南海北部新生代盆地断裂系统及构造动力学影响因素

利用地震资料、油气勘探资料分析了南海北部大陆边缘珠江口-琼东南新生代盆地断裂系统的时空差异及动力学成因机制.珠江口-琼东南盆地古近系裂陷构造层以NE向、近EW向基底正断层构成的伸展断裂系统的几何学、运动学沿着盆地走向有明显变化,盆地内部隐伏的区域性和局部的NW向断裂及相关构造变形带构成伸展断裂系统之间的构造变换带.在空间上,区域性的云开、松涛-松南等NW向构造变换带以西为NE-NEE向正断层构成的"非拆离"伸展断层系,以东为NE向正断层、近EW向正断层(走滑正断层)复合而成的拆离伸展断层系.在时间上,古近纪裂陷作用可划分为早(文昌组沉积期)、中(恩平组/崖城组沉积期)、晚(珠海组/陵水组沉积期)3个有明显差异的裂陷期.裂陷早期,盆地西部以平面式正断层控制的简单地堑、半地堑为主,伸展量相对较小,东部则以铲式正断层控制的复式地堑、半地堑为主,伸展量相对大,断层向深部收敛在中地壳韧性层构成拆离的伸展断层系统.裂陷中期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有继承性活动特点,珠江口盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,并向深层切割早期浅层拆离断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着云开构造变换带发育反转构造.裂陷晚期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有活动性减弱特点,琼东南盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着琼中央构造变换带发育反转、走滑构造.珠江口-琼东南盆地不同区段断裂系统及其构造演化的差异性受盆地基底先存构造、地壳及岩石圈结构及伸展量等多方面因素的影响,拆离伸展断层系统与发育NWW向"贯穿"断裂的基底构造薄弱带、现今地壳局部减薄带相关,南海扩展由东而西的迁移诱导北部大陆边缘块体沿着先存NW向深大断裂发生走滑旋转是导致变换构造带两侧差异伸展的动力学原因,应力场及岩石圈热结构变化是引起拆离断层深度变化的重要因素.     

挤压区局部构造转换带类型及石油地质意义

构造转换带在逆冲断裂带中具有调节主干逆冲断层之间位移的作用。根据相邻主干逆冲断层在剖面上的组合关系并结合塔里木盆地中央隆起区的研究成果,将挤压区构造转换带分为相向倾斜、背向倾斜和同向倾斜型3类。相向倾斜型在转换带部位发育背冲断块样式,背向倾斜型通过逆冲三角带实现逆冲断层的倾向转换,同向倾斜型通过叠瓦构造实现断层位移的转换。分析了影响构造转换带形成的因素,认为基底构造、滑脱层、沉积相与岩性差异以及应力作用方式等对转换带形成具有重要影响。构造转换带是构造变形相对复杂的区带,不仅控制着富有机质沉积物的分布,形成有利的油气聚集区带,而且密集的断裂系也为烃类的运移提供了通道,并且有利于发育与断层、背斜有关的各种构造圈闭。     

松辽盆地继承性断裂带特征及其在油气聚集中的作用

松辽盆地沉积盖层发育三套断裂组合,即张性断块构造断裂组合、张性断块构造-滑脱型正断层组合断裂组合、扭动断裂组合。三套断裂组合主干断层具有继承发育特点,形成继承性发育断裂带。这些断裂带不仅控制了深部构造格局、中浅层沉积体系的发育与展布以及盖层的构造变形,而且对盆地油气系统中油气运移、聚集与保存发挥着重要作用,因此继承性发育断裂带周围是盆地油气的主要聚集区带。     

陆内裂陷盆地的复式断陷结构类型及其油气地质意义:以海-塔盆地早白垩世盆地为例

陆内裂陷盆地通常发育大量地堑、半地堑,盆地结构和构造样式受盆地内部地堑、半地堑的叠加与复合方式的影响。文中将由多条断层、不同期次的断层共同控制的断陷称为"复式断陷"。依据同一时期断陷复合构成的盆地结构可以将复式断陷划分为串联式、并联式、斜列式和交织式等4种复合型式,依据不同时期断陷叠加构成的盆地样式可以划分为继承型、利用型、新生型3种叠加类型。海-塔盆地在早白垩世最初是发育大量相对分隔的小型地堑、半地堑,随着地壳渐进的伸展构造变形,多个同期小型半地堑复合在一起形成相对大的断陷(相当于铜钵庙组沉积期)。在早白垩世中期(相当于南屯组沉积期),新发育的断陷叠置在早先发育的断陷之上,最终形成了盆地中的17个区域规模的复式断陷。海-塔盆地早白垩世的断陷复合和叠加过程直接影响沉积盆地的油气成藏条件。并联式、交织式复合和继承型、利用型叠合形成的复式断陷有利于优质烃源岩的发育,断陷复合过程中的构造变换带有利于优质储集层的发育,长期活动的基底断裂及相关构造带有利于形成含油气构造带。     

渤海湾新生代盆地的两种构造系统及其成因解释

渤海湾古近纪盆地可以划分为3个裂陷带和1个裂陷区，都分布在上地幔隆起部位。盆地构造变形可以分为伸展构造和走滑构造两个相对独立、相互关联的新生代构造系统。伸展卡句造由不同尺度的伸展断层和与伸展断层垂直或斜交的变换断层构成连锁断层系统，在盆地区具有分散的透人性特点，并控制着古近纪断陷的分布和演化。在伸展构造变形基础上叠加了3条北北东向—北东向右旋走滑断裂(带)，后者及其伴生构造组成盆地中的呈带状展布的新生代走滑构造系统。伸展构造是一种“水平层状的”薄皮构造。正断层向深部收敛或终止于中地壳内的拆离断层面上。走滑构造是一种“垂直带状的”厚皮构造。浅层的走滑断层以多种方式并入到深断裂带中。这两种构造系统是盆地区新生代时期主动裂陷和被动裂陷两种作用机制的具体表现。     

珠江口盆地珠一坳陷古近系构造样式分析

研究分析了近年来构造样式的研究现状和新的进展,结合珠江口盆地珠一坳陷张性构造环境下构造发育的特点,建立了利用三维空间构造信息的构造样式划分方案。据此对珠一坳陷的各类构造样式进行了研究。根据盆地(坳陷)结构、断层组合及动力学机制,将珠一拗陷构造样式划分为断块与板式正断层组合构造,断块与铲式正断层组合构造,转换带构造,潜山披覆构造,底辟构造和重力背形构造等6大类13小类。研究还指出了基于构造样式的油气有利聚集部位及勘探方向。     

海拉尔-塔木察格盆地中部断陷带构造演化与富油构造带成因机制分析

海拉尔盆地和塔木察格盆地分属于中国和蒙古国,构造上具有统一的构造背景和成盆演化过程。为了整体剖析海拉尔-塔木察格盆地构造演化过程及其对油气运聚成藏的控制作用,本文在明确成盆背景基础上,立足中部断陷带,系统研究了盆地的沉积充填结构、盆地的性质及其叠加演化过程,进而分析了不同演化阶段富油构造带的形成机制及构造演化对油气成藏的控制作用。研究表明,海塔盆地分别由铜钵庙组构成的残留盆地和由南屯组-青元岗组构成的被动裂陷盆地两种不同性质盆地叠加而成,被动裂陷盆地可进一步划分为4个演化阶段,即南一段下、中亚段构成的初始裂陷演化阶段、南一段上亚段-南二段构成的强裂陷演化阶段、大磨拐河组-伊敏组构成的断坳转化演化阶段以及青元岗组构成的坳陷演化阶段。初始裂陷阶段简单剪切走滑变形控制形成的掀斜隆起带,为下部油气系统即南一段下亚段和中亚段的有利勘探方向; 强裂陷阶段的纯剪切伸展变形控制形成的中央隆起带和中央背斜带,为中部油气系统即南一段上亚段和南二段的有利勘探方向; 断坳转化阶段伊二、三沉积晚期的纯剪切张扭变形控制断裂密集带的形成,并指示下部和中部油气系统的油气运聚成藏及富集部位; 伊二、三段末期及坳陷演化阶段的挤压反转变形主要控制了多类型反转构造带的形成,并指示上部次生油气系统即大磨拐河组的油气调整聚集成藏及富集部位。     

蒙古弧形褶皱带上叠沉积盆地油气远景

根据我们近年来在蒙古国开展的油气地质调查和勘探开发实践,对蒙古大地构造演化、盆地沉积充填、构造发育以及盆地含油气系统等开展综合研究。探讨了蒙古弧形褶皱带构造叠加变形特征,指出北西、北东向构造是蒙古西部和东部中新生代的叠加构造,南北向构造带是蒙古西部晚期发育的上叠构造;发育于蒙古弧形褶皱带的中生代沉积盆地群可分为残余海盆地、前陆盆地、裂陷盆地三种类型。根据石油地质条件综合分析,认为蒙古盆地群中塔木察格、东戈壁等盆地具有良好的油气勘探远景。     

东海盆地西湖凹陷构造样式及其演化

西湖凹陷是经历多期构造作用的白垩—第三纪盆地。多期裂陷和反转构造作用的叠加导致了相对复杂的构造格架样式和盆地地质结构。凹陷总体上具有东西分带,南北分块的构造格局。裂陷期的同沉积断裂组成了多种复合的构造样式：西部斜坡带主要发育断阶、地堑和地垒构造;中央洼陷带则以复合“Y”字型、羽状和似花状断裂组合为主;东缘断阶带主要发育“Y”字型、梳状和羽状组合。坳陷反转期,早期的同沉积断裂发生了不同程度的逆冲反转,形成了多种复合的构造样式,例如反冲叠瓦扇构造、后断叠瓦式逆冲构造等叠合构造样式。从盆地的构造样式出发,探讨了盆地的形成演化和构造- 沉积充填过程对有利圈闭带发育分布的控制作用,对富生烃凹陷油气预测具有重要指导意义。     

伸展边界方向对伸展盆地正断层走向的影响——来自平面砂箱实验的启示

五种不同边界几何条件的平面砂箱实验模型表明,一个方向的伸展变形可因伸展边界方向的变化形成不同走向的正断层,伸展裂陷盆地中不同走向的正断层并非一定代表不同方向区域构造应力作用、或多期构造变形的结果。伸展裂陷盆地正断层走向受伸展边界走向和构造伸展的方向共同控制,伸展边界的控制力随距离增大而逐渐衰减。伸展边界附近的断层走向主要受伸展边界方向控制,大致反映伸展边界方向。盆地内部断层走向主要受构造伸展方向控制(趋向于垂直构造伸展方向),主要反映构造伸展方向。盆地伸展边界方向的变化可以引起伸展裂陷盆地内部断层走向的转向。因铲式正断层上盘滚动变形产生的正断层,其走向平行于铲式边界断层的走向。     

叠合盆地差异构造变形与油气聚集

文中探讨叠合盆地差异构造变形特征及其对油气聚集的控制作用。叠合盆地差异构造变形受控于多期构造演化导致的多期构造应力场转换、多种变形介质变化以及多方位边界条件的变化,主要表现为:(1)受关键构造变革期应力场转换制约的分期差异构造变形,早期一般受区域伸展作用形成垒 堑构造,中期由于板块聚敛活动形成冲断滑脱和潜山 披覆构造,晚期在叠置的前陆盆地形成褶皱 冲断带;(2)受大型主断裂带控制的分带差异构造变形,这些大型主断裂带一般与先存基底断裂或基底软弱带有关,不同构造带的变形强度呈有规律变化;(3)受多层次滑脱带控制的分层差异构造变形,深层次滑脱构造变形主要表现为与盆山耦合有关的滑脱拆离变形,中层次滑脱构造表现为基底层系的滑脱拆离,浅层次滑脱构造表现为与盐膏岩或泥页岩有关的塑性构造变形;(4)受构造转换带控制的分段差异构造变形,区域性转换带本身常成为重要的横向构造带,不同构造段之间变形样式和运动学过程具有较大差别,局部构造转换带往往形成有利的油气圈闭。差异构造变形与烃源岩发育、油气成藏期、圈闭形成演化、油气藏形成和分布及油气保存条件密切相关。     

尼日尔Termit盆地古近系构造样式及其对油气聚集的控制作用

尼日尔Termit盆地主要发育早白垩世和始新世-渐新世两个裂陷旋回,其起源于不同的动力学背景和运动学机制,相应表现出不同的盆地性质。其中古近纪始新世-渐新世第二裂陷旋回受区域挤压应力环境下的非洲板块内部局部应力释放控制,具有逃逸盆地的性质,在盆地内部表现为典型走滑伸展特征。该旋回在第一期NW-SE控盆断裂基础上发育了NNW-SSE断裂体系,盆地整体呈现地堑地垒和半地堑结构,北部为双断结构地堑,南部为西断东超多米诺半地堑结构。古近系断裂的斜向拉张作用形成了大量雁列式正断层,以软连接方式相连,在二级构造单元内发育了大量构造调节带,分为同向型、对向型和背向型3大类,以同向叠覆型、对向平行型和背向叠覆型为主,成为Termit盆地最主要的构造调节带样式。古近纪始新世-渐新世第二裂陷旋回及其构造样式控制了盆地沉积体系,在始新世Sokor1初始裂陷期形成了三角洲湖泊沉积体系、渐新世-早中新世Sokor2深陷期沉积了湖相泥岩,形成了盆地主力储盖组合。同时,该旋回的构造调节作用形成了大量断块和断鼻/断背斜构造,成为Termit盆地的主要圈闭类型。渐新世-早中新世的深陷期导致断层沟通白垩系成熟烃源岩,在盆地内发生广泛的垂向和侧向运移,该时期断层的活动强度决定了古近系油气分布和富集程度。Sokor1和Sokor2段中下部岩性圈闭及Sokor2段成藏组合是Termit盆地的下步勘探领域。     

中国前陆盆地构造地质基本特征及其控制下的油气分布

在综述前人认识的基础上,通过对中国前陆盆地的沉积充填特征、演化历程、构造成因及其空间分布规律、构造变形特征等的宏观研究和重点解剖,总结出中国前陆盆地构造地质的主要特征:(1)垂向上,前陆盆地表现出两种不同性质的原型盆地在正反转构造背景下的盆地构造层序相叠置;(2)平面上,分布在中国大陆内的前陆盆地或冲断带受统一的印度—欧亚两个大陆板块间的碰撞作用,形成构造变形的时空分布规律有序的环青藏高原巨型盆山体系;(3)时间上,不仅存在新近纪以来的喜马拉雅运动控制的再生前陆盆地,而且显生宙以来中国大陆共发生了4期前陆盆地或冲断构造的演化过程;(4)成因上,受青藏高原向北、向东的隆升挤压,基于小克拉通拼贴后的不均一陆内基底结构,古造山带继承性复活,在其前缘发育再生前陆盆地或前陆冲断带;(5)变形样式上,由于受边界力学条件和沉积地层介质的共同控制作用,可以将前陆冲断带的构造变形样式分为4类。正是因为上述地质构造的特殊性,决定了油气聚集与分布的规律性和勘探的复杂性。油气分布的规律性主要体现在:(1)油气相态分布的有序性;(2)成藏条件配置的有效性;(3)含油气目的层分布的空间有序性;(4)多期成烃、晚期成藏的普遍性。油气勘探的复杂性表现在:(1)4期前陆盆地和冲断带含油气地质特征的差异;(2)含油气层系与油气藏的改造与破坏;(3)陆相盆地的不均一导致储层相变大;(4)前陆冲断构造变形的复杂增加了圈闭落实的难度。     

Alternating episodes of extension and contraction during the Triassic: evidence from Mesozoic sedimentary basins in eastern Australia

Triassic to Lower Cretaceous continental sedimentary basins occur in eastern Australia, but the tectonic and structural evolution of these basins is not fully understood. Using gridded aeromagnetic data, seismic reflection data and field observations, we conducted a structural analysis aimed at characterising major faults and deformation style in these sedimentary basins. Our results show evidence for two alternating episodes of rifting during the Triassic. An earlier episode of rifting, which took place in the Early Triassic to early Late Triassic, is inferred based on synsedimentary normal faults in the Nymboida Coal Measures and the boundary West Ipswich Fault System in the Esk Trough. This phase of rifting was followed by a contractional event that resulted in tilting, folding, and thrust faulting. Evidence of synsedimentary normal faults and bimodal volcanism indicates that another rifting phase occurred during the Late Triassic and resulted in the development of the Ipswich Basin. From the latest Late Triassic to the Early Cretaceous, the accumulation of continental sediments in the Clarence-Moreton Basin was accompanied by subsidence. We suggest that the alternating rifting episodes and contraction were ultimately controlled by plate boundary migration and switches between trench retreat and advance during the Triassic.     

山东鲁西地块断裂构造分布型式与中生代沉积—岩浆—构造演化序列

鲁西地块的断裂构造有两类不同分布型式:一类呈放射状分布, 由陡倾、基底右行韧性剪切带和盖层内复杂力学性质的断裂组成; 另一类呈环绕地块基底核部同心环状分布, 由3个主要盖层伸展拆离带组成, 主滑脱面分别位于古生界盖层与基底间的不整合面、石炭系与奥陶系之间的平行不整合面和中新生代断陷-沉积岩系与新生代火山-沉积物之间的断层。中生代构造变形样式可以分为3个层次:印支期褶皱-逆冲推覆构造、燕山中期NNE轴向的隔槽式箱状褶皱和燕山晚期NW、NNE向共轭正断-走滑断裂。相应地鲁西地块经历了3个成盆期, 即早-中侏罗世、早白垩世和晚白垩世, 这些中生代盆地在空间上的叠置导致了地块内部复杂的盆-山耦合关系。鲁西地块中生代有两个岩浆活动集中时期, 即早侏罗世(约190Ma)和早白垩世(132~110Ma)。综合沉积记录、岩浆活动和构造变形过程, 将鲁西地块中生代构造演化历史划分为6个阶段:晚三叠世挤压变形, 早、中侏罗世弱伸展作用, 中、晚侏罗世挤压变形与地壳增厚作用, 早白垩世大陆裂谷与地壳伸展作用, 早白垩世末期挤压变形与盆地反转事件和晚白垩世区域隆升。这些构造演化阶段和构造事件对研究和理解中生代构造体制和深部岩石圈动力学转换过程具有重要意义。      

Role of extensional structures on the location of folds and thrusts during tectonic inversion (northern Iberian Chain,Spain)

The Aguilón Subbasin (NE Spain) was originated daring the Late Jurassic-Early Cretaceous rifting due to the action of large normal faults, probably inherited from Late Variscan fracturing. WNW-ESE normal faults limit two major troughs filled by continental deposits (Valanginian to Early Barremian). NE-SW faults control the location of subsidiary depocenters within these troughs. These basins were weakly inverted during the Tertiary with folds and thrusts striking E-W to WNW-ESE involving the Mesozoic-Tertiary cover with a maximum estimated shortening of about 12 %. Tertiary compression did not produce the total inversion of the Mesozoic basin but extensional structures are responsible for the location of major Tertiary folds. Shortening of the cover during the Tertiary involved both reactivation of some normal faults and development of folds and thrusts nucleated on basement extensional steps. The inversion style depends mainly on the occurrence and geometry of normal faults limiting the basin. Steep normal faults were not reactivated but acted as buttresses to the cover translation. Around these faults, affecting both basement and cover, folds and thrusts were nucleated due to the stress rise in front of major faults. Within the cover, the buttressing against normal faults consists of folding and faulting implying little shortening without development of ceavage or other evidence of internal deformation.     

调节带和转换带及其在伸展区的分段作用

调节带和转换事是一种重要的构造现象,近年已逐渐爱到重视。由于大多数正断层体系都终止于调节带或转换带,使其成为产生区域公段的主因。转换带是平行于拉张方向具走滑和斜滑断层作用的不连续带;调节带是多个断层叠覆终止的区带。对不同伸民区和被动力缘调节带和转换带几何形态和运动特征的总结认为,调节带和转换带中的变形方式不依赖于伸民规模。调节带和转换带不但控制地形起伏和沉积环境,而且对烃类及地下水的聚集亦有重要影