前陆盆地异常流体压力地质作用及其增压效率.pdfVIP

地 质 科 学 CHINESE OFGEOLOGY 2013年1月 JOURNAL doi：10．3969／j．issn．0563—5020．2013．01．002 前陆盆地异常流体压力：地质作用 及其增压效率木 罗晓容 (中国科学院地质与地球物理研究所油气资源重点实验室北京 100029) 摘 要 在前陆盆地形成过程中，强烈挤压构造应力场和特殊的盆一山关系造成极为复杂的 沉积环境和构造形变，多种地质作用都可能对地层内异常流体压力的产生及演化起到十分重 要的作用。通过对准噶尔盆地南缘地区中段的地质条件及压力分布的分析，利用数值盆地模 型方法，模拟分析了在前陆盆地构造挤压和盆地沉降过程中压实作用、断裂开启、褶皱、剥蚀等 地质过程对流体压力的作用和影响，定量讨论了压力异常的成因机制及其效率。模拟分析结 果表明，构造应力在水平方向上派生的侧向压实作用、强烈的褶皱作用及伴随的快速沉积一剥 蚀作用等是前陆盆地中特有的增压作用，都可造成较高压力异常。准噶尔盆地南缘中新生界 地层中广泛分布的高异常压力是新生代以来，特别是第四纪以来，在快速的压实作用、构造挤 压作用所形成的高地层压力背景下，叠加了近期因断裂活动和背斜构造快速形成所引起的他 源高压而形成的。 关键词 前陆盆地挤压应力场构造形变 异常压力 成因机制 准南缘 中图分类号：P542，P553文献标识码：A 文章编号：0563—5020(2013)叭一032—18 极高的异常地层压力往往出现在现代构造活动强烈、构造变形复杂的地区(Berry， et and and 1973；Davisa1．，1983；SleepBlenpied，1983；况军，1993；GraulsBaleix，1994； et 张启明等，2000；Luoa1．2007)。尽管构造应力作用一直被认为是一种非常重要的超 and 压机制(Fertl，1976；Bethke，1986；Osborne and 应力对超压形成和演化的直接作用并不能完全解释这些现象(FisherZwart，1996； Luoeta1．2007)。压力分布及其异常幅度往往还要受到断裂活动、构造形变及沉积、成岩 and et 作用的影响(OsborneSwarbrick，1997；Luoa1．，2003)。 地处北天山山麓的准噶尔盆地南缘自新生代以来一直处于南北向挤压的构造环境 中，具有前陆盆地的特征。该区构造活动剧烈，构造应力场复杂，地层异常压力高且分布 et a1．，2007)。前人的研究认为，构造应力对于高异常压力的形成和演化起到了重要的作 用(况军，1993；吴晓智等，2000)，极高超压的存在与始渐新统安集海河组厚层泥岩关 系密切，而且具有压力封存箱的特点(吴晓智等，2000；李忠权等，2001)。研究结果表 004)资助。 罗晓容，男，1959年6月生，博士，研究员，石油地质学专业。E-mail：luoxr@mail．iggeas．ac．an 2012—10—28收稿，2012—11—22改回。 1期 罗晓容等：前陆盆地异常流体压力：地质作用及其增压效率 33 明，在准噶尔盆地南缘地区的压力演化过程中，多种构造活动同时起作用，共同决定了压 力的形成、演化和分布。尤其是断裂作用改变了由压实作用、构造挤压作用及背斜形成 所造成的压力分布，造成安集海河组地层内压力系数极高的异常，复杂的压力分布(Luo eta1．2007)。 面对如此复杂的压力分布及其成因