本文選題：古巖溶地貌 + 古水系��； 參考：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：塔河油田海西早期形成了復(fù)雜的碳酸鹽巖巖溶縫洞系統(tǒng),其發(fā)育規(guī)模在不同地區(qū)表現(xiàn)出顯著的差異性。巖溶水在不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌背景以及不同巖溶發(fā)育階段下,具有一些特定的、代表性的運(yùn)動(dòng)樣式和富集規(guī)律,其運(yùn)動(dòng)和分布樣式對(duì)巖溶儲(chǔ)層的形成和展布尤為重要,是巖溶儲(chǔ)層研究的核心問題。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者在古地貌、古水系對(duì)巖溶儲(chǔ)層發(fā)育控制作用方面進(jìn)行了一定程度的研究,但未能從水文地貌系統(tǒng)和巖溶地貌演化的角度對(duì)巖溶水結(jié)構(gòu)樣式、水動(dòng)力特征、產(chǎn)匯流機(jī)制進(jìn)行討論,并閘述水文地貌系統(tǒng)、巖溶地貌演化與儲(chǔ)層發(fā)育這一“結(jié)構(gòu)-功能”關(guān)系。針對(duì)上述存在問題,本次研究首先從塔河油田海西早期古水文地貌發(fā)育特征入手,以現(xiàn)代巖溶理論為指導(dǎo),基于高精度三維地震資料,利用地震屬性提取及地震成像等技術(shù),對(duì)古巖溶地貌、古水文網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了恢復(fù),并在此基礎(chǔ)上,厘定了巖溶地貌演化階段,劃分了巖溶水文地貌系統(tǒng)和巖溶臺(tái)面。其次,利用測(cè)井解釋孔隙度資料建立非洞穴型儲(chǔ)層劃分模板,對(duì)全區(qū)971口單井儲(chǔ)層類型進(jìn)行劃分,通過水文地貌學(xué)原理方法和地震手段對(duì)全區(qū)暗河型洞穴進(jìn)行預(yù)測(cè),對(duì)比不同水文地貌系統(tǒng)中巖溶儲(chǔ)層發(fā)育特征。最后,通過解剖不同水文地貌系統(tǒng)中巖溶水產(chǎn)匯流特征與儲(chǔ)層發(fā)育關(guān)系,并結(jié)合現(xiàn)代巖溶地貌實(shí)地考察資料,討論不同水文地貌背景下巖溶儲(chǔ)層發(fā)育模式。主要研究認(rèn)識(shí)如下：1.塔河油田海西早期不同地區(qū)水文地貌特征存在較大差異,巖溶地貌處于不同演化階段,并發(fā)育多級(jí)巖溶臺(tái)面。1)塔河油田海西早期從東部到西部劃分為巖溶高原、巖溶斜坡和巖溶盆地三類二二級(jí)古巖溶地貌單元,不同二級(jí)巖溶地貌單元的水文地貌特征具有明顯的差異性。巖溶高原區(qū)、巖溶斜坡區(qū)以高幅差峰從、丘峰地貌為主,地貌分異作用強(qiáng)烈,在斜坡區(qū)發(fā)育一大型巖溶峽谷。地表水系平面上呈大型樹枝狀,深切溝谷以及縱剖面梯級(jí)狀下降的特征表明排泄基面的多期次下降,地表水具有強(qiáng)烈的垂向侵蝕作用。高原區(qū)和斜坡區(qū)交界處可見水系的襲奪現(xiàn)象,地表水系發(fā)育處于較成熟階段。水系、地貌結(jié)構(gòu)特征表明巖溶高原、巖溶斜坡區(qū)經(jīng)歷較長(zhǎng)一段巖溶作用穩(wěn)定期,建立了完整的地表巖溶流域水系網(wǎng)絡(luò),巖溶地貌發(fā)育演化階段處于“壯年期”階段；巖溶盆地區(qū)地形較為平緩,以低幅度溶丘為主,地貌分異作用不明顯。水系在平面上呈不對(duì)稱的格狀水系結(jié)構(gòu)特征,主干水系流向與構(gòu)造走向一致,分支水系受地形控制明顯密集分布于主干水系東側(cè)。溝谷普遍表現(xiàn)出“淺”切割且具有“正常型”河谷縱剖面的特征,平面上展現(xiàn)出大量的蛇曲狀結(jié)構(gòu),表明地表水以側(cè)向溶蝕、侵蝕為主,是在相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造格局控制下形成的。地表水系發(fā)育處于較年輕階段。水系、地貌結(jié)構(gòu)特征表明巖溶盆地區(qū)經(jīng)歷巖溶作用時(shí)間有限,地表水文網(wǎng)絡(luò)對(duì)地貌的溶蝕侵蝕作用較弱,巖溶地貌發(fā)育演化演化階段處于“青年期”階段。2)按照分水嶺邊界、水系結(jié)構(gòu)特征、水動(dòng)力條件和水循環(huán)特征的不同,將塔河地區(qū)海西早期流域系統(tǒng)劃分為巖溶高原區(qū)水文地貌系統(tǒng)、巖溶斜坡區(qū)水文地貌系統(tǒng)、巖溶盆地區(qū)水文地貌系統(tǒng)和淺覆蓋區(qū)水文地貌系統(tǒng)。3)通過對(duì)巖溶臺(tái)面發(fā)育特點(diǎn)和臺(tái)面劃分難點(diǎn)的分析,以巖溶古地貌發(fā)育特征為基礎(chǔ),建立了水系匯流點(diǎn)法、侵蝕階地法和地層上超終止方法,對(duì)巖溶高原地區(qū)水文地貌系統(tǒng)的巖溶臺(tái)面進(jìn)行劃分,識(shí)別出4級(jí)巖溶臺(tái)面,以巖溶臺(tái)面3的面積最大,經(jīng)歷的構(gòu)造穩(wěn)定時(shí)期最長(zhǎng)。2.不同水文地貌系統(tǒng)中巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育特征具有明顯差異性。巖溶高原水文地貌系統(tǒng)中暗河型洞穴平面上呈單支狀、網(wǎng)狀并且具有發(fā)育規(guī)模大、埋藏深、連通性較好的特征。盲谷、伏流、和襲奪形成的地下暗河洞穴異常發(fā)育,且襲奪形成的暗河型洞穴主要發(fā)育于高原與斜坡的交界地帶。表層巖溶帶儲(chǔ)層在殘丘翼部的發(fā)育程度高于頂部和底部。越靠近主干水系(溝谷)的高級(jí)次水系(溝谷)部位表層巖溶儲(chǔ)層越發(fā)育；巖溶斜坡區(qū)水文地貌系統(tǒng)中發(fā)育大型樹枝狀暗河型洞穴系統(tǒng),分支系統(tǒng)發(fā)育,洞穴具有發(fā)育規(guī)模大、埋藏深、連通性較好的特征；巖溶盆地水文地貌中洞穴主要呈孤立狀,未形成連續(xù)的暗河型洞穴網(wǎng)絡(luò),洞穴發(fā)育具有規(guī)模小、埋藏淺的特征；淺覆蓋區(qū)水文地貌系統(tǒng)在表層和深部發(fā)育兩套孤立狀洞穴,在一間房組地層主要為礁灘相沉積,雖然經(jīng)歷了后期的成巖改造作用,部分孔隙被破壞,但仍然保存了部分原生孔隙和次生孔隙；從全區(qū)范圍內(nèi)來看,洞穴在垂向上表現(xiàn)出明顯的成層性和復(fù)雜性特征,洞穴層形成時(shí)間總體呈現(xiàn)出上老下新的時(shí)序性關(guān)系。3.在巖溶高原水文地貌系統(tǒng)中建立了溝谷、殘丘表層巖溶帶儲(chǔ)層發(fā)育模式、向斜匯流型暗河洞穴發(fā)育模式、分水嶺-斷控暗河型洞穴發(fā)育模式；巖溶斜坡水文地貌系統(tǒng)中建立了峽谷區(qū)地表-地下雙重結(jié)構(gòu)洞穴發(fā)育模式、峽谷-斷裂雙控洞穴發(fā)育模式；淺覆蓋區(qū)建立了順層巖溶發(fā)育模式和深部熱液巖溶發(fā)育模式：從水文地貌時(shí)空演化與巖溶儲(chǔ)層發(fā)育響應(yīng)關(guān)系的角度探討巖溶儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律：建立巖溶臺(tái)面約束下洞穴層發(fā)育模式1)殘丘翼部表層的節(jié)理、裂隙為大氣淡水在表層巖體中滲透和溶蝕提供了良好的條件,大氣水進(jìn)入皮下水文層的入滲強(qiáng)度較大,產(chǎn)生側(cè)向擴(kuò)散流動(dòng)的皮下水流,并向溝谷排泄。入滲水在表層裂隙中,發(fā)生溶蝕作用時(shí)間較長(zhǎng),從而使殘丘翼部表層巖溶帶儲(chǔ)層發(fā)育程度較高；由于水流強(qiáng)烈的垂向侵蝕作用,使得絕大多數(shù)主干水系(溝谷)兩側(cè)的地表分支水系(溝谷)處于干涸無水狀態(tài),地表水由溝谷底部滲漏轉(zhuǎn)入地下,使分支溝谷系統(tǒng)整體“漏陷化”,從而控制了分支溝谷系統(tǒng)表層巖溶帶儲(chǔ)層的發(fā)育。2)兩個(gè)大型分水嶺所圍限的向斜構(gòu)造為有利的匯水地帶,高原區(qū)水文地貌中1充足的大氣水補(bǔ)給條件和地表水系強(qiáng)烈的垂向侵蝕作用,使得地表溝谷系統(tǒng)退化為干谷、伏流,盲谷等,發(fā)育大量落水洞、豎井,地表水文網(wǎng)不斷解體并逐漸向地下轉(zhuǎn)化。向斜內(nèi)部巖層中節(jié)理面及斷裂的發(fā)育,為地下水的滲透提供了通道,從而形成了順向斜軸部發(fā)育的大型暗河洞穴系統(tǒng)：由于分水嶺核部深大斷裂較發(fā)育,一部分水沿分水嶺翼部順深大斷裂下滲,形成分水嶺-斷控暗河型洞穴。3)峽谷區(qū)較大的地貌梯度,為地表水的運(yùn)動(dòng)提供較大的水動(dòng)力條件。地表水系具強(qiáng)烈的垂向侵蝕作用,并最終全部轉(zhuǎn)入地下,使地表溝谷系統(tǒng)失去排水功能,發(fā)育成與原地表溝谷平行的地下洞道,形成了呈映射關(guān)系的地表-地下雙重結(jié)構(gòu)暗河洞穴系統(tǒng)：峽谷地貌控制周圍水動(dòng)力場(chǎng),使區(qū)域地表、地下水向峽谷排泄,而斷裂為地下水下滲提供具體路徑。排泄基面多期次下降后,在峽谷兩側(cè)形成了多套洞穴層。4)淺覆蓋區(qū)北部潛山區(qū)較大的地形幅差提供較強(qiáng)的水動(dòng)力條件,裂縫和先期溶蝕孔洞及顆粒灰?guī)r段孔隙為巖溶水提供運(yùn)移路徑,使得北部潛山區(qū)巖溶水順層面進(jìn)入承壓區(qū)域。深切至一間房組內(nèi)部的溝谷為承壓狀態(tài)下的順層巖溶水提供了排泄通道,一部分水順層面向深切溝谷排泄,另一部分水順貫穿一間房組和桑塔木組的深大斷裂向上運(yùn)移至地表,形成上升泉,從而形成了完整的補(bǔ)給-徑流-排泄系統(tǒng)；深部熱流體順深大斷裂向上運(yùn)移,攜帶大量化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)的物質(zhì)組分并產(chǎn)生熱液巖溶作用,從而促成了該區(qū)深部溶儲(chǔ)層的發(fā)育。5)巖溶高原區(qū)和巖溶斜坡區(qū)經(jīng)歷了一段較長(zhǎng)的巖溶作用穩(wěn)定期,這種完整的地表巖溶流域水系網(wǎng)絡(luò)以及盲谷、干谷、伏流段、襲奪暗河以及具有綜合性排驅(qū)功能的大型地下暗河洞穴水系統(tǒng)是“壯年期”巖溶地貌演化階段下的產(chǎn)物。巖溶盆地區(qū)經(jīng)歷的巖溶作用時(shí)間有限,這種孤立狀洞穴的發(fā)育是“青年期”巖溶地貌演化階段下的產(chǎn)物。6)巖溶高原水文地貌系統(tǒng)主要發(fā)育3套洞穴層,具有明顯的層狀分布特征,臺(tái)面3的洞穴層規(guī)模最大。3套洞穴層在垂向上并不構(gòu)成大范圍重疊,僅臺(tái)面3控制的洞穴溯源侵蝕穿越臺(tái)面向上游發(fā)育,說明洞穴層形成時(shí)的構(gòu)造穩(wěn)定期長(zhǎng)。其他臺(tái)面洞穴層并未穿跨臺(tái)面發(fā)育,說明洞穴層形成時(shí)的構(gòu)造穩(wěn)定期短,潛水面控制下洞穴溯源侵蝕范圍比較有限。
[Abstract]:This paper deals with the formation and distribution of karst reservoirs in different geological structures , geomorphic backgrounds and different karst development stages . The karst slope area experienced a long period of karstification and established a complete water system network in the surface karst basin .
This paper divides the early basin system into karst plateau with the characteristics of water system structure , water power condition and water circulation characteristics .
In the karst slope area , a large - scale tree - like buried cave system is developed in the hydrography system , the branch system is developed , and the cave has the characteristics of large development scale , deep burial depth and good connectivity ;
In the karst basin , the caves are mainly isolated and do not form a continuous underground cave network , and the cave development has the characteristics of small scale and shallow burial .
There are two isolated caves in shallow - covered area with two sets of isolated caves in the superficial layer and the deep part . The formation of the shallow - covered area mainly consists of reef - shoal facies . Although some pores are destroyed during the late diagenesis , some of the primary and secondary pores are preserved .
From the perspective of the whole area , the cave is characterized by obvious layering and complexity , and the formation time of the cave layer presents a new chronological relationship .
The development mode of the surface - underground double - structure caves and the development mode of the canyon - fault double - control cave are established in the hydromorphic system of karst slope .
In this paper , the karst development model and the karst development model of deep hydrothermal solution are established in the shallow covering area . The development law of karst reservoir is discussed from the perspective of the relationship between the spatial - temporal evolution of hydrography and the development response of karst reservoir .
In this paper , a large deep river cave system is developed , which is characterized by a strong vertical erosion effect and a strong vertical erosion of surface water .
5 ) The karst plateau and the karst slope area have experienced a long period of karst .
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.13;P931

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本文編號(hào)：1971430