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《吉林大学》 2012年
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洛伊凹陷三叠纪构造体制变迁及其油气运聚响应

于明德  
【摘要】:洛阳-伊川凹陷(洛伊凹陷)位于河南省洛阳市境内,是在华北地块基础上继承性发育的中新生代小型山间叠合凹陷,整体呈近NW向展布的“T”字形态,东西长约120km,南北宽约20-80km,面积约5800km2;区域上处于中国中东部秦岭-大别造山带东北缘、华北板块西南缘,是中国大陆“南北划分、东西连接”的枢纽地带;正是由于洛伊凹陷处于华北板块与扬子板块相接处的北缘,为太行造山带与东秦岭-大别造山带之间构造运动产生的多应力汇聚部位,造成其多期次构造变迁和不均衡的后期改造,且凹陷勘探目的层三叠纪沉积地层均遭受不同程度剥蚀,研究其构造演化历史难度颇大,影响了区内的油气勘探进程。 为此,本课题研究以构造地质学、地震地质学和油气盆地分析学为理论依据,运用人机连作工作站及2DMove等先进软件与计算机技术,将地质野外调查与室内研究、宏观构造与微观地质分析、石油地质学与地球物理学等多学科有机结合,以断裂-褶皱构造、剥蚀厚度与平衡剖面分析及构造运动学研究为主线,综合应用地质露头、钻探成果、二维地震等,把剥蚀厚度恢复、平衡剖面编制、古构造重塑与分析等技术充分应用于区内三叠系不同尺度构造解析和动力学分析、剖面地层缩短研究及古构造面貌分析、断裂-褶皱变动、古构造面貌演化与油气运聚响应的变化研究之中,深入系统地开展了区内现今断裂-褶皱构造组合样式、形成期次与变形特征、发育圈闭类型与特点、构造变形力学机制、三叠系各层系剥蚀与动态平衡应变特点等分析,并以此为基础完成了三叠纪断裂-褶皱变动在区内烃源岩分布、储集层形成与改造、各类圈闭的发育与分布、油气的生成与运聚等响应特点探讨,取得如下成果认识。 (1)据钻井、地质露头、古生物和地震解释成果,在研究区内主地层单元间识别出11个不整合面、6个主要构造层,新发现对区内油气勘探具有重要意义的上古生界与三叠系之间的不整合面,在初步查明三叠系纵横向分布特点基础上,将洛伊凹陷细分为“三鼻五次凹一推覆”的基本构造格局,系统分析了不同区带因压扭-走滑作用形成的控凹、控带、控源和控藏等主要断裂的展布与级序及形成机制,以及以北西-北西西向持续活动的主断裂和仅后期活动具切割或改造作用的北东东-近东西向辅助断裂等。 (2)依据纵横向断裂-褶皱特点,总结了其发育的挤压构造、反转构造、逆牵引构造和走滑构造等四大类7种组合样式,分析了现今各层系构造变形的“北东分带、北西分区”特点、NNE-SSW向挤压主应力的力学形成机制和应变力学特点,以及因此形成的西南缘逆冲推覆强烈变形带、中部中等变形带和北部弱变形区带等3个构造变形带;根据发现落实的圈闭形态与成因,把区内圈闭划分为构造类圈闭、地层类圈闭、岩性类圈闭、复合类圈闭等4大类型和背斜型、断背斜型构造等10个亚类,分析了各类圈闭沿区内构造带、断裂、不整合面和地层剥蚀线等分带性分布的规律,以及在不同层系继承性、上下叠置的特点等,提出上三叠统自生自储式致密砂岩类构造-复合类型圈闭是主要的油气勘探方向。 (3)根据“点-线-面”上剥蚀厚度恢复研究认为,上三叠统是区内抬升剥蚀范围和厚度最大的层系,其最大剥蚀厚度3600m左右,一般1600-2000m左右,总剥蚀趋势由周缘向凹陷中带呈明显“环带状”由大到小变化。 (4)典型剖面平衡复原认为,三叠纪绝大多数断裂具同生断裂性质,晚古生代-燕山期之前地层快速缩短期主要集中在晚三叠世椿树腰期-谭庄期,地层挤压缩短以北东向为主、北西向为辅,从西北到东南、由西南到东北主应力时空变化为典型“剪刀差式”变化;各时期平衡联合剖面的平衡应变分析认为,区内动态演化特征可分为海西晚期挤压类大型逆冲推覆与局部拉张同生阶段、印支早期快速强烈挤压-反转构造形成阶段、中三叠世弱挤压同生变形阶段、晚三叠世不均衡整体坳陷与冲断伴生阶段、燕山期强烈逆冲推覆差异隆升剥蚀与喜山期不均衡拉张裂陷等5个阶段;并以此重塑了海西晚期上古生界沉积后遭受不均衡显著抬升和剥蚀而形成的“三凸两凹”格局,刻画了早-中三叠世“凸者变低、凹者转深”变化特点,再现了晚三叠世三鲁断裂和宜伊断裂持续挤压后在其深盘所形成的椿树腰期的类前陆初期坳陷型深坳带,以及谭庄期更大级别的类前陆坳陷型沉积和随之以不同幅度出现的3个水下鼻状凸起在区内的不断变化特点。 (5)据古构造面貌与断裂褶皱的关系,论述了三叠纪各时期持续性发育的断裂与水下古凸起对古沟谷与古水流的延伸与迁移的控制作用,深入分析了持续挤压环境下稳定类前陆坳陷对上三叠统巨厚浅湖-深湖相优质主力烃源岩发育的控制与改造作用,提出了持续性发育的断裂-褶皱对区内发育的不同类型圈闭具控制作用,而且水下古凸起与走滑断裂的持续性发育不但控制着区内致密砂岩的有利储集层分布,也为构造-裂缝性储集层的形成与改造创造了良好条件。根据谭庄组-椿树腰组油气运聚流体势的差异、油气运聚“分割槽”的变化和沿着小型鼻状运移梁油气的“汇聚状”运聚特点,分析了断裂对油气优势运聚“高速通道”的形成与改善所起的重要作用,及因此而形成的T1井区上三叠统“六低”型致密砂岩复合型圈闭的源内近距离运聚成藏特点。 (6)在各项成果综合分析基础上,提出了洛伊凹陷寻村-鸦岭等继承性发育的大型构造-复合类圈闭、义马-宜阳-伊川北等各种岩性圈闭与地层型圈闭和中-下三叠统致密砂岩等3大油气勘探领域,以及三叠系的继承-再生型、改造-保存型、改造-残存型和改造-破坏型等4大类油气保存单元和近期最有利油气勘探区带寻村-鸦岭鼻状构造带等。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P618.13

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【参考文献】
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