三塘湖盆地及其周缘地区古生代构造演化及原型盆地研究
天然气地质学
收稿日期:2009210223;修回日期:20102032191
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:41072106)资助.
作者简介:刘兴旺(19832),男,甘肃金塔人,博士研究生,主要从事含油气盆地构造地质学方面的研究.E 2m ail :liuxingwang @https://www.wendangku.net/doc/975510729.html,.
三塘湖盆地及其周缘地区古生代构造演化
及原型盆地研究
刘兴旺1,2,郑建京1,杨 鑫1,2,刘玉虎1,2
(1.中国科学院油气资源研究重点实验室,甘肃兰州730000;
2.中国科学院研究生院,北京100049)
摘要:在早古生代,三塘湖地区是吐哈地块的组成部分,位于地块北缘,具有弧—沟—盆系统的结构特征。到志留纪末期,阿尔曼太古洋盆发生闭合碰撞作用形成了阿尔曼太碰撞带。进入早泥盆世,在吐哈地块北部、三塘湖地区早古生代岛弧南侧发生裂解、扩张作用,形成了克拉麦里古洋盆,从而使三塘湖地块从吐哈地块中分裂出来。在中泥盆世—早石炭世时期,克拉麦里古洋盆发生双向俯冲作用,北侧的三塘湖地块再次形成火山弧火山—沉积建造,南侧形成了哈尔里克火山弧及弧后裂谷盆地并接受相应的火山沉积岩系;早石炭世末期,克拉麦里古洋盆发生持续时间较为短暂的闭合碰撞作用,形成了克拉麦里碰撞带,之后进入后碰撞伸展演化阶段;至晚石炭世,该碰撞带又发生拉开,形成后造山伸展裂谷。结合石炭纪—二叠纪构造岩浆事件,以及构造地质学、沉积学的一些证据研究认为,早石炭世三塘湖盆地及其周缘原型盆地为岛弧环境(弧后盆地);晚石炭世三塘湖盆地南缘及其相邻区域发育后造山伸展裂谷,大约以三塘湖盆地石头梅潜伏隆起及其以东为界,东部为大黑山裂谷,西部为石头梅裂谷。
关键词:原型盆地;构造演化;裂谷盆地;古生代;三塘湖盆地中图分类号:TE121.1 文献标识码:A 文章编号:167221926(2010)0620947208
0 引言
三塘湖盆地位于新疆东北部巴里坤哈萨克自治县与伊吾县境内,呈NW —SE 向条带状夹持于天山和阿尔泰山系之间,西临准噶尔盆地,南临吐哈盆地,东北与蒙古国接壤,长约500km ,宽约40～70km ,面积约为23000km 2。在区域大地构造上,
三塘湖盆地地处天山—兴蒙褶皱系西伯利亚古板块南部陆缘增生带上,夹持于2条古缝合带之间,南侧以克拉麦里—莫钦乌拉缝合带与哈萨克斯坦板块及准噶尔盆地东北部紧邻,该缝合带常被认为是西伯利亚板块和哈萨克斯坦—准噶尔板块最终缝合的位置;北侧是以阿尔曼太蛇绿岩带为代表的洋盆闭合以后形成的阿尔曼太缝合带(图1)。2条古缝合带大体互相平行,相距约80km 。
三塘湖盆地是由不同构造演化时期的原型盆地叠加形成的展布范围较小的复合型含油气盆地,所处大地构造位置决定了其具有复杂的构造演化历史,多期改造造就了现今“南北分带,东西分块”的构造格局。目前,关于三塘湖盆地古生代构造演化以及原型盆地研究方面有多种不同的认识,分歧较大。对晚古生代早期盆地性质的认识主要有弧间盆地[122]、弧后盆地[324]、残留海盆地[526]及前陆盆地[729]等多种观点;对晚二叠世盆地性质主要有陆内盆地[2,7]、陆内裂谷盆地[9]及后碰撞伸展盆地[4,10213]等观点。
本文在收集和整理三塘湖盆地古生代相关地质资料的基础上,参考前人的研究成果,通过对三塘湖盆地的野外实地考察,实测了一些研究区典型的地质剖面,并结合岩石学、地层学以及沉积学的研究方法,对三塘湖盆地及其邻区古生代的构造演化及原
第21卷第6期2010年12月天然气地球科学NA TURAL GAS GEOSCIENCE Vol.21No.6Dec. 2010
型盆地进行了研究。
1 三塘湖地区古生代构造格局及演化过程
整个古生代,三塘湖地区在早古生代弧—沟—盆系统的基础上,经历了以下几个演化阶段:奥陶纪到志留纪,古洋盆俯冲消减继而闭合形成碰撞带,其在泥盆纪—早石炭世发生裂解、再次扩张形成古洋盆,到早石炭世末期古洋盆再次俯冲消减,晚石炭世闭合形成碰撞带,晚石炭世以后进入后碰撞伸展演化阶段。
1.1 三塘湖地区早古生代构造演化阶段
在早古生代,三塘湖地区是吐哈地块的组成部分,位于地块北缘,具有弧—沟—盆系统的结构特征。由于阿尔曼太蛇绿岩所代表的古洋盆在奥陶纪—志留纪时期发生持续的向南俯冲收缩作用,形成了三塘湖地区火山弧及弧后盆地的火山—沉积建造,其是三塘湖盆地前身的重要组成部分(图2)。到志留纪末期,阿尔曼太古洋盆发生闭合碰撞作用形成了阿尔曼太碰撞带。
早古生代,三塘湖地区及其邻区构造岩浆作用和火山—沉积主要与阿尔曼太古洋盆演化过程有关,表现为古陆缘弧和弧后盆地的构造格局。在阿尔曼太蛇绿岩带以南,野马泉以北出露一套早古生代地层,主要为灰绿色变质碎屑岩系夹中酸性火山凝灰岩,其中见有早古生代花岗闪长岩侵入,顶部被下泥盆统不整合覆盖,其岩石地球化学特征显示出古陆缘岩浆弧的亲缘性;在野马泉以南分布有由细碎屑岩变质而成的千枚岩、板岩,等视厚度大于2283m,与泥盆系呈断层接触,推测与早古生代弧及弧后盆地沉积作用有关[14]。
1.2 三塘湖地区泥盆纪—早石炭世构造演化阶段
进入早泥盆世,在吐哈地块北部、三塘湖地区早古生代岛弧南侧发生裂解、扩张作用,形成了克拉麦里古洋盆,从而使三塘湖地块从吐哈地块分裂出来。在此期间,吐哈地块北缘及三塘湖地块南缘均处于被动陆缘的拉张状态(图2)。
在中泥盆世—早石炭世,克拉麦里古洋盆发生双向俯冲作用,三塘湖地区再次形成了与火山弧岩浆作用有关的中泥盆世—早石炭世中酸性火山岩、玄武岩和火山碎屑岩组成的火山沉积岩系,直至早石炭世末期克拉麦里古洋盆闭合碰撞(图2)。形成了克拉麦里碰撞带,此次造山事件持续时间较为短暂,之后进入后碰撞伸展演化阶段。
根据前人对三塘湖盆地南北两侧蛇绿岩及后碰撞花岗岩的研究结果表明,克拉麦里蛇绿岩所代表的古洋盆闭合时间应该发生在早石炭世末期[1,14217]。三塘湖地区早石炭世火山活动强烈,发育以安山岩、玄武安山岩及玄武岩为主的火山岩。其中,玄武岩类具有Al2O3含量高、铁含量低、TiO2含量低、大离子亲石元素(L IL E)及轻稀土元素(L REE)富集的钙碱性系列特点。微量元素比值蛛网图和稀土元素配分型式具有岛弧钙碱性玄武岩的特征[18];安山岩具有大离子亲石元素富集,高场强元素(HFSE,如Nb、Ta和Ti)强烈亏损,表现出与俯冲带相关的岩浆作用类似的特征;εNd(t)=±7.42～±7.88,与岩石形成时的亏损地幔的εNd 相当,(87Sr/86Sr)i=0.7041～0.7045,也显示岩浆源于亏损地幔;稀土元素为富集型,(La/Yb)N= 6.61～8.78[19]。上述地球化学特征指示早石炭世火山岩是被俯冲流体交代过的软流圈地幔发生部分熔融的结果,形成于岛弧环境。
在晚古生代,三塘湖地区及其周缘构造岩浆作用十分强烈,发育有大量的晚古生代侵入岩及火山—沉积岩系,后者为目前油气勘探的重要层位。根据岩浆作用的构造属性大致可分为早石炭世前(维宪期之前)的火山弧岩浆事件[19]和晚石炭世—二叠纪后碰撞伸展的岩浆事件,克拉麦里蛇绿岩带两侧花岗岩带及阿尔曼太蛇绿岩南侧花岗岩分布表明,后碰撞深成岩浆活动开始于早石炭世中—晚维宪期,结束于早二叠世末期。由此可见,三塘湖地区在晚石炭世之前是以俯冲作用为主的活动陆缘区[12,19221],晚石炭世—二叠纪为后碰撞伸展的裂陷(裂谷)环境。
1.3 三塘湖地区晚石炭世—二叠纪演化阶段
晚石炭世—二叠纪三塘湖地区进入后碰撞伸展演化阶段,岩浆有深成活动和火山活动,地表出露见于盆地边缘。由于后期地壳抬升剥蚀,多见残留的下二叠统火山岩和花岗岩,但在三塘湖盆地内部仅零星出露,大部分被中新生代地层覆盖。
三塘湖地区晚石炭世—二叠纪深成岩浆活动较为发育,在盆地周缘出露较好,主要为后碰撞伸展环境下形成的花岗岩,始于早石炭世末,结束于早二叠世末期。岩石类型包括中基性火山岩和幔源侵入岩(后碰撞岩浆岩,主要有碱性花岗岩、碱长花岗岩、花岗岩和花岗闪长岩,侵入时代分布在265～330Ma 之间),持续时间为65Ma,但岩浆活动主要集中在330～310Ma和305～280Ma这2个时段[15],侵位在
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图1 三塘湖盆地及其邻区大地构造位置(据肖序常等[1]
,1992,修改)
图2 三塘湖盆地及其邻区古生代构造演化示意
KL T 为喀拉塔格地块;KGO 为康古尔塔格古洋盆;DNA 为大南湖火山弧;T HM 为吐哈地块;STA 为三塘湖火山弧;AMO
为阿尔曼太古洋盆;XBL Y 为西伯利亚板块;AMZ 为阿尔曼太碰撞带;KMO 为克拉麦里古洋盆;H KA 为哈尔里克火山弧;
HR 为哈尔里克裂谷;KMZ 为克拉麦里碰撞带;KGZ 为康古尔塔格碰撞带;T HB 为吐哈盆地;STB 为三塘湖盆地
泥盆纪及早石炭世火山—沉积地层中。这些花岗岩均具有正的εNd (t )值和很低的(87Sr/86Sr )i 值,表明其是幔源岩浆分异作用的结果,部分受到地壳物质的混染作用[22]。另外,蛇绿岩带内及邻区被290～330Ma 时代的花岗岩体(老鸦泉花岗岩体)侵入,标志着研究区在晚古生代中晚期大陆地壳发生了重要
9
49 No.6 刘兴旺等:三塘湖盆地及其周缘地区古生代构造演化及原型盆地研究
的垂向增生作用。
据郝建荣等[11]研究,三塘湖盆地及其周缘的晚石炭世—二叠纪火山岩岩石类型以玄武岩、玄武安山岩、辉绿岩及安山岩为主,见有少量的英安岩和流纹岩。玄武岩SiO 2含量在48.87%～52.64%之间变化,具有高Ti 特征,TiO 2含量分布在1.54%～2.68%之间,Al 2O 3含量介于16.32%～19.03%之
间,Mg #介于0.42～0.59之间,富钠贫钾;L REE 富集,轻稀土、重稀土分馏明显,含量比值(L REE/HREE )在3.8～8.35之间,Eu 异常不明显,δEu =0.92～1.13,表明在岩浆作用过程中斜长石分离结晶作用不明显;微量元素L IL E 强烈富集,相对于La 、Nb 和Ta 亏损强烈,具有较明显的“TN T ”负异常,高场强元素选择性富集,判别图投入板内玄武岩及火山弧域内,总体上既有板内的构造环境,又有火山弧火山岩的地球化学信息,类似于“滞后弧火山岩”的特征[10211]。综合区域地质特征,三塘湖盆地晚石炭世—二叠纪火山岩形成于后碰撞伸展裂陷(裂谷)环境。
2 原型盆地类型
研究认为,三塘湖盆地及其周缘区域的克拉麦里—莫钦乌拉断裂带、阿尔曼太断裂带均为热力—构造形迹带。在中泥盆世—早石炭世,克拉麦里古洋盆开始发生双向俯冲,北侧的三塘湖地块再次形成火山弧火山—沉积建造,南侧形成了哈尔里克火山弧及弧后裂谷盆地并接受相应的火山沉积岩系;早石炭世末期,克拉麦里古洋盆发生持续时间短暂的闭合碰撞作用,形成了克拉麦里碰撞带,之后进入后碰撞伸展演化阶段;早石炭世以后,该俯冲带转化为碰撞带,至晚石炭世,又发生拉开,形成后造山伸展裂谷。这与额尔齐斯断裂带类似[23],是一种聚合板块边缘裂谷,其展布方位沿构造活动和基底软弱带优势方位发育,与Burke [24]划分的苏门答腊裂谷
及北美里奥格兰德裂谷相似,后者也是在造山带位置上发育起来的。在晚石炭世,克拉麦里—莫钦乌
拉造山带正是这样的软弱带,为再次拉开形成裂谷提供了良好的构造条件。
古裂谷作用的存在,标志着克拉麦里—莫钦乌拉断裂带在晚古生代作为俯冲消减带向碰撞带演化的结束,开始了拉张环境的演化,因而克拉麦里—莫钦乌拉断裂带、阿尔曼太断裂带具有俯冲—碰撞—裂谷3阶段的演化特征,由岛弧环境(泥盆纪—早石炭世)最终转化为裂谷环境(晚石炭世—二叠纪)。研究区裂谷作用有别于中国东部地区发育的大陆裂谷。这是一种聚合边缘裂谷,聚合边界作为基底构造的软弱带,以及聚合边界有较多的挥发份和活动元素的作用,是导致地幔熔融、底辟上升的原因,因而是裂谷作用的主动模式。2.1 早石炭世三塘湖地区及其周缘原型盆地———
岛弧环境(弧后盆地)三塘湖地区及其周缘在中泥盆世—早石炭世,克拉麦里古洋盆开始发生双向俯冲,三塘湖地块发育火山弧及弧后盆地并接受相应的火山沉积岩系沉积建造;在早石炭世末期,克拉麦里古洋盆发生闭合碰撞作用,形成了克拉麦里碰撞带,此次造山事件持续时间短暂,之后进入后碰撞伸展演化阶段;三塘湖盆地大黑山构造带发育的石炭系沉积层系剖面(阿克提坎剖面)(图3)揭示出下石炭统姜巴斯套组层系除了底部发育有厚度不大的一套砂岩、煤、灰岩和砾岩沉积外,主要为一大套水平层理的凝灰质页岩和凝灰质粉砂岩,表征为岛弧洋盆沉积;伊吾小白杨沟剖面下石炭统姜巴斯套组主要表征为一套火山岩建造;三塘湖水库剖面下石炭统姜巴斯套组主要为一套以凝灰质页岩、泥岩为主的夹含凝灰质粉砂岩的沉积层系(图4),仅在巴塘公路54km 处剖面见到的下石炭统姜巴斯套组地层发育有砾岩层系,且剖面上火山岩层系不太发育(图5)
。
图3 阿克提坎剖面石炭系地质剖面
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图4
三塘湖水库剖面下石炭统姜巴斯套组地质剖面
图5 巴塘公路
54km 处西侧下石炭统姜巴斯套组地质剖面
图6 三塘湖盆地头道沟上石炭统巴塔玛内依山组地质剖面
2.2 晚石炭世三塘湖地区及其周缘原型盆地———
后造山伸展裂谷
晚石炭世基本结束了深海沉积及洋壳组合演化,进入后碰撞伸展的岩浆事件和盆地形成、发育阶段。三塘湖盆地大黑山构造带发育的石炭系沉积层系剖面(阿克提坎剖面)揭示出(图3)上石炭统巴塔玛内依山组中部、下部发育有一大套厚层分选极差而磨圆较好的砾岩,砾岩由下部的大颗粒砾石(粒径50～80cm )向上逐渐过渡为磨圆度极好、分选较差的小颗粒砾石组成的砾岩,间夹薄层粉砂岩和泥质粉砂岩,这套砾岩可以作为石炭纪三塘湖地区后造山伸展裂谷盆地的开始;巴塔玛内依山组上部为一套黑色—灰
黑色泥岩、粉砂质泥岩,而头道沟实测剖面揭示出巴塔玛内依山组为一套粉砂岩和砂岩与凝灰质泥岩和
页岩互层的层系,可能主要是巴塔玛内依山组上部层位(图6),这些均表征出裂谷的扩张和沉积相态的演化。大黑山区域上石炭统哈尔加乌组下部为一套细粒砾岩与砂岩互层,向上渐变为泥岩与砂岩互层,顶部发育有2套富含瓣鳃类化石的灰岩沉积;伊吾小白杨沟剖面揭示出哈尔加乌组为一套凝灰质泥岩和页岩与粉砂岩、砂岩和含砾粗砂岩互层的层系,由于构造的断层作用及褶皱作用,这套层系可能为哈尔加乌组上部层系沉积。实测剖面的岩性和岩相变化揭示出裂谷后期扩张过程中水体和沉积相态的变化(图7)。
1
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图7
伊吾小白杨沟上石炭统哈尔加乌组地质剖面
图8 晚石炭世三塘湖地区及其周缘原型盆地分布(数字为地层厚度)
晚石炭世三塘湖地区南缘及相邻区域发育后造山伸展裂谷。从晚石炭世碎屑岩厚度分布图分析,三塘湖盆地应分为2个后造山伸展裂谷,这2个后造山伸展裂谷的分界大约为三塘湖盆地石头梅潜伏隆起及其以东,东部为大黑山裂谷,西部为石头梅裂谷(图8)。2.2.1 大黑山后造山伸展裂谷
大黑山后造山伸展裂谷延伸方向为北西向,以大黑山为裂谷中心,展布范围北至马30井和塘浅1井一线,南部不清,在大黑山裂谷西段可能发育有一个相对宽阔的海湾与三塘湖盆地北部的沉积系统浅水相连。从大黑山地表上石炭统实测厚度看,相比石头梅裂谷而言,大黑山裂谷沉降幅度更大。大黑山及其周缘晚石炭世后造山裂谷于晚石炭世早期发育,晚石炭世中晚期快速扩张,水体加深,由此可见,
大黑山后造山伸展裂谷烃源岩层系主要发育在晚石炭世裂谷扩张期。
2.2.2 石头梅后造山伸展裂谷
石头梅后造山伸展裂谷延伸方向亦为北西向,裂谷扩展中心位于考克赛尔克山—东泉一线,展布范围南至克拉麦里—莫钦乌拉断裂带,北部扩展至条湖断裂,发育时期为晚石炭世,整个石头梅后造山伸展裂谷形成机制与扩展过程应与大黑山后造山伸展裂谷类似,但沉降幅度较小。
3 结论
在早古生代,三塘湖地区是吐哈地块的组成部分,位于吐哈地块北缘,具有弧—沟—盆系统的结构特征。由于阿尔曼太蛇绿岩所代表的古洋盆在奥陶
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纪—志留纪发生持续的向南俯冲收缩作用,形成了三塘湖火山弧及弧后盆地的火山—沉积建造,到志留纪末期,阿尔曼太古洋盆发生闭合碰撞作用形成了阿尔曼太碰撞带。进入早泥盆世,在吐哈地块北部、三塘湖地区早古生代岛弧南侧发生裂解、扩张作用,形成了克拉麦里古洋盆,从而使三塘湖地块从吐哈地块分裂出来。在中泥盆世—早石炭世克拉麦里古洋盆发生双向俯冲作用,形成了克拉麦里碰撞带。晚石炭世—二叠纪三塘湖地区进入后碰撞伸展演化阶段。结合石炭纪—二叠纪构造岩浆事件、构造地质学研究认为,早石炭世三塘湖盆地及其周缘原型盆地为岛弧环境(弧后盆地),晚石炭世三塘湖盆地南缘及其周缘原型盆地为后造山伸展裂谷,大约以三塘湖盆地石头梅潜伏隆起及其以东为界,东部为大黑山裂谷,西部为石头梅裂谷。
在后碰撞伸展演化阶段,局部出现拉张,引起地幔上隆造成上部地壳伸展减薄,部分熔融的岩浆沿着张性断裂系统喷发地表。一方面,岩浆的活动必将造成研究区大地热流与地温梯度的增高[25],这种区域性的变化对研究区烃源岩有机质的熟化产生积极的作用。另一方面,这些火山岩建造又可以作为储层,接受后期油气的充注[26]。
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P aleozoic Structural E volution of S antanghu B asin and Its Surrounding and P rototype B asin R ecovery
L IU Xing 2wang 1,2,ZH EN G Jian 2jing 1,YAN G Xing 1,2,L IU Yu 2hu 1,2
(1.Key L aboratory of Pet roleum Resources Research ,I nstitute of Geology and Geop hysics ,Chinese A cadem y of Sciences ,L anz hou 730000,China;2.Graduate Universit y of Chinese A cadem y of Sciences ,B ei j ing 100049,Chi na )
Abstract :In early Paleozoic ,Santanghu basin which was located at north margin of T u 2Ha block had structural ar 2rangement of arc 2trench 2basin.At end of Silurian ,close and collision of paleo 2ocean caused formation of Aermantai collision.Splitting and expanding at south of Santanghu at early Devonian happened ,resulting in K elamaili paleo 2o 2cean formation and separation of Santanghu block from the T u 2Ha block.Within the middle Devonian and early Carboniferous ,the K elamaili palaeo 2ocean accepted double subduction ,at north of which volcanic arc sediments oc 2curred in Santanghu block ,at south of which Haerlike volcanic arc and retroarc rifted basin also accepted volcanic 2sediments.At end of early Carboniferous ,short time collision of the K elamaili palaeo 2ocean resulted in the K elamaili collision belt formation ,and then the post 2collisional extension started.At late Carboniferous ,the collision belt was pulled apart ,associated with formation of postorogenic extensional rift.In combination with tectonic 2magma cases within Carboniferous and Permian ,structural and sedimentary evidences gave a proposal that the prototype basin of Santanghu and its surrounding at early Carboniferous would be island arc (retroarc basin ),and postorogenic exten 2sional rift at southern Santanghu basin and its surrounding happened at late Carboniferous.The Santanghu basin was divided into two parts by Shitoumei burial dome ,at east of which it was Daheishan rift ,at west of which it was Shitoumei rift.K ey w ords :Prototype basins ;Structural evolution ;Rift basin ;Paleozoic ;Santanghu basin.
459 天 然 气 地 球 科 学Vol.21
准噶尔盆地构造演化阶段及其特征
准噶尔盆地构造演化阶段及其特征 摘要：准噶尔盆地由于受到周缘造山带的多期次的逆冲推覆作用，其发育演化过程不同于一般意义的前陆盆地，而是具有类前陆盆地的特征。准噶尔盆地经历海西、印支、燕山和喜山四个构造旋回的演化，形成了早二叠纪时期的裂谷盆地，中晚二叠纪的前陆盆地，三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地为特征的多期叠合型盆地。 关键词：准噶尔盆地构造演化类前陆盆地 引言 准噶尔盆地是我国西部发育的大型陆相盆地，对其盆地的类型及其演化，经历了很长一段研究探索过程，形成了对准噶尔盆地的形成过程的诸多认识和观点。20世纪90年代主要以二叠纪为裂谷和断陷为主，三叠－白垩坳陷，第三纪以后为上隆。一些学者分别提出了“陆内前陆盆地”(陈发景,1997) 、“再生前陆盆地”(卢华复等,1994) 及“类前陆盆地”(雷振宇,2001 ) 等概念。蔡忠贤等（2000）认为准噶尔盆地在早二叠世为裂谷,晚二叠世为热冷伸展坳陷,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地,新第三纪至今为陆内前陆盆地。陈新和卢华复等（2002）则将准噶尔盆地划分为地体形成、板块拼贴、前陆盆地、陆内坳陷和再生前陆盆地等6个阶段。陈业全（2004）划分盆地演化为晚泥盆世－早石炭世裂陷盆地、晚石炭世－二叠纪碰撞前陆盆地、三叠纪－古近纪陆内坳陷盆地和新近纪－第四纪再生(陆内俯冲型)前陆盆地4个阶段。 通过对准噶尔盆地区域二维地震剖面的解释，结合钻井及测井资料，我们将准噶尔的演化划分为早二叠纪时期的裂谷盆地，中晚二叠纪的前陆盆地，三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地四个阶段。其中以中生代的复合类前陆盆地为最重要的一个阶段，与油气的关系最为密切。 一地质构造背景 中国西部各盆地位于几个大的造山带及板块缝合带之间,属于古亚洲与特提斯—喜马拉雅构造域,处于西伯利亚板块和印度板块相对挤压和相对扭动的压扭性构造环境下形成的构造格局.在南北对挤和南北对扭的联合和复合的应力条件下产生的大量平移断裂控制着盆地的展布. 中国西部盆地主要受控于三向动力体系:北部主要受古亚洲动力系所作用,受控于古亚洲域;西部主要受特提斯动力系所作用,受控于特提斯域;南部的动力来源于印度板块的北上扩张.三大动力体系在时间、空间上的叠加、复合, 形成了具有明显的旋回性和阶段性多期叠合盆地,并且在不同演化阶段中具有不同的板块构造背景,盆地类型和性质也不相同。 中国西部盆地的演化大致可以分为三个阶段: 古亚洲洋开合阶段，新元古代晚期Rodinia古陆解体,使华北、扬子、华南、塔里木等小陆块从其上裂解出来。晚奥陶世开始地壳俯冲消减,至泥盆纪晚期碰撞闭合,成为克拉通内(挤压)盆地,发育一套海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。古亚洲洋在晚二叠世之前消减殆尽,华北、准噶尔—吐哈、塔里木等小陆块拼合在西伯利亚块体的南缘,形成古亚洲大陆。在拼合后的
柴达木盆地构造特征及油气分布
柴达木盆地构造特征及油气分布 摘要该文以柴达木盆地多年的勘探成果及取得的地质认识为基础，总结了研究区的构造演化特征、断裂发育特征及其对构造圈闭和烃源岩展布的控制作用，最后分区总结了有利的油气聚集区。柴达木盆地经历了晚古生代、中生代和新生代三个成盆旋回，中生代断坳复合盆地形成了柴达木盆地北缘侏罗系油气系统，新生代大型走滑挤压盆地形成了柴达木盆地西部第三系油气系统和三湖第四系天然气系统，燕山和喜山两期强烈构造运动以及后期多期构造运动使盆地的油气地质特征更加复杂。 关键词：柴达木盆地；构造特征；烃源岩；构造圈闭；油气分布 柴达木盆地位于青藏高原北部，夹持于昆仑山、祁连山和阿尔金山之间，四周均以深大断裂与相邻构造单元相隔，呈一个不规则菱形区带。盆地东西长850km，南北宽150～300km，面积约12.1×10km2。盆地内沉积岩分布广泛，最大厚度17000 m，体积60×10km3［1］,是国内七大沉积盆地之一，具有较丰富的油气资源。 1 盆地构造特征与演化 柴达木盆地是青藏高原北部发育的大型山间盆地。盆地西部以阿尔金走滑断裂为界，盆地北部为南祁连山走滑冲断带，盆地南部为东昆仑山走滑冲断带。盆地具有元古界和下古生界中浅变质结晶基底。地块结构破碎、岩相复杂、深大断裂发育。北西向断裂控制着盆内构造的定向性，北东向断裂控制着盆内构造的分区性和盆缘结构的分段性。盆缘边界断裂为多组复合、多期活动的复式断裂带，构造活动差异性较强。盆内构造在北西向断裂和北东向断裂的控制下，具有南北分带、东西分段的特点［2］，构造单元单元划分如图1。 图1 柴达木盆地构造单元划分图（据翟光明等） I A—赛北断陷亚区；I B—大红沟隆起亚区；I C—鱼卡红山断陷亚区； I D—德令哈断陷亚区； II A—一里坪坳陷亚区；II B—大风山隆起亚区；II C—茫崖坳陷亚区； II D—尕斯断陷亚区； II E—昆北陷阶带；III A—盐湖斜坡；III B—三湖坳陷亚区；III C—格尔木斜坡带 盆地发育上古生界、中生界和新生界3套构造层，经历了古生代、中生代和新生代3个成盆旋回。晚古生代经历了石炭系陆表海盆地的演化阶段，形成了柴东残留海相石炭系盆地；中生代经历了早侏罗世断陷和中侏罗世一早白垩世挤压坳陷的发育阶段，形成了J1、J 2个并列的沉降中心。中、新生代以来经历了燕山、喜山2期强烈的构造运动。燕山构造运动西强东弱，柴北缘西段侏罗系强烈变形剥蚀，形成了残留下侏罗统凹陷；东部活动较弱，中、新生代连续沉降沉积。新生代为大型走滑挤压盆地，第三纪沉降中心在盆地西部，发育多个沉降中心，晚第三纪以来沉降中心向东迁移，第四纪在三湖地区形成统一的大型沉降中心。
柴达木盆地构造样式的类型和展布
第21卷 第2期 2000 西北地质科学 NORTHWEST GEOSCIENCE Vol.21,N o.2 文章编号:1004-7786(2000)02-0057-07 柴达木盆地构造样式的类型和展布 戴俊生1,曹代勇2 (1.石油大学资源系,山东 东营 257062; 2.中国矿业大学,北京校区 100083) 摘 要:盆地构造样式及展布规律研究是盆地构造研究的基础,对确定构造圈闭类型,指导油气 勘探有重要意义。笔者通过各种资料综合分析,将柴达木盆地构造样式归为14种基本类型,即生 长逆断层、单冲构造、对冲构造、冲起构造、反冲构造、生长背斜、断展背斜、纵弯背斜、滑脱褶 皱、断鼻构造、裂陷伸展构造、局部伸展构造、斜坡带和横向构造变换带。从动力学背景、基底 卷入性、级别划分等方面讨论了构造样式的基本特征。对控制柴达木盆地构造样式类型和展布的 区域构造环境、盆地基底性质、应力作用方式、岩石物理性质和构造演化阶段等因素进行了分析。 关键词:构造样式;构造圈闭;柴达木盆地 中图分类号:P452 文献标识码:A 引 言 柴达木盆地地处青藏高原西北部,南邻昆仑山,北接祁连山,西北界为阿尔金山,位于青海省的西北部,在大地构造位置上属于亚洲中轴构造域〔1〕。是我国西部一个重要的中、新生代含油气盆地。内部构造特征具有明显地三分性特点,北部祁连山前地区以冲断构造为特征,称北部块断带。南部昆仑山前地区也表现为冲断构造,称昆北断阶带。中部发育巨厚的中新生界,以褶皱构造为特点,称为中央坳陷(图1)。 受区域构造环境、盆地基底性质、应力作用方式、岩石物理性质、构造演化阶段等因素的控制,柴达木盆地构造样式的类型和展布具有自身的特点。研究这些特点不仅对揭示该盆地的构造特征和认识同类型盆地有重要的理论意义,而且对确定构造圈闭类型指导油气勘探有重要的实际意义。 1 构造样式的基本类型 在揭示柴达木盆地基本构造变形特征的基础上,从油气勘探的需要出发,主要考虑与油气藏密不可分的正向局部构造和断层,强调构造样式对油气藏的控制作用。通过各种资料综 收稿日期:1999-11-22 修回日期:1999-12-20 基金项目:中国石油天然气集团公司“九五”油气勘探科技工程项目(编号:970208-02-02) 作者简介:戴俊生(1958-),男,博士,副教授。主要从事构造地质学和石油地质学的教学及科研.
松辽盆地成因演化与软流圈对流模式
1999年7月SC IEN T I A GEOLO G I CA S I N I CA34(3):365—374 松辽盆地成因演化与软流圈对流模式 马 莉 (中国石油天然气集团公司石油经济信息研究中心 北京 100011) 刘德来 (中国石油天然气集团公司油气勘探部 北京 100724) 摘 要 松辽盆地位于中国东北,是晚中生代在活动大陆边缘上发育的裂谷-坳陷盆地。松辽盆地有两个特点:一是裂谷期前火山岩分布以盆地西部的大兴安岭厚度大、面积大, 盆地东部靠近俯冲边缘火山岩分布厚度、面积变小;二是裂谷期主要发育东倾控坳断层。由此 推测在板块俯冲牵引作用下,在楔形区产生单向环流。单向环流在大兴安岭一带上升,在地表 形成强烈的火山作用,然后沿岩石圈底部向东运动,并逐渐转变为下降流,火山作用也逐渐减 弱。单向环流由上升流逐渐转入近平流后,对岩石圈底面施加单向剪切牵引作用,岩石圈伸展 在脆性上地壳形成主要东倾控坳断层。单向环流可以源源不断地从深部将热能和动能带到 浅部,满足岩石圈减薄和伸展的需要。而且用单向环流解释活动大陆边缘和弧后区火山岩的 成分极性可能更趋于实际。 关键词 松辽盆地 弧后裂谷 岩石圈伸展 软流圈对流模式 1 引言 关于弧后裂谷盆地形成的深部动力学机制已有了很多论述(Karing,1971;Sleep et al.,1971;H yndm an,1972;W ilson et al.,1972;Coney,1973;M o lnar et al.,1978; D ew ey,1980;Jarrard,1986;U yeda,1991),概括起来有5种模式(T am ak i,1991):①俯冲板片引起热流上涌的模式;②热柱上升模式;③弧后板块后退模式;④软流圈对流引起的海沟滚动后退模式;⑤软流圈下降流不稳定引起的海沟滚动后退模式。但总的来说,这是个未解的问题,至今还是一个谜。 松辽盆地是晚中生代(J3—K)在活动大陆边缘上发育起来的裂谷-坳陷盆地,其形成、发展与古太平洋板块向亚洲大陆下俯冲有直接关系(刘德来等,1996)。由于松辽盆地没有发育成边缘海盆地,至今还保留着裂谷盆地的构造特征,而且在东北地区广泛发育裂谷期前火山岩,从某种程度上说,它们记录了弧后裂谷盆地深部动力学机制的某些特征。本文试想通过松辽盆地形成、发展以及裂谷期前火山岩的某些特征,讨论弧后伸展区软流圈对流模式。 马莉,女,1958年4月生,讲师,石油地质专业。 1999-02-10收稿,1999-05-10改回,王桂凤编辑。
松辽盆地构造演化及对油气成藏的控制
松辽盆地构造演化 一、松辽盆地区域构造背景 松辽盆地是中国最主要的含油气盆地之一。它位于我国东北部的黑龙江及其支流勾勒出的“鸡首”的中部，主要由大小兴安岭、长白山环绕的一个大型沉积盆地。该盆地跨越黑龙江、吉林、辽宁三省，面积约26万平方公里，松花江和辽河从盆地中穿过，这里埋藏着一个巨大的黑色宝库——大庆油田和吉林油田。 作为一个侏罗——白垩纪沉积盆地，松辽盆地曾是一个大型的内陆湖盆，湖中和四周繁衍着丰富的浮游生物和其他动植物，其北部与现代的松嫩平原范围大体重合，唯独南部边界与当今地貌大相径庭。原因是侏罗纪和白垩纪时，古辽河与古松花江、古嫩江同入古松辽湖，来自东方的挤压力使盆地渐渐整体上升和萎缩，辽河无力逾越重重丘陵，只得回首南流，最终使得松辽盆地超出松嫩平原。 松辽盆地从古生代以来，主要经历了中生代及新生代二次板块运动。中生代的板块运动产生了安第斯山型的锡霍特——阿林弧及弧后松辽—三江盆地。新生代板块运动塑造了现今亚洲东北部大陆边缘岛弧—海沟系。松辽盆地形成时与三江盆地连在一起，均属弧后盆地。在其发展过程中，由于郯—庐断裂的北部分支伊兰—伊通断裂的平移运动，使松辽盆地与三江盆地在发展过程中，彼此逐渐错开并在扭动断裂牵引作用下，松辽盆地东侧及三江盆地西侧逐渐隆起，使其成为各自独立的盆地。因此，松辽盆地是一个与扭动断裂有关的弧后盆地，具有边形成、边扭动、边发展的特点。 20世纪上半叶，美国、日本的地质工作者都曾在这一带进行过石油调查和勘探，但没有发现石油。1959年9月26日，松基3井是打出了第一口喷油井。这口井的喷油标志着大庆油田的发现，在我国石油工业的发展史上具有里程碑的意义。 二、原型盆地类型 松辽盆地的形成与发展与亚洲东北部地区的地质发展有密切关系。通过对亚洲东北部地区古生代以来的板块构造演化分析，我们可以知道松辽盆地属于在晚古生代冒地槽基础上发育起来的一个中生代弧后盆地。其形成与发展大致经历了以下几个阶段： 1.晚古生代时期 此时期松辽盆地处于蒙古—鄂霍茨克大洋板块与太平洋大洋板块的交界附近。其西侧为大兴安岭优地槽，东侧为佳木斯隆起。从目前松辽盆地已钻到的基底岩性分析：其西部属轻微变质或未变质的上古生代地层（石炭—二叠系），而东侧为前古生界的片麻岩、片岩等深变质岩系。故推测当时松辽盆地基本上属于大兴安岭优地槽与佳木斯隆起之间的过渡地带，具冒地槽沉积特点，可能从东向西发育有较厚的石炭二迭纪地层。总之，这一时期轻微变质或未变质的石炭二叠纪地层与佳木斯隆起上的片麻岩、片岩等前古生界变质岩系共同构成了现松辽盆地的基底。 2.三叠纪—中侏罗世时期 该时期是松辽盆地的上升剥蚀阶段。古生代末期，西伯利亚大陆板块与中朝大陆板块碰撞相连，构成了统一的古亚洲大陆。因此从中生代开始，控制松辽盆地发展的主要因素是亚洲东北部大陆板块与太平洋大洋板块之间的板块运动。 晚古生代末期至中三叠世时期是亚洲东北部大陆边缘由被动的大西洋型转化为活动的
沁水盆地构造演化与煤层气的生成
沁水盆地构造演化与煤层气的生成 李明宅杨陆武胡爱梅徐文军 （中联煤层气有限责任公司科技研究中心，北京，１０００１１） 摘要沁水盆地面积约２３９２３ｋｍ２，蕴藏着丰富的煤炭资源和煤层气资源，是我 国重要的煤层气勘探区。本文主要从盆地演化的角度讨论了煤层的形成及其生气 潜力，认为沁水盆地南部是有利的煤层气勘探区块。 关键词沁水盆地构造演化沁水盆地南受煤层气 １沁水盆地构造演化特征 在影响煤层气生成和保存的众多地质因素中，以构造作用的影响最大，因为盆地的构造特征和构造热演化决定着煤的聚集和生气作用。 １．１构造特征及成煤期后构造发育特征 沁水盆地位于晋中一晋东南地区，为近南北向的大型复式向斜，面积约２３９２３ｋｍ２。盆地内次级褶皱发育，南部（古县一屯留一线至阳城）和北部（祁县以北）以近南北向褶皱为主，局部近东西、北东和弧形走向的褶皱；中部（祁县至沁源）则以北北东向褶皱发育为特点。断裂以北东、北北东和北东东向高角度正断层为主，集中分布于盆地西北部、西南部及东南部边缘。该盆地处于长期抬升状态，具有内部褶皱发育、断裂不甚发育和煤系地层广泛稳定分布的特点，区别于其西侧的鄂尔多斯盆地和东侧的华北东部断块含煤区，前者煤系沉积后长期持续稳定沉降、上覆地层厚、构造简单，后者煤系沉积后又经历了强烈的块断作用改造。 沁水盆地煤系地层沉积后，历经印支、燕山和喜山三次构造运动改造。印支期本区受侯马一沁水一济源东西向沉积中心的控制，以持续沉降为主，沉积了数千米的三叠纪河湖相碎屑岩，由北向南增厚。三叠纪末的印支运动，使华北地区逐渐解体，盆地开始整体抬升，遭受风化剥蚀。燕山期内构造运动最为强烈，在自西向东挤压应力作用下，石炭系、二叠系和三叠系等地层随山西隆起的上升而抬升、褶皱，形成了轴向近南北的复式向斜，局部断裂并遭受剥蚀。同时，区内莫霍面上拱，局部伴有岩浆岩侵入，形成不均衡的高地热场，使煤的变质程度进一步加深。由于该变质作用是在煤层被抬升、褶皱、剥蚀，上覆静岩压逐渐减小的情况下进行的，因而对煤的割理及外生裂隙的生成、保存等均产生了有别于深成变质作用的影响。喜山期区内受鄂尔多斯盆地东缘走滑拉张应力场作用，在山西隆起区产生北西一南东向拉张应力，发育了山西地堑系，区内形成了榆次—介休一带的晋中断陷，沉积了上千米的上第三系、第四系陆相碎屑岩，其他地区石炭系、二叠系和三叠系等地层继续遭受剥蚀，并在北部和东南部因拉张而形成北东向正断裂，致使沁水盆地定 一３６—
鄂尔多斯盆地构造演化及古地理特征研究进展讲解
卷 (Vo l um e ) 35 ,期 (N u m b e r ) 2 ,总 ( S U M ) 129 大 地 构 造 与 成 矿 学 Geo t ec t on i ca e t M e t a l l ogen i a 页 ( Pages ) 190 ～197 , 2011 , 5 (M a y, 2011 ) 鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化与油气勘探 邓昆 1 , 2 , 张哨楠 1 , 周立发 3 , 刘燕 4 ( 1. 成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 ,四川 成都 610059; 2. 山东省沉积成矿作用与沉 积矿产重点实验室 ,山东 青岛 266510; 3. 西北大学 地质系 ,陕西 西安 710069; 4. 中石油 长庆油田分公司 勘探开发研究院 ,陕西 西安 710021 ) 摘 要 :鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化对该地区构造格局和油气勘探具有重要意义 。通过对古生代构 造背景 、地层体残余厚度 、奥陶系顶面构造演化等特征分析 ,刻画中央古隆起在不同沉积期构造演化特点 ,大体分 为 3个演化阶段 :初始演化阶段 :相对独立的中央古隆起形成于中晚寒武世 ; 发育阶段 : 中央古隆起在早奥陶世马 家沟期反映最为明显 ,为隆升剥蚀过程 ;调整 、消亡阶段 :石炭纪 - 二叠纪山西期古隆起仍有明显的显示 ,但其形态 与位置均发生了较大变化 ,与马家沟期的中央古隆起有较大差别 ,为低缓隆起 。晚二叠世以来不存在中央古隆起 。 中央古隆起对油气地质条件的控制作用体现在对沉积格局 、残余生烃坳陷 、储集条件 、盖层圈闭条件及油气运聚等 方面 。 关键词 :鄂尔多斯盆地 ; 中央古隆起 ; 形成演化 ; 油气勘探 文章编号 : 1001 21552 ( 2011 ) 022******* 中图分类号 : P618. 13 文献标志码 : A 组之上 ,香 1 井是山西组不整合于蓟县系之上 ,镇探 1井为太原组不整合于罗圈组之上等 (图 1 ) , 对中 央古隆起原先“L ”形展布形态及分布范围进行了修 正 ,其隆起的构造高点明显向西偏移 。在环县 、龙门 至宁县一带形成一个寒武系 、奥陶系缺失的三角形 隆起区 , 其面积约 11000 k m 2 。运用古构造图 、构造 顶面图 、构造演化史等构造解析方法 ,认为其形成于 中寒武世 ,并对构造演化阶段进行了划分 。 图 2显示 :古隆起顶部在镇探 1 井一线 ,不只缺 失奥陶系 ,而且还缺失寒武系 ,甚至可能缺失部分元 古界 。但是 ,地层的缺失不等于古隆起的存在 ,地层 缺失仅表示地质历史中的隆起 ,并不代表现今的隆 起 。下古生界展布特点表明 ,存在一个加里东期 - 早华力西期的古隆起是无疑的 。但它并不代表这个 古隆起在地质历史时期始终存在 。在拉平的石炭系 底面构造剖面图上存在一个削顶的隆起构造 ,说明 0 引 言 古隆起是沉积盆地内重要的构造单元 ,同时也 是控制油气聚集的地质因素之一 。关于鄂尔多斯盆 地中央古隆起形成演化等 ,前人已有大量研究 ,给出 了多种解释和不同的观点 。主要分歧体现在 : 古隆 起形成时代 、分布特征 、演化阶段和形成机制等 ,形 成于中新元古代 (汤显明和惠斌耀 , 1993 ) 、早寒武 世 (黄 建 松 等 , 2005 ) , 早 奥 陶 世 (张 吉 森 等 , 1995 ) 、中奥 陶 世 (解 国 爱 等 , 2003 , 2005 ) 、石 炭 纪 (王庆飞等 , 2005 ) 。形成机制的观点有 : 伸展背 景 下均衡 翘 升 (赵 重 远 , 1993① ; 何 登 发 和 谢 晓 安 , 1997 ) ,构造地体拼 贴 (任 文军 等 , 1999; 解国 爱等 , 2003 , 2005 ) ,继 承基 底 构造 格局 (贾 进 斗 等 , 1997; 安作相 , 1998 ) 。本文结合最新钻井 、测井及地震资 料分析的基础上 ,如灵 1 井是太原组不整合于长山 收稿日期 : 2010 203 216;改回日期 : 2010 205 217 项目资助 : 国家重点基础研究发展项目 ( 973 项目 ) ( 2003CB214601 )资助 。 第一作者简介 : 邓昆 ( 1968 - ) ,男 ,博士 ,讲师 ,主要从事石油地质教学及科研工作 。 Em a i l: dk_dengk@ 126. co m ①赵重远. 1993. 陕甘宁盆地中央古隆起及其形成演化. 西北大学.
柴达木盆地西部地区构造分区及构造演化研究进展
Research progress of tectonic division and tectonic evolution in western region of Qaidam basin WU Mengmeng 1，YUE Zhenqi 1，MENG Ziyuan 1，WANG Wanjun 2，ZHANG Jinning 3 （1.Department of Geology /State Key Laboratory of Continental Dynamics ，Northwest University ，Xi'an Shanxi 710069，China ；2.Oil Production Plant 11of PetroChina Changqing Oilfield Company ，Xi'an Shanxi 710000，China ；3.Dagang Oilfield Company ，PetroChina ，Tianjin 300280，China ） Abstract:The basic structural features of the basin and the basic geological knowledge can be revealed by the division of basin tectonic units.On the basis of the structural units,it is of great significance to study the oil and gas accumulation model in this area,to forecast the favorable zone and to guide the next exploration of the oilfield.It is found that the combi -nation of the high and low parts of the source rock in the basin is used for the division of tectonic units,which can make clear the oil and gas migration and accumulation pattern in the region and the distribution correlation between the source rock and the discovered reservoir.Key words ：tectonic division ；tectonic evolution ；western Qaidam basin 柴达木盆地西部地区构造分区及 构造演化研究进展 吴萌萌1，岳祯奇1，孟子圆1，王婉君2，张津宁3 （1.西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室，陕西西安 710069；2.中国石油长庆油田分公司第十一采油厂，陕西西安710000；3.中国石油大港油田， 天津300280）摘要：通过盆地构造单元的划分能够揭示盆地内部基本构造特征， 明确基础地质认识，是含油气盆地分析的基础工作。在已划分构造单元的基础上，进而研究该地区油气成藏模式， 对于有利区带的预测，指导油田下一步勘探有重要意义。在调研前人对构造分区的划分依据及划分方案后，发现将盆地源岩构造高部位和构造低部位结合起来进行构造单 元划分，更能明确该地区油气运聚模式， 清晰源岩与已发现油藏的分布相关性。关键词：构造分区；构造演化； 柴西地区中图分类号：TE121.2文献标识码：A 文章编号：1673-5285（2018）10-0005-04 DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2018.10.002 *收稿日期：2018-09-12基金项目：中国地质调查局“非常规能源矿产调查评价”基础地质调查计划项目，项目编号：12120113040700；中国石油天然 气股份有限公司青海油田分公司科技项目， 项目编号：研究院2014-技术-勘探-07。作者简介：吴萌萌（1992-），在读硕士研究生，2016年毕业于西北大学资源勘查工程专业，现从事油气成藏研究工作。石油化工应用PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION 第37卷第10期2018年10月 Vol.37No.10Oct.2018
盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术
盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术 200613003* 摘要：盆地模拟做到了对盆地构造演化、油气生成、运移、聚集和分布等内容的定量研究。地史模型作为盆地“五史模型”之一，其模拟内容包括沉降史、埋藏史及构造演化史。而平衡剖面技术，则是目前进行盆地构造演化史分析的重要手段。本文结合《盆地模拟与资源评价》的课堂教学内容以及前人研究成果，总结了平衡剖面技术的原理、应用、尚存不足及其发展动向。 关键词：构造演化史；平衡剖面技术；应用；尚存不足；发展动向 1平衡剖面技术的原理 Dahlstrom等（1969）定义平衡剖面技术为把剖面上的变形构造通过几何学原则全部复原成合理的未变形剖面的技术。据物质守恒定律，可推导出体积守恒、面积守恒和层长守恒等系列平衡剖面恢复的几何法则。当岩层长度在变形与未变形的两种状态下等是，剖面为平衡的。其编制原则如下： （1）面积守恒原则。在地层变形前后其地层所占面积应是不变的，对比区域在变形前后是同一种岩石，若孔隙度保持不变，计算过程中构造压实作用不考虑。（2）断层法则。断层活动引起的岩层缩短在上、下岩层一致。 （3）能量最小法则。断层在能量消耗最小部位发生。 （4）伸缩量一致原则。岩层经过断裂、褶皱，其伸缩量应基本一致。 2平衡剖面技术的应用 平衡剖面技术已普遍应用于挤压构造和褶皱一冲断带中的构造分析，并能定量描述变形和形成发育过程。 李汉阳等（2013）利用平衡剖面技术对川西凹陷侏罗系剖面进行了构造恢复，编制了构造发育剖面，恢复了该区的构造演化史。 准噶尔盆地西北缘为典型的前陆冲断带，复杂的地质条件致使地震波速横向变化较大，郭峰等（2012）利用平衡剖面技术，解决了如何研究该区构造演化及动力学机制这一难点。结果表明，研究区经历了挤压、伸展、挤压三期构造运动，构成一完整的构造旋回。其中，晚二叠世存在一个小幅度的快速挤压期，而三叠纪为构造挤压最强烈期，对该区构造演化、构造格架形成、油气运聚成藏等均具重要影响和控制作用。同时文中提出，在复杂的前陆冲断带，可采取以下方法提高恢复结果的可靠性：选择合适的地震剖面线；采用变速时深转换获取可靠的地质剖面；对不同深度的地层采用不同的变形机制恢复；去压实校正过程中，按岩性分段处理，减少由岩性横向变化大引起的误差。 汤良杰等（2008）在辽东湾选取一地质剖面进行平衡剖面分析，表明渤海盆地的新生代构造演化分为3阶段：a．断陷期，孔店组至沙四段沉积时期为断陷早期，沙三段沉积时期为强烈断陷期。b．断拗期，沙二段至沙一段沉积时期为断拗早期，东三段一东二段沉积时期为强烈断拗期。c．坳陷期(东一段沉积时期至第四纪)。 邹东波等（2006）为研究柱海地区的构造演化史，选取了横贯研究区的两条地震剖面，利用平衡剖面技术恢复出了这两条剖面在各个沉积历史时期的厚始沉积剖面，将桩海地区中生代以来的构造演化历史分为四阶段：三叠纪到侏罗纪中期的印支运动褶皱发育期、晚侏罗纪到白垩纪燕山运动断陷和挤压发育期、早第三纪断陷发育期、第四纪坳陷期。 刘学峰等（2004）以平衡剖面理论为指导，利用平衡剖面反演技术，研究了松辽盆地北部深层代表性剖面的构造发育史。
松辽盆地区域地质概况.(优选)
松辽盆地区域地质概况 1.地理位置 松辽盆地是中国东北部的一个大型中、新生代沉积盆地，地跨黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区。在亚洲地层分区中，处于北亚陆间区和环太平洋陆缘区的交接位置。白垩纪时期是盆地发育的主要阶段，沉积了厚达万米的非海相火山岩、火山碎屑岩及正常河流相、湖泊相和沼泽相碎屑岩地层，地层剖面完整，化石丰富，是我国研究陆相白垩纪地层的理想地区之一。 松辽盆地为一近北东向、北北东向的菱形盆地，周边为丘陵和山脉所环绕，西部为大兴安岭山脉，东部为张广才岭，北部为小兴安岭山脉，盆地内部则是松花江、嫩江和辽河水系冲积形成的平原沼泽。规模：长750km，宽330-370km，面积约26万km2。 2.大地构造背景 中国东北部及其邻区包括四个构造单元:北部是北亚大陆区,由西伯利亚地块和中西伯利亚地块组成;南部是中朝大陆区,由塔里木一中朝地块组成;中部是北亚陆间区;东部为环太平洋区。而中国东北地区就处在西伯利亚、华北和太平洋三大板块所夹持的区域,由多个微板块主体在前中生代拼合成统一的复合板块,并在中新生代时期,在板块的东缘受到环太平洋板块拼贴和洋壳俯冲作用(Dobretsov etal., 2004;郊瑞卿,2009),北缘受到蒙古一鄂霍茨克海缝合带俯冲一碰
撞作用的多重影响。区域构造变形经历了前中生代不同时期、不同方向的板块拼合造山作用及其之后的中、新生代板内构造作用改造,具有不同的构造指向和复杂的变形样式(郊瑞卿,2009)。 前人从构造演化角度,根据块体边界主缝合带构造特征和块体内部构造演化,将东 北地 区主要构造单元划分为(郑瑞卿,2009) : 1)华北板块北缘;2)松嫩-张广才岭微地块;3)大兴安岭微板块:甘南逆冲拆离构造及华力西期板块俯冲带和乌奴尔逆冲拆离构造带;4)额尔古纳微板块:喜桂图旗逆冲拆离构造带和额尔古纳基底隆起带;5)兴凯徽板块;6)佳木斯徽板块;7)那丹哈达增生地体(Wang and Mo, 1995;任纪舜等,1990;李锦轶等,1999;邵济安和唐克东,1995;张贻侠等,1998;张梅生等,1998;任纪舜等,1999;李锦轶等,2004b;谢鸣谦,2000; Liu etal., 1998; Wu et al, 2001 ;内蒙古自治区地质矿产局,1993;黑龙江省地质矿产局,1993)。松辽盆地主体就位于松嫩-张广才岭微地块,盆地南部坐落在华北板块北部陆缘增生带(葛荣峰,2009)。 3. 区域构造演化 3.1 盆地基本构造特征
松辽盆地油气形成条件及油气富集规律
世界油气田课外读书报告 题目：松辽盆地油气形成条件 及油气富集规律 姓名： 班级： 学号： 日期：2013年4月20日
松辽盆地油气形成条件及油气富集规律 目录 一盆地概况 (2) 二基底和深部结构 (3) 三盆地演化与地质构造特征 (4) （一）裂陷阶段（J2-3—K1d） (4) （二）坳陷阶段(早白垩世泉头期-晚白垩世嫩江期).6（三）萎缩阶段（K2四方台期-早第三纪） (9) 四、构造分区及特征 (11) (一) 中浅层构造单元 (11) （二）深层构造单元划分 (12) （三）盆地构造变动和构造特征 (12) 五、主要油气田 (13) 1.大庆油田 (13) 2. 扶余-新立油气聚集带 (14) 3.宋方屯油田 (15) 4.龙虎泡油田 (15) 六、油气分布特征及其控制因素 (18) 1.中央坳陷控制生油层的发育 (18) 2. 中央坳陷控制储集层的发育 (18) 3. 具有多套生、储、盖组合 (19) 4.含油圈闭多数分布在中央坳陷及其周围 (19) 5. 油气勘探的新领域 (19)
一盆地概况 1.地理位置 跨越黑龙江、辽宁、吉林和内蒙四省。西北、北、东及东南分别被大兴安岭、小兴安岭和张广才岭及长白山所围。南面与辽西山地和辽北丘陵连接。北北东向展布。 2.规模：长750k m，宽330-370k m，面积约26万k m2。 3.勘探历程 (1)1955-1964石油普查阶段 1959,9.26,大庆长垣高台子构造带上的松基3井喷油, 28日，扶余3号构造上的扶27井或工业油流。 大庆油田，扶余油田 (2)1965-1975油田开发及外围勘探阶段 开发为主的阶段。隐蔽油藏进行了勘探。 扶余油层、萨尔图油层、黑帝庙油层等工业油流红岗、新立、木头和新北油田 （3）1976-1990新层系、新领域勘探阶段 深部层系、外围盆地“二次勘探” 现已发现37个油田，10个气田，1996年产量达5600万吨，天然气23亿立方米。 二基底和深部结构 基底结构： （1）岩石组成：古生代不同变质程度的变质岩和花岗岩（加里东、华力西、燕山期）组成。花岗岩占1/3，华力西期最为广泛。 （2）构造单元划分 三个复背斜、两个复向斜；从西北向东南褶皱轴逐渐由北北东转为北东向。花岗岩多分布于复背、向斜的轴部附近。 （3）基底性质 前古生界结晶基底 深部地质结构： （1）地壳厚度 松辽盆地总体位于地壳厚度减薄区，深部上地幔发生隆升。盆地地壳厚度一般在34k m之内。33k m莫霍面埋深线大体与现今盆地边界吻合。中央坳陷区地壳厚度仅为29k m。盆地中部存在一条北北东-近南北向的地壳厚度减薄带，向东西两侧增厚，西部增厚快，东部慢。 （2）地热场
沉积盆地热演化史研究方法
沉积盆地热演化史研究方法 盆地热演化史研究方法很多，主要有地球动力学模型法及古温标法两类。 一、地球动力学模型法 地球动力学模型法是通过对盆地形成和发展过程中岩石圈构造（伸展、减薄、均衡调整、挠曲形变等）及相应热效应的模拟（盆地定量模型），获得岩石圈热演化史（温度和热流的时空变化）。不同类型的盆地，具有不同的热史模型，根据已知或假定的初始边界条件，通过调整模型参数，使得模型计算结果与实际观测的盆地构造沉降史相拟合，从而确定盆地底部热流史；进而结合盆地埋藏史，恢复盆地内地层的热演化历史。 不同类型的盆地由于其形成的地球动力学背景和成因机制的差异，导致盆地演化过程的不同。因而描述其构造热演化过程的数学模型也是不同的，P．A．Allen和J．R．Allen（1990）在其论著中对岩石圈伸展作用形成的盆地、挠曲盆地及与走滑变形有关的盆地的热史模型都作过详细地论述。 （一）伸展盆地 伸展盆地是目前研究较广泛、研究程度较高的盆地类型，裂谷、拗陷、拗拉槽和被动大陆边缘是其基本样式。在地壳和岩石圈伸展、减薄作用下形成，其主要的构造热作用过程包括：岩石圈的伸展减薄、地幔侵位、与热膨胀和冷却收缩以及沉积负载相关的均衡调整。裂谷是地壳中的拉张区，现代裂谷具有负的重力异常、高热流值和火山活动等特征，表明在深部存在某种热异常。裂谷分主动裂谷与被动裂谷两种类型。 1978年McKenzie研究了被动裂谷或机械伸展模型的定量结论后，提出了瞬时均匀伸展模型。该模型假定地壳和岩石圈的伸展量是相同的（即均匀伸展）；伸展作用是对称的，不发生固体岩块的旋转作用。因此，这是纯剪切状态。构造沉降主要取决于伸展量、伸展系数（β）以及初期地壳与岩石圈的厚度比值。该模型可概括如下：①拉张盆地的总沉降量由两部分组成：其一是由初始断层控制的沉降，称为初始沉降，它取决于地壳的初始厚度及伸展系数β；其二是岩石圈等温面向着拉张前的位置松驰，从而引起的热沉降，热沉降只取决于伸展量的大小；②模拟结果表明，断层控制的沉降是瞬时性的，而热沉降的速率随时间呈指数减小，这是由于热流随时间减小的结果。McKenzie（1978）提出了计算初始沉降、热沉降和地表垂直热传递的数学表达式，奠定了伸展盆地定量模型和模拟研究的理论基础。该模型已成功地应用于北海盆地和各种大陆架。但是Slater等（198）在有些地区发现：实际 地壳伸展和初始沉降量要比McKenzie。模型预测的小得多，同样热沉降值要比根据
准噶尔盆地的类型和构造演化
收稿日期:20000507;修订日期:20000911 作者简介:蔡忠贤(1963— ),男,博士,副教授,矿产资源普查与勘探专业,现在石油大学博士后站工作。①中国科学院兰州地质研究所1准噶尔盆地构造特征及形成演化[R]119851 准噶尔盆地的类型和构造演化 蔡忠贤1,陈发景2,贾振远2 (11石油大学盆地与油藏研究中心,北京102200;21中国地质大学,北京100083) 摘 要:准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地,存在意见分歧;晚二叠世—老第三纪 盆地的性质也不确定。文中通过对盆地构造几何学、沉降史、热史及火山岩的综合分析研究,对 盆地类型和构造演化获得了一些新的认识:(1)准噶尔盆地在早二叠世为裂谷,晚二叠世为热冷 却伸展坳陷,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地,新第三纪至今,由于印度板块与亚洲大陆碰撞 才形成陆内前陆盆地。(2)对石炭纪—早二叠世的岩浆活动结合区域构造资料的研究表明,准 噶尔地区古生代的板块运动和造山作用具软碰撞特点,早二叠世的裂谷盆地是在软碰撞背景下 造山带伸展塌陷的产物。(3)地幔热对流作用可能是软碰撞造山后伸展塌陷的主要深部动力学机制。 关键词:准噶尔盆地;裂谷;热冷却坳陷;克拉通盆地;软碰撞;伸展塌陷 中图分类号:P544+14; 文献标识码:A 文章编号:10052321(2000)04043110 0 引言 准噶尔盆地是新疆北部自二叠纪以来形成的大型陆内叠合盆地,目前是我国含油气前景最有希望的地区。尽管20世纪80年代以来开展了大量的地球物理和地质研究工作,但由于盆地遭受改造,在盆地类型和成因方面仍存在着诸多的分歧。中国科学院地学部①将盆地构造演化划分为4个阶段,即早二叠世断陷,晚二叠世拗陷,三叠纪—第三纪断拗和第四纪上升阶段。吴庆福[1]认为二叠纪为裂陷,三叠纪—老第三纪为拗陷,新第三纪以后为收缩上隆阶段。尤绮妹[2]的划分是:石炭纪—三叠纪为裂谷阶段,侏罗纪为中央隆升阶段,白垩纪以后为山前拗陷阶段。赵白[3]的划分是二叠纪为断陷、拗陷阶段,三叠纪为断拗阶段,侏罗纪—老第三纪为拗陷阶段,新第三纪以后为萎缩上隆阶段。肖序常[4]则认为晚石炭世—早二叠世为海相前陆盆地。杨文孝[5]也将早二叠世划为海相前陆,晚二叠世和新第三纪—第四纪划为陆相前陆,之间三叠纪—老第三纪划为振荡型陆相盆地。上述划分意见中归纳起来主要的分歧在于对盆地早二叠世的性质是张性还是压性的认识以及晚二叠纪—老第三纪拗陷盆地的性质。近来,这种分歧不仅未缩小,反而扩大。孙肇才[6]主张应该放弃早期盆地是塌陷或张性的认识,将准噶尔看作是一个在石炭纪—二叠纪前陆基础上,经过 —134—第7卷第4期 2000年10月地学前缘(中国地质大学,北京)Earth Science Frontiers (China University of G eosciences ,Beijing )Vol 17No.4Oct 12000
柴达木盆地成因类型探讨
文章编号:1001-6112(2008)02-0115-06 柴达木盆地成因类型探讨 罗 群 (中国石油大学盆地与油气藏研究中心,北京 102200) 摘要:柴达木盆地是一个多成因的叠合含油气盆地,不同学者对其在不同演化阶段的成因特征和形成机制认识有较大差异;在分析、归纳、总结了4种有代表性的基本观点的基础上,结合区域构造演化、沉积发育、构造发育史恢复、地震反射特征,提出柴达木盆地形成与演化经历了早中侏罗世断陷盆地、晚侏罗世—白垩纪挤压挠曲盆地、古近纪挤压坳陷盆地和新近纪—第四纪前陆盆地共4个阶段的新观点,统一了对柴达木盆地成因类型及其形成机制的认识,对深化盆地地质认识、正确评估盆地资源有重要意义。 关键词:成因类型;形成机制;柴达木盆地 中图分类号:TE121.2 文献标识码:A DISCUSSION OF BASIN GENETIC TYPES OF THE QAIDAM BASIN L uo Qun (Research Center of B asin and Reservoi r ,China Universit y of Pet roleum ,B ei j ing 102200,China ) Abstract :The Qaidam Basin is a pet roliferous basin wit h multiple genetic types.There are many different view point s about it s genetic characteristics and mechanisms during different evolution stages.Based on 4main view point s ,combined wit h regional tectonic evolution ,sedimentary generation ,tectonic history restoration and seismic reflection characteristics ,it is concluded in t his paper t hat ,t he Qaidam Basin has experienced 4stages :rift 2subsidence basin from early to middle J urassic ,compression 2inflection basin f rom late J urassic to Cretaceous ,comp ressio n 2depression basin during early Tertiary and foreland basin from late Tertiary to Quaternary.This new opinion unifies knowledge about basin genetic types and mechanisms of t he Qaidam Basin.It is very important for f urt her research of basin geology and resource evaluation. K ey w ords :genetic types ;genetic mechanisms ;t he Qaidam Basin 柴达木盆地是我国西部重要大型含油气盆地之一,面积12×104km 2。已找到20余个油气田。由于勘探和研究程度总体较低,且地质结构复杂、演化历史多变,对其成因类型不同学者有不同看法[1～17],甚至截然相反,主要表现在盆地演化阶段划分、各阶段成盆机制及出示的证据等方面。对柴达木盆地不同演化时期成因类型认识的差异,必然会影响对盆地地质特征的正确认识,从而影响对盆地油气资源潜力的估计。因此,合理解释柴达木盆地成因类型,恢复其形成机制,对于深化对柴达木盆地地质特征和油气成藏条件的认识有重要意义。 1 成因类型现有观点 李春昱等[1]根据板块构造分析认为,柴达木盆地属于塔里木—中朝板块,可能是由中朝地块分裂出来的微型古陆,夹持在秦祁昆古生代地槽褶皱带之间。在塔里木—中朝板块的北侧为西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块,南侧为羌塘—华南板块、冈底斯板块和印度板块(图1)[2]。柴达木盆地的形成和构造演化,与上述板块或地块间复杂的拉张裂解、俯冲消减和碰撞闭合作用密切相关。 对柴达木盆地成因类型的认识,存在多种观点, 收稿日期:2007-11-08;修订日期:2008-02-19。 作者简介:罗 群(1963— ),男,博士,副教授,主要从事盆地构造分析与油气成藏机理研究。E 2mail :luoqun2002@https://www.wendangku.net/doc/975510729.html, 。基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2006CB202306)。 第30卷第2期2008年4月 石 油 实 验 地 质PETR OLEUM GE OLOG Y &EXPERIMENT Vol.30,No.2Apr.,2008