压性盆地破裂冲断隆起带构造—沉积分析及其石油地质意义

【摘要】压性盆地同沉积凸起构造的发育和演化控制着构造古地貌、沉积过程和沉积相的展布等,随着三维地震资料的广泛应用,精细的构造-沉积分析已成为沉积盆地分析的研究热点。本文在对大量实际资料进行综合研究分析的基础上,以塔里木盆地早白垩世的构造背景、沉积充填和层序地层格架研究为基础,对雅克拉凸起构造进行早白垩世同沉积构造特征、构造演化的精细的解剖,并重点研究了同沉积凸起构造对沉积物的物源体系、沉积物输送路径、沉积物堆积样式以及沉积相的展布的控制。结合烃源岩、储层及盖层的展布,总结有利圈闭类型,建立构造-沉积-成藏一体化的研究思路。论文研究取得的主要认识如下：1.厘定了雅克拉凸起的构造性质,并分析了其形成机制。通过地震剖面解释和断层几何形态解剖,系统地研究了雅克拉凸起早白垩世的构造性质,认为其该构造为压性盆地边缘造山带构造应力传递导致盆地内部基底破裂隆升所形成的对盆地起分隔作用的隆起带,即压性盆地破裂冲断隆起带。对于造山带周缘的压性沉积盆地,盆地的收缩是往往是通过反向断层控制的基地隆起实现的,而不是像前陆盆地那样形成薄皮褶皱逆冲带。塔里木盆地早白垩世正是这种造山带周围的沉积盆地,在盆地周缘强烈构造应力的挤压下,盆地内部的基底发生破裂,并发生伴随着基底卷入的垂向隆升作用,从而形成盆地内成排出现的破裂冲断隆起带。2.确定了控制雅克拉同沉积凸起的边界断裂的演化规律。以三维地震数据为基础,应用断层落差法对雅克拉凸起两侧的轮台和牙哈断裂进行断裂活动性分析指出,二者在亚格列木组时期均为逆断层,轮台断裂为凸起南缘的逆冲断裂,而牙哈断裂为凸起北缘的反向调节断裂；牙哈断裂在舒善河组时期发生负反转并在研究区内凸起中东部活动强烈,而西部活动较弱。轮台断裂直至古近系才发生负反转,构造活动性同牙哈断裂一样,具有中东强西弱的特点。3.识别出雅克拉凸起早白垩世同沉积凸起的构造特征。通过地震剖面和钻井揭示,发现雅克拉凸起具有以下同沉积凸起特征：①凸起顶部(浅部)的地层倾角小、凸起两侧(深部)的地层倾角大；②同一套地层的厚度具有凸起顶部薄、两翼厚的特征；③凸起顶部发育不整合面,而两翼则见超覆现象；④同一套地层的岩性由凸起顶部向两翼逐渐变细。4.恢复了早白垩世雅克拉同沉积凸起的地貌特征。通过对三维地震资料的处理和解释,大致恢复了雅克拉凸起早白垩世的构造地貌,凸起整体呈NEE向延伸,东段高且狭窄、西段低且宽缓；分别以凸起南缘的轮台逆冲断裂和北缘的牙哈隐伏断裂为界,可将凸起划分出中央凸起带、北缘斜坡带和南缘断坡带三个次级地貌单元。5.明确了雅克拉凸起早白垩世的构造演化特征。在雅克拉凸起边缘断裂的发育和演化研究的基础上,利用三维地震和钻井资料的综合对比研究指出,早白垩世雅克拉同沉积凸起的构造演化可分为两个时期：(1)同沉积凸起的发育期,该时期强烈的区域构造挤压应力导致凸起的隆升并遭受剥蚀,其沉积响应为在凸起中央凸起带缺失亚格列木组沉积,并在凸起南北两侧的断坡带和斜坡带堆积一套近源的粗碎屑沉积；(2)同沉积凸起的消亡期,该时期区域构造挤压应力减弱导致凸起发生整体沉降以及局部的负反转,凸起被两侧地层逐渐超覆,并且发育向上逐渐变细的沉积序列。同时,雅克拉凸起东、西段的演化特征具有明显的差异性,表现为在凸起发育期,区域的构造应力自西向东逐渐增强,从而形成凸起东高西低的地势特点；在凸起的消亡期,牙哈断裂的负反转强度自西向东减弱,因此该时期仅在凸起上的西部地区形成一些次级构造洼地。6.建立了雅克拉凸起及周缘分散点状物源和短距离输砂模式。利用重矿物组分和碎屑岩组分分析方法,确定了凸起周缘沉积物与远离凸起地区的沉积物并非同一物源,而且凸起的东部与西部物源成分也存在差异。砾岩厚度和含砂率高值区通常被用来指示古河道的位置,通过对雅克拉凸起周缘的砾岩厚度和含砂率统计发现,砾岩厚度和含砂率高值区主要位于凸起边缘断裂的附近,沿垂直于凸起走向的方向砾岩厚度值逐渐减低,顺凸起走向的方向砾岩厚度值变化不定,说明沿凸起边缘断裂发育多个分散点状物源。从砾岩厚度和含砂率高值区的展布特征来看,沉积物的输送路径多垂直于凸起走向且输送距离短。沉积物输送距离受凸起的地貌控制,地貌高差大的凸起东部沉积物输送距离较远,而地貌高差小的凸起西部沉积物输送距离较近。7.确定了雅克拉凸起及周缘沉积相的类型。通过野外露头、测井、录井及取心等资料的综合分析,认为在凸起发育期,沉积相类型主要为扇三角洲相,并识别出扇三角洲平原、扇三角洲前缘以及前扇三角洲三种前缘亚相；在凸起消亡期,沉积相类型主要为滨浅湖相,其中包括滨湖相的滩坝砂体以及浅湖相的泥岩沉积。8.识别出压性盆地内凸起两侧的断坡折和挠曲坡折。在雅克拉凸起的南北两侧分别识别出断坡折和挠曲坡折,其中断坡折位于凸起的南缘,受控于南缘轮台同沉积逆冲断裂,挠曲坡折位于凸起北缘,受控丁北缘牙哈反向调节断裂。通过井震综合的沉积相划分,亚格列木组沉积期的扇三角洲发育在构造坡折之下的下降盘,而舒善河组沉积期滨浅湖的滩坝砂体主要分布在构造坡折之上的上升盘,说明了凸起两侧的构造坡拆控制了沉积相带的展布。9.刻画出受雅克拉同沉积凸起控制的沉积相展布。通过对于研究区近百口钻井的砾岩厚度、砂岩厚度及含砾率的统计,并结合三维地震切片属性的综合分析,确定了凸起发育期和凸起消亡期的沉积相的平面展布。其中在凸起发育期,北缘斜坡带发育斜坡型扇三角洲沉积,南缘断坡带发育断坡型扇三角洲沉积；中央凸起带往往缺失粗碎屑沉积。凸起消亡期,主要发育沿中央凸起带展布的滨岸滩坝沉积。10.提出了雅克拉凸起构造-沉积-成藏综合分析思路。指出雅克拉凸起及周缘有利储层为分布于同沉积凸起两侧的扇三角洲砂体和凸起之上的滨岸滩坝砂体。结合勘探成果和构造-沉积分析,总结出该区三种圈闭类型：中央凸起带的微幅背斜圈闭,北缘斜坡带的地层、砂体上倾尖灭圈闭,南缘断坡带的断层-岩性圈闭。综合该区构造性质解剖、构造对沉积控制和成藏条件分析,提出雅克拉凸起构造-沉积-成藏特征：凸起控制沉积储层分布,凸起边缘断裂提供油气运移通道,凸起叠加边缘断裂控制了有利含油气圈闭的发育。
【作者】杨帅；
【导师】陆永潮；
【作者基本信息】中国地质大学，矿产普查与勘探，2014，博士
【副题名】以塔里木盆地雅克拉凸起为例
【关键词】塔里木盆地；雅克拉凸起；破裂冲断隆起带；构造-沉积分析；同沉积构造；

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