柴达木盆地西部地区新生代沉积与构造演化

［摘要］新生代柴西地区南北变形具有很好的对称性,盆地边缘发育高角度逆冲断层,古近纪时期库木库里和苏干湖盆地与柴达木盆地相连,据此认为柴西地区是地壳纵弯褶皱的机制下形成的新生代向斜沉降区。其构造演化经历了古新世~渐新世早期纵弯褶皱形成、晚渐新世~中新世纵弯褶皱发展和晚期盆内断褶构造强烈活动三个阶段,控制了相应时期的沉积边界和沉积相分布。古近纪时期库木库里盆地和苏干湖盆地是柴达木盆地的一部分,新近纪以来,由于盆缘逆冲断层的活动,库木库里和苏干湖盆地逐步与柴达木盆地分割开来。据此认为盆地中部一里坪地区和盆地边缘的油气勘探有较大潜力。     

柴达木盆地西部地区新生代沉积与构造演化

新生代柴西地区南北变形具有很好的对称性,盆地边缘发育高角度逆冲断层,古近纪时期库木库里和苏干湖盆地与柴达木盆地相连,据此认为柴西地区是地壳纵弯褶皱的机制下形成的新生代向斜沉降区。其构造演化经历了古新世-渐新世早期纵弯褶皱形成、晚渐新世-中新世纵弯褶皱发展和晚期盆内断褶构造强烈活动三个阶段,控制了相应时期的沉积边界和沉积相分布。古近纪时期库木库里盆地和苏干湖盆地是柴达木盆地的一部分,新近纪以来,由于盆缘逆冲断层的活动,库木库里和苏干湖盆地逐步与柴达木盆地分割开来。据此认为盆地中部一里坪地区和盆地边缘的油气勘探有较大潜力。     

地震剖面记录的柴达木盆地西部地区新生代构造变形特征

柴达木盆地被昆仑山、阿尔金山和祁连山围限,新生代盆地发育受周边山体隆升的控制。柴西地区是整个盆地内构造最复杂的地区,形成了NWW 和NEE 走向的两套断裂体系,地震剖面上明显发育生长地层。为研究柴西地区构造运动模式及期次与周边山体及断裂活动之间的关系,基于该区主干地震剖面的最新解译成果,对剖面中的断裂及生长层序进行分析。确定柴西地区新生代活动断裂集中在3 个时期,分别控制不同生长层序的发育: 早期活动的断层控制生长层序1 的发育( TR ～ T3 , 53. 5 ～ 31. 5 Ma) ,晚期活动断层控制生长层序2 的发育( T'2 ～ 现今,14. 9 ～ 0 Ma) ,新生代以来一直活动的断层也控制着一套生长层序。区内构造演化主体方向由昆仑山和阿尔金山前不断向盆内扩展并共同调节构造展布方向。     

四川攀西地区晚新生代构造变形历史与隆升过程初步研究

基于TM遥感图像解译和野外调研，分析了攀西地区大渡河、安宁河深切河谷地貌特征和断裂带构造变形特征，建立了安宁河断裂带晚新生代5阶段变形历史。研究表明，中新世晚期—上新世早期，安宁河断裂以挤压走滑活动为主；上新世晚期至早更新世时期，断裂以斜张走滑活动为主，活动强度较弱；早中更新世之间发生的元谋运动使昔格达组湖相地层褶皱变形；中晚更新世时期发生断陷作用，形成安宁河两堑夹—垒的构造格局；晚更新世—全新世时期又以左旋走滑活动为主。综合安宁河、大渡河河谷地貌和晚新生代地层记录和变形特征，提出了攀西高原晚新生代4阶段隆升模式：中新世早中期(12Ma之前)以缓慢隆升与区域夷平化作用为主，中新世晚期—上新世早期(12～3．4Ma)是高原快速隆升与河流强烈下切的时期，上新世晚期—早更新世(3．4～1.1Ma)为昔格达湖盆发育时期，中晚更新世—全新世(1．1Ma以来)是高原快速隆升与河谷阶地发育时期。最后指出，至上新世晚期(3．4Ma以前)，攀西高原海拔高度可能超过了3000m。     

柴达木盆地北缘地区新生代构造特征及变形规律

柴达木盆地北缘地区的新生代构造主要为一系列断层转折褶皱、断层传播褶皱。在邻近祁连山山前的北东背斜带中主要发育规模相对较小、隆升幅度较低的断层传播褶皱和与之相伴产出的突破断层,开始形成于古新世上新世早期;中部背斜带中发育的构造主要为断层转折褶皱和少量断层传播褶皱,开始形成于中新世上新世中期;远离山前的南西背斜带主要发育断层转折褶皱和少量滑脱褶皱,开始于上新世晚期更新世。研究区的台阶状逆断层及其相关褶皱是由祁连山山前向盆地按照一定的序次、以背驮式渐次扩展的,这个扩展过程自古新世一直持续到现在。     

平衡剖面方法恢复柴达木盆地新生代地层缩短及其意义

柴达木盆地为一中-新生代盆地,位于青藏高原北缘,盆内中-新生代地层发育,很好地记录了印度板块与欧亚板块自距今55Ma以来碰撞传播到高原北缘的地质事件。本文以最新的高精度磁性地层和年代地层为约束,通过盆地内部一条北东——南西向地震大剖面,用平衡剖面方法恢复新生代以来盆地因两大板块碰撞而引起的北东——南西向地壳缩短量,揭示盆地的性质和变形历史。结果表明:柴达木盆地在印度板块与欧亚板块碰撞的早期就开始变形,呈现弱的挤压状态,至始新世中——晚期变形明显增强,然后略为减弱,从中新世中-晚期尤其更新世以来地壳缩短速率快速增加,反映此时挤压变形最强烈,高原北部快速隆升。     

青藏高原东北缘临夏盆地晚新生代构造变形及过程

位于青藏高原东北缘的临夏盆地是一个挤压挠曲型的前陆盆地,褶皱和逆冲断裂带自7.8Ma开始由西向东向盆地内部扩展,形成生长地层和生长不整合,代表高原东北部持续的构造变形过程。这种同沉积的构造变形一直持续到大约1.8Ma左右东山组沉积结束,临夏盆地内部强烈褶皱变形,致使东山组及其以下的新生代地层均被卷入褶皱之中(与其上的最老黄河阶地——井沟砾石层为角度不整合接触),拉脊山断裂继续向北东方向扩展,银川背斜最终形成。随后黄河、大夏河出现,开始了发育河流阶地和堆积风成黄土的新阶段。由平衡地质剖面法得到临夏盆地西缘7.8Ma以来总的地壳缩短量为3.2~3.6km,缩短率为0.41~0.46mm/a。如果取从7.8到1.8Ma之间的大约6.0Ma作为临夏盆地的构造变形时段,其缩短速率则为0.5~0.6mm/a。从临夏盆地形成和演化过程来看,青藏高原东北缘的构造变形以沿北西西向断裂的逆冲和地壳缩短为主要特征,导致挤压挠曲型前陆盆地的逐渐隆升和消亡,最终使新生代前陆盆地的大部分并入青藏高原东北缘,成为青藏高原的最新组成部分。     

塔里木盆地乌什凹陷晚新生代构造变形特征与油气

基于高分辨率二维地震反射剖面地质解释,认为晚新生代塔里木盆地乌什凹陷具"对冲"构造变形特征.凹陷北侧为南天山冲断体系,自北向南逆冲,主冲断层为神木园断裂,前锋断层为下塔尕克断裂.凹陷南侧为温宿凸起反冲断层体系,自南向北逆冲,主冲断层为古木别兹断裂.由于基底对冲,上覆沉积盖层沿中新统吉迪克组底部和古近系膏盐层向南北两侧滑脱,形成一大型向斜构造,造成深、浅构造层变形差异明显.构造变形开始于上新世库车组沉积期,第四纪加剧,为印藏碰撞"远距离效应"的结果,其对晚新生代构造圈闭发育和油气运移具重要控制作用.     

青藏高原东北缘六盘山地区新生代构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度-欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。新生代时期,海原-六盘山断裂、香山-天景山断裂、烟筒山-窑山断裂和青铜峡-固原断裂控制的青藏高原最东北缘六盘山地区山前盆地群,接受了巨厚的新生代沉积,较完整地记录了高原东北部的变形隆升历史。通过六盘山地区丁家二沟剖面的精细古地磁研究发现,白垩纪结束后至中新世六盘山地区发生了约23°的长期顺时针构造旋转,并主要发生在三个时期:可能于晚始新世至早渐新世六盘山地区发生了约9°的顺时针旋转、早渐新世晚期顺时针快速旋转约9°、早中新世初顺时针快速旋转约5°,同时它们也被地层变形侵蚀和沉积演化所记录,说明印度-欧亚板块碰撞变形的前峰最迟在约始新世末-渐新世初就已经达到六盘山地区。这比目前普遍认同的六盘山地区变形隆升是青藏高原隆起中最晚形成(第四纪以来)的观点早了至少3千多万年,它为深入认识高原隆升过程和环境效应提供了新的证据。     

柴达木盆地西部阿拉尔断裂新生代构造变形特征及意义

依据二维、三维地震资料,精细分析位于柴达木盆地西南部的阿拉尔断裂的几何学特征、水平缩短量及活动时间等,并探讨了其整个新生代的运动学特征、形成机制和油气地质意义。结果表明,阿拉尔断裂平面上可分为NWW走向的西段和近SN走向的东段,两段近于垂直;剖面上,其西段倾向南,倾角相对较小,而东段倾向西,断面近乎直立。阿拉尔断裂自新生代初期开始活动,西段以逆冲为主,水平缩短量和竖直抬升量均达到3 km以上,走滑量约为1 km;东段以右旋走滑为主,水平缩短量和竖直抬升量为1 km左右,走滑量达到3 km。阿拉尔断裂的形成和活动受南侧祁漫塔格造山带向北挤压和西侧阿尔金左旋走滑断裂的共同影响,柴西南地区断裂活动与油气形成具有良好的时空匹配关系,对形成油气藏具有重要意义。     

柴西红沟子地区晚新生代沉积特征及其对阿尔金山隆升的约束

柴达木盆地是青藏高原东北缘的一个山间盆地,发育了巨厚的中-新生代地层,详细记录了盆地及周缘山地的构造活动历史。本文通过对柴达木盆地西北部厚约1040m并具有精确古地磁年代控制的红沟子剖面（包括下油砂山组、上油砂山组、狮子沟组和七个泉组）开展精细沉积学研究,包括岩性特征与沉积相、砾岩与砂岩含量变化、剖面沉积速率变化特征以及沉积区物源分析等,结果表明：1）红沟子剖面晚新生代沉积相经历了下油砂山组（>17.0Ma） 的冲积扇或扇三角洲平原相到上油砂山组（17.0~9.8Ma）扇三角洲前缘-半深湖-扇三角洲前缘相,再到狮子沟组（9.8~5.0Ma）扇三角洲前缘相,最后转为七个泉组（16.5Ma、9.8Ma以及16.5~5.0Ma）沉积物可能主要来自北部的阿尔金山地区。基于上述认识,将红沟子剖面晚新生代沉积划分为5个演化阶段：1）>16.5Ma 主要以粗颗粒砾岩为主的冲-洪积相沉积;2）16.5~9.8Ma 沉积环境主要为半深湖或前扇三角洲,以泥岩或泥灰岩等细颗粒为主,沉积速率较低;3）9.80~8.53Ma 沉积环境为扇三角洲前缘,岩性变粗且有大套砾岩堆积,沉积速率达到剖面最高值,并在9.8Ma存在不整合面;4）8.53~7.48Ma沉积环境基本与上一阶段类似,砾岩含量减少,砂岩沉积相对增加,沉积速率呈现低值特征;5）7.48~5.00Ma 主要是扇三角洲前缘沉积环境,砂岩含量较高,沉积速率较高。因此,进而分析指出构造活动是影响研究区沉积特征演化的主要因素,并建立了研究区及周缘新生代构造与沉积特征演化模式图。综合对比前人资料,发现红沟子剖面沉积特征在9.8Ma的变化,特别是沉积速率的陡增在阿尔金山具有普遍性,与前人不同方法捕获的晚新生代阿尔金山乃至整个高原东北部地区的构造隆升时间基本一致,认为红沟子剖面沉积特征在9.8Ma的突变可能是对阿尔金山乃至青藏高原东北缘约10Ma一次大范围隆升事件的响应。     

柴北缘西段新生代弧形构造带演化历史及成藏过程

本文在钻井和二、三维地震数据精细解释的基础上,详细研究了柴北缘西段晚新生代弧形构造带演化历史和油气成藏过程。认为柴北缘西段是由一系列沿造山带前缘展布的弧形逆冲断裂和褶皱组成的弧形构造带。晚新生代以来的构造演化具有自山前向盆内扩展,东西两侧向中间传播的特点,油气运聚与构造演化过程紧密耦合。各弧形构造带两侧形成时间早,生储盖配置好,且具有古构造背景,是油气运聚的长期指向,应是下一步优先勘探目标。     

银川盆地新生代构造演化：来自银川盆地主边界断裂运动学的约束

银川盆地新生代以来主要沿其边界断裂发生多期断陷活动,其边界断裂运动学特征记录了盆地的形成演化历史。基于其边界断裂滑动矢量的详细测量与分析,结合区域构造、盆地内沉积序列以及叠加变形分析,提出银川盆地新生代主要受NWSE向伸展、NESW向伸展与NESW向挤压3期构造应力场控制。结合区域构造演化与相关年代学数据,银川盆地新生代以来主要经历初始断陷、持续断陷与拉分断陷等3期构造演化,始新世-上新世受NWSE向伸展作用控制,银川盆地两侧主边界断裂发生正倾滑活动,导致盆地发生强烈断陷活动,充填了始新世-上新世红色砂岩、砾岩;更新世期间,古构造应力场转变为NESW向伸展,其主边界断裂以左行斜张活动,银川盆地持续断陷沉降;晚更新世晚期(?)以来,在NESW向挤压作用控制下,银川盆地主边界断裂发生强烈右行走滑兼正断活动,盆地受断裂剪切拉张活动,发生拉分断陷沉积。     

青藏高原东北缘共和-茶卡盆地晚新生代构造变形与地貌演化

青藏高原东北缘作为现今高原向北东方向最新扩展生长的前缘部分,包括了南部高海拔、低起伏的东昆仑高原以及北部盆山相间的祁连山高原及其邻近地区。有关该区晚新生代构造变形及地貌演化研究,有助于揭示青藏高原生长过程的动力学机制。文章选择青藏高原东北缘共和羊曲、茶卡大水桥等新近纪沉积剖面,通过总结磁性地层学、沉积学资料,综合厘定了共和-茶卡盆地及邻区约20 Ma以来的盆地消亡及地貌演化过程;在现有盆地沉积、构造热年代学以及夷平面变形等研究结果基础上,获得青海南山和共和南山及其前陆的构造缩短量分别为0.8~2.2 km和5.1~6.9 km;并以约6~10 Ma和约7~10 Ma的生成地层记录的变形时间为约束,得到晚中新世以来的缩短速率分为0.1~0.2 mm/a和0.8~1.0 mm/a,这与断裂陡坎揭示的断裂逆冲速率及现今GPS观测相符合,表明10 Ma以来构造变形速率的相对稳定性和连续性;共和-茶卡盆地及祁连山南缘广泛发育低起伏地貌面,后期被不断抬升至现今高度塑造高原地貌形态。上述认识为理解晚新生代以来青藏高原东北缘的形成过程提供了基础资料。

     

青藏高原东北缘柴达木盆地路乐河地区新生代构造变形的古地磁证据

青藏高原东北缘是高原由西南向东北方向扩展的前缘位置，其新生代构造变形对揭示青藏高原隆升、扩展的过程与动力学机制具有重要的意义。柴达木盆地是青藏高原东北缘最大的新生代沉积盆地，发育巨厚的新生代地层，这些地层所记录的古地磁极旋转信息是定量约束柴达木盆地新生代以来构造变形发生的时间、方式与幅度的载体。本文以柴达木盆地北缘新生代地层出露良好、具有精确地层年代控制的路乐河剖面为研究对象，开展了古地磁极旋转研究，统计分析路乐河剖面24. 6~5. 2 Ma之间1477个可靠古地磁样品的特征剩磁方向(ChRM)，发现柴达木盆地北缘路乐河地区在24. 6~16. 4 Ma发生小幅度(不显著)的逆时针旋转，旋转角度约为8. 4°±6. 1°；16. 4~13. 9 Ma路乐河地区发生显著的顺时针旋转，旋转角度可达36. 1°±6. 0°；13. 9~5. 2 Ma 该地区未发生明显的构造旋转；5. 2 Ma以后路乐河地区逆时针旋转了~6°。结合柴达木盆地北缘区域构造变形的分析，我们提出柴达木盆地北缘路乐河地区在16. 4~13. 9 Ma 之间发生强烈的顺时针旋转构造变形(~36°)可能代表了盆地北缘中中新世遭受强烈的地壳差异缩短变形，从而成为高原最新形成的部分。     

柴达木新生代成盆动力学过程及对油气的控制

利用天然地震环境噪声成像研究柴达木盆地及邻区的岩石圈结构,利用工业地震剖面研究新生代构造变形的几何学与运动学特征,在此基础上讨论柴达木盆地新生代的成盆动力学过程与演化。柴达木盆地及邻区的岩石圈表现出向南和向北挠曲的特征。其中,东昆仑-可可西里地区地壳深度30～40 km 的低速层向北抬升,可与柴达木盆地内部深度15 km 左右的低速区相连接,反映了东昆仑-祁漫塔格山向柴达木盆地的逆冲推覆作用,因此在岩石圈尺度上,柴达木新生代成盆动力学过程与前陆盆地是相似的,表现为构造负荷引起的挠曲沉降。柴达木盆地新生代构造变形受控于柴西南和柴北缘两期冲断系统,柴北缘冲断系统形成于古新世-始新世路乐河-下干柴沟期,主要记录于祁连山山前、阿尔金山山前北段及冷湖和鄂博梁深层;柴西南冲断系统形成于早中新世下油砂山期以来,现今盆地南部的北西向构造带和盆地北部的冷湖和鄂博梁浅层构造都属于这期冲断系统。由于柴西南冲断系统的前锋构造已扩展至柴达木盆地北缘,并受到阿尔金山和祁连山的阻挡,缺少稳定的台盆区,因而使得柴达木盆地新生界不发育前陆盆地特有的楔状沉积结构。柴西南和柴北缘两期冲断系统的叠加,不仅使得柴达木新生代构造变形在时间和空间上呈现有次序的分布,也使得新生代盆地呈现出开启到封闭的演化格局,从而对新生界油气生成和聚集产生了重要影响。