准噶尔西部陆内盆地构造演化与油气聚集

doi:10.13745/j.esf.sf.2022.8.19

地学前缘 ›› 2022, Vol. 29 ›› Issue (6): 188-205.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.8.19

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准噶尔西部陆内盆地构造演化与油气聚集

王小军¹^,²(), 宋永³, 郑孟林³^,^*(), 郭旭光³, 吴海生³, 任海姣³, 王韬³, 常秋生³, 何文军³, 王霞田³, 郭建辰³, 霍进杰³

1.中国石油新疆油田公司, 新疆克拉玛依 834000
2.中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室, 北京 102249
3.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院, 新疆克拉玛依 834000

收稿日期:2022-07-07 修回日期:2022-07-28 出版日期:2022-11-25 发布日期:2022-10-20
通信作者: 郑孟林
作者简介:王小军(1973—),男,教授级高级工程师,主要从事石油地质综合研究及油气勘探方面的工作。E-mail: wxiaojun@petrochina.com.cn
基金资助:
中石油前瞻性基础研究项目“地层不整合油气藏成藏主控因素与关键要素定量评价技术研究(2021DJ0405)

Tectonic evolution of and hydrocarbon accumulation in the western Junggar Basin

WANG Xiaojun¹^,²(), SONG Yong³, ZHENG Menglin³^,^*(), GUO Xuguang³, WU Haisheng³, REN Haijiao³, WANG Tao³, CHANG Qiusheng³, HE Wunjun³, WANG Xiatian³, GUO Jianchen³, HUO Jinjie³

1. PetroChina Xinjiang Oilfield Company, Karamay 834000, China
2. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
3. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Xinjiang Oilfield Company, Karamay 834000, China

Received:2022-07-07 Revised:2022-07-28 Online:2022-11-25 Published:2022-10-20
Contact: ZHENG Menglin

摘要/Abstract

摘要：

准噶尔盆地西部油气资源丰富,油气分布受构造演化过程控制作用显著。本文根据地表露头、地震、钻井、同位素年代学资料对盆地西部多期构造演化进行了研究,发现现今的盆地结构是造山带与盆地的相互作用下多期成盆演化与构造叠加演变的结果。根据地层不整合接触关系与空间展布特征,将该区构造地层层序划分为石炭系、中下二叠统、上二叠统—三叠系、侏罗系、白垩系、新生界等6个构造地层层序。石炭纪末的构造事件为车排子、中拐凸起和玛湖、沙湾、四棵树凹陷的形成奠定了基础。早二叠世为伸展构造环境,形成玛湖、沙湾及四棵树3个沉降、沉积中心,盆地西部重要烃源岩形成。中二叠世形成坳陷型盆地,沉积、沉降中心由山前向盆地内迁移。中二叠世末构造运动导致了西部山前沉积地层反转与隆升剥蚀,断裂向盆地逆冲。晚二叠世—三叠纪大型坳陷盆地的沉积、沉降中心在沙湾凹陷,受车排子凸起北翼断裂控制,地层向北、西超覆沉积,相继将中拐凸起、玛湖凹陷及山前断裂带埋藏。三叠纪末的构造运动在乌-夏和车排子地区形成向盆地方向的逆冲构造带。前侏罗纪,造山带与盆地表现出不同方式、不同强度构造耦合作用。侏罗纪—白垩纪,西准噶尔的构造活动弱,湖盆地不断扩张,沉积地层不断向造山带方向超覆;沉积、沉降中心由西向东,再由东向西,最后向南迁移演化。新生代,北天山山前强烈拗陷,盆地整体南北向掀斜,形成新近纪前陆盆地。盆地的多期翘倾掀斜作用与后期沉积地层向造山带的超覆沉积作用控制了油气的聚集,被后期埋藏的冲断带成为油气富集带。

关键词: 盆山结构, 盆山耦合, 构造叠加, 构造演化, 准噶尔盆地西部

Abstract:

Based on the surface outcrop, seismic, drilling and dating data, the multi-stage tectonic evolution of the basin-mountain junction zone, western Junggar Basin is studied. The present basin-mountain structure is the result of multi-stage basin evolution under tectonic superposition and basin-orogenic belt interaction, where six tectonostratigraphic sequences—Carboniferous, Lower-Middle Permian, Upper Permian-Triassic, Jurassic, Cretaceous and Cenozoic—are delineated according to stratigraphic unconformities. In the western basin, Late Carboniferous tectonic activities form the Chepaizi and Zhongguai uplifts and Mahu, Shawan and Sikeshu sags. Under Early Permian extensional tectonic environment, three subsidence-sedimentation centers developed in the piedmont of Mahu, Shawan and Sikeshu, while important hydrocarbon source rocks formed in the west of the basin. Late-Middle Permian tectonic movement results in the inversion, uplift and denudation of the western piedmont sedimentary strata and basin-ward thrust fault. Large-scale Late Permian-Triassic depressions are centered in the Shawan sag and controlled by the northern fault of the Chepaizi uplift, with strata overlapping northward and westward burying, successively, the Zhongguai uplift, Mahu sag and piedmont fault belts. Pre-Jurassic tectonic coupling between the orogenic belt and basin varies in both style and intensity: From the Jurassic to Cretaceous, weak tectonic activities lead to continuous basin expansion and strata overlapping toward the orogenic belt, along with S-N/E-W migration of subsidence-sedimentation centers. While in the Cenozoic, strong depression in the North Tianshan results in the whole basin to tilt N-S, forming a Neogene foreland basin. Eventually, the multi-stage basin tilting/overturning and the late-stage overlaying of sedimentary strata over orogenic belt control the hydrocarbon accumulation in the western Junggar Basin, where late-stage buried thrust belt becomes the oil/gas enrichment zone.

Key words: basin-mountain structure, basin-mountain coupling, tectonic superposition, tectonic evolution, western Junggar Basin

中图分类号:

王小军, 宋永, 郑孟林, 郭旭光, 吴海生, 任海姣, 王韬, 常秋生, 何文军, 王霞田, 郭建辰, 霍进杰. 准噶尔西部陆内盆地构造演化与油气聚集[J]. 地学前缘, 2022, 29(6): 188-205.

WANG Xiaojun, SONG Yong, ZHENG Menglin, GUO Xuguang, WU Haisheng, REN Haijiao, WANG Tao, CHANG Qiusheng, HE Wunjun, WANG Xiatian, GUO Jianchen, HUO Jinjie. Tectonic evolution of and hydrocarbon accumulation in the western Junggar Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(6): 188-205.

图/表 7

图1 准噶尔盆地西部盆山结合带构造格架图 Ⅰ—西准噶尔造山带;Ⅱ—准噶尔盆地; Ⅱ 1 1—车排子凸起; Ⅱ 1 2—中拐凸起; Ⅱ 1 3—克-百构造带; Ⅱ 1 4—乌-夏构造带; Ⅱ 2 1—玛湖凹陷; Ⅱ 2 2—达巴松凸起; Ⅱ 2 3—盆1井西凹陷; Ⅱ 2 4—沙湾凹陷; Ⅱ 2 5—莫南凸起; Ⅱ 2 6—莫索湾凸起; Ⅱ 2 7—莫北凸起; Ⅱ 2 8—阜康凹陷; Ⅱ 3 1—四棵树凹陷; Ⅱ 3 2—南缘断褶带; Ⅱ 4 1—石西凸起; Ⅱ 4 2—三南凹陷; Ⅱ 4 3—夏盐凸起; Ⅱ 4 4—英西凹陷; Ⅱ 4 5—石英滩凸起;Ⅲ—和什托洛盖盆地;Ⅳ—托里盆地;Ⅴ—塔城盆地;①—达尔布特断裂;②—哈图断裂;③—玛依勒断裂;④—巴尔雷克断裂;⑤—大侏罗沟断裂。

Fig.1 Structural framework of the basin-mountain junction zone, western Junggar Basin

图2 准噶尔盆地西部构造地层层序与生储盖组合

Fig.2 Tectonic stratigraphic sequence and source-reservoir-cap rock assemblage in the western Junggar Basin

图3 准噶尔盆地西部地震地质解释剖面

Fig.3 Seismic geological interpretation profiles along survey lines (locations see Fig.1) in the western Junggar Basin

图4 准噶尔盆地西部地质演化剖面 A—现今剖面;B—新生界沉积前剖面;C—白垩系沉积前剖面;D—侏罗系沉积前剖面。

Fig.4 Cross-sections (N-S) showing the geological evolution of the western Junggar Basin

图5 准噶尔盆地不同时期地层沉积厚度图 A—下二叠统风城组;B—下三叠统百口泉组;C—下侏罗统八道湾组;D—下白垩统清水河组;1—缝合带;2—走滑断裂;3—推测正断层;4—石炭系断裂;5—最大拉张应力方向;6—地层厚度等值线(单位为m);7—地层缺失区;8—沉积地层较薄区;9—沉积凹陷区;①—达尔布特断裂;②—北天山山前断裂;③—车排子凸起北缘断裂;④—哈山山前断裂;⑤—玛湖凹陷;⑥—中拐凸起;⑦—沙湾凹陷;⑧—车排子凸起;⑨—四棵树凹陷。

Fig.5 Sedimentary thickness in the Lower Permian Fengcheng (A), Lower Triassic Baikouquan (B), Lower Jurassic Badaowan and Lower Cretaceous Qinshuihe (D) formations, Junggar Basin

图6 准噶尔盆地西部油气分布图 1—断裂;2—一级构造单元边界;3—二级构造单元边界;4—有效烃源岩厚度等值线(单位为m);5—油、气藏;6—坳陷中凹陷;7—坳陷中凸起;8—隆起中凸起;9—隆起中凹陷;10—南缘断褶带;11—盆地边界;12—图7剖面位置。

Fig.6 Petroleum distribution map of the western Junggar Basin

图7 凹陷及山前断裂带石油聚集特征 A—南北向油藏剖面;B—东西向油藏剖面。

Fig.7 Petroleum accumulation characteristics of sag and piedmont fault belt

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准噶尔西部陆内盆地构造演化与油气聚集

Tectonic evolution of and hydrocarbon accumulation in the western Junggar Basin

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