南天山褶皱冲断带西段变形空间差异性及控制因素

新生代早期印度板块与欧亚板块持续碰撞汇聚导致欧亚板块内部发生大规模的陆内变形,天山造山带再次隆升,并向塔里木盆地大规模逆掩推覆,形成了现今南天山褶皱冲断带,其变形表现出明显的空间差异性。本文以南天山褶皱冲断带西段为研究对象,通过对不同构造带的地震剖面解释、运用平衡剖面技术恢复出各演化阶段发育过程并计算出相应的变形量,分析本区构造带的空间差异性及其控制因素。通过分析认为南天山褶皱冲断带西段可以进一步划分为巴什布拉克构造段,乌恰-阿图什-喀什构造段和柯坪西缘构造段。其中,巴什布拉克构造段变形特征主要呈一系列对冲构造和背驮盆地样式。乌恰-阿图什-喀什构造段变形特征表现为深、浅两个层次:深部发育堆垛构造和构造楔,浅部发育断层传播褶皱和逆冲断层改造的褶皱带。柯坪西缘构造段变形更加强烈,也表现为深、浅两个层次:深部发育堆垛构造,堆垛程度更大,浅部也发育断层传播褶皱和逆冲断层改造的褶皱带以及反冲断层系。结合该研究区的地质概况进一步分析,本文认为南天山褶皱冲断带西段构造变形的差异性可能与新生代以来帕米尔块体向北推进、塔拉斯-费尔干纳右行走滑断裂的活动、先存断裂的活化与韧性滑脱层的影响有关。     

南天山库车褶皱冲断带构造几何学和运动学

印度板块与欧亚大陆的汇聚作用和持续碰撞使中亚内陆沿天山、昆仑山、阿尔金山发生变形,山脉前沿发育褶皱冲断带。南天山库车褶皱冲断带中段库车河地区发育3～4排东西走向的逆冲(掩)断层和相关褶皱,逆冲(掩)断层由北向南扩展,断层和褶皱的形成时代自北向南逐渐变新,北部山前带的变形发生于前中新世,南部秋立塔克背斜带和亚肯背斜带的变形时代为上新世(5.2±0.2Ma)。通过构造几何学和运动学分析,作者提出了库车褶皱冲断带的构造变形方式和演化模型。     

中国南天山西部冲断褶皱系前缘区的运动学特征

南天山冲断褶皱系是中-上新世以来形成的以薄皮滑脱为主的冲断构造,冲断作用导致了盆地内及周缘区古-新生界的碎屑岩和碳酸盐岩地层发主形变。本文对该冲断系前缘区 (巴音库鲁提北部至喀什地区 )的运动学特征进行了研究。南天山冲断褶皱系从平面上分出了六个冲断褶皱带。从剖面上划分出两种不同的冲断体系。冲断系的前锋为盲冲结构的构造三角带。冲断作用导致前锋区中新世以来层系变形、抬升并出露地表,本区有两个区域性的主滑脱面,冲断作用及断层相关褶皱的形成是冲断层沿主滑脱面向前陆方向逐渐推进的结果。同时发育的次级冲断层导致冲断褶皱带的复杂化。文章同时指出,南天山冲断褶皱系的冲断扩展顺序为逆序。这与塔里木盆地南缘西昆仑山前冲断带的活动方式相反,暗示着南天山构造带的运动学特征是独特的。利用平衡地质剖面的方法,在综合地质和地球物理资料的基础上,作出本区的构造横剖面图并进行了平衡恢复,从而得出南天山冲断褶皱系前缘区上新世以来的南北缩短率为30 %,缩短量为 5 0km,缩短速率为 9- 10mm/a。     

塔里木盆地西北缘柯坪冲断带的构造变形特征

柯坪冲断带位于塔里木盆地的西北缘, 是南天山南缘冲断系统的一部分。根据野外实际考察和地震剖面解释, 总结了该冲断带的构造变形特征:发育于古生界、以寒武系膏盐层为主滑脱层、叠瓦状冲断、暴露式冲断前锋、断层传播褶皱、前展式冲断、形成于上新世-第四纪。根据平衡剖面的恢复, 柯坪冲断带的构造缩短量最小为29.1%～40.7%。      

准噶尔南缘新生代断裂的形成机制

准南有三条走向东西右列的新生代冲断褶皱带,是天山北麓右行走滑兼走逆冲断层的尾端冲断扇构造。各冲断褶皱带的西端与天山北麓断层相接触处形成最早,在中新世中期开始形成,主体在中新世晚期约10Ma开始形成,其末端在第四纪才开始形成,表现出挤压的构造动力和变形自南向北扩展。准南逆冲构造带的初始时间比天山南麓的库车逆冲构造带晚约8Ma,说明天山造山带因为塑性较高,构造动力传播是耗时的,这与塔里木盆地刚性高、瞬时传递的特征形成对照。瞬时传递构造应力和耗时传递构造动力在空间上的交替出现是印藏陆陆碰撞导致陆内变形传播形式的基本原因。     

天山南北缘前陆冲断构造对比研究及其油气藏形成的构造控制因素分析

天山南北缘分别发育了库车前陆冲断带和乌鲁木齐前陆冲断带,南缘前陆冲断带发育4排褶皱冲断构造,北缘前陆冲断带发育3排褶皱冲断构造。天山南北缘前陆冲断构造形成时间的对比研究表明,南缘第一排构造带起始时间为23.3Ma,构造形变从山前由北向南依次展开;北缘第一排构造带的形成时限为10~8Ma,构造形变从山前开始由南向北依次展开。平衡剖面研究表明,天山南北缘地壳缩短率也存在明显差异,南缘前陆冲断带地壳缩短率为31%~59%,北缘前陆冲断带地壳缩短率为15.13%~23.74%,南缘构造缩短量要大于北缘,这种差异正是印度板块和欧亚板块碰撞的远距离构造效应从南向北传播造成的,也真实反映了天山的陆内造山过程。目前天山南缘前陆变形构造中已经发现几个规模较大的油气田,北缘虽有多处油气显示和油气田的发现,但数量和规模均较南缘少和小。天山南北缘生储盖等石油地质条件基本相似,大型油气藏形成的差异可能主要是由天山南北缘前陆冲断带启动时间的不同造成的。     

准噶尔南缘新生代断裂的形成机制

准南有三条走向东西右列的新生代冲断褶皱带,是天山北麓右行走滑兼走逆冲断层的尾端冲断扇构造。各冲断褶皱带的西端与天山北麓断层相接触处形成最早,在中新世中期开始形成,主体在中新世晚期约10Ma开始形成,其末端在第四纪才开始形成,表现出挤压的构造动力和变形自南向北扩展。准南逆冲构造带的初始时间比天山南麓的库车逆冲构造带晚约8Ma,说明天山造山带因为塑性较高,构造动力传播是耗时的,这与塔里木盆地刚性高、瞬时传递的特征形成对照。瞬时传递构造应力和耗时传递构造动力在空间上的交替出现是印藏陆陆碰撞导致陆内变形传播形式的基本原因。     

塔里木盆地西北缘柯坪冲断带构造变形特征

柯坪冲断带位于塔里木盆地西北缘,是新生代南天山褶皱冲断系的一部分.本文根据野外实际考察和地震剖面解释,总结了该冲断带的构造变形特征.它是发育于古生界中且以中寒武统膏盐层为主滑脱面的薄皮构造,是内部结构相对简单的叠瓦状冲断,因更新世才定型而具暴露式冲断前锋,有断层传播褶皱发育但已遭强烈剥蚀,前展式冲断.上新世晚期的冲断曾控制了磨拉石盆地发育（西域组砾岩）,但该盆地已遭更新世的冲断推覆作用破坏.根据平衡剖面恢复,柯坪冲断带南部3排冲断层的总构造缩短量为29.1%-40.7%.     

天山南北缘前陆冲断构造对比研究及其油气藏形成的构造控制因素分析

天山南北缘分别发育了库车前陆冲断带和乌鲁木齐前陆冲断带,南缘前陆冲断带发育4排褶皱冲断构造,北缘前陆冲断带发育3排褶皱冲断构造。天山南北缘前陆冲断构造形成时间的对比研究表明,南缘第一排构造带起始时间为23.3Ma,构造形变从山前由北向南依次展开;北缘第一排构造带的形成时限为10~8Ma,构造形变从山前开始由南向北依次展开。平衡剖面研究表明,天山南北缘地壳缩短率也存在明显差异,南缘前陆冲断带地壳缩短率为31%~59%,北缘前陆冲断带地壳缩短率为15.13%~23.74%,南缘构造缩短量要大于北缘,这种差异正是印度板块和欧亚板块碰撞的远距离构造效应从南向北传播造成的,也真实反映了天山的陆内造山过程。目前天山南缘前陆变形构造中已经发现几个规模较大的油气田,北缘虽有多处油气显示和油气田的发现,但数量和规模均较南缘少和小。天山南北缘生储盖等石油地质条件基本相似,大型油气藏形成的差异可能主要是由天山南北缘前陆冲断带启动时间的不同造成的。     

塔里木盆地东北缘吐格尔明背斜和阳北断裂带构造分析

吐格尔明背斜和阳北断裂位于塔里木盆地北缘,南天山山前库车褶皱冲断带的东段,两者均为基底卷入型构造。阳北断裂是一个反转构造,其变形历史可以追溯到侏罗纪—白垩纪的正断层;新生代构造反转,发生了多期冲断变形加速期,分别发生于白垩纪末—古近纪初、古近纪末—新近纪初、中新世早期、上新世和第四纪。吐格尔明背斜构造带是阳北断裂中新世早期及以后的冲断作用派生出来的一个次级基底卷入型构造变形带。它由吐格尔明背斜及其南、北两条呈背冲关系的逆冲断层组成。背斜核部元古宇变质岩出露地表;中、新生界直接不整合于变质岩之上,缺失全部古生界,说明研究区可能属于一个长期存在的古生代古隆起。     

塔里木盆地西部喀什地区新生代褶皱冲断带构造解析

基于纵贯喀什地区4条地震剖面的精细构造解析,建立了喀什地区新生代褶皱冲断带的构造地质模型,认为该区新生代晚期不仅受南天山造山带南冲挤压的控制,也受到来自西昆仑的北冲推覆作用的影响,从而将喀什地区的冲断构造划分为北部的"南天山前陆冲断系统"(西段可称"阿图什前陆褶皱冲断带")和南部的"西昆仑前陆冲断系统"两部分。通过平衡恢复技术,定量计算了这两部分的最小水平构造缩短量分别为43.7 km和4 km,剖面总的缩短率为50%。综合构造演化序列和保存条件分析,认为北部深层成藏条件较好,优质储层是否发育是钻探成功的关键因素。     

塔里木盆地西部吐木休克断裂带的主要特征和构造演化

塔里木盆地西部的吐木休克断裂带是中央隆起(前身是晋宁期碰撞造山带)的次级单元巴楚断隆与北部坳陷的次级单元阿瓦提凹陷之间的分界。本文以大量的地质和地球物理证据,证明它是一条内部结构复杂且切穿地壳的深断裂。结合区域构造演化恢复了断裂发育史,指出它经历过三期重大的冲断活动,分别发生在加里东期、海西期和新近纪。新近纪的冲断与巴楚断隆的南界断裂带有相同的构造样式,可分为两幕:中新世的冲断受制于南天山前陆冲断带的向南扩展,更新世的冲断主要受制于西昆仑前陆冲断带的向北扩展。吐木休克断裂带的东西走向段和北西走向段的构造特征尚有若干差异,前者在加里东期活动较强,反映了构造的继承性;北西走向段则是加里东期出现的新生构造,在海西期进一步发展,更新世时因被卷入西昆仑的前陆冲断作用,表现出强烈而复杂的变形。     

南天山山前冲断带的构造样式及成因探讨

塔里木盆地南天山山前冲断带东西分段、南北分带.受走滑断裂控制,自西向东分为喀什北缘、西克尔区段、柯坪断隆主体、温宿凸起和库车坳陷.受南天山逆掩推覆作用影响,发育多排NE向构造带,喀什北缘主要发育乌恰、阿图什、喀什3排构造带,柯坪断隆主体发育3排古生界逆冲褶皱带,库车坳陷主要由北部单斜带、克拉苏—依奇克里克、秋里塔格构造带组成.由于山前带基底结构和构造运动的差异,造成了各区段地层分布的不均衡,普遍发育的逆冲断裂和走滑断裂,使得地质结构和构造样式更为复杂,多套塑性地层对区带展布和构造变形起到了重要作用.     

帕米尔突刺东缘冲断带构造形成机制:物理模拟及讨论

利用物理模拟实验,建立了两个不同边界条件的模型分别模拟帕米尔突刺东缘柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带的逆冲走滑构造演化过程,进而分析和讨论了研究区构造变形特征和变形机制。物理模拟实验结果表明:(1)帕米尔突刺东缘的柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带均形成于压扭应力场作用下,发育明显断层走滑现象,前者逆冲前缘断层兼具左行走滑特征,后者逆冲前缘断层则具右行走滑特征,但前者总体走滑量明显小于后者;(2)帕米尔突刺东缘的柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带走滑作用均主要位于山前边界断层带,越靠近逆冲前缘(盆地内部),走滑效应越微弱,挤压效应越明显;(3)在边界走滑断层前缘(往盆地方向),弧形断裂由挤压方向向前依次产生,并且斜向相交,验证了帕米尔东缘冲断带构造演化符合自南向北依次变新的规律;(4)在斜向压扭作用过程中,走滑断层构造带不一定发育明显的高角度甚至直立的断层,也可能表现为逆冲叠瓦构造楔样式,形成走滑逆断层,故在进行帕米尔突刺东缘(如塔西南山前)地震剖面构造解析时应充分关注这种构造类型。     

复杂构造解析中的几何学方法与应用

复杂构造地区的地震反射资料并没有直观地反映出深、浅层构造的真实形态。综合地表、地震和钻井、测井资料,应用等倾角区划分和轴面分析确定断层形态和褶皱形态在几何学上的定量关系,以达到预测地震资料较差地区的构造形态之目的,是行之有效的构造解释方法。在获得解释方案后可通过断层相关褶皱分析获得构造变形量、变形机制、变形过程和变形时间,进而定量模拟不同时代和不同序次台阶状逆断层及其相关褶皱的叠加过程。本文提供了塔里木盆地周边和准噶尔盆地南缘4个冲断带的研究实例,实例1详述了应用等倾角区划分和轴面分析开展构造精细解析的步骤;实例2从几何学和运动学的角度探讨帕米尔北缘乌帕尔冲断带在形成过程中断层形态、褶皱形态与位移量之间的定量关系;实例3从西昆仑山前甫沙冲断带三排背斜的生长地层底界由南向北逐渐抬升的现象阐述深部台阶状逆断层的"前列式"扩展作用;实例4运用构造趋势分析解释库车前陆盆地秋里塔格背斜带中段地表背斜轴线扭曲的运动学机理。     

库车褶皱冲断带秋里塔格构造带东、西分段构造特征与油气聚集

近东西向的库车褶皱冲断带内发育近南北向的喀拉玉尔衮、康村和吐格尔明走滑断层,它们将库车褶皱冲断带尤其是作为前缘带的秋里塔格构造带分割成东秋里塔格、西秋里塔格和却勒塔格构造等段落;侧断坡在东、西构造分段上也起着重要作用.不同分段的构造特征存在较大的差异,其中东秋里塔格构造深部发育双重褶皱构造,浅部构造发育断展褶皱;西秋里塔格构造受近东西向走滑断层控制,发育南、北两排构造,剖面上表现为断展褶皱和滑脱褶皱特点;却勒塔格构造是典型的滑脱褶皱.就油气成藏而言,走滑断层是破坏油气聚集的主要因素之一;侧断坡相关背斜是库车坳陷油气勘探的新领域.     

西昆仑山前冲断系的结构特征

西昆仑山前为一薄皮冲断构造系 ,按冲断系不同区段结构和变形样式的差异 ,由北而南可以将西昆仑冲断系分为以薄皮变形为主的北带和以厚皮变形为主的南带。北带进一步划分为 :帕米尔北缘弧形构造带、齐姆根构造带、柯克亚—桑株构造带和皮山—和田构造带 4个次一级构造带。其中 ,帕米尔北缘弧形构造带为显露型近东西走向展布的紧密的线性冲断褶皱带和断裂带 ;齐姆根构造带为受走滑与冲断作用复合影响的隐伏型盲冲走滑构造带 ;柯克亚—桑株构造带是以冲断作用为主的隐伏型盲冲构造带 ;皮山—和田构造带则是典型的显露型冲断推覆体。构造带的走向差异、边界条件的不同和空间上的制约是各构造带之间差异活动的原因。在每一个构造线变化的区段与邻近部位具有不同的结构 ,从而在空间上形成了较为复杂的冲断体系。     

Structural style and deformation mechanism of the southern Dabashan foreland fold-and-thrust belt, central China

The Daba Mountains define the southern margin of the East Qinling orogenic belt, and form the boundary of the Sichuan basin in the north and northeast. The Daba Mountains can be divided into two structural belts by the NW-striking Chengkou fault, namely the northern Dabashan thrust-nappe belt and the southern Dabashan foreland fold-and-thrust belt. The southern Dabashan fold-and-thrust belt is a southwestward extruding thin-skinned thrust wedge, showing obvious belted change in deformation style and deformation intensity along the dip direction, and can be divided further into three sub-belts, i.e. the imbricate thrust sub-belt characterized by imbricate stepped-thrust sheets, the thrust-fold sub-belt characterized by the combination of the equally-developed thrusts and related folds, and the detachment-fold sub-belt characterized by box folds and closed overturned-isoclinal folds on the outcrops. Several kinds of structures have been recognized or inferred, including imbricate thrust system, passive-roof duplex (triangle zone), fault-related folds, back-thrust system and pop-up structure. The NE-SW compressive stress from the Qinling orogenic belt and detachment layers in the covering strata are the two most important determinants of deformation style. After the collision between the North China block and Yangtze block at the end of the Middle Triassic, the northward intracontinental subduction along the southern edge of the Qinling orogenic belt was initiated, which led to the corresponding southward thrusting in the upper crust. The thrusting propagated towards the foreland through the Jurassic and extended to the southernmost part of the southern Daba Mountains around the end of the Early Cretaceous, with thrusting deformation to be preferentially developed along major detachment layers and progressing upwards from the Lower Sinian through the Lower Cambrian and Silurian to Middle-Lower Triassic. Translated from Geotectonica et Metallogenia, 2006, 30(3): 294–304 [译自: 大地构造与成矿学]