阿拉斯加北坡盆地楚科奇海域?qū)有蚋窦?/h1>
2016-07-19 05:37:38于圣杰李運(yùn)振
地質(zhì)學(xué)刊 2016年2期 關(guān)鍵詞：阿拉斯加
于圣杰， 呂 明， 李運(yùn)振
(中海油研究總院，北京100028)
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阿拉斯加北坡盆地楚科奇海域?qū)有蚋窦?/p>
于圣杰， 呂明， 李運(yùn)振
(中海油研究總院，北京100028)
摘要：阿拉斯加北坡盆地經(jīng)歷了石炭紀(jì)—中侏羅世的被動(dòng)大陸邊緣階段、中侏羅世—早白堊世的波弗特海裂谷階段、早白堊世晚期—現(xiàn)今的布魯克斯造山和前陸盆地階段，盆山格局在古生代和現(xiàn)今發(fā)生了反轉(zhuǎn)。盆地楚科奇海域可劃分為4個(gè)一級(jí)層序與8個(gè)二級(jí)層序：4個(gè)一級(jí)層序?yàn)楦惶m克林巨層序、埃爾斯米爾巨層序、波弗特海裂谷巨層序、布魯克林巨層序，層序界面分別為T100、JU、K1；8個(gè)二級(jí)層序?yàn)橄掳査姑谞柍瑢有?SQ1)、中埃爾斯米超層序(SQ2)、上埃爾斯米爾超層序(SQ3)、下波弗特海裂谷超層序(SQ4)、上波弗特海裂谷超層序(SQ5)、下布魯克林超層序(SQ6)、中布魯克林超層序(SQ7)、上布魯克林超層序(SQ8)，層序界面分別為MU、PU、LCU、MAU、MBU。楚科奇海域的有利勘探區(qū)帶為漢娜坳陷。
關(guān)鍵詞：構(gòu)造演化；層序格架；楚科奇海；北坡盆地；阿拉斯加
0引言
阿拉斯北坡盆地為一經(jīng)證實(shí)的含油氣盆地，油氣資源豐富，已發(fā)現(xiàn)油氣資源2p可采累計(jì)達(dá)310億桶油當(dāng)量(IHS公司，2012)，美國(guó)最大的油田普魯?shù)禄魹秤吞锞臀挥谠撆璧氐臇|部陸上區(qū)域，美國(guó)在該盆地還發(fā)現(xiàn)一系列大中型油氣田，如Lisburen-Pool、Ivishak、Shublik、Sag河與Barrow油田等(姚永堅(jiān)等，2011)。由于楚科奇海域位于高緯度，受海冰影響，年作業(yè)時(shí)窗范圍短(每年夏季)，勘探開發(fā)成本較高，勘探程度低，截至2012年2月，盆地二維地震測(cè)線總長(zhǎng)22.923萬km，三維地震測(cè)網(wǎng)1.46萬km2，大部分位于陸上區(qū)域；盆地已鉆探533口井，獲得了64個(gè)油田或發(fā)現(xiàn)(IHS公司，2012)，海上僅有探井7口，獲得1個(gè)次商業(yè)發(fā)現(xiàn)。隨著我國(guó)石油公司的不斷發(fā)展壯大，本著走向海外的戰(zhàn)略方針，值得對(duì)該地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。
國(guó)外學(xué)者Bruynzeel等(1982)做過盆地陸上區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查，Grantz等(1994)做過盆地區(qū)域構(gòu)造演化的研究，Khain等(2007)對(duì)東部波弗特海域的油氣富集成藏做過研究，揭示了該區(qū)帶的油氣成藏規(guī)律；國(guó)內(nèi)學(xué)者姚永堅(jiān)等(2011)和張?chǎng)?2014)做過盆地構(gòu)造特征與油氣潛力預(yù)測(cè)方面的研究，系統(tǒng)論述了盆地經(jīng)歷的構(gòu)造演化期次以及烴源巖、儲(chǔ)層、蓋層等基本石油地質(zhì)條件，同時(shí)論述了盆地的含油氣系統(tǒng)及關(guān)鍵時(shí)刻，初步揭示了該盆地海域的成藏規(guī)律。但截至目前，尚未有針對(duì)盆地楚科奇海域?qū)有虻貙臃矫娴难芯抗ぷ?。基于有限資料，利用經(jīng)典層序地層學(xué)原理，初步建立了該盆地楚科奇海域二級(jí)層序格架，為該地區(qū)未來基礎(chǔ)資料豐富的條件下聚焦目的層系及進(jìn)一步選洼定帶的研究工作奠定基礎(chǔ)。
1盆地概況
北坡盆地是橫跨阿拉斯加整個(gè)寬度的古生代—新生代盆地，是北極外圍最重要的含油氣盆地之一(Troutmanetal., 2005)，總覆蓋面積約36.5萬km2。楚科奇海域面積約12萬km2，水深范圍10～50m，屬寬緩的陸架區(qū)。盆地的南界是布魯克斯山嶺，該逆沖造山帶是加拿大落基山脈的延伸；北界大致與阿拉斯加北部的波弗特海北部海岸線一致，巴羅隆起將北側(cè)的加拿大盆地與南側(cè)的前陸盆地分隔開。北坡盆地向西延伸到楚科奇海之下、位于美國(guó)和俄羅斯邊界線處的楚科奇地臺(tái)；盆地東部的邊緣變窄，沿著加拿大和阿拉斯加的邊界線，布魯克斯山脈大致延伸到海岸線。根據(jù)確定的范圍，北坡盆地可分為4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元：盆地北部為北極地臺(tái)，東南方向?yàn)楸逼屡璧厍瓣懪c擠壓帶，西邊是楚科奇地臺(tái)，楚科奇海域中部為漢娜坳陷(圖1)。
圖1 阿拉斯加北坡盆地位置與構(gòu)造單元圖1-北坡盆地；2-阿拉斯加大陸；3-構(gòu)造單元；4-海岸線；5-剖面位置；6-國(guó)境線Fig.1 Map showing location and structural units of the North Slope Basin
2構(gòu)造演化與沉積充填
北坡盆地構(gòu)造演化經(jīng)歷了4個(gè)不同的階段(圖2)。
圖2 北坡盆地構(gòu)造演化剖面模式圖(剖面位置見圖1，據(jù)IHS公司修改，2012)1-海平面；2-富蘭克林層序；3-裂谷層序；4-LCD下白堊不整合；5-物源；6-埃爾斯米爾層序；7-布魯克林層序；8-斷層Fig.2 Cross section model showing tectonic evolution of the North Slope Basin (see cross section location in Fig.1, modified from IHS, 2012)
2.1基底擠壓變形階段(中泥盆世之前？)
埃爾斯米爾造山運(yùn)動(dòng)影響了現(xiàn)今北坡盆地和布魯克斯山脈東南部不整合面之下的弱變形的密西西比紀(jì)地層單元。
北極地臺(tái)是北坡地區(qū)最古老的區(qū)域地體，由中泥盆世或更老的變質(zhì)巖(類似于已知的富蘭克林層序)組成。這些高度變形的巖層構(gòu)成了阿拉斯加北部的大部分和現(xiàn)今北坡盆地的基底(Bruynzeeletal.，1982；Craigetal.，1985；Mooreetal.，1992)。
2.2被動(dòng)大陸邊緣階段(早密西西比世—中侏羅世)
晚古生代和早中生代時(shí)期，北坡盆地處于被動(dòng)大陸邊緣階段，北極地臺(tái)被認(rèn)為是在該盆地北側(cè)形成的廣闊陸架區(qū)。早密西西比世—中侏羅世的沉積地層被稱為埃爾斯米爾巨層序(Grantzetal.，1994)(圖2a、圖3a)。
該時(shí)期盆地北高南低，主物源為北部隆起的基底剝蝕區(qū)，向南往現(xiàn)今布魯克斯山脈一側(cè)水體加深。先后沉積一套非海相碎屑巖與含碎屑巖的碳酸鹽巖，下二疊—下三疊時(shí)期沉積一套砂質(zhì)碎屑巖，期間經(jīng)歷多期海泛與海退，被之上三疊系海相頁巖覆蓋。該時(shí)期盆地大部主要為淺海相環(huán)境，形成厚層泥巖、碳酸鹽巖臺(tái)地與局部碎屑巖沉積。
2.3波弗特海裂谷階段(中侏羅世—早白堊世)
波弗特海裂谷階段記錄了從侏羅紀(jì)夭折裂谷到歐特里夫期開始的成功裂谷之間這段約達(dá)1億年的擴(kuò)張期(Hubbardetal.，1987)，這一擴(kuò)張導(dǎo)致了加拿大大洋的張開。
早白堊世開始，盆地南部布魯克斯山脈初始抬升出露地表，裂谷期以盆地北部早白堊發(fā)育的裂谷作用為主。北部存在繼承性的局部短物源；西部陸架區(qū)的楚科奇地臺(tái)抬升。早白堊晚期，布魯克斯山脈初始抬升，成為區(qū)域物源，碎屑巖發(fā)育于盆地的坡折地帶。此時(shí)北部形成一系列小型地塹-半地塹。該時(shí)期先后經(jīng)歷河流-過渡相、邊緣相與海相沉積環(huán)境(圖2b、圖3b)。
圖3 北坡盆地構(gòu)造演化平面示意圖Fig.3 Plan showing tectonic evolution of the North Slope Basin
2.4布魯克斯造山和前陸盆地階段(早白堊世晚期至今)
盆地整體呈現(xiàn)南部抬升、擠壓變形和北部沉降的構(gòu)造格局，早白堊世晚期北坡盆地逐步轉(zhuǎn)化為前陸盆地(Birdetal., 1992)。盆地物源以南部布魯克斯山脈為主，巴羅隆起帶為前淵隆起；北部的構(gòu)造樞紐線(HingeLine)是一個(gè)寬廣的斷裂帶，記載了陸殼向洋殼的轉(zhuǎn)化；盆地中部經(jīng)歷由淺海、局限海向陸相環(huán)境的轉(zhuǎn)移。該時(shí)期先后經(jīng)歷了淺海相、海相三角洲與河流相沉積(圖2c、圖3c)。
3楚科奇海域?qū)有蚋窦苎芯?/p>
3.1構(gòu)造層序格架特征
北坡盆地楚科奇?？蓜澐譃?個(gè)一級(jí)層序與8個(gè)(除去基底)二級(jí)層序(圖4)。
3.1.1富蘭克林巨層序該層序由中泥盆世埃爾斯米造山運(yùn)動(dòng)形成的或更老的地層組成，構(gòu)成盆地的基底，其中前密西西比紀(jì)的埋深超過1萬m，地震上對(duì)應(yīng)T100界面之下的部分。
3.1.2埃爾斯米爾巨層序該套層序?qū)?yīng)晚泥盆世末期—中侏羅世被動(dòng)大陸邊緣時(shí)期的地層，地震上對(duì)應(yīng)界面T100-JU，自下而上分為3個(gè)二級(jí)層序：下埃爾斯米爾超層序(SQ1)、中埃爾斯米爾超層序(SQ2)、上埃爾斯米爾超層序(SQ3)，地震上分別對(duì)應(yīng)界面T100-MU、MU-PU、PU-JU，該層序主要發(fā)育于楚科奇海域漢娜坳陷地區(qū)。
3.1.3波弗特海裂谷巨層序該層序?qū)?yīng)中侏羅世—早白堊世盆地北部波弗特海裂谷作用形成的地層，地震上對(duì)應(yīng)界面JU-K1，自下而上分為2個(gè)二級(jí)層序：下波弗特海裂超層序(SQ4)、上波弗特海裂谷超層序(SQ5)，地震上分別對(duì)應(yīng)界面JU-LCU、LCU-K1。該層序主要發(fā)育于北部裂谷帶區(qū)域。
3.1.4布魯克林巨層序該套層序?qū)?yīng)早白堊世晚期由布魯克斯造山運(yùn)動(dòng)形成的前陸盆地時(shí)期的地層，地震上對(duì)應(yīng)界面K1之上的部分，自下而上分為3個(gè)二級(jí)層序：下布魯克林超層序(SQ6)、中布魯克林超層序(SQ7)與上布魯克林超層序(SQ8)，地震上分別對(duì)應(yīng)界面K1-MAU、MAU-MBU、MBU-地表，該套前陸期層序由南向北減薄。
圖4 盆地層序地層格架剖面示意圖(位置見圖1)Fig.4 Cross section model showing sequence stratigraphic framework of the North Slope Basin (see location in Fig. 1)
3.2各層序界面特征
各個(gè)層序界面具有如下特點(diǎn)(圖5)。
3.2.1埃爾斯米爾巨層序與富蘭克林巨層序的分界面T100為埃爾斯米爾一級(jí)層序的底界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下為全區(qū)剝蝕，具中—弱振幅、低頻率、低連續(xù)性反射特征；界面之上具強(qiáng)振幅、低頻率、高連續(xù)性反射特征，局部存在上超現(xiàn)象。
3.2.2埃爾斯米爾巨層序內(nèi)SQ1與SQ2的分界面MU為埃爾斯米爾內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下具強(qiáng)振幅、低頻率、高連續(xù)性反射特征，西部與南部地層出現(xiàn)明顯剝蝕現(xiàn)象；界面之上具弱—中振幅、低頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.3埃爾斯米爾巨層序內(nèi)SQ2與SQ3的分界面PU為埃爾斯米爾內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性較好。界面之下具中振幅、中頻率、中連續(xù)性反射特征，西部與南部地層出現(xiàn)小范圍剝蝕現(xiàn)象；界面之上具弱—中振幅、中頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.4埃爾斯米爾巨層序與波弗特巨層序的分界面JU為波弗特一級(jí)層序的底界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下基本為全區(qū)剝蝕，具強(qiáng)振幅、中頻率、高連續(xù)性反射特征，東北部出現(xiàn)雜亂反射；界面之上具弱—中振幅、中—高頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.5波弗特海巨層序內(nèi)SQ4與SQ5的分界面LCU為波弗特內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下基本為全區(qū)剝蝕，具弱振幅、中頻率、低—中連續(xù)性反射特征；界面之上具弱—中振幅、中—高頻率、低—中連續(xù)性反射特征。
3.2.6波弗特海巨層序與布魯克林巨層序的分界面K1為布魯克林一級(jí)層序的底界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下基本為全區(qū)剝蝕，具弱振幅、中頻率、低—中連續(xù)性反射特征；界面之上具弱—中振幅、中—高頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.7布魯克林巨層序內(nèi)SQ6與SQ7的分界面MAU為布魯克林內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下具強(qiáng)振幅、中—高頻率、高連續(xù)性反射特征，中南部地層出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象；界面之上具弱—中振幅、高頻率、高連續(xù)性反射特征。
3.2.8布魯克林巨層序內(nèi)SQ7與SQ8 的分界面MBU為布魯克林內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下具弱振幅、高頻率、中連續(xù)性反射特征, 中東部地層出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象；界面之上具中振幅、高頻率、高連續(xù)性反射特征。
4結(jié)論
圖5 楚科奇海域構(gòu)造層序格架綜合柱狀圖Fig.5 Comprehensive column of structural sequence framework in the Chukchi Sea
(1) 北坡盆地先后經(jīng)歷了自石炭紀(jì)—中侏羅世的被動(dòng)大陸邊緣階段、中侏羅世—早白堊世的波弗特海裂谷階段與早白堊世晚期—現(xiàn)今的布魯克斯造山和前陸盆地階段，盆山格局在古生代和現(xiàn)今發(fā)生了反轉(zhuǎn)。
(2) 北坡盆地楚科奇海域可劃分為4個(gè)一級(jí)層序與8個(gè)二級(jí)層序：4個(gè)一級(jí)層序?yàn)楦惶m克林巨層序、埃爾斯米爾巨層序、波弗特海裂谷巨層序、布魯克林巨層序；層序界面分別為T100、JU、K1；8個(gè)二級(jí)層序分別為下埃爾斯米爾超層序(SQ1)、中埃爾斯米超層序(SQ2)、上埃爾斯米爾超層序(SQ3)、下波弗特海裂谷超層序(SQ4)、上波弗特海裂谷超層序(SQ5)、下布魯克林超層序(SQ6)、中布魯克林超層序(SQ7)、上布魯克林超層序(SQ8)；層序界面分別為MU、PU、LCU、MAU、MBU。
(3) 被動(dòng)大陸邊緣演化階段的埃爾斯米爾巨層序主要發(fā)育于漢娜坳陷，為楚科奇海域古生界及下中生界主力勘探目的層系，漢娜坳陷也是該區(qū)域最有利勘探區(qū)域。波弗特海裂谷與前陸盆地早期演化階段的地層沉積中心主要位于楚科奇臺(tái)地毗鄰北楚科奇盆地的區(qū)域，勘探目的層系為上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)的SQ4—SQ6層序，該區(qū)域?yàn)槌破婧＿h(yuǎn)景有利勘探區(qū)。
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Sequence framework of the Chukchi Sea in the North Slope Basin, Alaska
YU Shengjie, LV Ming, LI Yunzhen
(BeijingResearchCenter,ChinaNationalOffshoreOilCorporation,Beijing100028,China)
Abstract：The Alaska North Slope Basin has undergone a passive continental margin stage during Carboniferous-Middle Jurassic, a Beaufort Sea rift stage during Middle Jurassic-Early Cretaceous, and a Brooks orogenic and foreland stage which dates from the late Early Cretaceous to the present, and the basin-mountain patterns have inversed during the Paleozoic and the present. The Chukchi Sea can be divided into four megasequences and eight supersequences. The four meagasequences are the Franklinian, Ellesmerian, Beaufortian and Brookian, with sequence boundaries of T100, JU and K1 respectively, and the eight supersequences are the Lower Ellesmerian (SQ1), Middle Ellesmerian (SQ2), Upper Ellesmerian (SQ3), Lower Beaufortian (SQ4), Upper Beaufortian (SQ5), Lower Brookian(SQ6), Middle Brookian (SQ7) and Upper Brookian (SQ8), with sequence boundaries of MU, PU, LCU, MAU and MBU respectively. The Hanna depression is a favorable exploration zone in the Chukchi Sea.
Keywords：tectonic evolution; sequence framework; Chukchi Sea; North Slope Basin; Alaska
doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.303
收稿日期：2015-08-24；修回日期：2015-09-10；編輯：陸李萍
基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”重大專項(xiàng)“大陸邊緣盆地類比與油氣成藏規(guī)律研究”(20112ZX05030-001)
作者簡(jiǎn)介：于圣杰(1984—)，男，工程師，主要從事綜合地質(zhì)與沉積儲(chǔ)層方面的研究工作，E-mail: feiesi@163.com
中圖分類號(hào)：P539.2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1674-3636(2016)02-0303-06
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于圣杰， 呂 明， 李運(yùn)振
(中海油研究總院，北京100028)
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阿拉斯加北坡盆地楚科奇海域?qū)有蚋窦?/p>
于圣杰， 呂明， 李運(yùn)振
(中海油研究總院，北京100028)
摘要：阿拉斯加北坡盆地經(jīng)歷了石炭紀(jì)—中侏羅世的被動(dòng)大陸邊緣階段、中侏羅世—早白堊世的波弗特海裂谷階段、早白堊世晚期—現(xiàn)今的布魯克斯造山和前陸盆地階段，盆山格局在古生代和現(xiàn)今發(fā)生了反轉(zhuǎn)。盆地楚科奇海域可劃分為4個(gè)一級(jí)層序與8個(gè)二級(jí)層序：4個(gè)一級(jí)層序?yàn)楦惶m克林巨層序、埃爾斯米爾巨層序、波弗特海裂谷巨層序、布魯克林巨層序，層序界面分別為T100、JU、K1；8個(gè)二級(jí)層序?yàn)橄掳査姑谞柍瑢有?SQ1)、中埃爾斯米超層序(SQ2)、上埃爾斯米爾超層序(SQ3)、下波弗特海裂谷超層序(SQ4)、上波弗特海裂谷超層序(SQ5)、下布魯克林超層序(SQ6)、中布魯克林超層序(SQ7)、上布魯克林超層序(SQ8)，層序界面分別為MU、PU、LCU、MAU、MBU。楚科奇海域的有利勘探區(qū)帶為漢娜坳陷。
關(guān)鍵詞：構(gòu)造演化；層序格架；楚科奇海；北坡盆地；阿拉斯加
0引言
阿拉斯北坡盆地為一經(jīng)證實(shí)的含油氣盆地，油氣資源豐富，已發(fā)現(xiàn)油氣資源2p可采累計(jì)達(dá)310億桶油當(dāng)量(IHS公司，2012)，美國(guó)最大的油田普魯?shù)禄魹秤吞锞臀挥谠撆璧氐臇|部陸上區(qū)域，美國(guó)在該盆地還發(fā)現(xiàn)一系列大中型油氣田，如Lisburen-Pool、Ivishak、Shublik、Sag河與Barrow油田等(姚永堅(jiān)等，2011)。由于楚科奇海域位于高緯度，受海冰影響，年作業(yè)時(shí)窗范圍短(每年夏季)，勘探開發(fā)成本較高，勘探程度低，截至2012年2月，盆地二維地震測(cè)線總長(zhǎng)22.923萬km，三維地震測(cè)網(wǎng)1.46萬km2，大部分位于陸上區(qū)域；盆地已鉆探533口井，獲得了64個(gè)油田或發(fā)現(xiàn)(IHS公司，2012)，海上僅有探井7口，獲得1個(gè)次商業(yè)發(fā)現(xiàn)。隨著我國(guó)石油公司的不斷發(fā)展壯大，本著走向海外的戰(zhàn)略方針，值得對(duì)該地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。
國(guó)外學(xué)者Bruynzeel等(1982)做過盆地陸上區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查，Grantz等(1994)做過盆地區(qū)域構(gòu)造演化的研究，Khain等(2007)對(duì)東部波弗特海域的油氣富集成藏做過研究，揭示了該區(qū)帶的油氣成藏規(guī)律；國(guó)內(nèi)學(xué)者姚永堅(jiān)等(2011)和張?chǎng)?2014)做過盆地構(gòu)造特征與油氣潛力預(yù)測(cè)方面的研究，系統(tǒng)論述了盆地經(jīng)歷的構(gòu)造演化期次以及烴源巖、儲(chǔ)層、蓋層等基本石油地質(zhì)條件，同時(shí)論述了盆地的含油氣系統(tǒng)及關(guān)鍵時(shí)刻，初步揭示了該盆地海域的成藏規(guī)律。但截至目前，尚未有針對(duì)盆地楚科奇海域?qū)有虻貙臃矫娴难芯抗ぷ?。基于有限資料，利用經(jīng)典層序地層學(xué)原理，初步建立了該盆地楚科奇海域二級(jí)層序格架，為該地區(qū)未來基礎(chǔ)資料豐富的條件下聚焦目的層系及進(jìn)一步選洼定帶的研究工作奠定基礎(chǔ)。
1盆地概況
北坡盆地是橫跨阿拉斯加整個(gè)寬度的古生代—新生代盆地，是北極外圍最重要的含油氣盆地之一(Troutmanetal., 2005)，總覆蓋面積約36.5萬km2。楚科奇海域面積約12萬km2，水深范圍10～50m，屬寬緩的陸架區(qū)。盆地的南界是布魯克斯山嶺，該逆沖造山帶是加拿大落基山脈的延伸；北界大致與阿拉斯加北部的波弗特海北部海岸線一致，巴羅隆起將北側(cè)的加拿大盆地與南側(cè)的前陸盆地分隔開。北坡盆地向西延伸到楚科奇海之下、位于美國(guó)和俄羅斯邊界線處的楚科奇地臺(tái)；盆地東部的邊緣變窄，沿著加拿大和阿拉斯加的邊界線，布魯克斯山脈大致延伸到海岸線。根據(jù)確定的范圍，北坡盆地可分為4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元：盆地北部為北極地臺(tái)，東南方向?yàn)楸逼屡璧厍瓣懪c擠壓帶，西邊是楚科奇地臺(tái)，楚科奇海域中部為漢娜坳陷(圖1)。
圖1 阿拉斯加北坡盆地位置與構(gòu)造單元圖1-北坡盆地；2-阿拉斯加大陸；3-構(gòu)造單元；4-海岸線；5-剖面位置；6-國(guó)境線Fig.1 Map showing location and structural units of the North Slope Basin
2構(gòu)造演化與沉積充填
北坡盆地構(gòu)造演化經(jīng)歷了4個(gè)不同的階段(圖2)。
圖2 北坡盆地構(gòu)造演化剖面模式圖(剖面位置見圖1，據(jù)IHS公司修改，2012)1-海平面；2-富蘭克林層序；3-裂谷層序；4-LCD下白堊不整合；5-物源；6-埃爾斯米爾層序；7-布魯克林層序；8-斷層Fig.2 Cross section model showing tectonic evolution of the North Slope Basin (see cross section location in Fig.1, modified from IHS, 2012)
2.1基底擠壓變形階段(中泥盆世之前？)
埃爾斯米爾造山運(yùn)動(dòng)影響了現(xiàn)今北坡盆地和布魯克斯山脈東南部不整合面之下的弱變形的密西西比紀(jì)地層單元。
北極地臺(tái)是北坡地區(qū)最古老的區(qū)域地體，由中泥盆世或更老的變質(zhì)巖(類似于已知的富蘭克林層序)組成。這些高度變形的巖層構(gòu)成了阿拉斯加北部的大部分和現(xiàn)今北坡盆地的基底(Bruynzeeletal.，1982；Craigetal.，1985；Mooreetal.，1992)。
2.2被動(dòng)大陸邊緣階段(早密西西比世—中侏羅世)
晚古生代和早中生代時(shí)期，北坡盆地處于被動(dòng)大陸邊緣階段，北極地臺(tái)被認(rèn)為是在該盆地北側(cè)形成的廣闊陸架區(qū)。早密西西比世—中侏羅世的沉積地層被稱為埃爾斯米爾巨層序(Grantzetal.，1994)(圖2a、圖3a)。
該時(shí)期盆地北高南低，主物源為北部隆起的基底剝蝕區(qū)，向南往現(xiàn)今布魯克斯山脈一側(cè)水體加深。先后沉積一套非海相碎屑巖與含碎屑巖的碳酸鹽巖，下二疊—下三疊時(shí)期沉積一套砂質(zhì)碎屑巖，期間經(jīng)歷多期海泛與海退，被之上三疊系海相頁巖覆蓋。該時(shí)期盆地大部主要為淺海相環(huán)境，形成厚層泥巖、碳酸鹽巖臺(tái)地與局部碎屑巖沉積。
2.3波弗特海裂谷階段(中侏羅世—早白堊世)
波弗特海裂谷階段記錄了從侏羅紀(jì)夭折裂谷到歐特里夫期開始的成功裂谷之間這段約達(dá)1億年的擴(kuò)張期(Hubbardetal.，1987)，這一擴(kuò)張導(dǎo)致了加拿大大洋的張開。
早白堊世開始，盆地南部布魯克斯山脈初始抬升出露地表，裂谷期以盆地北部早白堊發(fā)育的裂谷作用為主。北部存在繼承性的局部短物源；西部陸架區(qū)的楚科奇地臺(tái)抬升。早白堊晚期，布魯克斯山脈初始抬升，成為區(qū)域物源，碎屑巖發(fā)育于盆地的坡折地帶。此時(shí)北部形成一系列小型地塹-半地塹。該時(shí)期先后經(jīng)歷河流-過渡相、邊緣相與海相沉積環(huán)境(圖2b、圖3b)。
圖3 北坡盆地構(gòu)造演化平面示意圖Fig.3 Plan showing tectonic evolution of the North Slope Basin
2.4布魯克斯造山和前陸盆地階段(早白堊世晚期至今)
盆地整體呈現(xiàn)南部抬升、擠壓變形和北部沉降的構(gòu)造格局，早白堊世晚期北坡盆地逐步轉(zhuǎn)化為前陸盆地(Birdetal., 1992)。盆地物源以南部布魯克斯山脈為主，巴羅隆起帶為前淵隆起；北部的構(gòu)造樞紐線(HingeLine)是一個(gè)寬廣的斷裂帶，記載了陸殼向洋殼的轉(zhuǎn)化；盆地中部經(jīng)歷由淺海、局限海向陸相環(huán)境的轉(zhuǎn)移。該時(shí)期先后經(jīng)歷了淺海相、海相三角洲與河流相沉積(圖2c、圖3c)。
3楚科奇海域?qū)有蚋窦苎芯?/p>
3.1構(gòu)造層序格架特征
北坡盆地楚科奇?？蓜澐譃?個(gè)一級(jí)層序與8個(gè)(除去基底)二級(jí)層序(圖4)。
3.1.1富蘭克林巨層序該層序由中泥盆世埃爾斯米造山運(yùn)動(dòng)形成的或更老的地層組成，構(gòu)成盆地的基底，其中前密西西比紀(jì)的埋深超過1萬m，地震上對(duì)應(yīng)T100界面之下的部分。
3.1.2埃爾斯米爾巨層序該套層序?qū)?yīng)晚泥盆世末期—中侏羅世被動(dòng)大陸邊緣時(shí)期的地層，地震上對(duì)應(yīng)界面T100-JU，自下而上分為3個(gè)二級(jí)層序：下埃爾斯米爾超層序(SQ1)、中埃爾斯米爾超層序(SQ2)、上埃爾斯米爾超層序(SQ3)，地震上分別對(duì)應(yīng)界面T100-MU、MU-PU、PU-JU，該層序主要發(fā)育于楚科奇海域漢娜坳陷地區(qū)。
3.1.3波弗特海裂谷巨層序該層序?qū)?yīng)中侏羅世—早白堊世盆地北部波弗特海裂谷作用形成的地層，地震上對(duì)應(yīng)界面JU-K1，自下而上分為2個(gè)二級(jí)層序：下波弗特海裂超層序(SQ4)、上波弗特海裂谷超層序(SQ5)，地震上分別對(duì)應(yīng)界面JU-LCU、LCU-K1。該層序主要發(fā)育于北部裂谷帶區(qū)域。
3.1.4布魯克林巨層序該套層序?qū)?yīng)早白堊世晚期由布魯克斯造山運(yùn)動(dòng)形成的前陸盆地時(shí)期的地層，地震上對(duì)應(yīng)界面K1之上的部分，自下而上分為3個(gè)二級(jí)層序：下布魯克林超層序(SQ6)、中布魯克林超層序(SQ7)與上布魯克林超層序(SQ8)，地震上分別對(duì)應(yīng)界面K1-MAU、MAU-MBU、MBU-地表，該套前陸期層序由南向北減薄。
圖4 盆地層序地層格架剖面示意圖(位置見圖1)Fig.4 Cross section model showing sequence stratigraphic framework of the North Slope Basin (see location in Fig. 1)
3.2各層序界面特征
各個(gè)層序界面具有如下特點(diǎn)(圖5)。
3.2.1埃爾斯米爾巨層序與富蘭克林巨層序的分界面T100為埃爾斯米爾一級(jí)層序的底界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下為全區(qū)剝蝕，具中—弱振幅、低頻率、低連續(xù)性反射特征；界面之上具強(qiáng)振幅、低頻率、高連續(xù)性反射特征，局部存在上超現(xiàn)象。
3.2.2埃爾斯米爾巨層序內(nèi)SQ1與SQ2的分界面MU為埃爾斯米爾內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下具強(qiáng)振幅、低頻率、高連續(xù)性反射特征，西部與南部地層出現(xiàn)明顯剝蝕現(xiàn)象；界面之上具弱—中振幅、低頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.3埃爾斯米爾巨層序內(nèi)SQ2與SQ3的分界面PU為埃爾斯米爾內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性較好。界面之下具中振幅、中頻率、中連續(xù)性反射特征，西部與南部地層出現(xiàn)小范圍剝蝕現(xiàn)象；界面之上具弱—中振幅、中頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.4埃爾斯米爾巨層序與波弗特巨層序的分界面JU為波弗特一級(jí)層序的底界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下基本為全區(qū)剝蝕，具強(qiáng)振幅、中頻率、高連續(xù)性反射特征，東北部出現(xiàn)雜亂反射；界面之上具弱—中振幅、中—高頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.5波弗特海巨層序內(nèi)SQ4與SQ5的分界面LCU為波弗特內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下基本為全區(qū)剝蝕，具弱振幅、中頻率、低—中連續(xù)性反射特征；界面之上具弱—中振幅、中—高頻率、低—中連續(xù)性反射特征。
3.2.6波弗特海巨層序與布魯克林巨層序的分界面K1為布魯克林一級(jí)層序的底界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下基本為全區(qū)剝蝕，具弱振幅、中頻率、低—中連續(xù)性反射特征；界面之上具弱—中振幅、中—高頻率、中連續(xù)性反射特征。
3.2.7布魯克林巨層序內(nèi)SQ6與SQ7的分界面MAU為布魯克林內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下具強(qiáng)振幅、中—高頻率、高連續(xù)性反射特征，中南部地層出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象；界面之上具弱—中振幅、高頻率、高連續(xù)性反射特征。
3.2.8布魯克林巨層序內(nèi)SQ7與SQ8 的分界面MBU為布魯克林內(nèi)的二級(jí)層序界面，同相軸連續(xù)性好。界面之下具弱振幅、高頻率、中連續(xù)性反射特征, 中東部地層出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象；界面之上具中振幅、高頻率、高連續(xù)性反射特征。
4結(jié)論
圖5 楚科奇海域構(gòu)造層序格架綜合柱狀圖Fig.5 Comprehensive column of structural sequence framework in the Chukchi Sea
(1) 北坡盆地先后經(jīng)歷了自石炭紀(jì)—中侏羅世的被動(dòng)大陸邊緣階段、中侏羅世—早白堊世的波弗特海裂谷階段與早白堊世晚期—現(xiàn)今的布魯克斯造山和前陸盆地階段，盆山格局在古生代和現(xiàn)今發(fā)生了反轉(zhuǎn)。
(2) 北坡盆地楚科奇海域可劃分為4個(gè)一級(jí)層序與8個(gè)二級(jí)層序：4個(gè)一級(jí)層序?yàn)楦惶m克林巨層序、埃爾斯米爾巨層序、波弗特海裂谷巨層序、布魯克林巨層序；層序界面分別為T100、JU、K1；8個(gè)二級(jí)層序分別為下埃爾斯米爾超層序(SQ1)、中埃爾斯米超層序(SQ2)、上埃爾斯米爾超層序(SQ3)、下波弗特海裂谷超層序(SQ4)、上波弗特海裂谷超層序(SQ5)、下布魯克林超層序(SQ6)、中布魯克林超層序(SQ7)、上布魯克林超層序(SQ8)；層序界面分別為MU、PU、LCU、MAU、MBU。
(3) 被動(dòng)大陸邊緣演化階段的埃爾斯米爾巨層序主要發(fā)育于漢娜坳陷，為楚科奇海域古生界及下中生界主力勘探目的層系，漢娜坳陷也是該區(qū)域最有利勘探區(qū)域。波弗特海裂谷與前陸盆地早期演化階段的地層沉積中心主要位于楚科奇臺(tái)地毗鄰北楚科奇盆地的區(qū)域，勘探目的層系為上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)的SQ4—SQ6層序，該區(qū)域?yàn)槌破婧＿h(yuǎn)景有利勘探區(qū)。
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Sequence framework of the Chukchi Sea in the North Slope Basin, Alaska
YU Shengjie, LV Ming, LI Yunzhen
(BeijingResearchCenter,ChinaNationalOffshoreOilCorporation,Beijing100028,China)
Abstract：The Alaska North Slope Basin has undergone a passive continental margin stage during Carboniferous-Middle Jurassic, a Beaufort Sea rift stage during Middle Jurassic-Early Cretaceous, and a Brooks orogenic and foreland stage which dates from the late Early Cretaceous to the present, and the basin-mountain patterns have inversed during the Paleozoic and the present. The Chukchi Sea can be divided into four megasequences and eight supersequences. The four meagasequences are the Franklinian, Ellesmerian, Beaufortian and Brookian, with sequence boundaries of T100, JU and K1 respectively, and the eight supersequences are the Lower Ellesmerian (SQ1), Middle Ellesmerian (SQ2), Upper Ellesmerian (SQ3), Lower Beaufortian (SQ4), Upper Beaufortian (SQ5), Lower Brookian(SQ6), Middle Brookian (SQ7) and Upper Brookian (SQ8), with sequence boundaries of MU, PU, LCU, MAU and MBU respectively. The Hanna depression is a favorable exploration zone in the Chukchi Sea.
Keywords：tectonic evolution; sequence framework; Chukchi Sea; North Slope Basin; Alaska
doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.303
收稿日期：2015-08-24；修回日期：2015-09-10；編輯：陸李萍
基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”重大專項(xiàng)“大陸邊緣盆地類比與油氣成藏規(guī)律研究”(20112ZX05030-001)
作者簡(jiǎn)介：于圣杰(1984—)，男，工程師，主要從事綜合地質(zhì)與沉積儲(chǔ)層方面的研究工作，E-mail: feiesi@163.com
中圖分類號(hào)：P539.2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1674-3636(2016)02-0303-06
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