准噶尔盆地南缘中段构造的平衡剖面研究

笔者以平衡剖面理论为指导,利用平衡剖面反演技术,研究了准噶尔盆地南缘中段3条代表性剖面构造的几何学、运动学与发育史。研究表明准噶尔盆地南缘中段山前冲断带构造变形强度由北到南整体表现为由弱变强,反冲断层位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深。纵向上划分为基底卷入型褶皱—冲断带和滑脱型褶皱—冲断带;在横向上不同构造带之间通过相邻构造的变形样式和滑脱层位的渐变实现位移的传递、转换和互补,从而保持褶皱—逆冲断层累计缩短量沿走向有规律的渐变关系。     

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。     

博格达山北缘前陆褶皱冲断带构造特征及其动力学意义

博格达山北麓褶皱逆冲带是现代地质学研究的一个热点,但是大部分的研究都集中于古生代和新生代的构造变形,对于中生代多期构造变形少有关注。本文通过野外地质观测和卫星照片解析,结合前人地震剖面,识别出中生代以来博格达山北麓褶皱逆冲带内3期不同的构造变形: 1)是由于印度-欧亚板块碰撞远程效应所引起的新生代逆冲推覆构造,表现为一系列逆冲断层及相关的褶皱; 2)是侏罗纪末-白垩纪初博格达山遭受挤压变形,在山前形成宽缓的褶皱; 3)是博格达三叠纪末-侏罗纪初的构造变形,可能对应于博格达山的初始隆起,这期构造变形表现为博格达山北麓上二叠统的强烈褶皱变形。这些结果表明博格达山的隆升具有多期次的特点,主要受亚洲板块南缘不同时期小陆块碰撞的控制。     

准噶尔盆地南缘新生代构造特征及其与砂岩型铀矿成矿作用初析

准噶尔盆地南缘盆山结合部中新生界沉积巨厚,新生代变形强烈,是研究新盆山耦合的理想场所,也是我国砂岩型铀矿找矿的远景区段。本文在综合前人资料和野外观测分析基础上,根据新生代构造活动特征,将准噶尔盆地南缘划分为博格达山前和西部断褶带两个构造分区,博格达山前以强烈的逆冲推覆为特征,发育多条活动的逆冲推覆断裂; 乌鲁木齐以西至乌苏南的西部断褶带则发育三-四排的褶皱-逆冲断裂构造带。对采自博格达山前逆冲推覆断裂带内的方解石和断层泥,利用电子自旋共振测年手段,推测博格达山前的富康-吉木萨尔断裂带和北三台断裂带分别在0.7~1Ma和0.25Ma期间,经历了一期重要的逆冲推覆作用。结合盆地南缘砂岩型铀矿的展布规律及其成矿条件的分析,探讨了新生代构造运动对砂岩型铀矿成矿的控制作用,认为西部断褶带的第一排构造带具有较好的成矿前景,而博格达山前由于新生代构造活动强烈而相对成矿不利,为此提出了准噶尔盆地南缘砂岩型铀矿成矿“构造优先权”的构造控矿模式,进而指出了区域找矿的优选区段。     

桂中坳陷改造期构造样式及其成因

桂中坳陷的构造演化一般划分为原型期和改造期两大阶段。改造期主要属于挤压构造样式,目前的研究还相对比较薄弱。从大地构造动力学背景入手,结合区域地质事件,按照盆地发育世代与造山带演化阶段,综合近期野外地质调查与深层地球物理勘探成果等,分析了改造期挤压构造样式。主要有三大区域性冲褶变形构造系,包括大瑶山逆冲推覆构造系,右江逆冲推覆构造系以及雪峰山隆起南缘重力滑覆构造系。总体上,负向地形多褶皱紧闭,正向地形形成相对宽缓的箱状复式背斜褶皱;深层主要发育有基底断裂卷入引发的冲起构造以及与断层相关的断弯、断展、滑动等褶皱样式,浅层有逆冲推覆、纵弯、叠加等褶皱样式。目前桂中坳陷受到东西两侧剪切、向南拉张的应力作用。     

楔形构造在山前冲断构造位移量消减中的作用

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果。前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定。准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式。准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减。紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带。准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度。     

The Effect of Wedge Structure on Displacement Subduction of Piedmont Thrust Structure: A Case Study of the Southern Margin of Junggar Basin

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果.前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定.准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式.准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减.紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带.准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度.     

准噶尔盆地南缘硫磺沟矿化带含矿岩石学及后生蚀变特征研究

<正>准噶尔盆地南缘位于天山和准噶尔盆地两大构造区的交接处,包括北天山构造带和准噶尔盆地南缘褶皱-断裂构造带两个构造单元。后者可以进一步划分为西部断褶构造带、柴窝堡-达坂城断陷构造带和博格达山前逆冲推覆带三个次级构造单元。西部为较为明显的三排背斜-断裂构造带,而东部博格达山前则为典型的逆冲推覆的断     

哈拉阿拉特山地区构造特征及成因机制模拟

哈拉阿拉特山地区是准噶尔盆地西北缘山前冲断带的一部分,构造变形复杂。为研究哈山地区的构造变形过程及成因机制,在三维地震资料解释的基础上,根据构造变形样式的差异,划分为西、中、东三段。西段构造变形整体以推覆叠加为主,中段整体表现为冲断叠加的特征,东段主要表现为冲断褶皱的模式。构造变形过程主要经历了早二叠世伸展裂陷、中晚二叠世-三叠纪强烈逆冲推覆、侏罗纪-白垩纪弱挤压逆冲和新生代隆升兼走滑调整四个阶段。采用物理模拟手段对哈山地区不同区段典型剖面的构造变形过程进行了实验研究。结果表明,挤压速率和强度是决定哈山地区不同区段地层叠置程度的主要因素,塑性地层的分布控制了不同区段滑脱断层与冲断断层发育的先后顺序,而塑性地层的长度则决定了滑脱断层的规模。     

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。     

准噶尔盆地南缘中段深层构造变形特征及构造转换关系

准噶尔盆地南缘属于环青藏高原盆山构造系统的一部分,受新生代以来青藏高原远距离构造传递作用的影响,深部构造期次多,变形十分复杂,地震剖面成像品质很差,导致对其构造变形特征和变形机制的认识存在争议,对横向构造转换关系和纵向构造传递过程方面的研究甚少。本文采用最新宽线地震资料,运用断层相关褶皱变形方法分析了准噶尔南缘中段霍玛吐背斜带中-深部隐伏构造变形特征;通过构造样式、变形强度对比与分析,阐述了霍玛吐背斜横向转换关系;在构造建模与精细解释的基础上,利用平衡剖面和构造正演模拟方法,分析了其构造演化过程,并阐述了纵向构造传递过程。分析认为,霍玛吐背斜带深部主要发育低幅度断层转折褶皱,中部发育复合型构造三角楔,并伴生有次级褶皱调节断层及小型反冲断层;浅部发育断层传播褶皱;横向上主要表现为构造样式相近、构造变形强度发生此消彼长的构造转换关系;纵向上表现为侏罗纪—中新世的低幅度构造变形,并以前展式向盆地方向发生构造挤压传递,上新世经强烈逆冲挤压,形成复合构造三角楔及派生的突发构造,后经强烈挤压逆冲,在浅部形成断层传播褶皱,并使山前带被强烈推举地表,遭受剥蚀。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987111001368

This paper presents the end Late Paleozoic tectonic stress field in the southern edge of Junggar Basin by interpreting stress-response structures(dykes,folds,faults with slickenside and conjugate joints).The direction of the maximum principal stress axes is interpreted to be NW—SE (about 325°),and the accommodated motion among plates is assigned as the driving force of this tectonic stress field.The average value of the stress index R’ is about 2.09,which indicates a variation from strike-slip to compressive tectonic stress regime in the study area during the end Late Paleozoic period.The reconstruction of the tectonic field in the southern edge of Junggar Basin provides insights into the tectonic deformation processes around the southern Junggar Basin and contributes to the further understanding of basin evolution and tectonic settings during the culmination of the Paleozoic.     

准噶尔盆地南缘东段构造解析和构造解释模型建立

准噶尔盆地南缘山前带油气地质条件良好,但构造变形强烈、地震资料品质差且构造解释多解性强。通过南缘东段野外露头典型构造解析、“地质戴帽”、室内构造物理模拟实验、电法勘探中建场测深线的深度—电阻率反演剖面和地震资料解释,结合钻探结果,构建了南缘东段山前复杂带的构造—地层格架和叠瓦状冲断、多层次逆冲推覆的构造模型,探讨了山前复杂构造区低成像品质地震资料的构造解释模型建立的方法;明确逆冲断裂下盘的掩伏构造是下步勘探首选的目标类型。为南缘山前复杂构造带构造解释提供构造样式和断裂类型的参考,进一步为盆地南缘山前带的油气勘探和井位部署提供依据。该构造模型建立的方法在南缘西段山前复杂构造区的勘探目标评价中取得了良好的应用效果。     

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。     

准噶尔盆地南缘新生代地层时代研究

对准噶尔盆地南缘金沟河剖面进行了磁性地层学研究,建立了该剖面精细的磁极性年代框架,并探讨了准噶尔盆地南缘新生代地层的年代。金沟河剖面出露的新生代地层厚约4160m,由老到新依次为安集海河组、沙湾组、塔西河组、独山子组和西域组。通过系统热退磁和剩磁测量,1285块样品获得特征剩磁,并由此建立该剖面自出露的安集海河组底部至西域组中部厚约3250m地层的磁极性柱。根据该剖面极性柱的变化特征和剖面中发现的两处脊椎动物化石,与2004年标准磁极性柱进行了对比。结果表明,金沟河剖面研究段地层的年代约为28.0—4.0Ma,其中安集海河组、沙湾组、塔西河组和独山子组的年代分别约为28.0—23.3Ma、23.3—17.5Ma、17.5—13.2Ma和13.2—6.0Ma,根据沉积速率外推得到的西域组的年代约为6.0—1.1Ma。与前人划分的准噶尔盆地南缘新生代地层的年代相比较,金沟河剖面磁性地层学确定的安集海河组、沙湾组和塔西河组的年代与前人的划分基本相符,而独山子组和西域组的年代则明显偏老。     

天山南北前陆冲断带构造滑脱层分布差异及对圈闭样式的控制作用

天山南北前陆冲断带具有较强的差异变形特征,滑脱层的差异对前陆冲断带变形特征及圈闭样式的影响较大,对于天山南北油气勘探具有重要意义。以地震资料解释为基础,通过断距测量、缩短量统计及平衡剖面复原等手段,对天山南北前陆冲断带构造变形差异进行研究,取得如下认识:(1)天山南北前陆冲断带滑脱层性质不同,库车前陆冲断带以古近系膏盐岩为滑脱层,分层变形特征显著;准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层断层多穿过滑脱层,分层性差;(2)天山南北前陆冲断带新生代构造变形差异明显,库车前陆冲断带在该时期的平均缩短率为12.1%,准噶尔盆地南缘前陆冲断带的平均缩短率为9.93%,库车前陆冲断带的新生代变形强度比准噶尔盆地南缘前陆冲断带更强;(3)受滑脱层差异的影响,库车前陆冲断带滑脱层上下平均断距总体大于准噶尔盆地南缘前陆冲断带,且库车前陆冲断带的缩短量呈现“单段多峰”复杂的变化趋势,这是准噶尔盆地南缘前陆冲断带没有的特点,表明库车前陆冲断带滑脱层塑性和分层能力比准噶尔盆地南缘前陆冲断带强;(4)基于天山南北前陆冲断带断层活动和滑脱层差异的影响,准噶尔盆地南缘前陆冲断带以岩性—构造的复合圈闭为主,而库车前陆冲断带以盐下大型构造圈闭为主,岩性—构造圈闭为辅。准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层和库车前陆冲断带的侏罗系—三叠系煤层、泥岩层等滑脱层控制的岩性—构造圈闭是未来油气勘探的有利目标。     

准噶尔盆地基底火山岩中的辉石及其对盆地基底性质的示踪

根据钻井和航磁资料，准噶尔盆地基底可划分为西、北、南三区。3个地区火山岩中辉石的化学成分、种属名称各不相同。辉石化学成分反映出来的寄主岩的碱度、碱度演化趋势以及寄主岩形成的构造环境、构造环境演化史均各有差异，佐证了准噶尔盆地基底是由哈萨克斯坦板块东南缘、西伯利亚板块西南缘和塔里木板块北缘增生大陆拼合而成。其中西、北两区拼合较早，早石炭世末的早海西运动时抬升成陆；南区成陆较晚，晚古炭世末的晚海西运动使南区与西、北两区联合大陆对接，形成完整的准噶尔盆地海西褶皱基底。     

准噶尔盆地南缘中-新生界沉积物重矿物分析与盆山格局演化

本文通过分析准噶尔盆地南缘野外剖面、部分钻井岩心和天山内部野外剖面的碎屑重矿物及其组合特征,探讨了准噶尔盆地中-新生代物源体系和盆山格局的演化。准噶尔盆地南缘至少存在3个物源体系,各物源体系的重矿物组合、含量及其反映的物源属性均存在较大差异;其中,南部天山物源还存在东、西两部的差异。不同重矿物组合出现和不稳定重矿物的增加显示中-新生代存在3个构造活动相对活跃期,即晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世和晚新生代。早-中侏罗世天山内部发育多个分隔的小型盆地,盆地南部边界至少位于后峡附近,不存在地理分隔明显的天山;晚侏罗世—早白垩世早期是天山隆升、盆山格局发生转变的时期,博格达山逐渐构成盆地南缘的又一重要物源;白垩纪—古近纪盆山格局变化不大,新近纪以来的强烈挤压构造背景使得天山山脉快速隆升,盆山格局发生重大改变。准噶尔盆地南缘中-新生代构造相对活跃期和盆山格局演变与欧亚板块南缘发生的构造事件具有良好的对应关系。     

准噶尔盆地南缘中-新生界粘土矿物地球化学特征及其物源分析

准噶尔盆地南缘中-新生界地层主要分布于准噶尔盆地南缘与天山耦合部位。通过X射线荧光光谱（XRF）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对准噶尔盆地南缘中-新生界沉积岩样品进行了测试。本文根据样品中常量元素、微量元素及稀土元素（REE）特征以及特征元素比值等地球化学参数,探讨了准噶尔盆地南缘中-新生界物源区构造背景、物源性质及风化程度。通过常量、微量元素构造判别图（含量及比值）判断得出中-新生界沉积岩源岩以长英质岩石为主,构造背景为活动性大陆边缘。准噶尔盆地南缘中-新生界具有较低化学蚀变指数（CIA）和较高成分成熟度变化指数（ICV）的特征,分布范围分别为52～89、0.37～1.82,反映准南中-新生界物源区古风化程度低、沉积物成分成熟度低,表明物源区构造活动强烈,属于快速剥蚀和搬运的构造环境。     

新疆玛纳斯河山前地貌对构造活动的响应

玛纳斯河是天山北麓最大的一条河流,流域内山前地貌对构造活动有明显的响应.根据野外调查和综合分析,结果表明天山北麓在南北向的挤压作用下,在山前依次形成了3排褶皱低山丘陵和第四排正在发育的西湖隆起.冲积扇也在历次构造运动中不断向北推进,呈串珠状发育.褶皱丘陵内阶地的也发生了拱曲变形.这些特征反映了自第四纪以来,天山北麓随着天山主体在不断抬升,并且持续地由南向北推挤,使山麓范围不断地向盆地方向扩张.