贺兰山构造带构造—地层层序及构造演化

贺兰山构造带及邻区形成演化经历有多期叠加改造和多个伸展—聚敛旋回构造运动,形成了区域内多套构造—地层层序,因此,开展贺兰山构造带构造—地层层序及构造演化研究对深入理解其地质结构和油气勘探有着重要的意义。本文旨在综合利用野外调查、地震数据和1：50 000区域地质资料,采用野外实地调查和地震剖面精细解析相结合的方法对研究区区域不整合面的分布特征和规律进行详尽分析研究,根据区域不整合面的发育特征,建立区域地层年代格架,划分构造—地层层序,进而对盆地演化阶段进行探讨。研究表明,研究区自下至上发育Pt₂Ch-Jx/Pt₁、∈₁/An∈、C₂/O、T/P、J_1-2/An J、K₁/An K₁、E₃q—N/AnE,据此将研究区垂向上划为7个构造—地层层序：基底构造层、中元古界构造层、震旦系—奥陶系构造层、石炭系—三叠系构造层、侏罗系构造层、下白垩统构造层、新生界构造层。贺兰山构造带构造演化经历中新元古代—早古生代陆缘盆地坳陷—裂谷演化阶段;晚古生代—中三叠世陆相盆地坳陷沉积阶段;晚三叠世局部伸展;中侏罗世—早白垩世大规模逆冲推覆阶段,普遍发育多条大型北东向逆冲断裂;始新世开始进入盆—岭构造形成阶段。     

北秦岭地区三叠纪南召盆地演化及成因机制探讨

秦岭造山带作为中国中央造山带的重要组成部分,还原其复杂、漫长的演化历史始终是地质科学的研究焦点,也是亟待解决的关键科学问题。前人从构造地质学、变质岩石学等方面展开了丰富的讨论,但始终缺乏造山带内同沉积记录的精细研究。南召盆地作为北秦岭造山带唯一保存的三叠纪的地层,为研究秦岭造山带印支期的构造环境提供了最直接可靠的证据。因此本文基于精细的地质图分析,野外地质观察,利用盆地构造沉降和构造年代格架的分析方法,系统研究三叠纪南召盆地的沉积充填和沉降特征,总结出南召盆地的伸展裂陷沉积序列：底部砾岩向上迅速水体加深,形成以灰黑色页岩为主的深湖相,随后向上变为以黄褐色砂岩夹灰黑色泥岩为特征的湖泊三角洲—辫状河相;明确了快速—缓慢沉降的伸展型盆地沉降特征;厘定了南召地区的8个主要不整合面,其中,中-上三叠统太山庙组的底部为一个763～121.9 Ma的穿时不整合面;确定了南召盆地4期主要演化阶段。研究表明：南召盆地是一个伸展裂陷盆地,形成于加里东运动、印支运动共同作用产生的造山带复合基底之上,发育于印支期北秦岭造山带两次重要隆升事件之间,代表晚三叠世卡尼阶的北秦岭造山带构造活动的暂停。     

贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件:来自不整合面和裂变径迹的约束

贺兰山构造带及邻区的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中新生代的构造事件及隆升过程是了解这一重要陆内变形带动力学机制的关键所在。本文采用不整合面分析法和低温热年代学方法,综合分析探讨了贺兰山构造带及邻区中新生代的构造事件及其构造演化过程。通过对该地区的野外地质调查,本次在中-新生代地层中由底到顶识别出6个不同类型的不整合面,它们分别是:(1) T_(2-3)/P平行不整合面;(2) J/AnJ角度不整合面-微角度不整合面;(3) K_1/AnK_1高角度不整合面;(4) E_3q/AnE_3;(5) N_1/AnN_1;(6) Q/An Q。在T_3d~3、J_2y和K_1变形前锋,可见与逆冲-褶皱造山带相关的同构造沉积生长地层,其在形态上表现为超覆、削截,在黄草滩等地局部与倒转背斜相伴生。这些不整合和生长地层是构造活动的直接证据。本次研究对采自该地区的12件样品分别进行了磷灰石、锆石裂变径迹测年及热史模拟分析。结果表明,裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为中侏罗世-晚侏罗世(168～159Ma)、早白垩世末(139～91Ma)、晚白垩世末(79～66Ma)、始新世(59～50Ma),反映出该地区在这4个时期发生了明显的冷却抬升事件,且这4期构造事件与野外观察到的地质特征有很好的地质响应。同时,热史模拟表明该地区整体上经历了晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世末-始新世3期快速隆升事件。综合研究表明,该地区主体逆冲褶皱的时间是从中侏罗世开始,早白垩世末构造运动最强烈,新生代又有所活动。     

鄂尔多斯盆地构造沉降特征及对盆地成因的启示

构造沉降作为盆地成因研究中的重要组成部分,对其特征进行分析有助于盆地成因的解析。本次通过对鄂尔多斯盆地内5口典型探井的多期不整合所代表的的剥蚀厚度进行恢复,结合去压实矫正模型以及平均密度、平均古水深等参数的确定,较为精确地刻画出了鄂尔多斯盆地不同构造单元自早寒武世至今的构造沉降特征,同时结合裂谷盆地瞬时拉张模型、裂后热坳陷模型以及前陆盆地挠曲模型对构造沉降曲线进行了模拟,对盆地成因进行分析。鄂尔多斯盆地中寒武世—中生代末期主要由早古生代沉降旋回、二叠—三叠纪沉降旋回与侏罗—白垩纪沉降旋回组成。其中岩石圈热冷却作用引起的沉降贯穿全地质时期。早古生代沉降旋回中,中寒武世的加速沉降主要体现在盆地南部,沉降机制为岩石圈伸展减薄,中奥陶世马家期为全盆地尺度的加速沉降,沉降机制仍为岩石圈伸展减薄。二叠—三叠纪沉降旋回中,晚二叠世—早-中三叠世为该旋回的加速沉降期,该期加速沉降具有多幕裂陷的特征。侏罗—白垩纪沉降旋回中,中侏罗世盆地南部处于缓慢沉降期,沉降机制为岩石圈热冷却作用,晚侏罗世—早白垩世,除伊盟隆起,盆地整体处于加速沉降期,沉降机制为前陆盆地引起的挠曲沉降。     

鄂尔多斯盆地及邻区晚石炭世本溪期构造—沉积环境及原型盆地特征

原型盆地恢复有助于盆地构造—岩相古地理的研究和揭示盆山耦合,对油气勘探与开发具有重要的指导意义。本文利用最新的钻井、测井及露头资料,以沉积相为研究实体,运用盆—山结合的思路,由点—线—面进行分析,重建了鄂尔多斯盆地晚石炭世本溪组沉积时期的构造—沉积环境,研究了原型盆地特征及性质。本溪组沉积期,鄂尔多斯盆地沉积具有东西分异的特征：淳化—庆阳—吴起地区及北部伊盟地区为暴露剥蚀区,东部为克拉通内坳陷盆地,西部为克拉通边缘裂陷盆地。乌达—呼鲁斯台及鄂尔多斯—神木地区发育三角洲相,并向南逐渐推进;鄂西石嘴山、环县及鄂东府谷、延安地区以环带状潮坪—泻湖相为主,受间歇性海侵影响;吴忠、柳林—吉县地区发育低能的泻湖相;中卫—中宁、韩城及以东地区发育不同深度的陆棚及开阔台地。该时期盆地构造环境表现为南北向双向俯冲、贺兰拗拉槽再活化,格局经历了南隆北倾向北隆南倾的转变。受此影响,鄂尔多斯盆地构造古地理格局开始由东西分异逐渐向南北分异转变,受东西两侧海侵影响沉积相带呈环带状展布,但在盆地北部发育潮控三角洲,表现出近缘特征。晚石炭世鄂尔多斯盆地构造—沉积环境与原型盆地特征与其对周缘大地构造运动的响应。     

新疆北部和什托洛盖盆地中、新生代构造抬升事件的确定及其地质意义：来自低温热年代学的证据

新疆北部西准噶尔造山带的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中、新生代的构造事件及隆升过程是研究该地区陆内变形的关键所在。本文对造山带内山间盆地——和什托洛盖盆地的构造抬升事件进行系统分析,基于研究区野外地质调查及断裂解析,识别出C/J、J/AnJ、J/E和K/E以及E/N等5期区域不整合面,这些不整合是构造活动的直接证据。盆地中、新生代受南北两条控盆断裂近N-S向挤压应力持续挤压。砂岩样品磷灰石裂变径迹年龄分布在晚侏罗世末期—早白垩世早期（149～125 Ma）、早白垩世中期（121～109 Ma）和晚白垩世早期（80.0～77.7 Ma）3个区间,反映出该地区在这3个时期发生了明显的冷却抬升事件,3期冷却抬升事件与野外地质特征有很好的地质响应。热史模拟表明晚侏罗世—早白垩世（160～110 Ma）、晚白垩世（85～65 Ma）和渐新世—上新世（30～5 Ma）发生了快速隆升事件。盆地构造抬升的主要应力为周缘山系抬升及断裂活动挤压。综合研究表明,盆地中、新生代经历了3期明显的构造抬升事件,与中、新生代印支运动、燕山运动和喜山运动远程效应有很好的耦合性。     

鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区的构造样式与圈闭分布规律

鄂尔多斯盆地西缘冲断带是我国南北构造带的重要组成部分,是阿拉善地块与鄂尔多斯地块之间陆内构造变形的产物,研究其地质结构与构造样式是探讨陆内构造变形机制的基础,同时也是剖析地震活动与开展油气勘探的重要依据。本文基于该区近年来新的钻井、高精度二维与三维地震资料,应用构造解析方法,研究构造变形样式及圈闭分布特点。研究表明,马家滩地区地处鄂尔多斯盆地西缘冲断带中段,经历长期的伸展—聚敛旋回演化,是贺兰山—六盘山陆内造山带变形系统的一部分。马家滩地区的地质结构具有"分带、分层、分段"特征,自西向东发育后缘伸展带(银川地堑)、逆冲推覆构造带(包括韦州—苋麻湾冲断席、石沟驿向斜)、前缘过渡带和天环凹陷;前缘过渡带以石炭—二叠系煤层或泥岩为区域滑脱层分为上、下构造变形系统,下构造变形系统向西缓倾,发育低幅度背斜;上构造变形系统发育三排断层相关褶皱背斜带,向南变窄,上构造变形系统因滑脱层发育差异而南、北分段,二者之间斜向过渡转换。马家滩地区及邻区主要发育伸展-聚敛旋回制约的反转构造系统、陆内造山变形制约的扩展式前陆变形系统和后陆造山后伸展变形系统等3种构造变形系统;前缘过渡带上部构造系统经历印支晚期、燕山期和喜马拉雅期三期变形,形成不同期次、不同方向的叠加构造。马家滩地区发育断层传播褶皱、双重构造、叠瓦构造、构造楔和反冲断裂组合(冲隆构造)等构造样式,形成断背斜、断鼻及断块等油气圈闭类型,圈闭分布受断层控制呈带展布。马家滩地区构造圈闭发育,为西缘油气勘探的有利远景目标区。     

共轭被动大陆边缘的基本类型及其特征

随着被动大陆边缘勘探的需求日益增加,为了更好的概括全球共轭被动大陆边缘的基本特征,本文试图在广泛调研全球具有代表性的12对大陆边缘的基础上,从大地构造背景、裂解时限、空间变化3个方面,系统总结12对共轭被动大陆边缘,进而得到4种基本类型：伊比利亚—纽芬兰型、加蓬—巴西南部型、新斯科舍—摩洛哥型、几内亚湾—巴西东北部型。伊比利亚—纽芬兰型是最常见且分布最广泛的类型,具有板缘造山带型、窄边缘型、长裂谷期型特征,地壳厚度及沉积物厚度小。结构呈明显分段性特征,裂谷时间充足,地幔剥露并发生蛇纹石化。加蓬—巴西南部型以板缘造山带型为主,具有窄边缘型、中裂谷期型特征,沉积厚度大,盆地发育大型高角度正断层控制沉积,并发育丰富的盐构造,边缘与古缝合带不重合。新斯科舍—摩洛哥型以板缘造山带型为主,具有宽边缘型、中裂谷期型特征,具有不对称裂解模式和洋盆生长模式,地壳结构和沉积物在共轭边缘呈现明显不对称性;发育反转构造,生长断层,走滑断层等多种类型构造。几内亚湾—巴西东北部型以板缘非造山带型为主,具有窄边缘型、短裂谷期型特征,发育多个转换边缘盆地,受张剪性的深大断层控制,地壳厚度及沉积物厚度的变化很大,具有裂谷—剪切边缘过渡特征。