新疆博格达推覆构造及其与油气的关系.pdf
第 3 6卷第 4期 2 0 1 4年 7月 石 油 窈 嚣 沾 厦 PETRoLEUM GEoLoGY EXPERI M ENT V0 1 . 3 6. No.4 J u 1 . , 2 0 1 4 文章 编号 1 0 0 1 - 6 1 1 2 2 0 1 4 0 4 - 0 4 2 9 0 6 d o i 1 0 . 1 1 7 8 1 / s y s y d z 2 0 1 4 0 4 4 2 9 新疆博格达 推覆构造及 其与油气 的关 系 孙 自明 。 沈 杰 1 . 中国石化 石油勘探开发研究院, 北京1 0 0 0 8 3 ; 2 . 中国石化 西北油田分公司 工程监督中心, 新疆 轮台8 4 1 6 0 0 摘要 博格达 山位于新疆北部 , 南 、 北两侧分别为吐哈盆地和准噶尔盆地夹持 。博格达推覆构造是指博格达山的西段 , 由于与油气 等 矿产关系密切, 一直引起 人们的关注 但关于其组成与结构 、 成因机制和演化历史等尚不十分清楚。通过地表地质 、 勘探地震和大地 电磁测深等资料 的综合研究 , 指出博格达推覆构造 由近东西 向展布的柴窝堡盆地和博格达冲断隆起组成. 前锋为阜康断裂 , 东 、 西两 侧由近北东向延伸的乌鲁木齐一米泉断裂和达坂城一老奇台断裂 2条调节断裂围限. 底部主滑脱面位于中地壳 , 推覆体根部位于中 天山北缘断裂。推覆构造从南向北 由多条分支逆 冲断裂分 隔为变形特点各异 的次级构造单元 , 构造样式 自南 向北 由基底卷入型过 渡到盖层滑脱型。博格达推覆构造的形成受控于准噶尔盆地 向南的深俯冲作用 , 在侏罗纪末期至白垩纪早期 已具雏形 , 白垩纪至古 近纪又发生了向北的大规模逆冲推覆 。 新近纪以来再次向北强烈推覆并导致博格达山急剧隆升 , 最终形成现今构造面貌。阜康凹陷 位于推覆构造前缘 , 构造稳定 , 油气保存条件优于推覆构造 内的柴窝堡盆地 , 是寻找大中型油气藏的有利地 区。 关键词 推覆 构造 ; 调节 断裂 ; 油气 ; 阜康 凹陷 柴 窝堡盆地 ; 博格达 山 中图分类号 T E 1 2 1 . 2 文献标 识码 A B o g d a n a p p e s t r u c t u r e a n d i t s r e l a t i o n s t o h y d r o c a r b o n i n X i n j i a n g S u n Z i mi n g ,S h e n J i e 1 . S I NO P E C P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d P r o d u c t i o n R e s e a r c h I n s t i t u t e , B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 , C h i n a ; 2 . E n g i n e e r i n g S u p e r v i s i o n C e n t e r , S 1 N O P E C N o r t h w e s t O i e l d C o m p a n y , L u n t a i , X i n j i a n g 8 4 1 6 0 0 , C h i n a Ab s t r a c t L o c a t e d b e t w e e n t h e T u r p a n - Ha mi B a s i n i n t h e s o u t h a n d t h e J u n g g a r B a s i n i n t h e n o r t h i n t h e n o rt h e rn X i n j i a n g , C h i n a , t h e B o g d a M o u n t a i n e x t e n d s i n t h e e a s t w e s t d i r e c t i o n , a n d c a n b e d i v i d e d i n t o t h e e a s t a n d t h e w e s t s e g m e n t s fr o m Q i t a i a c c o r d i n g t o g e o m o r p h o l o g y . T h e B o g d a n a p p e s t r u c t u r e r e f e r s t o t h e w e s t e r n s e g me n t o f t h e B o g d a Mo u n t a i n,a n d mo r e a t t e n t i o n h a s b e e n a t t r a c t e d d u e t o i t s c l o s e r e l a t i o n s h i p w i t h o i l a n d g a s a n d o t h e r mi n e r a l s,y e t i t s c o mp o s i t i o n a n d t e x t u r e,f o r ma t i o n me c ha n i s m a n d e v o l u t i o n a r y hi s t o ry a r e n o t v e ry c l e a r .Th e c o mp r e h e ns i v e a n a l y s e s o f fie l d o u t c r o p s,s e i s mi c s e c t i o n s a n d ma g n e t o t e l l u r i c d a t a s ho w t h a t t h e Bo g d a n a p p e s t ru c t u r e ma i n l y c o n s i s t s o f t h e EW t r e n d i n g Ch a i wo p u Ba s i n a nd t he Bo g d a a n t i c l i n o r i u m ,wi t h t h e Fu k a n g f a u l t a s t h e fr o n t a l b o u n d a ry wh i l e t h e we s t e r n a n d e a s t e r n b o u n d a ri e s a r e d e fi n e d b y t h e Ur u mq i Mi q u a n a n d D a b a n c h e n g L a o q i t a i a d j u s t m e n t f a u l t s .r e s p e c t i v e l y . T h e m a i n d e t a c h me n t l i e s i n t h e m i d d l e c rus t a n d t h e r o o t f a u l t i s t h e n o rth e r n b o u n d a ry f a u l t o f t h e Mi d d l e T i a n s h a n o r o g e n i c b e l t . T h e B o g d a n a p p e s t r u c t u r e i s d i v i d e d b y f a u l t s i n t o s e v e r a l s u b u n i t s wi t h r e ma r k a bl y d i f f e r e n t f e a t u r e s fro m s o u t h t o n o rth.S t ru c t ur a l p a t t e r n c h a n g e s fro m b a s e me n t i n v o l v e d s t ruc t u r e i n t h e s o u t h t o c o v e r d e t a c h me n t s t r u c t u r e i n t h e n o r t h.T h e f o rm a t i o n o f t h e Bo g d a n a p p e s t r u c t u r e i s c o n t r o l l e d b y t h e d e e p s u b d u c t i o n o f t h e J u n g g a r B a s i n i n t o t h e B o g d a Mo u n t a i n . T h r e e e v o l u t i o n s t a g e s a r e i d e n t i fi e d,a s k n o w nr u d i me n t fr o m t h e L a t e J u r a s s i c t o t h e E a r l y C r e t a c e o u s ,l a r g e s c a l e n a p p e t o t h e n o r t h fro m Cr e t a c e o u s t o Pa l e o g e n e,a n d a g a i n l a r g e s c a l e n a p p e t o t h e n o r t h wh i c h r e s u l t e d i n t h e s t r o n g u p l i f t i n g o f t h e Bo g d a Mo u n t a i n e v e r s i n c e Ne o g e n e .L o c a t e d i n t h e fro n t o f t h e n a p p e s t r u c t u r e a n d wi t h b e t t e r s e t t i n g s t h a n t h e Ch a i wo p u Ba s i n,t h e Fu k a n g S a g i s a f a v o r a bl e are a f o r mi d dl e t o l a r g e s i z e o i l po o l e x p l o r a t i o n. Ke y w o r d s n a p p e s t ruc t u r e ;a d j u s t m e n t f a u l t ; o i l a n d g a s ;F u k a n g S a g ; C h a i w o p u B a s i n ; B o g d a Mo u n t a i n 博格达 山位于新疆北部 , 南北分别为吐哈盆地 和准噶尔盆地夹持 , 平 面上呈东西方 向延伸 , 长约 4 0 0 k m; 东 、 西两端 较宽 9 0~1 0 0 k m , 中间较窄 3 0 ~ 6 0 k m ; 西界在乌鲁木齐一带 , 东界位于巴里 坤县西侧。以奇台为界 , 博格达山在走向上分为东 西两段 , 西段位于奇 台至乌鲁木齐之间 , 俗称博格 达推覆构造⋯ 图 1 。由于博格达 山蕴藏着丰富 的深部构造和盆 山耦合机制等信息 , 并与油气等矿 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 - 2 8 修订 日期 2 0 1 4 0 6 0 3 。 作者简 介 孙 自明 1 9 6 4 一 , 男, 博 士, 高级工程师 , 从事油气地质勘探工作 。E - ma i l s u n z 13 3 . s y k y s i n o p e c . c o m。 基 金项 目 中国石化科技部项 目 西部山前构造带构造建模与有利区带评 价 P 0 7 0 1 5 资助。 第 4期 孙 自明, 等. 新疆博格达推覆构造及其与油气的关系 4 3 1 冲断组合, 卷入地层为中一上石炭统至新近系。地 表可见到石炭系由南向北依次叠瓦逆 冲于二叠系 、 三叠系和侏罗系之上 , 上盘 的石炭系变形强烈 , 发 育紧闭、 斜歪或倒转褶皱。根据地震资料解释, 复 向斜南翼 向北 的推覆距离达到 8 ~1 4 k m。复向斜 北翼 以向南逆 冲的叠瓦冲断组合为主. 可见到上石 炭统奥尔 吐组 C o 及下二叠 统 向南掩覆在侏罗 系一 白垩系之上 , 断面平缓 . 反映出是 以奥尔 吐组 作为滑脱层 自北 向南逆 冲之结果 。复向斜核部变 形地层为二叠系至古近系 , 厚数千米 , 变形较弱 , 以 发育断层相关背斜褶皱为主。 博格达 冲断隆起夹持于三工河断裂与博南断 裂之间 , 主体是一个核部 由中石炭统柳树 沟组组 成 、 两翼发育少量二叠系的南翼缓 、 北翼 陡的不对 称复式背斜构造。复背斜核部位于博格达 山主峰 一 带 , 平面上呈弧形 向北凸出, 组成地层 主要为 中 石炭统柳树沟组和石炭系中酸性侵入岩 , 产状较为 宽缓 , 近水平或有小角度倾斜 。复背斜北翼位于博 格达主峰北侧 , 平面上呈北西西 向展布 。 仅在西端 转变为北东向, 向北呈弧形 突出, 剖面上复背斜北 翼地层倾角较陡, 多为 5 0 。 一 6 0 。 。地表可见到沿三 工河断裂发育数百米宽的挤压破碎带 , 上盘石炭系 逆冲于下盘二叠系之上 , 断裂附近的下盘地层几乎 已全部倒转。三工河断裂 向北 的推覆距离可达数 千米 2 ] 。复背斜南翼位 于博格达 山南 坡 . 夹 持于 博南断裂与喀依纳木山断裂之间. 平面上呈近东西 向延伸 。组成地层为石炭系和二叠系 。 地层倾角较 缓 . 一般为 2 O 。 ~ 4 5 。 北部褶皱冲断带属于博格达 冲断隆起与准噶 尔盆地之间的前陆褶皱冲断带 . 夹持于三工河断裂 和阜康断裂之间, 其间由区域性展布的妖魔山断裂 分隔 , 划分为南 、 北 2个逆冲岩席 图 3 。南部逆 冲岩席主要 由下二叠统组成 . 岩层 向北陡倾并常见 倒转现象 , 主要表现为下二叠统 向北 逆冲于三叠 系一侏罗系之上; 北部逆冲岩席主要 由二叠系至侏 罗系组成 , 从南 向北依 次发育锅底 坑向斜带 、 大黄 山一大龙 口背斜带和黄山街向斜带 向斜南翼地层 陡倾或倒转 。 北翼缓倾且变形微弱; 但背斜核部变 形极其复杂。 褶皱变形强烈 , 常见地层重复和倒转 现象 , 如在三台大龙 口沟可见到浅层发育逆冲滑脱 向斜 其下为双重构造 。 沿分支逆断层发育滑脱背 斜 和倒转背斜等 , 反映了该 区背斜核部芦草沟组和 红雁池组作为构造滑脱层已发生了强烈 的地层增 厚 , 并控制了妖魔 山断裂和阜康断裂之 间浅部层位 的构造变形 _ 9 J 。 1 . 2边界调节断裂 博格达推覆构造作为一个相对运动的块体 . 其 整体向北北东方 向的位移 由其东、 西两侧边界调节 断裂即达坂城一老奇 台断裂和乌鲁木齐一米泉断 裂 的调节来实现 乌鲁木齐一米泉断裂[ 1 o - 1 1 ] 是一条呈北东 向展 布 的基底断裂 , 构成博格达推覆构 造的西部边 界, 在深层基底是一条左行压扭走滑断裂 , 浅层表现为 以左行压扭走滑变形组合 为主的大型复杂构造变 形带 , 平面上切割并错开北西向和近东西 向断裂。 布伽重力异常图上表现为明显的重力梯度带 。 重力 基底深度图上断裂两侧重力基底深度差异大 磁力 异常图上表现为高、 低磁异常的分界和异常轴的错 断及异常轴方向的改变 图 4 。在地表浅部 , 断裂 两侧变形构造组合和沿断裂发育的区域性雁列褶 皱群均指示具有左行走滑扭动特征。受断裂控制 , 断裂两侧的中新生界厚度和现代地震活动强度等都 有明显差异。勘探地震资料表明, 沿断裂带发育一些 局部深断陷, 如永丰断陷, 其面积为 1 6 0 0 k m , 断陷 深度大于 1 0 0 0 0 m。 达坂城一老奇台断裂构成博格达推覆构造的东 图3 新疆博格达山北缘南北向构造剖面 图例同图 1 。 剖面位置见图 1 。 F i g . 3 S - N s t r u c t u r a l s e c t i o n i n n o r t h e r n m a r g i n o f B o g d a Mo u n t a i n , X i n j i a n g 辍嫩 4 3 4 石 油 褒 劈 沾 届 第 3 6卷 造圈闭 烃源岩为中二叠统芦草沟组和红雁池组页 岩 , 油气成藏期主要在侏罗纪 , 虽然与圈闭形成期 基本同步 , 但伴随着侏罗纪以来 的长期构造隆升 , 对 已形成的油气藏具有明显的调整 、 改造或破坏作 用 , 不利于原生油气藏 的保存。因此 , 柴窝堡盆地 可能已不具备形成大型油气藏的地质条件。 博格达推覆构造北部滑脱褶皱冲断带阜康断 裂上盘地层变形强烈 , 断裂发育 , 区域盖层遭剥蚀 强烈 , 油气保存条件差 , 因此 , 尽管该区地表存在大 量油气显示 , 但已不具备油气勘探潜力。而阜康断 裂下盘及前缘凹陷地区则地层保存相对较全 . 地层 变形微弱, 发育上二叠统一三叠系的隐伏背斜构 造 , 油源丰富 , 保存条件好 , 是寻找大中型油气藏的 有利地区 4 结语 1 新疆博格达山演化历史复杂, 并与油气关 系密切 , 具有丰富的研究内容。对博格达推覆构造 边界及其基本组成单元的重新厘定 , 较好地解释 了 博格达推覆构造的成因 。 这一认识对研究该区乃至 整个新疆地区中新生代区域地质构造演化具有重 要的启示作用 。 2 提 出的柴窝堡盆地与博格达 山同属于博 格达推覆构造 的认识 , 密切了柴窝堡盆地与博格达 山的成因联系. 有助于对博格达 山南北两侧盆地 的 油气远景进行全面深人评价。 3 受推覆构造控制, 博格达北缘阜康断裂下 盘及前缘地区的油气成藏条件优于柴窝堡盆地 。 是 寻找大中型油气藏的有利地区。 参 考文献 伍致 中. 博格 达推覆 构 造与 油气 [ J ] . 新疆 石 油地 质 , 1 9 8 6, 7 2 3 5 4 3 . Wu Z h i z h o n g . B o g , n a p p e t e c t o m e a n d it s o i l g a s a c c u m u l a t i o n [ J ] . Xi n j i a n g P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 9 8 6 , 7 2 3 5 4 3 . 彭希龄 , 胡斌 , 刘楼军. 博格达 山前褶皱带的再研究 [ J ] . 新疆 石油地 质, 1 9 9 0 , 1 1 4 2 7 6 2 9 5 . P e n g X i l i n g , H u B i n , L i u L o u j u n . A r e s t u d y f o r p r e B o g d a m o u n t a i n f o l d o n e [ J ] . X i n j i a a g P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 9 9 0 , 1 1 4 2 7 6 2 9 5 . 伍致 中, 郭 富贤. 再论博格达 推覆构造与油气 [ J ] . 新疆 地质 , 1 9 9 1 , 9 1 4 0 4 9 . Wu Z h iz h o n g, Gu o F u x i a n .S e c o n d d i s c u s s io n o f l et a n a p p e t e c t o n i c and i t s o i l g a s a c c u m u l a t i o n [ J ] . X i n j i a n g G e o l o g y , 1 9 9 1 , 9 1 4 0 -4 9 . 李涛, 王宗秀, 周高志, 等. 新疆博格达山分段及深浅构造转 换关系[ J ] . 地学前缘, 2 0 0 4 , 1 1 3 1 0 3 1 1 4 . Li T a o, Wa n g Z o n g x i u, Zh o u Ga o z h i , e t a 1 . T h e s e g me n t a t i o n a n d t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n s h all o w a n d d e e p s t r u c t u r e s o f B o g d a Mo u n t a i n , X i n j i a n g , N o r t h w e s t C h i n a[ J ] . E a c h S c i e n c e F r o n - t i e r s , 2 0 0 4 , 1 1 3 1 0 3 1 1 4 . [ 5 ] 王宗秀, 李涛.新疆博格达山链新生代再生造山机理岩石圈内切 层“ 开” “ 合” 造 山带 的典型代 表[ J ] . 地质 通报 , 2 0 0 4 , 2 3 3 2 8 6 -2 9 3 . W a n g Z o n g x i u, Li Tan . Me c h a n i s m o f C e n o z o i c r e v i v a l o r o g e n y i n t h e B o g d a m o u n t a i n c h a i n , X i n j i a n g [ J ] . G e o l o g i c a l B u l l e t i n o f C h i n a , 2 0 0 4 , 2 3 3 2 8 6 2 9 3 . [ 6 ] 吴孔友, 查明, 曲江秀, 等. 博格达山隆升对北三台地区构造形成 与演化的控制作用[ J ] . 石油大学学报 , 2 O O 4 , 2 8 2 1 - 5 . Wu K o n gyo u , C h a Mi n g , Q n J i a n g x i u , e t a 1 . C o n t r o l o f B o g d a m o u n t ain u p l i f t o n t h e s t r u c t u r a l f o r ma t i o n an d e v o l u t i o n i n Be i s a n t a i r e g i o n [ J ] . 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I d e n t i fi c a t i o n o f t h e d e - ta e h me n ts i n t h e f o r e l a n d f o l dt h r u s t b e l t i n s o u t h e r n ma r g i n o f J u n g g a r b a s i n[ J ] . P e t r o l e u m G e o l o gy & E x p e ri m e n t , 2 0 0 7 , 2 9 2 1 3 8 1 4 2 . [ 1 0 ] 孙 自明. 乌鲁 木齐一米泉 断裂特 征及其 油气地 质意义 [ J ] . 中国西部油气地质 , 2 0 0 5 , l 1 4 7 5 O . S u n Z i mi n g . Ch a r a c t e ris t i c s o f t h e Ur u mq i Mi qu a n f a u l t an d i ts h y d r o c ar b o n s i g n i f i c a n c e [ J ] . We s t C h i n a O i l G a s G e o l o gy, 2 0 0 5 , 1 1 4 7 5 0 . [ 1 1 ] 孙 自明, 何治亮, 牟泽辉. 准噶尔盆地南缘构造特征及有利 勘探方 向[ J ] . 石油与天然气地质 , 2 0 0 4 , 2 5 2 2 1 6 - 2 2 1 . S u n Zi n g, He Z h i l i an g , Mo u Z e h u i . S t r u c t u r al f e a t u r e s a n d f a v o r a - b l e e x p l o r a t i o n a r e a s i n s o u th e r n m arg i n o f J u n g g ar b a s i n [ J ] .O i l & G a s G e o l o gy, 2 0 0 4, 2 5 2 2 1 6 2 2 1 . 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Hy d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n c o n d i t i o n s a n d e x p l o r a t i o n p o t e n t i a l o f d e e p r e s e r v o ir s i n C h i n a [ J ] .Ac t a P e t r o l e i S i n i c a , 2 0 0 9 , 3 0 6 7 9 3 8 0 2 . 翟晓先. 塔里木盆地塔河特大型油气 田勘探实践与认识『 J ] . 石 油实验地质 , 2 0 1 1 , 3 3 4 3 2 3 3 3 0 . Z h a i Xi a o x i a n . E x p l o r a t i o n p r a c t i c e a n d e x p e rie n c e o f Ta h e g i a n t o i l a n d g a s fi e l d , T a r im B a s i n [ J ] . P e t r o l e u m G e o l o g y&E x p e ri m e n t , 2 0 1 1 , 3 3 4 3 2 3 3 3 0 . 赵贤正 , 金凤 鸣, 王权 , 等. 渤海 湾盆地牛东 1 超深潜 山高温 油气藏的发现及其意义 [ J ] . 石油学报 , 2 0 1 1 , 3 2 6 1 - 3 . Z h a o Xi a n z h e n g , J i n F e n g mi n g , Wa n g Q u an ,e t a 1 . N i u d o n g l u l t r a d e e p a n d u l t r a - h i g h t e mp e r a t u r e s u b t l e b u rie d h i l l fie l d i n B o h a i B a y B a s i n Di s c o v e r y a n d s i g n i fi c a n c e [ J ] . 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C o n d i t i o n s a n d m e c h ani s m o f h y dro c arb o n a c c u mu l a t i o n i n o v e r p r e s s u r e d s y s t e ms i n s e d i me n t a r y b a s i n s [ J ] . N a t u r al G as G e o s c i e n