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《长安大学》 2015年
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六盘山盆地中新生代构造特征分析及有利油气区预测

朱国胜  
【摘要】:六盘山盆地大地构造位置十分特殊与复杂,总体位于北祁连构造带与河西走廊坳陷带上,又处于贺兰山-六盘山-龙门山-横断山这一重要的南北构造带中,因此盆地构造活动十分强烈。前人对六盘山盆地断裂系统及盆地构造特征研究不够深入,缺乏整体性研究。本文利用整理和综合前人资料、野外踏勘和调研、室内分析、综合编图等手段,以研究六盘山盆地中新生代结构、构造特征为对象,来提出油气富集的有利区块。本次研究对于类似的盆地构造特征分析具有借鉴意义。(1)通过对六盘山盆地布格重力异常资料进行分析,发现重力资料与区域地质资料具有很好的吻合性。NW-SE向重力正、负异常等值线与盆地弧形断裂带走向NW向吻合;重力正、负异常等值线呈相间排列的现象与盆地内部正、负构造单元相间发育特征吻合;盆地重力正、负异常等直线密度南西部紧密,北东部较宽缓与盆地南西部改造强,北东部弱吻合。(2)在局部重力异常图上,对盆地东西边界断裂带进行了分段,并将重力、磁法、大地电磁测深等地球物理资料与区域地质资料相结合,综合研究发现,六盘山盆地弧形断裂体系走向主要呈NW-SE,且可分为控盆边界断裂、控制盆地区域格架断裂、盆地局部构造断裂这三级断裂。此外,六盘山盆地东、西边界断裂带还具有典型的分段特点。其中六盘山盆地西部边界断裂带从北西往南东方向依次可分为:景泰老虎山-米家山段、靖远大卯槐山-王家山-达拉池-西南华山-月亮山段(大卯槐山-月亮山段)、六盘山段和陇县-宝鸡段等4段;六盘山盆地东部边界断裂带由北向南依次可分为:牛首山段、罗山段、罗山-炭山段、炭山-固原段和固原-华亭段等5段。(3)六盘山盆地西部边界断裂带分段特征具体表现在断裂带走向、断裂带内出露地层、断裂带两侧出露地质体及边界断层性质等变化方面。本次重点分析了大卯槐山-月亮山段和六盘山段断裂特征,分析发现:①大卯槐山-月亮山段东部边界西-南华山断裂早期为逆冲性质,晚期主要为左旋走滑性质;平面组合样式主要为断裂近平行排列的格状和褶皱轴与断裂小角度相交;剖面构造样式为叠瓦状逆冲推覆构造。②六盘山断裂段边界断裂性质为逆冲兼走滑运动,平面构造样式为褶皱轴与断裂相互平行,剖面构造样式为叠瓦状逆冲推覆构造,断块内发育背冲构造及伴生褶皱。利用大地电磁测深资料发现,西部边界断裂带中海原边界断裂深部构造样式,由北西向南东具有由陡立逐渐变平缓的特征,总体上表现为上陡下缓,呈现出南西深向北东抬升变浅的构造样式,断裂带切割深度由北向南逐渐变浅。(4)六盘山盆地东部边界断裂带走向总体为sn向,5个断裂段由北向南依次具有以下变化:①青铜峡-固原断裂性质具有逆冲兼左旋走滑-逆冲兼右旋走滑或者正断-逆冲断层-逆冲断层-逆冲兼左旋走滑的变化特征。②地震剖面上断裂带构造样式具有薄皮背冲构造样式-厚皮叠瓦状逆冲推覆构造、背冲构造样式-厚皮单一逆冲推覆构造-厚皮背冲构造-高角度、断面弯曲的逆冲推覆构造样式的变化特征。东部边界断裂带中青铜峡-固原断裂切割深度在牛首山段和罗山段较深,而在罗山-炭山-固原断裂段较浅,断层面在罗山段发生了反转,总体上构造样式都表现为逆冲推覆构造。(5)在总结分析前人研究资料的基础上,编制了4条地质-地球物理综合剖面。通过对地质-地球物理综合剖面的对比研究,发现六盘山盆地整体上表现为南西向北东逆冲的推覆构造样式,基底具有由南西向北东抬升的趋势;构造强度具有南北分带、东西分异的特征。北部为强剥蚀区,中部为弱变形区,南部为强压扭区。其中①盆地北部沉积中心主要在兴仁堡凹陷内,沉积了石炭系-侏罗系。东部的梨花坪凸起遭受到了抬升剥蚀,使得石炭系-三叠系出露,并发生褶皱变形;窑山凸起、同心凹陷中石炭系、二叠系、三叠系不整合于新生代之下;香山隆起带发育的背冲构造和叠瓦状逆冲推覆构造都表明了北部为挤压剥蚀区。②盆地中部沉积中心主要为海原凹陷和固原凹陷北部,沉积地层主要为石炭系-白垩系,盆地基底具有sw-ne抬升,沉积盖层减薄的趋势。清水河断层上盘中生界三叠系-白垩系沉积厚度明显大于下盘的沉积厚度,表明清水河断裂为一同沉积断层,新生代发生了构造反转,总体表现为较弱的沉积区。③盆地南部沉积中心在固原凹陷,沉积地层为石炭系-白垩系;盆地南部为各个断裂带交汇处,构造活动十分强烈,表现为强烈的逆冲推覆构造和高幅度断背斜,固原凹陷南部白垩系发育了一系列逆冲推覆构造,断块内白垩系强烈褶皱变形,表明了盆地南部为强压扭区。东西分异主要表现在中央坳陷区重力低,而东部斜坡重力高,这与基底抬升有关。(6)将典型的地质-地球物理综合剖面与通过其附近的大地电磁测深剖面做比较发现,六盘山盆地电性结构纵向上即从浅到深具有低-高-低-高阻值的分层特征,分别代表了沉积地层、盆地基底、高导低阻的构造滑动面和下地壳高阻物质层。通过ne和ns向大地电磁测深剖面的对比研究发现,高速低阻层具有南西深、北东浅的构造样式,与六盘山盆地南西部逆冲推覆构造样式相符合。此外,利用局部地震资料与地质调研资料相结合进行分析,发现盆地南西部所受区域应力的影响大于北东部。再之,对整个盆地褶皱构造要素分析,不仅证实了盆地北东部受到的构造应力小于南西部,而且证实了盆地新生代主要受到SW-NE方向的挤压应力,并且通过褶皱轴向玫瑰花图及前人资料综合分析、印证,表明六盘山盆地的逆冲推覆构造发育方式为前展式。综合分析说明从盆地南西部向北东部构造应力场的逐渐减弱变化趋势,显示了该区实质是受青藏高原新生代构造变形影响,在新生代受印度板块向北和北东向的挤压应力场作用控制。(7)根据前人资料、显微镜下岩石薄片观察、室内样品测试等综合分析可知,六盘山盆地石炭系烃源岩为中等-较好烃源岩,主要生气;三叠系-侏罗系成熟度较高,有机碳含量高,烃源岩也为中等-好烃源岩;白垩系烃源岩,有机质丰度好,但成熟度较低,干酪根为I-II型,主要生油,也为较好烃源岩。盆地中、新生界发育了石炭系、侏罗系-三叠系和白垩系良好的储集层。从盖层发育情况来看,白垩系自生自储自盖式组合及白垩-古近系下生上储式组合是最有利的。根据盆地构造分析与石油地质相互结合,提出了兴仁堡凹陷、海原凹陷东部、固原凹陷中北部、西-南华山-月亮山逆冲推覆带下盘(沙沟断阶)为有利油气区;同心凹陷中清水河断裂推覆构造带下盘、石峡口断阶及贺家口子凹陷为值得勘探的油气区。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P618.13

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