塔里木盆地古生代中央隆起带古构造地貌及其对沉积相发育分布的制约-林畅松
塔里木盆地新元古代构造古地理及深层有利烃源岩发育区预测
烃源岩的形成受到多种因素的影响，包括当时的古地理环境、沉积作用、有机质类型和成熟度等。这些因素共同作用，控制了烃源岩的发育特征和生烃潜力。
烃源岩控制因素
04
深层有利烃源岩发育区预测
通过地震勘探获取的地震反射信息，对塔里木盆地新元古代的深层构造特征进行详细解析。
地震剖面解释
地质构造演化
06
参考文献
参考文献1
参考文献2
参考文献3
参考文献
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பைடு நூலகம்
古地理环境
新元古代时期，塔里木盆地位于一个古地理环境相对稳定的地区，周边有多个陆块拼贴、碰撞，形成了复杂的构造形态。
沉积相
新元古代时期，塔里木盆地经历了多期次的沉积作用，形成了多种沉积相，包括陆源碎屑沉积、碳酸盐沉积、红层沉积等。
新元古代古地理环境与沉积相
新元古代烃源岩发育特征与控制因素
新元古代时期，塔里木盆地内形成了多套烃源岩，其中以海相烃源岩为主，但也有部分陆相烃源岩。这些烃源岩的有机质丰度较高，有利于烃类的生成和聚集。
通过对深层烃源岩的地球化学分析，发现其主要为腐泥型和腐殖腐泥型，具有较好的生烃和储油性能。
研究不足与展望
本次研究主要基于地质资料和地球化学分析，缺乏对深层烃源岩的物理性质和生烃机制的深入研究。
需要进一步开展深层烃源岩的岩石学、地球化学和生物学等方面的综合研究，以更深入地了解其生烃和储油性能。
未来需要进一步探索塔里木盆地新元古代的构造演化、海平面变化和烃源岩发育的关系，为寻找深层油气资源提供理论支持。
资源潜力估算
深层有利烃源岩发育区预测及评价
05
结论与展望
主要研究结论
塔里木盆地新元古代构造古地理环境为陆缘海沉积环境，主要发育了陆源碎屑岩和碳酸盐岩。
塔中卡塔克隆起古生界主要不整合面与油气成藏关系
塔中卡塔克隆起古生界主要不整合面与油气成藏关系刘韵;赵锡奎;李坤;苏永辉;何永垚;王园婷【摘要】卡塔克隆起经历多期构造运动,发育了中奥陶统底面(T_7~4)、志留系底面(T_7~0)和上泥盆统底面(T_6~0)3个重要不整合面.不整合面类型的组合样式、分布特征和剥蚀趋势的变化控制着该区的油气分布.油气沿着不整合带界面由低处向高处进行大规模和长距离的运移,遇上断裂时则沿着断裂向上运移,并且叠置程度越大,油气聚集的程度就越高.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2009(030)006【总页数】3页(P683-685)【关键词】塔里木盆地;卡塔克隆起;古生界;不整合面;油气成藏;演化【作者】刘韵;赵锡奎;李坤;苏永辉;何永垚;王园婷【作者单位】成都理工大学,油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学,油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都,610059;四川教育学院,成都,610041;成都理工大学,油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学,油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学,油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都,610059;中国石油华北油田分公司,采油工艺研究院,河北,任丘,062552【正文语种】中文【中图分类】TE111塔里木盆地是一个大型叠合盆地，经历了多期地质事件，发育多个区域性不整合面，与不整合相关的油气藏遍布全盆[1-3]，卡塔克地区位于塔里木盆地中央隆起中段，该区与不整合面有关的油气藏十分发育。
因此，深入研究卡塔克隆起不整合面的展布及演化特征，对该区油气勘探有着重要意义。
本文主要讨论T47、T07、T06这3个关键不整合面（表1）。
早奥陶世晚期—中奥陶世末期，受加里东运动中期早幕影响，塔里木盆地由拉张背景向挤压背景转换，卡塔克地区开始挤压抬升并遭受剥蚀，导致下奥陶统大面积缺失，形成不整合面，风化剥蚀和淡水淋滤作用形成了广泛的加里东中期岩溶；晚奥陶世末期，加里东运动中期晚幕再次导致卡塔克隆起大幅隆升，中上奥陶统遭受强烈剥蚀直至高部位缺失，后期志留系呈超覆不整合沉积于奥陶系之上，形成了广泛的区域不整合面；中泥盆世末期，海西运动早期使研究区东部隆升，局部志留系、泥盆系被剥蚀殆尽，上泥盆统-石炭系平缓地披覆于下伏地层之上，形成区域不整合面；海西运动晚期至今，总体构造变形较弱，中新生界叠覆在二叠系夷平面上，整体表现为向西北倾的单斜构造格局。
古地貌恢复方法及应用
的残留地貌形态。
构造隆升末期体系域构造古地貌：是指古隆起被水淹没时刻的地貌形态。
二、古地貌恢复主要内容与技术思路 3. 研究流程古地貌－环境恢复及其三维可视化研究流程图边缘拗陷成藏组合组合挤压-伸长挤压-伸长拗拉槽-克拉通内台地和古隆起带成藏组合克拉通内裂陷-陆内拗陷成藏组合挤压-弱挤压中部隆起林畅松，丁文龙等，2006塔里木原盆地形成演化阶段南北向Z30构造-地层综合解释剖面ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ多期构造演化导致叠合盆地复杂的地质结构和多个不整合面塔北多期次构造隆升的叠加巴楚隆起晚燕山一喜山期的大规模隆升塔北多期次构造隆升的叠加塔中加里东和海西期期的构造隆升多期构造演化导致叠合盆地形成多个不整合面1.不整合面识别（据樊太亮、于炳松等，2004）露头剖面T 70不整合面特征露头剖面中T 74界面特征（据樊太亮、于炳松等，2004）1.不整合面识别巴楚及塔中隆起加里东中期运动表现强烈，缺失8-12个牙形石带，沉积间断延续30-50Ma；O 1-2y 上部－O 2yj 约缺失300－500m的地层。
上奥陶统中奥陶统下奥陶统不整合叠合带不整合叠合带削蚀楔形不整合带平行不整合或整合带Z40构造地层大剖面上超楔形不整合带削蚀楔形不整合带T70T74上超楔形不整合带（据等，2. 叠合盆地构造不整合分布样式J Z70剖面T60T70T74T30T40古城虚隆起T46一级一级一级T100孔雀河斜坡Z40构造地层大剖面T50、T60复合T40、T46、T50、TT60、T70复合T60、T70、T74复合T50、TT60、T70、T74复合C h 03-132S NT90草湖CH03-132SN剖面T31T40K T7T46T50T60T74O 2-3SC J T C-O 1_T90T46、T60为主构造不整合面T31T40K T70T46T50T60T74O 2-3SC J TC-O1_T90草湖CH03-96EW 剖面T50、T60不整合面三角带T74下超不整合面草湖区的不整合分布样式KQH02-954EW剖面•不同构造单元主要构造不整合的分布对比主要构造不整合界面的发育分布，包括Ro—H深度法，Wallace G Dow（1977）和同层多点Ro排比法（马立祥1994）以及Ro—TTI法；⑤沉积速率法，包括沉积速率比值法、沉积速率趋势法；⑥物质平衡法；⑦未被剥蚀地层厚度趋势延伸法，包括内插和外插法；⑧地质年龄差比与残留厚度乘积法，Guidish（1985）；⑨最优化方法, 郝石生等（1988年）提出用最优化方法来恢复剥蚀厚度；⑩天然气平衡浓度法，李明诚、李伟(1996年)提出一种利用天然气平衡浓度估算剥蚀厚度的方法。
沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应_林畅松
理资料的获取 、高精密测试分析技术的广泛应用 , 使 这一领域的研究不断取得新的进展和突破 。 层序地层学理论在 20世纪 80年代末引入我国 后 , 在多种构造背景盆地的沉积地质分析中得到了广 泛的应用 。 我国诸多重要的沉积盆地都显示出构造 、 古地理背景的复杂性 。近年来大量的系统性研究 , 重 视了盆地各种构造作用对层序结构和发育演化控制
1.2 低级别层序地层单元与高精度的层序地层格架 低级别的层序地层单元是指三级以下的各级层 序地层单元 , 由高频的沉积旋回组成 , 主要是依据水 进面或水进 -水退转换面等划分和追踪对比的 。 以 三级层序内四 、五级等低级别的层序地层单元和体系 域为地层单元 可建立高 精度的层 序地层格 架[ 3, 12] 。 在盆地重要的区域或区带建立这种精细的地层对比 格架 , 可为沉积体系和沉积相以及储集体等的分布和 构成特征的深入研究提供重要基础 。 比如 , 以四 、五 级层序地层单元进行沉积相分布编图 , 揭示精细的沉 积环境和沉积相的构成特征 , 对重点区块储集砂体的 沉积构成和储层不均一性的研究具有重要意义 。 高 精度层序地层格架的建立需要依赖于测井 、露头 、岩 芯等资料的综合分析 , 特别是高分辨三维地震资料和 密集的钻井控制 。
第
27卷 第 5期 2009年 10月
沉积学报 ACTASEDIMENTOLOGICASINICA
文章编号 :1000-0550(2009)05-0849-14
Vol.27 No.5 Oct.200 9
沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应①
林畅松
(中国地质大学 北京 100083)
摘 要 现代层序地层学的理论 发展 , 把沉积过程纳入到地质 演化的时 空框架中并 与地球的多 旋回或节 律演化结合 研究 , 形成了一套带有革命性的 、在等时地层格架中研究沉积作用 的新方法 , 成为了 油气资源等 沉积矿产预 测勘探的 重要工具 。 沉积盆地的沉积充填 可划分出与各级沉积旋回相对应的层序地层单元 。 追踪对比由不整合面或不整合面 及其对应的整合面为界 的高级别层序地层单元建立的区域性等时 地层格架 , 对盆地 构造古地理 再造和油 气勘探战略 性研究至关重要 ;追踪四 、五级等 低级别层序地层单元和体系域建 立的高精度 层序地层格 架 , 可 为重点区域 或区带的 沉积体系和储集体的沉 积构成和分布等的解剖提供精细的地层 对比基础 。 依 据沉积基准 面的变化 , 从层序 内水进到 水退的沉积旋回中可划 分出正常水退沉积 、强制性水退沉积 、水进沉积及垂向加积等成因沉积类型 。 海相或湖相盆地 中三级层序地层单元内 均可较好地划分出低位 、水进 、高位及下降体系域 。 盆地构造作用 、气候变化 、海 、湖平面升降过程对层序发育的控制作用及沉积响应 研究 , 一直是层序地层学或沉积 地质分析领域的研究热 点 。沉积 盆地的层序地层序列演化是盆地地球动力学过程的总体响应 。 层序地层学把盆地古 构造 、古地理的变迁纳入到统一的地球演化系统中研究 , 形成了与区域地球演化史或盆地动力学演化相结合的重要研 究领域 。 多旋回盆地或叠合盆地 中多期次的构造变革导致了多个区域性不整合面所分隔的多个构造层序的叠加 。 注 重构造 — 层序地层的结合分析 , 揭示盆地的层序地层序列与多期盆地构造作用的成因 联系 , 是构造活动盆地或大型叠 合盆地沉积地质演化和 油气聚集规律研究的关键 。 盆地构造作用 , 如前陆 盆地多期 次的逆冲挠 曲沉降和回 弹隆起的 构造作用 、多幕裂陷过程 、多期构 造反转等与重要不整合及区域性 沉积旋回或 层序的形成 密切相关 ;而由气 候变化引 起的海或湖平面变化是 控制高频沉积旋回或低级别层序发育的 主要因素 。 在 构造活动盆 地中 , 构造坡折带 对沉积体 系域和沉积相的发育分 布具重要控制作用 。 关键词 层序结构 成 因沉积类型 控制因素 沉积盆地
塔里木盆地早-中志留世沉积序列及其对构造-海平面变化的响应：以柯坪露头区为例
塔里木盆地早-中志留世沉积序列及其对构造-海平面变化的响应：以柯坪露头区为例塔里木盆地是中国西部最大的陆相盆地之一，其地质历史时间长，沉积层厚度大，地质现象多样。
柯坪露头区位于塔里木盆地中部，是研究塔里木盆地早-中志留世沉积序列及其对构造-海平面变化的理想地点。
柯坪露头区由于严峻的自然环境和地理位置偏僻，发育出大量保存完好的古地理和古生态学资料，被认为是塔里木盆地最富有研究价值的开放地质学“博物馆”。
最新的研究表明，该区域沉积层高达3000米以上，涵盖了早志留世至中志留世，是探讨地球早期生命演化、大陆演化历史和气候变化的关键地点。
柯坪露头区的地质过程与大陆构造运动有密切关系。
据研究，该区域在早-中志留世时期处于广阔的陆地盆地中，沉积层厚度不断增加，成为塔里木盆地早期的主要沉积源。
进入中志留世，岩石组成和沉积特征发生明显转变，被证实是由于区域构造运动导致的。
柯坪露头区的构造演化主要经历了两个阶段：早-中志留世构造活动、晚中志留世构造相对平静期。
地球自上世纪60年代以来发生了大规模的海平面变化，这对塔里木盆地的沉积环境和沉积作用产生了重要影响。
在柯坪露头区，早-中志留世沉积层发育了多个扇三角洲和河道，这些沉积体具有明显的水平分布和垂直分布特征，表明了不同时期的水平和垂直演化规律。
同时，由于海平面和构造活动的共同影响，沉积环境和沉积作用发生明显变化。
据研究，早期盆地地势较为平坦，海平面上升时，海洋岸线向内推进，扇三角洲作用明显，海平面下降时，盆地内陆逐渐扩大，以河道作用为主，沉积体多为粗砾石砂岩。
中期盆地地势明显高于早期，海平面的快速上升和下降对沉积作用影响不大，以海底扇三角洲为主体。
综上所述，柯坪露头区早-中志留世沉积序列及其对构造-海平面变化的响应，为研究塔里木盆地的地质演化和生态环境变迁提供了重要的地质学证据。
在未来的研究工作中，需要进一步深入探讨不同时期的构造活动、海平面变化和沉积作用的关系，以提高我们对塔里木盆地早-中志留世沉积演化的认识水平。
塔里木盆地早古生代构造古地理演化与烃源岩
第12卷第3期2005年9月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Eart h Science Frontiers(China University of Geosciences,Beijing;Peking University)Vol.12No.3Sep.2005塔里木盆地早古生代构造古地理演化与烃源岩许效松, 汪正江, 万 方, 傅 恒成都地质矿产研究所,四川成都610082XU Xiao2song, WAN G Zheng2jiang, WAN Fang, FU HengCheng du I nstit ute of Geolog y and Mineral Resources,Chi na Geological S urvey,Cheng du610082,ChinaXU Xiao2song,WANG Zheng2jiang,WAN F ang,et al.T ectonic paleogeographic evolution and source rocks of the E arly P aleozoic in the T arim B asin1Ea rt h Science F rontiers,2005,12(3):0492057Abstract:The T arim block is a cratonic basin with a Precambrian basement.Between the Early Neoproterozoic andthe,the T arim block broke up,and in the Middle Ordovician passive continental margins and associatedcarbonate platforms developed in the northern and southern parts of the block.The Awati2Manjiaer intracratonic basinformed between the north2T arim platform and the mid2T arim platform,while an abyssal incomplete compensationaltrough Manjiaer basin with slow rate of deposition was formed in an area between the Manjiaer basin and east of Man2can well No. 1.From the Cambrian to the Early Ordovician,a source rock with abundant organic matter formed inthe abyssal trough,but in the Late Ordovician,the T arim craton changed into a foreland structure with deposition ofclastic rocks,while turbidites accumulated in the Manjiaer basin.The migration of terrigenous clastic sediments fromeast to west and southeast to northwest,resulted in sea transgression onto the north2T arim and mid2T arim palaeo2up2lifts.Excellent hydrocarbon source rocks of limited platform and margin slope mound facies developed in the marginalslopes of the carbonate platforms.The evolution of T arim basin and the distribution of its sedimentary facies in theOrdovician are an important reflection of Caledonian basin2range transition,and developed several sedimentary2tecton2ic2transitional surfaces.The Early Caledonian movement resulted in a pseudo2conformity between Cambrian and Low2er Ordovician.The Middle Caledonian caused the formation of the T arim foreland basin,the north2T arim and central2T arim palaeo2uplifts,and the Awati2Manjiaer basin between the two uplifts.As a result,the tectonic framework ofT arim was established.From the Early Silurian large scale of retrogression had begun accompanying the Late Caledo2nian movement.K ey w ords:T arim Basin;Early Paleozoic;sedimentary facies;Caledonian tectonic movement;transitional surface摘 要:塔里木陆块为一具前寒武系基底的克拉通盆地,早震旦世—寒武纪陆块内和边缘发生裂解,至中奥陶世转为被动大陆边缘,组建塔北和塔中两个遥相对应的碳酸盐台地和边缘斜坡,其间的阿瓦提—满加尔地区为克拉通内浅海—深水盆。
塔里木盆地古生代重要演化阶段的古构造格局与古地理演化
塔里木盆地古生代重要演化阶段的古构造格局与古地理演化林畅松;李思田;刘景彦;钱一雄;罗宏;陈建强;彭莉;芮志峰【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2011(027)001【摘要】塔里木盆地在古生代经历了中-晚奥陶世、晚奥陶世末、中泥盆世末等多个重要的盆地变革期,形成了多个重要的不整合,盆地构造古地理发生了重要的变化.中、晚奥陶世盆地的变革形成了由巴楚古斜坡-塔中隆起-和田河隆起构成的大型古隆起带、相对沉降的北部坳陷带以及由于挤压挠曲沉降形成的塘古孜巴斯坳陷带.中部古隆起带制约着晚奥陶世东窄西宽的弧立碳酸盐岩台地体系的发育,而开始形成于震旦纪的满加尔拗拉槽及东南侧的塘古孜巴斯坳陷接受了巨厚的中、晚奥陶世重力流沉积.奥陶纪末的盆地变革形成了北东东向展布的西南-东南缘和西北缘的强烈隆起带,总体的古构造地貌控制着早志留世北东东向展布的滨浅海陆源碎屑盆地的沉积格局.中泥盆纪世末期的盆地强烈隆升并遭受了夷平化的剥蚀作用,形成了大范围分布的角度不整合面,并以塔北隆起和塔东隆起的强烈抬升为显著特征.盆地古构造地貌从东低西高转为东高、西低,制约着晚泥盆和早石炭世由东向西南方向从滨岸到浅海的古地理分布.中、晚奥陶世主要不整合及其剥蚀量的分布反映出北昆仑向北碰撞和挤入是造成盆地南缘、东南缘及盆内隆起的主要原因.南天山洋的俯冲、碰撞在奥陶世末至早志留世已对盆地西北缘产生影响,导致塔北英买力隆起的抬升和遭受剥蚀.%Tarim basin underwent several major evolutionary stages during the Paleozoic, including the periods at the end of the Middle to early Late Ordovician, the end of the Late Ordovician and the end of the Middle Devonian or Early Carboniferous, and resulted in a series ofimportant unconformities. The tectonic movement occurred in the Middle to the early Late Ordovician led to the development of the central paleo-uplift belt composed of the Bachu paleo-slope, the Tazhong uplift and the Hetianhe uplift, the relatively subsidence Northern depression belt and the Tangguzibasi depression formed due to compressive flexural subsidence. Constrained by the paleo-uplift, the Tazhong uplift belt of the Late Ordovician formed a peninsula-shaped carbonate platform which narrowed eastwards. The Majiaer depression, which generated in Sinian, and the Tangguzibasi depression received several thousand meters of deep water muddy and turbidite deposits during the Middle to Late Ordovician. At the end of the Ordovician, formed the Tarbei paleo-uplift belts along the northwestern basin margin and the Southeastern paleouplift belt along the southwest to southeastern basin margin. The resulted tectonic geomorphology controlled the Early Silurian depositionsl framework of the neritic terrigenous clastic basin extended northeast-eastwards. At the end of the Middle Devonian, the basin experienced an intense uplifting and suffered strong denudation, and formed an extensive angular unconformity surface along the Tabei and the Tadong paleo-uplifts. The tectonic geomorphology of the basin during this period changed from lower to higher in the east and higher to lower in the west, which made a significant influence on the paleogeographic pattern of the Late Devonian and Early Carboniferous. The study show that the deformation occurred at the end of the Middle to early Late Ordovician might have resulted from the northward collision and extrusion of theNorth Kunlun orogenies. At the end of the Middle Devonian, the intensively uplifting of the Tabei uplifts and the folding and uplifting of the Manjiaer depression might be attributed to the collision of the southern Tianshan Ocean.【总页数】9页(P210-218)【作者】林畅松;李思田;刘景彦;钱一雄;罗宏;陈建强;彭莉;芮志峰【作者单位】中国地质大学能源学院,北京,100083;中国地质大学能源学院,北京,100083;中国地质大学能源学院,北京,100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京,100083;中国地质大学能源学院,北京,100083;中国地质大学能源学院,北京,100083;中国地质大学能源学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P531【相关文献】1.塔里木盆地巴麦-塔中地区晚古生代古构造演化及油气成藏分析 [J], 郭倩;蒲仁海2.塔里木盆地东北缘早古生代构造格局及演化 [J], 左国朝;李绍雄3.塔里木盆地早古生代构造古地理演化与烃源岩 [J], 许效松;汪正江;万方;傅恒4.EUR-18地中海和中东地区古地理及古构造演化（一）：约旦西南Ras—En—Naqb陡坡的演化 [J], Maryam Al - Shumaimri;万荣胜（译）;万玲（校对）5.EUR-18地中海和中东地区古地理及古构造演化与早Aptian古大洋缺氧事件（OAE1a）有关的碳酸盐岩台地环境变化的沉积、成岩和化学地层证据 [J], Maria Najarro;Idoia Rosales;Javier Martin- Chivelet;邱燕（译）;曾繁彩（校对）因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
塔里木盆地西部巴什布拉克剖面晚始新世—早渐新世介形类化石及其对海退事件的约束
塔里木盆地西部巴什布拉克剖面晚始新世—早渐新世介形类化石及其对海退事件的约束新生代全球发生了一系列重大地质事件,其中青藏高原的隆升和特提斯海的消亡备受关注。
塔里木盆地是我国最大的中、新生代沉积盆地,其西部发育广泛的海相地层。
特提斯海何时从塔里木盆地西部退出,目前仍存在较大争议。
巴什布拉克剖面位于海退的主通道,海相沉积良好,具有连续的海、陆相过渡沉积,微体化石含量丰富,可为海退事件的研究提供良好载体。
本文对巴什布拉克剖面涉及最后海退的关键层位——巴什布拉克组进行地层描述、微体化石采样和分析。
在巴什布拉克组发现含量丰富的介形类、有孔虫(浮游有孔虫)、腹足类、鱼牙等微体化石,对其中的介形虫化石进行了系统鉴定和分析。
经鉴定,巴什布拉克组野外样品中发现介形类微体化石12属16种。
根据介形类的生物面貌、化石分布组合以及垂向地层变化特征,对巴什布拉克组开展生物地层学研究,建立介形类化石组合序列,并划分出3个组合带:1)Cytherella evexa-Haplocytheridea unispinata-Leguminocythereis vesca组合带;2)Cytheretta circumspect组合带;3)Haplocytherideaschirabadensis-Ruggieria rischtanensis-Haplocythereidea innae组合带。
根据介形类生物地层,并结合其他证据,推断巴什布拉克组的时代应为晚始新世,但不排除四、五段进入早渐新世的可能。
介形类古生态分析表明其属于典型海相分子,指示滨浅海环境。
根据介形类特征,结合沉积学等证据,初步认为最高海相层的层位在巴什布拉克组四段顶部,在此之上尚未见海相化石,表明特提斯海在研究区于巴四段顶部沉积时期开始退出,时代为晚始新世,也可能已进入早渐新世。
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中国科学D辑:地球科学 2009年 第39卷 第3期: 306~316 306 《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS塔里木盆地古生代中央隆起带古构造地貌及其对沉积相发育分布的制约林畅松①*, 杨海军②, 刘景彦①, 蔡振中②, 彭莉①, 阳孝法①, 杨永恒①①中国地质大学能源学院, 北京 100083;②中国石油天然气股份有限公司塔里木油气勘探开发研究院, 库尔勒 841000* E-mail: lincs@收稿日期: 2008-07-20; 接受日期: 2008-12-5国家重点基础研究发展计划项目课题(编号: 2006CB202302)和自然科学基金项目(批准号: 40372056)资助.摘要通过古隆起地貌恢复、不整合分布样式及沉积相等研究, 揭示了塔里木盆地中央隆起带古生代重要发育期的古构造地貌特征及其对沉积相发育分布的控制作用. 中奥陶世末至晚奥陶世早期的中央隆起带是由和田河古隆起、和田河东古隆起、塔中古隆起及巴楚古斜坡等组成的、具有复杂古构造地貌的大型古隆起-古斜坡带, 总体由西向东倾没; 可划分出高隆带、断隆平台、古隆边缘斜坡或坡折带、陆棚斜坡或低凸起带、陆架坡折带及深海盆地或平原等古地貌单元. 它们对沉积古地理的发育具有重要控制作用, 古隆起边缘斜坡-坡折带往往控制着构成重要储层的台缘礁、滩等高能沉积相带的发育和分布. 晚奥陶世晚期盆地东南缘强烈隆起, 塔中古隆起东段随之隆升并由东向西掀斜, 形成由东向西倾沿的鼻状古隆起带. 早志留世和晚泥盆至早石炭世盆地中北部的古构造地貌由原来的东低西高转为北东高、西南低; 可划分出强烈剥蚀高隆带、古隆边缘斜坡带、坳陷边缘缓斜坡带及坳陷带等古构造地貌单元. 构造隆起末期沿古隆起边缘斜坡至坳陷边缘发育的低位及海侵体系域可形成重要的储集体. 古隆起地貌与盆内多个不整合的分布样式具有密切关系. 从古隆起区向坳陷区可划分出高隆区的不整合复合带、古隆起斜坡边缘的削蚀不整合三角带和超覆不整合三角带、古斜坡与坳陷区过渡的微角度或平行不整合带以及坳陷内的整合带. 削蚀不整合和上超不整合三角带可形成重要的地层圈闭, 是有利的大型岩性地层油气藏的发育带. 关键词古构造地貌不整合分布样式中央古隆起带塔里木盆地沉积盆地的古地貌或古构造地貌及其对沉积古地理的控制研究, 是当前国内外沉积地质和含油气盆地分析的一个十分活跃的热点领域. 利用高分辨地震资料进行碳酸盐岩台地、沉积砂体等形成期的古地貌恢复和研究, 即“地震古地貌”分析, 已成为近期相关国际学术会议讨论的热点议题和新的分支学科生长点[1~4].塔里木盆地是位于我国西部含有丰富油气资源的大型叠合盆地[5~8]. 显生宙以来盆地经历过多期重要的构造变革, 形成了极其复杂的盆地结构. 其重要的地域特色之一是发育了多个区域性的构造不整合面和多个盆地规模的古隆起带. 多年的油气勘探实践和研究已表明, 盆内大型的古隆起、古斜坡带的形成演化与盆地复杂的地球动力学背景密切相关, 对盆内的油气聚集起到极其重要的控制作用. 盆内古隆起形成演化的研究近年来已成为研究和勘探部门中国科学 D 辑: 地球科学 2009年 第39卷 第3期307广泛关注的课题. 事实上, 古隆起的形成演化一直是国际上颇受重视的研究内容, 许多重要含油气盆地中古隆起的成因及其演化都进行过较为深入的探讨. 关于塔里木盆地古隆起和不整合的一般特征, 也有不少的研究涉及[9]. 然而, 针对盆内古隆起的古地貌及其演化等的研究成果则报道甚少.本文利用网络状的地震剖面、钻井及露头资料, 应用拉平古隆起上覆沉积层的古沉积水平面的方法, 结合不整合接触关系等分析, 力图揭示塔里木盆地中央隆起带及邻区古生代的古构造地貌及其演化, 探讨古隆起地貌及其演化对沉积相发育分布的制约作用, 为大型叠合盆地古隆起-古斜坡带的形成演化和构造古地理研究以及岩性地层油气藏的发育分布预测, 提供分析方法和理论依据.1 地质背景和构造-地层序列塔里木盆地是在前震旦纪陆壳基底上发展起来的大型叠合盆地, 经历了从震旦至早古生代、晚古生代至三叠纪、侏罗纪至新近纪等多个原盆地演化阶段, 盆地性质及其构造背景发生过多次重要变革. 在震旦纪-古生代的盆地演化阶段, 由于基底分异性强、周边板块构造背景复杂, 盆内构造活动, 发育了塔北、塔西南、塔中、巴楚等多个大型古隆起带; 在中新生代陆内坳陷和前陆盆地演化阶段, 又经历了多次强烈的陆内构造变形和隆升剥蚀作用, 导致了多期不同性质原盆地的叠加和改造, 形成了具有多个重要构造不整合、并被不同走向古隆起、古坳陷带所复杂化的盆地地质结构[8]. 盆内古生代的古隆起、古坳陷带的发育分布和变迁, 决定着盆地的古构造和古地理的基本特征和演化.塔里木盆地古生代的构造格局, 以发育多个大型的北西西向、北东东或北东向的古隆起、古坳陷带为其显著特征[6]. 中央隆起带是一个近东西向横跨盆地中部的复合的大型隆起带, 东西长1000多公里, 南北宽约80~150 km, 主体由塔中和巴楚隆起两个在演化历史上有明显差异的断隆、断褶带构成(图1). 塔中隆起总体北西西走向, 西部宽缓, 东部窄陡; 东西长300多公里, 宽80~100 km, 是形成于古生代的一个古隆起带. 隆起南、北两侧分别以南缘断裂带和一号断裂带为界. 断裂构造主要发育于中、下古生界内,主要由北西西向的断褶构造带组成, 多为基底卷入式的高角度逆冲断裂, 总体向西呈“帚状”散开, 向东收敛, 在东段叠加了北东向的断褶带. 巴楚凸起带东西向长500多公里, 宽80~150 km, 总体呈北西西向展布, 是一由西北向东南倾伏的大型鼻状隆起. 该隆起带从古生代开始活动, 并主要定型于新近纪. 巴楚隆起带由一系列北西、北西西向的断褶带所组成, 其西侧与北东走向的柯坪断隆带相接; 南、北侧与麦盖提斜坡和阿瓦提凹陷相邻, 分别以色力布亚-玛扎塔格断裂带和吐木休克-阿恰断裂带为界, 南北剖面上表现为向南、北背冲的大型断褶带.中央隆起带古生界内发育多个角度或微角度不整合面, 其形成均与构造隆起作用有关, 并与海平面的下降相叠加. 以这些不整合为界可把研究区的古生界划分为8个构造层序或二级超层序, 分别由下寒武统、中寒武-上寒武统、中奥陶-下奥陶统、上奥陶统、志留系、中泥盆-下泥盆统、上泥盆统-石炭系及二叠系等组成(图2). 区内的震旦系为滨浅海相碎屑岩、台地相碳酸盐岩和火山碎屑岩沉积组合, 不整合于前震旦系结晶变质基底之上. 寒武系与下伏地层呈微角度不整合接触, 在中央隆起带地震剖面上可观察到明显的上超不整合接触关系. 以白云岩、泥晶灰岩及泥灰岩等碳酸盐台地或局限台地沉积为主, 厚1600~2000 m. 下寒武统底部含有磷质结核、燧石条带或团块, 广泛超覆于震旦系或前震旦系基底之上; 中寒武统含有较多的石膏和盐岩层, 以蒸发性碳酸盐岩台地相为主, 与下伏地层为微角度不整合接触, 在地震剖面上有清晰的显示. 下奥陶统主要发育局限碳酸盐岩台地的厚层白云岩、白云质灰岩沉积, 在隆起和斜坡区不整合上超于上寒武统之上. 上奥陶统以广泛发育开阔台地, 包括有礁、滩等碳酸盐岩沉积为特征; 北部斜坡带以北地区主要接受盆地相泥岩和浊积碎屑岩沉积. 上奥陶统(构造层序)Ⅱ与中奥陶统之间为角度或微角度、平行不整合接触, 西北缘野外露头上这一界面以发育稳定分布的紫红泥晶灰岩、灰质泥岩或褐灰色生屑灰岩为标志(吐木休克组或恰尔巴克组), 其上为晚奥陶世其浪组的斜坡相泥岩、钙质泥岩沉积.志留系与奥陶系之间为区域上广泛分布的角度或微角度不整合面所分隔. 塔中隆起带大部分断裂林畅松等: 塔里木盆地古生代中央隆起带古构造地貌及其对沉积相发育分布的制约308图1 塔里木盆地主要构造单元和中央隆起带的分布向上终止于这一不整合面. 该构造层序主要发生褶皱变形, 局部受到断裂作用, 披覆于下部构造层序的断背斜之上. 在高隆部位中、上奥陶统常被剥蚀缺失. 志留系-中下泥盆统为滨岸潮坪、滨浅海碎屑岩等沉积组成. 上泥盆统底为一区域性的角度不整合面, 上覆于中、下泥盆统剥蚀夷平面上. 这一界面延至高隆起带过度为石炭系与下伏地层的角度不整合. 在盆地东缘志留系和中泥盆、下泥盆统受到较强烈的变形和剥蚀. 石炭-二叠纪盆地中部主要接受了滨浅海、海滩-潮坪碎屑岩及河流三角洲等沉积. 石炭系中部夹有生物砂屑灰岩、灰岩等碳酸盐岩及盐岩层. 二叠系以河流、滨浅湖碎屑岩沉积为主, 发育中酸性-基性火山岩. 二叠纪后盆地基本上结束了海相沉积. 巴楚地区中西部古近系、新近系底均显示为高角度不整合, 下伏地层受到挤压变形和强烈冲刷, 高隆带缺失大部分中新生代地层.2 古隆起地貌的恢复方法近年来, 关于古地貌的恢复研究在国际上受到越来越多的关注. 然而, 如何进行古地貌的恢复目前仍然是有待探索的课题. 本项研究利用地震、测井及露头资料, 在结合沉积相等分析的基础上, 应用地震数据结合钻井资料约束, 通过拉平古隆起不同时期沉积层或古沉积水平面来恢复古隆起的地貌特征并中国科学 D 辑: 地球科学 2009年 第39卷 第3期309图2 中央古隆起带古生代构造层序和沉积演化序列揭示其演化; 同时, 综合分析了不整合的分布和组合样式与古隆起发育演化的关系.塔里木盆地内一些规模较大的古隆起带, 往往经历过从沉降、充填到隆升、剥蚀的多旋回演化过程. 古隆起的形成演化一般可划分出三个阶段: (1) 从开始隆升到露出水面遭受剥蚀之前的初始或水下隆起阶段, 隆起的上覆地层变薄, 发育向上变浅的沉积序列, 为沉积期古隆起; (2) 隆起露出水面后遭受剥蚀的隆升剥蚀阶段, 隆起上地层遭受剥蚀缺失, 形成不整合面, 这一阶段为剥蚀期古隆起; (3) 随后古隆起进入沉降期, 古隆起被地层逐渐超覆, 不整合界面上显示地层上超结构, 发育向上变深的沉积序列, 这一阶段也为沉积期古隆起. 显然, 揭示古隆起地貌的发育演化必须分不同发育阶段进行古地貌恢复.2.1 古隆起上覆地层的古沉积水平面拉平恢复从现今的地层记录中, 选择一个上覆古隆起的沉积层面, 以这个界面拉平下伏地层, 可恢复沉积期古隆起的古构造地貌或古形态. 当所选择的沉积层形成时的古水深和岩相在横向上没有发生变化时, 可直接拉平这一沉积层, 恢复其下伏古隆起的地貌形态. 但沉积相在横向上往往是发生变化的, 必须相应作古水深和差异压实校正[10], 以便较准确地恢复古地貌. 在正常的压实情况下, 沉积层的孔隙度与深林畅松等: 塔里木盆地古生代中央隆起带古构造地貌及其对沉积相发育分布的制约310度一般呈指数函数关系:ϕ= ϕ0e −c y . (1)其中, ϕ是沉积层埋深为y 时的孔隙度. ϕ0为沉积层的表面孔隙度, c 为压实系数. 设沉积层现今埋藏顶、底深度分别为y 1和y 2, 拉平回剥到地表时沉积层的底面深度为S , 则有12c c c 021(ee)(1e).ccy y sS y y ϕϕ−−−=−−−+− (2)若以沉积层中点深度计算其孔隙度, 则S 可近似表达为21c()/2210()e /(1).y y S y y ϕ−−=−− (3)古水深的分析需要结合生物化石组合、沉积相等综合研究. 在地震剖面上显示的沉积斜坡结构, 如台地边缘斜坡、三角洲前缘斜坡或陆架斜坡的前积结构, 可用以估算沉积期古水深.图3是应用上述方法恢复的塔中古隆起及邻区的古构造地貌剖面. 清晰的地震资料是进行平面古隆起形态恢复的重要依据. 通过测井与地震的结合标定, 确定代表某一沉积层的地震反射界面, 对其进 行三维空间上的追踪对比和拉平, 是从三维空间上再造古地貌的重要资料基础.2.2 不整合分布样式与古隆起地貌关系在构造活动的大型盆地中, 常常发育多个不整合并显示出复杂的分布和组合样式[12]. 主要不整合面的接触关系在不同的构造带上发生显著的变化, 可从高角度不整合过渡为微角度或平行不整合至整合接触, 这种变化从宏观上反映了从高隆剥蚀区到斜坡及坳陷区的古地貌变化. 在高隆带多期次的强烈剥蚀常导致多个不整合的合并复合. 对塔里木盆内主要不整合的分布进行追踪对比和研究表明, 从古隆起区向坳陷区, 不整合的组合分布可划分出高隆区的不整合复合带、古隆起边缘斜坡的不整合削蚀三角带或超覆不整合三角带、从古斜坡带向坳陷区过渡的微角度或平行不整合带、以及坳陷内的整合带(图4).不整合叠合带常代表构造强烈隆升剥蚀的高隆带. 一般表现为一个主要不整合与次级的不整合面的复合带, 其中的主不整合面剥蚀范围和剥蚀量较大, 剥蚀时间较长, 代表重要构造强烈变革期的产物.图3 应用地震资料拉平沉积期古水平面进行古构造地貌恢复据过塔中古隆起中部(a)、东部(b)北斜坡的地震剖面(位置见图5A’)拉平古隆起被淹没时的沉积层所恢复的中-下奥陶统顶界面的古地貌剖面, 注意界面上的前积反射结构和层序上超结构关系中国科学 D 辑: 地球科学 2009年 第39卷 第3期311图4 塔里木盆地上泥盆统底(T g3)不整合面古地质图和不整合的分布样式不同不整合复合带的分布反映了不同期古隆起的分布和变迁. 楔状的不整合三角带广义上包括削蚀不整合三角带和上超不整合三角带. 削蚀不整合三角带是指由主不整合面削蚀下伏的次一级不整合或重要层序界面所造成的不整合三角带; 在坳陷方向以最初的微角度削蚀点与平行不整合带或坳陷整合带相区分. 上超不整合三角带是由次一级的不整合或层序界面上覆于主不整合面之上形成的不整合三角带; 其中的主不整合面位于不整合三角带的下部. 不整合三角带内主不整合面与次不整合面或层序界面的交角大小反映出当时构造隆升或变形的强度, 高角度相交无疑与相对强的构造作用有关. 区内的油气勘探表明, 楔状的不整合三角带是形成大型不整合油气圈闭的有利地带. 圈定这些不整合分布带对再造古隆起地貌和预测地层圈闭油气藏的分布等具有重要意义.3 古生代重要古隆起发育期古地貌及其对沉积相发育的制约3.1 中奥陶-晚奥陶世(1) 古构造地貌单元及其分布. 综合地震剖面、钻井资料及野外剖面对比研究表明, 盆内的中央古隆起带是从中奥陶世中晚期开始发育的, 塔中地区代表这期古隆起的T g5-2地震不整合反射界面与盆地西缘野外剖面上的吐木休克或坎岭组红层顶的不整合面可对比. 近来研究表明, 塔中、巴楚隆起在震旦至早、中寒武世表现为裂解背景的斜坡带或低凸起带, 发育有同沉积断裂(后期挤压反转)和小型的地堑构造,林畅松等: 塔里木盆地古生代中央隆起带古构造地貌及其对沉积相发育分布的制约312属于离散被动大陆边缘环境. 塔中隆起带的部分逆冲断裂是由早期的正断裂经挤压或压扭反转形成的反转构造. 中奥陶世末期塔里木盆地的构造背景发生了从伸展到挤压背景的重要转化. 形成于中奥陶世末、晚奥陶世早期及晚奥陶世晚期的3个分布较广的角度不整合面, 在地震剖面上有清晰的显示, 可在较大范围内追踪, 代表了相对强的三次构造挤压隆升期或古隆起发育期, 并显示出逐渐变强的演化趋势.从所恢复的中、晚奥陶世古构造地貌图(图5)上可看出, 中、晚奥陶世中央古隆起带事实上是由向北下倾的巴楚古斜坡、向北或北东走向的和田河、和田河东古隆起(巴楚隆起东部)、北西西向展布的塔中古隆起所组成的大型古隆起-古斜坡带, 总体上西南高、东北低, 具有复杂的古地貌特征. 从西南部的高隆起区向东北部的深水盆地区, 可划分出一系列古构造地貌单元, 包括古隆起中部的高隆带、隆起边缘斜坡带、陆棚斜坡和低凸起平台、陆架坡折带以及深海盆地平原等. 盆地的构造古地理明显受到古构造地貌的控制.高隆带可进一步划分为断隆高地和高隆平台区, 一般由背冲的断垒或高角度逆冲断块组成. 和田河东古隆起的高隆带是呈北东向延伸的, 而塔中古隆起的高隆带则呈北西西向展布. 塔中古隆起北侧以1号断裂带为界, 南侧以南缘断裂或塘北断裂为界, 形成中部宽、向东、西向变窄倾伏的高隆平台区. 中央断垒带、塔中10号断裂带、塘北断裂带, 吐木休克及5号断裂带均形成宽约10~20 km 宽的长条形的断隆高地. 它们控制着特定的沉积相组合和分布.古隆起边缘斜坡带是指从高隆带向陆棚浅水台地过渡的斜坡带. 中-晚奥陶世塔中古隆起北侧的1号断裂带形成较陡的台缘斜坡带或坡折带. 这一古隆起边缘斜坡坡折带向西沿吐木休克断裂带延伸, 可追踪到现今盆地边缘的露头区. 和田河-塔中古隆起东南侧的台缘斜坡坡折沿南缘断裂带、巴东断裂、塔中7和塔中8井断裂带分布, 向西南方向过渡到和图5 中央古隆起带及邻区中-晚奥陶世早期古构造地貌(a)及其与沉积相发育分布关系(b)中国科学 D 辑: 地球科学 2009年 第39卷 第3期313田河东古隆起的东南台缘斜坡带. 由于构造和海平面变化的共同作用, 台缘斜坡坡折带随时间发生过明显的迁移. 值得指出, 这些古隆起边缘的台缘斜坡带从其成因上应属构造坡折带[12,13], 与伴随古隆起形成的边缘断裂的逆冲作用有关. 如北侧的1号断裂带、吐木休克断裂以及塔中南缘断裂带都控制着台缘斜坡坡折带的发育和分布.陆棚斜坡和低凸起带为滨浅海沉积区, 可发育低幅水下隆起. 塔中古隆起带的北侧从东部的古城虚低凸起向西延伸至顺托果勒低凸起, 在中、晚奥陶世形成了一个陆棚缓斜坡和浅水低隆起平台区. 在中、晚奥陶世主要的隆升期伴随着海平面的大幅下降时, 曾大面积暴露. 塔中古隆起西端北侧的顺托果勒低凸起带呈一鼻状低凸起向北延伸至坳陷区. 古隆起的东南侧也存在一相对较窄的陆棚斜坡带, 其东南方向过渡到塘古巴孜斯前陆坳陷, 发育浅海至半深海环境.陆架坡折是陆架向深海平面过渡的突变斜坡带, 也常常受到断裂带的控制. 从古地貌恢复图上可看出, 北部陆棚斜坡与东端满加尔深坳陷带之间存在古斜坡带, 从地震剖面上反映的沉积斜坡结构估算, 地形落差达1500~2200 m, 构成从陆棚向深水盆地过渡的陆架坡折带. 这一陆架坡折在晚寒武至早奥陶世已开始形成, 并逐渐由西向东迁移. 该陆架坡折向东南延伸至塔中隆起东端的古隆起边缘斜坡带. 因此, 与西北和东南侧的台地边缘斜不同, 塔中古隆起东北侧的台缘斜坡带事实上构成了紧临深水盆地的陆架坡折带. 陆架坡折下的深水盆地以硅质岩、灰质泥岩和巨厚的深海浊积岩为主. 如塔东1井和库东北缘库鲁克塔格野外剖面上中晚奥陶统的浊积岩厚数千米.(2) 古隆起构造地貌对碳酸盐岩沉积相和储层发育的制约. 中晚奥陶世中央古隆起、古斜坡地貌对碳酸盐岩储层发育分布具有明显的控制. 高隆带及古隆边缘斜坡带遭受了中、晚奥陶世多次隆升剥蚀和风化作用, 强烈的断裂破碎带、裂缝密集带或强烈应变集中带是广泛发生岩溶和形成岩溶型储层的有利区带. 一些古隆起的高隆带现今可能已失去高隆带的形态, 而仅表现为不整合叠合带. 另外, 古高隆带的规模较大的断裂带还是流体活动的重要通道, 也是有利于岩溶和白云岩化的场所. 因此, 高隆带断裂带形成的塌陷带常常是形成有利储层的部位.中央古隆起带的边缘斜坡或坡折带是从古隆起的浅水区向深水环境过渡的地貌突变带. 上边缘斜坡或上坡折带是海平面处于高位时的高能沉积相, 如礁、滩相等的有利发育区; 而下斜坡带及坡脚带则发育有边缘滑塌角砾岩或小型的滑塌扇. 盆内和中奥陶统一间房组和上奥陶统良里塔格组中的高能沉积相, 包括生物碎屑灰岩、砂屑亮晶灰岩、鲕粒灰岩等, 多发育于主要不整合面或暴露层序界面下伏的高位域或上覆的早期水进体系域内, 平面上主要沿古隆起边缘的台缘斜坡坡折带分布. 在海平面下降时, 古隆起边缘斜坡遭受暴露易于发生同生期溶蚀作用. 区内油气勘探已表明, 古隆起北侧1号断裂台缘斜坡带是极其有利的油气聚集带[14], 礁、滩相与岩溶、裂隙带叠加形成的“渗透连通体”, 可能构成了该区已发现的岩性地层油气藏的主要储集体. 中央古隆起带的西北缘、东南缘均具有与东北侧1号断裂台缘斜坡带相似的古地貌特征, 应有利于浅水鲕粒滩、砂屑滩及小型礁体的发育, 具有形成以高能滩坝、礁相为主要储层的岩性地层圈闭的有利条件.3.2 早志留世和晚泥盆-早石炭世构造古地貌(1) 隆坳格局与构造古地貌特征. 晚奥陶世末和中泥盆世末的强烈构造变革, 形成了两个盆地规模的角度不整合面(T g5和T g3不整合反射界面), 使盆地的古构造格局发生了重大变化: 盆地东北部的满加尔坳陷逐渐抬升变浅, 而西南部则明显沉降, 古构造地貌由东低西高转为北东高、西南低. 塔中古隆起东段随盆地东南缘的强烈隆升从早期的由西向东转为由东向西倾没. 到中泥盆世晚期, 塔东、塔中、塔西南隆起连成盆地东南缘的巨型隆起带. 从东南缘隆起带向北部的坳陷带, 可划分出强烈剥蚀高隆带、古隆边缘斜坡带、坳陷边缘缓斜坡带及坳陷带等古构造地貌单元(图6). 不整合接触显示出从高角度不整合、角度-微角度不整合、平行不整合至整合接触的总体变化. 从北缘的塔北古隆起向南也显示相似的古地貌分布. 这些古地貌带控制着志留纪和晚泥盆-早石炭世碎屑沉积相带的分布.(2) 构造隆升期末的构造古地貌与低位-水进体。