四川类前陆盆地须家河组震积岩的发现及其研究意义

四川盆地是扬子地块上的一个多旋回类前陆盆地,盆地边缘长期剧烈的构造活动控制着上三叠统须家河组的沉积作用。通过地表剖面和岩芯观察,首次在该盆地上三叠统须家河组地层中识别出微裂缝、微褶皱层、[JP2]微断层、液化砂岩构造、球—枕构造和角砾岩等典型的软沉积变形构造的地质记录,这些变形构造可能与印支构造运动期的地震活动有关。越靠近断裂带附近,软变形构造呈明显增加的趋势,表明震积岩的分布与龙门山和米仓山—大巴山构造活动有关。因此,研究该盆地须家河组震积岩,对了解控制盆地边界的龙门山和米仓山—大巴山造山带的活动史具有重要意义。     

青藏高原东北缘祁连山地区古地震记录与区域构造意义

青藏高原东北缘的地质地貌特征与基本构造格架受阿尔金左行走滑断裂、东昆仑左行走滑断裂和海源左行走滑断裂控制,在青藏高原的碰撞造山过程中地震作用贯穿始终.2011至2012年,作者对青藏高原东北缘东起靖远(海原断裂东段)西至昌马盆地(阿尔金断裂东南)的软沉积物变形(震积岩)进行的系统调研表明,青藏高原东北缘祁连山地区从三叠纪至第四纪各时代(侏罗纪以外)的地层中,均发现丰富的古地震纪录(震积岩).代表性震积岩发现点和层位有:靖远宝积山上三叠统、靖远糜滩乡下白垩统、昌马盆地下白垩统以及赤金堡和酒泉磁窑口附近的第四系.主要的震积岩类型有:液化脉、负载、球-枕构造、液化卷曲、层间微断裂等.根据区域地质资料分析,这些震积岩均分布于区域性大断裂附近.本文简单讨论了主要震积岩发现点与其相邻的区域构造(地震)活动之间的关系,根据靖远附近上三叠统普遍发育震积岩,提出海原断裂带的初始活动时间很可能就在晚三叠世,与青藏高原东缘龙门山地区印支期的造山地震同时期.     

龙门山造山带早期断裂活动的古地震制约——来自汶川科钻(WFSD)岩心的证据

强地震是断裂活动的表现形式,可以诱发地表沉积层序顶部未固结的软沉积物发生变形,形成新的变形层(即震积岩***)。因此,在连续沉积剖面中赋存的多层震积岩应是断裂活动的直接证据。川西前陆盆地中的软沉积物变形记载了龙门山断裂带的活动信息,对认识龙门山造山带演化历史具有重要意义。本文通过"汶川地震断裂带科学钻探"一号孔(WFSD-1)和三号孔(WFSD-3)连续岩心剖面的岩性分析和构造研究,识别出11段不同深度的液化角砾岩层,它们是地震触发成因的软沉积物变形岩层。11个液化角砾岩段厚度从~20m至102m不等,分布在晚三叠世须家河组二-五段。这些液化角砾岩层记录了龙门山前陆盆地形成过程中晚三叠世断裂活动特征及趋势。这些厚度不等的震积岩粗略指示约2~20万年的地震活动长周期(地震幕),以及约4至70万年的间震期(地震幕的间隔时间),反映了龙门山断裂早期脉动式(幕式)活动特征。从不同段液化角砾岩层分布间隔规律来看,地震活跃期间隔(即间震期)越来越短,显示龙门山造山带断裂活动越来越强的趋势。结合前人地表软沉积物变形研究,我们认为龙门山造山带在晚三叠世经历了多期次的正断-逆冲活动的造山作用(至少经历14个地震活跃期),形成龙门山雏形及前陆盆地。     

四川盆地东北部上三叠统须家河组四段物源分析

四川盆地东北部地区上三叠统须家河组须四段是油气勘探的重点层段,该地区的沉积受到多物源的影响.通过对研究区重矿物、碎屑组分、岩屑成分和古水流方向的分析,最终确定了研究区须四段的物源来自龙门山、大巴山和米仓山3个方向.其中,元坝西部地区物源来自于龙门山褶皱带方向;元坝东部地区物源来自大巴山褶皱带东南部方向;元坝中部部分地区表现为龙门山和大巴山的混合堆积;通南巴西部地区物源来自米仓山褶皱带方向,通南巴东部物源表现为大巴山和米仓山的混合堆积.     

鄂尔多斯盆地东南部延长组古地震效应及其地质启迪

印支期秦岭造山活动控制和影响着鄂尔多斯盆地南缘边界性质和盆内延长组的沉积作用。通过岩芯分析,在盆地东南部延长组地层中识别出震裂缝、层内阶梯状微断层、微褶皱、液化砂岩脉、液化卷曲变形、球-枕构造、环状层理、丘-槽构造、震积角砾岩等典型的软沉积物变形构造,反映该时期研究区有受频繁且强烈地震作用事件影响的痕迹。在此基础上,对晚三叠世鄂尔多斯盆地盆山耦合作用过程及其响应的动力学机制进行了深入分析;进一步详细研究了震浊积岩这一特殊事件沉积体的形成机制与时空分布规律,并建立其沉积模式;最终讨论了该时期地震作用事件的属性特征及周期活跃性。     

鄂尔多斯盆地富县探区三叠系延长组震积岩及其地质意义

通过对26口井岩心观察,结合区域构造背景,在鄂尔多斯盆地富县探区三叠系延长组中识别出典型的震积岩。该区震积岩代表性沉积构造有液化砂脉、液化卷曲变形、环状层理、负载构造、球枕构造、微断层、微裂缝、震裂岩与震碎角砾岩,其中液化砂脉和液化卷曲变形是地震引起的主要软沉积变形构造。震积岩垂向序列划分为两类:一种以脆性变形为主,自下向上依次为下伏未震层,扰动层,微断层、微裂缝及震裂岩层段,液化卷曲变形层段,震碎角砾岩层段,液化砂脉层段及上覆未震层;另一种以软沉积变形为主,自下至上依次为下伏未震层,环状层段,扰动层,球枕构造及负载构造层段,液化砂脉及液化卷曲变形层,枕状层及上覆未震层。富县探区延长组中的震积岩说明在该盆地晚三叠世存在一个强地震事件活跃期;震积岩中的微裂缝、微断层、震裂岩及液化砂脉可改善储集层物性,同时震碎角砾岩和网状砂脉也是良好的储集层。     

川东北前陆盆地上三叠统沉积相及沉积演化

在对川东北前陆盆地上三叠统须家河组露头剖面野外实测和钻井等资料综合研究的基础上,对该区上三叠统须家河组层序及沉积相类型、沉积特征进行了详细的研究。结果表明:研究区内主要发育冲积扇、辫状河、曲流河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊、海相三角洲等八种主要的沉积相类型。古地理演化经历了由海相环境—海陆过渡相环境—陆相环境的转变。反映了川东北前陆盆地晚三叠世须家河期盆-山耦合过程及其沉积响应。须一段(即小塘子期)发育时期,受印支期构造运动的影响,本区大部分隆升成陆,仅在研究区北西部广元、剑阁等地发育海相三角洲相沉积。须二段发育时期,米仓山-大巴山构造山系的逆冲推覆构造作用较为强烈,川东北前陆盆地坳陷幅度加大,沉积物供给充分,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积,而盆地西南部主要发育浅湖沉积。在须三段发育时期,米仓山-大巴山构造山系构造活动逐渐减弱,处于低幅稳定隆升状态,碎屑物供给量减少,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积;从盆地前缘地带向中心地带则主要发育浅湖沉积。须四-须六段发育时期,米仓山-大巴山开始进入强烈逆冲推覆和构造隆升阶段,川东北前陆盆地坳陷幅度急剧加大,碎屑物供给量骤然增多,从盆地前缘地带向中心地带主要发育冲积扇-扇三角洲-辫状河三角洲、曲流河、曲流河三角洲相到浅湖相沉积。     

酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现及意义

在甘肃省酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统下沟组及中沟组地层序列中,首次发现发育一套地震事件沉积物,是一套含微裂缝或同生变形构造及振动液化泄水构造等震积特征的泥质白云岩、白云质泥岩及泥质粉砂岩的组合.本区震积作用及震积岩的主要识别标志为振动液化卷曲变形及其伴生构造、重荷模及伴生构造、脆性和塑性两类沉积物相间的滑塌变形作用及滑塌岩、软沉积物的液化作用及泄水构造、层内阶梯状断层及地裂缝.柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现,填补了本区震积岩研究的空白,反映了本区在早白垩世存在一个强烈的构造活动时期,可以推测其影响范围可能还会波及青南凹陷的其他地区,也有望在酒西盆地类似环境的其他凹陷发现震积岩,开辟震积岩研究的新领域.区域构造背景的研究同样表明,青南凹陷青西Ⅰ号同生断裂带及509断阶带的强烈构造活动正是本区早白垩世震积作用的直接诱发因素,为本区震积岩的存在提供了科学依据.     

羌塘地块东南部上三叠统巴贡组软沉积变形特征及其意义

羌塘地块东南部巴青、索县一带,在上三叠统巴贡组内发育大量未固结状态下发生的软沉积变形。其形态特征主要表现为枕状、球状、链状以及卷曲状,在平面较大范围内均有发现,纵向上密集分布,100余米长的扎德改剖面中发育有7层明显的软沉积变形构造。经过详细地变形特征描述与比对,认为这些软沉积变形主要是与地震振动相关的震积岩,部分变形清晰地显示出受伸展背景的控制。震积岩是软沉积物对古构造活动的记录,研究区内巴贡组震积岩的密集发育表明巴贡组沉积期区域构造活动强烈,对比晚三叠世早期地层中震积岩的发育状况,发现构造活动在诺利中晚期更加强烈,与羌塘地块中晚三叠世火山岩的年代呼应。     

西昌盆地侏罗系新村组震积岩的发现及其地质意义

震积岩是具有震积构造和震积岩序列有一定成因联系的一组岩石。根据野外的系统观察,首次在西昌盆地侏罗系新村组中识别出包括微同沉积正断层、震积角砾岩和微褶皱、液化卷曲变形、液化砂岩脉、枕状构造等软沉积变形构造,均为识别震积岩的重要标志,初步建立了西昌盆地新村组震积岩垂向序列。对该地区陆相碎屑震积岩的野外特征的识别和描述提供了较典型的实际资料和重要的地质理论依据,并可为研究该地区古地震提供依据并分析判断古大地构造环境、内陆控盆边界断裂活动时期。     

川东北须家河组中铝土矿的发育特征及其对构造活动的响应

四川盆地晚三叠世诺里期与瑞替期(须三段与须四段)之间是否存在安县运动以及该运动的影响范围有多大,一直存在分歧。本次研究首次在川东北须家河组三段上部(即须三段与须四段之间)发现了沉积型铝土矿层的存在。通过镜下观察,地化、电子探针、扫描电镜以及X射线等分析,认为:铝土矿以豆粒状产出状态为主,具豆粒结构、块状构造,豆粒间填隙物以灰、灰黑色胶状、蠕虫状高岭石为主,其次为褐铁矿染的干净明亮的放射状、球粒状菱铁矿,偶见闪锌矿;豆状铝土矿主要呈微-细晶粒状、鳞片状及絮状,其中,晶粒状、鳞片状铝土矿单偏光镜下无色、正中突起,解理明显,正交偏光镜下呈二级兰干涉色,结合X射线分析,将其定名为一水硬铝石,其Al₂O₃含量为85.022%~87.763%;测井曲线上,自然伽玛异常增大,当密度接近于3g?cm^-3时,中子孔隙度值出现相对高值。表明须三段与须四段之间存在一次时间较长的沉积间断,佐证了安县运动的存在,同时也表明安县运动影响范围已远远超出了龙门山前缘地区,进入了盆地内部,甚至影响了整个四川盆地。     

四川盆地上三叠统构造层序划分及盆地演化

晚三叠世是四川盆地演化的重要时期。根据野外露头、钻井和地震资料,运用构造层序地层学的思路和方法,对四川盆地上三叠统层序界面、层序划分和层序特征进行深入研究,并建立层序地层格架。研究表明,四川盆地上三叠统可识别出4个层序界面:1)上三叠统与中、下三叠统之间的区域性构造不整合面;2)须二段与小塘子组的分界面;3)须三段与须四段之间的次级构造不整合面;4)三叠系与侏罗系之间的区域性构造不整合面。根据层序界面的发育情况,将研究区划分为3个构造层序,每个层序以最大湖泛面为界,划分为盆地扩张体系域(BE)和盆地收缩体系域(BW)2个体系域。晚三叠世四川盆地的演化主要是川西前陆盆地的演化,其中TS1为边缘前陆盆地演化阶段;TS2为川西前陆盆地形成阶段,龙门山逆冲推覆体开始逆冲推覆;TS3为川西前陆盆地发展阶段,受安县运动的影响,龙门山逆冲褶皱成山,使得整个四川盆地进入了陆相沉积环境。构造运动是控制晚三叠世四川盆地演化的重要因素。     

地球内部物质物性的原位高温高压研究：大体积压机与同步辐射源的结合

四川盆地是一个大型复合含气为主、含油为辅的叠合盆地。多旋回的沉积演化过程,孕育了多套海相、陆相烃源岩,且不同区域发育不同成因类型的烃源岩。目前下寒武统、志留系、下二叠统、上二叠统和上三叠统五套主要烃源岩均已进入高演化阶段,并以成气为主。由于多阶成烃、混源聚集和后期遭受TSR次生蚀变等成藏过程的复杂性使得天然气组分较干、碳同位素组成复杂,常规方法进行气源对比较困难。文中在对四川盆地沉积演化背景分析的基础上,通过对有效烃源岩发育特征和分布规律的探讨,分区域进行了气藏的分析,特别是对天然气组分、非烃组成(H2S、CO2、N2等)和碳同位素等资料综合研究的基础上,基本确定了各区块各含气层系的主力源岩。认为川东主力产层石炭系、三叠系和二叠系的气源分别为志留系、上二叠统龙潭组和下二叠统;川南气区震旦系灯影组、寒武系、二叠系和三叠系产层的气源分别主要来自下寒武统,上、下二叠系源岩;川西气区侏罗系和三叠系须家河组主产层的气源主要来自三叠系须家河组煤系烃源岩,下二叠统和嘉陵江组产层气源则可能主要来自二叠系;川中主要为产油区,下侏罗统自流井群原油应来自侏罗系源岩,浅部层系气源为上三叠统须家河组的陆相烃源岩,深部气藏则为寒武系烃源岩。由于川东北部烃源岩发育层数最多,且质量都较好,因此川东北部是烃类最富集的地区,也是勘探潜力最大的地区。     

四川西南峨眉地区晚三叠世瑞替期须家河组地球化学特征及其对物源和构造背景的指示

基于砂岩碎屑组成、古流向恢复、全岩地球化学分析并结合已报道岩相古地理等研究成果的综合分析,探讨川西南晚三叠世瑞替期须家河组的物源体系、沉积记录及其形成的构造背景。砂岩碎屑组成分析结果显示,峨眉川主地区须家河组砂岩成分成熟度较低,组分与已报道的须家河组砂岩组分相似,物质以再旋回造山带来源为主;古流向测试数据统计显示须家河组主要接受来自东至东北部和东南部的物源,少量接受来自西南部和西北部的物源;地球化学主量元素及风化指数显示峨眉川主须家河组形成于构造活动背景下以被动大陆边缘和活动大陆边缘为主的沉积环境,物源成分成熟度较低;微量和稀土元素分析提示须家河组来源于长英质碎屑且含有较多古老沉积组分的加入,其球粒陨石标准化配分模式、原始地幔标准化微量元素模式与上地壳配分形式具有高度相似性,且物源主要与再旋回的扬子西南攀西-滇黔地区太古代-二叠纪变质岩、秦岭造山带前中生界变质岩和沉积岩、江南雪峰造山带西段的新元古代沉积有关,少量来自康滇古陆新元古代-元古代变质岩和龙门山周缘三叠纪沉积岩。结合须家河组已报道的岩相古地理数据,表明川西南峨眉地区晚三叠世瑞替期须家河组物源主要来自东南部的江南雪峰构造带和北部的秦岭造山带,少量来源于西南部的康滇古陆和西北部的龙门山构造带,川西南峨眉地区形成了主要受江南雪峰构造带、秦岭造山带为主控制的须家河组海陆交互相-陆相沉积盆地。     

川北广元须家河组一段沉积相与沉积环境演化分析

四川盆地北部三叠系—侏罗纪发育,出露良好,是三叠纪—侏罗纪转换时期古气候与古环境变化的良好物质记录。其中,晚三叠世诺利期是四川盆地海陆转换的重要过渡期,尤其是对陆地生态系统的影响更加显著。以川北广元剖面为研究对象,对晚三叠世诺利期末须家河组须一段进行沉积相及沉积环境演化的分析,结果表明:研究剖面发育潟湖沼泽—三角洲平原—辫状河流亚相沉积,为海陆过渡相—陆相沉积体系;受甘孜—阿坝弧后盆地发育影响,始自卡尼期的海侵自诺利中后期到达广元地区;在秦岭造山带及龙门山的隆升背景下,广元地区较早结束海陆过渡相沉积,于须一段中后期向河流相沉积转变。结合对古生物化石组合研究和岩性特征及沉积相,恢复了广元地区晚三叠世诺利期须一段的古气候特征,广元地区须一段处于近海亚热带潮湿气候,这种潮湿气候从须一段一直延续至诺利期末期。     

四川类前陆盆地须家河组层序—岩相古地理特征

通过对四川盆地的构造格局和盆—山耦合关系分析,确定该盆地属于类前陆盆地,晚三叠世须家河期具备以川中古隆起为中心的,由川西坳陷、川东北坳陷、渝东—川东南坳陷三个盆—山耦合次系统组成的“三坳围一隆”构造—沉积格局。以盆缘地表及盆地内钻井剖面的须家河组和香溪群地层划分、沉积相和层序地层分析、基准面旋回划分及区域等时对比为依据,将须家河组划分为全盆地范围内可追踪对比的2个超长期（SLSC1—SLSC2）和5个长期（LSC1—LSC5）基准面旋回层序。以此为基础,选择各长期旋回层序上升和下降半旋回相域为等时地层单元编制四川盆地层序—岩相古地理图。编图结果表明须家河组各时期岩相古地理面貌、相带展布规律和沉降—沉积中心及其迁移方向,严格受龙门山和米仓山—大巴山两造山带非同步的、但交替发育的逆冲推覆作用与“三坳围一隆”构造—沉积格局控制,盆—山间的耦合关系具有造山带隆升蚀顶与盆地横向生长、沉降、充填的物质循环平衡过程。这一独具特色的构造—沉积格局始终控制着须家河组各超长期、长期旋回层序的沉积充填作用,古地理面貌、生储盖组合特征和围绕川中古隆起为中心的油气成藏规律。     

大巴山与龙门山前晚三叠世构造运动的储集层沉积学响应*

通过对大巴山前樊哙剖面与龙门山前小塘子村剖面上三叠统沉积相垂向演化分析、砂泥岩X射线荧光光谱分析、储集层微观薄片研究,认为川东北与川西北地区上三叠统的沉积环境、沉积水体的深度和盐度及砂岩碎屑组分与印支晚幕构造运动有紧密的关系。印支晚幕运动早期,大巴山与龙门山前的小塘子组沉积水体盐度较高,属温暖潮湿气候下的潮坪沉积;须家河组二段沉积时期,随着大巴山与龙门山的低幅隆升,古气候由温暖潮湿逐渐变为较干冷,沉积水体变浅且盐度高,属辫状河三角洲沉积。须三段沉积时期,大巴山与龙门山前古气候又演变为温暖潮湿,沉积水体加深,湖泊沉积较发育,水体盐度逐渐降低。印支晚幕安县运动发生后,大巴山前与龙门山前的古气候变得干冷,沉积水体变浅,盐度降低,沉积物属典型的陆相淡水沉积。同时,小塘子组-须家河组砂岩碎屑成分也随着构造运动的演化具有显著的不同。     

四川盆地须家河组地层划分方案讨论

从晚三叠世盆地演化阶段划分和物源方向分析出发,认为晚三叠世处于巴颜喀拉海控大陆边缘盆地向受控于龙门山推覆抬升的川西前陆盆地的转化时期,其间重要的盆地转换界面就是须三、须四段之间的安县运动界面。在对南北向和东西向钻井、露头剖面的区域地层进行详细划分对比基础上,认为须下盆的须二、须三段地层主要发育在川西地区中北段,并以鸭子河地区最为发育,往南因受安县运动影响,须三段地层遭受剥蚀,从北往南逐渐减薄缺失,在大邑构造减薄,在平落坝缺失须三段,造成须二段与须四段不整合接触。从川西地区往东须二段、须三段也逐渐变薄,在川中地区缺失。川中、川南和川东地区的须家河组与川西地区须上盆即须四段、须五段地层相当。