川东侏罗山式褶皱构造带的物理模拟研究

川东地区发育一系列NE走向的侏罗山式褶皱构造,按照褶皱的组合形态,自东向西发育隔槽式褶皱和隔档式褶皱,齐岳山断裂是二者的分界线。本文采取物理模拟手段对川东侏罗山式褶皱形成的控制因素进行实验研究,选取硅树脂模拟滑脱层,石英砂和微玻璃珠模拟沉积盖层,改变盖层与基底之间摩擦力、盖层的物性、滑脱层的埋藏深度等因素。模拟实验研究表明,滑脱层的深度和盖层性质是川东侏罗山式褶皱形成的主要控制因素。齐岳山断裂以东地区主要是下寒武统膏页岩充当滑脱层,滑脱层埋深较大,地表构造形态表现为隔槽式褶皱;齐岳山断裂以西地区,下二叠统泥质灰岩充当滑脱层,埋深较浅,盖层表现为隔档式褶皱。微玻璃珠是模拟侏罗山式褶皱较好的实验材料,推测川东薄皮构造带形成时候以塑形变形为主。     

华南及邻区有序变形及其动力学初探

龙门山断裂带以东、江南雪峰隆起带以西的华南地区，在断裂、褶皱变形等构造形迹上存在非常规律的有序性。其构造形迹（断裂、褶皱等）大都沿NE－NNE排列，并且变形强度从SE向NW逐渐减弱。这种有序变形规模巨大，仅川东的隔挡式褶皱－冲断带规模就超过了著名的侏罗山式褶皱。这种变形的有序性是与基底存在多层次的倾向SE的拆离滑脱面密切相关的，它们起始于印支－早燕山期，定型于晚燕山－喜马拉雅期，其形成动力来自于华南板块向NW方向的运动。     

川鄂湘边区褶皱构造样式及其成因机制分析

川鄂湘边区从西向东由隔槽式褶皱向隔档式褶皱的变化反映在深部构造样式上 ,其卷入的构造层次逐渐变深 ,至湘西带已由侏罗山式薄皮构造转为基底卷入式的厚皮构造 ,构造样式也更趋复杂 ;但由地表向下构造样式却普遍表现为由复杂向简单的变化。平衡剖面分析揭示了上述规律性。区域构造分析表明 ,上述构造是燕山期由南东向北西不断推进的挤压力作用的结果。     

川东高陡构造成因地质模式与含气性分析

川东高陡构造位于四川盆地东部，由一系列NE－NNE向的事挡式褶皱组成，其构造变形经历了由隔槽式褶皱到“两背一断”，最终形成隔挡式褶皱的演化过程，在“两背一断”先存构造研究基础上，按继承发展的观点，综合运用伸展构造，反转构造，断层相关褶皱等构造新理论，系统探讨了川东高陡构造形成演化的成因地质模式，结合志留系主力生烃层的生气高峰期，对地膜不同成因类型的构造圈闭含气性进行了分析。     

川东—武陵地区构造格局及其演化

陆内变形是现今大陆动力学研究的重要内容之一。川东-武陵地区位于扬子地块的内部,远离板块边界,是研究陆内变形的绝佳场所。通过野外断裂构造详细的解析、褶皱构造的形态分析以及沉积地层接触关系的研究,建立了川东-武陵地区显生宙构造格局,探讨了多期构造演化过程。晚中生代以来的两次构造作用奠定了研究区的构造格架,认为滑脱层的深度及数量从根本上控制了川东-武陵地区侏罗山式褶皱变形的差异,褶皱与断裂构造几乎同时形成,川东地区的隔挡式褶皱为单层滑脱变形的结果,而武陵地区的褶皱构造是由于多层次滑脱背景下、差异隆升剥蚀造成的不同构造层次褶皱出露的结果。结合区域地质演化,提出川东-武陵地区显生宙时期主要经历了五期构造演化。晚志留-中泥盆世、石炭纪末和中、晚三叠世之交,研究区均以整体的抬升作用为主,不发育任何褶皱构造;晚侏罗-早白垩世发生大规模褶皱-逆冲作用;新生代晚期,受印度与欧亚大陆汇聚作用的影响,区内断裂带走滑方向发生反转,早期构造被强烈改造。      

川东高陡断褶带构造特征及其演化

在川东地震资料基础上,结合地质资料,系统分析了川东高陡构造特征、演化特征及成因机制。川东高陡断褶带经历了由拉张向挤压转变的动力学环境,主要划分为4期构造演化阶段:弱褶皱阶段(印支期以前)、褶皱雏形阶段(印支期)、褶皱活跃阶段(燕山期)、褶皱定型阶段(喜马拉雅期)。川东高陡断褶带现今构造格局受早期基底断裂控制、晚期多期挤压构造叠加改造,定型"隔挡式"高陡断褶带排状展布;受纵向2套主要膏盐滑脱层及1套次要泥页岩滑脱层影响,川东断褶带纵向上可划分为3个构造形变层,在多期挤压应力过程中,各构造层纵向上形成、演化具有差异性,构造形态截然不同。四川盆地多期挤压构造叠加改造对川东盐类矿床和油气保存产生了重要影响。     

湘东南印支期褶皱特征及形成机制

湘东南地区以王仙岭-坪石一线为界,分为东部隆起区和西部坳陷区,分别发育两种不同类型和成因的印支期褶皱.东部隆起区大面积出露前泥盆纪褶皱基底并发育隔槽式褶皱,由泥盆纪跳马涧组与褶皱基底间的不整合界面所显示,表明褶皱基底参与了褶皱作用;露头显示褶皱过程中盖层未沿不整合界面产生明显滑脱.基于上述事实,认为隔槽式褶皱形成于基底(厚皮式)横向收缩与压扁作用,并从理论上论证了隔槽式褶皱不可能是盖层沿基底滑脱的产物,修正了前人的薄皮式观点.西部坳陷区主要出露中泥盆世-中三叠世地层并发育类侏罗山式褶皱,褶皱具有波长小且大小不一、垂向上不协调等特征,并伴生大量走向断裂,说明褶皱受不同层位软弱层顺层滑脱作用控制,其深层机制与区域断裂逆冲活动有关.     

中国南方侏罗山式褶皱及其形成机制

侏罗山式褶皱起源于欧洲侏罗山区的褶皱,以背斜紧闭向斜开阔和向斜紧闭背斜开阔为特征。这类褶皱在形态上与褶皱造山带的强烈紧闭褶皱和地台盖层的极其平缓开阔的褶皱明显不同。所以本世纪初的阿尔卑斯构造研究者就注意到这类构造,布克斯多夫(Buxtorf1916)进行了研究并提出了侏罗山式褶皱,认为这类褶皱是盖层在海西基底上剪切滑动的结果。别洛马索夫和张文佑以区域构造为基础的褶皱分类中,都把侏罗山式褶皱与阿尔卑斯式褶皱(地槽型全形褶皱)和日尔曼式褶皱(地台型断续褶皱)并列为三大褶皱类型。 株罗山式褶皱两种基本型式:隔档式褶皱和隔槽式褶皱。区域构造研究确定,在地质背景、形成机制和形态特证上与这两种基本型式相同和近似的褶皱广泛发育。一些学者据其     

川东南马尾状褶皱带特征与形成机制的物理模拟

川东南地区是我国南方重要的天然气探区,气藏分布受与该区的褶皱带构造演化密切相关.该区褶皱带呈现马尾状平面构造样式,对于这种特殊褶皱样式的形成机制存在不同的观点.构造物理模拟是研究构造形成机制的有效手段.为此,笔者在对该区马尾状褶皱特征详细分析的基础上,设计了5组模型,分别考虑边界几何形态、地层流变学结构、韧性层粘度和基底摩擦系数等4个因素,对该褶皱带的形成机制开展系统研究.结果表明:（1）该区马尾状褶皱带的形成与川东华蓥山断裂和齐岳山边界断裂形态关系密切;（2）脆/韧性地层厚度比和脆性层的厚度差对褶皱波长和样式具有重要控制作用;（3）适当的基底摩擦力是形成马尾状褶皱带的重要条件;（4）四川盆地内部、川东地区和湘鄂西地区基底流变学强度差异对该区马尾状褶皱带也具有重要影响.      

南大巴前陆冲断带构造变形几何类型、分布特征及其成因分析

南大巴前陆冲断带位于秦岭造山带向四川盆地过渡的部位,是晚三叠世扬子-秦岭俯冲碰撞与中新生代以来陆内造山形成的。根据构造变形的几何学特点,自北东向南西发育紧靠城口断层的根带、坪坝断裂与鸡鸣寺断裂之间的中带、镇巴-鸡鸣寺断裂与铁溪-巫溪隐伏断裂之间的锋带。各带发育不同的构造变形:根带的冲断层系统以逆冲叠瓦构造为主控构造组合,同时发育构造三角带、冲起构造和双重构造等组合;中带的冲断褶皱系统以发育断层相关褶皱组合为主;锋带发育为滑脱褶皱系统,以类侏罗山式褶皱为主控构造,同时发育了箱状背斜、膝折构造、倒转背斜、平卧褶皱、紧闭背斜、同斜背斜、虚脱不协调背斜等滑脱褶皱。垂向上发育3套区域性滑脱层:震旦系泥页岩和寒武系泥页岩、志留系泥页岩、下三叠统膏盐岩;在南秦岭自北而南的推覆作用下,依次沿这3套滑脱层逐级抬升而向南滑脱,存在"推覆作用(叠层滑动)→冲断作用(切层滑动)→层滑作用(顺层滑动)"的滑脱变形序列,从而造就南大巴的多种构造变形类型及其有序分布特征。     

川东南构造变形特征及其对页岩气保存的影响

川东南地区构造变形复杂,二叠系和志留系含有丰富的页岩气资源。依据岩性和地震资料的解释,寒武系膏盐层与中-下三叠统膏盐层对构造变形有重要控制作用,多数断层沿膏盐层滑脱。研究区包括盆内和盆缘两部分,盆内发育形态对称的盖层滑脱式褶皱;盆缘发育基底卷入式褶皱冲断构造,分为山前推覆带和山前转换带,前者发育高陡的三角楔构造,后者由冲断带、褶皱带和斜坡带组成。构造演化分析表明:晚侏罗世齐岳山断层开始发育,盆内地层发生挠曲变形;白垩纪盆缘形成三角楔构造,盆内主要构造和断裂已经发育;新生代齐岳山褶皱隆升,盆内寒武系之上沉积盖层褶皱形成多个背斜和向斜。山前推覆带构造高陡、变形强烈,页岩气保存条件差;山前转换带构造变形程度适中,其褶皱带背斜完整,页岩气保存条件好;盆内中-下三叠统膏盐层封盖性好,埋深适中的背斜为页岩气有利勘探目标区。      

黔东南隔槽式褶皱成因分析

隔槽式褶皱与隔档式褶皱构成侏罗山式褶皱。传统观点认为,侏罗山式褶皱是滑脱作用所形成,其典型实例是在刚性岩体(基底)之上有一层软弱岩层,在软弱层之上的岩层发生“台布式”滑动而形成隔档隔槽式褶皱。黔东南地区隔槽式褶皱实地调查发现：（1）隔槽式向斜核部的地层比两翼和背斜核部的地层厚;（2）沿隔槽式向斜核部发育多期次活动的纵向断层,断层走向与褶皱枢纽一致;（3）背斜产状平缓变形弱而向斜产状急变变形强,背斜与向斜相间出露构成典型的强弱应变域,复杂变形发生在向斜核部。在湘黔交界处的寒武系内发育了典型的露头尺度隔槽式褶皱。通过隔槽式褶皱的露头尺度解析与宏观变形分析,认为黔东南隔槽式褶皱的形成受多期活动的断层控制,早期沉积阶段的正断层,控制了隔槽式褶皱紧闭向斜的发育位置,构造反转之后,先期断层是应力集中区,正断层转为平移或逆冲断层,在隔槽式褶皱向斜核部发育复杂变形。其次,正断层对隔槽式褶皱发育与逆断层对断弯褶皱发育的控制不同,前者断层发育早,后者断层发育晚。     

Fracture development in Paleozoic shale of Chongqing area (South China). Part two: Numerical simulation of tectonic stress field and prediction of fractures distribution

A tectonics sedimentation evolution has been researched in Southeast Chongqing, and the reasonable Longmaxi shale highstand system tract (HST) and transgressive system tract (TST) geological model were built respectively based on the rock mechanical test and acoustic emission experiment which the samples are from field outcrop and the Yuye-1 well. The Longmaxi shale two-dimension tectonic stress field during the Cenozoic was simulated by the finite element method, and the distribution of fractures was predicted. The research results show that the tectonic stress field and the distribution of fractures were controlled by lithology and structure. As a result of Cretaceous movement, there are trough-like folds (wide spaced synclines), battlement-like folds (similar spaces between synclines and anticlines) and ejective folds (wide spaced anticlines), which are regularly distributed from southeast to northwest in the study area. Since the strain rate and other physical factors such as the viscosity are not taken into account, and the stress intensity is the main factor that determines the tectonic strength. Therefore, the stronger tectonic strength leads the higher stress intensity in the eastern and southeastern study area than in the northwest. The fracture zones are mainly concentrated in the fold axis, transition locations of faults and folds, the regions where are adjacent to faults. The fragile mineral contents (such as siliceous rock, carbonate rock and feldspar) in the shelf facies shale from south of the study area are higher than in the bathyal facies and abyssal facies shale from center of the study area. The shales characterized by low Poisson’s ratio and high elastic modulus from south of the study area are easily broken during Cenozoic orogenic movement.     

川东褶皱带构造发育深度层次与变形样式

地壳上层的结构特征和变形样式在垂直方向上的变化远远大于其在水平维度上的分异。川东褶皱带自晚古生代以来地史演化统一、地层展布稳定,之后新生代盆、山演化分异幅度较大,使得不同深度的地层和基底得以出露,不同地壳深度层次的构造样式得以展示,这为研究应力的垂向分异,提供了很好的条件。本文基于地壳垂直方向上变形几何的不守恒、构造脱耦以及构造层次的概念,通过野外构造现象的详细解析、野外脆性破裂产状统计、断裂之间交切关系以及活动性质观察等综合分析,结合遥感图像研究,对川东褶皱区隔挡式褶皱和隔槽式褶皱形成提出了新的解释模型。以华蓥山与齐岳山为界,川东褶皱带被分为3个呈叠置关系的区域。研究表明华蓥山以西(Ⅰ区)没有发生强烈的构造变形,变形深度最小(<2 km); 华蓥山与齐岳山之间(Ⅱ区)构造样式为在北北东向剪切作用下形成的陡立构造面理,变形深度为2～5 km; 而齐岳山以东(Ⅲ区)的构造样式是发育轴向北东的宽缓褶曲,变形深度为4～6.6 km。研究分析后得出,川东褶皱带在晚古生代以来,没有经历过大幅度的地壳垂向运动和明显的旋转运动,而白垩纪以后,发育了早期北北东向和晚期北东向的两期构造变形。Ⅱ、Ⅲ两区的构造样式发育于同一应力场(北西-南东主应力场),而晚期北东向断裂活动是形成上述3个区域呈现出断块并置的原因。另外,由于后期不同断块抬升和剥露的差异,使3个区域迥异的构造样式呈现在地表。这一认识对研究油气相关的构造圈闭、固体多金属矿产相关的矿床深度问题以及大地构造学等问题都有创新意义。     

黔中隆起及邻区分带性变形特征

QZ2006-40地震测线的构造变形样式及其平衡剖面缩短量分析表明,黔中隆起及邻区具有明显的分带性变形特征自NW至SE依次可以划分为黔西北构造带、黔中构造带、麻江-凯里构造带、雪峰构造带,黔西北构造带的构造变形整体上以隔挡式褶皱及其组合为主,黔中构造带的构造变形样式以平缓的褶皱及其组合为主,麻江-凯里构造带以隔槽式褶皱及其组合为主,雪峰构造带以梵净山群、板溪群和南华系褶皱岩系变形为主.平衡剖面分析结果表明研究区经历了多期复杂的构造活动,不同构造带的缩短率揭示不同时期构造活动在不同带所表现的强度不同.总的来说,寒武纪以来麻江-凯里构造带构造活动最强烈,其次为黔中构造带,黔西北构造带构造活动最弱.整体体现出明显的分带性变形特征.     

川渝湘鄂薄皮构造带多层拆离滑脱系的岩石力学性质及其对构造变形样式的控制

川渝湘鄂多层拆离推覆构造发育于秦岭-大别造山带、雪峰山厚皮构造带与四川盆地之间。这个薄皮构造带是在晚中生代沿一系列岩石薄弱层从南东向北西多层拆离滑脱构造作用下形成的,然而单纯的地表构造地质调查无法揭示各滑脱层是如何控制区内褶皱-断层关系的。因此,对拆离滑脱层进行识别是认识区内构造样式及其成因机制的关键。利用单轴岩石力学实验方法,对取自区内沿达县-大庸地质剖面不同岩性地层组合的样品进行岩石力学分析,并结合前人在区内已经获得的数据,结果表明区内至少发育5个可能的区域性拆离滑脱层。这些滑脱层主要由泥质岩、粉砂岩和泥质灰岩组成的,分别沿下寒武统牛碲塘组(Det I)、下志留统罗惹坪组和龙马溪组 (Det II)、下二叠统栖霞组(Det III)、下三叠统大冶组(Det IV)和中三叠统巴东组 (Det V)发育。野外调查表明,Det I控制了深部构造层次的断弯褶皱和叠瓦扇, Det II 可能控制了中部构造层次的断展褶皱和拆离褶皱,Det III则可能与Det IV和Det V一起,共同控制了上部构造层次的侏罗山式褶皱。     

川东与大巴山褶皱冲断带交汇区构造几何学和运动学特征

川东与大巴山褶皱冲断带交汇区位于四川盆地东北缘,由温泉井—马槽坝背斜带、云安场背斜带和方斗山背斜带组成,其形成过程受川东构造带和大巴山构造带的双重控制,开展川东与大巴山褶皱冲断带交汇区构造几何学和运动学特征研究,对认识华南板块和华北板块之间的拼贴碰撞及演化具有重要意义。本文基于野外调查、钻测井资料和二维地震资料,以断层相关褶皱理论为指导,通过对四条二维地震剖面的精细解析,揭示了交汇区构造几何学特征,并应用2Dmove软件恢复了研究区构造运动学过程。研究认为:①交汇区在南北方向上显示为大型的复向斜结构,垂向上被区内下三叠统嘉陵江组膏盐层、志留系泥页岩层和下寒武统泥页岩层三套滑脱层分为上、中、下三大构造层,上构造层主要发生滑脱褶皱变形,中、下构造层发育断层较多,主要发育双冲构造、冲起构造以及断层转折褶皱;②研究区中构造层构造变形最为强烈,构造缩短率达10%,上、下构造层构造缩短率较小,均为6%左右,且各构造层缩短率由西到东呈现出逐渐增大的趋势;③中生代以来,研究区的构造演化过程分为三个阶段:晚三叠世到晚侏罗世稳定沉积阶段、早白垩世到古近纪早期对冲变形阶段、古近纪晚期至今定型阶段。