Relación entre la distribución de rocas volcánicas y la combinación de fallas en el área de Anda de la depresión de la falla Xujiaweizi
(Daqing Oilfield Co., Ltd. Instituto de Investigación de Exploración y Desarrollo, Daqing, Heilongjiang 163712)
Proyecto de financiación: este artículo fue financiado por el Proyecto Nacional “973” (2009CB219308) y la "Investigación sobre las características de formación, evolución y distribución de rocas volcánicas en la cuenca norte de Songliao" está financiado conjuntamente.
Acerca del autor: Dong Jinghai, hombre, ingeniero, se dedica principalmente a la exploración y despliegue de yacimientos de petróleo y gas volcánicos. Correo electrónico: dongjinghai@petrochina.com.cn.
Resumen: La depresión de la falla Xujiaweizi es una cuenca continental de roca volcánica-sedimentaria. Cada zona estructural en la depresión de la falla tiene mecanismos genéticos duales de actividad volcánica y movimiento tectónico. Las fallas de basamento y las fallas secundarias de soporte y las actividades volcánicas controlan el patrón estructural y el desarrollo estratigráfico de la depresión de la falla. La actividad volcánica (magmática) en esta área ocurrió principalmente durante el período de depósito de la Formación Huoshiling y la Formación Yingcheng. La Formación Huoshiling es la etapa inicial del período de depresión-falla. La Formación Yingcheng se formó en la etapa de transformación de depresión-falla. Se desarrolló a gran escala y heredó y transformó las primeras actividades volcánicas. características compuestas. La formación y distribución de las rocas volcánicas son "transversales", especialmente la transformación de los estratos subyacentes. Por tanto, es un método "trazable" para analizar los patrones de distribución de las rocas volcánicas y su relación con las fallas en función de las características de deflexión de los estratos subyacentes provocadas por la actividad volcánica. Con base en la identificación de dos conjuntos de estructuras volcánicas en la Formación Yingcheng dentro de la depresión de la falla, este artículo llevó a cabo una interpretación estructural detallada, la identificación de canales volcánicos y la identificación de facies volcánicas en el área de estudio durante muchos años de exploración. Con base en la distribución y posición estructural de las zonas de litofacies cercanas al cráter, se identificaron tres zonas de desarrollo de trampas de roca volcánica con tendencia norte-noroeste y se llegó a la conclusión de que las rocas volcánicas están controladas por diferentes tipos de fallas de basamento. Según los diferentes tipos y características de las combinaciones de fallas, existen tres mecanismos diferentes de intrusión de magma y tipos de erupciones volcánicas: (1) Controlada por la falla Xuxi de ángulo bajo, intrusión a lo largo de fallas secundarias, la actividad volcánica se manifiesta por fusión directa a través de la formación. , con una distribución puntual en forma de superficie plana, que muestra las características de una erupción central; (2) Controlado por la falla de Xuzhong de ángulo alto, el magma invade directamente a lo largo de la falla y se funde a través de la formación, y se distribuye en franjas. el plano, que muestra las características de una erupción de fisura (3) Controladas por las fallas en forma de flor y las fallas de rama en Xudong, las fallas invaden o se funden directamente a través de los estratos, formando erupciones de múltiples etapas verticalmente y superponiéndose entre sí en el plano; , mostrando las características de las erupciones compuestas. A través de una cuidadosa anatomía del área de Anda de la depresión de la falla de Xujiaweizi, se determinó que la falla Yanlie con tendencia NWW se desarrolló en la parte superior de la falla del sótano en el área de Anda, comunicándose con la falla del sótano hacia abajo. Canal de magma volcánico en el oeste, y también refleja la actividad volcánica en períodos históricos. Los volcanes del oeste son de gran escala y tienen principalmente fases eruptivas, mientras que los volcanes del este tienen fases de desbordamiento a gran escala. Se explica con más detalle la influencia de las características combinadas de las fallas de basamento y las fallas secundarias en las características de distribución de las rocas volcánicas.
Palabras clave: depresión de la falla de Xujiaweizi; área de Anda; actividad volcánica (magmática)
Relación entre las características de la combinación de fallas y la distribución de la roca volcánica en el área de Anda de la depresión de Xujiaweizi.
Dong Jinghai, Meng Qian, Yang, Yin Changhai
(Instituto de Investigación de Desarrollo y Exploración de Campos Petrolíferos de Daqing, Daqing, Heilongjiang 163712)
Resumen: A través del análisis de combinación de fallas Las características y predicciones de la distribución de las rocas volcánicas indican que las fallas son las principales salidas verticales de la actividad volcánica. Según los diferentes tipos y propiedades de las fallas, se resumen tres mecanismos diferentes de intrusión de magma y tipos de erupciones volcánicas, que están controlados por diferentes fallas de basamento (1) Controladas por fallas de ángulo bajo en la parte occidental de la depresión de Xujiaweizi y conectadas a. fallas secundarias, La actividad volcánica se derrite y penetra el estrato, que se distribuye en forma de puntos en el plano, y se caracteriza por una erupción central (2) Controlada por la falla de alto ángulo en medio de la depresión de Xujiaweizi; el magma se mueve hacia arriba, se derrite y penetra el estrato, se distribuye en forma de banda en el plano y estalla a través de fisuras (3) La parte oriental de la depresión de Xujiaweizi está controlada por fallas en forma de flor y sus fallas ramificadas. El magma se mueve hacia arriba, se derrite y penetra en los estratos. Erupciona en múltiples etapas verticalmente y se superpone entre sí en el plano. Se caracteriza por erupciones compuestas de fisuras. Tomando como ejemplo el área de Anda de la depresión de Xujiaweizi, se ilustra con más detalle el impacto de las características combinadas de las fallas de basamento y las fallas de rama en la distribución de las rocas volcánicas.
Palabras clave: Depresión de Xujiaweizi; área de Anda; falla; actividad volcánica
Introducción
Las rocas volcánicas son exposiciones superficiales y fallas de materiales del manto en la historia geológica. Principal canal vertical de actividad volcánica. Cuando se desarrollan fallas grandes y profundas, es probable que se desarrollen rocas volcánicas, especialmente en las intersecciones de fallas.
La investigación morfológica sobre la distribución de los cráteres modernos de Wudalianchi demuestra que la intersección de fallas profundas principales y secundarias controla los canales de afloramiento de magma. Para las cuencas de fallas, algunos estudiosos creen que debido a la extensión continua de las fallas del basamento sinsedimentario, la corteza se vuelve más delgada y el magma profundo atraviesa fácilmente la capa sedimentaria suprayacente y sube a lo largo de las fallas. Afloramiento de magma causado por fallas de deslizamiento. Independientemente de la naturaleza de la falla del basamento, existen perturbaciones volcánicas obvias en las fallas interpretadas por los datos sísmicos. Es decir, se reconoce unánimemente que la falla es un canal vertical del volcán y que el magma profundo en la cuenca de comunicación es. controlado por fallas de basamento activas a gran escala. Los patrones de distribución macroscópica de las rocas volcánicas están estrechamente relacionados con las fracturas del basamento.
1 Características geológicas de la depresión de la falla de Xujiaweizi
Figura 1 Resultados de la exploración de rocas volcánicas en el área de Anda de la depresión de la falla de Xujiaweizi
La depresión de la falla de Xujiaweizi Son las áreas clave de la cuenca Songliao para la exploración profunda de gas natural en el norte. Estructuralmente, es una depresión de falla en forma de salto controlada por la falla límite de Xuxi. Está dividida en tres depresiones locales en el sur y el norte por el levantamiento bajo de Songzhan y el levantamiento bajo de Fengle, a saber, el hundimiento de Anda y el hundimiento de Xingshan (incluidos). el levantamiento bajo de Xuxi Xi Sag y Xudong Sag) y Zhaozhou Sag (Fig. 1). En los últimos años, la exploración volcánica en la región de Anda ha logrado resultados notables. Tras la presentación de reservas de exploración volcánica en el oeste, la exploración volcánica en el este también ha logrado avances.
2 Relación entre la depresión de la falla de Xujiaweizi y las rocas volcánicas
2.1 Características de la combinación de fallas
La depresión de la falla de Xujiaweizi es una cuenca continental de rocas volcánicas-sedimentarias. Cada zona estructural dentro de la depresión de la falla tiene mecanismos genéticos duales de actividad volcánica y movimiento tectónico. Las fallas de basamento y las fallas secundarias de soporte y la actividad volcánica controlan el marco estructural y el desarrollo estratigráfico de la depresión de la falla [1 ~ 2]. Hay dos conjuntos de planes explicativos para la explicación estructural de la depresión de la falla Xujiaweizi. Una son las tres fallas de Xuxi, Songxi y Xudong; la segunda son las tres fallas: Xuxi, Xuzhong y Xudong. Los dos esquemas de interpretación son similares en que la descripción de las características de reflexión sísmica es consistente, pero la diferencia radica en la comprensión de la naturaleza de las fallas de basamento. En el segundo plan de interpretación, las fallas anteriores de Xuxi y Songxi se unifican como la falla Xuxi de ángulo bajo, y se propone que hay una falla profunda con tendencia NO-SE de unos 28 km a ambos lados de la misma, denominada fractura de Xuzhong. Hay dos puntos de vista diferentes sobre las características de la zona de falla central: De acuerdo con las características de reflexión sísmica con inclinación hacia el oeste de los estratos en el lado oeste de la zona de falla central, se cree que existe una combinación de fallas normales con inclinación hacia el este. y fallas inversas con inclinación hacia el oeste en el área de Xingcheng, que son fallas causadas por tensiones de compresión regionales. Estructuras de flexión y expansión de fallas. Actualmente se cree que la falla de Xuzhong experimentó un deslizamiento lateral derecho a gran escala bajo la acción de * *; * tensión de corte del yugo, formando un complejo cinturón estructural de falla noroeste-noroeste.
Aunque los dos esquemas de interpretación tienen similitudes y diferencias, sus descripciones de la distribución de fallas y la morfología de la combinación de terremotos son básicamente consistentes. Para facilitar la investigación y unificar datos relevantes, este artículo solo utiliza el segundo esquema de interpretación para comprender las características del sótano de esta área. La falla de Xuzhong atraviesa toda la parte central de la depresión de la falla de Xujiaweizi. En el perfil sísmico, el perfil se extiende casi verticalmente hasta el sótano. La falla Xuxi está dividida en dos secciones por la falla Xuzhong en la depresión de la falla Xujiaweizi. La sección sur de la falla Xuxi generalmente tiene una tendencia norte-noroeste, con una extensión de 105 km y un ángulo de inclinación hacia el este de 16° a 45°. La distancia de la falla es generalmente de 2217 m desde la cima del lecho de roca, con un máximo de 4415 m y un mínimo de 954 m. La zona de falla de Xudong consta de una serie de zonas de falla de rumbo que evolucionan de sur a norte. El brazo este de la zona de falla de rumbo controla la deformación y el desplazamiento de la pendiente este. Debido a las diferentes posiciones estructurales, las fallas en diferentes ubicaciones tienen diferentes características, pero la falla del ramal este es generalmente de mayor escala.
2.2 Tipos de erupciones volcánicas
Las actividades volcánicas (magmáticas) en la depresión profunda de la falla Xujiaweizi ocurrieron principalmente durante el período de depósito de la Formación Huoshiling y la Formación Yingcheng. La Formación Huoshiling es la etapa inicial del período de depresión de falla. La Formación Yingcheng se formó en la etapa de transición de la depresión de falla. Se desarrolló a gran escala y heredó y transformó las actividades volcánicas tempranas [3 ~ 5]. Según el análisis de los datos de perforación y las características de reflexión del perfil sísmico, existen tres tipos principales de erupciones volcánicas en la Formación Yingcheng de la Depresión de la Falla de Xujiaweizi, a saber: (1) Erupción volcánica central: la erupción volcánica emerge del suelo a lo largo de una tubo en forma de cuello, y el canal de erupción tiene la forma de un plano punteado. Los canales volcánicos están ubicados en la intersección de dos o más conjuntos de fallas, donde los eyectados se acumulan en conos volcánicos. (2) Erupción volcánica de fisura: una erupción volcánica se derrama desde la superficie a lo largo de una gran fisura en una dirección determinada. Un cráter es una falla que se extiende por decenas de kilómetros o se distribuye en forma de cuentas a lo largo de un cráter de zona de falla. (3) Erupción volcánica compuesta: las erupciones volcánicas de tipo fisura y las erupciones volcánicas de tipo central ocurren alternativamente, y los dos productos de la erupción se superponen entre sí para formar capas intermedias (Figura 2).
Figura 2 Modelo de macroerupción de rocas volcánicas en la depresión de la falla de Xujiaweizi
La actividad volcánica (magmática) tiene un gran impacto en los estratos y estructuras de la depresión de la falla de Xujiaweizi, haciendo que la complejidad de estratos y estructuras profundas, que se manifiesta principalmente en varios aspectos: el impacto de la actividad volcánica y la denudación en la formación; el impacto de las actividades de múltiples canales y etapas y la erosión lateral en la formación; sedimentos; proporcionar ciertas fuentes materiales para formaciones sedimentarias; fuerte transformación de estructuras de fallas. La distribución de las rocas volcánicas está controlada por fallas y también tiene un cierto efecto de transformación en las estructuras de las fallas. El continuo afloramiento de magma exprimirá y derretirá los estratos a ambos lados de la falla, haciendo que el canal sea más grande, manifestándose como una fuerte perturbación volcánica, formando un canal volcánico en forma de cuña y, al mismo tiempo, las características de la falla preexistente como También se destruirá un canal volcánico. Por tanto, interfiere con la identificación de estructuras volcánicas y fallas secundarias [6 ~ 7].
2.3 Combinaciones de fallas y actividad volcánica
La formación y distribución de las rocas volcánicas son "transversales", especialmente la transformación de los estratos subyacentes [8]. Por tanto, es un método "trazable" para analizar los patrones de distribución de las rocas volcánicas y su relación con las fallas en función de las características de deflexión de los estratos subyacentes provocadas por la actividad volcánica. Con base en una variedad de atributos sísmicos, este artículo identificó y perforó dos conjuntos de estructuras volcánicas en la Formación Yingcheng dentro de la depresión de la falla durante muchos años de exploración en el área de estudio. Sobre la base de una interpretación estructural detallada, la identificación de cráteres y la identificación de rocas volcánicas, y con base en la distribución y posición estructural de las zonas de litofacies cercanas al cráter, se identificaron tres zonas de desarrollo de trampas de rocas volcánicas al norte-noroeste (Figura 3).
El mecanismo de control del afloramiento de magma y las características de distribución de las rocas volcánicas en la zona de falla del basamento de la depresión de la falla de Xujiaweizi.
La naturaleza de las fallas de basamento en la depresión de la falla de Xujiaweizi y su combinación con fallas secundarias conducen a tres mecanismos diferentes de afloramiento de magma (Figura 3). En primer lugar, está controlada por la falla Xuxi de ángulo bajo e intruye a lo largo de las fallas secundarias. La actividad volcánica se manifiesta como un derretimiento directo a través de los estratos a lo largo de las fallas secundarias y se dispersa en puntos del plano, mostrando las características de una erupción central. Desarrollado principalmente en las áreas de Changde y Anxun, está compuesto principalmente por rocas volcánicas de acidez media. La escala de la erupción volcánica es relativamente pequeña y el espesor de la roca volcánica es pequeño. Un pozo típico es el pozo Xu Shen 8. En el oeste de Anda, las rocas volcánicas de base intermedia se distribuyen principalmente en el período posterior. Se especula que la intensidad de la actividad del magma en ese momento era relativamente alta, lo que resultó en que la escala de las rocas volcánicas de Anda fuera mayor que la de Changde. En segundo lugar, la actividad volcánica está controlada por fallas de alto ángulo. El deshielo fluye directamente hacia arriba a través de los estratos a lo largo de fallas de alto ángulo. Se distribuye en una franja en el plano y se caracteriza por erupciones de fallas. Se desarrolla principalmente en Xingcheng-Fengle. Los pozos típicos incluyen Xu Shen 1, 7, 9, etc. En tercer lugar, controlada por las fallas en forma de flor y las fallas ramificadas en Xudong, la actividad volcánica se manifiesta como una intrusión ascendente a lo largo de las fallas o un derretimiento directo a través de los estratos, formando erupciones de múltiples etapas verticalmente y superponiéndose entre sí en el plano, mostrando las características de erupciones compuestas. . Desarrollado principalmente en el área de Xudong y el área oriental de Anda. Durante una erupción de fisura, acompañada de una erupción central, los dos tipos se superponen. Un pozo típico es el pozo Xushen 23.
Un estudio de caso del área de Anda en la Depresión de la Falla de Xujiaweizi
3.1 Controlada por la Falla de Xuxi, tiene una estructura geológica de "fallación oeste y superposición este".
El Anda Sag está ubicado en la parte norte de la depresión de la falla Xujiaweizi. Es una pequeña depresión de falla en forma de salto controlada por la parte norte de la falla Xuxi. La parte central es el sinclinal de Anda. La parte este es el área de la vertiente oeste. La falla Xuxi y la falla Xudong son los dos sistemas de fallas de basamento más importantes de la zona. La falla Xuxi es una falla controlada por hundimiento, que atraviesa el área de Anda, se extiende por más de 52 kilómetros y tiene una tendencia de noroeste a noroeste. La zona de falla de Xudong tiene una estructura en forma de flor, con fallas en direcciones NO y NNW, y la estructura geológica general es una estructura geológica en forma de salto que "se rompe en el oeste y alcanza en el este".
La zona de Anda está dominada por una gran superficie de rocas volcánicas intermedias-básicas. El método de erupción de rocas volcánicas intermedias-básicas determina que las estructuras volcánicas en fase eruptiva en el cráter sean más pequeñas y distribuidas. de manera puntual, mientras que la fase de desbordamiento se distribuye en una gran área en toda la región. Al mismo tiempo, la energía de la actividad magmática también tiene un gran impacto en el rango de distribución de las rocas volcánicas. En la actualidad, las principales rocas volcánicas en la depresión de la falla se distribuyen continuamente y su desarrollo se ve afectado principalmente por la cantidad de erupciones volcánicas y la cantidad de erosión estratigráfica posterior. A lo largo de las dos zonas de fallas que se cruzan y que controlan las rocas volcánicas, el comportamiento general es que las rocas volcánicas en el oeste son más gruesas y están dominadas por fases explosivas; las rocas volcánicas en el este son más delgadas y están dominadas por fases de desbordamiento (ver Figura 4).
Figura 4 Sección característica de reflexión sísmica de la roca volcánica de Lianjing en el centro de Anda (dirección este-oeste)
3.2 La falla Yanlie con tendencia NWW se comunica hacia abajo con la falla del basamento y es un canal para el afloramiento de magma volcánico.
Usando cortes coherentes para explicar el sistema de fallas internas de la Formación Shahezi en el área de Anda, se encontró que hay dos conjuntos de fallas invasoras con tendencia noroeste que se cruzan con fallas casi de norte a sur, comunicándose verticalmente con las fallas del basamento, formando canales de falla para el afloramiento de magma.
En el plano, el magma generalmente se desarrolla en la intersección de fallas, formando dos zonas de actividad de magma casi de norte a sur. A medida que el magma volcánico se eleva y se funde a través de los estratos suprayacentes, su ruta de migración se manifiesta como una perturbación de los estratos sedimentarios subyacentes, lo que hace que la falla tenga características de reflexión de perfil discontinuo en el perfil de reflexión sísmica, pero aparece como una fuerte reflexión en el rebanada Incoherente (Figura 5).
Además, hay una falla secundaria en forma de S en el centro del área de Anda, lo que es consistente con la tendencia de la estructura regional profunda. La falla más larga tiene 11 km y se desarrolló entre 1 y 6 pozos de profundidad. Los perfiles sísmicos y los cortes coherentes son claros, pero la distancia de la falla no es grande, generalmente de 10 a 100 m, y es una falla tardía.
De acuerdo con las características de respuesta sísmica de las rocas volcánicas, basadas en la tecnología de análisis de atributos sísmicos, las interfaces superior e inferior de las rocas volcánicas se calibraron utilizando datos de interpretación sísmica tridimensionales contiguos y la distribución de las rocas volcánicas en Se predijo la Formación Yingcheng en la Depresión de Anda, con un entierro poco profundo en la parte superior, la elevación más profunda es de aproximadamente -3200 m. Cortes coherentes extraídos a lo largo del tercer miembro de la Formación Yingcheng muestran que las trampas de roca volcánica cerca del cráter se concentran principalmente en la zona de la falla occidental, con una distribución sólo esporádica en la parte oriental, lo que refleja que los dos conjuntos de fallas controlan la intensidad y la formación de la erupción. escala de rocas volcánicas.
Combinado con las fallas del canal de intrusión de magma de la Formación Shahezi y las trampas de rocas volcánicas identificadas de la Formación Yingcheng, se muestra que las rocas volcánicas en Anda Sag están controladas principalmente por dos zonas de fallas que se cruzan. A juzgar por el perfil sísmico, hay muchos cráteres volcánicos en el oeste, que son de gran escala y tienen características caóticas de reflexión sísmica. Hay menos cráteres en el este, escala más pequeña y características de reflexión sísmica continua. A juzgar por el espesor actual, la parte más gruesa de los sedimentos volcánicos se desarrolla principalmente a lo largo de una serie de estructuras volcánicas en el oeste, adelgazándose hacia los flancos y, en general, es más gruesa. en el oeste y gradualmente se vuelve más espesa hacia el este. La actividad volcánica es fuerte en el oeste y débil en el este (Figura 6).
Por lo tanto, a diferencia de las características deposicionales de las rocas sedimentarias normales, las rocas volcánicas se forman a partir de lo profundo y tienen una forma de erupción de abajo hacia arriba. La combinación de fallas de basamento y fallas secundarias sobre ellas juega un papel importante en la distribución de las rocas volcánicas. Las fallas secundarias que controlan la erupción de las rocas volcánicas se concentran principalmente en los estratos sedimentarios subyacentes. El análisis de superposición de fallas de basamento y trampas de roca volcánica muestra que existe una correspondencia longitudinal uno a uno entre el cinturón de roca volcánica en el lado oeste de Anda Sag y la falla Xuxi, y el cinturón de roca volcánica en el lado este y la falla de Xudong, lo que indica que la actividad de las dos fallas de basamento está relacionada con esto. El desarrollo de rocas volcánicas en el área está estrechamente relacionado con la formación de zonas de levantamiento volcánico.
Figura 5 La porción coherente interna (T41, 10 ms) de la Formación Shahezi refleja el canal de surgencia de actividad volcánica en los estratos subyacentes.
Figura 6 La porción de volumen coherente de la Formación Yingcheng (T4 10 ms) refleja la distribución de las instituciones volcánicas en la Formación Yingcheng.
4 Conclusiones
(1) A través del análisis de las características de combinación de fallas y la relación de distribución de rocas volcánicas en la Depresión de Anda, se encontró que las rocas volcánicas en la Depresión de Falla de Xujiaweizi son controlado por tres tipos diferentes de combinaciones de fallas de basamento, formando diferentes tipos de patrones de afloramiento de magma y mostrando las características de erupciones volcánicas centrales, fracturadas y compuestas.
(2) La distribución de las rocas volcánicas está controlada por fallas de basamento y fallas secundarias que se comunican con ellas. También juega un cierto papel en la transformación de la estructura de la falla, manifestándose como una fuerte perturbación volcánica en los estratos subyacentes. no sólo forma canales volcánicos y destruye las características de reflexión sísmica de las fallas secundarias. Por lo tanto, fortalecer la identificación de fallas en los estratos subyacentes de la Formación Yingcheng, especialmente la relación de fallas con la Formación Shahezi, es la dirección principal para predecir la distribución de las rocas volcánicas.
(3) Se desarrolla una falla escalonada con tendencia noroeste en la parte superior de la falla del basamento en el área de Anda, que se comunica con la falla del basamento hacia abajo. Es un canal ascendente para el magma volcánico en el oeste. También refleja que la actividad volcánica en períodos históricos fue fuerte en el oeste y débil en el este. Los volcanes del oeste son de gran escala y tienen principalmente fases eruptivas, mientras que la parte oriental tiene fases de desbordamiento de gran superficie.
Referencia
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