地质剖面来研究沉积地层在喜马拉雅运动中发生的构造变形特征。通过前陆冲断构造变形带的宽度、水平缩短量,山体隆升、盆地沉降,新构造对早期古构造的叠加与改造关系的研究,揭示出在环青藏高原盆山体系内,造山带与盆地边缘的冲断构造变形从造山带向克拉通盆地内扩展的同时受欧亚大陆与印度板块碰撞及其远程效应的空间位置限制,靠近青藏高原的川西南段到远离它的川北西段,新构造变形强度、新构造变形范围、盆山耦合程度具有依次降低等特征。这种受环青藏高原盆山体系控制的前陆冲断带构造变形具有明显的资环效应,特别是对油气资源的聚集与分布有重要的影响,控制了川西南段晚期次生气藏发育,川西北段和川北西段的早期原生气藏的发育。

苏皖境内滁河断裂的演化与大地构造背景

滁河断裂从古生代以来记录了下扬子地区的动力学特征。该断裂震旦纪—志留纪是滁县—全椒深水盆地与巢县—含山浅水盆地的分界线 ;晚泥盆世—中三叠世其北侧未见沉积 ,南侧表现出由于扬子板块向北俯冲而导致的陆内拉张断陷 ;晚三叠世时成为大别—胶南造山带南侧前陆冲断褶带中一条重要的逆冲断层 ,随后卷入郯庐断裂系的左行走滑剪切 ;晚白垩世—早第三纪时表现为垒堑构造的调整边界 ,控制着滁全红色盆地的发展。新生代以来再次表现为逆冲推覆特征。

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 .

塔里木盆地西秋—却勒冲断褶皱带地质结构特征及油气勘探区带

西秋—却勒冲断褶皱带为塔里木盆地库车坳陷的前缘构造带,整体表现为由古近系库姆格列木组膏盐滑脱层控制的3套构造层剖面结构,即盐上浅层冲断褶皱构造、盐内盐流动聚集构造和盐下复杂构造。浅层结构表现为东段的反冲和下盘背形构造,向西逐渐转换为南秋反冲(局部倒转)、北秋楔体构造以及夹于二者之间的向形构造,至却勒构造段转换为上盘正向大型逆冲推覆和下盘背斜的组合结构。深部结构表现为中生界古隆起构造的再活动。盐下构造可以划分为东部新生代晚期冲断构造段、中部古隆起构造段以及西部却勒古构造复活段。深、浅层构造平面分段的一致性和剖面垂向叠置关系揭示西秋地区盐上冲断结构与深部结构在空间上可能存在耦合关系。钻井资料显示西秋—却勒地区存在着多套勘探目标层位,即深层的下白垩统、盐内夹层以及古近系苏维依组。构造分析表明西秋里塔格构造带东段的薄皮叠瓦逆冲带以及却勒塔格构造带的深层冲断构造带为有利的油气勘探区带。

鄂尔多斯盆地西缘石沟驿向斜的形成演化与致密砂岩气成藏模式

向斜构造是一种基本的褶皱样式,是煤层气、致密砂岩气、页岩气、盐类以及铀矿等矿产资源赋存的主要场所之一。研究向斜的形成机制将为剖析褶皱冲断带的构造演化及矿产资源的分布特征奠立重要基础。以鄂尔多斯盆地西缘的石沟驿向斜为例,应用新的高分辨率地震剖面与深探井资料,解析向斜的深层地质结构及其成因机制。研究表明,石沟驿向斜处于鄂尔多斯盆地西缘北段与中段的过渡部位,形成于中侏罗世末期—晚侏罗世,是在以羊虎沟组—山西组含煤岩系为滑脱层形成的叠瓦冲断系统基础上,下伏的早期阶状正断层组合反转形成的大型构造楔的上层褶皱体系;惠安堡断层为一正反转断层,在该区起构造-沉积分划作用;石沟驿向斜及邻区的上石炭统—二叠系的致密砂岩气具有自生、自储、自封闭成因,于早白垩世成藏。石沟驿向斜的形成期早于油气成藏高峰期,天然气资源丰富,有较好的勘探前景。