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盐构造的研究是当前世界含油气盆地构造研究的热点和难点问题之一。本项目重点针对库车坳陷盐构造发育区构造建模难的问题,通过野外地质观察及地震剖面解释,建立库车坳陷南北向区域性构造剖面,研究盐构造变形的基本特征,从而确定构造变形的初始构造模型,并进一步开展盐构造的物理模拟实验研究。
盐构造物理模拟应用相似性原理,通过完全拟合盐上的构造形成,证实已有地质模型正确性的同时,为盐下构造的准确建模提供依据;实验采用纯石英砂、聚合硅树脂,以及Microbead有机颗粒,通过沙箱模拟试验,模拟各种构造背景下的盐构造变形行为,研究挤压环境下的盐构造变形特征、发育过程,研究库车坳陷盐构造变形特征和变形机制,确定库车坳陷盐下构造层圈闭类型,指导库车盐构造发育区重点勘探区块的地震解释和构造建模。
本文通过盐构造物理模拟与构造建模的结合,取得多项进展和认识:①构造挤压是库车冲断带盐构造发育最主要的动力;沉积作用通过古地貌的差异影响盐构造的变形特征;
②膏盐层的地震相反映了不同膏盐层的构造变形特征;膏盐层的厚薄对变形表现为两方面影响,一是控制盐下构造层变形的范围和构造样式,二是控制盐上构造层的变形范围和特征;
③库车坳陷构造总体呈现冲断构造特征:南北分带、东西分段、上下分层:纵向上表现为“三位一体”的结构样式,根据盐层、盐上构造层和盐下构造层的不同变形特征和变形组合样式对其盐相关构造的组合样式进行研究,总结了东部、中部及西部三种主要的构造组合样式;
④物理模拟实验表明:膏盐层存在情况下的挤压构造变形样式盐上、盐下构造层完全不同;膏盐层的厚薄控制盐下构造层变形的范围和构造样式,控制盐上构造层的变形范围和特征;双滑脱层存在情况下,盐构造变形影响因素较多,缩短速率、滑脱层性质差异以及滑脱层的尖灭都会对变形样式和构造演化产生影响,在相同模型条件下,缩短速率不同,模拟结果差别较大;多期构造运动叠加实验,库车坳陷可能不存在大规模的反转构造;基底样式对盐上变形产生影响,远离挤压端的盐上层构造变形受盐层尖灭和基底形态控制;针对典型剖面的变形框架实验表明:盐上构造层,具褶皱相关断层特征,变形传播距离较远,全坳陷范围内发育,构造变形首先在山前带发生,但很快在南部盐层尖灭地方发生变形,随后由北向南扩展;盐下构造层,断层相关褶皱模式,主要发育断层转折褶皱和突发构造,由北向南逐渐扩展,但传播范围很有限,构造变形由山前向盆地内部由复杂逐渐变简单。
论文以实践为基础,理论、实践相结合,以实际地质资料确定模拟参数。针对膏盐岩的不同物理模拟结果,提出了不同的解释模型,对于相关类型的油气勘探具有一定的参考价值,对相关理论的丰富、发展能起到一定的积极作用;对于库车盐下尚无准确识别技术手段的盐下油气构造圈闭的勘探具有实际的指导意义。