西昆仑山北缘盆山构造转换解析

根据新藏公路南段、穿越玉龙喀什河谷至和田以北的剖面考察解析及山前钻井和物探解释,结合杜瓦及皮阿曼等地综合考察分析,西昆仑山北缘向塔里木盆地的盆山过渡,是以帕米尔-西昆仑逆冲断裂系的构造形式向塔里木西南前陆盆地(简称前陆盆地)渐变,表现为一系列褶皱冲断组合的构造样式.研究表明,帕米尔-西昆仑前缘逆冲断裂系的形成发育,是控制帕米尔-西昆仑造山带(简称造山带)和前陆盆地发育的重要变形机制,逆冲断裂系的扩展大致可分4个时段.     

帕米尔隆升过程中地壳的一种重要缩短机制--以齐姆根构造转换域为例

区域构造显示,在帕米尔－西昆仑前陆地带大致以齐姆根为中心的范围内,山前构造变形呈现分阶段发育的特征,前陆冲断带和前陆沉降带横向不能连接,形成喀什和叶城－和田两个沉降坳陷中心。这是由于造山带前陆的逆冲断裂带向盆地大规模逆掩和推覆过程中大幅度构造叠覆而形成,长距离构造拆离使许多地质记录被掩盖和破坏,给地质构造发展史重建造成很大困难,齐姆根由于地处连接帕米尔、西昆仑2个前缘逆冲断裂系及其前陆沉降带的应力转换和调整部位,构造以斜向走滑为主、逆冲推覆程度相对较弱,因而得以保留许多塔里木西南构造演化过程中形成的地质信息,该区域是正确认识东帕米尔地区构造演化的关键点之一,因此笔者引入“域”的概念,将其命名为“齐姆根构造转换域”,其原型背景是目前帕米尔－西昆仑前缘唯一保存较为完整的沉积盆地,规模不大却显示了较为典型的前陆盆地沉积构造样式,结合区域事件同位素年龄证据,基本可以确定塔西南前陆盆地发育下限不晚于侏罗纪早期,178.4-113.3Ma为初期活动的主要时期。侏罗纪发育有限规模前陆盆地,是在塔里木西南前陆盆地发育的初期阶段,同时盆地的展布受到古近纪以来帕米尔构造结“突刺”状楔入的强烈影响,使侏罗纪原始盆地走向发生偏转。研究表明,该构造转换域与康西瓦断裂一起构成一系列构造应力转换系统,自三叠纪古特提斯闭合以来一直承接着印度板块向北挤压和帕米尔隆升过程产生的巨大地壳缩短量。     

祁连山南部地区三叠纪弧后前陆盆地——基于沉积填充与大地构造的证据

本文通过对祁连山南部地区三叠纪沉积充填特征的研究,建立了盆地形成过程中沉积充填与区域构造演化的关联。依据沉积充填特征、构造接触关系及区域地质背景,认为祁连山南部地区三叠纪盆地具有弧后前陆盆地的构造属性;综合分析年代学、沉积物性和盆地内部填充单元的差异划分出与柴达木岛弧带和祁连山南部弧后前陆盆地相关的区域大地构造单元。认为早三叠世-中三叠世中期,南部遭受俯冲作用持续向北挤压推覆导致盆地挠曲沉降;中三叠世中期-晚三叠世中期发生弧(东昆仑-柴北缘)-陆(巴颜喀拉地块)碰撞,祁连山南部盆地挠曲沉降增大,其间形成区域性断裂和不整合等盆地记录的地质事件;晚三叠世晚期祁连山南部盆地发生过补偿陆相填充,弧后前陆盆地消亡。     

楚雄前陆盆地系统的构造单元及沉积标识

楚雄盆地是一个中生代周缘前陆盆地。地表及深部地质资料显示,盆地内部以渔泡江-沙桥断裂为界可划分为西部推覆带和东部前陆带。本文运用前陆盆地系统新理论,结合沉积、构造和地化标识,认为西部推覆带是典型的楔顶沉积,而不是前人划分的前渊沉积,东部前陆带上经历了递进式前陆盆地系统沉积作用,早期典型的前渊沉积可能消减于西部推覆带之下。     

楚雄前陆盆地的构造特征与沉积演化

对楚雄前陆盆地西部及相邻构造格架进行了分析 ,认为原形盆地的西南部及相邻造山带受到了新生代红河断裂的强烈改造 ,而盆地西北部的盆 -山体系保留了盆地演化时期的基本格架。利用当代前陆盆地演化模式理论 ,对原形盆地的沉积特征及其与西部推覆构造的耦合关系进行了综合分析 ,认为扬子西部被动陆缘向楚雄前陆盆地转化的时期发生在晚三叠世卡尼早期 ,前陆盆地经历了 3个发展阶段 :卡尼期深水复理石沉积、诺利期浅水复理石沉积和瑞替期磨拉石沉积 ,并提出了相应的沉积 -构造演化模式。     

西昆仑山前晚三叠世古构造特征及对侏罗-白垩纪沉积的控制

造山带和盆地是在时空发展和形成机制上具有密切联系的构造系统。青藏高原内部晚三叠世古特提斯造山带的形成,对北缘的塔里木盆地产生了重要的影响,导致了盆地内部西昆仑山前地区发生了强烈的冲断构造变形,而这一冲断构造变形所形成的古构造-古地貌对后期侏罗-白垩纪的沉积具有重要的控制作用,同时也决定了该地区的油气分布。本文基于对西昆仑山前露头区中生代地层分布详细的野外考察和盆地覆盖区钻井资料的整理,结合对盆-山结合带清晰地震剖面的详细解释,开展西昆仑山前的晚三叠世古构造特征及侏罗-白垩纪沉积充填过程研究,以期揭示晚三叠世的古构造-古地貌特征及对沉积的控制作用。通过研究发现,西昆仑山前地区发育晚三叠世前陆褶皱冲断带,冲断带根部发育基底卷入构造,锋带发育叠瓦状构造;古生界受逆冲断裂控制,形成一系列的北陡南缓的背斜隆起,冲断带前锋位置与新生代构造前锋位置相近。三叠纪末古地貌形态由于特提斯造山带的强烈隆升,总体呈南高北低的地貌形态,但是褶皱冲断构造带受地表风化剥蚀作用,背斜核部形成南缓北陡的古隆起,而断层破碎带形成南陡北缓的洼地,是侏罗系发育前的基本地貌格架。早侏罗世受特提斯造山带造山后伸展的影响,西昆仑山前发育4个箕状断陷,控陷断层发育于古造山带一侧;受大型控陷断层的影响,在断陷内部呈北高南低的地形特点,断陷内侏罗系逐渐向北部斜坡超覆。晚三叠世形成的古构造-古地貌与早侏罗世断陷叠加形成的古地理格架一直控制了侏罗纪-早白垩世的沉积,直到晚白垩世沉积时才没有起到控制作用。     

祁连-柴达木-东昆仑新元古-中生代沉积盆地演化

祁连-柴达木-东昆仑处于中央造山带的中西部, 经历了复杂的构造演化史.将祁连-柴达木-东昆仑地区划分为19个地层分区, 在总结各地层分区沉积盆地特征基础上, 讨论了祁连-柴达木-东昆仑地区的构造-沉积演化史: 新元古代-早古生代, 随着北祁连洋、赛什腾-锡铁山洋、东昆仑洋开始张裂, 研究区为陆缘裂谷、洋盆沉积; 早古生代末3个洋盆陆续消减闭合, 开始造山阶段的前陆盆地和碰撞造山后的陆缘裂陷沉积; 寒武纪-早-中三叠世, 东昆仑阿尼玛卿洋经历了拉张-俯冲-闭合, 之后全区进入陆内断陷、坳陷盆地阶段.研究区各地层分区的沉积盆地特征很好地记录了北祁连洋、赛什腾-锡铁山洋、东昆仑洋的开合及陆内造山等构造过程, 为重大构造事件提供了重要的沉积学证据.      

青藏高原北缘新生代早期构造运动——来自酒西盆地始新世-渐新世的沉积学约束

位于青藏高原北缘的酒西盆地,出露有完整的晚始新世地层,真实地记录了周缘构造的运动,使其成为研究高原北缘新生代构造活动的最佳场所之一.基于酒西盆地11条沉积剖面的沉积相、重矿物和古水流研究,建立了火烧沟组-白杨河组高精度的沉积格架,识别出盆地在晚始新世主要为走滑盆地,沉积形态主要受阿尔金断裂左行走滑作用控制.阿尔金断裂强烈的走滑作用受到北部阿拉善地体的阻挡,在酒西盆地北部形成一个前锋带.随后,高原内部强烈的南-北向挤压作用沿酒西盆地的刚性基底向南传递到北祁连断裂,形成了新近纪早期酒西前陆盆地的雏形.     

帕米尔-西昆仑北麓新生代前陆褶皱冲断带构造剖面分析

依据帕米尔—西昆仑北麓新生代前陆褶皱冲断带 3条构造剖面的详细分析,发现帕米尔—西昆仑北麓除山根地带发育高角度断层外,基本上以低角度逆掩断层为主,形成与逆冲推覆构造相关的褶皱变形。乌泊尔地区表现为由山脉向塔里木盆地滑移的隐伏冲断层和上覆褶皱;苏盖特—齐姆根—甫沙地区表现为山前的三角带和向盆地扩展的两排背斜带。帕米尔—西昆仑北麓前陆褶皱冲断带的主要构造变形时间始于上新世早期(距今约 4.6Ma),断层、褶皱的变形时代由山前向盆地逐步变新,变形强度由山脉向塔里木盆地逐步减弱。帕米尔—西昆仑北麓前陆褶皱冲断带的构造缩短量为 20～70km,缩短率为 35%～50%。     

川西前陆盆地侏罗纪构造层序地层格架内沉积充填特征

为了研究侏罗纪龙门山造山带与川西前陆盆地盆山关系,以侏罗系3个构造层序(TS1~TS3)体系域(BE, BW)为研究的基本单元,通过对川西前陆盆地构造层序充填特征的研究发现:龙门山造山带构造运动与沉积盆地的构造层序充填特征吻合较好,并且龙门山造山带北段,中段,南段在各期次构造活动中活动情况具有差异。TS1BE期,川西前陆盆地北部和南部地区都发育有冲积扇-扇三角洲沉积,中部地区为三角洲沉积,显示该期龙门山造山带北段和南段构造活动可能较为剧烈,中段相对较平缓。TS1BW期,川西前陆盆地北部和南部地区都以湖泊沉积为特征,仅在川西前陆盆地中部地区发育有三角洲沉积,显示本期龙门山造山带构造活动不发育,较为平稳。TS2BE期,川西前陆盆地北部和南部地区自西而东为冲积扇,三角洲—滨湖、浅湖沉积环境,中部地区为三角洲沉积,显示龙门山造山带又一次剧烈隆升,且北段和南段活动较为剧烈,中段相对较弱。TS2BW期,层序充填结构表明龙门山造山带北段和中段活动情况再次趋缓,但南段构造活动仍然较为活跃。TS3BE期,川西前陆盆地北部和南部地区发育有冲积扇沉积,中部则以三角洲-湖泊沉积为特征,显示该期龙门山造山带北段和南段都发生了较为剧烈的构造隆升运动,龙门山造山带中段,构造活动相对较为平缓。TS3BW期,龙门山造山带北段和中段构造活动减弱,南段活动持续加剧,于芦山两河口地区沉积有巨厚的冲积扇沉积物。     

昆仑造山带早-中泥盆世沉积特征及盆地性质探讨

昆仑造山带基本构造—地层格架奠基于古生代,是早古生代和晚古生代洋陆转换、碰撞造山的结果。早古生代末的加里东碰撞造山运动,使早古生代洋盆闭合,昆仑地区整体抬升为陆,作为造山运动的沉积响应,在结合带的山前地区形成早—中泥盆世前陆盆地沉积。东昆仑下—中泥盆统分布于昆中、昆南区,北部为深海、次深海盆地沉积和浅海陆棚及海陆过渡相沉积,南部为滨浅海沉积,沉积物在三维空间上具有北厚南薄的楔状体特点。时间序列上表现为深海、次深海—浅海陆棚—海陆交互相特征,反映沉积盆地向上变浅的规律。物源主要来源于北部北昆仑早古生代造山带,南部为次要物源区。由于其发育于志留纪末祁漫塔格洋盆闭合后的俯冲陆块之上,反映其具有周缘前陆盆地沉积的总体特征。西昆仑只在昆北区发育中泥盆统,西南部主要为深海、次深海盆地沉积,上部发育滨浅海沉积,北部及塔里木南部边缘为滨浅海沉积,沉积物在三维空间上具有西南厚东北薄的楔状体特点。时间序列上表现为深海、半深海—浅海—海陆交互—陆相沉积特点,亦表现为沉积盆地向上变浅的规律。物源主要来源于西南造山带,东北部塔里木古陆为次要物源区。结合该套地层发育于奥陶纪末库地洋盆闭合后的中昆仑岩浆弧后的昆北地区,反映其具有弧后前陆盆地沉积的总体特征。     

西昆仑—帕米尔造山带及其北缘前陆盆地板内变形构造

笔者总结了西昆仑—帕米尔造山带及塔西南前陆盆地板内变形的各类构造模式、构造分带、新生代变形格局及构造演化,提出其新生代板内变形具有弧形构造分段性和阶段性演化的特点,发现了依格孜牙、柯克亚、桑株—杜瓦、卡兹克—阿尔特薄皮弧形推覆构造、齐姆根主弧形构造段及玉力群—克里阳构造段的三角带构造及叶尔羌—棋盘对冲过渡型弧形构造。认为对冲过渡型弧形构造及各弧形构造分段间的斜冲走滑带是塔西南前陆盆地板内变形的特殊产物。     

利用接收函数研究鄂尔多斯东缘地壳上地幔结构

       由1876个远震三分量P波地震图组成的数据集,取自布置于鄂尔多斯-太行山一线的宽频带流动台站。通过阵列反 卷积方法,得到地下界面响应的接收函数,并通过共转换点偏移叠加得到地下结构的图像。图像显示,从鄂尔多斯至渤海 湾盆地地壳厚度总体上逐渐变薄,Moho面总体呈小角度向西倾斜。鄂尔多斯块体中部地壳最厚,达到52 km,向东到鄂尔多 斯边缘,地壳厚度减小至43 km。太行山至渤海湾盆地地壳厚度从45 km减小至37 km。山西地堑下方Moho面上隆,和两边的 Moho面相比,抬升8~10 km,且其Moho面的上隆和新生代地堑的凹陷呈镜像关系。     

西昆仑山前陆盆地粘土矿物特征及其地质意义

为重建西昆仑山地区晚新生代的地质构造及环境演变过程,本文利用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微分析（SEM）方法,对西昆仑山前陆盆地（叶城盆地）该时期沉积的一套磨拉石建造中的粘土矿物进行了研究。结果表明,在整个晚中新世到早更新世的沉积物地层中,粘土矿物的种类始终以伊利石和蒙脱石为主,含少量的绿泥石和高岭石。但伊利石、蒙脱石、高岭石的相对含量,以及伊利石结晶度值等均显示出明显的变化。在8~3.5 Ma B.P.期间,伊利石相对含量值和结晶度值均比较高,而蒙脱石相对含量低,并有少量的高岭石产出;在3.5~3.3 Ma B.P.期间,伊利石相对含量值和伊利石结晶度值均急剧降低,而相反,蒙脱石相对含量值急剧升高,高岭石基本消失;3.3~2.8 Ma B.P.期间沉积物的粘土矿物参数与8~3.5 Ma B.P.时期的粘土矿物参数非常接近;而2.8~1.8 Ma B.P.期间沉积物的粘土矿物参数则与3.5~3.3 Ma B.P.期间的粘土矿物参数相类似。根据沉积物中的粘土矿物特征变化规律可以推断,物源区母岩成分的变化是粘土矿物特征变化的主要原因,古气候古环境变化则是次要影响因素。粘土矿物特征的变化规律显示西昆仑山体在晚新生代具有不均匀的阶段性隆升的特点,在3.5 Ma B.P.、3.3 Ma B.P.、2.8 Ma B.P.左右分别发生了三次明显的构造隆升事件,而且总伴随着风化母岩成分的变化。物源区在早更新世中期（12.5 Ma B.P.)很可能处于干旱的古气候古环境中。     

西昆仑岩石圈的拆沉作用及其深部构造含义——地震层析成像及航磁异常证据

西昆仑构造带及其邻区的宽频带地震探测和航磁异常研究结果表明,西昆仑构造带的南部(亦即青藏板块)的岩石圈向塔里木盆地下部俯冲,西昆仑的蛇绿岩带是闭合于加里东造山时期的古特提斯洋的残迹;青藏板块在向塔里木盆地俯冲的过程中,受到来自北部坚硬、古老的塔里木地体的强力阻挡,使得向北俯冲的岩石圈产生裂解,发生拆沉;在青藏板块岩石圈发生拆沉作用的同时,南部青藏板块岩石圈的回弹及软流层的浮力作用导致上部地壳发生引张断陷,深部熔岩上涌造成了碱质型熔岩沿断陷裂隙喷溢,同时也形成了构造带两侧反逆冲构造格局;西昆仑中央断裂是青藏高原的“第四缝合带”,北昆仑构造带仅仅是由于在青藏板块岩石圈发生拆沉作用时,西昆仑构造带中地壳浅部物质逆冲于塔里木前陆之上形成的。     

新疆莎车盆地上白垩统-古近系蒸发岩沉积及成钾前景

新疆莎车盆地发育大范围的蒸发岩。蒸发岩沉积与海侵-海退密切相关,自晚白垩世—渐新世以来,莎车盆地至少有5次小规模海侵-海退旋回,除阿尔塔什组石膏岩为断续海侵期沉积外,其余基本为海退期沉积。莎车盆地主要的蒸发岩沉积层位为吐依洛克组上段及阿尔塔什组。野外调查显示,吐依洛克组石盐岩露头主要沿西昆仑山前呈长条状分布,基本呈透镜体,阿尔塔什组石膏岩露头则见于盆地大部分地区,包括西昆仑山前、南天山山前及麦盖提斜坡,横向上持续稳定。野外调查及室内分析显示,盐类矿物主要为石盐、石膏、硬石膏,少量杂卤石、钙芒硝及钾石膏。盆地中石盐岩透镜体在横向上的不连续性,可能反应了吐依洛克组沉积晚期西昆仑山前存在多个次级古盐湖凹地,在干旱条件下浓缩成盐,而次级古盐湖在演化过程中大范围巨厚石膏岩的缺失,可能与当时的海退时间极短有关。依据莎车盆地蒸发岩沉积特征、盐类矿物组合、古盐湖演化环境,推测盆地有利的成钾层位为吐依洛克组上段,在乌帕尔一带发现成钾显示,可能为有利的成钾区域;而盆地小范围、厚度不大的石盐沉积及埋藏深度大为不利的找钾因素。     

塔里木盆地东南缘新生代构造变形特征研究

塔里木盆地东南缘新生代变形特征研究对探讨阿尔金构造带新生代的活动特征及阿尔金构造带与西昆仑构造带的相互作用具有重要意义。本文在野外地质调查的基础上,结合地球物理和沉积学资料,探讨了塔里木盆地东南缘的新生代变形及演化特征。塔里木盆地东南缘新生代构造变形受西昆仑构造带、阿尔金构造带和车尔臣断裂带的控制,且变形由西向东减弱。西南部的构造样式主要表现为受西昆仑向北冲断作用控制的冲断构造;东南部为受阿尔金断层走滑作用控制的走滑-冲断构造;而北部则为受车尔臣断层走滑作用控制的基底卷入走滑-冲断构造。中新世,盆地东南缘受西昆仑构造带大规模的冲断活动影响,导致民丰山前盆地挠曲沉降和冲断层发育,而车尔臣断裂仅有微弱活动;上新世开始,构造变形扩展到整个研究区,不仅西昆仑构造带和车尔臣断裂带表现出强烈变形,而且阿尔金断层走滑作用强烈,导致北侧次级断层的强烈走滑冲断作用和若羌山前挤压挠曲盆地的形成。新生代时期,西昆仑构造带北向冲断作用要早于阿尔金构造带的走滑变形,阿尔金构造带的走滑作用对西昆仑构造带北向冲断构造有强烈的改造。     

Crustal velocity structure beneath the western Andes of Colombian using receiver-function inversion

Analysis of teleseismic records obtained in two broadband seismic stations of three components located on the Andean region of Colombia is presented in this work. The two stations are located at the Western Cordillera (WC), station BOL, and at the Central Cordillera (CC), station PBLA. The analysis of seismograms was performed by inversion of the receiver functions (RF) in order to obtain the crustal velocity structure beneath the receivers. The receiver function is a spectral ratio obtained from teleseismic earthquakes recorded by broadband seismic stations, which allows the calculation of the velocity structure beneath the receiver by removing source effects in the horizontal components of the seismic traces. Data stacking was performed in order to improve signal to noise ratio and then the data was inverted by using two optimization algorithms: a genetic algorithm (GA), and a simulated annealing algorithm (SA). The present work calculates the receiver functions using teleseismic earthquakes at epicentral distances (Δ) ranging between 30° and 90° and recorded at the two stations within the years 2007 and 2009.Delay times between P and PS waves converted at the Moho boundary were used to constrain the velocity structure. The receiver functions at the stations were generated from seismic events within a broad range of back azimuth. Data from gravity and magnetism were also used during the geophysical survey. The depth of the Moho boundary was found to be at 40 km in the WC beneath station BOL and at 43 km in the CC beneath station PBLA. The upper crust, with a thickness of 5 km, is characterized by a shear wave velocity of about 3.0 km s⁻¹; the shallower layers, at approximately 1.0 km, have shear wave velocities between 2.2 and 2.6 km s⁻¹, which corresponds to sediments overlying the upper crust. These observations support the hypothesis of a thickness of the crust at the root of the mountain range to be between 32 and 50 km. The calculated receiver functions were compared with artificial ones generated from the inversion of 48000 models of horizontal layers for each station using a GA and an SA that allowed a satisfactory coverage of all the sample space in order to avoid non-unique solutions. Beneath station BOL a moderate low-velocity zone (LVZ) was found, which was caused by accretionary processes of the ophiolite complex in the WC.