从地震信息看新生代郯庐断裂带的展布与活动

郯庐前新近纪断裂带为中国东部滨太平洋地区一条巨型张扭走滑构造带。利用地震信息分析地质结构,可将其分为南、中、北三大段和七亚段。按其影响范围的规模可划分为广义和狭义两类:广义郯庐前新近纪断裂带地质结构是“两凹夹一隆”,狭义郯庐前新近纪断裂带则指高垒带与两侧(邻)的断层组合。断裂带内外都发育有反转、花状构造。狭义郯庐前新近纪断裂带走向为NNE,仅在嘉山以南为NE向,其两侧的前新近纪断层大体上都为EW、NE和NEE走向,与狭义郯庐断裂呈锐角相切。古近纪构造层中,由南到北郯庐断层两侧箕状断陷边界都由生长断层所组成,说明郯庐断裂两侧的古近纪断陷应属拉张盆地,并非拉分盆地,郯庐古近纪断裂动力学是拉张而非拉分构造应力场。古近纪构造层在拉张翘倾运动中叠加了右旋走滑地质应力,这种右旋走滑应力是太平洋板块向西俯冲至欧亚板块之下的结果。中生代郯庐断裂的动力学表现为库拉板块向北俯冲至欧亚板块之下形成的左旋平移现象。郯庐断裂NE向平移走滑与北西向隐蔽断裂的相交处是发生破坏性地震的构造部位,因此,应特别重视对高丽营北东向生长断层与渤中-孙河-南口北西向隐蔽断层相交处地震动向的监控。     

郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化特征

本文在总结郯庐断裂带的最新研究成果的基础上,对郯庐断裂带山东段深部构造特征、运动学特征和内部结构特征进行了分析,并对郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化过程进行了研究。在华南华北碰撞造山时期,郯庐断裂带山东段发生了显著的左旋走滑剪切变形。郯庐断裂带山东段在晚侏罗至早始新世(50Ma前)的左旋走滑直接受控于古太平洋板块向东亚大陆的俯冲,板块俯冲边界的应力直接传递到郯庐断裂带导致其发生走滑运动;早白垩世中期至古近纪,郯庐断裂带山东段内部及两侧盆地的伸展则受控于深部岩石圈减薄、地幔底辟导致的裂陷作用。     

辽中凹陷反转构造及其对郯庐断裂带走滑活动的响应

辽中凹陷发育多种样式的反转构造,其形成演化与郯庐断裂带辽东湾段新生代的脉动式活动有直接关系。通过最新的地震剖面、相干体切片等资料以及平衡剖面恢复等方法,对辽中凹陷反转构造的几何学形态、演化过程和反转期次进行研究,并结合区域板块活动背景,分析反转构造演化过程及其对郯庐断裂带新生代活动的响应。结果表明:辽中凹陷发育反转断裂、反转背斜、泥底辟、隐伏凸起等多种类型的反转构造,且沿郯庐断裂带呈带状展布。辽中凹陷在新生代主要曾经历了三期构造反转,分别发生在沙三段沉积末期、东营组沉积末期和明化镇组沉积末期。三期构造反转均与郯庐断裂带的走滑压扭活动有关,从根本上受控于周边板块活动背景的变化:第一期反转是由于太平洋板块俯冲方向和速率发生变化,导致郯庐断裂带由左旋走滑转为右旋走滑,由走滑张扭转为走滑压扭,形成反转构造的雏形;第二期反转的动力主要来源于太平洋板块对中国大陆向西的推挤作用,导致渤海湾地区受到整体挤压以及郯庐断裂带发生走滑压扭,使反转构造定型;第三期反转是由于太平洋板块的加速俯冲促使郯庐断裂带晚期再次发生走滑压扭活动,对早期反转构造进行改造。其中沙三段和明化镇组沉积末期的反转为局部反转,强度较弱,东营组沉积末期的反转为区域反转,强度最高。     

沾化凹陷中、新生代断裂发育及其形成机制分析

在采用断层活动速率定量分析断裂活动性的基础上,就印支运动以来沾化凹陷断裂的发育期次、组合特点、成因机制等进行了研究和探讨。结果表明：中、新生代济阳坳陷沾化凹陷的断裂发育受控于欧亚构造域的西伯利亚板块、扬子板块与华北板块的挤压拼接和滨太平洋构造域及其郯庐断裂带的活动两大构造体系域;晚三叠世NW向逆推断层的发育为华北板块与扬子板块挤压拼接时产生的板内局部挤压调整效应;晚侏罗世—白垩纪NW向断层发生的构造反转是在太平洋板块俯冲造成地幔上涌所产生水平拉张背景下郯庐断裂左行走滑的结果;燕山—喜山构造阶段过渡期郯庐断裂由左旋至右旋的转换,则导致了研究区断裂发育由NW向至NE(NEE)向的转型。     

新生代大陆板内伸展盆-山耦合与大陆碰撞效应——以渤海湾盆地济阳坳陷、周缘隆起及边界断裂构造演化为例

新生代印欧大陆碰撞引发了中国西部前缘大规模多阶段地壳挤压缩短、构造变形与隆升及岩浆事件,在中国东部,新生代山脉的抬升、盆地的伸展、沉降,以及郯庐断裂带新生代的活动与青藏高原的隆升具有准同时性,伸展盆地-伸展山脉之间存在耦合关系。这种对应关系呈"幕式"变化,主要表现在印欧大陆碰撞岩石圈增厚、构造变形和抬升的高峰时期,对应盆地岩石圈伸展、减薄、快速构造沉降以及郯庐断裂带活动等阶段,当构造转入相对稳定(松弛)时期,表现为高原剥蚀夷平、岩浆活动频繁以及盆地构造沉降速率减缓等阶段。从全球板块构造的角度来看,中国西部、东部新生代挤压、伸展和走滑活动属同一动力学体系条件下的耦合关系,驱动力可能是两大板块碰撞、深部地幔脉动上涌以及新生代太平洋板块与欧亚板块俯冲和速率变化的共同作用。     

渤海湾盆地晚中生代一新生代伸展和走滑构造及深部背景

渤海湾盆地是一个在早白垩世被动裂陷盆地基础上发育起来的新生代主动裂陷盆地,走滑作用贯穿始终,特别是在兰聊-盐山断层以东,使这个裂陷盆地具有鲜明的走滑特征。伸展和走滑作用此消彼长,伸展构造和走滑构造相互叠加、转换,垂向上相互叠置、交切,并由此导致变换带的产生。晚中生代以来太平洋板块向欧亚板块俯冲的方向和速度变化、后撤以及板片窗效应、中始新世印欧板块碰撞导致的地幔上涌是控制盆地形成的深部背景,郯庐断裂带早白垩世强烈的左行走滑、古新世-早始新世弱的左行走滑以及中始新世后的右行走滑活动也深刻地控制和影响着盆地的发育,盆地内晚中生代-新生代的伸展和走滑构造的演化则是其浅部响应,并由此控制着岩浆活动以及油气生成、运聚和分布的时空迁移。     

渤海湾盆地晚中生代-新生代伸展和走滑构造及深部背景

渤海湾盆地是一个在早白垩世被动裂陷盆地基础上发育起来的新生代主动裂陷盆地, 走滑作用贯穿始终, 特别是在兰聊-盐山断层以东, 使这个裂陷盆地具有鲜明的走滑特征。伸展和走滑作用此消彼长, 伸展构造和走滑构造相互叠加、转换, 垂向上相互叠置、交切, 并由此导致变换带的产生。晚中生代以来太平洋板块向欧亚板块俯冲的方向和速度变化、后撤以及板片窗效应、中始新世印欧板块碰撞导致的地幔上涌是控制盆地形成的深部背景, 郯庐断裂带早白垩世强烈的左行走滑、古新世-早始新世弱的左行走滑以及中始新世后的右行走滑活动也深刻地控制和影响着盆地的发育, 盆地内晚中生代-新生代的伸展和走滑构造的演化则是其浅部响应, 并由此控制着岩浆活动以及油气生成、运聚和分布的时空迁移。     

潍北凹陷走滑断裂体系特征及其控藏作用

潍北凹陷是郯庐断裂走滑活动形成的走滑拉分盆地，走滑作用对断裂体系演化、圈闭形成及油气成藏起到了明显的控制作用。孔店组沉积时期，郯庐断裂经历了左旋走滑和右旋走滑两个阶段，不同构造演化阶段断层性质及发育程度等具有显著差异，多期走滑活动使其东部地区形成了三条南北走向的弱走滑断裂带。同时，多期次走滑活动形成了大量与走滑作用相关的圈闭，为油气聚集提供了圈闭条件。此外，郯庐断裂走滑活动直接影响了潍北凹陷油气的运聚。宏观上，油气沿走滑作用形成的北西向鼻状构造带向东南运移并聚集；微观上，油气沿右旋走滑形成的近东西向拉张断层，在“拧毛巾”作用下，自西向东运移，并被北北东向 近南北向走滑断层封堵成藏；平面上，与三个弱走滑断裂带相对应，油气藏呈现“近东西向延伸，南北带状展布”的特征。中部弱走滑断裂带北端及中段是下步重点勘探方向，西部弱走滑断裂带可作为致密砂岩油藏和页岩油气的攻关地区。     

缅甸Sagaing走滑断裂及对睡宝盆地构造演化的控制和影响

在研究Sagaing走滑断裂的形成和发展的基础上将其分为2个阶段:第一阶段古新世—早始新世洋陆俯冲造成了缅甸板块与欧亚板块的分离,使缅甸板块加速向北漂移,Sagaing断裂开始形成;第二阶段始新世以来发生陆陆俯冲,印度板块的北东部首次开始碰撞缅甸板块。这次A型俯冲使得缅甸板块沿Sagaing走滑断裂向北继续漂移,最大的右行走滑位移达450 km。在Sagaing走滑断裂的控制下,睡宝盆地亦呈现2期构造特征:中新世,缅甸盆地内经历拉张和断裂,安德曼海(Andaman)打开,并且弧后扩张中心向南迁移,睡宝盆地即呈现拉张的构造环境;上新世—更新世,由于缅甸板块向北运动碰撞到亚洲板块的喜马拉雅断裂,受到阻挡,构造反转。睡宝盆地受挤压和扭压导致一系列的逆断层、花状构造,最终形成以南北向右行走滑为主、叠加东西向扭压的应力背景。     

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。     

郯庐断裂带渤南段构造特征及其控盆作用

渤南地区郯庐断裂带具有很好的油气勘探前景,但由于其构造特征复杂,目前对渤南地区油气成藏条件、主控因素及富集规律的认识尚不明晰.通过对三维地震和地质资料的分析解释,结合前人研究成果,探讨了渤南地区郯庐断裂带构造特征的时空差异及其对盆地结构的控制作用.研究表明,渤南地区郯庐断裂带具有3组分支断裂,每组分支断裂由2~4条断裂构成,均表现出了明显的走滑特征,整体由东向西、由深至浅走滑程度逐渐减弱.新生代古新世-早始新世郯庐断裂带渤南段左旋走滑,东部分带活动明显、强度大,中带和西带不活动或活动较弱,渤南地区中生代发育的NWW向伸展断裂系统复活,形成北断南超的复式半地堑或南北双断式结构;中始新世以来,渤南地区郯庐断裂带转为右旋走滑,3组分支断裂均开始活动,表现为强烈的走滑兼伸展运动,强度由东向西逐渐减弱,中带分支断裂形成的中央构造脊将黄河口凹陷分割成东、西两个次洼,并开始逐渐发育一系列次级断层,与主断裂构成帚状断裂组合;新近纪-第四纪郯庐断裂渤南段表现为右旋走滑兼挤压,主走滑断裂不连续,代之以大量规模较小的次级断裂系统.太平洋区板块俯冲方向、俯冲速率的变化以及深部动力背景的变迁共同造成了渤南地区郯庐断裂不同分支构造发育演化及其控盆作用的差异性,由于右旋走滑位移量小于先期的左旋走滑,现今渤南地区构造单元分布仍具左旋特征.      

Seismic profiles across the middle Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay,Bohai Sea,eastern China

The stratigraphic architecture, structure and Cenozoic tectonic evolution of the Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay, eastern China, are analyzed based on interpretations of 31 new 2D seismic lines across Laizhou Bay. Cenozoic strata in the study area are divided into two layers separated by a prominent and widespread unconformity. The upper sedimentary layer is made up of Neogene and Quaternary fluvial and marine sediments, while the lower layer consists of Paleogene lacustrine and fluvial facies. In terms of tectonics, the sediments beneath the unconformity can be divided into four main structural units: the west depression, central uplift, east depression and Ludong uplift. The two branches of the middle Tan-Lu fault zone differ in their geometry and offset: the east branch fault is a steeply dipping S-shaped strike-slip fault that cuts acoustic basement at depths greater than 8 km, whereas the west branch fault is a relatively shallow normal fault. The Tan-Lu fault zone is the key fault in the study area, having controlled its Cenozoic evolution. Based on balanced cross-sections constructed along transverse seismic line 99.8 and longitudinal seismic line 699.0, the Cenozoic evolution of the middle Tan-Lu fault zone is divided into three stages: Paleocene–Eocene transtension, Oligocene–Early Miocene transpression and Middle Miocene to present-day stable subsidence. The reasons for the contrasting tectonic features of the two branch faults and the timing of the change from transtension to transpression are discussed.     

Seismic profiles across the middle Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay, Bohai Sea, eastern China

The stratigraphic architecture, structure and Cenozoic tectonic evolution of the Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay, eastern China, are analyzed based on interpretations of 31 new 2D seismic lines across Laizhou Bay. Cenozoic strata in the study area are divided into two layers separated by a prominent and widespread unconformity. The upper sedimentary layer is made up of Neogene and Quaternary fluvial and marine sediments, while the lower layer consists of Paleogene lacustrine and fluvial facies. In terms of tectonics, the sediments beneath the unconformity can be divided into four main structural units: the west depression, central uplift, east depression and Ludong uplift. The two branches of the middle Tan-Lu fault zone differ in their geometry and offset: the east branch fault is a steeply dipping S-shaped strike-slip fault that cuts acoustic basement at depths greater than 8 km, whereas the west branch fault is a relatively shallow normal fault. The Tan-Lu fault zone is the key fault in the study area, having controlled its Cenozoic evolution. Based on balanced cross-sections constructed along transverse seismic line 99.8 and longitudinal seismic line 699.0, the Cenozoic evolution of the middle Tan-Lu fault zone is divided into three stages: Paleocene–Eocene transtension, Oligocene–Early Miocene transpression and Middle Miocene to present-day stable subsidence. The reasons for the contrasting tectonic features of the two branch faults and the timing of the change from transtension to transpression are discussed.     

郯庐断裂带的最大左行走滑断距及其形成时期

作者采用断裂带两盘地壳变形速度的估算方法,求得郯庐断裂带最大左行走滑断距为３９０ｋｍ;根据中朝地块南缘断裂被错断的现象来判断,最大左行走滑断距为４３０ｋｍ;采用古地磁学方法求得最大左行走滑断距约为３００－４００ｋｍ。最大左行走滑活动时期当在中晚三叠世。侏罗纪时期郯断裂带为逆断层,白垩纪时期的走滑活动量不大于１００ｋｍ,早第三纪的走滑断距不明显,晚第三纪－早更新世可能有５０ｋｍ左右的左行走滑断距,新构造期（<0.73Ma以来)的右行走滑断距小于lOOm。     

郯庐断裂带的形成与演化：综述

从历史的与整体的观点出发，综合了地质、地貌、地球化学与地球物理的资料，系统地研究了郯庐断裂带各阶段的形态学、运动学以及动力学机制。认为此断裂带开始形成于中、晚三叠世，其长度小于１５００ｋｍ，切割深度小于１５～２０ｋｍ，此时最大左行走滑断距为４３０ｋｍ左右。侏罗纪（２０８～１３５Ｍａ）与中始新世－渐新世（５２～２３．３Ｍａ），此断裂带表现为逆断层活动，断层面受挤压较紧闭。白垩纪－早始新世（１３５～５２Ｍａ），郯庐断裂呈现为略带右行走滑的正断层（走滑断距不超过１００ｋｍ），郯庐断裂带与其北部切割深度约为３０～４０ｋｍ。中新世－更新世（２３．３～０．７３Ｍａ）断裂带表现为带有左行走滑的正断层，走滑断距约５０ｋｍ，断裂带切割深度在５０～８０ｋｍ之间。中更新世（０．７３Ｍａ以来）断裂带又变成略带右行走滑的逆断层，走滑断距不足１００ｍ。由于断裂带形成以来的剥蚀深度不大，地表的断层岩都是碎裂岩与断层泥。沿此断裂带在早白垩世构成了中国东部重要的内生金属成矿带。     

PROGRESS IN STUCIES ON STRIKE-SLIP CHRONOLOGY OF THE TAN-LU FAULT ZONE

郯庐断裂带经过长期的研究，取得许多成果，但在年代学上还存在严重的分歧及缺乏严格定时的证据，尤以确定走滑剪切运动的时限争纷更甚。走滑剪切运动是一个非瞬间又非均匀的过程。依据作者近年内进行的专门工作及现有的各种材料，从地质年代学及同位素年代学两方面研究成果的分析。郯庐断裂带在晚侏罗世末期（１４０Ｍａ左右）开始产生剪切破裂井大规模左行平移，直至早白垩世晚期（１１０Ｍａ左右）又有一次重要的走滑剪切运动。左行走滑运动延续约３０Ｍａ。随后郯庐断裂带进入以伸展为主的构造运动。从始新世中期（４５Ｍａ左右），它又转化为多次受挤压兼小幅度右滑的运动。     

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带新生代山体抬升和剥蚀的裂变径迹证据

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带的裂变径迹测年证据表明,该地区于9～7 Ma以来发生过快速抬升和剥蚀,并且一直持续形成了现今所见的阿尔金山。新生代以来至少经历了三次抬升:早期43.6～24.3Ma、中期19.6～13.6 Ma、晚期9～7 Ma。抬升速率先缓慢、后相对快速,9～7 Ma以来的抬升速率为0.94 mm/a。晚期的构造拾升可能与阿尔金断裂带左行走滑活动有关,而与相邻的柴达木盆地北缘地区的构造抬升并不一致。     

辽河盆地是两期构造应力作用的产物:来自构造物理模拟实验的新认识

辽河盆地营口-佟二堡断裂带形成和演化的新构造物理模拟实验结果和地质资料分析证明,营口-佟二堡断裂带成因机制归因于早期大陆裂谷演化阶段的地幔上涌派生拉张应力和后期右行走滑构造运动引起的右行剪应力的复合作用。大陆裂谷的演化受古近纪古新世房身泡期至始新世沙河街一期(Ef-Es1,大约63.0~37.0Ma.BP)地幔上涌派生拉张应力的驱动,右行走滑构造运动发生在古近纪渐新世东营期(Ed,大约36.9-24.5Ma.BP),两期构造运动导致了辽河盆地营口-佟二堡复杂断裂体系的形成和演化。裂谷演化阶段后的右行走滑构造运动使得早期断裂再活动并形成新的断裂。基于构造物理模拟实验结果和地质资料分析,辽河盆地古近纪渐新世东营期右行走滑构造运动引起的水平位移大约为4~8km,辽河盆地营口-佟二堡断裂带不仅受到早期拉张应力的强烈控制,而且还受到后期右行走滑构造运动的影响,由此认为,两期构造运动决定了现今所勘探到的复杂含油气构造体系的展布,并导致了该区油气的运移和聚集。     

Discussion on the dextral movement and its effect in continental China and adjacent areas since Cenozoic

Continental China has moved dextral Eastward since Cenozoic time, driven by the collision of the Indian with the Eurasian plate. Evidence for this comes from landscape evolution, the distribution of earthquake epicenters, Cenozoic sedimentary and volcanic rocks, and the measurement of GPS velocity vectors, the distribution of crustal stress, paleomagnetic data, and deep mantle structure, among others. This movement commenced around 40 Ma, coupled with thickened lithosphere and widespread stress release along strike-slip faults that bound the continental Chinese block. Because of continued Northward subduction of the Indian plate, manifestation of the dextral movement has intensified since 25 Ma. Far-reaching effects include extensive strike-slip movement on the Tan-Lu fault in Eastern China, formation of the Dabie ultrahigh pressure metamorphic terrane, extensive thrust faults in East China, delamination and thickening of the lithosphere of South China, a possible tectonic doubling of the Middle-Lower Yangtze Valley metallogenic belt, and the formation of the Japan, Huanghai (East China), and South China Sea.