济阳坳陷断裂活动和CO2气藏的关系研究

济阳坳陷在惠民凹陷和东营凹陷的地壳中各存在1个低速体,位于惠民凹陷上地壳底部的低速体是坳陷内已经发现火成岩的岩浆房以及CO2的气体库.凹陷的边界断层在10～12 km左右的深度其倾角变得平缓,并以韧性剪切方式沿拆离带向下延伸.拆离带内岩石多为糜棱岩,在岩石圈上部巨大的压力作用下,呈现韧性状态的拆离带是良好的封盖层.由于拆离带的作用,沿岩石圈下部裂缝上升的岩浆和气体等在拆离带下部聚集而形成低速体.在地壳相对较稳定期,拆离带也处于较稳定阶段并起分隔作用;如果地壳发生拉分作用,则低速体也会随之发生暂时性破裂,从而导致低速体内的岩浆和气体运移、聚集和成藏.郯庐断裂是间接的成气断裂,埕南断裂及惠民凹陷内地幔隆起区上地幔及下地壳张性断裂是直接的成气断裂;高青-平南断层以及商店-平方王断层等为输气断裂;临邑-商河断层、林樊家断层和齐河-广饶断层等是有利的输气断裂.     

断层与幔源二氧化碳气藏的形成和分布——以渤海湾盆地济阳坳陷为例

幔源CO_2气的形成和分布与不同级别断层早白垩世以来的活动密切相关。郯庐断裂带是研究区最主要的成气断层,拆离断层和变换断层这些地壳断层是次要的成气断层,二者于早白垩世143Ma、124Ma、新生代~43Ma、~24Ma和~8Ma的走滑或伸展活动,以及与之准同时的新生代碱性玄武岩浆活动,控制了幔源CO_2气的分散和聚集。它们与基底断裂、盖层断裂共同组成运移通道,其中拆离滑脱处的低速带和盖层断裂中的顺层断层是重要的水平运移通道。早白垩世古太平洋板块俯冲脱水脱气,产生的幔源CO_2气沿着郯庐断裂带向上分散聚集;新生代以来受控于太平洋板块俯冲方向和速度的改变以及印欧板块碰撞的远程效应,形成幔源CO_2气。与此同时郯庐断裂带切割深度亦逐渐加大,~43Ma碱性岩浆活动亦开始形成幔源CO_2气并主要位于断裂带,24Ma和8Ma(5Ma)为新近纪碱性岩浆活动脱气两个主要形成时期。郯庐断裂带的活动使地幔脱气形成的CO_2沿断层走向向上运移,并在作为重要横向运移通道的拆离断层拆离滑脱处,与因岩浆脱气形成的CO_2汇合,再通过陡倾斜、缓倾斜基底断层、盖层断层的接力传递在浅部聚集成藏。预测郯庐断裂带附近是无机成因油气重要的聚集分布区带。     

赣北燕山期花岗岩浆的底辟伸展造山作用

以赣北中生代伸展造山体制为例,提出了“陆内花岗岩浆底辟伸展造山模式”。上地幔隆起区的中、下地壳向周围山根地带拆离下滑而减薄。壳幔间及吓地壳内的韧性剪切拆离断层带,不但是陆壳迁移的传送带,而且也是热流体的传导及热源产生带。山根下部的地壳在增厚及热流体的不断富集过程中,导致重 生大量花岗岩浆。在浮力作用下花岗岩浆下断上升扩和在上地壳内以底辟形式就位,使上地壳产生伸展造山。     

从地壳上地幔构造看大陆岩石圈伸展与裂解

本篇讨论大陆岩石圈拆沉、伸展与裂解作用过程。由于大陆岩石圈厚度大而且很不均匀,产生裂谷的机制比较复杂。大陆碰撞远程效应的触发,岩石圈拆沉,以及板块运动的不规则性和地球应力场方向转折,都可能产生岩石圈断裂和大陆裂谷。岩石圈拆沉为在重力作用下"去陆根"的作用过程,演化过程可分为大陆根拆离、地壳伸展和岩石圈地幔整体破裂三个阶段。大陆碰撞带、俯冲的大陆和大洋板块、克拉通区域岩石圈,都可能产生岩石圈拆沉。大陆岩石圈调查表明,拉张区可见地壳伸展、岩石圈拆离、软流圈上拱和热沉降;它们是大陆岩石圈伸展与裂解早期的主要表现。从初始拉张的盆岭省到成熟的张裂省,拆离后地壳伸展成复式地堑,下地壳幔源玄武岩浆侵位,断裂带贯通并切穿整个岩石圈,表明地壳伸展进入成熟阶段。中国东北松辽盆地和西欧北海盆地曾处于成熟的张裂省。岩石圈破裂为岩浆侵位提供了阻力很小的通道网。岩浆侵位作用伴随岩石圈破裂和热流体上涌,成熟的张裂省可发展成大陆裂谷。多数的大陆裂谷带并没有发展成威尔逊裂谷带和洋中脊,普通的大陆裂谷要演化为威尔逊裂谷带,必须有来自软流圈的长期和持续的热流和玄武质岩浆的供应。威尔逊裂谷带岩石圈地幔和软流圈为地震低速带,其根源可能与来自地幔底部的地幔热羽流有关。     

珠江口盆地白云凹陷新生代构造演化动力学

白云凹陷构造演化史的研究对在白云凹陷开展油气勘探和深水沉积研究具有重要的意义。通过对断裂与沉积结构平面和剖面特点的分析,结合岩浆活动特点,文中提出白云凹陷是一个复式地堑,推测这种结构特点与凹陷下地壳的强烈韧性减薄和颈缩变形有关,表现为热岩石圈的伸展。其发育机制推测与白云凹陷位于构造转换带上有关,特殊的构造位置使白云凹陷成为强烈构造变形区,岩石圈地壳强烈减薄,伴随伸展过程和地幔上涌,脆性地壳或上地幔中部分熔融物质的出现导致岩石圈强度的急剧降低,在区域伸展应力场下以韧性流变方式减薄。岩浆在构造转换带下聚集并发育主岩浆房,由于白云凹陷南北边缘没有发育正断裂系统,岩浆主要沿垂直伸展的方向运移,因此在珠琼运动一幕和二幕南南东向伸展应力作用下,岩浆向白云凹陷的东部和西部运移至北西向基底深大断裂处,那里由于北西向断裂表现为左行张剪性质而成为压力较低的地区,从而成为岩浆上涌和侵位的地方。在岩浆聚集的地区,活动岩浆体附近的脆性变形被分散的韧性变形所取代,因此在凹陷的东北和西南两个角上,发育了张性和张剪性小断裂群,由于热岩石圈弹性较差,白云凹陷长期持续沉降。白云凹陷的断裂活动和沉积演化史还受到南海海盆扩张活动的影响。     

济阳坳陷非生物成因气聚集的深层构造因素探讨

通过综合分析深部人工地震探测资料和非生物成因天然气分布特征，认为超塑性流动变形机制对于济阳坳陷地壳岩石流变和深部结构调整影响深刻。地幔物质上涌，中、下地壳特别是低速物性体的岩石流变以及表壳伸展破裂，制约着含气构造按照表壳脆裂与深部流变的组合样式发展。岩浆活动受到韧性地壳分层的阻隔，通过深熔作用同化岩石圈物质，通过侵位地壳改造壳层性质。在低速体所在层位，流体（包括二氧化碳）在聚集的同时促进了地壳岩层的变质、弱化。整个地壳层次上的深部顺层断裂、构造折离及断裂根部扩容是区内非生物成因气聚储的有利构造因素。     

济阳坳陷非生物成因气聚储的深层构造因素探讨

通过综合分析深部人工地震探测资料和非生物成因天然气分布特征, 认为超塑性流动变形机制对于济阳坳陷地壳岩石流变和深部结构调整影响深刻.地幔物质上涌, 中、下地壳特别是低速物性体的岩石流变以及表壳伸展破裂, 制约着含气构造按照表壳脆裂与深部流变的组合样式发展.岩浆活动受到韧性地壳分层的阻隔, 通过深熔作用同化岩石圈物质, 通过侵位地壳改造壳层性质.在低速体所在层位, 流体(包括二氧化碳) 在聚集的同时促进了地壳岩层的变质、弱化.整个地壳层次上的深部顺层断裂、构造折离及断裂根部扩容是区内非生物成因气聚储的有利构造因素.      

安庆-贵池矿集区及邻区深部电性结构研究

长江中下游地区经历了多期次的地质构造演化具有丰富的矿产资源,对重要矿集区及其邻区的深部电性结构进行研究具有重要意义。通过对穿过安庆—贵池矿集区的一条宽频带大地电磁测深长剖面数据进行分频段以及分区反演,构建了覆盖大别造山带至下扬子地块东缘的二维电性结构模型。发现矿集区的深部电性结构与邻区的构造单元具有显著差异,大别造山带和江南隆起带与浙赣凹陷之间的地壳整体表现为高阻特征,而下扬子坳陷和江南隆起带之间存在岩石圈上地幔尺度的高导电异常体并且与地壳浅部的高导体相连。安庆—贵池矿集区的成矿机制主要为燕山期陆内俯冲以及早白垩时期的伸展作用,矿集区下地壳加厚、拆沉和上地壳丰富的断裂系统起到了重要的控矿作用。     

华北东部晚中生代区域伸展背景下同构造花岗岩体的起源与就位

花岗质岩浆的起源、迁移及就位是研究大陆岩石圈流变学特性的重要方面。然而,板内伸展背景下同构造花岗岩体的岩浆来源、就位机制和岩浆流动与区域应力场的关系等问题缺乏系统性的总结。晚中生代期间华北板块东部逐渐变为区域伸展体制,同时中浅部地壳形成一系列的韧性剪切带、变质核杂岩和拆离断层,这些伸展构造往往伴有同剪切变形的花岗岩体。因此,华北东部是系统研究板内伸展背景下同构造花岗岩体的最佳区域。本文选取多个典型的同构造花岗岩体,进行综合分析。通过归纳总结这些同构造岩体的岩石地球化学和年代学资料,发现多数同构造岩体具有多个岩浆源区,且较早就位的中性岩席(单元)往往来自壳幔混合岩浆或新生下地壳的部分熔融,而较晚的酸性岩席(单元)则主要来源于古老下地壳的部分熔融。这一特点反映了同伸展岩体岩浆源区由深至浅的演化规律,也揭示了区域伸展背景下源自地幔的流体和热量是触发地壳部分熔融的重要因素。通过分析岩浆就位过程中围岩和岩体中形成的定向及变形组构,发现华北东部同伸展岩体的就位模式可分为三大类:以扁平岩床或岩基形式就位于中部地壳的水平韧性剪切带内;岩浆以近直立运移的方式形成长轴平行拆离断层的岩基,就位于变质核杂岩核部或拆离断层下盘;岩浆就位于再活化的先存断裂,通过膨胀作用、挤压围岩获得就位空间并使围岩变形,形成类似底辟作用的就位方式。剪切应力和浮力是影响岩浆运移方向的重要力学参数。岩浆自源区上升的过程中浮力起着主要控制作用,就位于韧性剪切带时剪切应力起着控制作用,就位于浅部地壳的脆-韧性过渡带时浮力的作用再次凸显。     

黄骅坳陷新生代构造活动对无机成因CO2气藏控制作用的研究

通过研究黄骅坳陷新生代的构造活动,对黄骅坳陷无机成因二氧化碳气藏的形成与分布特征进行分析,发现黄骅坳陷无机成因CO2成藏与断裂和岩浆活动密切相关。新生代的NE—NEE向的伸展断裂为幔源型二氧化碳提供了良好的通道,尤其是在这些NE—NEE向伸展断裂与NW向断裂的交汇处,有利于二氧化碳的运移和聚集;同时这些伸展断裂往往是地热较高的区域,有利于热变质成因二氧化碳的生成;岩浆作用不仅可以直接释放来自幔源的二氧化碳气体,而且岩浆作用带来的地热也可以促进碳酸盐岩的热变质作用,释放二氧化碳。同时,黄骅坳陷新生代断裂和岩浆活动的迁移性特点形成了无机成因二氧化碳气藏地域分布特征。     

大望海寨岩体岩石化学特征及岩石类型划分

大望海寨岩体位于营口—宽甸台拱与下辽河断陷连接带的东侧,侵位于燕山旋回晚期,其岩石地球化学特征与钙碱性花岗岩十分相似,通过花岗岩类自然矿物岩石化学换算法证明其应归于二长花岗岩类,其主要岩石类型应为斑状含黑云二长花岗岩和淡色二长花岗岩。其成岩物质主要由上地幔衍生出的岩浆与下地壳部分熔融所产生的岩浆同熔而成。成因类型属I型同熔花岗岩类。     

松辽盆地南部无机CO2成藏机理与分布

松辽盆地南部的幔源CO₂气主要存在3种脱气方式：热底辟体脱气、岩浆房脱气和地幔热底垫体脱气。古近纪末-新近纪时期的岩浆活动和岩石圈断裂是无机CO₂气藏形成的主控因素;属于岩石圈断裂的郯庐断裂北部断裂系,当处于活动期时,诱导幔源岩浆上涌,促使无机CO₂气从幔源岩浆脱出,先期富集在下地壳底部,并沿着下地壳的网状剪切带迂回向上运移到达拆离带;当断至拆离带的低角度基底断裂处于活动期时,无机CO₂气体沿着壳源断裂上移进入地壳浅层圈闭富集成藏。气源断裂体系的展布与幔源火成岩活动脱气是无机CO₂气运聚成藏的两大主控因素。幔源CO₂气藏主要分布在长岭断陷和德惠断陷:前者主要沿着孙吴-双辽断裂带分布,后者受控于哈尔滨-四平断裂带。长岭断陷的幔源CO₂气藏埋藏较深,由于向北西的红岗阶地和东部的德惠断陷层位在变新,导致CO₂气藏埋藏深度逐渐变浅。     

松辽盆地徐家围子地区深反射结构及其盆地动力学意义

通过松辽盆地徐家围子地区深反射地震剖面与世界典型深反射剖面对比,以岩石圈流变学模型为基础,结合浅层钻探资料可以发现,松辽盆地与世界典型裂谷盆地有相似的深反射特征,即层状结构十分明显。岩石圈横向分段性是另一个显著特点,由中下地壳挤压"断裂带"和由热流底辟体组成的"岩浆底辟带"分开。下部块段控制上部层状构造体系的形成与演化过程。由此证明,裂谷演化过程中地幔上涌是主要动力。地壳"三明治结构"和热流底辟体的发育表明,盆地不仅有高热流的地质条件,而且深部存在无机物质"储库"与通道。     

滇西地区深部构造特征及其对成岩-成矿的控制作用

滇西地区地处扬子板块与印度板块之间特殊地带,是西南三江复合造山带的重要组成部分。地球物理资料揭示该区深构造特征复杂:地壳呈相对稳定的三层结构,其内部存在不规则低速透镜体;莫霍面自北而南呈近东西向阶梯式逐渐抬升,形态上隆坳相间;壳-幔界面存在明显的壳-幔过渡带,软流层地幔具有多层次隆起现象。深浅部构造呈现明显的立交桥式多层架结构。深部构造与区域成岩成矿关系密切:空间上,岩体与成矿的集中区分布体现出受由幔坡带所推断的深大断构造所控制,并与壳内低速体和壳-幔混合带存在垂向上的对应关系。岩浆岩岩石组合、岩石学和地球化学特征反映岩浆形成于壳-幔混合带物质的部分熔融,而地幔流体上涌是激发壳-幔混合带发生部分熔融的重要因素。研究认为,滇西地区燕山晚期-喜马拉雅期所处的特殊构造部位及经历的区域构造动力体制时空转换是形成深部特殊地质结构的动力学条件,并是激发强烈壳-幔相互作用的重要前提。在壳幔相互作用过程中,大量地幔流体携带成矿物质经由深大断裂上升至壳-幔混合带,激发其部分熔融,形成原始岩浆;随岩浆上升和分异演化,在构造有利部位成岩成矿,由此形成区域成岩成矿的一体化特点。而软流层幔的多期次脉动式上涌则是导致成矿多期性的内在因素。     

南海北部陆缘超伸展区白云凹陷断陷结构演化与岩浆作用

断陷盆地的结构-构造主要受控于边界断层的构造作用,但是在盆地发育过程中有不同程度的岩浆作用发生时,断陷结构会受到显著的改造和影响.通过对位于南海北部陆缘超伸展区的珠江口盆地白云凹陷断陷结构差异演化特征的描述和分析,探讨陆缘伸展过程中岩浆作用的参与程度对洼陷结构样式和断陷构造-地层-沉积演化的影响.研究表明,白云凹陷主洼强烈伸展期间,岩浆作用不明显,上地壳发生脆性断裂,中下地壳则发生韧性伸展薄化,产生了壳幔拆离断层控制的宽深断陷,构造作用即地壳伸展拆离薄化作用是断陷发育的主要机制;然而,白云凹陷东部洼陷在经历了早期的脆性破裂之后,随即发生了显著的岩浆上涌作用,改变了上地壳的结构强度,脆-韧性转换面上移,产生了上地壳拆离断层控制的宽浅断陷,断陷结构受岩浆上涌作用的改造而表现出坡坪式拆离断层控制的半地堑系,沉积中心发生规律性迁移,构造-岩浆作用是断陷发育的机制.白云凹陷主洼与白云凹陷东部洼陷中岩浆作用参与程度的不同,不仅导致了洼陷结构样式及其演变过程的不同,而且断陷中的沉积充填体系也表现出显著的差异.构成白云凹陷主洼的宽深断陷中发育了巨厚的中晚始新世上文昌组-恩平组,在北部缓坡和南部深洼区,这套地层依次由大型三角洲体系和深湖相沉积体系构成;白云凹陷的东部洼陷则受岩浆上涌改造,发育多隆凹结构的宽浅断陷,形成多个小物源供源的小型三角洲-浅湖沉积体系,而且沉积物中富含火山碎屑.研究成果对于白云凹陷成盆机制的研究意义重大,同时对该凹陷的油气勘探亦具有重要的实际应用价值.      

长江中下游深部构造及其中生代成矿动力学模式

长江中下游地区是中国重要的成矿带之一。本文利用地震、大地电磁数据以及野外地质调查,并结合前人研究的地球物理和岩石地球化学资料,明确了长江中下游地区现今深部构造,系统分析了其成矿动力学演化机制。本区发育有三大断裂体系:大别-苏鲁前陆断裂系、江南-雪峰断裂系和中国东部NE-NNE向走滑断裂系。大别-苏鲁前陆断裂系为一自北向南的叠瓦式逆冲推覆构造,而江南-雪峰断裂系为一自南向北的多级逆冲推滑构造,它们沿来安-望江-阳新-天门一线形成强烈的挤压对冲构造样式。中国东部NE-NNE向走滑断裂系早期主要表现为左行平移走滑并侧向挤压,参与了对冲构造形成过程,只是部分切割其它两个逆冲体系。这三大断裂体系均经历了印支-燕山期穿时递进的构造变形。152~135Ma,古太平洋板块向欧亚大陆俯冲时,板片可能沿着转换断层撕裂并产生底侵体。下地壳在底侵体的烘烤作用下熔融并受到混染,其岩浆在多级逆冲推覆和滑脱构造背景下充分结晶分异形成低镁埃达克岩,于断隆或隆坳过渡带生成铜矿。135~127Ma,长江中下游成矿带深部地幔开始上隆,诱发加厚岩石圈沿着郯庐断裂带局部拆沉,并引发富集地幔上升流。其与残留地壳交代反应,在郯庐断裂带两侧形成高镁埃达克岩。古太平洋板块继续向南西俯冲并发生逆时针旋转,长江中下游地区大多数NNE向断裂已转变为右行走滑,形成右行右阶的走滑拉分盆地。上隆地幔的基性岩浆沿着深切地壳的走滑断裂上升到盆地中,快速冷却形成橄榄玄粗岩岩系,从而在接触带或潜火山岩体顶部分异产生铁矿。     

冈底斯朱诺地区中新世板内热隆伸展成矿

位于冈底斯构造成矿带中段西侧的朱诺地区具有良好的成矿前景,已发现有朱诺大型斑岩铜矿床和铁雅铁铜矿点。野外基础地质和矿床地质调查、构造分析和岩石化学的研究表明,朱诺斑岩铜矿床在构造上受近EW向和近SN向伸展断裂控制,时间上属于中新世青藏高原南部板内构造过程,含矿斑岩具有典型的埃达克质岩特征。朱诺及其所在的冈底斯构造成矿带在中新世处于板内构造环境,板内伸展构造—埃达克质岩—斑岩铜矿系统叠加在早期的俯冲—碰撞构造岩石组合之上。与埃达克质岩形成直接相关的下地壳流动导致冈底斯上地壳及下地壳显著加厚,发生部分熔融作用,下地壳物质可能源于地壳减薄的锡瓦利克盆地,流经喜马拉雅,穿过并改造了雅鲁藏布江缝合带中挤入地壳的洋壳地幔岩石,造成被混入洋壳地幔成分的冈底斯下地壳发生部分熔融,形成埃达克质岩浆,上升并顶托冈底斯上地壳,致使冈底斯上地壳先后发生近EW向和近SN向的伸展,在上地壳伸展扩容空间中含矿埃达克质岩浆沿伸展断裂上升、侵位,并富集成矿。     

庐-枞金属矿集区深地震反射剖面解释结果——揭露地壳精细结构,追踪成矿深部过程

深地震反射剖面揭示了庐枞矿集区全地壳的精细结构,在研究火山岩盆地的深部构造、探讨成矿深部过程等方面取得了新认识。从长江至大别山下,Moho由30km左右加深至33km左右,罗河矿下方Moho错断大约3km。庐枞火山岩盆地是一个沿着罗河断裂向东发育的"耳状"非对称盆地,并不存在另外一半隐伏在红层之下的盆地。罗河铁矿对应Moho错断处,处在构造的转换带上。罗河断裂之下存在近于透明的弱反射区域,可能是地幔流体和岩浆上涌、喷发的通道。郯庐断裂、罗河-缺口断裂、长江断裂是庐枞地区的三个重要断裂。郯庐断裂带为不对称花束状构造,近于直立,切穿地壳。小岭矿与龙桥矿可能产出在一个隆起的火成岩体的两翼。     

新疆扎格依库都克金矿地球化学特征及地质意义

扎格依库都克金矿位于哈萨克斯坦-准噶尔板块北缘、额尔齐斯构造带南部。围岩蚀变硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化。矿区原生晕测量成果显示Au,As,Sb,Bi,W等元素与金矿化关系密切,矿床中的金可能是深部岩浆热液活动沿断裂上升,萃取围岩中的成矿物质形成的。赋矿岩石地球化学研究表明,大离子亲石元素K,Ba,Rb等富集,Nb,Ta,Ti等部分高场强元素亏损;轻稀土元素(LREE)相对重稀土元素(HREE)轻度富集,Nb/Ta值为19.63～26.00,显示岩浆可能源于下地壳或上地幔熔融,且有上地壳物质混入,是大陆岛弧至大陆边缘构造环境下的火山活动产物。