北黄海盆地构造变形及动力学演化过程

以北黄海盆地构造几何学、运动学特征为基础,探讨了北黄海盆地的构造变形样式及动力学演化过程。研究表明,北黄海盆地的构造变形包括伸展构造变形、挤压构造变形、扭动构造变形以及反转构造变形等,北黄海盆地发育的区域动力学背景即是以区域拉伸作用为主、且叠加有水平挤压作用以及相关的扭动作用,并由此导致了北黄海盆地是以一系列地堑、半地堑式坳陷组成的拉张断陷盆地;北黄海盆地的伸展、挤压与升降作用受控于板块相互作用引起的区域引张与挤压应力场并辅以深部软流圈的微弱上拱隆起作用,其动力学演化过程包括晚侏罗世—早白垩世伸展断陷、晚白垩世—古新世热隆、始新世—渐新世裂陷、渐新世末期—新近纪早期构造反转以及新近纪热沉降等5个阶段。     

华北新构造：印欧碰撞远场效应与太平洋俯冲地幔上涌之间的相互作用

作为大陆内部典型的伸展断陷区和强震活动区,华北地区处于东部太平洋板块俯冲构造和西部印欧大陆碰撞构造的双重大地构造背景之下,其新构造运动相当复杂:西部沿鄂尔多斯地块周缘两个地堑盆地系引张伸展断陷作用、中部太行山块体的局部断陷和整体隆升、东部华北平原区和渤海湾海域区的区域沉降,南缘沿秦岭构造带的左旋走滑拉张活动,东缘沿郯庐断裂带的右旋挤压走滑活动。这些不同类型的断裂构造在晚新生代的阶段性活动,产生了复杂的构造地貌组合特征。综合研究发现,华北晚新生代经历了3期伸展断陷-挤压隆升演化阶段:新近纪晚期(10～2.5 Ma)、早中更新世和晚更新世以来。地壳引张应力方向或NW-SE、或NE-SW向;地块隆升导致湖盆的消亡,挤压应力方向为NE-SW至W-E向。研究认为,华北地区新构造受两个岩石圈构造过程的相互影响:印欧碰撞产生的远程效应和东部岩石圈地幔的上涌。一方面,青藏高原东北缘地块的持续推挤及其构造应力向东的传递导致鄂尔多斯地块反时针旋转和秦岭山地的向东挤出逃逸,这个挤出构造动力学统治了华北地区晚新生代的引张伸展、斜张走滑和挤压变形。尤其是,新近纪晚期强烈的NW-SE向地壳伸展变形与青藏东缘挤出造山作用同步(10～9 Ma至4.2 Ma);上新世末期(约2.5 Ma)、晚更新世早期(约200～70 ka)和晚更新世晚期—全新世(约20 ka以来)3次构造挤压事件与青藏高原东缘构造事件基本对应。另一方面,岩石圈地幔上涌主导了华北东部平原区的区域地壳沉降,同时伴随着早、中更新世的5期幔源火山活动。这两个岩石圈构造作用力此消彼长,深刻统治着华北地区新构造与现今活动构造以及地震构造。     

陆内裂陷盆地构造动力学分析

陆内裂陷盆地区形成和演化过程中的构造力包括4方面：（1）地幔对流由岩石圈板块底面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F1;（2）板块相对运动通过岩石圈板块侧面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F2;（3）岩石圈受热膨胀和冷却收缩在地壳内部产生的构造力F3;（4）地壳质量在地壳内部产生的围压F4。地壳中的应力是这4方面的构造力的函数S(Fi),其中,F1和 F2的大小和方向对三轴应力状态的主应力大小和方向起决定作用。地壳发育正断层的条件是应力状态方程S（Fi）中σ2 σ3主应力平面大致处于水平面状态、σ1近直立。当F1和F2的方向一致且F1＞F2或F1和F2的作用方向相互垂直的情况下,F1和F2合成的应力场中的最小主应力方向与X轴方向一致,地壳发生正向裂陷作用。在F1和F2的方向既不平行也不垂直的情况下, F1和F2叠加产生最小主应力（σ3）的方向与X轴方向不一致,地壳发生斜向裂陷作用。当地幔对流从岩石圈底部对岩石圈产生的引张作用力减小、板块之间相对运动从岩石圈侧面边界对岩石圈产生的挤压作用力增强的情形下,地壳应力状态S（Fi）在X轴和Y轴构成的水平面上的最大主应力可能超过Z轴方向的主应力,使σZ相当于三轴应力状态的σ2,裂陷盆地发生走滑构造变形。如果地壳应力状态S（Fi）在X轴和Y轴构成的水平面上的最小主应力也超过Z轴方向的主应力,则σZ相当于三轴应力状态的σ3,裂陷盆地发生收缩构造变形,可能发育逆冲断层或使早期的正断层发生反转位移。随着裂陷作用的渐进发展,不同时期F1和F2的大小和方向的变化导致地壳应力场的主应力轴方向也相应发生变化,使裂陷盆地在不同演化阶段表现出不同的构造变形特征。     

裂谷构造的形成、演化和油气分布(上)

使地壳产生变形的应力作用共有四类,即挤压、拉张、剪切和升降作用.其中拉张作用形成的裂谷构造是全球范围性的,其规模并不亚于挤压型构造.由于它们大多数是油气生成和聚集的场所,广大石油地质工作者愈来愈加重视研究这类构造.本文试图从板块构造观点讨论裂谷构造的形成、演化和油气分布.二、裂谷构造的形成和演化裂谷构造的形成与区域引张作用有关.在威尔逊旋回的各个阶段和各种不同的板块构造环境中,均可以见到这类裂谷的形成.它们是:1.与大陆裂开和漂移作用有关的裂谷;2.与俯冲作用有关的弧后裂谷;3.与大陆碰撞作用有关的裂谷.     

中国东部及邻区早白垩世裂陷盆地构造演化阶段

早白垩世是中国东部及邻区强烈的伸展裂陷和岩石圈减薄时期。根据裂陷盆地几何形态特征和展布型式 ,将早白垩世裂陷盆地分为泛裂陷型 (燕山—松辽断陷盆地群、蒙古断陷盆地群等 )、狭窄型 (沂沭裂谷系、伊兰—伊通裂谷带 )和菱形状型 (胶莱盆地、三江盆地、鸡西盆地等 ) 3种类型。通过综合分析和对比不同类型裂陷盆地沉积序列和构造演化历史 ,结合郯庐断裂带和秦岭—大别造山带白垩纪构造演化历史的研究成果 ,区分了中国东部早白垩世 2个显著不同的引张裂陷阶段和一个构造挤压反转阶段。早白垩世早期引张裂陷阶段 ( 1 4 0～ 1 2 0Ma)形成了宽广展布的燕山—松辽断陷盆地系和蒙古断陷盆地系 ,沿郯庐断裂带发生右旋走滑活动 ,控制了断裂带西侧南华北伸展走滑盆地和东侧胶莱、三江等和沿敦—密断裂带走滑拉分盆地的发育 ;早白垩世中期引张裂陷阶段 ( 1 2 0～ 1 0 0Ma) ,沿郯庐断裂带中、北段发生裂谷作用 ,形成沂沭裂谷系和伊兰—伊通裂谷带 ;早白垩世晚期 ( 1 0 0～ 90Ma)在区域NW SE向挤压应力场作用下 ,所有早白垩世裂陷盆地发生不同程度的构造反转 ,沿郯庐断裂发生强烈的左旋走滑运动。最后指出 ,太平洋古板块向东亚大陆边缘俯冲诱发的大陆岩石圈底侵作用、拆沉作用、地幔底辟和对流 ,以及来自西部块体     

早第三纪三水盆地的充填序列及构造演化特征

三水盆地位于北东向恩平－新丰断裂带与吴川－四会断裂带之间,经历了白垩纪的左旋压扭拉分和早第三纪的右旋张扭裂陷作用。早第三纪的盆地演化具有幕式裂陷作用的特点,先后经历右旋张扭、右旋走滑－伸展和左旋挤压等３个构造幕,分别形成了Ｉ（ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ）、Ⅱ、Ⅲ等３个构造层序,代表着盆地早期列陷（初始裂陷、湖盆扩张、快速充填）、晚期裂陷和萎缩等３个发展阶段。     

“构造附加静水压力”及其应用

提出地壳任一点静水压力部分是由重力所附加的静水压力和由构造作用力所附加的静水压力叠合而成的。处在挤压变形带、剪切变形带到引张变形带（及地域）中岩石所承受的构造附加静水压力有逐次变小的规律性。构造叠加致使同一地壳深度的水平面上静水压力值不相等,这种压力梯度是流体及油气长距离水平运移的主要原因。建立岩石矿床形成深度的构造校正测算方法,并提出构造物理化学成矿的新认识。     

不同构造变形带中“静水压力”的差别

地壳应力状态主要是由重力和构造作用力引起的,作者明确提出其静水压力部分是由重力所附加的静水压力和由构造作用力所附加的静水压力叠合而成。本文用有限元模型数学模拟实验证实,处在挤压变形带、剪切变形带到引张变形带(及地域)中岩石所承受的构造附加静水压力有逐次变小的规律性,利用这种规律可解释构造作用力影响成岩成矿作用的物理化学环境及制约其化学过程的动力学问题,为开展构造物理化学研究奠定了基础。     

论鄂尔多斯盆地及其周缘侏罗纪变形

侏罗纪是东亚大地构造发展的重要转折时期,在鄂尔多斯盆地及其周缘可划分为两个性质不同的构造变形阶段。早中侏罗世,盆地处于弱引张应力环境,引张方向近N-S至NNE-SSW向,伸展变形主要发生在盆地周边地带,其发生与晚三叠世华南-华北地块沿秦岭造山带碰撞后的陆内应力场调整作用有关。中晚侏罗世,盆地遭受多向挤压应力作用,挤压方向近W-E、NW-SE和NE-SW,在盆地周缘形成展布方向不一、构造样式不同的边界挤压构造带,盆地轮廓基本定型。西缘近N-S向逆冲-推覆构造带的形成与阿拉善地块和陇西地块向东挤出作用有关;东缘及东南缘总体呈“S”形展布的挤压边界带表现为反向逆冲断裂及其相关褶皱,推测发生在山西台褶带深部滑脱系统的前锋上盘断坡。盆地北侧大青山地区近东西向大型推覆构造和早中侏罗世伸展断陷盆地构造挤压反转,表明阴山造山带在中晚侏罗世时期强烈的N-S向缩短变形和再生造山。鄂尔多斯盆地周缘边界构造带记录了中晚侏罗世强烈的陆内多向内挤压作用和大陆地壳增厚过程,其发生的动力学背景与周邻不同板块(古太平洋、西伯利亚、特提斯)同时向东亚大陆汇聚产生的远程效应有关。中晚侏罗世多向挤压变形加速了鄂尔多斯盆地生烃过程,对多种能源矿产富集和成藏定位产生重要影响。     

贵州锦丰(烂泥沟)超大型金矿床构造解析及构造成矿作用

在矿区大比例尺填图的基础上,运用构造解析的理论和方法,对贵州锦丰(烂泥沟)金矿的构造特征、构造演化和构造控矿作用进行了系统的阐述。矿区构造线主要分为近NS向、NW向和NE向3组,其中NW向构造线控制了矿区的构造格架。构造变形主要经历了同生期裂陷、造山期挤压、后碰撞造山侧向挤压和岩石圈伸展等4个阶段。盆地裂陷期间(D2-T2)形成的同生断层为后续的构造活动提供了最初的构造薄弱面,并成为主要的热液通道;造山期挤压期间(T3)形成了矿区最为明显的近NS向和NW向大型倒转褶皱和逆冲断层以及配套的NE向右旋走滑断层;后碰撞造山侧向挤压期间(J1)形成走向NE的叠加褶皱,并在F2-F3"X"型断裂系上形成近EW向的拉张区,矿质沿着拉张的空间沉淀就位;燕山期(J2-K)岩石圈伸展,形成小规模的近水平逆断层。上述4个主要构造变形阶段与右江盆地的裂陷-闭合-坍塌的发展演化历史相吻合,成矿发生在由挤压向拉张过渡的构造体制转换阶段。造山期逆冲作用形成的构造闭圈和后碰撞造山期间挤压向伸展转变的过程中形成的局部张性构造环境是矿质得以大量聚集、沉淀的主要构造控制因素。构造成矿作用是锦丰(烂泥沟)金矿单一矿体垂向延深1000m以上的主要制约因素。构造成矿的观点将为在滇黔桂"金三角"卡林型金矿带的深部找矿提供重要的理论依据。     

库车坳陷第三纪断层滑动分析与古构造应力恢复

研究构造应力场的时空变化对于认识和理解褶皱冲断带的构造变形过程和油气构造圈闭的最终定型具有重要意义.基于对库车坳陷内第三系和同时卷入变形的白垩系中发育断层的野外观测,采用断层滑动数据反演方法,对库车坳陷的第三纪构造古应力进行恢复.结果表明:库车坳陷第三纪的构造应力方向在空间位置上变化不大,在时间上经历了从NNW-SSE向到NWW-SEE的转变,构造挤压变形经历了两个阶段:即NNW-SSE向逆冲挤压变形和相对较晚的NWW-SEE向逆冲挤压变形.结合库车坳陷油气成藏期,第二阶段的构造挤压变形发生在库车组沉积期间,为坳陷内油气的聚集提供了良好的圈闭条件.文中还探讨了造成库车坳陷内挤压应力场的两种可能动力成因.     

兴地断裂构造特征及其演化历史

兴地断裂是塔里木盆地东北缘十分重要的大型控盆断裂,该断裂对塔里木盆地东北缘地层发育、构造古地理、库鲁克塔格断隆-满加尔坳陷的构造演化等具有重要的控制作用.根据断裂带中糜棱岩、构造角砾岩、构造透镜体、断层崖、断层三角面等不同构造形迹的性质,结合断裂对区域地层发育和构造古地理的控制作用,对断裂的变形期次和性质进行了划分,并讨论了断裂的演化历史及其形成的地球动力学背景.断裂经历了元古代—新生代漫长的构造演化历史,发生了多期次不同性质构造活动.其构造演化主要包括形成期(Pt2);伸展期(Pt3—O);挤压反转期(O2末期和O3末期);左旋压扭期(Pz2末期)、逆冲推覆期(E末期—Q3)和右旋张扭期(Q4)6个构造演化阶段.     

准噶尔盆地构造动力学过程

准噶尔盆地被古生代缝合线构造包围,周缘山系向盆地方向逆冲推覆,显示了盆地处于长期受压的构造环境;火山喷发由海相转变为大陆相,火山活动由强到弱,表明二叠纪以后,上地幔物质一直处于收缩状态,盆地整体持续下沉接受沉积,地壳增厚。二叠纪进入盆地演化阶段之后,经历了晚海西、印支、燕山和喜马拉雅四期构造应力场的作用,发生了南北向拉张变形、南北向和北西向碰撞挤压变形、南北向和北西向张压交替变形以及南北向压扭冲断、走滑和重力滑覆变形,形成复杂多样构造类型。      

库车坳陷盐下构造对盐上盖层变形的影响因素分析

库车坳陷是在地壳或者岩石圈尺度整体挤压作用下,收缩构造变形形成的一个构造单元,膏盐岩层等软弱岩层可能导致滑脱断层发育,并引起盐上和盐下不协调收缩变形,区域挤压作用下一些先存基底断裂带的逆冲位移是控制盐上层冲断褶皱变形的主要因素。运用地震资料、地表露头、钻测井资料以及非地震资料等,对库车坳陷区域大剖面的盐上层、盐下层的构造变形样式进行分析,认为南天山在挤压收缩变形中隆升,诱导盆山过渡带发育基底卷入的高角度逆冲断层,先前基底断层的复活影响了盆地沉积盖层的构造变形,基底断裂与盖层断层组合样式在走向上基本一致,盖层强变形带与基底断裂带上下呼应。     

渤海湾盆地黄河口凹陷东洼断裂体系发育特征及其变形过程的构造物理模拟

黄河口凹陷东洼是渤海盆地典型的盆缘洼陷,基于新一轮区域三维地震精细解释资料,采用构造解析与构造物理模拟技术相结合的方式,对黄河口凹陷东洼的断裂体系特征与构造演化过程进行研究.研究表明,受走滑和伸展变形的共同作用,研究了发育了以NNE-NE走向为主的走滑断裂体系和以EW-NEE走向为主的伸展断裂体系,断裂构造演化经历了孔店组-沙四段沉积时期的初始张扭裂陷阶段、沙三段沉积时期的走滑伸展裂陷阶段、沙一二段和东营组沉积时期的伸展萎缩持续走滑阶段、馆陶组和明化镇组沉积时期张扭变形阶段等4个阶段.其中,主走滑断层是在初始张扭裂陷阶段所形成的NE向伸展断层基础上持续活化而成;主伸展断层则形成于走滑伸展裂陷阶段的SN向伸展作用应力背景下.在伸展萎缩持续走滑阶段,各方位断裂在近SN向伸展作用下持续再活动,表现为走滑-伸展复合变形为主;在张扭变形阶段,先期主干断裂选择性活动,同时新生形成大量新近系的次级断层.      

重力和构造力在地壳中的作用

本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静     

鄂西利川齐岳山高陡背斜带的古应力分析

鄂西利川地区位于湘鄂西构造带与川东构造带的过渡部位,叠加褶皱发育,地处两大构造带分界处的齐岳山高陡背斜带断裂发育。本文以利川地区褶皱和断裂为研究对象,在野外观测和分析的基础上,采用断层滑动数据反演方法,对构造应力场进行了恢复;结合区域构造演化历史,提出该区侏罗纪以来经历了五期构造应力作用,从早到晚分别为:北西-南东向挤压(J3-K1)、近东西向挤压(K1)、近南北向挤压(K1-K2)、北西-南东向引张(K2)和北东-南西向挤压(E3)。该区侏罗纪以来构造变形序列的建立,为深入认识齐岳山高陡背斜带地质灾害形成的地质背景提供了构造地质学证据。     

塔里木盆地南部塘古孜巴斯坳陷发现晚新生代伸展构造

通过认真、系统的地震资料解释,在塔里木盆地南部的塘古孜巴斯坳陷及周缘首次发现晚新生代正断层。在塘古孜巴斯坳陷内部发现的晚新生代正断层走向为北西-南东向,剖面上组合成地堑或堑-垒构造,与巴楚隆起东北缘所发育的晚新生代正断层相似。塘古孜巴斯坳陷西北缘发现的两条晚新生代正断层走向为北东-南西,剖面组合成一地堑构造,与阿瓦提凹陷西北缘沙井子断裂带上发育的晚新生代张扭性正断层带走向一致,但不具备张扭性变形特征。正断层形成于上新世晚期(约3 Ma),持续演化至更新世早期(约2 Ma)。正断层的活动时间也与阿瓦提凹陷周缘的晚新生代正断层一致。它们形成于一个区域性弱伸展构造应力场内,代表印度-亚洲碰撞远程效应下,塔里木盆地脉式挤压(-冲断)过程中的一个构造间歇期。     

论山东胶东金矿形成的挤压-伸展构造环境

胶东地区沉积-岩浆-构造-成矿事件序列的时空演化,是在侏罗纪-白垩纪时期受太平洋板块向欧亚大陆俯冲作用的影响,而造成的挤压-伸展构造交互转换环境中形成的,金成矿作用发生在挤压与伸展转换过程中的伸展阶段。这一挤压-伸展联合作用过程表现在:①构造方面,表现为四期六阶段不同力学性质和方向的挤压-伸展特征:第一期近S-N向挤压及NW-SE向挤压,第二期NE-SW向挤压与NE-SW向引张,第三期NW向引张,第四期近E-W向挤压与近S-N向引张。②地层方面,在胶东各断陷盆地内发育的莱阳群、青山群和王氏群,以区域不整合、沉积间断和正常地层单元交互出现展现出挤压-伸展的过程。③侵入岩方面,分为三个侵入岩浆构造幕和四次岩浆侵入事件:第一幕(早期)为晚侏罗世玲珑片麻状二长花岗岩组合, SHRIMP锆石U-Pb年龄值集中在160～150 Ma,是区域构造挤压导致地壳增厚引起地壳重熔的产物,其后的伸展引张形成了各种密集分布的脉岩群;第二幕(中期)是早白垩世早期郭家岭花岗闪长岩组合,SHRIMP锆石U-Pb年龄集中在130～126Ma,之后的沉积岩建造组合代表构造应力体制由挤压为主向伸展为主转换;第三幕(晚期)包括两次岩浆侵入事件,一是伟德山花岗岩组合,指示了挤压向伸展转换环境,二是崂山A型晶洞过碱性正长花岗岩组合,形成于典型的后造山伸展构造环境。④火山岩方面,分为三个喷发亚旋回和七个喷发期,各亚旋回间均具有较长的时间间隔,代表了区域性挤压环境;各期次之间虽有短暂喷发间隔,但总体表现为伸展环境,火山喷发事件显示了挤压-伸展不同构造环境的交替发生。⑤岩石学方面,玲珑花岗岩中的片理、片麻理构造和郭家岭花岗闪长岩中的钾长石旋转眼球体、σ构造、S-C组构、压力影构造等,代表了挤压剪切的构造环境下形成的岩石特征;而崂山晶洞碱性正长岩组合,则反映了典型的伸展构造环境。晚侏罗世-早白垩世胶东地区地层沉积、岩浆侵入、火山喷发建造、构造活动及成矿作用过程所表现出的挤压-伸展相互转换过程,构筑了手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式,这是胶东地区形成大型、超大型金矿的动力学条件。根据胶东金矿的产出环境和有关年代学资料,将金矿成矿划分为早期成矿事件、主成矿期和晚期叠加成矿事件。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷构造特征及变形序列

乌尔逊凹陷是海拉尔盆地中一个大型的西断东超并具有走滑性质的中新生代箕状凹陷,凹陷内主要发育3个方向的犁式控陷正断层组合（北东向、南北向和北东东向）以及断层相关褶皱。在凹陷发育过程中,经历了前人公认的伊敏组沉积末期的强烈挤压作用,研究还发现,大磨拐河组沉积之前也发生了一次大规模的强烈挤压作用,并持续到伊敏组下段沉积时期。乌尔逊凹陷的变形序列为：(1)北西-南东向的强烈拉张作用阶段;(2)北西-南东向的挤压作用阶段;(3)近东西向的张扭作用阶段;(4)近东西向的强烈压扭作用阶段;(5)近东西向微弱拉张作用阶段。