克拉通盆地全解
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克拉通盆地具有地台型构造性质,主要是稳定大陆壳板块区内以均匀沉降为主,地势平坦、长期稳定、地形坡度很小的陆表海和内陆棚海。
陆壳克拉通内部不发育断裂活动,也没有火山喷发活动和岩浆活动,因此不发育火山沉积建造类,主要形成稳定型陆源建造和、隐定型内源建造。
建造的物源是古陆风化剥蚀区或由浅水陆表海水中直接或间接沉淀下来的内源沉积物(孟祥化,1990)。
克拉通并不是均质的完整块体,而是具显著非均一性的拼合体,克拉通是在过去地质历史时期由大、小岩石圈碎块通过组合、分开、再组合而成的拼合体。
克拉通构造上的非均一性表现在地壳块体间或内部存在一系列构造带(克拉通焊接缝合带、前寒武纪造山带、绿岩带、岩浆弧及前寒武纪裂谷)。
克拉通在岩石学上的非均一性可表现出岩石质量的差异分布导致浮力的不均一和热导率、流变性的差异(张光亚,1995)。
发育在古老克拉通块体上的盆地大体可分为两类:克拉通边缘在拉张分裂时可形成大陆边缘盆地(前渊),在挤压拼合时可形成前陆盆地。
克拉通内部则主要发育相对简单的坳陷型盆地,一般称为克拉通内盆地(张抗,2004)。
克拉通内盆地又称简单克拉通盆地,其性质主要表现在稳定大陆板块区内以均匀、缓慢、地势平坦、长期稳定、地形坡度很小的陆表海沉积为主,在陆表海沉积的基础上盆地深度加大,从而形成了具有一定形状的狭义简单克拉通盆地。
陆壳内部克拉通盆地不发育断裂活动,也没有火山喷发和岩浆活动,因而形成了稳定型的内源沉积和陆源沉积以及与板块边缘无关的沉积矿产(张立平,1994)。
克拉通内盆地沉积物主要是碳酸盐岩,并含少量高成熟度的石英砂岩、高岭石粘土岩、海绿石质石英砂岩等,克拉通内盆地陆源碎屑沉积主要由单一而稳定的石英砂岩、高岭石粘土岩和石英质砾岩组成(张立平,1994)。
克拉通内盆地沉积韵律性明显,旋回层序发育。
陆内克拉通盆地的沉积建造主要为稳定型的陆源沉积,其中海绿石沉积和风暴沉积是其主要的稳定沉积建造的鉴定标志。
克拉通盆地克拉通盆地,在经典⼤地构造意义上是指近似刚体的⼤陆板块或稳定的地块内部发育的沉积盆地"因此克拉通盆地的特点是具有稳定的基底,沉积盖层具有相对低的沉积速率,⽽且沉积范围较⼴"这类盆地在北美!南美!⾮洲!欧洲!南极洲!澳⼤利亚等各个⼤陆板块都有⼴泛分布"中国陆上华北!扬⼦和塔⾥⽊古⽣代皆为此类沉积, 但与国外克拉通盆地相⽐⾯积较⼩.油⽓资源在不同类型盆地中的分布是极不均匀的。
克拉通盆地中含有丰富的油⽓资源,研究克拉通盆地的岩⽯圈结构与盆地含油⽓性的关系,对有效了解盆地类型的不同及其油⽓资源富集规律的差异很有帮助。
克拉通盆地区地壳厚度稳定,结晶地壳和“花岗岩层” 的厚度都相对较⼤。
克拉通盆地的基底和地壳底⾯都⽐较平缓,基地常为平缓的⼤型碟状坳陷,⼀般不存在强烈的莫霍⾯隆起,软流圈相对较深,中-新⽣代岩浆活动微弱,盆地热流值偏低。
但富含油⽓的⼤型克拉通盆地常出现与基底坳陷呈镜像对应的局部隆起。
克拉通盆地地壳具有向下增⼤的正常波速结构,可分为两层或三层。
如南美的巴拉那盆底利⽤S波的速度可将地壳分为上、下两部分:上地壳波速3600m/s,下地壳波速3650m/s,平均莫霍⾯深度在42km,上地幔以4700m/s的⾼速层为特征,延伸⾄200km。
利⽤天然地震转换波资料发现塔⾥⽊克拉通盆地地壳结构可分为三层,上地壳“花岗质”层P波速5600-6000m/s,中地壳波速6200-6700 m/s,并存在⾼速薄层,下地壳波速6500-6900 m/s,整个地壳厚度变化幅度在38-52km。
不同的克拉通盆地地震反射特征存在明显差异。
稳定的地盾区,上-中地壳反射较弱,下地壳出现成层性不好的强反射。
⽽存在活化古裂⾕或新断裂活动的克拉通盆地,反射特征与两侧地盾区明显不同,下地壳常常出现异⾼速体。
受后期地幔岩浆侵⼊影响的克拉通盆地其上地壳也可出现强反射。
克拉通盆地的上地幔常出现低速层和透明反射。
2007年沉积盆地分析一、术语解释1、克拉通内盆地:传统认识,克拉通是指地壳上已经达到稳定,并在漫长的地质时期(至少是古生代以来)已很少受到变形的部分。
板块构造的概念中克拉通主要是指可近似作为刚性块体的大陆板块部分,是稳定的大陆块体。
在克拉通基础上形成的面积广泛、形状不规则、沉降速率相对较慢并以坳陷为主要特征的沉积层序称为克拉通盆地。
按所处的大地构造位置可分为克拉通内部盆地和克拉通边缘盆地。
出现于远离板块边缘的地区,其底部为大陆壳。
这种盆地在大陆上都有广泛分布。
2、复合盆地与叠合(加)盆地:3、弧后盆地与弧背盆地:4、拉分盆地、改造盆地:拉分盆地是走滑断层系中局部拉伸形成的断陷盆地,具有特殊的构造背景和发育过程。
拉分盆地形似菱形,形态上可分为S型和Z型。
规模变化很大,大者长逾百公里,宽数十公里,小者长数百米宽只数十米。
盆地底部平坦的箱状地堑,拥有近于水平的动力同期盆地充填物。
二、简述碰撞型板块构造环境的沉积盆地类型、基本特征和成藏(矿)作用。
三、简述离散型板块边缘在形成过程中发育的沉积盆地类型及其基本特征和成藏(矿)作用。
四、如何进行盆地热演化史研究,并简介其主要研究方法。
研究沉积盆地古地温的方法很多,根据其侧重点不同,可以大致分为两类,一是,利用古温标方法研究热历史;另一是,用地球热动力学方法研究沉积盆地的古地温。
古温标法主要是利用沉积盆地中可以获得的各种古温标,结合盆地埋藏史(地史),通过正演、反演模拟,恢复地质热历史、研究古地温。
目前,在沉积盆地中经常使用的古温标有:镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、包裹体的均一化温度、粘土矿物的共生组合与转化,及沥青反射率、牙形石、孢粉热变指数、孢粉透明度、干酪根的自由基浓度、有机质的光性特征以及某些生物标志化合物的演化等等。
地球热动力学方法,主要是根据沉积盆地不同成因机制,建立相应的地球物理模型及热流方程,在已知或假定边界条件与初始条件的情况下,求解方程。
第六章中国克拉通——叠合型盆地油气藏形成演化§1.地台、地盾、克拉通、克拉通盆地§2.(狭义)克拉通盆地——Williston Basin§3.(广义)克拉通边缘前陆盆地——波斯湾盆地§4.(广义)克拉通内部裂谷盆地——中生代西西伯利亚盆地——新生代渤海湾盆地§5 .中国克拉通盆地第五章中国克拉通盆地——叠合盆地油气藏形成、调整与改造一、中国克拉通(盆地)二、准噶尔盆地输导体系形成演化与油气富集、调整与改造1.区域性构造演化差异2.输导体系形成演化3.油气富集与调整改造三、川东北地区长兴组-飞仙关组油气藏物理、化学改造1.川东北地区构造演化与天然气分布及其成藏意义2.普光2大型气藏调整改造圈闭形成演化克拉通层序——中上元古界-古生界-三叠系(华北克拉通破坏后相对稳定的区域)油气成藏地质要素:(1)克拉通层序:油源岩不发育,主要发育海陆交互相煤系。
(2)前陆层系:陆相源岩不发育油气成藏过程:油气成藏过程:)2期不整合——储层与地层圈闭形成渤海湾盆地:新生代代的裂谷盆地拗陷层断陷层扬子地台内部——四川盆地四周都是山脉,类似与前陆盆地四川盆地多期造山运动形成的前缘隆起中国克拉通(盆地)——塔里木地台/克拉通塔里木克拉通破坏: (1)塔里木盆地 (2)山系中国克拉通(盆地)——塔里木盆地 56×104km2中国克拉通(盆地)——塔里木盆地克拉通层系: 基底:前震旦系变质岩; 沉积盖层:震旦系-古生界。
前陆层系:中新生界盆地结构: 呈现多期前陆的叠合盆地二、准噶尔盆地输导体系形成演化与油气藏富z集、调整与改造 1.区域性构造演化差异z2.输导体系形成演化z3.油气富集与调整改造z准噶尔盆地勘探现状:从油气输导体系分析油气聚集北缘3区块 北缘1区块北缘4区块P源区/混C精河西缘区块区块卡1中部1区块庄1 盆5征1 P源区/ 混有JJ 主/混有E中部3区块四棵树区块霍尔果斯气田J 源区伊林黑比尔 根西区块北缘2区块泉1青格里山C/P混源区 区块(气为主)中部2区块董1J/P为主 混有C中部4区块东缘区块柴窝堡区块博格达山2区块 博格达山1区块构造演化阶段的划分 压陷(前陆)盆 地阶段均衡挠曲盆 地阶段扭压-挠曲盆地 阶段 裂陷盆 地阶段YAD7YAD5SN6SN5SN4SN2EW4 EW6EW7EW8现今构 造E沉积前构造K1沉积前构造J1b沉积前构造 T沉积前构 造 P2沉积前构造Ysn5测线南缘断褶带 形成,油气 藏发生后期 调整稳定埋藏, 有利于侏罗 纪烃源岩的 成熟车-莫古隆 起形成,控 制盆地沉积 格局,生油 岩、储层分 布有效烃源 岩发育(1) 西北缘:近源强充注、复式阶梯输导、同源多期叠 加型油气聚集带050 km排1沙1庄1彩南排2成1永1 董1P1源岩 P2源岩西北缘二叠系油气系统油气输导体系不整合+断裂油气 侧向与垂向输导体系烃源岩层系: 扇体+不整合 油气汇聚输导体系P2xP2xP2xP1j P2x输导体系 (1)区域性基底浅变质火成岩不整合侧向输导通道; (2)烃源岩层系砂体与烃源岩大面积互层式组合 (3)输导体系继承性性叠加(3)输导体系继承性叠加:组合形态不变红浅11 喜山期克80燕山期现今(生气阶段)印支期J3:155Ma (生油高峰) T3:222Ma (生烃开始)P2:245MaCP1 P2+3TJ1 J2+3K1K2E350300200100海西期印支晚燕山中 燕山晚期 燕山末N-Q 地质时代 地质年龄0 (Ma)喜山晚 构造活动 油气生成输导体系 P 圈闭形成陆梁:远源强充注、复式侧向汇聚、同源多期叠加型 油气聚集带北缘3区块 北缘1区块北缘4区块北缘2区块泉1精河西缘区块区块卡1中部1区块庄1 盆5 征1中部3区块四棵树区块霍尔果斯气田伊林黑比尔 根西区块中部2区块董1中部4区块柴窝堡区块青格里山 区块东缘区块 博格达山2区块博格达山1区块输导体系:断裂、不整合、砂体构造的高效输导网络陆梁地区输导网络模式图K JP盆1井西凹陷基东断裂石西油田燕山中期J2x J1sJ1bT油藏P-C输导体系继承性性叠加:组合形态不变喜山期永1 征1 沙1夏盐3现今(J生烃高峰)永1 征1 沙1夏盐 3燕山期 印支期J1bP2w P1fK2:96MaP2w P1fK1:120MaJ1s:178Ma (P生烃高峰) T3:210Ma (P生烃开始)成藏要素与成藏作用时空有效配置CP1 P2+3TJ1 J2+3K1K2350300200100E N-Q 地质时代地质年龄 0 (Ma)海西期印支晚盆1井西凹陷油源燕山中 燕山晚期 燕山末喜山晚 构造活动 油气生成 输导体系 P 圈闭形成准噶尔盆地南缘:主要形成了一系列大中型气田北缘3区块 北缘1区块北缘4区块P源区/混C精河西缘区块区块卡1中部1区块庄1 盆5征1 P源区/ 混有JJ 主/混有E中部3区块四棵树区块霍尔果斯气田J 源区伊林黑比尔 根西区块北缘2区块泉1青格里山C/P混源区 区块(气为主)中部2区块董1J/P为主 混有C中部4区块东缘区块柴窝堡区块博格达山2区块 博格达山1区块南缘侏罗系油气系统:多断组合垂向汇聚型输导体系2000 0-2000 -4000 -6000 -8000 -10000 -12000H(m)清水背斜N1t+Q N1s E2+3a E1+2z K1-2 K1 J2J1 +Pz东湾背斜TG1N1t+Q N1s E2+3a E1+2z K1-2 K1 J2 J1 +Pz0吐谷鲁背斜N20000-2000-4000 -6000-80005km-10000 -12000H(m)CP1 P2+3 T J1 J2+3 K1K2350300海西期200印支晚100燕山中 燕山晚期 燕山末E N-Q 地质时代地质年龄 0 (Ma)喜山晚 构造活动源岩生烃呼图壁、霍尔果斯 第一排构造带输导体系 J-E圈闭形成准噶尔盆地中部地区:小型油气田北缘3区块 北缘1区块北缘4区块P源区/混C精河西缘区块区块卡1中部1区块庄1 盆5征1 P源区/ 混有JJ 主/混有E中部3区块四棵树区块霍尔果斯气田J 源区伊林黑比尔 根西区块北缘2区块泉1青格里山C/P混源区 区块(气为主)中部2区块董1J/P为主 混有C中部4区块东缘区块柴窝堡区块博格达山2区块 博格达山1区块油气输导格架:油源通道主要是中生代走滑断裂发育NNE、 NWW向 剪切断裂发育近NWW向压扭性断 裂,被新近纪盖层滑脱断 褶带叠加之上发育近NWW向压 扭性断裂,被新近 纪断褶带叠加之上北缘压扭性断褶带 中部叠加褶皱带南缘叠加断褶带油气输导格架:油源通道主要是中生代走滑断裂单断/多断组合“汇聚” 型小断距压扭性断裂,输导能力小于西北缘与南缘逆断裂中2区块断裂不发育中部2区块634.6地震反射剖面中部地区:储集体输导层形态发生变化,油气藏遭受调整永1 征1 沙1夏盐3地 深度 岩性GOI (%)层 (m) 剖面0 10 20 30地 深度 岩性 层 (m) 剖面0 10GOI (%) 20 304320中部古隆起掀斜J1bP2w P1fK2:96MaP2w P1fK1:120Ma中部古隆起形成阶段J1s:178Ma (P生烃高峰)T3:210Ma (P生烃开始)J1s2243504400古油水界面4385m 庄1井4380古油水界面4365m庄101井CP1 P2+3 TJ1 J2+3 K1K2 E350 300200100海西期 印支晚 燕山中燕山晚期燕山末J末遭破 坏N-Q 地质时 地代质年0 龄(Ma) 喜山晚构造活动源岩生烃输导体系 P圈闭形成J1s2243604340叠合型盆地油气富集规律(1)构造相对稳定、继承性发展构造区域有利 于油气富集保存——侧向高度汇聚型:西北缘、陆梁隆起(2)多期构造叠合区域导致油气调整、改造:垂向中等汇聚型与侧向调整型:盆地中部三、川东北地区长兴组-飞仙关组油气藏物理、化学改造1.川东北地区构造演化与天然气分布及其成藏意义(1)构造活动与油气输导、汇聚(2)构造活动、圈闭演化与油气充注与保存2.普光2大型气藏调整改造(1)圈闭形成演化古油藏充注→原油裂解气(2)TSR改造第六章中国克拉通——叠合型盆地油气藏形成演化§1.地台、地盾、克拉通、克拉通盆地§2.克拉通边缘前陆盆地——波斯湾盆地§3.克拉通内部裂谷盆地——中生代西西伯利亚盆地——新生代渤海湾盆地§4.克拉通内部坳陷型盆地——Williston Basin§5.中国克拉通盆地第六章中国克拉通盆地——叠合盆地油气藏形成、调整、改造与破坏一、中国克拉通(盆地)二、准噶尔盆地输导体系形成演化与油气富集、调整与改造1.区域性构造演化差异2.输导体系形成演化3.油气富集与调整改造三、四川盆地油气藏形成、调整、改造与破坏1.四川盆地——多次构造运动的叠合盆地2.前陆冲断带油气藏的破坏3.前渊凹陷古油藏的化学改造—普光气藏的形成与改造旋回运动事件重要的地质影响时间运动方式地层剥蚀褶皱成山,变质,伴固结成基底,发育安宁河、龙四川盆地周缘山系——不同期次构造运动形成,具有各自的构造线方向四川盆地周缘山系——不同期次构造运动形成,具有各自的构造线方向1. 四川盆地——多次构造运动的叠合盆地不同期次构造层系在平面上的复合,垂向上的叠置。
第18卷第4期2003年8月地球科学进展A DVANC E I N E AR T H S C I ENCE SV ol.18 N o.4A ug.,2003文章编号:1001-8166(2003)04-0561-08克拉通盆地基底结构特征及油气差异聚集浅析谢方克,蔡忠贤(石油大学盆地与储藏研究中心,北京 昌平 102249)摘 要:克拉通盆地分布广泛,面积巨大,油气资源潜力和富集程度差异性也很大。
把世界主要克拉通盆地按照其基底不均一特性划分为4种类型:裂谷拉张型(北美密歇根和伊利诺斯盆地)、拼接缝合型(中国塔里木和俄罗斯东西伯利亚盆地)、褶皱造山型(北美威利斯顿盆地)和稳定结晶型(澳洲卡奔塔里亚湾盆地等)。
在对各类盆地深部基底结构和油气富集规律比较分析的基础上,初步认为发育在活动构造基底(裂谷、褶皱带、缝合线)上的克拉通盆地油气资源远远好于稳定结晶基底上形成的盆地,各类盆地的油气丰度排序为:裂谷型>褶皱型>拼接型>稳定结晶型,不同类型的克拉通盆地油气成藏的主控因素也各有差异。
关 键 词:克拉通盆地;盆地基底;活动构造;油气成藏中图分类号:T E121 文献标识码:A 克拉通盆地富集着大量的油气资源,现代石油工业的发展日益重视勘探程度较低而又富集油气的克拉通盆地,因此,有取舍地选择典型克拉通盆地进行分析研究十分有意义。
1 克拉通盆地的概念及前人分类“克拉通”(c r a t on)指具有厚层大陆地壳的广大地区[1],包括稳定的、变形微弱的地盾和地台;而广义的克拉通盆地包括形成在克拉通周边环境和克拉通内部的盆地。
本文所描述的克拉通盆地是指:位于结晶基底之上的简单克拉通盆地和位于早期形成的夭折裂谷或其它类型盆地之上的复杂的克拉通内盆地(夭折裂谷衰退在前中生代之前,以区别于中生代以来开始形成的裂谷盆地),是克拉通块体上所有长期缓慢的宽广沉积区(图1),与K l e i n[2]盆地分类方案中的板块内部克拉通内盆地相似。