松辽盆地“三层式”构造格局与深部找藏

松辽盆地是处于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块所挟持的构造地带,属于佳蒙地块中的镶嵌状微地块活动造山带,为中-新生代陆相含油盆地叠合于晚古生代海相盆地之上的延变型叠合盆地。盆地内中、古生代地层,均呈"水、火"二元结构;区内火山-岩浆活动频繁,并有三多(多期、多旋回、多侵入-喷发中心)特征;具有"双机"(有机和无机)、"双相"(陆相和海相)叠合成藏特点;"开"与"合"型构造活动是坍塌裂谷的表象,从地表(陆相盆地)—地壳(海相晚古生代残留盆地)—岩石圈的"三层式"构造格局研究,呈现了NNE-NE与EW向"立交桥式"构造样式。简而言之,松辽盆地为一破盆(断裂丛生、火山-岩浆活动破坏)、矿盆(盆内油气藏丰富、边缘多金属矿产广为分布)、热盆(地热梯度甚高)、浆盆(盆地内外大量火山岩及岩浆岩分布)、歪盆(中央隆起的两侧的凹陷和断裂均不对称)和水盆(自古生界至中、新生界沉积岩产出)。针对叠合盆地成藏作用,可将深部的海相碳酸岩型油气藏或火山岩型气田作为找藏主攻方向,提出了"区域展开、重点突破"的战略方针和具体的深部找藏建议。通过研究和预测,初步认为深部具有良好的找藏潜力,坚信定能实现"百年大庆"的宏伟规划。     

复合造山作用和中国中央造山带的科学问题

在全球大陆范围内,广泛分布的造山带纪录了板块汇聚的历史和碰撞造山的过程,因此,造山带的研究一直是地球科学经久不衰的重要领域。研究表明,世界上许多造山带是长期活动(300Ma)的复合造山带,活动域的宽度可超过1000km,并具有造山前的热结构,是大陆生长的最好见证。近10年来,全球造山带的研究已摆脱传统地质学和经典板块观念的束缚,面临一个新的起点,即由单一造山带向复合造山带研究转轨,由造山类型、造山作用向造山动力学研究聚焦。复合造山带长期活动的原因、大陆增生机制、造山带的流变学结构和造山热对造山作用的控制等已成为当前大陆复合造山带研究的关键科学问题,复合造山动力学已成为当今地球科学前沿——大陆动力学研究的重要内容。中国中央造山带位于北中国板块与南中国板块之间,是中国大陆上一条十分醒目而又极其重要的巨型(长5000km)构造带。中央造山带是经历了大致600Ma的活动历史,泥盆纪和三叠纪的两次碰撞造山以及白垩纪以来的陆内造山过程而构筑成的典型"复合造山带"。在全球复合造山带中,中国中央巨型造山带具有结构复杂性、活动长期性和非原地型,造山过程多期性以及造山带拼贴与大陆增生方式特殊性的特点,特别是世界最大规模的中央超高压变质带及其两期超高压变质作用的发现,揭示了中央造山带的形成还经历了板块汇聚边界洋壳/陆壳深俯冲至100km以上的地幔深处的两次壮观地质事件,使中央造山带成为全球造山带中最为精彩和不可多得的典型,与青藏高原一样,被国内外地学家们誉为当今中国地学研究的"瑰宝"。中国中央巨型复合造山带可以作为研究复合造山过程与复合造山动力学的重大地学问题的范例,重要的核心科学问题是:中国中央巨型复合造山带的早古生代和三叠纪陆块汇聚、碰撞造山过程以及中新生代陆内造山与周缘盆地互馈;两期高压-超高压变质带的时空关系、形成条件和洋壳/陆壳的俯冲-深俯冲与折返动力学机制;揭示和探讨中国中央复合造山带的长期活动性,造山作用的多期性和叠置性,造山热结构以及复合造山过程;洋壳/陆壳深俯冲、复合造山与大陆增生理论的创新。此外,中央复合造山带的研究对于金属矿产资源的开拓、周缘中新生代盆地含油气资源的战略前景以及现今南北中国的气候、环境、人文、地理、生态和灾害的制约提供新的科学依据与动力学背景。     

构造动力体制与复合造山作用——兼论三江复合造山带时空演化

构造动力体制是研究区域大地构造演化和成矿地质环境的基础,而造山带作为全球金属矿产资源集中产出的地带,同时保留了地球地质构造演化最为丰富的记录,因而是用来解剖不同构造动力体制及相关成矿环境和成矿作用的主要对象.板块构造源于大洋,描述和解释的是以水平运动为主导的板块构造导致的大陆边缘增生和大洋板块消失及与其相关的地质现象,其动力学体制称为大洋动力体制;大陆构造描述和解释的主要是大陆内部而不是边缘发生的以垂直运动(壳幔相互作用)为主导的的大陆物质增生和消失及其相关的地质现象,其动力学体制称为大陆动力体制;而洋陆转换则是水平和垂直运动相互耦合、共同作用的动力学体制,描述和解释的是洋陆转换及其相关的地质现象,可以将其称为转换动力体制.不同构造动力体制在全球范围内具有同区转承和异区并存特点.每一种构造动力体制都可以激发造山作用,因此,地球上同时存在着不同类型的造山作用和造山带,可以归结为俯冲造山(带)、碰撞造山(带)、伸展造山(带)和陆内造山(带)等完整反映造山带演化过程的4种类型.复合造山概念科学地描述了全球不同造山带的复杂性.它具有三种涵义,一是不同时期相同或不同类型造山带在空间上的复合(叠置);二是同一造山带在不同地质历史阶段、不同构造动力体制下造山作用的时间复合(叠加);三是同时具有时空复合特征的复合造山带.对三江造山带时空结构的解析表明,它是具有时空复合特征的巨型复合造山带的典型代表.     

论楔入造山作用──以龙门山造山带为例

本文以龙门山造山带为例，根据对阿尔泰—台湾地学断面地质学、地球物理学和地球化学等的综合研究，重点讨论了龙门山造山带岩石圈楔状构造的几何结构样式，探讨了碰撞后的陆内造山过程、造山模式及其科学意义。     

造山带概念的由来与演变及问题探讨

造山运动和造山带是被广泛应用和影响较大的两个古老概念,一百多年来随着地球科学的快速发展和板块构造理论的问世,情况已发生很大的变化。如何修订这一概念的内涵使之适应新的认识而又保持原定义的首尾一贯性正受到普遍关注。本文回顾了上述概念产生的历史背景,分析了它们在板块构造理论框架下、特别是在现今大陆构造研究中所面临的问题,本文认为对这一古老概念应进行重新修订、增补或再定义。     

造山带汇聚板块边缘沉积盆地的鉴别与恢复

大洋俯冲和大陆碰撞是板块汇聚过程中的有机连续过程,也是造山带形成的两种基本造山作用方式。不同的造山作用过程形成不同类型的沉积盆地和填充序列,沉积盆地性质的改变和沉积物源区变化是造山作用方式和时限的最直接体现。沉积盆地是造山带重要大地构造相单元之一,完整记录了板块边缘动力学过程和构造演化以及造山作用方式和时限。沉积盆地构造原型鉴别与恢复是造山带结构-属性解剖的重要内容之一。视沉积盆地与相邻大地构造相的演化为统一整体,以填充物和沉积物源区作为链接沉积盆地和造山带的纽带,系统地精细解剖填充物组成和沉积相以及沉积物源区时空变化系列,准确鉴别并恢复造山带沉积盆地构造原型,是获取大陆碰撞方式和时限的沉积-地层判别标志的有效方法之一。     

三江特提斯复合造山与成矿作用

三江特提斯构造带作为全球特提斯构造在中国大陆最典型的发育地区,经历了复杂而完整的演化历史:从晚前寒武纪—早古生代泛大陆解体与原特提斯洋形成,经古特提斯多岛弧盆系发育与古生代—中生代增生造山/盆山转换,到新生代印度-亚洲大陆碰撞与叠加改造,完好地记录了超级大陆裂解→增生→碰撞的完整演化历史和大陆动力学过程,可谓是中国大陆构造演化的典型缩影。复合造山和叠加转换导致了三江特提斯域复杂的成矿演化,主要表现为:①在构造转换阶段,于元古代刚性基底基础上发育大量叠加改造型矿床,具有独特的金属组合(Sn-Cu,Sn-Pb-Zn,Fe-Cu等);②火山成因块状硫化物(VMS)矿床伴随特提斯岩石圈演化,连续发育于陆缘裂谷(Cu)→初始洋盆(Cu-Zn)→大洋岛弧(Cu-Zn-Pb)→弧间裂谷或弧后盆地(Pb-Zn-Ag)→弧-陆碰撞裂陷盆地(Cu-Pb-Zn)等阶段及诸环境;③特提斯阶段的岛弧型斑岩Cu矿被碰撞造山阶段的大陆型斑岩Cu矿所取代;④世界级规模的金属成矿带和巨型矿床,在新生代碰撞造山期爆发式产生。尽管已有的研究从整体上勾画出了三江特提斯域的基本构造特征和成矿面貌,但仍有许多重要问题尚未解决:①三江复合造山带构造叠加、...     

造山带蠕动应力场格局与后造山伸展作用

在理解岩石圈内部流变分层性和造山带热异常形成与演化多控制因素的基础上，建立了造山带热－应力作用数值模型，研究了不同参数下造山带不同部位蠕动应力场的格局及其演化。其研究结果表明，碰撞终止后岩石圈内部应力调整或热松驰控制了造山带内部不同层次构造样式。在造山带中心，加厚岩石圈在碰撞附加力终止后40Ma，岩石圈应力强度明显减少，可诱发科迪勒拉式后造山伸展作用；在地壳中下层次或岩石圈深部（约40～60km、120～150km）可发生拆沉作用，但非岩石圈地幔的整体拆沉，其动力源自岩石圈套内部相应层位的应力引张；在40Ma以内或在拆沉作用发生前，岩石圈地幔根部及地壳中下层次作为热的应变软化区段，相应控制着Moho面形态及中上地壳构造样式；缝合带及造山带前缘作为应力挤压区，在10Ma可出现局部应力引张，孕育喜马拉雅式伸展。但在宽度巨大的造山带（1000km以上），后造山伸展作用的发生则与带内其它大规模构造活化有关。     

燕山式板内造山作用在北京西山的

尽管在造山模式、成因机制方面存在分歧，但板内造山作用及其表现特征在现阶段业已引起众多学者的关注并进行了深入研究。受到燕山式板内造山带研究思路和成果的启示，经对比研究认为，北京西山地区在大地构造位置、大地构造属性及大地构造演化等方面具有板内造山的特征；逆冲推覆构造、变质核杂岩及独特的区域构造组合样式等构成了该区燕山式板内造山的基本地质构造要素；基于北京西山的地质实践，提出了对用板内造山的观点在该区深入研究若干新方向。     

哀牢山造山型金成矿系统:复合造山构造演化与成矿作用初探

哀牢山金矿带是我国最重要的喜马拉雅期造山型金矿带,形成于三江特提斯复合造山过程中。论文基于对哀牢山复合造山带区域构造背景、控矿构造系统演化、金成矿期次及其时代的系统研究,从金成矿年代序列、成矿过程构造控制及成矿作用动力学环境三个方面,探讨了复合造山过程中的金矿成矿作用。研究结果表明,哀牢山金矿带发育三期金矿成矿-热事件:早期金成矿作用(61.55～63.09Ma)对应于逆冲推覆构造系统最为发育的时期,与剪切走滑断裂构造的形成同步,显示它们统一受控于印度-亚洲大陆碰撞早期的强烈汇聚挤压构造动力学体制;主期金成矿作用(33.76～36.10Ma)对应于区域挤压构造应力场的相对松弛阶段以及富碱斑岩和剪切走滑断裂构造系统最为发育的时期,受控于印度-亚洲大陆碰撞构造动力学转换体制,并可能受青藏高原物质东向逃逸和软流圈脉动隆起的联合制约,金矿大规模成矿作用与构造动力体制转换过程中的壳幔物质强烈交换与构造变形密切相关;晚期金成矿作用(26.40～30.80Ma)对应于岩石圈伸展作用的发生以及亏损地幔减压熔融产生的板内高钾岩浆岩的就位,受控于印度板块反向旋转拖曳与斜向俯冲回退的综合作用。     

松辽盆地徐家围子地区深反射结构及其盆地动力学意义

通过松辽盆地徐家围子地区深反射地震剖面与世界典型深反射剖面对比,以岩石圈流变学模型为基础,结合浅层钻探资料可以发现,松辽盆地与世界典型裂谷盆地有相似的深反射特征,即层状结构十分明显。岩石圈横向分段性是另一个显著特点,由中下地壳挤压"断裂带"和由热流底辟体组成的"岩浆底辟带"分开。下部块段控制上部层状构造体系的形成与演化过程。由此证明,裂谷演化过程中地幔上涌是主要动力。地壳"三明治结构"和热流底辟体的发育表明,盆地不仅有高热流的地质条件,而且深部存在无机物质"储库"与通道。     

Logging evaluation of deep multi-type unconventional gas reservoirs in the Songliao basin,northeast China: Implications from continental scientific drilling

Multi-type unconventional gas-bearing reservoirs with different lithologies and gas accumulation potential occur in the deep part of the Songliao basin. However, the reservoirs are non-homogeneous, the gas components differ substantially, and not all types of gas-bearing reservoirs have been identified or evaluated. The International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) is used as an example to conduct qualitative and quantitative evaluations of deep multi-type unconventional gas-bearing reservoirs using conventional and specialized logging data. The core test data are used to determine the physical properties. The porosity and permeability are compared and analyzed using different methods and models. The results show that the reservoirs have low to ultra-low porosity and ultra-low permeability. Based on the comparison of the rock mechanical parameters and mineral composition, brittleness evaluation parameters are proposed for different types of deep reservoirs in the study region. The mineral brittleness index is highly consistent with the brittleness index based on rock mechanics. An identification method for deep multi-type gas-bearing reservoir and a classification approach for different gas properties are established based on the logging response and parameter interpretation. The methane gas reservoirs have low density (DEN) and low compensated neutron logging (CNL) values and high acoustic (AC) time difference and high resistivity (RT) values. The CO₂ gas reservoirs have lower RT values and higher CNL values than the hydrocarbon gas reservoirs. The comprehensive analysis of deep gas source rock conditions and of the source-reservoir relationship provides insights for the evaluation of deep multi-type unconventional gas reservoirs. The discovery of high hydrogen content is of significant importance for developing new areas for deep natural gas exploration.     

松辽盆地深层火山岩储层中的CH4包裹体:产状特征及其地质意义

营城组火山岩是松辽盆地深层油气藏的主要储层之一,本次研究我们在该组火山岩中首次发现了较多的纯CH4包裹体,这类包裹体主要以原生及次生形式产于流纹岩石英斑晶及玄武岩气孔充填矿物石英之中。综合分析认为,伴随营城组火山岩喷发活动,产生了较多的无机成因的CH4等气体,它们连同可能存在的其它有机成因的烃类气体一起,沿流纹岩中的微裂隙及玄武岩中的气孔等构造运移、聚集,从而形成深层火山岩储层中的富CH4天然气藏。因此,营城组火山岩不仅仅作为被动的油气储层存在,而且该期火山活动可能也为深层油气成藏提供了至少部分CH4等气体的来源。     

松辽盆地东南隆起区深层断陷的构造特征及其对油气勘探的意义

在8km×8km测网地震资料对比解释的基础上,研究了松辽盆地东南隆起区深层断陷的发育概况,认为断陷的主要发育时期为沙河子期,发育8个不等的断陷。根据地震解释结果等相关资料,分析了断陷期火石岭组、沙河子组和营城组的分布差异。结合区域地质背景,认为松辽盆地东南隆起区深层断陷期主要经历了初始裂陷期(火石岭期)、强烈断陷期(沙河子期)和断坳转换期(营城期)3个演化阶段。对深层断陷地层遭受的改造作用进行了分析。     

From foredeep to orogenic wedge-top: The Cretaceous Songliao retroforeland basin,China

Songliao Basin, the largest Mesozoic intracontinental nonmarine basin in eastern China, initiated during the latest Jurassic as a backarc extensional basin; rifting failed and thermal cooling controlled subsidence through the early Late Cretaceous. Integrating 2-D and 3D reflection seismic and borehole data with regional geological studies, we interpret sedimentary sequence and structural patterns of the Coniacian-Maastrichtian fill of Songliao Basin as defining a retroforeland basin system developed after 88 Ma (marked by the T11 unconformity in the basin), including (1) significant increase in the thickness of the Nenjiang Formation eastward towards orogenic highlands of the Zhangguangcai Range and the convergent continental margin; (2) a shift of detrital provenance in the basin from north to southeast; and (3) propagation of E-W shortened structures, increasing eastward in amplitude, frequency, and degree of inversion toward the orogen. During latest Cretaceous, foreland basin fill progressively deformed, as the foredeep evolved to a wedge-top tectonic setting, marked by the basin-wide T04 unconformity within the upper Nenjiang Formation at 81.6 Ma. Much of the basin was brought into the orogenic wedge and eroded by the end of the Cretaceous. Late Jurassic/Early Cretaceous backarc rifting of uncratonized basement comprised of accreted terranes likely facilitated and localized the foreland. Synrift normal faults reactivated and extensively inverted as thrust faults are prominent in the eastern 1/3 of the basin, whereas folds developed above detachments in shaley early post-rift strata dominate the western 2/3 of the basin. Songliao foreland development likely was driven by changing plate dynamics and collision along the Pacific margin after 88 Ma.     

松辽盆地水动力系统和铀矿化类型浅析

据松辽盆地的演化过程和演化阶段，将盆地盖层结构划分为断陷期、坳陷期、反转期和新活化期4个构造层；通过盆地盖层结构特征分析，认为嫩江组1，2段区域性泥岩层构成松辽盆地的特殊构造，由此形成了上部渗入水动力系统；两套水动力系统形成3种铀矿化类型：渗入水层问氧化带型铀矿化（I型）、渗出水改造型铀矿化（Ⅱ型）和混合型铀矿化（Ⅲ型）。     

中国东部中生代软流层上涌造山作用

中国东部中生代造山带不同于陆缘俯冲作用和陆间大陆碰撞造山带,也不是陆缘和陆间碰撞造山带发展演化的某一个特定阶段的产物。它是一种由深部软流层上涌造山作用形成的一个新类型的造山带,又称东亚型造山作用。它的造山作用过程是:(1)早中生代(230～180Ma)的前和初始造山幕,深部软流层物质上涌和底侵作用导致冷、强的大陆岩石圈地幔线状破裂与局部拆沉;(2)中、晚侏罗世(180～140Ma)主造山幕,软流层大规模上涌并沿着岩石圈底部壳-幔边界横向侵入和伸展,使垂向差异运动转变为水平挤压作用,结果地壳表层发生大规模的褶皱构造变形和推覆构造,使陆壳加厚形成山根,岩石圈根发生部分拆沉;(3)白垩纪(140～65Ma)的晚期造山幕,加厚的陆壳山根与岩石圈根的大规模拆沉,岩石圈进入全新的从挤压向伸展转变和巨大减薄阶段,软流层大规模上涌成山。     

CSAMT法在松辽盆地南部砂岩型铀矿勘查中的应用

介绍了CSAMT法在松辽盆地南部砂岩型铀矿勘查中的应用。通过成果分析及部分钻探资料验证,认为该方法是探测深部地质构造的有效方法之一,在我国中新生代盆地的砂岩型铀矿勘查中具有较好的应用前景。     

浅谈松辽盆地西南部砂岩型铀矿的勘查方法

本文借鉴“深源成矿”理论，提出在预测成矿远景区时应重视断裂构造的作用，并在对松辽盆地西南部已知铀矿床分析后认为，该矿床的形成与断裂构造和油气还原作用有关。参照已知矿床的地球物理特征，根据松辽盆地西南部的地球物理场及断裂的构造特征，笔者提出了该区的找矿方向，并对下一步研究工作的重点及可能的有利远景地段提出了建议。     

松辽流域水资源现状与地下水开发利用分析

松辽流域是我国北方水资源紧缺的地区之一,1994～2001年整个流域的年均降水量为6052 13×108m3,水资源总量1931 11×108m3,其中地表水资源量1668 81×108m3,地下水资源量637 16×108m3,地表水与地下水的水资源重复计算量374 86×108m3。松辽流域人均、亩均水资源量分别为全国平均水平的70%和34%。基于流域水均衡的观点,从降水、地表水、地下水和水资源总量四个方面分析了松辽流域水资源现状及其特点,并对1994～2001年流域供水、用水组成及其变化特征进行了分析,给出水资源的时空展布规律与社会经济布局不相匹配、地下水在总供水量中所占比例越来越大的结论,进一步对地下水开发利用中存在的水环境问题及其成因进行了探讨。