准噶尔盆地南缘二叠—三叠纪原型盆地性质与沉积环境演化

准噶尔盆地南缘(简称"准南")二叠—三叠纪原型盆地性质与沉积环境演化一直以来备受争议。通过准南6个地层小区18条典型剖面野外实测、岩相和沉积环境分析以及区域地层对比,认为准南西部(88°E以西)和准南东部(88°E以东)二叠—三叠纪在岩石组合、地层序列、沉积特征和沉积环境等方面存在差异:准南西部以碎屑岩、火山岩和火山碎屑岩组合为特征;准南东部以碳酸盐岩、火山岩和碎屑岩组合为特征。准南西部早—中二叠世地层普遍缺失或被埋藏,晚二叠世—早三叠世为陆相冲积扇—扇三角洲的粗碎屑岩沉积,中—晚三叠世发育滨浅湖相细碎屑岩。准南东部晚石炭世发育深水浊流,早—中二叠世以滨浅海相细碎屑岩为主,中二叠世后期以芦草沟组潟湖相油页岩和碳酸盐岩发育为特征;晚二叠世,普遍进入河湖相演化阶段,以细至粗碎屑岩为主;中—晚三叠世发生湖泛,主要发育三角洲和滨浅湖相碎屑岩。研究表明,准南及邻区二叠—三叠纪为裂谷盆地,经历了断陷—坳陷沉积演化阶段,准南西部和东部伸展程度的差异性导致沉积特征的不同。     

扬子西缘鹤庆—洱源地区晚二叠世—晚三叠世盆-山演化的沉积记录

鹤庆—洱源地区位于扬子板块西缘,西邻“三江”结合带,晚二叠世—晚三叠世经历了完整的盆-山转换过程。通过分析该区地层岩性组合及沉积环境,结合构造事件,厘清了区内盆-山转换的时间格架及各阶段盆地沉积响应。研究结果表明: 区内盆地演化可分为陆内裂谷盆地、坳陷盆地和前陆盆地3个阶段; 裂谷盆地阶段沉积形成了巨厚的玄武岩沉积; 坳陷盆地阶段依次沉积了青天堡组碎屑岩、北衙组灰岩和白云岩; 前陆盆地阶段形成了中窝组和松桂组不整合界面及粗碎屑砾岩。研究成果对研究扬子西缘和“三江”特提斯构造带盆-山演化具有重要的科学意义。     

东昆仑造山带海西—印支期东昆南前陆盆地构造岩相古地理

地层相态的恢复对于研究非史密斯地层区沉积盆地的演化过程有着非常重要的意义。在1∶ 2 5万野外地质填图基础上作出了东昆仑造山带东段东昆南前陆盆地晚二叠世至中三叠世构造岩相古地理图 ,该系列图揭示了东昆南前陆盆地在 5个发展阶段中的岩相分布特征和空间上的古地理展布范围 ,即晚二叠世早期东昆南前陆盆地发育的初始阶段、晚二叠世晚期前陆盆地的扩展至短期萎缩阶段、早三叠世早期前陆盆地的再次扩展阶段、早三叠世晚期盆地发育的高峰阶段和中二叠世前陆盆地的萎缩至消亡阶段。东昆南前陆盆地的演化过程在一定程度上反映了构造对沉积的控制作用     

塔里木盆地乌什凹陷西部石炭系—二叠系沉积演化*

根据野外露头剖面,结合区域地质资料,对塔里木盆地乌什凹陷西部的石炭系—二叠系沉积演化进行了分析。乌什凹陷西部在石炭纪夹于南天山残留海盆地和柯坪—温宿隆起之间,其地层和沉积与塔里木盆地内部有较大差异。早石炭世早期,本区为碎屑岩和碳酸盐岩混积的浅海陆棚环境,以索格当他乌断裂为界,早期的柯坪—温宿隆起控制了该时期的沉积作用。早石炭世晚期,本区首次海侵,早期的柯坪—温宿隆起部分被淹没,并伴随着强烈的构造沉降,形成半深水斜坡环境,沉积了一套以库鲁组和索格当他乌组为代表的近端—远端浊积扇的复理石沉积,并一直持续到晚石炭世早期。晚石炭世晚期,本区又一次规模较大的海侵,柯坪—温宿隆起大部分被淹没,原隆起区为开阔海台地环境,北部和西部边缘发育典型的台地边缘相生物礁,向北延伸可达乌什北的克孜布拉克地区,再向北为礁前斜坡和浅海陆棚环境,并持续到中二叠世早期。中二叠世以后,伴随周缘地区大规模的陆内火山喷发,该区发生大规模海退。晚二叠世末,随着塔里木板块与中天山地块的拼合以及海西期天山造山带的形成,南天山洋消失,结束了海相沉积,进入了陆相沉积阶段。     

巴颜喀拉残留洋盆的沉积特征

巴颜喀拉盆地垂向沉积序列表明：盆地于早古生代被动陆缘的浅海基础上裂陷、拉开，泥盆纪贯通，早石炭世洋盆扩展为成熟大洋，晚石炭世洋盆北部开始消减、南部继续扩张，晚二叠世-中三叠世进入残留洋阶段，晚三叠世转化为周缘前陆盆地．三叠纪末完全闭合，盆地自形成到消亡为一个连续的沉积和地质构造演化过程。其主体由早中三叠世深海沉积、典型浊积岩复理石和晚三叠世浅海复理石、风暴岩沉积、海相磨拉石构成，北部零星出露了中二叠世海山型沉积，昆南结合带以北有早中三叠世岛弧沉积。以盆地为中心具有向南北两侧陆块双向相背俯冲的极性特点，东西两端的碰撞造山不迟于晚二叠世。总体反映了古特提斯晚二叠世-中三叠世的残留洋盆性质和主洋域之所在。     

准噶尔西部陆内盆地构造演化与油气聚集

准噶尔盆地西部油气资源丰富,油气分布受构造演化过程控制作用显著。本文根据地表露头、地震、钻井、同位素年代学资料对盆地西部多期构造演化进行了研究,发现现今的盆地结构是造山带与盆地的相互作用下多期成盆演化与构造叠加演变的结果。根据地层不整合接触关系与空间展布特征,将该区构造地层层序划分为石炭系、中下二叠统、上二叠统—三叠系、侏罗系、白垩系、新生界等6个构造地层层序。石炭纪末的构造事件为车排子、中拐凸起和玛湖、沙湾、四棵树凹陷的形成奠定了基础。早二叠世为伸展构造环境,形成玛湖、沙湾及四棵树3个沉降、沉积中心,盆地西部重要烃源岩形成。中二叠世形成坳陷型盆地,沉积、沉降中心由山前向盆地内迁移。中二叠世末构造运动导致了西部山前沉积地层反转与隆升剥蚀,断裂向盆地逆冲。晚二叠世—三叠纪大型坳陷盆地的沉积、沉降中心在沙湾凹陷,受车排子凸起北翼断裂控制,地层向北、西超覆沉积,相继将中拐凸起、玛湖凹陷及山前断裂带埋藏。三叠纪末的构造运动在乌-夏和车排子地区形成向盆地方向的逆冲构造带。前侏罗纪,造山带与盆地表现出不同方式、不同强度构造耦合作用。侏罗纪—白垩纪,西准噶尔的构造活动弱,湖盆地不断扩张,沉积地层不断向造山带方向超覆;沉积、沉降中心由西向东,再由东向西,最后向南迁移演化。新生代,北天山山前强烈拗陷,盆地整体南北向掀斜,形成新近纪前陆盆地。盆地的多期翘倾掀斜作用与后期沉积地层向造山带的超覆沉积作用控制了油气的聚集,被后期埋藏的冲断带成为油气富集带。     

新疆博格达地区中二叠世—早三叠世构造-气候-沉积演化及耦合机制*

博格达地区的盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,也一直困扰和制约准噶尔盆地东南缘的油气勘探开发进程。基于博格达山北缘野外露头和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷的岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学等多种方法,阐明了博格达地区中二叠统—下三叠统展布及沉积相特征,恢复了相应的古气候变化,结合区域研究成果重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-沉积演化过程。认为博格达地区中二叠世为裂谷—坳陷盆地构造背景,在干旱—半干旱气候条件下,发育以博格达地区为湖泊中心的辫状河三角洲—湖泊沉积体系;晚二叠世博格达山发生初始隆升,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世博格达地区构造环境相对稳定,但是逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲—湖泊沉积体系。     

华南印支期碰撞造山--十万大山盆地构造和沉积学证据

十万大山盆地是云开造山带前陆地区的一个窄长的晚二叠世—中三叠世沉积盆地,位于扬子与华夏陆块拼接位置的西南端。十万大山盆地晚二叠世—中三叠世沉积由巨厚的磨拉石建造组成,并构成多个向上变粗和向上变细的构造-地层层序。云开造山带及前陆冲断带上泥盆统至下二叠统中发育了大量的印支期形成的薄皮褶皱和冲断构造。这些指示扬子和华夏陆块在印支期发生了强烈陆内碰撞与会聚及前陆盆地的沉积作用。P2 /P1 之间的不整合面是伸展构造向挤压构造转换的转换面,为华南印支期碰撞挤压造山或活化造山的序幕。T3 /T2 之间不整合面是挤压构造向伸展构造转换的转换面,是印支期活化挤压造山结束的界面,标志着晚二叠世开始的碰撞造山作用的结束。华南内部晚二叠世—中三叠世构造运动性质及转换与当时华南南缘存在的古特提斯洋的闭合及印支板块与华南陆块的碰撞作用有关。     

东北地区二叠纪沉积特征及原型盆地分析

东北地区二叠系分布广泛,沉积相类型主要为半深海相、滨浅海相、滨浅湖相和半深湖相等。早二叠世-中二叠世东北地区主要处于大陆边缘浅海沉积环境,面积大,沉积中心位于南部温都尔庙-西拉木伦河东西向条带区。晚二叠世东北地区为大型坳陷型盆地,东北地区各缝合线均已闭合,随着地壳抬升,海水退出,大部分地区为陆相沉积,局部有残留海相沉积,总体上具有从早二叠世到晚二叠世由海相向陆相逐渐转变的规律。西拉木伦河缝合带对晚古生代沉积起控制作用,在二叠纪整个缝合带由西向东逐渐拼合,直至晚二叠世,两板块拼合完成,闭合时间具有西早东晚的特点。     

塔里木盆地西北缘与南天山早-中二叠世盆山耦合特征

通过对塔里木盆地西北缘及相邻南天山造山带的早-中二叠世岩相古地理、构造和岩浆作用的分析表明,塔里木盆地西北缘在早-中二叠世由于地幔柱作用而导致玄武质岩浆活动,南天山造山带内部则发育几乎同时代的碰撞后花岗岩.盆山结合部位早-中二叠世的沉积中心处于不断沉降的状态,而且沉积中心逐渐向塔里木地块之上迁移.南天山在早-中二叠世碰撞后伸展背景下的隆升作用导致塔里木岩石圈向南天山之下发生陆内俯冲作用,在山前形成类似周缘前陆盆地的构造环境,山前沉积中心相当于周缘前陆盆地系统的前渊相带.塔里木盆地内部早二叠世的地幔柱活动与南天山的碰撞后伸展作用没有明显的相关关系,但是南天山在早-中二叠世的碰撞后伸展作用则与塔里木盆地西北缘的沉积-构造作用具有良好耦合关系.     

准噶尔盆地的原型和构造演化

文中讨论了以下三个问题:(1)洋-陆转换时限和中、晚石炭世盆地原型。根据准噶尔盆地及其邻区的构造演化及岩浆活动研究,洋-陆转换时限应为早石炭世末,中、晚石炭世裂陷槽是由于造山期后伸展塌陷作用产生的;(2)二叠纪—早更新世陆内盆地的原型。根据陆内盆地的鉴别标志,提出了二叠纪盆地为陆内裂谷—裂谷期后弱伸展坳陷—弱缩短挠曲坳陷,三叠纪、侏罗纪、白垩纪和第三纪为弱伸展或稳定大陆内坳陷和陆内前陆坳陷或弱缩短挠曲坳陷交替的叠合盆地;(3)准噶尔盆地原型和构造演化对油气分布的控制作用。     

卡拉库姆盆地晚二叠世-三叠纪的构造属性讨论

卡拉库姆盆地位于中亚地区图兰地台南部,北西走向,是中亚地区最重要的含油气盆地之一。对于盆地晚二叠世-三叠纪的构造属性一直都存在着很多争论,我们根据钻井、地球物理及露头资料,认为卡拉库姆盆地是以增生杂岩为基底形成的一个沉积盆地,晚二叠世-三叠纪具有弧后裂谷的性质。卡拉库姆盆地前侏罗纪的构造演化分为4个阶段:1)石炭纪之前古特提斯洋壳开始俯冲增生; 2)石炭纪-早二叠世形成丝路弧; 3)晚二叠世-三叠纪马什哈德-北帕米尔弧形成,卡拉库姆盆地处于弧后拉张的位置; 4)晚三叠世末伊朗等地块与欧亚大陆碰撞,卡拉库姆盆地进入短暂的周缘前陆盆地阶段。其晚二叠世-三叠纪的沉积中心在北阿姆河坳陷,木尔加布坳陷和科佩特山前坳陷,沉积环境主要为陆相,三叠纪发生海侵,部分地区接受海相沉积。岩石类型主要为陆源碎屑岩、火山岩及少量灰岩。     

上扬子克拉通北部晚古生代-中三叠世大陆边缘盆地的形成与演化

上扬子克拉通北部晚古生代-中三叠世的沉积盆地是在勉-略洋盆南侧发展起来的被动大陆边缘盆地, 在泥盆纪-中二叠世以稳定沉降为主, 向北以碳酸盐岩缓坡与台地向勉略洋盆过渡; 中二叠世末期受峨眉地裂运动影响形成隆坳相间的格局; 早-中三叠世构造体制由伸展变为挤压, 沉积建造由开阔海碳酸盐岩台地逐渐向半局限台地、半封闭海湾膏盐湖相以及陆相碎屑岩含煤岩系过渡.该陆缘盆地经历了晚三叠世上扬子北缘前陆盆地、中侏罗世-早白垩世川西、川北前陆盆地, 以及晚白垩世至今构造残留盆地的改造.其中, 晚三叠世须三-须六期上扬子北缘前陆盆地的前缘隆起大致沿汶川、剑阁和万源一线分布.热年代学分析结果表明, 汶川、剑阁和万源一线以南的上二叠统烃源岩在早中生代始终处于埋藏增温状态, 只是自晚白垩世才进入抬升降温阶段, 呈"同代"烃源岩的特征; 而汶川、剑阁和万源一线以北的龙门山、米仓山和大巴山山前冲断地区, 上二叠统烃源岩则围绕生烃窗经历了多次增温和降温过程, 热演化历史复杂, 呈"隔代"烃源岩的特征.因此, 对于上扬子克拉通北部晚古生代-中三叠世陆缘盆地的勘探, 汶川、剑阁和万源一线以南比其北侧更有利.     

准噶尔盆地南缘小渠子背斜T/P 同构造不整合几何学、运动学特征及地质意义

为探讨准噶尔盆地南缘二叠纪-三叠纪盆地构造性质及构造演化过程,笔者对盆地南缘小渠子背斜保存较完整的T/P 不整合进行了几何学、运动学和沉积韵律旋回特征的分析。T/P 不整合具有同构造不整合的特点,表现为不整合之下削蚀、之上超覆,是由于盆地南缘经历晚二叠世-早三叠世区域性挤压作用造成的。通过对小渠子地区深层地质结构的分析,认为晚二叠世-早三叠世的构造演化过程与早石炭世伸展断陷的反转密切相关。     

准噶尔盆地南缘侏罗纪沉积相演化与盆地格局

通过对准噶尔盆地南缘侏罗系5条剖面的沉积特征对比,结合钻井资料和地震资料,确定了准噶尔盆地南缘侏罗纪盆地边界、沉积相演化及盆地格局。头屯河剖面和后峡剖面的沉积相对比及古流向测量表明二者在早、中侏罗世形成于同一沉积体系。在早、中侏罗世,沉积相逐渐从以辫状河-三角洲-湖泊相为主过渡到以河流相-湖泊相为主,沉积水体逐渐变浅;其中三工河组沉积时期盆地沉积范围达到最大,西山窑组沼泽相发育,车排子-莫索湾凸起自西山窑组沉积时期开始形成;早、中侏罗世的盆地边界至少位于后峡以南附近,此时不存在地理分割明显的天山山脉。晚侏罗世－早白垩世早期,沉积相从辫状河-滨浅湖相为主迅速演变为以辫状河-冲积扇相为主。在此期间盆地边界明显向北迁移,天山山脉明显隆升并造就天山南北沉积环境的巨大差异,博格达山构成盆地南缘的又一重要物源体系。     

准噶尔盆地二叠纪盆地属性的再认识及其构造意义

准噶尔盆地及其邻区野外剖面、钻井剖面的系统对比和地震剖面的精细解释表明,二叠系沉积演化、断裂控制沉积、箕状断-超反射特征及大地构造背景均显示,二叠纪准噶尔盆地是形成于张性背景下的断陷-裂陷盆地。准噶尔盆地及邻区火山岩地化特征、年代学数据及区域构造研究成果也证明,二叠纪是张性的大地构造背景。早二叠世—中二叠世早期以发育冲积扇沉积为特征,各构造部位的沉积环境差异较大,强烈断陷并逐渐形成坳隆相间的沉积格局,为断陷盆地的裂陷期;中二叠统中晚期由早二叠世隆坳分割的局面逐渐转化为统一的大型内陆湖盆,吐哈盆地与准噶尔盆地水体相通,形成统一的沉积体系,为断陷盆地扩张期;晚二叠世时期以出现冲积-河流相红色粗碎屑沉积为特征,准噶尔盆地和吐哈盆地分割自成沉积体系,是断陷盆地的萎缩期。因此,中生代盆地演化是建立在二叠纪张性背景的基础之上,二叠纪断陷-裂陷盆地的提出对重新认识中生代盆地演化历程将具有重要启示意义,也将对今后的油气勘探具有重要指导意义,值得进一步研究。     

Intracontinental Collisional Orogeny During Late Permian-Middle Triassic in South China: Sedimentary Records of the Shiwandashan Basin

Sedimentary response to an orogenic process is important for determining whether South China had compressional or extensional orogeny during the period from the Late Permian to the Middle Triassic besides the tectonic and magmatologic evidence. An intracontinental collision event took place between the Yangtze and Cathaysia blocks in the Late Permian. Beginning at the Late Triassic, the tectonic movement was completely changed in nature and entered a post-collisional extensional orogenic and basin-making process. This paper presents sedimentological evidence from the Late Permian to the Middle Triassic in the Shiwandashan basin at the southwestern end of the junction zone between the Yangtze and Cathaysia blocks.     

Topographic evolution of the Tianshan Mountains and their relation to the Junggar and Turpan Basins,Central Asia,from the Permian to the Neogene

The modern Tianshan Mountains and their surrounding basins have mainly been shaped by the far field effects of the Cenozoic India-Asia collision. However, precollision topographic evolution of the Tianshan Mountains and its impacts on the Junggar and Turpan Basins remain unclear due to the scarcity of data. Detrital zircon U-Pb dating of 14 new and 23 published samples from Permian to Neogene strata in the northern Western Tianshan Mountains, northern and southern Bogda Mountains and Central Turpan Basin, are combined with sedimentary characteristics (lithofacies, petrofacies and paleocurrent data) to investigate the temporal and spatial changes in sediment provenances. Based on the age characteristics of the source rocks in the Tianshan Mountains, the detrital zircons are divided into three groups: pre-Carboniferous zircons, mainly from the Central Tianshan Mountains; Carboniferous to Permian zircons, mainly from the North Tianshan and Bogda Mountains; and Mesozoic zircons, mainly from syn-depositional volcanic activity. The topographic evolution of the Tianshan Mountains and their relation to the Junggar and Turpan Basins can be generally divided into six stages. (1) Positive-relief Tianshan and Bogda Mountains and a rifted marine basin formed during the Early Permian to early Middle Permian following late Carboniferous orogenesis, as evidenced by interbedded alluvial fan conglomerates and postcollisional extension-related volcanic rocks along the basin margins, by marine deposits far from the basin margins and by the predominance of Carboniferous to Permian detrital zircons. (2) Fluvial to lacustrine deposits in the modern southern Junggar and Turpan Basins are characterized by abundant pre-Carboniferous zircons and consistently northward-flowing paleocurrents, indicating the submergence of the Bogda Mountains and a contiguous Junggar-Turpan continental depression basin during the late Middle Permian to the Triassic. (3) The Bogda Mountains began to uplift in the Early Jurassic, resulting in opposing paleocurrent directions, a sudden increase in sedimentary lithic detritus and the dominance of Carboniferous to Permian detrital zircons along the southern and northern margins of this range. (4) In contrast to the uplift of the Bogda Mountains, the other parts of the Tianshan Mountains experienced gradual peneplanation from the Early Jurassic to the Middle Jurassic, as confirmed by widespread fluvial to lacustrine deposits, even inside the modern Tianshan Mountains, and by the dominance of pre-Carboniferous detrital zircons. (5) The dominance of Carboniferous to Permian zircons in the southern Junggar Basin suggests the West Tianshan Mountains were uplifted during the Late Jurassic, while the dominance of pre-Carboniferous zircons in the Central Turpan Basin indicates continuous peneplanation in the Eastern Tianshan Mountains. (6) The initial shape of the Tianshan Mountains-Junggar Basin-Turpan Basin system was constructed in the Late Jurassic but was modified in the Cenozoic by the India-Asia collision, resulting in much higher Western Tianshan and Bogda Mountains, low Eastern Tianshan Mountains and well-developed foreland basins. These Cenozoic changes were recorded by the rapid cooling of apatites, the dominance of Carboniferous to Permian zircons in the southern Junggar Basin and northern Turpan Basin, and the dominance of pre-Carboniferous zircons in the Central Turpan Basin.     

中新生代天山隆升及其南北盆地分异与沉积环境演化

明确中生代以来天山隆升的时间顺序、隆升范围,及其与南北两侧盆地的沉积环境演化之间的关系,是天山两侧准噶尔盆地、吐哈盆地与塔里木等盆地原型恢复研究的重要需求。通过分析天山南北主要盆地类型、沉积充填、古气候变化,物源属性、边缘相带迁移反映的物源区远近变化与古水流特征,以及大量磷灰石裂变径迹测年数据认为,中新生代天山主要存在晚三叠世-早侏罗世、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-始新世、中新世-第四纪的四期阶段隆升。在此基础上,编制了早侏罗世早期-第四纪的天山隆升范围及其南北盆地的沉积环境演化图,表明天山的四阶段隆升控制了北疆与南疆盆地由早、中侏罗世统一泛湖盆至晚侏罗-早白垩世盆地开始分异,再到新近纪以来彻底分割成独立盆地的沉积演化过程。同时,明确了天山南北两侧各盆地储层、烃源岩及盖层的重要形成期与天山隆升的关系,对有效拓展油气勘探范围有所启示。