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地貌参数方法在小尺度地貌研究中的应用--以北天山独山子背斜为例

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地震地质 2020年第6期42卷 1492-1508页

作者：周朝何宏林魏占玉苏鹏任光雪中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

地貌参数是定量地貌研究的重要方法,旨在从地表形态中提取构造运动及地表侵蚀等信息。近年来,空间对地观测技术的发展使得高精度地形数据的获取更加便捷,利用这些数据提取小尺度地貌中蕴含的更精细的地质信息成为定量地貌学研究的重要... 详细信息

地貌参数是定量地貌研究的重要方法,旨在从地表形态中提取构造运动及地表侵蚀等信息。近年来,空间对地观测技术的发展使得高精度地形数据的获取更加便捷,利用这些数据提取小尺度地貌中蕴含的更精细的地质信息成为定量地貌学研究的重要内容。文中以北天山独山子背斜为研究对象,探究地貌参数在小尺度地貌研究中的适用性及其所反映的背斜构造地貌特征。研究基于ALOS卫星12.5m分辨率的地形数据,计算了独山子背斜区的HI指数、ksn和起伏度,并对参数的适用性和含义进行讨论。结果表明:1)独山子背斜自倾伏端向核部呈现由河流逐渐深切向地势逐渐消减的连续变化,背斜核部相对倾伏端抬升速率更高、侵蚀量更大、地貌演化阶段更靠后。地貌参数的计算结果与背斜的地质特征相符,说明地貌参数方法在小尺度地貌研究中是行之有效的。2)在小尺度地貌的定量研究中,计算HI指数时在确保数据有效的前提下应尽量选择更低级别的汇水盆地参与计算,以提高计算结果的分辨率。计算ksn时需要剔除小流域无效数据并保证剩余数据具有足够的密度,以确保该参数能作为抬升速率评价指标。计算起伏度时在确保采样窗口满足统计误差要求和研究需求的前提下,应尽量选择更小的窗口进行计算以提高结果的分辨率。使用更高分辨率的地形数据有助于提高以上参数计算结果的分辨率和准确度。

关键词：独山子背斜小尺度地貌面积高度积分陡峭指数起伏度

独山子背斜构造演化序列及其对油气成藏的控制

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科学技术与工程 2015年第6期35卷 154-158页

作者：冀冬生肖立新徐亚楠李艳平中国石油新疆油田分公司研究院乌鲁木齐830013

独山子背斜位于准噶尔南缘四棵树凹陷,背斜北翼陡南翼缓,北翼近于直立,造成背斜北翼地震剖面呈现空白区。通过二维地震反射剖面和钻井资料精细构造解析,结合正演以及运动学数值模拟技术,提出独山子背斜构造模型:独山子背斜发育上、下两... 详细信息

独山子背斜位于准噶尔南缘四棵树凹陷,背斜北翼陡南翼缓,北翼近于直立,造成背斜北翼地震剖面呈现空白区。通过二维地震反射剖面和钻井资料精细构造解析,结合正演以及运动学数值模拟技术,提出独山子背斜构造模型:独山子背斜发育上、下两套滑脱层,下部滑脱层发育断层转折褶皱,上部滑脱层发育三角剪切型断层传播褶皱,构成一个叠加背斜构造。独山子背斜中上组合构造发育喜马拉雅运动期3期构造演化序列,即早期(N2d沉积时期)转折褶皱、中期(Q1沉积时期)传播褶皱及晚期(Q4沉积时期)冲断改造。喜马拉雅运动期3期构造演化序列控制了独山子背斜中上组合油气运聚与油气藏展布特征。

关键词：独山子背斜正演模拟技术断层转折褶皱三角剪切型断层传播褶皱

准南独山子背斜构造几何学和运动学参数的确定及其意义

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高校地质学报 2012年第4期18卷 711-718页

作者：王彦君魏东涛潘建国刘震华张健李林峡中国石油勘探开发研究院西北分院兰州730020 中国石油集团新疆油田勘探开发研究院克拉玛依834000 成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室成都610059

独山子背斜位于准噶尔盆地南缘西部,早在上世纪30年代就在背斜东部浅层新近系的沙湾组(N1s)发现了石油,是我国新疆地区发现最早的油田。该区地震成像品质差,影响了人们对独山子背斜构造特征的明确认识,导致深层(古近系及以下地层)油气... 详细信息

独山子背斜位于准噶尔盆地南缘西部,早在上世纪30年代就在背斜东部浅层新近系的沙湾组(N1s)发现了石油,是我国新疆地区发现最早的油田。该区地震成像品质差,影响了人们对独山子背斜构造特征的明确认识,导致深层(古近系及以下地层)油气勘探滞步不前。该文综合分析了地震、钻井及露头多方面资料,采用地震正演、运动学数值模拟多技术配套、分步骤实现的定量化构造建模方法,以横跨独山子背斜主体的横剖面为蓝本,确定了独山子背斜的几何学和运动学参数,最终建立了独山子构造的模型,并揭示其背斜为一三角剪切-断层传播褶皱,位于主断裂——独山子断裂上盘并受其控制;主断裂倾角为43°,断层错断白垩系吐谷鲁群(K1tg)至新近系沙湾组(N1s)地层,滑脱面为白垩系吐谷鲁群塑性地层,前翼发育剪切三角变形区,顶角为25°。该模型有效降低了独山子背斜构造认识的多解性并表明:独山子背斜中-上侏罗统油气储集层与下白垩统盖层组成的储盖组合成藏条件较好,是下一步油气勘探的现实领域。该方法对我国中西部前陆冲断带广泛发育的断层相关褶皱的研究具有一定的借鉴意义。

关键词：独山子背斜定量构造建模地震正演运动学数值模拟剪切-断层传播褶皱油气勘探

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北天山独山子背斜时空演化的地质地貌约束

北天山独山子背斜时空演化的地质地貌约束

作者：周朝中国地震局地质研究所

学位级别：硕士

受印度板块与欧亚板块碰撞的远程挤压效应,天山于晚新生代以来发生构造复活,在其北部前陆盆地区形成了三排近东西向展布的逆断层-褶皱带。独山子背斜位于第三排逆断层-褶皱带的最西端,现今仍在不断活动中。定量限定独山子背斜的生长扩... 详细信息

受印度板块与欧亚板块碰撞的远程挤压效应,天山于晚新生代以来发生构造复活,在其北部前陆盆地区形成了三排近东西向展布的逆断层-褶皱带。独山子背斜位于第三排逆断层-褶皱带的最西端,现今仍在不断活动中。定量限定独山子背斜的生长扩展过程对于了解造山带前陆的时空演化、理解褶皱的生长机制、构造地貌发育过程和区域地震危险性评价等方面有重要意义。对背斜构造活动性进行评价的主要方法包括地质方法和地貌方法。地质方法包括使用盈余面积法计算背斜缩短抬升速率,利用断层相关褶皱定量几何模型结合地震剖面和沉积地层的时代计算背斜活动速率等。该方法可以限定单点或剖面上的绝对地质速率,但计算结果缺乏空间覆盖能力。地貌方法使用面积高度积分、起伏度、陡峭指数和χ值等方法提取对应的定量参数,对区域的构造地貌特征进行评价。该方法计算结果的空间覆盖性好,但很难直接通过地貌参数得到绝对地质速率大小。使用地质和地貌相结合的方法可以使两者优势互补,对构造活动性进行高精度、广覆盖的评价。目前对独山子背斜的地质研究缺乏背斜晚更新世以来的活动速率变化过程的评价,并缺乏对背斜抬升速率和轴向生长速率的全面评价。针对此问题,本文首先以位于背斜西倾伏端的古河道阶地为研究对象,进行了无人机航拍、变形量分析和阶地年龄测定等工作,计算得到了背斜西部的缩短抬升速率和背斜向西的轴向生长速率。然后对背斜中部和东部的河流阶地及冲积扇面的年龄和变形量进行统计,计算得到了背斜中部和东部的抬升速率。最后结合前人对独山子背斜活动速率的研究结果,对独山子背斜中、东和西部不同时间尺度上的缩短、抬升和轴向生长速率进行了较为全面的覆盖。目前对独山子背斜的地貌研究缺乏背斜区域地貌参数的评价。针对此问题,本文基于ALOS-12.5m地形数据对独山子背斜HI指数、k、起伏度和χ值进行计算和插值,获得各参数的空间分布图。结合地质速率和地貌参数计算结果,本文对独山子背斜构造地貌特征进行了以下讨论:(1)背斜活动速率的空间分布:把地貌参数的空间分布和典型位置的绝对地质速率进行对比分析,对独山子背斜活动速率的空间分布进行精确限定。(2)背斜构造地貌的演化时序:把背斜抬升时间不同的区域的地貌特征和背斜不同时间尺度的活动速率进行对比,探究背斜活动速率的变化过程及其地貌响应。(3)独山子背斜演化模型的构建:综合背斜活动速率和地貌参数时空分布的研究结果,构建独山子背斜构造地貌时空演化模型。研究结果表明,独山子背斜西倾伏端古河道T3、T2和T1阶地的形成年龄分别为83.7ka、55.6ka和28.4ka。结合阶地的变形量得到三级阶地形成以来分别0.63±0.03mm/a、0.84±0.06mm/a和0.92±0.06 mm/a的缩短速率和0.67±0.03mm/a、0.87±0.06mm/a和1.01±0.07 mm/a的抬升速率。使用古河道阶地的空间展布和年龄得到了背斜向西12.9±0.5mm/a的轴向生长速率。对奎屯河和背斜东部冲积扇面的年龄和变形量进行了计算和统计,得到了背斜中部7.5-10ka以来1.89±0.27mm/a的抬升速率和背斜东部30ka以来1.43 mm/a的抬升速率。将k的空间分布使用背斜典型位置的抬升速率进行标定,得到了独山子背斜抬升速率的空间分布。结果表明从背斜倾伏端到背斜核部,抬升速率总体呈线性增加趋势。背斜西倾伏端区域抬升速率总体≤1 mm/a,向东速率逐渐增加,至奎屯河区域抬升速率增至2 mm/a左右。奎屯河东岸代表背斜核部区域的范围内,抬升速率达到背斜抬升速率的峰值(>2 mm/a)。由核部继续向东抬升速率逐渐下降,至背斜东部冲积扇面区域速率降至约1.43 mm/a。继续向东至背斜东边界抬升速率逐渐降为零。将背斜轴向生长导致的背斜轴向不同区域抬升时间的差异,和这些区域不同的地貌参数特征进行对照,得到了背斜生长过程中k、HI指数和起伏度的演化过程。结果表明独山子背斜演化过程中HI指数整体呈下降趋势,对应地貌演化阶段的向后发展。k整体呈上升趋势,对应了独山子背斜演化过程中缩短抬升的加速过程。起伏度整体呈先增后减趋势,体现了背斜演化过程中地表形态呈现由河流逐渐深切向后期深切地势逐渐消减的连续变化。结合背斜的三维生长速率、分水岭的移动方向和地貌参数的演化时序,构建了独山子背斜构造地貌时空演化模型。对独山子背斜χ值的计算结果表明,侵蚀作用首先使背斜核部形成谷地,并形成了沿谷地边缘分布的环状分水岭。随着背斜的不断演化,分水岭呈现由核部向外侧迁移的趋势。在此过程中k数值整体呈现核部高、外侧低的特征,随着背斜的生长k高值区范围由核部逐渐扩大。HI指数数值整体表现为核部低、外侧高的特征,随着背斜的生长HI指数低值区范围由核部逐渐扩大。起伏度数值整体表现为背斜边界和核部中心低、中部高的特征,随着背斜的生长中部的峰值区域逐渐向背斜边

关键词：独山子背斜阶地年龄活动速率地貌参数演化模型

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独山子背斜超深钻探难点与对策研究

内蒙古石油化工 2020年第7期46卷 113-116页

作者：杜黎航石建刚周鹏高克拉玛依职业技术学院新疆克拉玛依834000 中国石油新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地南缘油气资源丰富,地质条件复杂,钻井工程难度大。主要从地层压力系统、井身结构优化、钻井复杂、防斜打快等方面,分析了独山子背斜超深井钻探存在的技术难点。提出了相应的技术对策:下组合超深井钻探,宜采用四开(备五开)的... 详细信息

准噶尔盆地南缘油气资源丰富,地质条件复杂,钻井工程难度大。主要从地层压力系统、井身结构优化、钻井复杂、防斜打快等方面,分析了独山子背斜超深井钻探存在的技术难点。提出了相应的技术对策:下组合超深井钻探,宜采用四开(备五开)的井身结构,选用PRT有机盐钻井液体系,上部井段采用大尺寸钻铤、下部井段采用垂直钻井系统防斜,加大PDC钻头与螺杆配合使用力度等技术措施。

关键词：独山子背斜超深钻探难点对策

独山子背斜沙湾组油源对比分析及油气成藏模式探讨

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新疆地质 2015年第2期33卷 235-239页

作者：冀冬生徐亚楠肖立新夏雨中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所新疆乌鲁木齐830013 中国石油新疆油田分公司彩南油田新疆阜康831500

独山子背斜位于准噶尔盆地北天山山前冲断带四棵树凹陷。四棵树凹陷不同程度地发育二叠系、侏罗系、白垩系和古近系等多套烃源岩,具多个生烃期及多期成藏特征。不同时期生成的原油相互混合,导致成藏油源判识困难。据碳同位素、正构烷烃... 详细信息

独山子背斜位于准噶尔盆地北天山山前冲断带四棵树凹陷。四棵树凹陷不同程度地发育二叠系、侏罗系、白垩系和古近系等多套烃源岩,具多个生烃期及多期成藏特征。不同时期生成的原油相互混合,导致成藏油源判识困难。据碳同位素、正构烷烃、生物标志化合物等地球化学分析资料,对独山子背斜沙湾组原油进行油源对比研究。结果表明:独山子背斜沙湾组原油与古近系安集海河组烃源岩具很好的亲缘关系。来自渐—始新统安集海河组油气通过独山子断裂向上运移至沙湾组,被上部新近系塔西河组巨厚泥岩封盖而聚集成藏。

关键词：独山子背斜油源对比成藏模式

准噶尔盆地独山子背斜油水特征及油气成藏规律探讨

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天然气地球科学 2008年第4期19卷 475-479页

作者：黄彦庆侯读杰张民伟中国石化石油勘探开发研究院中国地质大学北京100083

孔隙流体包含有油气成藏的重要信息。通过对独山子背斜沙湾组原油地球化学特征分析,推测油气主要来源于中下侏罗统湖相泥岩;根据地层水资料,在垂向上,沙湾组上部砂体连通性较下部好,在平面上,砂体展布主要受沉积相带控制。综合分析了独... 详细信息

孔隙流体包含有油气成藏的重要信息。通过对独山子背斜沙湾组原油地球化学特征分析,推测油气主要来源于中下侏罗统湖相泥岩;根据地层水资料,在垂向上,沙湾组上部砂体连通性较下部好,在平面上,砂体展布主要受沉积相带控制。综合分析了独山子背斜油气成藏规律,来自于中下侏罗统的油气通过独山子断裂向上运移至沙湾组,被上部塔西河组泥岩封盖而聚集成藏,油气成藏主要受油源分布和砂体发育程度控制。还分析了开发区内剩余油可能的分布及其剩余油气资源潜力和勘探目标,提出了独山子背斜进一步油气勘探的方向。

关键词：原油特征地层水型有利含油气区成藏规律独山子背斜

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活动褶皱陡坎的识别、运动学模型与应用

活动褶皱陡坎的识别、运动学模型与应用

作者：张博譞东华理工大学

学位级别：硕士

对不出露地表的隐伏逆断层会诱发强破坏性地震,如何识别和研究这种不造成地表明显变形且不产生明显同震破裂的发震构造是一新的课题和挑战。尝试使用与断层相关褶皱伴生的褶皱陡坎和地震反射剖面来解决这个难题。依照褶皱陡坎与断层结... 详细信息

对不出露地表的隐伏逆断层会诱发强破坏性地震,如何识别和研究这种不造成地表明显变形且不产生明显同震破裂的发震构造是一新的课题和挑战。尝试使用与断层相关褶皱伴生的褶皱陡坎和地震反射剖面来解决这个难题。依照褶皱陡坎与断层结构的关系将褶皱陡坎分为:向斜断弯褶皱陡坎、背斜断弯褶皱、滑脱褶皱陡坎、挤压构造楔褶皱陡坎、断展褶皱前翼、后翼褶皱陡坎以及三角剪切断展褶皱前翼褶皱陡坎。通过对研究区尼泊尔喜马拉雅西段主前缘推覆系(MFT)进行的详细地质地貌填图和地形差分GPS的测量,在研究区发现了两条走向平行的断层陡坎和一条褶皱陡坎。根据野外工作和相关褶皱陡坎理论,为这条褶皱陡坎建立几何、运动学模型,并讨论了这两条断层倾角的不确定性。通过所得模型确定了两条断层的产状,并分别通过断层垂直位错和褶皱陡坎的方法计算了断层的水平缩短量。在最年轻的阶地上采集了光释光样和14C样品,并计算了此阶地的缩短速率,这为缺少年龄约束的尼泊尔喜马拉雅西段主前缘推覆系(MFT)提供宝贵的数据。在北天山的独山子研究区,使用深度-隆升面积法解译了独山子背斜西倾伏端处的地震反射剖面,得到此处地壳的总缩短量以及滑脱面的深度;使用面积守恒法和通过差分GPS地形的测量结果,计算了独山子背斜西侧各级河流阶地所记录的不同时期的缩短量;结合详细的地质地貌填图和差分GPS的测量数据,在独山子背斜北翼发现了前翼断展褶皱陡坎,并建立了此褶皱陡坎的几何、运动学模型。这为独山子背斜的研究工作提供了更深一步的认识。

关键词：褶皱陡坎缩短量缩短速率喜马拉雅西段主前缘推覆系独山子背斜

艾比湖—安集海地区构造地质特征及其对油气勘探的意义

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新疆石油地质 1988年第3期 15-22页

作者：吴键华北油田研究院

艾比湖—安集海地区(简称艾—安地区)位于准噶尔盆地西南隅。是准噶尔地块与天山褶皱带、准噶尔界山褶皱带相交汇的地方,其构造特征表现出上述三个构造系的影响。精—乌断层是一条形成于海西期。地喜山期再次大规模活动的深大断裂,也是... 详细信息

艾比湖—安集海地区(简称艾—安地区)位于准噶尔盆地西南隅。是准噶尔地块与天山褶皱带、准噶尔界山褶皱带相交汇的地方,其构造特征表现出上述三个构造系的影响。精—乌断层是一条形成于海西期。地喜山期再次大规模活动的深大断裂,也是中天山岛弧与准噶尔地块的接触面之一。精—鸟断层的活动造成现代天然地震、油气苗发育等现象,并且在准噶尔盆地南缘西部造成重力滑动的动力条件.形成了独山子背斜、玛纳斯背斜等构造、研究认为艾—安地区的油气聚集条件较好、生、储、盖条件具备。应加紧对四棵树背斜、霍尔果斯等重点构造的勘探工作。

关键词：安集海背斜构造断层地质构造油气勘探车排子构造层山前坳陷准噶尔盆地独山子背斜油气苗构造地质艾比湖布尔哈齐湖