从贺兰山区的三叠-侏罗系论国内前陆盆地的研究

在我国前陆盆地研究中，谨防泛前陆盆地化，进一步准确理解其概念和涵义，了解国外典型前陆盆地的特征是必要的。同时，应加强对我国中西部“中国型盆地”的研究。贺兰山山脉主体部分主要由三叠-侏罗纪沉积地层组成。西到阿拉善地块，东至鄂尔多斯盆地，三叠-侏罗纪地层单元为纸坊组、延长群、延安组、直罗组和安定组。贺兰山隆升的时间应在中生代末期——新生代；地层序列表现出的特征是水由浅变深；岩屑成分和古流向玫瑰花图显示其物源来自北部贺兰山群；表现盆地形状和深度的地层等厚线也不是终止于山脉东侧，而是一直延续到了阿拉善地块上；主要逆冲断裂的逆冲方向在东侧是向西，在西侧是向东。以上特征均表明它与前陆盆地的特征和标志不符，鄂尔多斯盆地西缘，至少是西缘中北部不是前陆盆地。     

鄂尔多斯盆地西北部早-中侏罗世延安期沉积边界恢复

从鄂尔多斯盆地西北部及其邻区残存的沉积建造、现今构造格局出发,在大量野外露头观测、钻井资料分析和实验测试的基础上,通过对该盆地西北部(贺兰山、桌子山和狼山地区)残留延安期及对应地层进行地层对比、边缘相分析、区域构造演化和构造环境分析,指出贺兰山及其东侧的银川盆地,在早-中侏罗世延安期属相对稳定的沉积环境,为鄂尔多斯盆地的一部分;狼山地区的对应地层与鄂尔多斯盆地西北部属于不同的沉积环境;认为早-中侏罗世延安期盆地西北缘边界大致在贺兰山西缘断裂至桌子山一线。     

鄂尔多斯盆地西缘中奥陶统地球化学特征及古环境意义

鄂尔多斯盆地西缘位于中国东西部构造接合区,其奥陶纪末期构造体制的改变引起了广泛关注。选取老石旦剖面中奥陶统碳酸盐岩作为研究对象,通过地球化学分析,恢复其古环境特征并探索盆地西缘中奥陶世构造体制改变在沉积学与地球化学方面的响应。结果显示:(1)三道坎组和桌子山组碳酸盐岩δ¹⁸O为-5.2‰~-8.9‰,平均值为-7.0‰;δ¹³C为1.3‰~-1.8‰,平均值为-0.1‰。δ¹⁸O自下而上不断增加,并在顶部出现小幅降低。δ¹³C与δ¹⁸O变化趋势相似。(2)古环境特征表现为从三道坎组到桌子山组,水温经历了初期震荡,从32.7 ℃缓慢降至15.7 ℃。古盐度Z值呈不断增加的趋势,反映出该沉积期水体加深、盐度不断升高。(3)主量、微量元素指标反映出研究区中奥陶世沉积水体不断加深,从三道坎组到桌子山组陆源碎屑物质含量逐渐降低,指示沉积环境由局限台地向开阔台地转变。结合研究区中奥陶统构造背景,认为中奥陶世鄂尔多斯盆地西缘已经处于前陆盆地的构造体制下,逐渐受到阿拉善地块和华北板块碰撞造山影响,盆地呈现西北高、东南低的古地貌特征,从而导致蒸发浓缩的富钾卤水向东南部汇聚;因此,陕北盐盆东南部次级凹陷是海相钾盐矿床的重点勘探靶区。     

贺兰山地区中奥陶统樱桃沟组物源及构造背景分析

鄂尔多斯盆地西缘贺兰山地区的樱桃沟组发育一套夹有碳酸盐滑塌重力流沉积的陆源碎屑岩。由于缺少可靠的物源数据,对早古生代鄂尔多斯盆地西缘的构造背景尚未有定论。本文对樱桃沟组碎屑岩进行了地球化学及岩石学分析,砂岩碎屑组分特征表明,该组源区大地构造背景为再旋回造山带。常量元素和微量元素地球化学特征表明樱桃沟组的物源呈现双物源的特点。更进一步,樱桃沟组的稀土元素配分模式对比表明了樱桃沟组碎屑岩的物源来自阿拉善古陆和/或北祁连造山带。综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征,经构造判别图解,认为樱桃沟组物源区主要为主动大陆边缘,也有来自被动大陆边缘的信息,表明贺兰山地区业已受到北祁连早古生代造山带的影响。樱桃沟组与研究区周缘造山带稀土元素配分模式对比研究显示,前者与其北西部阿拉善古陆和南西部北祁早古生代连造山带花岗岩露头稀土元素配分模式一致,均表现为轻稀土富集,重稀土亏损的右倾模式,具有轻微的Eu负异常和明显的Tm负异常,结合中奥陶世鄂尔多斯西缘古水流和碎屑锆石年龄分布特征,认为樱桃沟组的物源主要来自祁连造山带,部分来自阿拉善古陆。     

鄂尔多斯盆地西部“古陆梁”的形成和演化

从鄂尔多斯盆地西缘地区基本地质事实出发,充分汲取前人的有益成果,历史的分析鄂尔多斯盆地西缘构造应力场特点,结合晚三叠世以来鄂尔多斯盆地西缘盆—山转换的沉积响应,合理利用地震资料所揭示的西缘深部的“CT”图像及物源分析等第一手资料,提出“西缘古陆梁”及“银川古隆起”在印支期是不存在的;燕山主期盆地西缘南段可能形成古陆梁,使得六盘山盆地和鄂尔多斯盆地具一定的分割性,但随后在早白垩世又被夷平,鄂尔多斯盆地又和包括六盘山盆地在内的西部白垩纪盆地连通,鄂尔多斯盆地西界真正形成的时间应在喜山晚期,这也是盆地西缘桌子山—贺兰山—六盘山(“南北向古陆梁”)形成的大致时间,它们是印度板块和太平洋板块远距离应力作用的结果。     

鄂尔多斯盆地西部边界的确定及其地球动力学背景

鄂尔多斯盆地西部边界特别是不同时期原型盆地具体边界的确定,是目前该盆地西缘亟待解决的重大科学和生产实践问题之一。作者们着重从盆地西缘地区基本地质事实出发,充分汲取前人的有益成果,历史的分析西缘构造演化及地球动力学特点,紧密结合不同时期西缘盆-山转换的沉积响应,合理利用地震资料及其他第一手资料,认为鄂尔多斯盆地属华北板块的一部分,其形成和发展具体受四周的古祁连洋、古秦岭洋、不同时期的特提斯洋、占亚洲洋(古西拉木伦洋)及古太平洋(伊佐奈岐板块)控制。在此构造背景条件下,盆地西界不同时期范围和形态是不同的。早古生代盆地西缘为主动陆缘性质的弧后盆地;晚古生代盆地西部属被动陆缘构造背景上的滨浅海盆地;文中明确提出,晚三叠世鄂尔多斯原型盆地西界向西越过六盆山,连接六盆山盆地,直逼河西走廊靖远、景泰莫亦山附近,甚至在祁连山区也能找到其踪迹;不仅如此,笔者还认为“银川古隆起”及“西缘古脊梁”在印支期是不存在的,更不存在一个统一的南北走向的前陆盆地与沉降中心;燕山主期(J3)盆地西缘可能隆起,使得六盘山盆地和鄂尔多斯盆地具一定的分割性,但随后在早白垩世又被夷平,鄂尔多斯盆地又与包括六盘山盆地在内的西部白垩纪盆地连通,鄂尔多斯盆地现今西界最后形成的时间应在喜马拉雅晚期(8Ma以来),这也是盆地西缘桌子山-贺兰山-六盘山最后定型的大致时间,它们是印度板块和太平洋板块远距离应力作用的结果。     

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。     

鄂尔多斯地块南缘奥陶纪前陆盆地的沉积大地构造格架与演化

鄂尔多斯地块南缘位于鄂尔多斯地块与北秦岭造山带结合部位,是研究北秦岭造山带奥陶纪弧-陆碰撞事件沉积-构造响应的理想场所。目前对鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地的沉积充填特征、构造属性、结构以及演化历史仍缺乏清晰的认识。本文通过对露头区典型剖面观测结果和覆盖区地球物理资料的综合分析,发现鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地沉积充填整体表现为南厚北薄、顶底均被区域性不整合面所限定的楔状沉积体;由北向南可以划分出局限沉积环境的坳陷带、持续抬升的隆起带和局限浅水-海相深水-陆相冲积扇环境的盆地带。结合北秦岭造山带奥陶纪大地构造属性及演化历史分析,得出鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地是与北秦岭造山带奥陶纪弧-陆碰撞事件相关的周缘前陆盆地,经历了以下四个阶段的演化:(1)冶里-亮甲山期,前陆盆地初始挠曲阶段;(2)马一-马五期,前陆盆地结构成型阶段;(3)马六-平凉期,前陆盆地快速沉降阶段;(4)背锅山期,前陆盆地快速充填阶段。此外,该周缘前陆盆地具有经典前陆盆地的四元结构:褶皱冲断带位于包括渭河地堑在内的西安-宝鸡一带,前渊带呈近东西向展布于岐山-富平一带,前缘隆起带位于庆阳-运城一带,隆后坳陷带大致位于延安-榆林-绥德一带,呈不规则的椭圆形。该研究不仅有助于查明鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地性质、结构与演化历史,还为北秦岭造山带奥陶纪弧-陆碰撞事件提供了盆地内部的地质历史证据。     

从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪-泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪-早、中泥盆世碰撞造山而形成的.奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积.志留纪-早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期.除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主.志留系底部多见一套砾岩层.下-中志留统为典型复理石相的浊流沉积.上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积.早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积.从空间分布上看,志留系-泥盆系在走廊-北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征.北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩-志留系复理石-海相磨拉石-中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列.     

鄂尔多斯盆地西缘南北差异及其形成机制

鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世南北两段存在着明显差异,北段发育由伸展正断层控制的裂陷盆地,南段发育由逆冲断层控制的前陆盆地。它们分别与阿拉善挤压构造带及东祁连褶皱逆冲带相邻。盆地沉积充填前者主要为扇三角洲体系、冲积扇-辫状河平原体系,后者主要为陡坡三角洲体系、冲积扇体系。两类盆地和盆缘构造带一起组合成非限制性侧向挤出构造,该类构造控制了研究区晚三叠世构造作用和成盆作用过程。     

从弧后盆地到前陆盆地--北祁连造山带奥陶纪-泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解，经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪-早、中泥盆世碰撞造山而形成的。奥陶纪中、晚期，北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩，形成典型的沟-弧-盆体系的沉积。志留纪-早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期。除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外，全区志留系均以碎屑岩沉积为主。志留系底部多见一套砾岩层。下-中志留统为典型复理石相的浊流沉积。上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积。早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积。从空间分布上看，志留系-泥盆系在走廊-北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征，古流以由南向北、来自造山带的古流为特征。北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩-志留系复理石-海相磨拉石-中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点，反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列。     

鄂尔多斯盆地南缘奥陶纪沉积充填记录的关键时限及其构造意义

鄂尔多斯盆地南缘上、下古生界呈现明显的角度不整合,标志着该区卷入了加里东造山带变形。本文以盆地内奥陶纪沉积充填记录为线索,利用地层序列中沉积凝灰岩的锫石U-Pb同位素测年,结合秦岭造山带岩体年代学研究成果,探讨了秦岭加里东期构造事件的发生与发展过程。研究表明:1)奥陶系沉积时期,沉积序列经历了海侵至海退的完整旋回,中奥陶世马五期海退序列开始,晚奥陶世背锅山期海水自鄂尔多斯盆地西南缘完全退出;2)晚奥陶世平凉期至背锅山期,地层序列中凝灰岩、滑塌构造、滑塌角砾岩普遍发育,滑塌构造和滑塌角砾岩的直接触发因素是构造活动引发的地震,构造活动性明显加强;3)中奥陶世马五期海退序列的开始,孕育着秦岭洋壳板块开始向北俯冲,时限大约为475~463 Ma;4)晚奥陶世平凉期,沉积序列中重力流、滑塌构造和凝灰岩普遍发育,孕育着秦岭洋向北的俯冲碰撞进入了高峰阶段,其时限大约为454~450 Ma。     

从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪—泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪—早、中泥盆世碰撞造山而形成的。奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积。志留纪—早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期。除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主。志留系底部多见一套砾岩层。下—中志留统为典型复理石相的浊流沉积。上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积。早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积。从空间分布上看,志留系—泥盆系在走廊—北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征。北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩—志留系复理石-海相磨拉石—中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列。     

楚雄中生代前陆盆地的构造沉降史研究

云南楚雄盆地位于场子陆块的西南边缘,为一典型的中生代周缘前陆盆地,盆地演化阶段明显,晚三叠世为前陆早期复理石沉积,侏罗纪则为前陆晚期磨拉石沉积。对盆地构造沉降史研究后笔者认为：①晚三叠世复理石沉积盆地构造沉降幅度巨大,沉降与沉积中心位于盆地最西部,紧邻古哀牢山造山带,沉积体呈形楔形展布;③侏罗纪磨拉石沉积盆地构造沉降和沉积中心以及前缘隆起向内陆方向迁移明显;③中生代构造快速沉降的沉积体的楔形展布表     

鄂尔多斯盆地西缘石沟驿地区晚三叠世沉积构造环境及其地质意义

对鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世大地构造环境和区域应力场与石沟驿地区上三叠统沉积速率、碎屑组分和盆地充填样式等构造环境判别的综合分析,认为晚三叠世石沟驿地区为逆冲挤压构造环境,冲断带挤压挠曲作用形成前陆前渊拗陷,物源区为再旋回活动的褶皱冲断带.与典型前陆盆地相比,位于冲断带前缘的鄂尔多斯盆地为具石沟驿等前渊拗陷的类前陆盆地.晚三叠世石沟驿地区逆冲挤压和六盘山地区整体隆升的构造背景揭示,牛首山一罗山一带的西缘逆冲带构成晚三叠世鄂尔多斯原型盆地的西南部边界,石沟驿地区上三叠统是盆地延长组边缘相沉积.上述认识有助于扩大鄂尔多斯西缘中生界和古生界的油气勘探远景.     

十万山盆地演化过程中的油气资源效应

十万山盆地位于广西西南部，大地构造位置属于华南板块的西北缘，是在华南板块与杨子板块拼接的加里东运动之后，早古生代华南洋再一次打开形成被动大陆边缘。晚二叠世末，该地区变成孤后盆地，进一步转化成前陆盆地。在盆山转换过程中，经历了三次沉积－构造盆山转换过程：泥盆纪－二早叠世分地新生与被动大陆边缘拉张裂谷；晚二叠世与中三叠世间盆地构造性质转换与前陆盆地；晚三叠世至侏罗纪的晚期前陆磨拉石沉积。在碎屑岩陆架沉积阶段，生成碎屑岩烃源岩层。在碳酸盐台地沉阶段，发育硝屑灰岩、藻灰岩、礁灰岩和暴露作用生成的白云岩储集岩。因而其早期被动大陆边缘阶段构了古生新储组合。前陆盆地早期在前渊盆地内沉积了一套碎屑岩烃源岩。它与早期的储集层构成了新生古储组合。同时也对下伏地层起到了封闭作用。沉积地层逐层向克拉通斜坡上超覆，发育地层圈闭。前渊阶段中期快速沉积的巨厚的复理石沉积和晚期快速沉积形成的磨拉石沉积有利于早期沉积的迅速埋藏、成熟和保存。     

鄂尔多斯盆地西缘(部)中生代构造属性

鄂尔多斯盆地西缘构造带独特的大地构造位置、复杂的构造特征、活跃的新构造运动和良好的矿产赋存条件,长期以来为诸多地质学和矿产学者所关注;并从不同角度对该区带的区域地质构造特征和构造属性进行了程度不同地探讨,提出了不尽相同的认识。近年来,有不少研究者将其中生代构造属性划归“前陆盆地”。在地质历史上,适于前陆盆地发育的地球动力学环境,在时间和空间上均是相当有限的。鄂尔多斯盆地西缘(部)处于多个性质不同大地构造单元的结合部位,构造特征因地而异,演化过程十分复杂。本文根据最新勘探资料和测试结果,通过对区域背景、盆山关系、沉积响应、构造特征、原盆面貌、演化过程、发育时限和后期改造等方面的综合研究认为,鄂尔多斯盆地西部在中生代整体上不具前陆盆地属性,为大型残延克拉通内盆地的组成部分;仅在晚侏罗世以来盆地发育晚期和之后的有限时期和局部地段,存在有与前陆盆地结构“貌似”的剖面组合特征。     

中国西部三大海相克拉通含油气盆地沉积-构造转换与生储岩

从含油气盆地沉积-构造演化的视角和盆地性质转变的动态观出发，把中国西部的油气盆地划分为4种类型，塔里木、四川和鄂尔多斯3个古生代海相盆地具有相似的地质演化和生储体系。泛大陆解体后，震旦纪-早中奥陶世为被动大陆边缘，中晚奥陶世至志留纪为夭折前陆盆地，代表三大陆块与周边洋盆的盆山转换。构造演化在克拉通上的地质响应表现在3个方面：一是沉积了2套烃源岩，即大陆边缘和“夭折”的前陆盆地阶段的沉积物；二是形成古隆起、古暴露和古岩溶，并在克拉通上有4个盆山转换面；三是晚古生代海侵盆地阶梯式地上超在早古生代海退盆地序列之上，导致下生上储和封隔盖层。     

鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地构造-沉积响应

鄂尔多斯盆地西缘前陆地区在晚三叠世-中侏罗世经历了印支运动和燕山运动早期的影响,西缘整体抬升,西南和西北两个造山带开始显现,古地理为继承性的南湖北河格局,此时秦岭造山带的形成使西南地区由滨海相向湖沼相过渡。晚侏罗世-早白垩世是西缘地区前陆盆地形成时期,燕山中期逆冲推覆作用强烈,该区地层角度不整合发育,沉积记录的响应表现为南北向隆坳相间的前陆盆地格局,有别于前陆盆地形成始于晚三叠世的认识。晚白垩世-新生代是喜山运动的后期改造时期,地层角度不整合发育,沉积响应为平原沼泽相沉积。     

鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系地球化学特征与沉积环境分析

鄂尔多斯盆地西南缘发育奥陶系海相烃源岩,该套烃源岩沉积厚度大、分布广,具备良好的生储油条件.运用元素地球化学方法,结合岩石学特征,探讨了研究区的沉积环境及其烃源岩分布特征.研究认为,鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系地球化学特征能较好地反映其沉积环境的变化.南缘马家沟组和西缘桌子山组沉积时水体较浅,还原性差,不利于烃源岩的发育....