试论龙门山逆冲推覆作用的沉积响应─—以成都盆地为例

本文根据现今龙门山前陆盆地（成都盆地）沉积特征和龙门山冲断带第四纪以来的逆冲推覆事件，研究了龙门山逆冲推覆作用对成都盆地沉积的控制作用和成都盆地沉积对龙门山逆冲推覆作用的响应，总结了龙门山冲断带逆冲推覆作用的沉积响应模式和地层标识，为研究龙门山冲断带地质演化提供了新的思路和方法。     

川西龙门山前陆盆地构造沉降初步分析

研究表明，龙门山冲断带是川西前陆盆地的主要物源区，它的逆冲推覆活动直接控制着川西前陆盆地的沉积类型和沉积物供给量，晚三叠世诺利期，瑞替期和晚侏罗世早中期是川西前陆盆地构造沉降速率较高时期，反映龙门山冲断带在这些时期的逆冲推覆速率较大，是逆冲推覆作用构造抬升的强烈时期；而早侏罗世是该地区构造沉降时，估算龙门山逆冲推覆体在各个不同时期的抬升高度和抬升速率。     

龙门山冲断带北段前山带构造分带性及山前带变形特征

龙门山冲断带构造分带性是龙门山构造研究中的核心内容和关键科学问题.在野外实测地质大剖面以及路线地质调查的基础上,根据冲断带不同部位构造样式的不同,将龙门山冲断带北段前山带划分出3个构造亚带,即唐王寨-仰天窝飞来峰-滑覆体构造亚带、楼子坝-雁门坝-马角坝叠瓦冲断亚带、矿山梁-天井山-二廊庙冲断背斜亚带.各亚带具有不同构造变形特征:飞来峰-滑覆体构造亚带具有"推覆加滑覆"的构造叠加和演变特征;叠瓦冲断亚带中冲断构造十分发育,从北西至南东方向,不同系、同一系中不同组、同一组中不同段的地层依次由老向新逆冲,组成典型的叠瓦状构造样式,逆冲断裂向西呈铲式倾斜,并收敛于逆冲断裂系底板断层之上.构造岩片中褶皱构造十分发育,以断层传播褶皱为主,其轴迹走向和轴面产状与叠瓦冲断亚带中各条断层的总体产状几乎相同,均倒向前陆方向.冲断背斜亚带具有双重构造特点,在浅层表现为近直立的短轴背斜,构造样式以断层转折褶皱为主,深层由多个逆冲岩片叠置而成.下寺-金子山-厚坝山前带浅部层次中冲断稀少、规模较小、变形微弱,主要表现为向南东倾斜的单斜构造,深部层次发育有大型隐伏逆冲断裂.从前山带和山前带总体上具有变形强度向前陆方向有规律递减、卷入构造的地层逐渐变新、变形层次逐渐变浅的趋势,反映了冲断构造具有前展式特征.冲断构造是晚三叠世与新生代两期构造变形的产物:晚三叠世构造变形强烈,是龙门山前陆冲断带的主要形成期;新生代变形较弱,叠加和改造了晚三叠世的构造变形.     

秦岭南缘大巴山褶皱－冲断推覆构造的特征

秦岭造山带南缘的大巴山巨型逆冲推覆构造主要是在秦岭造山带板块俯冲碰撞造山与中、新生代以来陆内造山过程中长期复合作用形成的。详细的室内外构造研究表明,巴山逆冲推覆构造可以巴山弧形断裂带为界划分为北大巴山逆冲推覆构造和南大巴山逆冲推覆构造。北大巴山自北而南依次由安康－武当推覆体、紫阳－平利推覆体、高桥－镇坪推覆体和高滩推覆体逆冲叠置而成。南大巴山则以镇巴－阳日断裂为界,分为北部的前陆冲断褶皱带和南部的前陆褶皱带。北大巴山主要是印支期碰撞造山作用和燕山期陆内逆冲推覆作用叠加改造的结果,南大巴山则主要是燕山期递进变形过程中的产物。构造变形北强南弱,北以冲断褶皱变形为特征,南以皱褶作用为主;北部褶皱紧闭复杂,向南渐变为宽缓的薄皮构造。逆冲作用在时序上具有由北向南扩展传递的特点。     

龙门山前陆盆地形成与演化

本文将龙门山前陆盆地和龙门山冲断带作为一个地质整体进行了研究，并将构造地层学和层序地层学相结合的综合地层学的分析方法作为分析龙门山前陆盆地沉积的基础，以不整合面和其对应面将盆地充填序列分割为构造层序和层序，对应于不同成盆期和同一成盆期不同演化阶段，阐明龙门山前陆盆地充填序列和沉积体积三维空间配置形式及其在时间上的演化，初步建立了龙门山前陆盆地地层格架，进而研究龙门山冲断带逆部推覆作用对龙门山前陆盆     

造山带逆冲推覆构造研究的主要新进展

造山带逆冲推覆构造研究是造山带研究中最为重要的课题之一。造山带外带即前陆褶皱冲断带(主要发育盖层冲断推覆体,一般遵循薄皮构造变形规则)与造山带内带(主要是基底褶皱推覆体,呈现厚皮构造变形规律)结晶逆冲推覆构造的几何学、运动学特征存在较大差异,二者形成机制也不相同,但其间仍有紧密的联系。近20年来造山带逆冲推覆构造研究的主要新进展为:①前陆褶皱冲断带逆冲断层及其相关褶皱的几何学特征分析已趋定量化,对其组合类型与演化时序有了更全面的认识,且对前陆褶皱冲断带的发展演化模式取得了新的共识,即遵循临界库仑楔模式;②平衡剖面技术在前陆褶皱冲断带的应用已从二维平衡与复原演进到三维平衡与复原,且日渐计算机化;③对造山带内带结晶基底逆冲推覆构造的主要类型(C型与F型逆冲岩席)及其特征已有较深的理解;④对前陆褶皱冲断带与结晶基底逆冲构造的相互关系及其形成演化模式有了新认识。目前造山带逆冲推覆构造研究过程中存在的主要问题为:①造山带内带结晶逆冲推覆构造的研究比较薄弱;②造山带晚期走滑构造及伸展构造的叠加与改造使得造山带内结晶逆冲推覆构造更为复杂化,致使其研究难度加大;③全面、精细的造山带深部地球物理资料较缺乏;④造山带内结晶逆冲岩席变形变质历史与超高压变质岩的形成机制及折返过程之间的关系尚未揭示清楚。在今后研究过程中应加强对上述问题的深入研究。     

帕米尔弧东段逆冲推覆构造特征

帕米尔弧形构造带是青藏高原碰撞挤压表现最明显的地区之一。通过构造剖面和地震剖面解释,认为帕米尔弧东段逆冲推覆构造具有分带性特点,自南西向北东方向可以划分为逆冲推覆构造的根带、中带、锋带与锋前带,相应地发育叠瓦状逆冲断层、冲断褶皱、断层相关褶皱、单斜构造等不同的构造组合。对逆冲推覆锋带中苏盖特和阿克陶生长背斜、生长地层及形成时序分别进行了研究,确定了帕米尔弧形逆冲推覆构造以前展式（背驮式）向前陆方向扩展,逆冲推覆始于上新世,并一直持续到早更新世。弧形构造东西两段逆冲推覆运动方式和地层缩短量有很大差异：西段为与挤压方向垂直的逆冲,而东段为斜冲兼顺时针走滑;西段地层缩短量大于东段。     

川西龙门山冲断系构造样式与前陆盆地演化

龙门山冲断系构造样式卷入深度，可分为基底冲断层－挤压断块一盖层褶皱－冲断系两大类。在剖面上将龙门山构造带划分为５个带。龙门山冲断系扩展顺序分为：前期由推覆作用引起的前展式扩展；后期由重力滑覆作用引起后展式扩展。据平衡剖面及构造复原，龙门山冲断系总滑移量为１２０ｋｍ。川西特提期域构造演化可划分为大陆裂解，洋－陆俯冲，陆－弧碰撞、冲断造山及川西隆起５个阶段。     

龙门山前陆褶皱冲断带构造解析与川西前陆盆地的发育

通过详细的野外地质调查和精细的地震剖面构造解析。揭示了龙门山前陆褶皱冲断带的基本构造特征。对比分析了龙门山北段与南段构造变形几何学和运动学的差异。提出龙门山北段主要表现为一系列复杂的逆冲推覆构造,晚三叠纪变形强于新生代;龙门山南段则以基底卷入的叠瓦状冲断为特点,晚白垩纪-早第三纪变形尤为突出。与前陆褶皱冲断带相对应的是,川西晚三叠纪时期的周缘前陆盆地主要表现在整个龙门山褶皱冲断带的前渊地区;而晚白垩纪-早第三纪再生前陆盆地却局限在川西盆地的南部,并且印-藏碰撞的持续挤压作用使得晚新生代构造变形不断向东扩展进入川西盆地南部。     

一条巨型花岗岩推覆体

纵贯滇西澜沧江冲断褶皱带的花岗岩泛称临沧花岗岩，该花岗岩近ＳＮ向延伸达５００ｋｍ，平均宽度仅２５ｋｍ。临沧花岗岩受到了碰撞造山强烈挤压，逆冲断层形迹显著，冲断叠瓦构造发育，推覆构造规模巨大，前导叠瓦扇东缘逆冲断层为澜沧江冲断褶皱带内规模最大的冲断层。中央冲断层将花岗岩分为两巨大岩片，并形成叠瓦构造，在凤庆和昌宁之北冲断岩惩最为发育，并有多个冲断岩片和飞来峰。岩片冲断和推覆的方向普遍为自西向东。东缘     

鄂尔多斯西缘北段大型陆缘逆冲推覆体系

鄂尔多斯西缘北段是一个自中生代末以来形成的、结晶基底和早古生代大陆边缘沉积盖层同时卷入的巨型陆缘逆冲推覆构造体系。根据区域地层发育、变形岩石属性、冲断层几何学以及它们与联冲断层的关系,大体上可以分为不同形成阶段的3个冲断层构造组合,包括9个次级构造单元(B₁—B₇,B_N,B_S)。受冲断层运动自西向东的一致推进,整体呈现一个局部被近东西走向联冲断层切错、向东凸出的弧形:前端为陆缘褶皱冲断带;中部表现为一系列"原地"或"异地"推覆体和冲断席,发育低角度滑脱层和双冲构造;后部又被最晚期的冲断体叠置。侏罗-白垩纪为逆冲推覆构造的主要发展阶段,经历了3期主要的冲断层作用。第Ⅰ期发生在侏罗纪末,沿阿拉善—华北两类不同性质结晶基底之间的主滑脱面发生大规模冲断层作用,形成桌子山—岗德尔山褶皱冲断带。第Ⅱ期冲断层作用的持续位移,形成了具有上、下两个构造层的石嘴山—尖山大型异地推覆体,主滑脱面为石炭纪煤系地层,其中发育典型的双冲构造。新生代(距今65Ma)以来,印度—欧亚板块挤压碰撞和青藏高原早期向北推挤,加剧了鄂尔多斯西缘逆冲推覆构造的进一步发育,第Ⅲ期冲断层作用在东部陆缘褶皱冲断带形成了苏海图反冲构造的同时,在西部将异地推覆体下部的奥陶系再次推至地表。第Ⅰ期和第Ⅱ期冲断层作用累计位移幅度可能达到60~80km,第Ⅲ期冲断层作用的位移幅度为8km。相邻冲断席之间位移矢量的差异,通过近东西走向的联冲断层得到了调整。     

龙门山前陆褶皱冲断带的平衡剖面分析

对龙门山前陆褶皱冲断带形成的正反转构造过程有过许多分析 ,但明显缺乏直接的证据和定量的分析。本文在地层资料分析的基础上 ,借助平衡剖面分析验证龙门山形成的正反转构造过程 :志留纪至中三叠世受多条倾向北西的同沉积断裂控制 ;晚三叠世以来遭受北西—南东向挤压、抬升和剥蚀 ,形成逆冲推覆构造。在晚三叠世和新生代的两期板块碰撞的影响下 ,龙门山产生了两期褶皱冲断作用 ,但在南、北两段表现出显著不同的变形过程。龙门山北段表现为复杂的逆冲推覆构造 ,能明确划分出两期构造变形 ,晚三叠世的变形强烈 ,缩短率达 31.7% ;而新生代的变形较弱 ,缩短率仅为 10 .5 %。南段则表现出基底卷入的叠瓦状冲断的特点 ,主要体现新生代的构造变形 ,晚三叠世的构造变形基本上被改造 ,南段整体缩短率达 2 6 .2 %。     

新疆北部哈拉阿拉特山走滑—冲断复合构造特征与油气勘探方向

位于准噶尔盆地西北缘前陆冲断带北段的哈拉阿拉特山,以往认为是一个典型的逆冲推覆构造带。笔者通过野外地质调查和对地震与大地电磁测深(MT)资料的综合解释研究,发现该区总体表现出走滑—冲断复合构造特征。其形成受控于达尔布特断裂在不同时期不同性质的活动,主要经历了两个阶段:二叠-三叠纪是以逆冲推覆为主兼具走滑的斜向冲断,形成该区以逆冲推覆构造为主要特征的走滑—冲断构造;侏罗纪以来主要以左行压扭走滑变形为主,沿达尔布特断裂变形强烈,形成花状构造,并在一定程度上改造了前期形成的逆冲推覆构造,但强度较弱。因此,目前在哈拉阿拉特山地区所见到的构造现象实际上是二叠纪至三叠纪斜向冲断和侏罗纪以来的压扭走滑两期构造变形的叠加样式,总体构成走滑—冲断复合构造。这一地质构造模型的建立对地震解释具有指导作用,同时指出逆冲推覆构造下盘的隐伏背斜未经后期走滑改造,是油气勘探的重要方向。     

川西龙门山前陆盆地晚新生代沉积记录与构造响应

龙门山前陆盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山推覆造山带与龙泉山褶断带之间。自4.6 Ma以来,逆冲推覆构造运动使龙门山造山带强烈隆升,古河流的侵蚀、搬运和堆积作用使盆地沉积了1套巨厚的半固结—松散堆积物。通过对沉积特征和沉积结构的综合研究,认为龙门山前陆盆地是由自东向西的深部多级俯冲潜滑而引起的浅部由西向东的多层次推覆作用形成的,其晚新生代逆冲推覆构造所产生的构造负载是龙门山前陆盆地的成盆动力。岩浆物质的循环过程表明成都盆地在形成过程中遵循物质循环与能量守恒定律。龙门山前陆盆地地质构造的沉积响应表现为:沉积基底整体上向西倾斜,盆地剖面明显不对称;沉积地层与下伏地层均为不整合接触;盆内发育了一系列相间排列的次级凹陷和凸起,并呈雁斜式展布;砾质粗碎屑楔状体的周期性发育。从盆地动力学的角度初步分析了龙门山前陆盆地盆-山耦合关系,龙门山冲断带及其前陆盆地的研究对于大地构造位置、成矿作用以及油气聚集地的勘探等具有重要意义。     

库车前陆褶皱—冲断带前缘大型盐推覆构造

塔里木盆地北部库车前陆褶皱-冲断带构造-地层层序可划分为中生界盐下层序、古新统一始新统盐层层序和渐新统一第四系盐上层序。盐岩层序的岩性主要为灰白色、浅灰色盐岩、膏岩、泥灰岩和紫红色碎屑岩,厚110～3000 m。盐岩层的存在使库车前陆褶皱-冲断带发育-系列盐相关构造,其中最引人注目的是盐推覆构造。野外地质调查、地震资料解释、遥感资料和钻井资料揭示,沿库车前陆褶皱-冲断带前缘西秋立塔克山发育大型盐推覆构造,总体呈近东西走向,并略呈往西南凸出的弧形展布,沿走向延伸超过200km,由北往南逆冲推覆距离达30km以上。主断层沿古新统-始新统盐岩层发育,外来推覆体由古新统-始新统盐层层序和渐新统-第四系盐上层序组成,表现为受断层控制的单面山,逆冲推覆在原地中生代-新生代地层之上。地质分析和剖面复原结果表明,盐推覆构造主要形成于新近纪末期以来的喜马拉雅晚期阶段,现今仍具有强烈的活动性。由于不均匀推覆作用,在盐推覆构造的不同地段,逆冲推覆距离、冲断层产状、外来岩系和原地岩系的叠置关系以及盐相关构造的发育都有较大差异,显示出走向上分段性特点。库车前陆褶皱-冲断带前缘盐推覆构造的形成演化受区域挤压作用、重力滑动和重力扩展作用控制。     

内蒙古白乃庙逆冲推覆构造的组成及其构造特征

地层对比结果显示,白乃庙地区发育在古生界之上并与其呈构造接触的地层为中新元古界白云鄂博群哈拉霍圪特组和白音宝拉格组。经过详细的野外观察和构造剖面测量可知,自南向北的逆冲推覆作用将白云鄂博群由华北克拉通北缘推覆至兴蒙造山带南缘的白乃庙岛弧岩带内,进而形成白乃庙逆冲推覆构造。根据逆冲断层、飞来峰与下盘地层、岩体的时代及相互关系,推断该逆冲推覆构造向NNW方向推覆7～15 km,形成于晚二叠世至早三叠世,是古亚洲洋闭合后陆陆碰撞作用在陆缘的响应。该逆冲推覆构造的发现和研究对于进一步了解白乃庙地区陆陆碰撞的过程具有重要意义。     

上扬子地区褶皱-冲断带的运动学特征

上扬子地区褶皱-冲断带的运动学特征一直缺乏系统研究。在前人基础上,结合野外认识、地震地质剖面解释、构造活动定年等相关成果分析认为,上扬子地区印支期以来至少存在着3组不同方向的区域挤压应力。其中,NW-SE向挤压应力具印支期、燕山期与喜马拉雅期多期活动特点,近SN向挤压应力主要在燕山晚期,NE-SW向挤压作用主要发生在喜马拉雅期。由此所形成的造山带至前陆褶皱-冲断带的运动学结构模式存在较大差异,即龙门山造山带发育了较为典型的根带、中带、锋带与外缘带等复杂的逆冲推覆构造系统,米仓山与南大巴山造山带缺乏中带变形的特征,雪峰山陆内前陆盆地系统则表现为逆冲的锋带在倾向上传播距离长、在走向上影响范围大等特点。上扬子地区褶皱-冲断带的运动学特征控制了不同时期油气的运移方向及聚集场所。     

扎伊尔山冲断-走滑构造演化特征与物理模拟

早期认为准噶尔盆地西北缘扎伊尔山构造带是典型的逆冲推覆构造体,但其在新的过山二维地震剖面上表现出冲断-走滑构造的特征,"石炭系—二叠系挤压推覆"和"三叠系—侏罗系压扭走滑"两阶段形成了前陆冲断带完整的冲断-走滑体系。通过物理模拟西北缘挤压、扭动两个阶段地层、断层性质和样式变化,证实了西北缘冲断-走滑构造体系的存在,总结其发育规律,归纳出平面"川"字型样式和剖面"从"字型模式。地质构造模式的建立为西北缘整体构造认识指出新的方向,同时对地震解释和井位部署具有重要作用。     

龙门山褶皱冲断带典型地震剖面平衡剖面恢复及构造演化分析

近年来,龙门山褶皱冲断带是国内外专家学者研究复杂构造地质的天然实验室。通过野外地质调查和精细地震构造解释,利用最新最的油气勘探地球物理资料,通过选取龙门山北段、中段、南段与构造走向基本垂直的成像效果较好具有代表性的区域地震大剖面3条,借助Geo—sec二维平衡剖面构造恢复技术,对龙门山褶皱冲断带的构造发育及其演化过程进行分析。通过对各段构造发育及断裂演化史进行深入剖析,总结出7种构造发育样式以及北、中、南段构造组合特征。通过对比北、中、南段构造发育及演化特征,证实龙门山褶皱冲断带是由多期构造运动叠加形成的复式构造,具体表现为基底卷入推覆冲断、盖层滑脱叠瓦状推覆冲断、逆冲双重构造等多种构造样式。印支运动早期以前,主要以拉张环境为主,缓慢隆升;印支晚期以后,以挤压环境为主,逆冲推覆快速隆升,至喜马拉雅运动时期定型。在此基础上,综合石油地质综合评价,结合各段区域内已发现气田的构造特征,对有利油气构造样式进行了预测,指出其中的被动断弯与断展背斜构造、顶板双重构造、背冲构造是油气勘探的有利构造样式。     

初论龙门山推覆构造带的基本结构样式

龙门山推覆构造带在构造类型上具有褶皱推覆体和冲断推覆体之分，在形成方式上具有推覆和滑覆两大类型，在形成序次上具有前展式和后叠式的扩张方式，在组合形态或结构上具有推覆滑覆叠加样式，是青藏高原东北边缘推覆构造的普遍特征之一，在形成机制上与扬子地台，特提斯构造带的演化密切相关，是我国陆内造山带的典型推覆构造带。