含盐沉积盆地盐构造分析和物理模拟——以库车坳陷、滨里海盆地和苏丹红海盆地为例

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南天山前缘库车坳陷、中亚滨里海盆地和中非红海盆地分别属于前陆盆地型、克拉通型和裂谷型含盐沉积盆地,盆地内分别沉积巨厚古近系-始新统库姆格列木组(E1-2km)(西段)、下二叠统孔谷阶组(P1kg)和中新统Dungunab组盐岩层,且盐(相关)构造发育丰富。油气勘探表明盆地内油气聚集成藏与盐(相关)构造有着密切的关联。因此,了解盆地内盐构造样式、几何学特征、变形演化机制和控制因素对于盆地油气勘探有着重要的指导意义。  论文在文献调研的基础上,结合国内外盐构造研究进展,利用野外地质调查、地震剖面解析和构造物理模拟实验,对上述三个类型的含盐沉积盆地内盐构造特征及其变形演化机制和控制因素进行综合分析,取得了如下成果:  1、库车坳陷属于含盐前陆盆地,盆地主要盐(相关)构造样式有盐底辟、盐背斜、盐推覆体(外来盐席)和盐焊接。盐构造具有典型挤压构造变形特征,盐构造分布也具有明显“纵向分带、横向分段、垂向分层”差异变形特征。野外地质调查、地球物理资料和构造模拟实验表明挤压应力作用、初始盐盆地宽度、先存盐底辟构造、盐下基底构造、重力负载和同构造沉积(速率)是控制库车坳陷盐构造变形特征和变形机制的主控因素:(1)挤压应力仅仅导致宽含盐盆地(拜城凹陷)北翼被基底叠瓦状逆冲断层抬升,但却导致窄含盐盆地(阿瓦特凹陷)整体被抬升,并进一步导致凹陷内沉积地层非常薄;(2)在盐盆地边界发育塔拉克走滑断层,并影响盐盆地内部(阿瓦特凹陷)盐相关褶皱变形特征;(3)秋里塔格构造带内早期被动盐底辟构造在后期挤压应力作用下发生逆冲变形,形成盐推覆构造体;(4)盐下基底构造(如古隆起构造、斜坡)和重力负载作用形成的“前挡后堵”模式影响盐岩流动汇聚和盐相关构造变形特征和变形机制(如包孜敦盐底辟和米斯坎塔克盐背斜);(5)同构造沉积速率控制了先存盐底辟构造在后期挤压变形过程中的逆冲推覆方向,导致库车坳陷秋里塔格构造带中段和西段内盐相关构造差异变形。  2、滨里海盆地属于克拉通型含盐沉积盆地,盆地主要盐(相关)构造样式有盐墙、盐底辟、盐滚、盐枕(丘)、盐焊接、转向滑塌盐构造(Flip-Flop saltstructure)、盐间凹陷(intrasalt withdrawal minibasin)和盐顶凹陷(crestal sagbasin)。盐构造具有典型的薄皮伸展构造变形特征。区域地球物理资料和物理模拟实验显示区域进积作用、重力扩展作用和盐下基底构造是影响滨里海盆地盐构造形成和演化的主控因素:(1)进积作用促使盆地内产生差异沉积负载作用,并控制盐底辟构造在进积前缘位置发育;(2)重力扩展作用诱发盐上覆地层中产生伸展作用,并促发盆地内产生反应三角盐底辟构造。(3)盐下基底古隆起构造分布对盐构造发育具有重要的影响,在古隆起和斜坡带交界处容易诱发盐底辟构造的发育和生长。  3、苏丹红海盆地属于裂谷型含盐沉积盆地,盐构造具有典型厚皮拉张构造变形特征。盆地主要盐(相关)构造样式有盐滚、盐底辟和盐披覆构造。地球物理资料和物理模拟实验显示基底断裂作用、同裂谷沉积和盐岩厚度是影响苏丹红海盆地内盐构造形成与演化的主要控制因素:(1)基底断裂作用促发上覆地层旋转和断层发育,并控制盐底辟发育位置;(2)同裂谷沉积形成重力差异负载作用,促使盐岩流动和向低势区汇聚。(3)原始盐岩厚度会影响上覆地层中盐(相关)构造变形特征;(4)裂谷型盐(相关)构造形成构造圈闭主要类型有盐构造相关的遮挡圈闭、滚动背斜圈闭和披覆构造圈闭,盐下构造圈闭主要为断背斜等基底断块相关的构造圈闭。
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