塔里木盆地库车坳陷中部构造变形样式及分布特征

库车坳陷是塔里木盆地北部一个次级构造单元,受晚新生代陆内造山作用控制,发育典型的挤压冲断构造; 同时,由于古近系和新近系盐层的存在,发育丰富的盐相关构造; 另外,冲断构造各段之间的调节作用还形成了一系列的走滑构造。本文利用最新的2D、3D 地震资料及钻井资料,分析总结了库车坳陷中部的变形样式及分布特征。研究结果表明: 1)根据变形的成因机制,将库车坳陷的构造变形划分为收缩构造、盐构造及走滑构造。2)收缩构造以逆冲断层及褶皱样式为主,盐上构造层可划分为断层相关褶皱和褶皱相关断层,其中断层多在盐层内滑脱。盐下构造层根据断层组合方式可划分为叠瓦状冲断构造、楔形冲断构造及滑脱冲断构造。盐构造可以划分为盐席、盐墙、盐楔入、盐刺穿及盐拱构造。走滑构造在剖面上可见花状构造及不协调变形,平面上则可见雁列褶皱、马尾断层及海豚效应。3)收缩构造及盐构造主要分布于克拉苏构造带及秋里塔格构造带内,自南天山至盆地中心,盐下构造层由叠瓦状冲断构造过渡至滑脱冲断构造,过渡带内则发育楔形冲断构造; 走滑构造集中于坳陷西部的阿瓦特-却勒构造段以及东部的克拉3-东秋8构造段。     

南天山晚新生代褶皱冲断带构造特征

南天山晚新生代褶皱冲断带位于南天山南麓,是南天山陆内造山作用过程中,南天山造山楔向塔里木盆地推进的结果.褶皱冲断带的构造变形以挤压冲断构造为主,伴生有挤压走滑构造和盐相关构造.以盖层滑脱冲断为特征,伴生有基底卷入型冲断构造.褶皱冲断带的主滑脱冲断层由造山带向盆地方向逐渐抬升,而且,"厚皮"构造向造山带方向越来越发育,"薄皮"构造向盆地方向越来越发育.整个褶皱冲断带从东到西冲断作用发生的时间基本一致,起始于中新世中-晚期并一直持续到现今;冲断高峰发生于新近纪晚期-第四纪.褶皱冲断带的形成过程为前展式,由南天山向塔里木盆地推进.受地层剖面结构、沉积建造、基底起伏、所处的构造部位等因素控制,南天山褶皱冲断带的构造变形特征沿走向具有明显的分段性,从东到西划分出4个次级褶皱冲断带:库车、乌什、柯坪和喀什北褶皱冲断带.每个次级褶皱冲断带在共性的基础上,都有自己独特的构造变形特点.     

准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层地质结构及对油气藏的控制作用:以霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁褶皱冲断带为例

准噶尔盆地南缘前陆冲断带位于天山北麓,在晚新生代强烈的挤压作用下,地表发育数排背斜带。由于构造变形复杂、地震反射成像质量较差,对深层地质结构争议较大,另外前新生代盆地原型对晚新生代以来的褶皱冲断带构造格局的影响也尚未探讨。霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁(简称霍-玛-吐)褶皱冲断带位于准噶尔盆地南缘前陆冲断带地表第二排背斜带,利用最新采集和处理的地震反射资料,并结合地表地质露头建立深层构造模型;利用平衡地质剖面复原和构造物理模拟实验的方法探索早侏罗世盆地原型结构对现今褶皱冲断带构造格局的影响;在此基础上分析霍-玛-吐褶皱冲断带深层天然气富集规律。霍-玛-吐褶皱冲断带垂向上发育古近系—第四系逆冲推覆构造、中上侏罗统—白垩系构造楔和下侏罗统半地堑断陷结构。控制早侏罗世半地堑系统的高角度正断层在晚期挤压构造变形体系中充当逆断坡,并控制上覆构造楔和浅层逆冲推覆构造的发育。早侏罗世半地堑系统具有分段性,并通过侧向断坡进行连接,侧向断坡上覆地层发育南北向走滑调节断层。油气勘探现状表明,霍-玛-吐褶皱冲断带内部南北向走滑调节断层具有高效沟通下侏罗统烃源岩的特点,是控制天然气的富集的重要因素。以上研究表明,中西部陆内前陆冲断带前新生代古构造对于晚新生代挤压冲断构造格局和深层天然气富集规律具有重要意义。     

前陆褶皱冲断带厚皮缩短盐构造运动的物理模拟

尺度物理实验用干石英砂和聚合硅树脂为实验材料,模拟了前陆褶皱冲断带厚皮缩短盐构造,并与薄皮缩短盐构造及无盐层的褶皱冲断带构造模型进行了对比。实验表明,由于塑性盐层的存在,厚皮缩短盐构造呈3层式结构模式。盐上层主要形成敞开褶皱、箱状褶皱、前冲和背冲断层以及冲垒构造,盐下层形成逆冲断层及冲垒构造,断层通常都终止于盐层中。尽管盐层局部变薄或增厚,但不形成刺穿型盐构造。褶皱冲断带不具构造指向特征,其楔形库仑锥剖面呈平台与斜坡两段式形态。模型对比表明,厚皮缩短与薄皮缩短所产生的盐上层构造形态相似,不易区分;但二者的库仑锥剖面有所不同。厚皮前陆褶皱冲断盐构造与无盐层的褶皱冲断构造无论是其几何形态、还是库仑锥剖面都有极大的差别,极易区分：实验结果对解释前陆褶皱冲断构造和寻找盐下油气圈闭都有着重要的指导意义。     

扎格罗斯褶皱冲断带构造变形特征

扎格罗斯褶皱冲断带是扎格罗斯碰撞造山带的前陆褶皱冲断带,也是波斯湾周缘前陆盆地的楔顶带,自北东到南西垂直于构造线方向可分为高扎格罗斯冲断带和扎格罗斯简单褶皱带;自北西到南东沿构造线方向可分为洛雷斯坦区(Lorestan)、迪兹富勒湾区(Dezful Embayment)和法尔斯区(Fars)。扎格罗斯褶皱冲断带的形成始于晚白垩世阿拉伯板块的洋壳向北俯冲到欧亚板块之下,褶皱冲断构造从北东部缝合带向南西方向伸展,并在上新世基本定型。本文选取了横切扎格罗斯褶皱冲断带的3条地质剖面和两条局部地震剖面进行构造变形分析。剖面分析显示研究区垂向上由一条大滑脱面将扎格罗斯褶皱冲断带剖面分为上、下两个构造层;褶皱冲断变形从北东到南西向由强变弱。研究区发育走滑、挤压和拉张3种构造变形,挤压构造变形占主导地位。挤压构造变形又包括滑脱褶皱、断展褶皱、断弯褶皱和双重构造等。     

准噶尔东部晚古生代—中生代构造样式、变形序列及棋盘格构造的形成过程与机制

自晚古生代以来，准噶尔盆地东部经历了多期陆内变形事件的改造，形成了独特的棋盘状构造，其形成演化是中亚造山带陆内变形的一个缩影，但其形成过程仍处于争议之中。此次研究围绕准噶尔盆地及周缘地区的二叠纪至新生代的构造变形开展研究，结果表明准噶尔盆地东部变形的驱动力主要来自不同板块边缘的相互作用，尤其是来自特提斯构造域的影响。晚二叠世，准噶尔盆地遭受了近东西向的挤压应力改造，盆地整体发生变形，形成了一系列近南北向逆冲断层和褶皱，为准东地区乃至整个盆地的棋盘格构造奠定了基础。早—中侏罗世期间，准噶尔盆地及其周缘地区经历区域性伸展，在盆地东北、西北缘均发育重要的左行张剪性走滑变形，形成了大型的走滑双冲构造。晚侏罗世，准东地区经历近东西向缩短作用，导致了侏罗纪之前的地层再次发生近南北向褶皱，变形的动力则可能来自特提斯构造域的向北作用，使准噶尔盆地经历不同程度顺时针旋转。晚白垩世，准东地区经历近南北向缩短作用，导致了之前的近南北向褶皱和断层褶皱变形，准东的棋盘格构造样式最终定型。新生代晚期，准东地区受到印度-欧亚板块碰撞远程效应的影响，但是影响范围和强度相对较小。     

库车褶皱冲断带西段盐底辟成因机制

库车褶皱冲断带是由印度板块和欧亚板块碰撞形成的新生代再生前陆盆地,沉积古近系和新近系两套盐岩,在其西部发育盐底辟构造。根据野外地质调查、地震剖面解释以及平衡剖面制作,探讨了库车褶皱冲断带盐底辟的成因机制。库车褶皱冲断带盐底辟分为两种类型：沿喀拉玉尔滚走滑断层发育的点状盐底辟构造-盐栓;发育在吐孜玛扎地区的线状盐底辟构造-盐墙。库车褶皱冲断带西段盐上生长地层主要发生在库车组中段沉积期及以后,库车组中段发育角度不整合面,反映盐底辟的形成。盐栓受走滑作用的控制,为走滑拉张作用的产物,而盐墙受库车组中段及其后差异压实作用的控制,受挤压作用的改造。     

准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带分析

讨论了与准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带有关的4个问题。(1)准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带具有纵向分带、横向分段和垂向构造分层的特征:纵向上由南至北可分为逆冲推覆构造带、基底卷入褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带三个带;横向上,基底卷入褶皱-冲断带从西至东按横向调节带分为5个段,构造特征表现为反冲断层从不发育到向南反冲的位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深;滑脱型褶皱-冲断带以红车断裂为界划分为西段和东段,西段构造运动弱,构造变形具双层结构;东段构造运动较强,发育大型冲向后陆的反向逆冲断层,构造变形多具有3层结构。(2)逆冲断层-褶皱类型按其形成机制分为基底卷入型冲断-褶皱、滑脱型冲断-褶皱以及基底卷入-滑脱混合型冲断-褶皱3大类,其中,基底卷入型冲断-褶皱的特征是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,而滑脱型冲断-褶皱以冲断和褶皱同时或冲断层先于褶皱形成为特征。(3)本区存在横向和纵向传递带。横向调节带一般分布于基底卷入型褶皱-冲断带,主要为左旋走滑断层;纵向传递带分布于滑脱型褶皱-冲断带,以逆冲断层系斜列分布和位移纵向斜列传递为特征。(4)褶皱-冲断带形成的主控因素主要有:近南北向的水平挤压作用,上新世末—早更新世末和晚侏罗世末发生的构造变形以及古近系、下白垩统和下—中侏罗统发育的三套异常高压泥岩层相关的滑脱作用。     

塔里木盆地巴楚隆起北缘吐木休克弧形基底卷入斜向滑移构造

石油地震资料揭示塔里木盆地中央巴楚隆起为结晶基底和古生代地层相对隆升区,地表为第四纪陆相碎屑岩不整合覆盖,隐伏隆起大部分区域缺失中、新生界。在隆起南北两侧构造变形比较强烈,均发育基底卷入的逆冲构造和古生界内逆冲构造。根据钻井资料和二维地震测线详细的构造解释,应用断层相关褶皱理论得知：吐木休克基底卷入逆冲断层是在中生界早期形成的基底卷入楔形构造的基础上,在新生界晚期再次活动形成的;新生代晚期中亚地区强烈陆内变形,导致塔里木盆地先期形成的巴楚隆起再次挤压隆升;晚期变形过程中,先存构造与形成新构造挤压方向的偏差导致新构造发育有走滑分量,形成典型的斜向挤压构造——吐木休克旋转弧形构造。平面分布上,弧形构造东西向延伸的中段和北东向延伸的西段,早期为基底卷入楔形构造,晚期发育基底卷入逆冲构造;近北西向延伸的东段,晚期发育基底卷入楔形构造叠加在早期基底卷入楔形构造之上,说明该构造至少经历了两期变形。由于晚期基底卷入逆冲断层具有走滑分量,导致盖层单斜构造发育3类应变带及相应构造：拉伸变形带发育的正断层、剪切变形带发育的走滑断层及挤压应变带即走滑构造分量;西段发育左行逆冲走滑断裂带及伸展变形;东段发育右行逆冲走滑断裂带。弧形构造西部发育的构造样式与2012年Keating等模拟的斜向断层位移形成的构造样式非常相似,说明弧形构造西段吐木休克基底卷入逆冲构造具有走滑分量,从而合理地解释了该区发育的构造样式及正断层形成机制。     

柴达木盆地断裂体系划分及其成盆动力学意义

断裂体系是具有成生联系的各项不同产状、不同等级、不同性质和不同序次的断层组合,柴达木盆地受到印度、西伯利亚和太平洋三大板块的共同影响,围绕中部刚性基底周边发育北部祁连山、南部东昆仑山及西部阿尔金山三大断裂体系,每个断裂体系都是由主要断裂及其伴生的断层相关褶皱组成三排波浪式冲断构造,低序次断层及其相关褶皱呈斜列式分布于其间,整个盆地可以看成三大断裂体系叠合的产物,其根本动力学背景是柴达木地块受到南部印度板块向北挤压、北部阿拉善地块的阻挡及东侧华北板块和西侧塔里木板块的侧滑而形成的力偶环境,结合平衡剖面分析结果提出盆地发展经历了早—中侏罗世南北向拉张、新生代多次幕式挤压并叠加东西向侧向走滑、并于第四纪形成现今的构造面貌的发展历史。     

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。     

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。     

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。     

塔里木盆地库车前陆褶皱带中段盐相关构造特征与油气聚集

塔里木盆地北部库车前陆褶皱带古新统一始新统发育盐岩层系，将库车前陆褶皱带构造变形和圈闭样式分为三层，即盐上构造、盐层(盐间)构造和盐下构造。盐上构造包括盐上背斜、盐上逆冲断层及断层相关褶皱、盐上背冲断块构造、强制褶皱、盐上逆冲断层遮挡构造和盐推覆构造等；盐层(盐间)构造主要包括盐枕构造、盐间断褶构造、盐焊接构造和外来盐席等；盐下构造主要有背冲断块构造、断层相关褶皱、叠瓦冲断带和双重构造等。库车前陆褶皱带盐构造的形成可能受挤压作用、重力滑动和重力扩展作用多重控制。笔者等讨论了盐相关构造油气成藏条件和模式，认为库车前陆褶皱带盐岩层变形与丰富的圈闭构造形成密切相关，烃源岩主要位于盐下，盐岩层作为优质盖层构成石油和天然气藏最优越的遮挡条件，断裂对盐下、盐间和盐上油气成藏都起重要控制作用，但盐下是最有利的油气聚集场所。     

库车前陆盆地的二维重力模拟与综合解释

通过对库车前陆盆地的2条MT测线和3条地震剖面的重力二维模拟与综合解释,提高了在复杂变形带进行的构造建模的可靠性。模拟结果表明,库车前陆盆地是以断层相关褶皱作为滑动机制的前陆冲断带。沿下第三系膏盐岩和膏泥岩、侏罗系一三叠系煤系地层发育的滑脱层控制了断层相关褶皱的变形模式,并导致浅层背斜与深部圈闭的位置不一致。在盆地北面,南天山古生界楔入了北部单斜带的中生代地层,导致剩余重力异常值升高;盆地南面,新生界沉积厚度的增加使剩余重力值逐渐降低,局部盐体的堆积可形成重力异常低谷。此外,拜城凹陷基底的密度较高,可能是凹陷形成初期岩浆底侵的结果。推覆变形自天山向塔里木盆地推移,反映了中新世以来逐渐增强的南北向挤压应力和地壳缩短,是印度板块与欧亚板块碰撞的远距离效应。     

含盐沉积盆地挤压盐构造及其对油气成藏的意义

挤压盐构造是在区域挤压应力场作用下形成的一种重要的盐构造类型,对沉积盆地内油气的生成、运移和圈闭成藏等具有重要的影响。在过去几十年内,挤压盐构造研究取得了重要进展,有效指导了挤压型含盐沉积盆地油气藏勘探。在综合分析盐岩物理特性、挤压盐构造变形演化,以及盐构造形成对油气成藏分布影响的基础上,探讨了挤压盐构造变形演化特征,分析了国内外典型含盐褶皱冲断带及其油气成藏特征;通过对比国内外含盐褶皱冲断带盐构造及典型油气藏,总结出国内外典型的含盐褶皱冲断带盐岩层均参与了构造变形,使得由造山带向盆地腹地,构造变形由强烈基底卷入逆冲推覆变形逐步过渡到薄皮滑脱褶皱变形,并影响褶皱冲断带内油气成藏的分布。最后,分析了目前我国含盐褶皱冲断带盐构造研究存在的问题以及未来盐构造研究方向。     

扬子板块北缘中段前陆带构造变形特征及意义

扬子板块北缘中段前陆褶皱逆冲带在中生代经历了多期的构造叠加和改造,其复杂的构造样式记录了早期扬子板块与秦岭-大别微板块拼贴碰撞作用以及晚期转入的陆内变形过程。本文在前人研究的基础上通过对扬子板块北缘中段保康-房县地区前陆带构造变形样式及运动学特征的分析,划分出扬子板块北缘前陆褶皱逆冲带的根部、前锋及其内部次级的逆冲推覆构造单元,同时识别出一条过保康-神农架-蒲溪一带近东西走向的左行走滑剪切带,分析表明该左行走滑带形成于扬子板块北缘全面转入陆内变形之后、大巴山大规模向南西逆冲推覆运动之前的中侏罗世到晚侏罗世期间。该左行走滑剪切带对扬子板块相对于华北板块发生顺时针旋转的过程起到了调节作用,对于扬子板块北缘中生代构造演化具有重要意义。     

走滑造山带与盆地耦合机制

走滑造山带是大陆山链主要类型之一,走滑断层按卷入深度可分为转换断层、平移断层、变换断层和捩断层等。压缩弯曲和伸展弯曲可以形成走滑挤压带和走滑伸展带等。走滑挤压作用常形成走滑造山带及正花状构造,并在造山带两侧或一侧可以形成走滑挤压盆地;走滑伸展作用可以形成走滑盆岭构造及负花状构造,并在走滑带形成拉分盆地或楔形裂陷。印度板块的楔入及西伯利亚板块的阻滞在中国大陆中形成滑移线场,并在中国东部及中西部广大地区发育走滑造山带与走滑盆地的耦合,同时调节中国大陆中、西部的收缩与中国大陆东部的滑逸或蠕散,因此在中西部以发育走滑造山带及走滑－挠曲盆地为主,而在东部以发育走滑盆岭带及拉分盆地为主。     

雪峰山西侧贵州地区中生代构造特征及其演化

贵州中生代变形主要发生在燕山期,发育三幕褶皱变形、两幕逆冲和三幕走滑。根据区域对比、卷入褶皱的地层和褶皱间的叠加关系,判断三期褶皱的形成顺序依次为近东西向、北东向和南北向,时限在J3—K2之间。逆冲推覆构造主要由向北西或西逆冲的近南北向逆冲断层组成,大体与南北向褶皱同时形成; 自雪峰构造带西缘向西,依次划分出根部带、中部带和前锋带。但是,在根部带识别出两幕逆冲推覆,其它两带各识别出一幕。走滑断层也有3个方向：东西向、北东向和近南北向。东西向走滑断层呈现出右行压扭的运动学特征,而大多数北东向走滑断层是左行张扭性质的。依据各个方向断层间的切割和限制关系,推测东西向走滑断层最早形成,其次是南北向逆冲断层,北东向走滑断层最晚活动。这些断裂和褶皱特征,总体表现出贵州多重多种复合联合的构造特征,最后,探讨了本区的构造成因模式。     

东北东部虎林盆地的构造特征、成盆机制及敦-密断裂带北东段的形成时代

虎林盆地位于黑龙江省东部,是叠置在佳木斯地块之上的中、新生代断陷-坳陷盆地,其构造变形可以划分为3个构造演化阶段：早白垩世为NW-SE向伸展作用阶段,主要形成一系列各自独立的NE向箕状断陷群;晚白垩世为NW-SE向挤压作用阶段,使部分早期控陷正断层发生反转,形成反转构造,虎林盆地转化为具有多个沉降中心的NE向挤压坳陷盆地群;古近纪-第四纪为NNW-SSE向挤压作用阶段,虎林盆地的构造格局发生了重大变化,不仅使部分早期控陷正断层发生反转作用形成大型反转构造,而且在七虎林河凹陷与中央隆起之间形成NEE向大型逆冲断层（敦-密断裂）和断层传播褶皱,它们共同控制了盆地的形成和沉积作用,虎林盆地转化为具有1个中央隆起和南、北2个坳陷的NEE向挤压坳陷型盆地。东北地区自白垩纪以来始终处于活动大陆边缘的大地构造背景,包括虎林盆地在内的东北东部盆地群的形成与伊泽纳奇板块、太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用有关。敦-密断裂带总体上呈NE向展布,具有左行走滑的性质,在靠近虎林盆地的北东段转变为NEE向展布,断层的性质也转变为逆冲断层,敦-密断裂带北东段的逆冲作用很可能与该断裂带的NE向左行走滑作用在NEE向的转换挤压有关。敦-密断裂带自古近纪始新世-渐新世虎林期开始活动,一直持续活动到第四纪。