盆山耦合与前陆盆地成藏区带分析

经济全球化导致油气勘探全球化,板块学说在理论上提供全球油气勘探基础,亚洲大陆与北美大陆盆山体系在实践上提供全球油气勘探经验。盆山耦合体系存在3类造山带与3类前陆盆地即:(1)俯冲造山带与弧后前陆盆地;(2)碰撞造山带与周缘前陆盆地;(3)陆内造山带与陆内前陆盆地。前陆盆地成藏区带勘探中,在空间上应将造山带前麓褶皱—冲断带层与前陆盆地作为统一应变场,在时间上应将前冲断作用沉积层序,同冲断作用沉积层序和后冲断作用沉积层序作为整体来进行勘探。     

中国西部盆山系统的耦合关系及其动力学模式——以龙门山造山带一川西前陆盆地系统为例

造山带与沉积盆地是形成于统一的地球动力学系统之中的一对孪生体，由此构造了盆山系统。盆山系统是陆块相互作用、岩石圈层圈相互耦合的复杂系统，主要表现为物质的循环系统和能量的交换系统。盆山系统形成演化过程中造山带和沉积盆地之间一切相互作用的总和即为盆山间的耦合关系。盆山系统是中国西部中新生代构造的基本格局，并有单测盆地型盆山系统和双测盆地型盆山系统两种基本类型。小陆块拼合、多旋回构造运动和陆内构造活动强烈等是中国西部盆山系统形成演化的地质背景。中国西部盆山系统盆山间耦合关系在垂向上表现为造山带隆升与沉积盆地沉降呈镜像关系，在横向上表现为物质流和能量流循环均有两个传递方向，并且盆山系统岩石圈各层圈间有着强烈的相互作用。中国西部盆山系统盆山间耦合关系的动力学模式为C(陆内)—型俯冲，对于单侧盆地型盆山系统其耦合关系的动力学模式为L(龙门山)—型俯冲，而双测盆地型盆山系统其耦合关系的动力学模式为T(天山)—型俯冲。     

从前陆盆地充填地层分析盆山耦合关系

根据前陆盆地充填地层分析盆地和造山带的耦合关系，研究区域包括四川中生代前陆盆地和鄂尔多斯中生代前陆盆地。研究表明，前陆盆地和造山带具有较好的耦合关系。前陆盆地充填沉积物特征是造山带形成演化和盆地沉降的响应。向上变粗的沉积序列以及地层不整合盆地方向的迁移反映了造山带向前陆不断隆升的演化过程，前陆盆地沉积物的岩石学特征反映了双物源供给和造山带的剥蚀。层序地层的体系域构成和地层堆积方式主要受控于前陆盆地沉降速度的变化。     

前陆盆地挠曲沉降和沉积过程3D模型研究

前陆盆地是在造山带负荷作用下岩石圈发生挠曲沉降而形成的,并且被主要从造山带搬运的沉积物所充填。为了更好地理解和认识前陆盆地的形成演化机制,特别是受控于周缘多个造山带活动所形成的前陆盆地的演化机制,本文通过建立前陆盆地挠曲沉降与沉积过程的3-D模型,模拟展示了造山带逆冲推覆作用、岩石圈挠曲沉降响应及在山盆体系中由于动力地形变化而导致的河流体系的发育变化及其产生的剥蚀和沉积过程。模型的建立和实验完整体现了逆冲推覆、弹性挠曲沉降和沉积物搬运这三者之间的耦合机制,为全面深入研究前陆盆地动力学提供了理论依据和方法。     

龙门山造山带与川西前陆盆地的盆山耦合关系对油气成藏的控制作用

综合地球化学、野外剖面和钻测井等资料,运用岩石学和地层对比、盆地模拟等方法,剖析了龙门山造山带和川西前陆盆地的盆山耦合关系,探讨了这种盆山耦合关系对油气成藏的控制作用,最后给出了勘探建议及有利区带预测。结果表明：龙门山造山带和川西前陆盆地在沉积和构造方面表现出良好的盆山耦合关系,具体表现在沉降与隆升的对应、物源与沉积的对应以及构造多幕性和沉积旋回性的对应等特征上;沉积耦合关系控制着烃源岩的沉积厚度及热演化程度,并影响着储层的垂向和横向分布,而构造耦合关系则对造山带和前陆盆地的断层发育以及油气运移和成藏所需圈闭具有决定性作用;盆山耦合呈多期性,具有沉积、沉降中心以及沉积相展布不断迁移和多期叠加的特征;形成了川西前陆盆地深、中、浅层的三维立体幕式演化成藏模式。有利区带预测表明：梓潼坳陷南端是深盆气的有利聚集区;浅层气主要分布在古隆起发育的盆地中、南段;深层气则多分布于盆地北部及中部地层尖灭带。     

盆山耦合类型

盆山之间存在着 3种关系 :( 1)构造上 ,盆地与山岭的耦合性 :主要表现在构造应力场的同一性与空间上的连续性 ,即挤压造山带与前陆盆地耦合 ,伸展造山带与裂陷盆地耦合 ,走滑造山带与走滑盆地耦合 ,而连锁断层系则为耦合机制主键。 ( 2 )节律上 ,盆地与山岭的反转性 :为地球体积变化或脉动所产生。早期大陆边缘盆地可以反转为造山带 ,造山带可以伸展坍陷成裂陷盆地 :“高山为谷 ,深谷为陵”主要表现在时间上的阶段性 ;( 3)沉积上 ,盆地与山岭的互补性 :主要为地球均衡性所制约。在浅层呈现为山岭隆升侵蚀或蚀顶作用 (ｄｅｒｏｏｆｉｎｇ) ,…     

前陆盆地沉降机理和地层模型

前陆盆地形成的主要原因是造山带负载导致的岩石圈挠曲。逆冲作用造成地壳增厚,造山带的巨大质量又导致下部岩石圈的区域均衡沉降,从而临近和平行于造山带发育了凹陷。另外,前陆盆地的演化也受到沉积物供应、盆地内沉积物扩散能力、岩石圈强度、造山带逆冲速率、全球海平面变化、和俯冲有关的动力沉降及俯冲负载等众多其它因素的影响。本文阐述了这些因素与前陆盆地沉降的关系,介绍了与幕式逆冲有关的地层模型和欠补偿-过补偿地层模型。希望本文能够对中国西北地区前陆盆地的研究起到一定的借鉴意义。     

造山作用与沉积响应

造山造与沉积盆地是大陆上最基本的两个构造单元,具有盆山转换和盆山耦合的地质特征。造山作用主要体现为逆冲作用和走滑作用,造山带逆冲推覆作用所产生的构造负荷是前陆盆地生长的构造动力,控制前陆盆地的沉降,形成２可容空间,并提供物源,导致盆地的沉降和物源在垂直造山带方向的迁移;造山带走滑作用不仅控制造山带瞳滑挤压盆地的形成,而且控制前陆盆地的沉降和物源在平行造山方向的迁移,以及盆地的抬升与侵蚀。沉积盆地地     

塔里木盆地东部盆山耦合与区带分析

塔里木盆地演化受控于板块构造旋回的发展：(1)离散期，塔里木板块从超大陆裂解，塔东地区形成南华纪—震旦纪裂谷盆地；(2)漂移期，塔里木板块漂移—热沉降，形成古生代克拉通盆地及台地型油气系统，发育古隆起和坡折带油气区带；(3)聚合期，塔里木板块及周缘形成盆—山转换，但在塔东地区缺失二叠系—三叠系层序；(4)大陆旋回期，塔里木盆地在侏罗纪时呈现为造山后伸展，形成裂陷盆地，新生代开始陆内造山，形成盆—山耦合，塔东属走滑—前陆盆地，形成造山型油气系统，发育逆冲—褶皱型及走滑—褶皱型油气区带。     

前陆盆地层序地层学研究简介

前陆盆地层序地层学是将层序地层学理论应用于构造活动的前陆盆地分析的一个特例。前陆盆地三级层序成因并非受全球统一的海平面变化控制，而是与盆缘造山带区域本报特约记者运动、盆内沉积作用和相对海平面变化的联合作用有关，代表了前陆分地一个成盆期的不同发育阶段。层序界面是相对海平面下降和区域构造隆的联合作用面。在盆地演化的不对称沉降阶充填阶段，邻造山带区为低水位浊积扇沉积层序；远离造山带区，低水位体系域不发育     

冈底斯-喜马拉雅碰撞造山带前陆盆地系统及构造演化

碰撞带前陆盆地的建立是大陆碰撞的直接标志和随后造山带构造变形的忠实记录。本文对欧亚板块与印度板块碰撞前后发育在拉萨地块上的冈底斯弧背前陆盆地,同碰撞产生的雅鲁藏布江周缘前陆盆地,以及碰撞后陆内变形产生的喜马拉雅前陆盆地的沉积地层演化以及碎屑锆石物源特征等进行了系统分析,结合前人及我们近些年的研究成果,认为冈底斯岛弧北侧发育一个典型的弧背前陆盆地系统而不是以前普遍接受的伸展盆地。除传统认为的喜马拉雅前陆盆地系统外,在碰撞造山带中还发育一个雅鲁藏布江前陆盆地系统,它是欧亚板块与印度板块碰撞以后,欧亚板块加载到印度被动大陆边缘产生的典型周缘前陆盆地。上述2个造山带前陆盆地系统的识别,大大提高了对新特提斯洋俯冲、碰撞过程的认识。造山带前陆盆地证据指示,新特提斯洋至少于140 Ma以前就已开始俯冲, 110 Ma俯冲速度开始提高,在65 Ma前后印度大陆与欧亚大陆发生碰撞,喜马拉雅山于40 Ma开始隆升,其剥蚀物质大量堆积在喜马拉雅前陆盆地中。     

盆地-山岭耦合体系与地球动力学机制

盆山耦合分析应该将地球动力学环境和板块运动学序列结合起来, 根据地球动力学环境所提出的: 伸展构造体系、挤压构造体系、走滑构造体系和克拉通构造体系进行定性与定量分析; 依照板块运动学序列所划分的主要旋回: 裂解阶段、俯冲阶段、碰撞阶段和后造山阶段进行定位与定时分析.伸展构造体系在离散期为陆内裂陷盆地及伸展造山带; 在聚合期为弧后裂陷盆地及张性岩浆弧造山带; 在后造山期为后继裂陷盆地及晚期伸展造山带.挤压构造体系在俯冲期为弧后前陆盆地及俯冲造山带; 在碰撞期为周缘前陆盆地及碰撞造山带; 在再活动期为再生前陆盆地及再生造山带.走滑构造体系在伸展期为走滑拉分盆地及剪张山岭; 在挤压期为走滑挠曲盆地及剪压造山带.克拉通构造体系在裂解期为克拉通内部盆地; 在拼合期为克拉通边缘盆地.      

大别山造山带与安徽沿江中新生代盆地的盆山耦合关系

安徽沿江中新生代盆地位于大别山造山带南缘，为先挤压、后伸展形成的叠合盆地，是探讨扬子板块陆内深俯冲—大别山造山带隆起与中、下扬子盆地沉降的耦合关系的理想场所。在早中生代，大别山为华南和华北大陆碰撞造山带，华南地壳向深处俯冲并承受超高压变质作用，超高压变质岩不断向上折返，沿江坳陷具有前陆盆地性质，盆地充填有晚三叠世—中侏罗世磨拉石层序；在晚中生代，在中国东部整体的拉张背景下，大别山变质带完全折返上隆，处于变质核杂岩隆升状态，而沿江坳陷具有裂陷盆地性质，充填有晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—古近纪两个红色碎屑构造层序，起因于地壳拆沉而产生的均衡隆升和伸展断陷的构造耦合。     

中国前陆盆地构造地质特征综述与油气勘探

中国特定环境下发育的前陆盆地和冲断带在地质构造上具有许多的特殊性。在综述前人认识的基础上,笔者通过对中国前陆盆地的构造演化历程、沉积充填特征、构造成因及其空间分布规律、构造变形特征等的研究,提出了中国前陆盆地构造地质发育的5个主要特征:(1)两种不同性质的原型盆地发生正反转的叠合性,即挤压构造下作为“本体”的前陆层序与拉张构造下作为“基础”的裂谷、断陷盆地之间的叠置;(2)显生宙以来中国大陆先后发生了4期前陆冲断构造演化的多期性,它们分别是加里东晚期、海西晚期、印支期和喜马拉雅晚期;(3)基于小克拉通基底拼贴后在造山带前缘复活再生的继承性,即统一拼合大陆内部的构造变形导致古造山带的复活,在古造山带边缘发育新生代前陆盆地或前陆冲断带;(4)在空间分布上受环青藏高原巨型盆山体系控制发生陆内变形的系统性,在环青藏高原巨型盆山体系内构造变形强度、盆地沉降幅度、盆山耦合程度等从内环向外环依次降低,从古造山带向克拉通方向构造变形强度依次降低,构造变形样式逐渐简单、构造变形时间依次变新;(5)前陆冲断带的构造样式由于受边界力学条件和沉积地层介质作用而具有多变性,存在沉积盖层内脆性变形的断层相关褶皱、造山带前缘韧性变形的基底卷入构造、与走滑构造相伴生的基底卷入的断层相关褶皱、盆地内部塑性变形的盐构造。正是因为上述地质构造的特殊性,决定了油气聚集与分布特征的规律性和复杂性,由此提出了相应的一些构造地质研究与油气勘探工作的建议。     

华北东部盆山耦合与内生成矿作用

盆-山耦合关系是当今地学研究的前沿课题。但是,在几何学上,成对盆山耦合论述较多。而华北东部裂陷盆地则西与太行造山带、北与燕山造山带、东与胶辽山地、南与大别造山带均构成盆-山耦合,即中心裂陷盆地与外围各造山带均为耦合关系。研究表明:中心裂陷与华北地幔亚热柱的形成密切相关,由于地幔亚热柱强烈上隆,在岩石圈底部受阻,使华北东部岩石圈发生热减薄-断陷的同时,向外拆离的地幔岩在盆地外围形成一系列次级隆起(太行、燕山、胶辽、大别造山带),即地幔热柱多级演化的第三级单元———幔枝构造。各幔枝构造(造山带)间具有明显的可比性,并共同与中心裂陷盆地构成盆-山耦合关系。与此同时,随地幔热柱-亚热柱-幔枝构造向上迁移的成矿元素,亦以气态-气液混合态-含矿流体的形式向上迁移,并最终在幔枝构造的有利聚集部位成矿,形成张宣、冀东、辽东、胶东、鲁西、小秦岭、阜平等幔枝构造成矿集中区。     

中国中西部前陆盆地的地质特征及油气聚集

中国中西部前陆盆地具有十分丰富的油气资源,近年来油气勘探也取得了很大的成果,但总体上来说其地质情况复杂、研究程度较低。世界上典型的前陆盆地一般位于造山带和稳定的克拉通之间的狭长槽地,而在中国中西部则主要为与古特提斯造山带在新特提斯阶段再活动有关的陆内会聚形成的“再生”前陆盆地,因此与世界典型前陆盆地相比中国中西部前陆盆地具有一定的“特殊性”。根据两期前陆的叠合程度差异造成的盆地几何形态、挠曲沉降、地层层序、沉积充填、构造变形特征的特点,将中国中西部前陆盆地归纳为改造型、新生型、叠加型和早衰型四种组合类型的前陆盆地。中西部不同组合类型前陆盆地具有不同的结构特征,决定了不同组合类型前陆盆地成藏特征和油气勘探潜力上的差异。     

中国中西部中、新生代前陆盆地与挤压造山带耦合分析

中国中西部主要由中、新生代造山带与中、新生代盆地构成盆山格局 :秦岭造山带与南北两侧四川盆地与鄂尔多斯盆地 ;天山造山带与南北两侧塔里木盆地与准噶尔盆地 ;哀牢山造山带与东西两侧楚雄盆地与兰坪思茅盆地等 ,总体上构成盆山耦合。根据挤压造山带类型与前陆盆地类型 ,可以划分出 3种耦合类型 ,即 ( 1)碰撞造山带与周缘前陆盆地 ,( 2 )俯冲造山带与弧后前陆盆地及 ( 3)再生造山带与再生前陆盆地。因此前陆盆地是伴随着造山带的形成与演化而发育 ,造山带断滑系统直接控制前陆盆地结构、沉积层序及构造样式等 ,从而制约前陆盆地油气分布的有序性     

LATE CENOZOIC LITHOLOGY AND MAGNETIC POLARITY STRATIGRAPHY IN THE JIUXI BASIN: IMPLICATIONS FOR TECTONIC EVENTS OF THE WEST QILIAN MT

LATE CENOZOIC LITHOLOGY AND MAGNETIC POLARITY STRATIGRAPHY IN THE JIUXI BASIN: IMPLICATIONS FOR TECTONIC EVENTS OF THE WEST QILIAN MTtheNationalKeyProjectforBasicResearchandCASProjectforTibetanResearchProject (KZ951 A1 2 0 4 ,KZ95T 0 6 )     

The trinity of depositional phase of foreland basins: An example from the western Taiwan foreland basin

Due to oblique arc-continent collision, the west-ern Taiwan foreland basin has evolved into three dis-tinct subbasins: an over-filled basin proximal to the Taiwan orogen, mainly distributed in the Western Foothhils and Coastal Plain provinces, a filled basin occupying the shallow Taiwan Strait continental shelf west of the Taiwan orogen and an under-filled basin distal to the Taiwan orogen in the deep marine Kaop-ing Slope offshore southwest Taiwan, respectively. The over-filled depositional phase is dominated by fluvial environments across the structurally controlled piggy-back basins. The filled depositional phase in the Taiwan Strait is characterized by shallow marine en-vironments and is filled by Pliocene-Quaternary sedi-ments up to 4,000 m thick derived from the Taiwan orogen with an asymmetrical and wedge-shaped cross section. The under-filled depositional phase is charac-teristic of deep marine environments in the wedge-top basins accompanied by active structures of thrust faults and mud diapers.     

Sedimentology and foreland basin paleogeography during Taiwan arc continent collision

The Western foreland basin in Taiwan originated through the oblique collision between the Luzon volcanic arc and the Asian passive margin. Crustal flexure adjacent to the growing orogenic load created a subsiding foreland basin. The sedimentary record reveals progressively changing sedimentary environments influenced by the orogen approaching from the East. Based on sedimentary facies distribution at five key stratigraphic horizons, paleogeographic maps were constructed. The maps highlight the complicated basin-wide dynamics of sediment dispersal within an evolving foreland basin.The basin physiography changed very little from the middle Miocene (∼12.5 Ma) to the late Pliocene (∼3 Ma). The transition from a passive margin to foreland basin setting in the late Pliocene (∼3 Ma), during deposition of the mud-dominated Chinshui Shale, is dominantly marked by a deepening and widening of the main depositional basin. These finer grained Taiwan derived sediments clearly indicate increased subsidence, though water depths remain relatively shallow, and sedimentation associated with the approach of the growing orogen to the East.In the late Pleistocene as the shallow marine wedge ahead of the growing orogen propagated southward, the proximal parts of the basin evolved into a wedge-top setting introducing deformation and sedimentation in the distal basin. Despite high Pleistocene to modern erosion/sedimentation rates, shallow marine facies persist, as the basin remains open to the South and longitudinal transport is sufficient to prevent it from becoming overfilled or even fully terrestrial.Our paleoenvironmental and paleogeographical reconstructions constrain southward propagation rates in the range of 5–20 km/Myr from 2 Ma to 0.5 Ma, and 106–120 km/Myr between late Pleistocene and present (0.5–0 Ma). The initial rates are not synchronous with the migration of the sediment depocenters highlighting the complexity of sediment distribution and accumulation in evolving foreland basins.