准噶尔盆地侏罗系西山窑组沉降中心的分布及其构造控制

作者:佟殿君;任建业;李亚哲 刊名:大地构造与成矿学 上传者:彭延春

【摘要】以准噶尔盆地21条典型的地震剖面上的329个取数据点资料为基础,应用EBM盆地模拟系统,对侏罗系西山窑组地层进行了沉降史回剥分析。从回剥的结果来看,盆地的沉降速率在不同时期显示出显著的不均一变化,其中在西山窑二段地层沉积时期的沉降速率在盆地南缘平均为70~90m/Ma,北缘及腹部地区只有30m/Ma左右;在西山窑一段地层沉积时期,盆地南缘的沉降速率则达到了120m/Ma,北缘及腹部相比前一阶段则没有太大变化。由此可以确定玛湖凹陷、乌伦古坳陷和昌吉凹陷是盆地在西山窑组地层沉积时期的沉降中心,盆地南缘的昌吉凹陷则是最主要和最大的的沉降中心。进一步分析,这些沉降中心的形成明显受到了周缘山系逆冲推覆作用的构造负载和盆地基底构造的制约,使盆地形成了隆坳相间的古地貌格局。由于沉降中心是低位三角洲砂体发育的重要部位,从而为隐蔽油气藏的勘探提供了方向。

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构造活动性盆地包括断陷盆地、前陆盆地等,这些盆地的共同特点是构造活动作用于盆地形成、充填发育的全过程(ShanleyandMcCabe,1994;纪友亮,1996;任建业等,2004)。对于构造活动性盆地而言,构造对层序地层的形成有极为重要的意义。层序地层主要受控于区域性构造事件或幕式构造旋回,不同序次的构造幕控制不同序次的层序地层单元的形成和演化(解习农等,1996;刘景彦和林畅松,2000)。通过对盆地的演化过程进行沉降史模拟,可以揭示构造活动对层序的控制(高红芳等,2005)。由于不同期次的构造运动的影响,使盆地在不同时期形成了不同的古地貌格局,而不同的古地貌进而又影响了沉积体系的分布,进而决定油气成藏类型和油气运移的方向。准噶尔盆地属于挤压构造背景下形成的的典型构造活动型盆地,其中侏罗系西山窑组地层是进行勘探和研究的主要目的层系之一。本文试图从沉降史模拟入手,通过对盆地重点目的层段-西山窑组地层沉降速率的深入剖析,研究其沉降中心的分布,分析构造对沉降中心形成的控制作用,以及沉降中心对层序形成和砂体分布的控制,从而为盆地的隐蔽油气藏勘探提供一种新的思路。1工区地质概况准噶尔盆地位于中国新疆北部,是我国目前极具勘探前景的含油气盆地(田在艺和史卜庆,2002)。它大致呈三角形分布,周缘被古生代褶皱山系环绕,西北部为扎依尔山,东北部为克拉美丽山,南部为北天山(庄锡进等,2005),盆地面积约13104km2。盆地基底由前寒武纪结晶岩系和早、中古生代褶皱系组成(彭希龄等,1990;赵白,1992),盖层是晚古生代中、新生代陆相沉积为主的沉积岩系,最大厚度约15000m。准噶尔盆地侏罗系作为主要储集层,其油气储量和产量都占全盆地一半以上(况军等,2002)。盆地划分为乌伦古坳陷、陆梁隆起、克-夏断阶带、中央坳陷、车莫低凸起、天山山前坳陷等6个主要构造单元(图1)。准噶尔盆地的构造演化经历了裂谷盆地(P1时期)、前陆盆地(P2-3时期)、挤压背景下的坳陷盆地(T-J-K时期)和陆内前陆盆地(E-N时期)四个阶段。根据识别出的主要等时界面,在侏罗系-下白垩统充填沉积中可识别出1个一级层序,2个二级层序,11个三级层序(图2)。图1准噶尔盆地构造单元及二维地震测网图Fig.1Thetectonicunitsandthe2-DseismicsurveylinesinJunggarbasin本文所研究的目的层位西山窑组是准噶尔盆地侏罗系含煤地层中最发育的层段。为一套湖泊、沼泽相及冲积相的沉积岩性为灰绿色灰白色砂岩、砂砾岩、灰色泥岩及黑色碳质泥岩的韵律状交互层,最大厚度可达1300m(姚素平等,1997)。2采用的研究方法沉降史分析目前已成为盆地分析中的一种常规技术。用来研究盆地沉降的构造驱动机制,盆地的形成和演化。沉降史分析可恢复地质历史时期地层的形态特征及其沉降速率的变化(AllenPAandAl-lenJR,1990;杜旭东等,1997;李思田等,2004;庞雄奇,2003)。本次研究中借用该技术力图阐明盆地发育时期沉降中心的分布,进而为盆地发育的构造控制分析提供基础。采用的研究思路和方法如下:首先要在对工区地质资料进行分析的基础上,完成地震层序反射界面的划分工作,结合沉积相和已有钻井资料分析地层的岩性特征。由于常规的勘探井其分布密度及控制程度无法达到要求,所以我们一般在地震剖面按一定的间距布置数据点(BaldwinSetal.,2003),即综合考虑地层的变化,在地层的拐点处模拟实际钻井来取得该点的数据。读取每个数据点的地层界面反射波传播时间,并进行时-

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