南天山晚新生代褶皱冲断带构造特征

南天山晚新生代褶皱冲断带位于南天山南麓,是南天山陆内造山作用过程中,南天山造山楔向塔里木盆地推进的结果.褶皱冲断带的构造变形以挤压冲断构造为主,伴生有挤压走滑构造和盐相关构造.以盖层滑脱冲断为特征,伴生有基底卷入型冲断构造.褶皱冲断带的主滑脱冲断层由造山带向盆地方向逐渐抬升,而且,"厚皮"构造向造山带方向越来越发育,"薄皮"构造向盆地方向越来越发育.整个褶皱冲断带从东到西冲断作用发生的时间基本一致,起始于中新世中-晚期并一直持续到现今;冲断高峰发生于新近纪晚期-第四纪.褶皱冲断带的形成过程为前展式,由南天山向塔里木盆地推进.受地层剖面结构、沉积建造、基底起伏、所处的构造部位等因素控制,南天山褶皱冲断带的构造变形特征沿走向具有明显的分段性,从东到西划分出4个次级褶皱冲断带:库车、乌什、柯坪和喀什北褶皱冲断带.每个次级褶皱冲断带在共性的基础上,都有自己独特的构造变形特点.     

塔北地区变形样式及其分布规律

塔北地区包括库车前陆盆地和塔北前陆克拉通地区两大变形带，在库车前陆盆地，垂向上，主要受滑脱层发育及其展布、构造地层组合及岩层埋深等因素控制，深层一般为被动顶板双冲构造及断变褶皱，中层三角带、冲起构造，浅层为断展，滑脱及底辟褶皱；横向上，与挤压应力大小、地层岩石力学性质、滑脱层发育程度等相关，自造山带前缘向前陆克拉通方向，褶皱一般由紧闭，不对称或倒转变为平缓，开阔，并由断变，断展褶皱变为滑脱褶皱；变     

天山南麓库车晚新生代褶皱-冲断带

库车褶皱冲断带位于天山南麓,由近东西走向的多条构造带组成。三叠系暗色泥岩、侏罗系煤层、古近系库姆格列木组膏盐层和新近系吉迪克组膏盐层构成库车褶皱冲断带的区域性主滑脱面。褶皱冲断带底面由北向南逐渐抬高。褶皱冲断带主体发育盖层滑脱-冲断构造(薄皮构造),基底卷入型冲断构造(厚皮构造)见于北缘的根带。新生界膏盐层之上构造变形以滑脱褶皱为特色,之下以冲断构造为特色。库车褶皱冲断带是印度-亚洲碰撞远程效应下,(南)天山晚新生代造山过程的产物。褶皱冲断带构造变形的动力来源主要是造山楔向塔里木盆地推进所形成的挤压构造应力。褶皱冲断带构造变形的起始时间为约23Ma,构造变形具有阶段式加速的特点,已经识别出约23Ma、约10Ma、5~2Ma和1~0Ma共4个变形加速期。褶皱冲断带的演化过程为前展式,褶皱冲断带前锋向南推进的同时,后缘持续变形。     

楔形构造在山前冲断构造位移量消减中的作用

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果。前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定。准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式。准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减。紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带。准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度。     

The Effect of Wedge Structure on Displacement Subduction of Piedmont Thrust Structure: A Case Study of the Southern Margin of Junggar Basin

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果.前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定.准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式.准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减.紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带.准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度.     

扎格罗斯褶皱冲断带构造变形特征

扎格罗斯褶皱冲断带是扎格罗斯碰撞造山带的前陆褶皱冲断带,也是波斯湾周缘前陆盆地的楔顶带,自北东到南西垂直于构造线方向可分为高扎格罗斯冲断带和扎格罗斯简单褶皱带;自北西到南东沿构造线方向可分为洛雷斯坦区(Lorestan)、迪兹富勒湾区(Dezful Embayment)和法尔斯区(Fars)。扎格罗斯褶皱冲断带的形成始于晚白垩世阿拉伯板块的洋壳向北俯冲到欧亚板块之下,褶皱冲断构造从北东部缝合带向南西方向伸展,并在上新世基本定型。本文选取了横切扎格罗斯褶皱冲断带的3条地质剖面和两条局部地震剖面进行构造变形分析。剖面分析显示研究区垂向上由一条大滑脱面将扎格罗斯褶皱冲断带剖面分为上、下两个构造层;褶皱冲断变形从北东到南西向由强变弱。研究区发育走滑、挤压和拉张3种构造变形,挤压构造变形占主导地位。挤压构造变形又包括滑脱褶皱、断展褶皱、断弯褶皱和双重构造等。     

南大巴山前陆冲断带构造样式及变形机制分析

大巴山构造带位于秦岭造山带和四川盆地的过渡部位,形成于印支-燕山期,定型于喜山期。按照构造变形样式及其组合特征,从北东向南西可依次划分为北大巴山逆冲推覆构造带、南大巴山前陆褶皱-冲断带(又包括叠瓦断层带、断层-褶皱带和滑脱褶皱带等3个亚带)和四川盆地东北部低缓构造区等3个构造带(区)。南大巴山冲断带地表构造以类侏罗山式褶皱为显著特征,主要发育叠瓦断层系、断层相关褶皱、被动顶板双重构造、反冲断层系和冲起构造等变形样式。北东-南西向挤压应力和滑脱层是控制南大巴山及其前缘构造变形的主要因素,结合区域地质研究成果,建立了南大巴山及其前缘地区依次从震旦系-下寒武统-志留系-中下三叠统逐渐抬高的多层次滑脱前展模式。     

准噶尔盆地南缘独山子—安集海地区构造变换特征

挤压地区的构造变换可定义为挤压构造变形中区域上保持缩短量守恒或者有规律的变化而产生的调节构造,应该对褶皱-逆冲断层带作为一个整体来考虑构造活动的变化.它又可以分为纵向和横向传递带两类,褶皱冲断带中分段构造的产生是通过走滑断层形式的横向传递带来完成的.独山子-安集海地区主要是通过铲状等逆冲断层主控的断展褶皱、冲起构造、构造楔入体形成南翼缓北翼陡的背斜.造成该区变形分区的主要原因主要有沉积层厚度的变化、造山带作用程度和作用方式、滑脱层的展布层位.     

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带变形特征及成因机制模拟

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带发育于北天山和博格达山北侧的准噶尔盆地南部的山前地区,构造变形具有明显的横向分带、纵向分段、垂向分层特征,其主控因素在于挤压应力的作用方式和滑脱层的空间分布规律。西段受北天山斜向挤压应力作用影响,发育北西西向四排雁列式褶皱-冲断带,构造变形样式为基底卷入式厚皮构造和盖层滑脱式薄皮构造,变形过程受侏罗系煤层和白垩系、古近系高塑性泥岩层等多滑脱层控制。滑脱层及其上覆岩层厚度决定变形的强度和应力向前传递的远近程度,厚度越大,褶皱变形强度越大。东段受博格达山正向楔冲挤压应力作用影响,发育近东西向向北凸出的弧形基底卷入式褶皱-冲断带,滑脱构造不发育。根据构造变形特征和相似理论,利用沙箱模拟实验分别对正向挤压和15°、30°、45°等斜向挤压平面变形进行了模拟,结果表明正向挤压和15°斜向挤压是形成东段和西段变形特征的主控应力条件,并设计了斜向和正向挤压组合边界平面模拟实验进行了验证,合理地解释了东、西段构造变形的差异。利用双滑脱层剖面模型实验对西段四排褶皱-冲断带的演化过程进行了模拟再现。     

环青藏高原盆山体系内前陆冲断构造变形的空间变化规律

早古生代以前漂移在大洋中的塔里木、扬子、华北等小型克拉通板块在晚古生代开始聚敛拼贴,形成统一的大陆,奠定了中国中西部前陆冲断带发育的地质基础。新生代以来欧亚大陆与印度板块的碰撞及其远程效应,欧亚大陆强烈变形。随着青藏高原的隆升和向北、向东推挤,在远离碰撞缝合带的地方,古造山带复活,冲断带不断向外围扩展,形成统一的、规模巨大的环青藏高原盆山体系。在冲断带不断向青藏高原外围扩展的同时,在每一个单独的盆山体系(古造山活动控制的盆山耦合体系)内部发生强烈陆内变形,冲断带也依次从造山带向克拉通内部扩展,强烈的陆内造山隆升和构造挤压在造山带与克拉通之间形成了十余个前陆冲断带。从南向北分别选取了塔西南、库车、准南和准噶尔西北缘这四个前陆冲断带的构造缩短率和盆山耦合导致的高程差在平面上的变化特征,来研究环青藏高原巨型盆山体系内部的前陆冲断带在新生代的构造变形特征的空间分布规律。认为在欧亚大陆与印度板块的碰撞及其远程效应控制下,环青藏高原巨型盆山体系从内向外构造变形强度、盆山耦合程度具有依次降低的规律;克拉通边缘的单个盆山组合中从山前向克拉通方向构造变形强度依次降低,构造变形样式逐渐变得简单。     

中国中西部褶皱冲断带构造变形机制与结构模型

基于复杂构造解析和实验模拟研究,揭示了中西部前陆褶皱冲断构造带主要表现为受侧向挤压形成的滑脱冲断构造变形过程和结构样式;明确了单层滑脱挤压冲断构造变形存在临界增生和非临界增生两种变形机制,发育脆性拆离型、塑性滑移型和黏性流动型3种作用类型,并受滑脱层强度、地层厚度、底部边界和外动力过程等4种主要因素影响。复杂冲断构造带基本上表现为受多层单滑脱作用控制形成的垂向叠置组合结构,本文提出了复杂滑脱冲断变形结构的可分解性以及受不同性质的滑脱层组合控制形成特征结构模式,并揭示了前陆冲断带前缘多滑脱构造变形结构中由浅层向深层逐渐发育的变形时序;建立了中西部再生前陆冲断带结构模型、构造单元以及基本构造类型;并基于前陆盆地多阶段构造演化过程以及晚期的隆升剥蚀-沉降沉积过程,提出了中西部两种类型冲断带的控油气作用及其勘探领域。     

中国中西部前陆冲断带构造演化及变形特征

前陆冲断带可以分为3种基本类型:弧后前陆型、周缘前陆型和再生前陆型冲断带。相对国外典型前陆冲断带,中国中西部前陆冲断带在构造演化和变形方面具有独特性,属于再生前陆型冲断带,普遍经历了两期逆冲构造变形、或者"伸展-挤压-伸展-挤压"多期构造变形的叠加。中国中西部的再生前陆冲断带多具有"分带、分段和分层"的结构特征,表现出以主干断裂为界往往可以划分为若干个冲断变形带,沿走向方向表现为几个在构造变形上具有明显差异的变形区段,在垂向上由于滑脱层的发育表现出不协调的分层收缩、上下叠置的变形特征。     

塔里木盆地南部玛东早古生代褶皱-冲断带

玛东褶皱-冲断带位于塔里木盆地南部,走向NE-SW,由NW向SE方向冲断。褶皱冲断带发育于寒武-奥陶系,以中寒武统膏-盐层为主滑脱面。中志留统及其以上地层不整合于褶皱冲断带之上。它是世界上保存最好的早古生代褶皱冲断带之一。根据卷入变形最新地层、不整合于褶皱-冲断带之上的最老地层和上奥陶统上部的生长地层,玛东褶皱-冲断带的变形时间为晚奥陶世-早志留世。玛东褶皱-冲断带与其东南侧的塘南褶皱-冲断带同为塔里木盆地南缘早古生代前陆褶皱-冲断带的组成部分,塘南褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带主体的残余,其向NW的主冲断方向代表该前陆褶皱-冲断带的主冲断方向;玛东褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带的前锋,其向SE的冲断具有反冲性质。它们是昆仑早古生代造山作用的重要记录,也是昆仑早古生代碰撞造山带的组成部分,现今保存最好的部分。     

Physical analog (centrifuge) model investigation of contrasting structural styles in the Salt Range and Potwar Plateau,northern Pakistan

We use scaled physical analog (centrifuge) modeling to investigate along- and across-strike structural variations in the Salt Range and Potwar Plateau of the Himalayan foreland fold-thrust belt of Pakistan. The models, composed of interlayered plasticine and silicone putty laminae, comprise four mechanical units representing the Neoproterozoic Salt Range Formation (basal detachment), Cambrian–Eocene carapace sequence, and Rawalpindi and Siwalik Groups (Neogene molasse), on a rigid base representing the Indian craton. Pre-cut ramps simulate basement faults with various structural geometries.A pre-existing north-dipping basement normal fault under the model foreland induces a frontal ramp and a prominent fault-bend-fold culmination, simulating the Salt Range. The ramp localizes displacement on a frontal thrust that occurs out-of-sequence with respect to other foreland folds and thrusts. With a frontal basement fault terminating to the east against a right-stepping, east-dipping lateral ramp, deformation propagates further south in the east; strata to the east of the lateral ramp are telescoped in ENE-trending detachment folds, fault-propagation folds and pop-up structures above a thick basal detachment (Salt Range Formation), in contrast to translated but less-deformed strata with E–W-trending Salt-Range structures to the west. The models are consistent with Salt Range–Potwar Plateau structural style contrasts being due to basement fault geometry and variation in detachment thickness.     

Structural style and deformation mechanism of the southern Dabashan foreland fold-and-thrust belt, central China

The Daba Mountains define the southern margin of the East Qinling orogenic belt, and form the boundary of the Sichuan basin in the north and northeast. The Daba Mountains can be divided into two structural belts by the NW-striking Chengkou fault, namely the northern Dabashan thrust-nappe belt and the southern Dabashan foreland fold-and-thrust belt. The southern Dabashan fold-and-thrust belt is a southwestward extruding thin-skinned thrust wedge, showing obvious belted change in deformation style and deformation intensity along the dip direction, and can be divided further into three sub-belts, i.e. the imbricate thrust sub-belt characterized by imbricate stepped-thrust sheets, the thrust-fold sub-belt characterized by the combination of the equally-developed thrusts and related folds, and the detachment-fold sub-belt characterized by box folds and closed overturned-isoclinal folds on the outcrops. Several kinds of structures have been recognized or inferred, including imbricate thrust system, passive-roof duplex (triangle zone), fault-related folds, back-thrust system and pop-up structure. The NE-SW compressive stress from the Qinling orogenic belt and detachment layers in the covering strata are the two most important determinants of deformation style. After the collision between the North China block and Yangtze block at the end of the Middle Triassic, the northward intracontinental subduction along the southern edge of the Qinling orogenic belt was initiated, which led to the corresponding southward thrusting in the upper crust. The thrusting propagated towards the foreland through the Jurassic and extended to the southernmost part of the southern Daba Mountains around the end of the Early Cretaceous, with thrusting deformation to be preferentially developed along major detachment layers and progressing upwards from the Lower Sinian through the Lower Cambrian and Silurian to Middle-Lower Triassic. Translated from Geotectonica et Metallogenia, 2006, 30(3): 294–304 [译自: 大地构造与成矿学]     

塔北隆起北部叠加断裂构造特征与成因背景分析

塔北隆起在塔里木叠合盆地演化时期经历了古克拉通隆起、早期前陆前缘隆起、库车再生前陆盆地斜坡3个阶段。经过两期成盆构造变革阶段，塔北隆起北部垂向上叠加深、浅层两组断裂系统：深层断裂系统为基底逆冲断裂，发育冲断构造、背冲构造组合；浅层断裂系统为正断层，发育地堑、地垒构造样式组合。两组不同性质断裂系统的发育均对应于两期造山挤压背景下前陆盆地形成阶段。笔者认为，深层断裂并非是处于早期前陆变形区域，而是处于挤压背景下板内塔北古克拉通隆起“纵弯”构造变形中岩层破裂的结果。浅层断裂是库车再生前陆盆地阶段塔北隆起北部基底（前中生界构造层）受水平挤压翘曲变形（纵弯变形）导致上覆岩层引张破裂的结果。     

天山南北前陆冲断带构造滑脱层分布差异及对圈闭样式的控制作用

天山南北前陆冲断带具有较强的差异变形特征,滑脱层的差异对前陆冲断带变形特征及圈闭样式的影响较大,对于天山南北油气勘探具有重要意义。以地震资料解释为基础,通过断距测量、缩短量统计及平衡剖面复原等手段,对天山南北前陆冲断带构造变形差异进行研究,取得如下认识:(1)天山南北前陆冲断带滑脱层性质不同,库车前陆冲断带以古近系膏盐岩为滑脱层,分层变形特征显著;准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层断层多穿过滑脱层,分层性差;(2)天山南北前陆冲断带新生代构造变形差异明显,库车前陆冲断带在该时期的平均缩短率为12.1%,准噶尔盆地南缘前陆冲断带的平均缩短率为9.93%,库车前陆冲断带的新生代变形强度比准噶尔盆地南缘前陆冲断带更强;(3)受滑脱层差异的影响,库车前陆冲断带滑脱层上下平均断距总体大于准噶尔盆地南缘前陆冲断带,且库车前陆冲断带的缩短量呈现“单段多峰”复杂的变化趋势,这是准噶尔盆地南缘前陆冲断带没有的特点,表明库车前陆冲断带滑脱层塑性和分层能力比准噶尔盆地南缘前陆冲断带强;(4)基于天山南北前陆冲断带断层活动和滑脱层差异的影响,准噶尔盆地南缘前陆冲断带以岩性—构造的复合圈闭为主,而库车前陆冲断带以盐下大型构造圈闭为主,岩性—构造圈闭为辅。准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层和库车前陆冲断带的侏罗系—三叠系煤层、泥岩层等滑脱层控制的岩性—构造圈闭是未来油气勘探的有利目标。     

Differential Tectonic Deformation of the Longmen Mountain Thrust Belt,Western Sichuan Basin,China

Field investigation and seismic section explanation showed that the Longmen Mountain Thrust Belt has obvious differential deformation: zonation, segmentation and stratification. Zonation means that, from NW to NE, the Longmen Mountain Thrust Belt can be divided into the Songpan-Garzê Tectonic Belt, ductile deformation belt, base involved thrust belt, frontal fold-thrust belt, and foreland depression. Segmentation means that it can be divided into five segments from north to south: the northern segment, the Anxian Transfer Zone, the center segment, the Guanxian Transfer Zone and the southern segment. Stratification means that the detachment layers partition the structural styles in profile. The detachment layers in the Longmen Mountain Thrust Belt can be classified into three categories: the deep-level detachment layers, including the crust-mantle system detachment layer, intracrustal detachment layer, and Presinian system basal detachment layer; the middle-level detachment layers, including Cambrian-Ordovician detachment layer, Silurian detachment layer, etc.; and shallow-level detachment layers, including Upper Triassic Xujiahe Formation detachment layer and the Jurassic detachment layers. The multi-level detachment layers have a very important effect on the shaping and evolution of Longmen Mountain Thrust Belt.