川东北地区通南巴背斜中三叠世以来构造变形时间厘定及其地质意义

通南巴背斜位于四川盆地东北部,中三叠世以来经历多期构造挤压与叠加作用,其形成与演化主要受到米仓山构造带由北西向南东冲断挤压作用的控制以及大巴山构造带由北东向南西构造叠加的影响,因此,厘定通南巴背斜的构造活动时间可以有效约束米仓山中三叠世以来陆内变形时间,亦对区域构造变形时序以及米仓山基底冲断变形特征有指示意义。本文以两条地质剖面为基础,刻画出背斜南翼中-上侏罗统旋转生长地层特征,表明地层发生褶皱的启动时间为中侏罗世晚期-晚侏罗世早期,并且通过长剖面解释,认为米仓山基底发育楔入冲断构造,楔端点位移沿前震旦系滑脱层向盆地扩展传递导致了通南巴背斜NE向构造的形成。磷灰石裂变径迹热模拟显示,通南巴背斜分别于晚白垩世早期(95~90 Ma)和新生代中晚期(~24 Ma)开始快速隆升剥蚀,隆升速率分别为0.06~0.085 mm/a和0.133 mm/a左右。通过汇总区域低温热年代学样品点,分区建立构造变形时空序列,得出川东北地区在中-晚侏罗世、白垩纪以及始新世-中新世分别发生一次米仓山由北向南的构造扩展以及大巴山由北东向南西的构造叠加作用。     

川东北通南巴地区须家河组断层和裂缝特征及发育模型

正通南巴地区位于四川盆地东北部,北接米仓山构造带,东临大巴山逆冲推覆带,主要包含一个NEE-SWW向的"长条型"通南巴背斜,是川东北地区重要的产气区之一。自上三叠统须家河组沉积以来,通南巴地区受到来自米仓山构造带近S-N向和大巴山逆冲推覆带近NE-SW向的多次构造挤压,导致研究区形成了一系列的断层、裂缝和褶皱。其中,米仓山构造带的挤压主要造就了通南巴背斜     

通南巴背斜几何学、运动学与构造模型

通南巴背斜发育于四川盆地东北米仓山冲断构造带和大巴山弧形冲断构造带的构造叠合部位, 其形成与演化受到米仓山与大巴山的联合影响, 然而目前其变形特征以及变形机制认识尚且不清楚, 精细研究通南巴背斜构造几何学、运动学对于揭示背斜成因机制以及认识陆内构造变形具有积极作用.本文以覆盖通南巴背斜的三维地震资料为基础, 运用断层相关褶皱理论和平衡复原等方法, 精细刻画出通南巴背斜几何学与运动学特征, 并建立构造模型, 探讨其成因机制.研究表明, 通南巴背斜总体具有"东西分段、上下分层、早晚期构造叠加"的特征, 具体表现为: 1)受控于三叠系嘉陵江组膏盐滑脱层、志留系泥岩局部滑脱层以及前震旦系滑脱层, 通南巴背斜分为上、中、下、深4套构造层, 表现为多层滑脱变形特征, 其中, 中部构造层变形强度最大; 2)深部(前震旦系)构造楔发育于整个通南巴背斜, 其个数和几何学形态的变化直接影响了上覆背斜形态以及分段性背斜高点差异; 3)位移沿楔端点向前传递过程中, 受到川中刚性基底的阻挡, 背斜前翼旋转, 形成次级褶皱调节断层; 4)通南巴背斜晚期受大巴山向西南推覆挤压的叠加作用, 表现为中部构造层在东北段发育一系列双重构造和叠瓦构造, 并导致嘉陵江组以上地层被动变形褶皱.     

扬子北缘晚造山阶段弧形构造特征与盆地演化

扬子北缘晚造山阶段(即晚侏罗世—晚白垩世)发育以弧形构造为特征的前陆薄皮逆冲—褶皱构造,包括了沿秦岭—大别造山带发育的北西向的大洪山和大巴山弧形带,以及沿江南—雪峰造山带发育的北东向的川东—湘鄂西弧形带。详细的构造解析、盆地沉积及物源特征综合分析表明,弧形构造不仅将早期的前陆序列卷入变形,并且控制了晚侏罗世—晚白垩世的盆地演化和古地理格局。总结扬子北缘晚造山阶段的盆山演化特征,可以将其划分为3个阶段:(1)晚侏罗世—早白垩世早期,大洪山和大巴山弧形带的发育控制了四川盆地东北部及秭归盆地上侏罗统蓬莱镇组的沉积,川东—湘鄂西弧形带限制了盆地的东南边界,加之位于四川盆地西部的龙门山逆冲带,三面围限构成具前渊沉降的克拉通内盆地或称为“墙围盆地”(walled sedimentary basin);(2)早白垩世中期—早白垩世晚期,大洪山和大巴山弧形带的逆冲构造变形逐渐减弱,而川东—湘鄂西弧形带继续向北西扩展,构造线呈北东向展布,在弧形带前缘的宜昌地区形成沉积中心,并覆盖了现今的黄陵背斜;(3)晚白垩世,川东—湘鄂西弧形带继续向北西推进,构造线呈北北东向展布,弧形带北翼的黄陵背斜初始隆起,沉积中心分别位于北翼宜昌地区及南翼习水地区。与此同时,在弧形带内部薄皮构造的向斜部位形成楔顶沉积,发育如恩施盆地、黔江盆地、来凤盆地等一系列规模较小的背驼式盆地。     

大巴山晚中生代陆内造山构造应力场

位于中上扬子板块北缘的大巴山造山带, 平面上表现为大尺度向南西显著突出的弧形带, 无论在变形样式和形成时间上都明显与秦岭造山带不同。在大巴山构造格架划分和野外构造变形观测基础上, 通过构造解析, 结合年代学研究成果, 重建了大巴山晚中生代独特的构造应力场, 指出大巴山属陆内造山, 形成于J2末, 并持续到K2初期。其构造应力场特征, 以城口－房县断裂为界, 大巴山逆冲推覆带与其前陆冲断褶皱带的特征显著不同。大巴山逆冲推覆带主要表现为NE-SW向构造挤压, 而在大巴山弧形前陆带从西向东, 由近E-W向挤压, 转变为NE-SW向挤压, 最后转变为近S-N向挤压, 构成一向其外缘扩散的放射状构造应力场。总之, 大巴山造山带由推覆体向前陆, 构造挤压作用由北东向南西方向扩散。这期构造挤压作用控制了大巴山造山带陆内变形活动, 导致大巴山由北东向南西的显著缩短, 同时受到其东西两侧基底隆起——神农架－黄陵地块与汉南地块的强烈阻挡, 造就了现今的大巴山前陆弧型构造。其动力学背景可归因于晚中生代东亚板块多向汇聚。大巴山晚中生代陆内造山构造应力场的研究, 对探讨秦岭造山带动力学特征具有科学意义, 为研究川东北油气运聚规律提供了构造地质学依据。     

库车坳陷东部晚白垩世古隆起及构造应力场恢复

库车坳陷东部具有丰富的油气资源,其构造变形机制与南天山造山带密切相关。综合采用露头共轭节理及白垩系残余厚度分布,分析了库车坳陷东部晚白垩世古隆起特征及构造应力场属性。吐格尔明、克孜勒努尔沟、库车河、卡普沙良河、吉迪克以及库车河西6条剖面的共轭节理分析表明,库车坳陷东部新生代构造挤压应力为NNW-SSE向,而中生代的构造挤压应力为NE-SW向。原型盆地恢复显示,库车坳陷白垩纪的沉积中心大致位于大北1井―吐北2井―克拉2井一线,且发育秋里塔格―新和―牙哈―提尔根古隆起带,白垩系原始沉积厚度总体上北厚南薄。在晚白垩世区域抬升剥蚀的构造背景下,坳陷东部受压隆升遭受剥蚀,白垩系残余厚度减薄,呈西厚东薄的趋势。位于坳陷东部的吐格尔明背斜在石炭纪―三叠纪为一个长期存在的继承性沉积古隆起,晚白垩世进一步隆升形成构造古隆起,背斜周缘的白垩系残余厚度进一步减薄。吐格尔明背斜和背斜周缘白垩系残余厚度等值线以及库北1井和库车河剖面周缘白垩系残余厚度等值线的长轴方向均为NW-SE向,进一步证实了库车坳陷东部晚白垩世的构造应力为NE-SW向。库车坳陷东部晚白垩世古隆起与构造应力场属性主要与特提斯造山带中地体增生和拼贴作用导致的特提斯北缘盆地群中发生的区域性抬升有关。     

塔里木盆地孔雀河斜坡尉犁断鼻构造的构造特征与形成演化

孔雀河斜坡位于塔里木盆地的东北部,其成因与南天山和阿尔金山的地质作用密切相关。尉犁断鼻构造位于孔雀河斜坡西北部,完整地记录了孔雀河斜坡的构造演化历史,该断鼻构造特征的解析对揭示塔里木盆地东北缘早古生代以来的地球动力学背景具有重要的意义。本文利用断层相关褶皱理论,通过对过孔雀河斜坡尉犁断鼻构造带地震剖面的精细解释,分析了该断鼻构造的构造特征与形成演化,并讨论了其成因机制。尉犁断鼻构造在北西-南东向上为一古生界背斜,北西翼较陡,南东翼稍缓,背斜核部上古生界被剥蚀,并被后期由北向南的冲断层所切割。该构造主要反映了3期构造事件的叠加:中奥陶世-晚奥陶世,受北西-南东向挤压应力的影响,形成了北东-南西向展布的背斜; 志留纪-二叠纪,受南天山洋消减、闭合向南产生的挤压应力的影响,尉犁背斜北部持续地抬升剥蚀,形成鼻状构造; 侏罗纪,燕山早期运动影响了古生界和中生界,并使得北西西走向的南冲断层重新活动,错断了先存的鼻状构造。研究认为,尉犁断鼻构造北东-南西向展布的背斜在中奥陶世就开始形成,其主应力可能来自盆地东南的阿尔金山方向,与北阿尔金洋在加里东期运动时的俯冲与碰撞造山对该区域的远程挤压作用有关; 伴随着基底叠瓦构造往北西方向前展,背斜向北西移动了104 km,基底缩短率为48.4％。     

川西前陆盆地中—新生代沉积迁移与构造转换

川西前陆盆地中—新生代各构造层的残余厚度展布和沉积特征分析发现,四川克拉通周缘的前陆盆地在晚三叠世时期发育于龙门山山前,明显属于龙门山褶皱逆冲构造载荷所形成的前渊凹陷;侏罗纪早期的沉积地层呈面状分布,没有表现出显著的挠曲沉降,指示了一个构造相对平静的阶段;中侏罗世早期前渊凹陷迁移至龙门山北段和米仓山山前,前渊沉积从晚三叠世的北东向转换为近东西向,广泛的湖泊相沉积预示了前陆盆地的欠充填状态;中侏罗世中晚期,川西盆地沉降中心又迁移到大巴山山前,相应的挠曲变形又从近东西向转化为北西向,构成了大巴山的前渊凹陷;晚侏罗世—早白垩世时期,沉降中心再次回到米仓山山前,巨厚的前渊凹陷沉积指示了米仓山冲断带的主要活动时期;白垩纪末—古近纪的前渊凹陷则跃迁至雅安—名山地区。川西前陆盆地的同造山沉降中心以四川盆地中心为核心在西部和北部呈弧形迁移,沉积序列不断更替和叠加。中生界各构造层底界构造图显示现今的构造低部位位于川西北地区和川西南地区,在川西北地区均有东西走向的等值线分布,而川西南地区等值线走向则为北东-南西向。因此分析认为,晚侏罗世至早白垩世的构造变形可能控制了川西盆地现今的地层变形,形成了川西北地区的南北向构造挤压结构,而晚期的新生代构造变形则主要体现在川西盆地的西南部,形成北东-南西向的地层展布特征。     

大巴山西北缘浅层次叠加褶皱变形分析:以镇巴县简池地区为例

在大巴山西北侧镇巴县简池地区开展1∶10 000的地质填图和构造解析工作,重点研究露头和区域尺度上叠加褶皱变形的时空变化、成因,确定褶皱的构造属性及变形时限。研究表明未拆离的中上三叠统-中侏罗统沉积岩系中发育两组褶皱：(1)北东近东西向褶皱(F1),成组、分区断续相连,线性展布发育,代表了区域米仓山主背斜较陡倾南翼上的次级大型褶皱的枢纽带;(2)北西北北西向褶皱(F2),区域呈弧形展布,发育隔挡式褶皱组合型式,构成大巴山前陆坳陷带东部边缘的复式向斜。北西北北西向褶皱向西横跨在北东近东西向褶皱之上,形成露头尺度上的2类4种基本样式,发育大角度叠加交切的两组褶皱弯滑擦痕。北东近东西向褶皱减弱消失在同造山的上三叠统-中侏罗统(Ts1Ts4岩性段)中,上被中侏罗世晚期Ts5与Ts6岩性段包络覆盖,属中生代南秦岭碰撞造山相关的前陆生长褶皱,时限约为213~178 Ma,与米仓山构造形成晚期阶段的指向南的非共轴剪切变形有关。北西北北西向褶皱将研究区的中生代及之前岩系普遍卷入了变形,属晚中生代大巴山陆内造山带的前陆构造褶皱,时限约为160~120 Ma,区域褶皱变形长期保持稳定的总体近似纯剪的应变状态。尽管两期挤压收缩褶皱事件的时间间隔不长,但两组褶皱的样式、形成时间、构造属性与形成机制都存在巨大差异,表明区域构造环境和地壳变形机制的重大变动和转换。     

川东北地区褶皱构造成因新说

通过对川东北地区的古构造应力场进行数学模拟和构造变形物理模拟试验,提出了该区褶皱构造主要是在统一的联合构造应力场作用下形成的联合构造,挤压力主要来自武陵山、大巴山、米仓山三个方向。该论点的提出,对于重新评价川东北地区的圈闭构造和拓宽油气勘探的领域具有重要意义。     

汉南—米仓山区叠加东西向隆坳的北东向推覆构造

汉南－米仓山存在印支晚期和燕山期形成的东西向构造及喜马拉雅期形成的北东向构造。前者与秦岭造山带有关,以隆起坳陷为主,但向西向龙门山区同类构造联合成弧形。后者为斜交东西向构造的断裂、隆坳和褶皱,并与四川盆地西部和荣经地区的北东向构造相连,构成龙门山推覆构造外缘带。其深部形态可依据现今不同地段的不同层位出露的构造形成予以恢复。     

秦岭南缘大巴山褶皱－冲断推覆构造的特征

秦岭造山带南缘的大巴山巨型逆冲推覆构造主要是在秦岭造山带板块俯冲碰撞造山与中、新生代以来陆内造山过程中长期复合作用形成的。详细的室内外构造研究表明,巴山逆冲推覆构造可以巴山弧形断裂带为界划分为北大巴山逆冲推覆构造和南大巴山逆冲推覆构造。北大巴山自北而南依次由安康－武当推覆体、紫阳－平利推覆体、高桥－镇坪推覆体和高滩推覆体逆冲叠置而成。南大巴山则以镇巴－阳日断裂为界,分为北部的前陆冲断褶皱带和南部的前陆褶皱带。北大巴山主要是印支期碰撞造山作用和燕山期陆内逆冲推覆作用叠加改造的结果,南大巴山则主要是燕山期递进变形过程中的产物。构造变形北强南弱,北以冲断褶皱变形为特征,南以皱褶作用为主;北部褶皱紧闭复杂,向南渐变为宽缓的薄皮构造。逆冲作用在时序上具有由北向南扩展传递的特点。     

大巴山前陆带东段神农架地区构造变形研究

神农架地区位于大巴山前陆弧形构造带东段, 以阳日断裂为界, 可分为北带基底拆离带和南带神农架隆起, 北带以E -W走向的基底拆离和盖层滑脱为特征, 古生界盖层褶皱紧闭; 南带神农架隆起周缘的盖层变形特征各异, 北缘变形较弱, 东缘变形很强, 其西、南周缘发育特征的裙边状褶皱构造, 南缘裙边褶皱以枢纽大角度倾伏为典型特征。古构造应力场反演结果显示, 该区主要受控于近S -N向主压应力作用; 受到神农架、黄陵两个隆起相向对挤作用, 神农架隆起东缘主压应力方向为NW -SE向, 两个不同方向的应力场可能均与早燕山期大巴山强烈的陆内造山作用有关。综合分析和对比结果显示, 大巴山前陆构造带东段的构造演化历史经历了印支雏形期和早燕山定型期两个构造演化阶段, 神农架基底隆起对大巴山前陆弧型构造带的形成起到了限制作用, 神农架地区的构造变形研究对于探讨大巴山前陆弧形带的形成和演化具有重要的指导意义。      

北祁连山西段遥感构造定量分析与金铜矿化关系

通过对北祁连造山带西段遥感图像解译和遥感构造定量分析，得出下列规律性认识：①北祁连造山带西段有北西向和近东西向两组带状延伸的高密度线性体场相互交切，显示造山带内部结构为强应变带和弱应变的菱形块体相间列；②北东向阿尔金断裂带为一宽（２０～３０）ｋｍ的左行剪切带，它明显切割北西向祁连山断裂体系；③带状延伸的高密度线性体场是寻找金铜矿远景区域，北西向线性体场与其它方向构造相交的交叉结是重要的控矿构造，环状高密度线性体场是寻找热液蚀变型金铜矿最有利地段。     

柴达木盆地西部中—新生代沉积构造演化

通过柴达木盆地西部茫崖-赛什腾山地表地质、航磁、重力、大地电磁测深和地震资料的综合分析,认为柴达木盆地夹持在昆北地块与赛什腾构造带之间,其中包括柴达木地块与祁连地块南缘2个一级构造单元和昆北地体北缘,柴达木盆地,赛什腾构造带和祁连地块南部的苏干湖盆地等4个二级构造单元。盆地的总体结构表现为东昆仑山和祁连山相向向盆地挤压对冲,盆地中部沉降的构造格局。盆地内部的构造样式以自盆地边缘至中心以此形成背斜构造为显著特征,背斜两翼多发育逆断层,构成“两断夹-隆”的构造格局。挤压应力主要来自南西方向、北东方向起阻挡作用。在两侧造山带的强烈挤压作用下,侏罗纪时期在祁连造山带南缘形成并不典型的前陆盆地,古近纪至新近纪时期则在祁连造山带与昆仑造山带之间形成双侧前陆盆地,第四纪属挤压坳陷盆地。     

勉略构造带构造变形过程及其地质意义

勉略构造带是印支期华北板块与扬子板块碰撞,并叠加后期陆内变形作用形成的复杂蛇绿构造混杂岩带,勉略构造带的形成演化对全面理解秦岭造山带构造演化具有非常重要的研究意义.本文以勉略构造带广泛发育的褶皱、断裂等构造现象为研究对象,通过详细的构造解析和古应力反演,揭示出勉略构造带经历三期构造变形:D1期变形为NW-SE向挤压,以发育轴面直立的紧闭同斜褶皱和高角度逆断层为特征,形成于早—中三叠世华北与扬子两大块体碰撞阶段;D2期变形为NE-SW向挤压,主要发育左行走滑剪切变形,叠加于早期构造形迹之上,构造带内普遍发育东西向近水平拉伸线理,局部发育倾竖褶皱,形成于晚三叠世—中侏罗世,该阶段秦岭造山带由早期的碰撞转为陆内变形,沿东西向断裂带发生大规模左行走滑;D3期变形为N-S向挤压,在晚侏罗世—白垩纪多向汇聚构造体制下,勉略构造带受南北向挤压,形成一系列共轭剪切断裂,该期断裂切割前两期构造变形,区域上表现为北侧的大巴山、西秦岭向南逆冲推覆,扬子北缘沿米仓山一带向北楔入秦岭造山带,形成向南突出的大巴山弧形逆冲推覆构造带、西秦岭武都-舟曲弧形构造带和一系列北东、南西走向的共轭剪切断裂系.     

西昆仑山前晚三叠世古构造特征及对侏罗-白垩纪沉积的控制

造山带和盆地是在时空发展和形成机制上具有密切联系的构造系统。青藏高原内部晚三叠世古特提斯造山带的形成,对北缘的塔里木盆地产生了重要的影响,导致了盆地内部西昆仑山前地区发生了强烈的冲断构造变形,而这一冲断构造变形所形成的古构造-古地貌对后期侏罗-白垩纪的沉积具有重要的控制作用,同时也决定了该地区的油气分布。本文基于对西昆仑山前露头区中生代地层分布详细的野外考察和盆地覆盖区钻井资料的整理,结合对盆-山结合带清晰地震剖面的详细解释,开展西昆仑山前的晚三叠世古构造特征及侏罗-白垩纪沉积充填过程研究,以期揭示晚三叠世的古构造-古地貌特征及对沉积的控制作用。通过研究发现,西昆仑山前地区发育晚三叠世前陆褶皱冲断带,冲断带根部发育基底卷入构造,锋带发育叠瓦状构造;古生界受逆冲断裂控制,形成一系列的北陡南缓的背斜隆起,冲断带前锋位置与新生代构造前锋位置相近。三叠纪末古地貌形态由于特提斯造山带的强烈隆升,总体呈南高北低的地貌形态,但是褶皱冲断构造带受地表风化剥蚀作用,背斜核部形成南缓北陡的古隆起,而断层破碎带形成南陡北缓的洼地,是侏罗系发育前的基本地貌格架。早侏罗世受特提斯造山带造山后伸展的影响,西昆仑山前发育4个箕状断陷,控陷断层发育于古造山带一侧;受大型控陷断层的影响,在断陷内部呈北高南低的地形特点,断陷内侏罗系逐渐向北部斜坡超覆。晚三叠世形成的古构造-古地貌与早侏罗世断陷叠加形成的古地理格架一直控制了侏罗纪-早白垩世的沉积,直到晚白垩世沉积时才没有起到控制作用。     

纵弯叠加褶皱地区应力场研究-以川东北地区为例

川东北地区主体构造为北西向大巴山弧形构造带和北东-北东东向川东弧形褶皱带,发育早期北东向纵弯褶皱和晚期北西向纵弯褶皱,两者构成明显的纵-纵复合叠加,形成典型的限制褶皱、横跨褶皱、斜跨褶皱和移褶等。早、晚两期褶皱和共轭“X”节理均反映出早期应力场为北西-南东向水平挤压,晚期应力场为北东-南西向挤压。     

冀中坳陷中生代构造变形的转换及油气

冀中坳陷中生代构造变形主要包括印支期古亚洲域的北西西向和燕山期环太平洋域的北东、北北东向压性构造及其配套的北西向张性构造。前者主要是残存的徐水─任丘古隆起带，次要则如留西─大王庄古隆起带等；后者除了北东向的高阳─无极隆起带以外，则以同向的断裂构造为主。西界为太行山东伸展断层，而东界为 (古 )马西逆冲断层和 (古 )里坦逆冲断层以及 (古 )宁晋逆冲断层、 (古 )新河逆冲断层等构成叠瓦状逆冲系统。古亚洲域向环太平洋域的转换时期在中侏罗─早白垩世之间。中生代构造研究可以为冀中坳陷深层油气提供潜山圈闭、下第三系披覆背斜圈闭和岩性圈闭等有利勘探目标。     

川西和川东北地区差异构造演化及其对陆相层系天然气成藏的影响

川西和川东北地区处于扬子地台西北缘,均具有褶皱冲断带-前陆盆地的二元结构,其构造特征具一定相似性。根据地震资料解释和典型气藏解剖,再结合前人研究成果,分析了川西和川东北地区构造演化差异性及其对各自成藏特征的影响,结果表明：川西地区主要受龙门山造山带影响,从印支期中晚期开始发育前陆盆地,之后主要受燕山中晚期和喜马拉雅期构造运动的影响;而川东北地区从燕山早期开始发育前陆盆地,之后在燕山中期和晚期受大巴山、米仓山和雪峰山联合作用影响,最后大巴山造山带在喜马拉雅期的强烈活动使其最终定型。上述差异构造演化对川西和川东北地区陆相层系的成藏特征的影响主要表现在4个方面：烃源岩的发育、输导体系的形成、气藏的保存和天然气成藏过程。川西地区主要发育须家河组烃源岩,形成了以NE向和SN向断裂及其伴生裂缝为主的输导体系,多期构造运动形成的大型通天断裂影响了山前断褶带气藏的保存,成藏经历了印支晚期、燕山中期、晚期和喜马拉雅期4个关键时刻。川东北地区发育须家河组和下侏罗统两套烃源岩,输导体系以NW向断裂为主,隆升剥蚀和大型断裂造成了山前断褶带较差的保存条件,成藏经历了燕山中期、燕山晚期和喜马拉雅期三个关键时刻。