刘永江:柴达木盆地与周缘地质构造演化重大研究进展与油气勘查应用
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柴达木盆地是我国最重要的高原型陆相含油气盆地,其沉降与周缘山体的隆升过程是解决青藏高原北缘构造演化的关键窗口,也是盆地开展油气勘查战略布置的重要理论支撑,备受国内外地质学家关注。但由于对柴达木原型盆地及周缘造山带构造演化认识上的制约,使得盆地油气勘探50年来一直没有重大突破。 围绕上述科学命题,课题组依托10余项国资委及各行、企业项目,历经17年产学研联合艰苦攻关,实现了盆山演化地质理论和油气勘探的几项重大突破:
柴达木盆地及其周缘地质构造简图
1. 确定了阿尔金断裂的累计走滑错距和初始走滑时间,重建了中国西北部大地构造格局
利用高精度激光40Ar/39Ar同位素测年技术,确定了阿尔金断裂初始走滑时间为早-中侏罗世(180-160 Ma),尔后分别在100-85 Ma,40-25 Ma,10-8 Ma和1-0.7 Ma发生多次脉冲式走滑;提出阿尔金断裂走滑作用的地表响应明显滞后于深部初始走滑时间的新认识;根据断裂带两侧相同构造-岩相带和黑河断裂与巴什考贡断裂的错移距离,确定了阿尔金走滑断裂的累计错距为350-400 km,解决了祁连山西延去向问题。
2. 恢复了中生代以来阿尔金地区的沉积古地理环境,建立了柴西北区新生界双变形层模式
提出阿尔金山的快速隆起始于渐新世末-早中新世,在此之前阿尔金山并不存在,柴达木与塔里木盆地总体上是一个统一的连通盆地,阿尔金山前地区并不是盆地的沉积边缘,侏罗纪和古近纪沉积有大量的暗色泥岩,具有巨大的油气资源潜力。这一认识改变了过去认为阿尔金山前地区是盆地的沉积边缘无油气资源潜力的传统观点,经青海油田勘探实践证实,先后在东坪、牛东和尖北地区探明侏罗系天然气储量近千亿立方米,已建成15亿方产能。
提出柴西地区新生代地层具有双变形层结构,指明深、浅变形层的变形特征不同,深部变形层底部与基底之间发育大型的基底滑脱构造。提出柴西地区具有深、浅双层油气圈闭构造的特征,浅层一般发育有单向逆冲的断层传播褶皱,深层普遍发育有断层转折褶皱。基于该成果预测,青海油田探明石油储量6200万吨,实现了年产油3万吨以上;在深层发现约300亿立方天然气储量,获得了深层勘探的突破。
3. 重建了古近纪时期的盆地南部沉积边界
揭示了东昆仑山是新近纪才隆起的年轻山脉,之前并不存在,柴达木盆地与其南部的古近纪盆地是连通的,而现今昆北地区在古近纪时期并非盆地的沉积边缘,并且发育有较好的暗色岩系;提出新近纪大规模由南向北的逆冲推覆,使昆北山前推覆体逆掩于盆地南缘新生代湖相沉积之上,形成现今的盆地南缘。指出推覆构造在昆北地区形成了大量有利油气储藏的圈闭构造,预测昆北地区应为柴达木盆地油气勘探的新区,这一认识被青海油田切6 井日产38.6 立方的工业油流所证实,获得昆北地区油气勘探的重大发现,落实油气储量近1亿吨,实现了柴达木盆地油气勘探五十年来的重大突破。
项目开展以来,公开发表学术论文40余篇,其中代表性8篇论文的总他引数696 次,其中SCI总他引124次,单篇文章最高他引总数122次。本研究课题获2018年度自然资源部国土资源科学技术二等奖。