准噶尔盆地的类型和构造演化

准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地 ,存在意见分歧 ;晚二叠世—老第三纪盆地的性质也不确定。文中通过对盆地构造几何学、沉降史、热史及火山岩的综合分析研究 ,对盆地类型和构造演化获得了一些新的认识 :( 1)准噶尔盆地在早二叠世为裂谷 ,晚二叠世为热冷却伸展坳陷 ,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地 ,新第三纪至今 ,由于印度板块与亚洲大陆碰撞才形成陆内前陆盆地。 ( 2 )对石炭纪—早二叠世的岩浆活动结合区域构造资料的研究表明 ,准噶尔地区古生代的板块运动和造山作用具软碰撞特点 ,早二叠世的裂谷盆地是在软碰撞背景下造山带伸展塌陷的产物。 ( 3)地幔热对流作用可能是软碰撞造山后伸展塌陷的主要深部动力学机制。     

扬子克拉通南华纪-早古生代的构造-沉积旋回

根据影响克拉通盆地演化的板块活动所经历的威尔逊旋回,扬子克拉通南华纪-早古生代的构造-沉积旋回可分为5期,即南华纪-震旦纪的均衡调整期、寒武纪的扩张期、早-中奥陶世的汇聚期、中-晚奥陶世的碰撞期和志留纪新一轮的均衡调整期。发生在晚奥陶世的中加里东运动是加里东期最强烈的一次造山运动,而发生在晚志留世的晚加里东运动是一次地壳上升运动;相应的扬子古板块志留纪盆地的构造背景为造山期后的裂谷伸展环境,其原型盆地表现为周缘裂谷盆地与弱伸展的克拉通内盆地相间发育的格局。     

燕山地区燕山期的挤压与伸展作用

燕山地区中生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示,燕山期不仅存在强烈的挤压作用,而且存在强烈的伸展作用。如果把整个侏罗、白垩纪期间的构造运动理解为燕山运动的话,那么燕山运动既形成强烈褶皱和逆冲推覆,又形成断陷盆地和变质核杂岩。整个燕山运动(旋回)包括3次挤压事件和3个伸展阶段,即早侏罗世末挤压事件(北票组沉积之后,海房沟组沉积之前)、晚侏罗世末挤压事件(土城子组沉积之后,义县组沉积之前)和白垩纪末挤压事件(第三系沉积之前);早侏罗世盆地伸展阶段、中晚侏罗世盆地伸展阶段和白垩纪盆地伸展阶段。燕山期内发生了3次由伸展到挤压的转换。     

燕山地区燕山期的挤压与伸展作用

燕山地区中生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示,燕山期不仅存在强烈的挤压作用,而且存在强烈的伸展作用.如果把整个侏罗、白垩纪期间的构造运动理解为燕山运动的话,那么燕山运动既形成强烈褶皱和逆冲推覆,又形成断陷盆地和变质核杂岩.整个燕山运动(旋回)包括3次挤压事件和3个伸展阶段,即早侏罗世末挤压事件(北票组沉积之后,海房沟组沉积之前)、晚侏罗世末挤压事件(土城子组沉积之后,义县组沉积之前)和白垩纪末挤压事件(第三系沉积之前);早侏罗世盆地伸展阶段、中晚侏罗世盆地伸展阶段和白垩纪盆地伸展阶段.燕山期内发生了3次由伸展到挤压的转换.     

纵向伸展断背斜类型及成因

纵向伸展断背斜是伸展断陷中重要的油气勘探领域。按照断背斜的几何形态将纵向伸展断背斜划分为双断型断背斜、单断型断背斜和叠合y型断背斜。根据渤海湾盆地新生代地质资料,讨论这3类纵向伸展断背斜的成因:(1)双断型断背斜发育于裂谷期,受对向双断断陷控制,主要是由于早期伸展过程中岩层局部缩短作用、晚期差异沉降和断块翘倾作用形成,其形成机制不同于前陆盆地的区域挤压作用产生的背斜;(2)单断型断背斜(或称逆牵引背斜)发育于裂谷期,受单断断陷控制,是由于控陷断层下降盘岩层下滑过程中岩层以逆牵引方式回倾、差异沉降和岩层弹性挠曲作用造成的,但岩层长度局部缩短作用仍是一个重要因素;(3)叠合y型断背斜发育于裂谷期后,受对称断陷和其中y形断洼控制,其形成与以纯剪切方式伸展运动和多期次断裂活动有关。它与走滑-伸展断背斜成因存在根本性差别,后者实质上不属于纵向伸展断背斜的范畴。     

当前沉积盆地研究的若干进展

本文主要介绍了当前国内外在沉积盆地分类、伸展盆地、挠曲盆地和走滑盆地方面的研究现状和主要进展。盆地分类可归纳为板块构造背景分类和地球动力学背景分类两种方案。近年来，在伸展盆地的研究中，裂谷类型（主动裂谷和被动裂谷）、伸展模式（纯剪模式，单剪模式和复合剪切模式）和板内应力等方面引起了人们极大的关注和兴趣。挠曲盆地的沉降机制和走滑盆地的形成机制也是当前沉积盆地研究的重要方面。     

北黄海盆地构造运动学解析

以最新的地质 地球物理资料和北黄海盆地构造几何学特征为基础,采用盆地反演模拟与宏观分析相结合的方法,系统解析了北黄海盆地的构造运动学特征。研究表明,北黄海盆地在中、新生代时期经历了水平伸展、水平挤压、相对平移(走滑)以及垂直差异升降等几种运动型式,其中,水平伸展运动和垂直差异升降运动是北黄海盆地构造运动及形成演化的主体。水平伸展运动可以划分为J3-K1、E2和E3三个主要“伸展事件”,并控制着盆地的成盆演化,其南北向伸展强度均东强西弱,东西向最大伸展强度自中生代到新生代由东向西迁移。水平挤压运动主要有晚白垩世和渐新世末-中新世初期两期。相对平移(走滑)运动伴随水平伸展运动和水平挤压运动发生,使多数NNE向、NW向断裂具有相对压扭或张扭平移(走滑)性质,其中尤以NNE向断裂更为明显。垂直差异升降运动具有“幕式”渐进之特点,晚侏罗世、早白垩世、始新世、渐新世以及中新世中晚期以来为沉降期,其中尤以始新世的沉降速率最大,晚白垩世、古新世、中新世早期为抬升剥蚀期;盆地的中、新生代沉降作用具有明显的自东向西迁移规律:东部坳陷以中生代沉降作用最为显著,中部坳陷主沉降期为始新世,而西部坳陷的快速沉降主要发生在始新世,并一直持续到渐新世。     

渤海湾盆地东营运动的深部动力机制浅析

从渤海湾盆地渐新世末期发生的区域性构造运动－东营运动的地质特征入手,根据地壳的均衡原理,结合渤海盆地伸展裂陷运动的特点,在前人研究的基础上提出了该构造运动形成的可能地球深部动力学机制,该机制能够很好的解释盆地幕式伸展裂限的过程,探讨了渤海湾盆地在渐新世末期由裂陷伸展运动阶段转向坳陷运动的可能原因,最后简要分析了渤海盆地东营运动对于油气藏聚集,形成和保存的影响。     

中西非裂谷系形成的动力学机制

中西非裂谷系是沿中非剪切带及邻区发育的一系列中新生代裂谷盆地,其成因机理一直存在争议。中西非裂谷系的构造演化主要经历了三个演化阶段,其中在早白垩世进入强烈断陷期,是盆地形成的重要阶段。以早白垩世中西非裂谷系的地质背景为基础,运用弹性力学有限元数值模拟方法,通过应力场和应变场的分析,为中西非裂谷系形成的力学机制提供依据。模拟结果表明,早白垩世非洲大陆内部走滑和伸展作用并存,中非剪切带不是所谓的"转换断层",而是与中西非裂谷系同时形成和发育的构造。中西非裂谷系是在中新生代泛大陆裂解时期,非洲板块绕西北非地块逆时针旋转,非洲内部不同地块在统一构造应力场作用下,由于伸展和走滑的差异作用形成和发育的。      

燕山地区燕山期的挤压与伸展作用

燕山地区中生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示，燕山期不仅存在强烈的挤压作用，而且存在强烈的伸展作用。如果把整个侏罗、白垩纪期间的构造运动理解为燕山运动的话，那么燕山运动既形成强烈褶皱和逆冲推覆，又形成断陷地和为质核杂岩。整个燕山运动（旋回）包括3次挤压事件和3个伸展阶段，即早侏罗世末挤压事件（北票组沉积之后，海房沟组沉积之前）、晚株罗世末挤压事件（土城子组沉积之后，义县组沉积之前）和白垩末挤压事件（第三系沉积之前）；早侏罗世盆地伸展阶段、中晚侏罗世盆地伸展阶段和白垩纪盆地伸展阶段。燕山期内发生了3次由伸展到挤压的转换。     

准噶尔盆地的原型和构造演化

文中讨论了以下三个问题:(1)洋-陆转换时限和中、晚石炭世盆地原型。根据准噶尔盆地及其邻区的构造演化及岩浆活动研究,洋-陆转换时限应为早石炭世末,中、晚石炭世裂陷槽是由于造山期后伸展塌陷作用产生的;(2)二叠纪—早更新世陆内盆地的原型。根据陆内盆地的鉴别标志,提出了二叠纪盆地为陆内裂谷—裂谷期后弱伸展坳陷—弱缩短挠曲坳陷,三叠纪、侏罗纪、白垩纪和第三纪为弱伸展或稳定大陆内坳陷和陆内前陆坳陷或弱缩短挠曲坳陷交替的叠合盆地;(3)准噶尔盆地原型和构造演化对油气分布的控制作用。     

华北盆地新生代裂陷机制与过程的数值模拟

采用McKenzie的纯剪切动力学模型对似环状的“大华北盆地”的形成机制与过程进行初步的数值模拟。模拟结果表明：(1)“大华北盆地”新生代以来经历了两次伸展减薄--热事件．而不是原来所认为的一次事件的两个阶段;(2)第二次伸展减薄--热事件(即新近纪一第四纪)的沉降幅度要小于第一次伸展减薄--热事件(即古近纪)的沉降幅度;(3)“大华北盆地”古近纪的第一次伸展减薄一热事件可能已经进入后裂谷相,并且是处于后裂谷相的初期;(4)现今盆地的演化可能处于第二次伸展减薄--热事件的同裂谷相的晚期。这一研究对认识华北地区新生代的盆地演化及动力学背景有重要的意义。     

非洲Muglad多旋回陆内被动裂谷盆地演化及其控油气作用

非洲Muglad盆地经历多旋回陆内被动裂谷发育与叠合演化历史,具有不同于主动裂谷盆地、单旋回被动裂谷盆地以及跨越多个变革期的叠合盆地的演化特征。本文采用叠合盆地研究思路与方法,通过盆地演化过程中关键构造事件识别、盆地演化阶段划分,恢复和重建了各阶段原型盆地;基于不同期次裂谷作用发育程度、叠加过程及叠加方式的时空差异性,划分了不同凹陷的叠合类型,建立了不同叠合类型凹陷油气成藏模式。研究结果表明,受冈瓦纳大陆裂解、非洲大陆周缘大西洋、印度洋、红海张裂等构造事件的影响,该盆地经历了早白垩世Abu Gabra组(简称AG组,下同)沉积期、晚白垩世Darfur群沉积期以及新生代Nayil-Tendi组沉积期三大同裂谷作用阶段。早白垩世盆地原型为多个地堑及半地堑分隔式分布,为与大西洋张开有关的伸展应力场作用产物;晚白垩世Darfur群沉积时期盆地原型为地堑及半地堑继承发育,但沉积中心东移,为与印度洋张开有关的伸展应力场作用产物;新生代Nayil-Tendi组沉积时期原型盆地主要为发育在Kaikang坳陷的地堑、半地堑,为与红海张开有关的伸展应力场作用所致。依据三期裂谷作用在各凹陷的发育程度差异及构造沉降和沉积充填过程的不同,将各凹陷裂谷叠合方式划分为早断型、继承型与活动型三种类型。其中,早断型以Sufyan凹陷最为典型,其构造沉降与沉积充填具有"强-弱-更弱"特征;继承型以Fula凹陷最为典型,其构造沉降与沉积充填具有"强-较强-弱"特征,而活动型以Kaikang坳陷最为典型,其构造沉降与沉积充填具有"强-强-较强"的特征。三期裂谷作用在各凹陷内时空叠合差异控制了各凹陷油气成藏条件及富集规律的不同,早断型凹陷成藏组合以下部成藏组合为主,继承型则以中部成藏组合为主,而活动型凹陷则以上部成藏组合为主。这些多期叠加型被动裂谷盆地研究成果丰富了全球裂谷盆地构造特征与演化及其控油气作用的认识,深化了该类裂谷盆地油气分布规律研究,对于指导下一步勘探部署有重要借鉴意义。     

渤海湾盆地晚中生代以来伸展模式及动力学机制

通过分析盆地区大陆伸展模型参数、火成岩地球化学特征时空演化、岩石圈分层伸展几何学和运动学、应力场-变形场的匹配和演化,文章对渤海湾盆地晚中生代以来伸展断陷的动力学过程进行了系统讨论。晚中生代,盆地北、西部以变质核杂岩模式伸展,南、东部以宽裂陷模式伸展;在岩石圈伸展过程中,地壳变形方式为简单剪切,岩石圈地幔变形方式为纯剪切;盆地处于洋壳俯冲背景下弧后伸展区,盆地及西、北部隆起区岩石圈地幔为EM1型,而南、东部隆起区受扬子板块俯冲改造成类似EM2型;盆地变形的力源为板块相对运动产生的引张力,以及郯庐断裂的走滑作用。新生代,渤海湾盆地以窄裂陷模式伸展,地壳和岩石圈地幔变形方式均为纯剪,但岩石圈地幔伸展强度大于地壳;盆地处于大陆内裂谷环境,软流圈地幔上涌并改造岩石圈地幔,且盆地裂陷的力源以软流圈地幔上涌产生的引张力为主。     

中国新生代的伸展构造

本文简要论述了中国新生代的伸展构造。新生代期间,中国东部在板块的分离运动和伸展构造作用下发生了区域裂陷,起初由于地壳残薄引起地壳沉降,随后由于热缩减使沉降加速进行。在中国西部,尤其是青藏高原,裂谷系发生在一个以板块聚合运动为主的造山环境中,因大陆碰撞和地体横向逃逸以及巨大的陆内转换边界而相应发生裂谷作用。中国的伸展构造可归为15个地堑系,东部11个,西部4个。它们呈现不同的构造样式:线形裂谷、盆—岭构造和走滑断裂伴生的拉分盆地。本文讨论了中国大陆拉伸作用的几何特征、伸展的运动学和机制。塔魔尼尔(Tapponnier)等提出(1982)的新生代挤出构造模式很好地解释了中国西部的构造轮廓和地堑系的构成。然而,考虑到早第三纪中国东部盆—岭区总的应变格式,一种大尺度的简单剪切运动模式可能比纯剪断裂模式更为可取。     

松辽盆地形成、发展与岩石圈动力学

根据区域构造环境、深部构造机制、火山活动的时间序列以及盆地几何学、运动学特征,分析了松辽盆地形成与发展的岩石圈动力学问题。提出古太平洋板块向欧亚大陆下俯冲引起热流上升,由此导致裂谷期前火山作用和岩石圈热与机械减薄,裂谷期上地壳伸展发育成裂谷盆地,火山活动减弱。随着陆缘陆块拼贴,俯冲带长距离后退,处于热异常的岩石圈开始向热平衡转化,盆地由伸展转化为坳陷。     

东非凯瑞巴斯盆地多期构造变形及对油气聚集的控制作用

利用最新的钻井、地震资料,对东非凯瑞巴斯盆地(Kerimbas Basin)进行构造–地层解释和构造演化过程恢复。结果显示,凯瑞巴斯盆地共发育了4期构造变形:(1)二叠纪–早侏罗世晚期的冈瓦纳陆内裂谷活动,全区发生伸展构造变形;(2)早侏罗世晚期–早白垩世晚期马达加斯加向南漂移,全区发生右行走滑变形;(3)新发现晚白垩世局部伸展构造变形;(4)中新世–第四纪的东非裂谷海域分支活动,导致研究区发生第三期伸展构造变形,形成凯瑞巴斯盆地现今地堑形态。三期伸展构造变形的应力方向均为近E-W向,断层展布方向均为近S-N向。每一期构造变形的范围,强度及对沉积地层的控制作用差异显著。凯瑞巴斯盆地控坳断层活动具有继承性。基于研究结果,建立凯瑞巴斯盆地构造成因模式。冈瓦纳陆内裂谷活动有利于二叠系–下侏罗统构造圈闭的形成,并沟通了烃源岩和储层,有利深层油气的聚集;东非裂谷海域分支裂谷活动沟通了前新生界烃源岩和西部陆坡古近系储层,但同时也破坏了盆地内及东部的圈闭。断层不发育的西部陆坡为主要油气聚集区。     

从地壳上地幔构造看大陆岩石圈伸展与裂解

本篇讨论大陆岩石圈拆沉、伸展与裂解作用过程。由于大陆岩石圈厚度大而且很不均匀,产生裂谷的机制比较复杂。大陆碰撞远程效应的触发,岩石圈拆沉,以及板块运动的不规则性和地球应力场方向转折,都可能产生岩石圈断裂和大陆裂谷。岩石圈拆沉为在重力作用下"去陆根"的作用过程,演化过程可分为大陆根拆离、地壳伸展和岩石圈地幔整体破裂三个阶段。大陆碰撞带、俯冲的大陆和大洋板块、克拉通区域岩石圈,都可能产生岩石圈拆沉。大陆岩石圈调查表明,拉张区可见地壳伸展、岩石圈拆离、软流圈上拱和热沉降;它们是大陆岩石圈伸展与裂解早期的主要表现。从初始拉张的盆岭省到成熟的张裂省,拆离后地壳伸展成复式地堑,下地壳幔源玄武岩浆侵位,断裂带贯通并切穿整个岩石圈,表明地壳伸展进入成熟阶段。中国东北松辽盆地和西欧北海盆地曾处于成熟的张裂省。岩石圈破裂为岩浆侵位提供了阻力很小的通道网。岩浆侵位作用伴随岩石圈破裂和热流体上涌,成熟的张裂省可发展成大陆裂谷。多数的大陆裂谷带并没有发展成威尔逊裂谷带和洋中脊,普通的大陆裂谷要演化为威尔逊裂谷带,必须有来自软流圈的长期和持续的热流和玄武质岩浆的供应。威尔逊裂谷带岩石圈地幔和软流圈为地震低速带,其根源可能与来自地幔底部的地幔热羽流有关。     

济阳坳陷构造演化及其大地构造意义

济阳坳陷由负反转盆地、右旋扭张盆地及主动裂谷三个原型叠加而成,并在中、新生代经历了四个演化阶段,三叠纪为板内造山作用阶段,济阳坳陷曾为五条ＮＷ向的以逆冲断层为主的压性构造带占据,早－中侏罗世造山作用结束;晚侏罗世－早始新世为负反转盆地阶段,三叠纪ＮＷ向逆冲断层发生反向伸展;中始新世－渐新世为右旋扭张盆地阶段,ＮＥ,ＥＮＥ向扭张断裂发育,并进而成盆接受沉积,ＮＷ和断裂反向伸展活动受到抑制而渐趋消亡;中新世－全新世为主动裂谷阶段,“拗陷运动”取代“断陷运动”。济阳坳陷构造演化的阶段特征表明了郯庐断裂中、新生代的剪切运动史,即三叠纪右旋剪切,晚侏罗世－早始新世左旋剪切．中始新世－渐新世右旋剪切,中新世－全新世作弱右旋压剪。     

攀西裂谷存在吗？

大陆裂谷以地幔上隆、岩石圈伸展、减薄、断陷和沉降为特征，伸展构造环境是大陆裂谷形成的必要条件和本质特征。中国学者以前所认为攀枝花-西昌裂谷的主要标志是海西期层状堆晶杂岩、晚二叠世峨眉山玄武岩、印支期环状碱性杂岩和晚三叠世裂谷盆地沉积。最近一系列研究成果表明攀西地区海西期-印支期构造岩浆热事件是地幔柱和岩石圈相互作用的结果，不是裂谷作用的产物。进一步对上扬子西缘二叠纪-三叠纪的沉积作用和构造特征综合分析表明攀西地区不存在裂谷盆地沉积。该区晚二叠世-中三叠世为古陆隆起遭受剥蚀，晚三叠世断陷型类磨拉石建造是前陆走滑复合盆地的产物。本文根据对攀西地区二叠纪-三叠纪的岩浆活动、沉积作用、构造特征和地球物理资料等方面综合研究对攀西裂谷的存在提出质疑，并以峨眉山地幔柱活动为主线探讨了攀西地区古生代和中生代的地质构造演化历史。