四川盆地超深层泥页岩纳米孔隙特征及其地质意义

利用SEM-PCAS孔隙定量表征技术与低压N_2等温吸附实验研究X井深度为6 875~8 042m超深层泥页岩的纳米孔隙特征,并选取四川盆地及周缘地区从地表到5km左右的样品组作为对比,探索深埋藏作用对泥页岩孔隙系统的影响。研究发现,X井志留系龙马溪组、奥陶系五峰组及下寒武统筇竹寺组超深层泥页岩32个样品的孔隙特征相似,孔隙类型以有机质孔、粒间孔为主,孔隙形态以狭长-裂缝型为主。N_2等温吸附线类型为IV-H3型,QSDFT孔径分布显示其纳米孔隙主要分布于4~16nm段,BET比表面积为8.63~16.13m2/g。与对照组样品相比,X井超深层泥页岩的孔径分布更加分散,微孔体积和微孔比表面积更小,介孔/微孔的体积比值及介孔/微孔的比表面积比值比非超深层泥页岩均具有数量级的优势。X井超深层泥页岩的孔隙特征主要受埋藏深度控制,深埋藏作用会使泥页岩孔径缩小并改变孔隙的形态。     

青藏高原东缘中生代若尔盖古高原的发现及其地质意义

40 Ma B.P."原青藏高原"的提出使得青藏高原的早期隆升历史受到越来越多的关注,但其向东的延伸情况不明。青藏高原东缘若尔盖高原、龙门山冲断带和四川盆地有机地构建了一个完整的原-山-盆体系,成为揭示青藏高原隆升和生长的理想场所,而位于高原内部若尔盖地块的红参1井更为此提供了宝贵素材。基于红参1井的构造恢复和低温热年代学研究结果,结合区域上已有的低温热年代学和古高程数据,提出青藏高原东缘在早新生代印-亚大陆碰撞之前就已形成了高原,称之为若尔盖古高原,并从基底构造属性、构造变形、地壳缩短与增厚、沉积记录等方面对其进行了论证。红参1井钻井剖面构造恢复结果揭示所钻遇7 000余米的三叠系复理石层系实际上有46%的厚度是由构造重复所致,连同广泛发育的晚三叠世埃达克质花岗岩以及利用中性岩浆岩Sr/Y比值估算的地壳厚度,共同表明青藏高原东部松潘-甘孜地区在晚三叠世就已发生了实质性的地壳加厚。红参1井多重低温热年代学[锆石(U-Th)/He,磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He]测试结果揭示若尔盖地块分别在白垩纪中期(约120 Ma B.P.和约80 Ma B.P.)经历了2次快速的冷却事件,累计剥蚀厚度达5 km,之后转入极其缓慢的冷却过程,暗示其已进入高原化阶段;而在整个新生代期间处于近乎"零"剥蚀的状态而被动地抬升到现今高度(不同于常见的山脉隆升,地块隆升代表了一定范围的区域整体抬升)。因此,青藏高原东部若尔盖地块最晚在白垩纪末期就已形成高原,即若尔盖古高原,其范围可能包括三叠系复理石层系覆盖的大部分松潘-甘孜地区,并可能向西与羌塘古高原相连,构成羌塘-若尔盖古高原。若尔盖古高原的形成不仅造成四川盆地西缘在白垩纪中期出现了重要的物源转变,更重要的是加剧了青藏高原东缘白垩纪气候干旱化,出现了大量沙漠沉积和膏盐沉积。若尔盖古高原的发现不仅有助于深化对青藏高原隆升和生长过程的理解,也将引发对青藏高原形成机制的重新思考以及对其气候-环境-资源效应的关注。     

弧形走滑砂箱构造物理模型及其大地构造意义

利用砂箱构造物理模型和"实验-实例"互证思想,探讨弧形剪切走滑变形构造特征及其意义。基于弧形吕德尔和弥散性走滑砂箱构造物理模型模拟实验,揭示弧形走滑构造变形导致砂箱浅表断层以R型和Y型走滑破裂为主,形成相互叠置的花状构造冲起带;但弧形带内侧和外侧具有明显不一致的几何学与运动学特征。弧形吕德尔剪切模型中弧形带内侧和外侧走滑断层与基底断层走向夹角范围分别为4°~23°、6°~23°,内外侧走滑断层端点与基底断层间距离分别为1~6mm、4~5mm;弧形弥散性剪切走滑变形过程中弧形带内侧、外侧走向角分别为4°~30°、11°~25°,断层间距分别为1.1~5.7mm、1.6~4.7mm,且弧形带内侧断层倾角主要为~45°,而弧形带外侧断裂倾角主要为65°和75°,总体上揭示出弧形剪切带内侧走滑上冲构造特征显著强于外侧。同时,砂箱浅表物质PIV监测揭示弧形基底断层带外侧冲起构造带的地质体走向上水平走滑速率逐渐减小、垂直运动速率逐渐增大,揭示了走滑断层构造属性逐渐转变的过程,即由走滑断裂逐渐转变为(走滑)上冲断裂,断层沿走向的倾角逐渐减小、断距增大,空间上呈现为螺旋状断面特征。四川盆地周缘弧形(走滑)构造变形带,即大凉山-小江弧形走滑构造带和大巴山城口弧形走滑上冲构造带,它们的形成过程及其构造特征与弧形(走滑)结构带密切相关。     

多期叠加构造变形与页岩气保存条件的相关性——以川东南焦石坝地区为例

基于2期不同挤压方向的均质与非均质叠加构造物理模型对川东南焦石坝构造进行模拟,探讨多期叠加构造变形作用对焦石坝地区页岩气保存条件的影响。2组构造挤压皆分为2期,第一期挤压可以大致分为2个阶段:早期楔形体快速生长阶段、后期楔形体自相似性生长阶段(但非均质砂箱模型断层系统明显比均质砂箱模型复杂);第二期叠加挤压扩展变形过程明显受到早期冲断构造的控制和影响。其中:均质砂箱模型第二期冲断层具有明显的侧向弯曲、分段性,形成空间上侧向叠置的"弧形"楔形体前缘前展式冲断结构;非均质砂箱模型第二期前展式冲断结构明显叠加置换第一期前缘冲断结构,形成第二期含有侧向断坡结构的前缘冲断层结构样式。通过与焦石坝地区构造特征进行对比,发现非均质砂箱模型在结构上与其有较强相似性,结合PIV监测系统中石英砂变形速度场特征,认为强叠加构造变形带15%宽度范围内的页岩层系不具有经济性含气量和产能;弱叠加构造带区域仅占总体结构带宽度的6%,对于页岩气总体产能影响有限。     

四川叠合盆地油气富集原因剖析

通过总结和综合分析四川叠合盆地油气富集的控制因素——原始生烃条件、古油藏发育特征、保存条件、构造特征以及油气成藏等多方面资料,结果表明四川叠合盆地有7套烃源岩,除上三叠统须家河组和上二叠统龙潭组外均为油系烃源岩,总成烃潜量达4 263.1×1012m3,曾形成过多个层位的古油藏,且古油藏曾经历过深埋藏过程。深埋高温作用使得四川盆地内海相地层中一切能生成天然气的有机质均充分而完全地转化成天然气,致使有机质成气率极高。盆地内的保存条件优越,特别是中下三叠统膏盐岩盖层是重要的区域盖层,封盖性强,致使其下的油气不易逸散。盆山结构是控制油气富集的另一重要因素,突变型盆山结构在盆地内的变形弱,保存条件未遭大规模破坏,有利于喜马拉雅期构造变动时油气的保存和聚集;渐变型盆山结构在盆地内的变形较强,构造变化大,保存条件被不同程度地破坏,不利于喜马拉雅期构造变动时油气的保存。因此,四川叠合盆地油气富集的主要原因(一级控制因素)是烃源充足和保存条件佳。除四川盆地外的广大南方地区,烃源仍较充足,但已剥蚀掉中下三叠统膏盐岩区域盖层的地区,其保存条件较差,不易形成大规模的常规油气聚集。     

川西-龙门山盆山系统走向差异演化的变形、隆升和沉积记录及关键构造变革期讨论

综合利用露头构造解析、地震剖面解释、锆石和磷灰石裂变径迹年龄和沉降-沉积等资料,对川西-龙门山盆山系统沿走向的构造变形、差异隆升-剥蚀和沉积记录进行系统梳理,探讨龙门山冲断带和川西前陆盆地系统的走向差异演化特征及其关键构造变革期.受控于本身的地质结构差异及周缘多个构造带的多期交互作用,龙门山冲断带和川西前陆盆地在构造、隆升和沉积等方面都表现出明显的走向差异.龙门山冲断带自北向南总体上具有韧性减弱、脆性增强、构造定型时间变新的趋势,龙门山北段和盆地北部定型于燕山期,而龙门山中、南段和盆地南部定型于喜马拉雅期.中生代期间,龙门山北段隆升较快;而新生代期间,龙门山中、南段隆升较快.川西前陆盆地同样表现出南北差异隆升的特点,北部隆升较早,大约在45 Ma B.P.;而南部隆升较晚,在20～25 Ma B.P..川西(北)前陆盆地的沉降中心经历了4次明显的迁移,即从晚三叠世的龙门山中段前缘向东北迁移,中侏罗世到大巴山-米仓山前缘,晚侏罗世-早白垩世向西迁移至米仓山-龙门山北段前缘,于晚白垩世-新生代期间再次向南迁移到龙门山中-南段前缘.龙门山冲断带和川西前陆盆地的走向差异演化表现为印支期向南递进扩展、燕山早-中期南北分异和燕山晚期-喜马拉雅期北隆南降.龙门山冲断带和川西前陆盆地经历了晚三叠世、中侏罗世、早白垩世和古近纪4个关键构造变革期.晚三叠世构造变革期包括龙门山水下隆起和海相前陆盆地(马鞍塘组上部至小塘子组)、龙门山局部隆升和海陆过渡相前陆盆地(须家河组第二至第三段)以及龙门山全面隆升和陆相前陆盆地(须家河组第四至第五段)三大阶段,主要受控于扬子构造域并受秦岭构造域的强烈影响.中侏罗世构造变革表现为扬子构造域向秦岭构造域的转变;早白垩世构造变革表现为秦岭构造域向青藏高原构造域的转变;古近纪构造变革表现为川西前陆盆地由沉积向剥蚀状态的转变.     

四川盆地灯影组天然气晚期调整成藏的主控因素

利用近年来最新钻探成果,结合构造-沉积演化分析,研究四川盆地震旦系灯影组天然气的晚期调整成藏主控因素.结果表明盆-山结构、绵阳-长宁拉张槽和全盆地贯通的灯影组顶面岩溶不整合面输导体系联合控制了灯影组天然气的晚期调整成藏.盆-山结构控制灯影组天然气向造山带运移的大方向.拉张槽内筇竹寺组的侧向封隔作用,使得灯影组天然气分成东西两区,东区天然气向拉张槽东缘持续运移集聚,受侧向封堵而形成岩性-构造大规模气藏聚集带;西区天然气主要向威远和盆地边缘运移,威远顶部封盖能力不足而使大部分天然气逸散,在运移途中的局部构造形成小规模气藏.盆地边缘受盆-山结构影响,保存条件被破坏,使得天然气逸散而不能成藏.华蓥山以东应考虑天然气逸散的方向指向区(现今构造高部位),可能会有气藏保留.灯影组成藏的特征与主控因素为区域性及规模性的构造或沉积差异造成生储运圈的相应调整和差异演化.     

川西坳陷构造格局及其成因机制

川西坳陷是晚三叠世以来于四川盆地西部发育起来的前陆坳陷,经历了印支、燕山和喜马拉雅多期次构造运动.受西缘龙门山冲断带、北缘米仓山构造带和南缘川滇构造带的影响,川西坳陷相应发育北东向、近东西向和近南北向三组主要构造.川西坳陷现今构造具有东西倾向分带、南北走向分段和垂向分层的变形特点,据地表构造形迹和地腹构造展布,可划分为三个变形区(带):龙门山前缘扩展变形带主要受龙门山冲断带影响,发育北东向构造;川西北低平褶皱区同时受龙门山和米仓山构造带的影响,发育北东向和近东西向构造;川西南低缓断褶区同时受龙门山和川滇构造带的影响,发育北东向和近南北向构造.川西坳陷的构造形成受控于三大因素:基底结构和中下三叠统富膏盐岩层的分布提供了边界条件和物质基础,而周缘构造带影响下的多期、多组构造最终造就了倾向分带、走向分段、垂向分层以及复合-联合构造格局.     

龙门山南段前缘构造砂箱变形模拟实验

基于地球物理、测井资料设计构造砂箱变形模拟实验,再结合断层相关褶皱理论来研究龙门山南段前缘地区构造变形特征。单层硅胶层与无硅胶层实验模型对比表明单层硅胶层模型更吻合实际的地震剖面,硅胶层的存在使深部构造保存得更为完整,变形强度要弱于无硅胶层实验。通过实验结果,更为精准地解释了地震剖面,从地震剖面可以看出,从造山带向盆地横向上构造活动减弱;在盆地内,中三叠统雷口坡组厚层膏盐岩作为滑脱层,吸收了大量应力,影响了纵向上的构造变形,滑脱层之上的构造变形强于其之下的地层:褶皱隆起的幅度更强,断层更为发育但较难突破滑脱层向下发展。实验证明在滑脱层中,应力无法传播很远,断层只能被局限在一定的范围内发展。研究结果对于研究区变形特征以及深层构造特征研究有重要意义,对于该区深层特别是滑脱层之下油气勘探有一定的借鉴意义。