龙门山前陆盆地晚三叠世沉积通量与造山带的隆升和剥蚀

根据钻井资料、地层剖面资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世前陆盆地各组段的残留地层等厚图,得出各组段残留地层的沉积总量,并计算出各阶段沉积通量:21.4 t/(m2·Ma)、184.2 t/(m2·Ma)、278.0 t/(m2·Ma)、147.6 t/(m2·Ma)、703.5 t/(m2·Ma)、272.0 t/(m2·Ma)。然后,利用物质平衡法将沉积物回剥至龙门山造山带并进行脱压校正,计算出晚三叠世龙门山造山带剥蚀总厚度为2 514 m,各阶段造山带剥蚀速率分别为:0.009 mm/a、0.114 mm/a、0.133 mm/a、0.094 mm/a、0.423 mm/a和0.133 mm/a。最终,重塑了龙门山造山带晚三叠世的隆升历史:在距今228.0~199.6 Ma的时间内龙门山造山带地壳隆升了约4.3~4.6 km,地表隆升了1.8~2.1 km;并且隆升过程具有明显的阶段性,可划分为初始隆升(228.0~216.5 Ma)、加速隆升(216.5~211.0 Ma)、缓慢隆升(211.0~203.6 Ma)、急剧隆升(203.6~202.7 Ma)和缓慢隆升(202.7~199.6 Ma)五个阶段。     

晚三叠世以来龙门山的隆升—剥蚀过程研究——来自前陆盆地沉积通量的证据

本文根据钻井、地层剖面等资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世以来龙门山前陆盆地各构造层序的残留地层等厚图,计算出6个构造层序地层的沉积总量、沉积通量.沉积通量分别为:300.2g/(m2·ka)、66.5g/(m2·ka)、71.7 g/(m2 ·ka)、38.5 g/(m2·ka)、113.0 g/(m2·ka)、1204.6 g/(m2·ka).利用物质平衡法将各阶段沉积物回剥至物源区,计算各阶段物源区剥蚀速率分别为:167.3 mm/ka、22.5 mm/ka、22.9 mm/ka、9.8mm/ka、22.9 mm/ka、319.4 mm/ka.计算结果表明,晚三叠世以来,物源区的剥蚀速率和沉积区的沉积速率均具有先减小后增大的变化规律,晚三叠世和晚新生代是剥蚀一沉积过程最强烈的两个阶段,可能对应了龙门山强烈隆升的两个时期.根据对盆地沉积物总量的估算,利用物质平衡的原理,可以推算出龙门山自晚三叠世开始隆升到现在,龙门山冲断带的地壳隆升幅度大于10 ～ 12km,平均剥蚀厚度超过7.05km.     

龙门山晚新生代地表剥蚀量的定量估算

龙门山是青藏高原周边山脉中地形梯度变化最大的山脉.利用数字高程模型(digital elevation models, DEM),采用三维残余面法恢复龙门山晚新生代古残余面DEM,并与现代地形面做差值运算,得到研究区域的剥蚀量地形,进而定量估算青衣江、岷江、沱江和涪江主要水系流域晚新生代的地表剥蚀量.结果表明:龙门山晚新生代地表剥蚀总量为80 500~92 800 km3;岷江流域对龙门山地区剥蚀量贡献率约33.9%~37.1%,其次为涪江(33.6%~38.4%)、青衣江(24.1%~31.9%),沱江流域贡献率为0.4%~0.6%;类似2008年“5·12”汶川地震的次生灾害引发的地表快速剥蚀,是青藏高原东缘龙门山造山带晚新生代地表剥蚀的主要原因.      

龙门山晚三叠世软沉积物变形与印支期构造运动

龙门山地区上三叠统包括卡尼阶马鞍塘组、诺利阶小塘子组与瑞替阶须家河组。通过野外研究在小塘子组与须家河组的多个层位中首次识别出丰富的地震触发成因的软沉积物变形,包括液化变形(液化角砾岩液化滴状体、液化底劈、液化均一层等);塑性变形(卷曲变形,软布丁)以及与重力作用相关的负载、球-枕、枕状层上述软沉积物变形是龙门山地区晚三叠世构造运动的响应,它们是印支期松潘-甘孜地体与扬子板块裂开、碰撞逆冲走滑伴生的地震事件的记录。通过古地震事件与沉积事件结合分析,提出龙门山地区印支期的构造运动过程为:晚三叠世中期(印支构造期中期)松潘-甘孜地体与扬子板块开始裂开,古断裂走向近NS,断裂活动产生的地震于小塘子组浅海沉积中触发一系列软沉积物变形;晚三叠世晚期(印支构造期晚期)松潘-甘孜地体与上扬子板块发生陆内俯冲,地震诱发须家河组湖相沉积物变形;晚三叠世末期(印支构造期末期)松潘-甘孜地体左旋走滑逆冲于上扬子板块之上,形成松潘-甘孜山与川西前陆盆地,二者边界即现今的汶川-茂县断裂,印支期的造陆与造山伴随古地震发生。依据已识别的软沉积物液化变形位置与汶茂断裂的距离,估算出诺利阶小塘子组古地震震级约为Ms7.2;目前小塘子组液化变形记录远非距汶茂断裂最远的液化点,因而实际的古地震震级远远大于Ms7.2,应存在更强的地震事件。龙门山发生的毁灭性大地震(如2008,5,12汶川大地震Ms8)实际上于晚三叠世期间早已频繁发生,现今龙门山的活动地震带是中生代古地震带的延续。     

利用古成熟度方程初步恢复济阳坳陷晚三叠世印支运动剥蚀量

与新生界镜质组反射率(Ro)值比较,济阳坳陷晚古生界Ro值整体上出现了显著的异常,通过对济阳坳陷大量的晚古生界Ro异常数据点与新生界Ro数据点的分析、比较,建立了济阳坳陷新生界成熟度方程（RoH方程）和晚古生界古成熟度方程,利用这些古成熟度方程,对济阳坳陷Mz/Pz间断面剥蚀量进行了初步恢复,研究结果表明东营凹陷、沾化凹陷、车镇凹陷Pz/Mz间断面剥蚀量分别达31~41 km、20~41 km、31~41 km左右,平均在35 km左右,佐证了华北地台在印支运动开始前是个统一的大型沉积盆地,济阳坳陷部分晚古生界煤系地层在晚三叠世初期之前已经开始热解生烃。     

龙门山造山带晚三叠世构造隆升的分段性及层序充填响应

川西类前陆盆地与龙门山造山带为一个典型的盆—山系统。从川西地区的层序充填特征出发,分析了龙门山造山带晚三叠世隆升作用与川西类前陆盆地充填过程的耦合关系。认为盆内充填的由砂砾岩组成的类磨拉石建造和三个结构明显的构造层序,反映了龙门山晚三叠世隆升强度的幕次变化;同时盆地北部、中部和南部地区层序结构的差异性揭示了龙门山造山带...     

晚三叠世卡尼期黑色页岩事件在龙门山地区的沉积学和古生物学响应

龙门山前缘地区卡尼阶-诺利阶马鞍塘组中部发育一套薄-中层状黑灰色、灰黑色、黑色（含介壳）钙质泥（页）岩,在该套岩石中瓣鳃类生物多见,原生二价金属硫化物（黄铁矿）发育,水平层理发育,显示着低能环境贫氧条件的典型特征。与马鞍塘组中部黑灰色、灰黑色钙质泥（页）岩相当层位的卡尼期晚期沉积,在松潘-甘孜地区、昌都地区、可可西里地区均可见到,多显示为黑色、灰黑色色调,岩性为泥（页）岩或粉砂质板岩、钙质板岩,反映了一次黑色页岩地质事件在中国西部古特提斯东部地区产生了大范围的影响。全球对比表明,该套深色泥（页）岩在西特提斯、印度喜玛拉雅等地均有分布,覆盖在卡尼期早期碳酸盐沉积之上。据此,作者认为晚三叠世卡尼期特提斯范围的黑色页岩事件,很有可能与卡尼期全球性的碳酸盐生产危机有关,马鞍塘组中部发育的深色泥（页）岩即是此次事件在扬子地台西缘的反映。根据对川西北地区绵竹汉旺、安县雎水、江油马鞍塘等剖面的实际考察与研究,认为代表缺氧事件沉积的马鞍塘组中部黑灰色泥（页）岩之下为卡尼阶灰岩段（即汉旺组中下部灰岩段,主要为鲕粒灰岩、海绵礁灰岩等）,之上为诺利阶灰色粉、细砂岩夹灰岩、泥岩段（相当于石元组）。黑灰色钙质泥（页）岩不仅是该组岩性变化的转折点,亦是古生物、古生态急剧变化的转折点。在马鞍塘组下部广泛可见的六射海绵、海百合、苔藓虫、珊瑚等海相化石在马鞍塘组中上部地层（上卡尼阶至诺利阶底部）中很少看到,仅见丰富的瓣鳃类、菊石、腕足类等有壳类动物化石。
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平衡剖面技术在龙门山中段构造解释中的应用

龙门山推覆冲断带地形条件恶劣,构造断裂复杂,阻碍了该区油气资源的勘探进程。为搞清龙门山推覆冲断带下的构造样式,验证其构造解释方案,应用平衡剖面技术,对龙门山中段具典型构造特征的地质、地震综合解释剖面进行平衡恢复。实例分析证明,平衡剖面技术可正确指导龙门山中段构造剧烈变形区的构造解释方案,并可定性、定量分析构造变形期次和变形程度,为下一步油气勘探提供可靠依据。     

西秦岭地区晚二叠世—早三叠世沉积相分析和沉积古环境再造

青海省同仁地区处于祁连和秦岭造山带的接合部，构造演化历史悠久。本次工作在该地区隆务河一带发现较好的二叠—三叠系剖面。将该剖面从下而上划分为上二叠统石关组、下三叠统果木沟组和江里沟组，其中江里沟组又进一步划分为下部的浊积岩段和上部的风暴岩段，初步确定了二叠—三叠纪的界线。沉积序列、沉积相和沉积物表明上二叠统石关组和下三叠统果木沟组为一套陆源碎屑浊积岩，下三叠统江里沟组下部为一套不纯的内碎屑浊积岩，而下三叠统江里沟组上部为风暴岩沉积。根据沉积相和火山岩夹层的地球化学特征认为该地区上二叠统石关组和下三叠统果木沟组处于半深海的活动大陆边缘，下三叠统江里沟组早期的浊积岩段处于较稳定的半深海大陆边缘。根据沉积相和遗迹化石，恢复了晚二叠世—早三叠世的海平面变化特征。     

裂变径迹法在研究造山带隆升过程中的应用介绍

介绍了４种类型的造山带隆升－冷却模式,不同模式对应不同的磷灰石裂变径年龄－－高程图特征;了不同构造造背景下的热历史特征一裂变径迹年龄序列。裂变径变宅遮挡同统计分布型式对应于不同的热历史,具有不同的年代学意义。     

流速断面法在长江古流量估算中的应用

河流古流量的估算可以定量化研究流域的水文、气候变化特征。根据收集的多个地质钻孔资料恢复出长江南京段3个古河槽横断面,对古深槽沉积物样品进行¹⁴C与ESR年代测定以及沉积相的分析,判定-50~-90m的古深槽形成于末次冰期最盛期。根据古河床沉积物粒度,利用泥沙起动公式计算古河槽不同深处的垂线平均流速,然后利用垂线平均流速和垂线间的过水面积计算单宽流量,最后累加恢复末次冰期最盛期的平滩流量。其计算结果为10000~12000m³/s,与现在1月份多年平均流量相当。该时期的纵坡降为4×10^-4~5×10^-4,与现在长江上游屏山—宜宾段相当。     

过去8Ma兰州盆地古温度、古降水和古高度的半定量估算

兰州盆地位于青藏高原与黄土高原过渡地带,晚新生代全球降温和青藏高原的构造隆升对这一地区的温度、降水和高程产生了显著的影响。利用红度-温度和磁化率-降水转换函数并结合古生物、地层地貌资料对兰州盆地过去8Ma的温度、降水和高度的半定量重建,结果表明: 8.3~3.5Ma兰州盆地气候较为暖湿,期间经历了3个阶段两次显著的降温和变干过程,年均温度从 16.7±2.9℃降低到 11.9±3.2℃,年均降水从 1150±350mm减小至 500±100mm,这一时期盆地的冷干化可能受到全球降温和高原隆升的双重影响,但盆地海拔可能一直维持在1000m以下; 3.5~1.7Ma盆地经历了青藏运动的A,B和C三幕,形成了一级山麓剥蚀面,代表了兰州盆地演化的新高度,海拔可能达到了1400~1600m,年均温度变为 6.0±2.5℃,年均降水为 240±40mm; 1.70~0.45Ma山麓剥蚀面海拔达到1791~1991m,年均温度和年均降水分别为 4.7±3.8℃和 145±135mm; 0.45~0Ma期间青藏高原再次隆起使兰州盆地继续抬升,达到现今的高度,并最终形成了目前的地貌格局,年均温度为 5.2±4.8℃,年均降水为 363±237mm,现今的气候特征也由此形成。     

滇中（楚雄）晚三叠世盆地成因机制、聚煤古地理类型与找煤方向

滇中盆地是在长期隆起的川滇古陆核（习称康滇古陆）于印支晚期经剧烈沉降形成的中、新生代沉积盆地。其中的晚三叠世含煤岩系是滇中与川西南重要含煤层位。通过对该区历年煤炭资源地勘资料、区域地质调查与科研成果的综合分析,在盆地成因、古构造活动与后期改造及聚煤古地理类型方面形成了新的认识,提出了在原大、中型煤矿区外围深部有利地带寻找隐伏煤田的具体意见,企盼滇中盆地的找煤工作有新的突破。     

川西前陆盆地晚三叠世早期物源与龙门山的有限隆升——碎屑锆石U-Pb年代学研究

四川盆地西部(川西)前陆盆地晚三叠世物源区过去常认为主要为其西部的龙门山和松潘-甘孜褶皱带,仅少数学者认为主要物源区位于东部和北部.本文利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb法对川西上三叠统小塘子组(T3t)不同地区的4个样品进行了研究,发现川西上三叠统小塘子组碎屑锆石年龄主要集中在2550～2400Ma,1900～...     

物质平衡法在煤层气藏生产动态预测中的应用

针对煤层气井的生产特点,综合考虑煤层甲烷吸附/解吸特性、煤岩基质膨胀/收缩特性和储层有效应力的影响,通过引入等效半径模型,结合真实气体拟压力函数,建立了基于物质平衡法的压裂直井与水平井生产动态预测数学模型。实例计算结果表明:基于物质平衡法的压裂直井与水平井生产动态预测方法,能够利用少量现有数据完成生产动态预测,并对相对渗透率的变化趋势进行分析,可减少计算所需参数,降低计算量。通过对比煤层气压裂直井和水平井生产动态预测结果发现,在相同地质条件下,水平井的单井产能高于压裂直井(前者约为后者的2.3倍),且水平井的开采周期比压裂直井短。因此,在针对具体储层条件选择井型时,应在经济评价的基础上,综合分析两种井型的适用性,优选完井参数。     

磷灰石裂变径迹在确定造山带隆升速率中的应用

矿物裂变径迹技术是一种低温热史及年代学测定技术,广泛应用于含油气盆地热史分析、沉积物来源、造山带隆升剥蚀、地质年代学测定等方面的研究。近年来,磷灰石裂变径迹在研究造山带构造隆升速率方面取得了大量成果。笔者在结合前人研究成果基础上,分别介绍了利用裂变径迹反演热史、裂变年龄和矿物对-封闭温度法确定构造隆升速率的原理、方法和应用,并分析其优缺点,指出应用磷灰石裂变径迹研究构造隆升速率时应该注意的问题。     

北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山冰川物质平衡对比研究

基于冰川物质平衡和平衡线高度数据,对北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山的冰川物质平衡变化和平衡线高度空间分布特征进行了对比分析,得出以下结论：（1）阿尔卑斯山冰川年均负物质平衡值最大,为-907 mm;斯瓦尔巴为-431 mm;高亚洲最小,为-264 mm。（2）高亚洲和斯瓦尔巴冰川物质平衡年振幅较小,年际变化较小;阿尔卑斯山冰川物质平衡年振幅较大,年际变化较大。斯瓦尔巴冰川物质平衡趋向正平衡,阿尔卑斯山和高亚洲冰川物质平衡趋向负平衡。（3）斯瓦尔巴内陆的冰川平衡线高度高于沿海地区,高亚洲冰川平衡线高度呈纬向地带性、经向地带性和区域地带性的分布规律,阿尔卑斯山的冰川平衡线高度主要受冰川所处海拔的影响。     

祁漫塔格山阿格腾地区晚三叠世火成岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

阿格腾地区位于东昆仑西段,对该地区晚三叠世火成岩的研究不仅有助于认识东昆仑造山带印支期构造—岩浆演化历史,而且为古特提斯洋俯冲时限及洋盆闭合时限提供约束。研究区内流纹岩及花岗岩的锆石U-Pb测年结果分别为215.3±0.5 Ma、220.7±0.5 Ma、220.7±0.4 Ma、220.6±1.4 Ma,为晚三叠世岩浆活动的产物。全岩地球化学分析结果显示,阿格腾地区晚三叠世火成岩属于高钾钙碱性系列,铝饱和指数显示为准铝到弱过铝质,富集轻稀土和大离子亲石元素(Rb、Th、K等),不同程度亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,负Eu异常明显(δEu=0.23～0.76),具有板块俯冲阶段的特征。结合区域资料和本文研究,初步分析认为阿格腾地区火成岩形成于活动大陆边缘弧环境,为古特提斯洋俯冲背景下造山作用的产物。该时期该地区陆壳没有明显的增厚,古特提斯洋尚未完全闭合。