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藏北倫坡拉盆地星載圖像的地質應用

倫坡拉盆地位於青藏高原核心地帶,唐古拉南麓安多縣西南部,海拔4800余米,是壹個中新生代陸相沈積盆地,沿黑(河)-阿(裏)公路自東向西呈狹長狀分布,面積約3500km2。自1967以來,西藏地質局在盆地中東部開展石油地質勘探十余年,鉆井近50口,獲得工業油流,為盆地的影像地質解釋和驗證提供了良好的條件。

壹、倫坡拉盆地區域地質背景和地質條件

(壹)盆地的區域地質背景

該盆地位於羌塘和安格拉仁錯-念青唐古拉斷塊之間的班公湖-東橋斷裂帶上。羌塘和安格拉仁錯-念青唐古拉斷塊分別形成於燕山早期和晚期。由於燕山期構造運動和巖漿活動,藏北地區的古生代發生了區域變質作用,壹些靠近斷裂帶和大型侵入體的中生代巖群也發生了不同程度的變質作用。此時,班公湖-東橋斷裂也有明顯的活動,並控制了白堊紀的沈積。有人認為這條斷層是印度板塊和歐亞板塊之間的第二大縫合線,因為該帶發現了超基性巖和壹些深海海溝沈積物,但沒有重磁資料支持。無論如何,該帶在地質歷史上是壹個相對活躍的構造單元,尤其是在燕山晚期和喜馬拉雅期。倫坡拉盆地是在此背景下形成的以新生代沈積為主的中新生代斷陷盆地。充填了近4000米的陸相沈積,為盆地的石油勘探奠定了物質基礎。由於斷裂帶是羌塘斷塊長期南沖的結果,倫坡拉成了壹個北有斷層,南有斷層的箕狀盆地。在盆地南部地下850米處,古近系與誌留系不整合,而在盆地北部,該組被推覆並被侏羅系和白堊系覆蓋。

(2)盆地石油地質條件

盆地外圍主要是壹部分中生界和古生界。古生代發現於盆地南緣,並遭受了區域變質作用。中生代分布於盆地兩側,但未完全出露。此外,盆地南北緣還有花崗巖、基性和超基性巖。

盆地內有零星的新近系和古近系露頭。古近系發現於盆地北部,新近系發現於盆地中部東西向斷裂帶附近。根據地面和鉆井資料,古近系(牛寶組)厚450 ~ 2700米,可分為上、中、下三段。下段為紫紅色砂礫巖;中段為灰綠色、灰色泥巖,為主要烴源巖之壹,厚1000多米。上段為棕紅色砂巖泥巖夾薄層泥灰巖,厚度為100~300米。

新近系(丁青組)也分為三個巖性段。下段為灰色頁巖和粉砂質砂巖,油苗顯示厚度為176 ~ 356 m。中段為灰色泥頁巖夾油頁巖和薄粉砂巖,厚層細砂巖局部夾凝灰巖,該段富含油苗,為主要產油層,厚度120 ~ 280m;上段為灰色泥巖夾頁巖、泥灰巖、粉砂巖、凝灰巖,厚度220 ~ 520米

以上地層橫向變化大,斷層發育,比較困難。

盆地構造中,最引人註目的是東西向褶皺和斷層。它們不僅是盆地形成的基礎,也是控制盆地次級構造帶的主要因素,因此構造圈閉也是盆地的主要儲層類型,如盆地北部的牛寶構造帶。後兩組斷層為NE向和NW向,這也是盆地結構復雜的原因之壹。地震資料表明,北東向斷裂橫穿東西向構造帶,使之成為起伏的斷塊,將部分構造圈閉油氣藏破壞或改造成斷塊圈閉類型,如盆地中部的紅星梁構造帶,部分北西向斷裂成為基性巖漿的侵入通道。倫坡拉盆地面積小,但構造復雜。此外,它形成於相對活躍的區域構造背景。雖然有厚油層,油氣顯示豐富,但油層薄,縱向分散,巖性致密,物性差,主力油層埋藏淺,所以油質稠,粘度高(230.5厘泊)。所以還是有希望找到低產小油田的。

二、盆地的圖像特征及其地質解釋

該盆地位於圖像振幅149 ~ 38的中上部。它的太陽高度角為30°,方位角為135°。沒有雲霧,質量還是不錯的。盆地內第三系零星露頭構成低山丘陵,在黑白膠片或標準彩色復合膠片上邊界輪廓清晰可辨。在彩色復合片上,盆地是壹種淺黃綠色的、比較均勻的光滑塊狀陰影圖案,從像框的西邊緣向子格塘錯的東邊緣變寬變窄。盆地本身從北到南逐漸由深綠色變為淺黃色。這是因為高反射率(或亮度)的第四紀松散沈積物自北向南增厚,也反映了盆地地貌向南傾斜的特征。深綠色和黃綠色色調和復雜的陰影分布在盆地的兩側,尤其是北側,是上述復雜地質構造和各種巖石的反映。資料和野外驗證表明,東風礦西側具有棕黃色網狀陰影結構的塊狀影像是燕山期花崗巖體的反映。巖體西側與壹大片深綠色粗枝狀或肋狀陰影狀花紋相鄰,為三疊系泥巖和板狀千枚巖。巖體的東鄰雖然也屬於三疊系,但由於矽化嚴重,巖性堅硬,抗風化能力強。雖然兩者在形象上的基調相似,但後者的陰影結構比前者更細膩。在紫格塘錯的西南邊緣,有壹幅醒目的深綠色細粒陰影紋理圖像,這是壹種出露地表的超基性巖。類似的圖像也存在於盆地北側的北西向斷層中,呈帶狀夾在兩個線性體之間。與地質圖相比,也是受斷層控制的脈狀基性巖。至於晚白堊世-第三紀未變質的砂泥巖,因其巖性相對較軟,呈現出另壹種起伏不大的低丘地貌,其對應的陰影結構顯得平滑均勻,又因其反射率高於上述巖石,色調較淡,易於分辨(圖1,圖2)。

值得指出的是,從上述色調和紋影構造的特征,不僅可以解釋東風礦西部的燕山期花崗巖巖體,而且可以從紋影構造的組合上區分巖體是由兩次侵入體形成的雜巖體,也就是說巖體東半部的形成時間晚於西半部,這可以從巖體中遺留的明顯的嵌入關系反映出來(圖1,圖2)。

對於圖像上線性構造所反映的斷層和斷裂帶,具有更明顯的解釋效果。

圖1倫坡拉盆地的星載圖像

圖2倫坡拉盆地衛星影像解譯圖

圖像中的線性結構通常是地貌、山勢、水邊界、植被群落邊界或線性水系的突變帶的反映。上述因素往往是構造變形直接控制或間接影響的結果。這種因果關系成為結構解釋的重要基礎之壹。斜倫坡拉盆地東部的壹組北西向線性構造,是地面上的大斷裂帶(圖1)。就像而言,線狀體本身就是壹條很深的絲帶,細平移就是兩個以上的線狀像後跟銳角的復合體。在盆地中,線性體的北側色調比南側暗,線性體的西北延伸部分是壹條已知的地面斷層,有基性巖沿斷層侵入。向東南延伸,穿過盆地南側的卓家山(達如錯東北邊緣)。卓家山野外調查證實,該線性構造是壹條地面規模較大的斷裂構造帶,誌留系大理巖灰巖在下二疊統結晶灰巖之上,下二疊統在中生代侏羅紀-白堊紀火山角礫巖之上,沿正長巖脈侵入(圖3)。至於盆地內斷層的明顯反映,則是斷層的潛在影響或地質晚期的活動控制了地下水位,直至地表的植被分布。

圖3東喬卓夾山斷裂示意圖。

盆地的西北部也存在類似的情況(圖4和圖5)。它們在紮曲藏布河兩岸零星露頭中都有相應的破碎帶,但由於第四紀覆蓋,在地表上沒有連續反映。江北鄂博狀木包東側為北東向斷裂帶,斷裂嚴重,有蝕變粗面巖。斷裂帶以壓扭性為主,可見上白堊統紫色安山巖角礫巖和安山巖凝灰巖位於古近系牛寶組紫色砂礫巖之上。前者的態度是110∠54 ~ 175∠56,後者是175 ∠ 26。斷面向東南傾斜,但也有人向南北傾斜,傾斜角度大於50。

以上只是線性構造與接地故障關系的兩個例子。雖然該盆地已勘探多年,但只有經過星載圖像的地質解釋和野外驗證,才把上述兩個主要線性構造視為盆地內的斷層。在覆蓋區物探效果較差的情況下,很難發現類似的隱伏斷層,而遙感地質方法可以最大程度地彌補這壹不足。

三。線性結構特征及初步分析

線狀構造是星載圖像地質解譯中最常見的現象,倫坡拉盆地也不例外。

有些“線性構造”稱為斷層軌跡、構造走向、線性軌跡等。本文暫時稱之為線性結構。是指在星載或機載多光譜掃描圖像中,具有壹定延伸長度的線性或近似線性的圖像異常。這些線性圖像或明或暗,隨著圖像背景條件的變化而變化。有些線性圖像需要仔細識別才能找到。筆者認為,只要整個成像過程正常,所提供的信息是真實可靠的。至於其對應的地質意義,必須根據不同地區不同的地質背景來分析討論。

圖4倫坡拉盆地北部的星載圖像(圖像經1和2分量拉伸,標準彩色合成處理——丁白樹7波段)。

圖5倫坡拉盆地北部衛星影像解譯圖(盆地西北部類似湖北木堡的北東向斷裂帶)

(壹)線性結構特征

在倫坡拉盆地及其周邊1萬多平方公裏的區域內,延伸20多公裏,顯示出約200條清晰的線性構造(圖6)。與相應地區1: 50000地質調查測繪的地面斷層相比,多出3倍以上。如果對20km以下的二級線性構造進行解釋,數量會大大增加。這些線性構造,除了少數筆直延伸,不受地貌變化影響外,大部分都是細長清晰的。另壹個特征,縱橫相交,幾乎向四面八方發展(表1),但就出現的概率而言,主要突出東北和西北方向(圖7)。這是否與壹個構造因素有關,將在線性構造地質意義壹節中討論。但必須指出的是,那些與地面已知斷層壹致的線性構造,往往還有其他線性構造與之相伴或呈小角度相交。這種現象在倫坡拉地區存在,在雲南、貴州、廣西地區的圖像地質解釋中也經常遇到。看來這不是偶然現象。

圖6倫坡拉盆地星載圖像線性構造解釋圖

表1線性構造和地面裂縫數據匯總

註:表中括號內的地裂縫數量是根據倫坡拉中部和東部1: 5萬地質圖。

(二)線性構造的地質意義

如前所述,線性結構通常是山脈走向、地貌突變帶、水邊界、線性水系、不同濕度的土壤、植被和不同類型巖石邊界的反映。而上述現象往往是地面線性褶皺和斷層構造直接或間接控制的結果。倫坡拉盆地80%的地面斷層與該區線性構造壹致。那麽,線性結構是地面斷層的反映還是未填充的裂縫呢?從某種意義上說,答案是肯定的,但大部分地區還沒有開展區域地裂縫調查,還缺乏這方面能做出肯定結論的資料。但國外已有不少學者從不同角度對線性構造進行了分析研究,指出線性體與斷層在規模上存在顯著差異,但線性體不僅是地下水穩定的高滲透帶和各種金屬礦體發生的場所,而且從結構上講,它與地殼中的深斷裂壹樣,比地面斷裂和斷裂帶影響更深遠。

圖7倫坡拉盆地線性構造玫瑰圖

事實上,在分析斜倫坡拉盆地東部北西向斷裂時,也發現該斷裂只是壹條長線性構造的壹部分,這意味著線性構造的存在與地面斷裂相比具有更深遠的地質意義。著名的微山湖、羅馬湖、洪澤湖、高郵湖和太湖都位於斜穿中國東部的北北西向線性構造的東南端。如果這是分布上的巧合,不如說是受地殼同壹個薄弱帶控制。當然也不能說線性構造就是地面上的斷層,因為斷層指的是某個塊體的不連續界面,有明顯的錯動。但可以認為,線狀構造是地殼地質歷史時期,受構造運動以壹定方式影響,在巖石中留下的裂隙或結構面的記錄。正是這種斷裂或結構面,在壹定的應力條件下,誘發和控制了斷層的發生和發展。但根據野外調查,並不是所有的斷裂或結構面都能發展成“斷層”,這也是線性構造遠多於地面斷層的原因。當然,大量的線性構造不是壹次構造運動就能形成的,而是整個地質歷史中多次構造運動叠代的產物。因此,線性構造的組合也體現了鮮明的區域構造特征。倫坡拉盆地線性構造的玫瑰圖(圖7)正好反映了南北向壓應力的總體特征,與地面分布的構造格局完全壹致,進壹步說明了壹個區域圖像中的線性構造與該區地質構造的密切關系。

四。結束語

倫坡拉盆地是壹個以新生代為主的斷陷沈積盆地,在區域地質背景下具有特殊的構造特征。此外,坡積物和松散沖積層對電磁波有很強的反射特征,因此在圖像上有很強的反射,這為地質解釋提供了有利條件。不同時期的地層和巖性不僅具有不同的光譜特征,而且由於不同的變質程度、產出特征和構造差異而表現出不同的地貌類型,這是更好地解釋盆地及其周邊地區巖性和構造的原因。特別是圖像顯示了大量線性構造與地面斷層的重要關系,以及方位上的概率特征,與本區的構造格局相吻合,表明了線性構造在研究和確定斷層構造中的重要作用。線狀構造雖然不能等同於地面斷層,但它是壹定地應力條件下結構面的反映,是地殼的薄弱帶,是誘發斷層的重要因素,具有普遍意義,值得在今後的工作中進壹步探索。

以上工作是初步的,了解也是膚淺的。但作為壹種能夠真實、宏觀反映各種地質信息的星載圖像,其解譯效果雖然與特定的地理地質環境有著重要的關系,但對於區域構造研究和石油地質調查,尤其是在西藏地廣人稀、交通不便的地區,具有廣闊的前景。

本文是根據我院對西藏石油的調查結果,經過局部研究後寫成的,以答謝有關人員。

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