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珠江口盆地文昌凹陷断裂构造及其对沉积充填的控制

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珠江口盆地文昌凹陷断裂构造及其对沉积充填的控制

作者：雷宝华中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

文昌凹陷作为珠江口盆地珠三坳陷重要组成部分,其形成和演化经历了复杂的地球动力学过程,外受太平洋板块、印度板块和菲律宾板块影响,内受珠三南断裂带及其它断裂活动的影响。该地区经受了伸展、扭动、反转等多种构造应力作用,经历了复... 详细信息

文昌凹陷作为珠江口盆地珠三坳陷重要组成部分,其形成和演化经历了复杂的地球动力学过程,外受太平洋板块、印度板块和菲律宾板块影响,内受珠三南断裂带及其它断裂活动的影响。该地区经受了伸展、扭动、反转等多种构造应力作用,经历了复杂多变的形成演化过程,在该地区形成了大量不同类型的断裂体系、复杂的构造样式。本论文研究文昌凹陷断裂构造及其对沉积充填的控制作用。结合30年来的区域勘探开发研究成果,在大地构造背景、构造格架与构造单元划分、地层层序特征和盆地演化的认识基础上,运用地震测井、地层层序等区域基础地质资料,通过对文昌凹陷断裂构造解释分析、层序地层和沉积地层认识与总结,得出下列主要认识:1.文昌凹陷断裂分级分期。断裂可分为四到五级。珠三南断裂为一级断裂,珠三1号断裂和2号断裂为二级断裂,珠三3号、4号、5号和6号断裂为三级断裂,凹陷内其他断裂均为四到五级断裂;断裂活动可分为三期,早期活动断裂,晚期活动断裂和长期活动断裂。2.断裂走向存在以下规律:从基底到T40,分别以T81和T71为界。从Tg到T81前,断层以近北东向为主,反映了T81以前以北西-南东向拉张应力场为主,从T81到T71前,断层以近东西和近北东两组断裂为主,从T71到T40开始近东西向和北西西向两组的断层大量发育,并随着时间的推移,近北西西向的断裂占的比重越来越大,反映了T71以后近南北方向张性逐渐占主导地位。从早期到晚期,受区域应力场右旋控制,断层的走向一直在右旋。文昌组二段和恩平组二段沉积末期这两次应力方向的右旋快速调整,使文昌B凹和文昌C凹断裂转折位置附近压扭应力分量集中,形成两次反转(推隆)构造,从而在文昌组一段和恩平组二段沉积时期形成同沉积背斜构造。3.断裂活动特征表现为:a.主干断裂基本全部为古近纪同沉积断裂;b.断裂活动南强北弱;c.控凹断裂形成演化非常复杂,同一条断层在不同时期不同区段活动强度差别很大,同一条断层在同一时期不同部位活动差异很大,珠三南断裂活动演化正是如此;d.文昌凹陷古近系的断裂活动和沉降中心明显发生了由西南到东北的迁移;e.断裂活动存在分段、连锁、接替、分离等多重特征。断裂活动即受区域构造应力场的影响,又受临近断裂以及局部构造应力场的影响。4.断裂的成因与整个地质构造历史有密切关系。晚白垩-中中新世,在区域右旋扭张的构造应力场背景,发生了5次构造运动,分别对不同断裂体系发育的方向、断裂分布、发育条数、断裂活动幕、速率与古差落产生不同的影响。断裂控制了文昌凹陷及其周缘的构造格局,凹陷南断北超的整体格局和南北分带、东西分块的差异性受断裂分布和活动演化控制。5.文昌A、B凹陷构造特征与样式共分为7段,文昌C凹陷构造特征与样式分为4段。这种差异性在平面上受断裂拐点、衔接、转换带发育控制,在剖面上受断裂活动强度断面形态的影响。6.断裂活动具有幕式性和旋回性。文昌凹陷断裂活动幕式性和旋回性活动特征,控制着中长期旋回和三级层序内体系域发育模式。断裂活动在断陷期强、断坳转换期中等,晚期活动弱的特点,不同活动期内断裂又有早强晚弱的特点。进而影响了凹陷不同部位层序的发育样式。7.珠三南断裂活动特征控制了文昌凹陷“跷跷板”式的沉积中心位置的迁移。古断裂发育演化方式控制沉积扇体的分布,可以通过对古断裂发育演化方式、古应力场和古构造的恢复,及其与沉积填充的匹配关系,来预测扇体发育部位和有利存储集体的分布。

关键词：文昌凹陷断裂构造构造几何学沉积充填扇体预测

苏北—南黄海盆地海相中—古生界密度和速度分析及其地震反射模型构建

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石油地球物理勘探 2018年第3期53卷 558-567页

作者：雷宝华陈建文吴志强张银国梁杰李刚中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266071 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室山东青岛266071

苏北—南黄海盆地海相中—古生界地震成像难度大,给油气勘探及相关研究带来巨大困难。从地震反射波成因于岩石密度和速度的差异这一原理,构建适用的反射模型,识别地震标志层,推测地层归属。通过充分调研该区目的层密度和速度资料,分析... 详细信息

苏北—南黄海盆地海相中—古生界地震成像难度大,给油气勘探及相关研究带来巨大困难。从地震反射波成因于岩石密度和速度的差异这一原理,构建适用的反射模型,识别地震标志层,推测地层归属。通过充分调研该区目的层密度和速度资料,分析和对比获取这些资料的四种方法和途径,总结速度和密度随岩性、地层年代、埋深和成岩作用的变化特征,然后构建了该区目的层的速度、密度和地震反射模型,并与实际地震资料进行对比。研究认为:目的层上部海相地层中碳酸盐岩与碎屑岩在速度、密度物性上差异大,下部地层这种差异较小;在构建的地震反射模型中,古生界内部存在3个强反射标志层,分别对应下二叠统栖霞组/孤峰组界面、下石炭统高骊山组/和州组界面和上奥陶统汤头组/五峰组界面。模型界面可与南黄海盆地古生界深部优质层段地震资料对比。

关键词：速度和密度地震反射模型海相地层苏北盆地南黄海盆地

珠江口盆地文昌凹陷应力场演化及其对成藏要素的控制作用

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大地构造与成矿学 2015年第4期39卷 601-609页

作者：李俊良雷宝华郑求根段亮闫义中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057 青岛海洋地质研究所山东青岛266071 中国地质大学(北京)海洋学院北京100083 中国科学院广州地球化学研究所边缘海地质重点实验室广东广州510640

在区域构造背景分析的基础上,对晚白垩世–中中新世文昌凹陷的断裂系统和地层特征进行了研究,结果表明文昌凹陷应力场演化受区域扭张应力场控制,其最小主应力方向沿NWW→NW→SN→NNE向顺时针旋转,整体具有右旋扭张的特征。在该应力场的... 详细信息

在区域构造背景分析的基础上,对晚白垩世–中中新世文昌凹陷的断裂系统和地层特征进行了研究,结果表明文昌凹陷应力场演化受区域扭张应力场控制,其最小主应力方向沿NWW→NW→SN→NNE向顺时针旋转,整体具有右旋扭张的特征。在该应力场的控制作用下,文昌凹陷共发育3种类型的扭张/压扭模式:与文昌A凹形成有关由弯曲断层控制的扭张下沉/差异隆升模式;与文昌B凹形成有关由分支断层控制的扭张楔形下沉模式;和与文昌C凹形成有关由弯曲和分支断层汇合控制的菱形扭张差异隆升/下沉模式。这三种扭张模式不仅控制了凹陷的变形格局,形成3个不同的沉降中心和2个反转构造区,更对圈闭的形成和油气运聚等成藏要素的发育有一定的控制作用。

关键词：文昌凹陷区域应力场扭张模式凹陷格局沉降中心

珠三坳陷珠三南断裂形成演化及其对沉积中心迁移的控制

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石油学报 2012年第5期33卷 807-813页

作者：雷宝华郑求根李俊良李琦刘豪王海荣国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室山东青岛266071 青岛海洋地质研究所山东青岛266071 中国地质大学北京100083 中海石油有限公司湛江分公司广东湛江524057

应用断裂三维定量构造几何学和不同时期断裂活动多参数-走向长度关系分析方法,对珠三南断裂几何特征、形成演化、分段和连锁、活动强度的差异及其对沉积中心迁移的控制,进行较细致和定量的研究。珠三南断裂总体分3大段:东段、西段北支... 详细信息

应用断裂三维定量构造几何学和不同时期断裂活动多参数-走向长度关系分析方法,对珠三南断裂几何特征、形成演化、分段和连锁、活动强度的差异及其对沉积中心迁移的控制,进行较细致和定量的研究。珠三南断裂总体分3大段:东段、西段北支和西段南支,依次细分为2小段、4小段和3小段,各段几何特征和活动差异较大。早期,断裂自西向东分段延伸发育;中期,西段南支活动停止、西段北支和东段强烈差异活动下连锁;晚期,断裂自西向东分段停止活动。整个断裂体系随断裂"弱→强→弱"活动特征,呈"分→合→分"的演化状态。沉积中心随断裂活动强度差异变化表现为"跷跷板式"的迁移规律:古新世在文昌C凹陷的西部→始新世—渐新世早、中期在文昌A凹陷→渐新世晚期在文昌B凹陷的西部→渐新世以后不受断裂控制。

关键词：珠三坳陷珠三南断裂多参数-走向长度分析法几何学形成演化分段连锁沉积中心迁移

中卢卡尼亚盆地中新世碳酸盐岩建隆发育主控因素及其油气意义

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石油实验地质 2013年第5期35卷 539-544页

作者：马良涛王春修郑求根雷宝华中国石油勘探开发研究院北京100083 中海油研究总院海外评价中心北京100027 中国地质大学(北京)海洋学院北京100083 青岛海洋地质所山东青岛266071

中—晚中新世,中卢卡尼亚盆地以发育碳酸盐岩建隆为特征,碳酸盐岩建隆的生长主要受控于构造活动强度、古地貌、海平面变化及陆源碎屑物质的输入:1)中—晚中新世,盆地稳定的构造背景有利于碳酸盐岩建隆的生长;2)渐新世—早中新世,伸展、... 详细信息

中—晚中新世,中卢卡尼亚盆地以发育碳酸盐岩建隆为特征,碳酸盐岩建隆的生长主要受控于构造活动强度、古地貌、海平面变化及陆源碎屑物质的输入:1)中—晚中新世,盆地稳定的构造背景有利于碳酸盐岩建隆的生长;2)渐新世—早中新世,伸展、走滑作用形成的北东—南西向地堑、地垒构造控制了碳酸盐岩建隆的类型和分布;3)海平面周期性升降影响碳酸盐岩建隆生长的旋回性;4)中中新世晚期、晚中新世和上新世,由盆地南缘、东南方向输入的陆源碎屑物质,抑制了碳酸盐岩建隆的生长,并使得其储集物性出现平面上的差异。最后,分析了碳酸盐岩建隆的油气储盖组合特征及其内部油气聚集影响因素。

关键词：碳酸盐岩建隆主控因素油气意义中卢卡尼亚盆地

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南黄海崂山隆起浅水多次波压制及成像分析

海洋地质与第四纪地质 2017年第3期37卷 111-119页

作者：刘俊吴淑玉陈建文施剑雷宝华国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266071 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071 中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074

南黄海崂山隆起的中、新生代碎屑岩与下伏的古生代碳酸盐岩地层分界面是一个强反射界面,对地震波向下传播具有强烈的屏蔽作用,加之海上多次波比较发育,使得深部地震反射能量弱、成像困难。在浅水区,由于缺少近偏移距的海底反射信号,利... 详细信息

南黄海崂山隆起的中、新生代碎屑岩与下伏的古生代碳酸盐岩地层分界面是一个强反射界面,对地震波向下传播具有强烈的屏蔽作用,加之海上多次波比较发育,使得深部地震反射能量弱、成像困难。在浅水区,由于缺少近偏移距的海底反射信号,利用常规SRME(Surface related multiple elimination)方法不能有效地衰减海底相关多次波,Taup域预测反褶积压制多次波会破坏与海底多次波周期相近的一次有效反射信号,特别在硬海底多次波的振幅能量比海底反射还更强,这种情况下预测反褶积不能完全压制多次波。采用DWD+SRME组合法来衰减海底相关多次波,其中DWD(deterministic water-layer demultiple)方法用来衰减与海底相关的短周期多次波,SRME方法压制自由表面相关的长周期多次波,另外运用高精度Radon变换去除层间多次波,使多次波得到了良好的压制,深部有效反射信号逐步得以体现。通过以上处理效果揭示了崂山隆起为一个平缓的背斜构造,背斜上发育多个逆冲断裂,崂山隆起是在加里东期形成雏形,印支期隆起形成,燕山期为主要发展阶段。

关键词：浅水区多次波 DWD+SRME组合法 Radon变换崂山隆起南黄海

东海陆架盆地大春晓油气田成藏动力学特征及成藏模式

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石油与天然气地质 2019年第1期40卷 1-11页

作者：许红张威威季兆鹏王黎王晴苏大鹏雷宝华杨艳秋中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266071 海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东科技大学山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东青岛266590 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 长江大学湖北武汉430100

油气成藏动力学是动力学研究的前沿,大春晓油气田成藏动力学是东海陆架盆地油气成藏特征研究的热点,也是长期研究薄弱环节。通过井震解释和数值模拟,分析了大春晓油气田成藏动力学三大能量场:温度场、压力场和应力场的成藏动力学要素特... 详细信息

油气成藏动力学是动力学研究的前沿,大春晓油气田成藏动力学是东海陆架盆地油气成藏特征研究的热点,也是长期研究薄弱环节。通过井震解释和数值模拟,分析了大春晓油气田成藏动力学三大能量场:温度场、压力场和应力场的成藏动力学要素特征。研究表明区内具有地温梯度高特点,达36～40℃/km,且发现60个岩浆侵入岩,导致局部增温作用促进油气成藏;烃源岩热成熟度不一致性明显,数值模拟结果表明,早期大春晓地区东北部和东南部成熟度高,其中,天外天构造和春晓-断桥构造烃源岩成熟时间最晩,大春晓构造烃源岩晚成熟;早、中期NNE向拉张应力场产生拉张正断层,有利于油气运移和保存;晩期NWW向张剪性应力场所形成平移断层有利于油气保存。区内发育典型超压并存在大型超压囊,提出了超压-压力囊模式,超压与断裂体系促进了油气运移。采用数值模拟技术阐述油气运移的时代、过程与结果。通过大春晓油气田含油气系统关键时刻和事件、成藏动力学机制与过程综合分析,建立了大春晓油气田成藏动力学模式和成藏模式。

关键词：成藏模式成藏动力学含油气系统事件大春晓油气田东海陆架盆地

华北-扬子板块碰撞结构的识别:来自南黄海海域的证据

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海洋地质与第四纪地质 2020年第3期40卷 1-12页

作者：陈建文许明雷宝华施剑刘俊青岛海洋地质研究所青岛266071 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071

华北-扬子板块碰撞是中国东部中生代最重要的地质事件之一,碰撞形成了世界最大的超高压变质带秦岭-大别-苏鲁造山带。在苏鲁造山带向海域延伸部分,一直缺乏相关地球物理资料来约束碰撞造山带的深部特征。本文总结了华北-扬子板块碰撞的... 详细信息

华北-扬子板块碰撞是中国东部中生代最重要的地质事件之一,碰撞形成了世界最大的超高压变质带秦岭-大别-苏鲁造山带。在苏鲁造山带向海域延伸部分,一直缺乏相关地球物理资料来约束碰撞造山带的深部特征。本文总结了华北-扬子板块碰撞的经典模型,根据南黄海海域最新二维地震反射资料和前人的研究成果,认为在造山带南缘南黄海盆地中,扬子板块上、下地壳发生拆离,形成类似"鳄鱼嘴式"形态,华北板块向南楔入到扬子板块之中。在区域重磁异常图中,千里岩隆起带与苏鲁造山带具有相似的重磁异常分布,认为千里岩隆起带为华北-扬子碰撞造山带在海域上的延伸;在南黄海盆地北缘二维地震剖面中,千里岩隆起与南黄海盆地具有完全不同的地震反射特征,南黄海盆地发育完整地层层序,而千里岩隆起内部反射杂乱,变形强烈。在南黄海盆地自西向东三条南北向地震剖面中,南黄海盆地与千里岩隆起带边界反射均具有南倾特征,表明扬子板块物质置于造山带之上;南黄海盆地北部烟台坳陷发育中侏罗统,约束华北-扬子碰撞所导致的挤压活动主要发生于晚三叠世。在千里岩隆起内部反射特征整体上具有背形形态,具有向北逆冲挤压特征,千里岩隆起内反射断续自南黄海盆地基底之下延伸至造山带近地表位置,形态类似于变质核杂岩从深部拆离到地表;千里岩隆起深部,在10 s深度附近可识别一系列近水平反射,具有莫霍面反射特征,莫霍面反射延伸至南黄海盆地北缘消失,推测千里岩隆起之下为华北板块地壳,而华北-扬子板块碰撞过程导致南黄海盆地之下莫霍面反射缺失。多方面的证据支持南黄海海域内扬子板块的"鳄鱼嘴式"地壳形态,以及华北板块地壳向南楔入到扬子板块地壳中。

关键词：华北-扬子板块碰撞二维地震剖面 “鳄鱼嘴式”结构南黄海盆地

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南黄海海域中生代前陆盆地形成的构造背景

现代地质 2019年第1期33卷 13-24页

作者：许明陈建文雷宝华施剑刘鸿青岛海洋地质研究所山东青岛266071

南黄海盆地占据了下扬子板块的主体,自元古宙以来经历了多期构造运动,受到华北板块、扬子板块、华南板块、太平洋板块多个板块相互作用的影响,形成多期盆地演化阶段的叠合盆地。分析了南黄海盆地前人钻井资料及最新二维地震资料,并与下... 详细信息

南黄海盆地占据了下扬子板块的主体,自元古宙以来经历了多期构造运动,受到华北板块、扬子板块、华南板块、太平洋板块多个板块相互作用的影响,形成多期盆地演化阶段的叠合盆地。分析了南黄海盆地前人钻井资料及最新二维地震资料,并与下扬子苏北盆地地层及构造特征进行对比,认为整个下扬子区域受华北—扬子板块碰撞的影响,经历了中生代前陆盆地演化阶段。下扬子陆域部分地区发育相对完整的中生代沉积,记录了华北—扬子板块之间洋壳消减、陆陆碰撞、前陆盆地发育及碰撞后活动。而在下扬子对应海域延伸部分的南黄海盆地中,仅在盆地北部烟台坳陷东北缘通过钻井证实有侏罗纪前陆盆地地层,钻遇地层仅发育侏罗系上部陆相沉积,在地震剖面中可以解释出侏罗系下部海陆交互相地层,向上转变为陆相沉积地层。对比下扬子陆域与海域地层发育情况,华北—扬子板块碰撞造山过程对于下扬子整个区域的影响因地而异,在三叠纪末期—侏罗纪时期南黄海盆地内沉积缺失,南黄海海域区处于广泛抬升状态,印支运动期间地层挤压活动强烈,烟台坳陷内海相地层中逆冲断层广泛发育。在南黄海盆地东北缘,前陆盆地侏罗系地层发育于南倾边界断层的上盘,认为南黄海盆地侏罗纪前陆盆发育的构造背景受到同期北侧千里岩超高压变质带从深部折返影响,随着千里岩隆起带的快速抬升,为南黄海盆地北缘提供了沉积空间及物源,沉积了大套的侏罗系前陆盆地地层。

关键词：南黄海盆地二维地震剖面前陆盆地构造背景