构造三角带的概念及其油气勘探意义

构造三角带通常发育于褶皱冲断带中,是油气勘探的重要目标。构造三角带具有多种几何形态和命名,其中,阿尔伯达型构造三角带具有普遍意义。近年来,国内外对构造三角带的研究工作取得了重要进展。利用物理模拟和数值模拟并结合实际地质情况,许多学者对构造三角带的演化提出了多种运动学模型和成因解释,本文介绍了2个运动学模型和单斜推进模式。影响构造三角带形成与发展的因素包括滑脱层、地层能干性差异、同构造沉积、剥蚀等。由于其内部构造的复杂性,三角带的地震剖面品质一般较差。而利用地震模拟和生长地层的方法可以在地震剖面上帮助识别出构造三角带。国内的地震勘探表明,中国西部挤压盆地中广泛发育三角带构造。文中列举了中国西部盆地中发育的构造三角带的实例。     

辽河盆地葵花岛构造裂隙发育的有限元模拟

利用精细地震剖面解释方法和平衡剖面正演技术建立葵花岛构造有限元模拟的地质模型,在此基础上利用构造裂隙发育的有限元法模拟技术提出了葵花岛构造在模拟应力场情况下,裂隙发育最有利的地区是葵花岛构造西侧边界断层下盘的东营组三段,并指出了葵花岛构造西部断裂西侧东营组三段的断鼻构造和葵花岛构造的深层--沙河街组一段的圈闭构造是葵花岛构造进一步勘探的方向。这项研究对指导辽河油田的油气勘探具有重要意义。     

祁连山东北缘武威盆地隐伏构造

祁连山东北缘武威盆地是阿拉善地块南缘主要的含油气盆地,也是石炭系页岩气勘探的热点区域。长期以来,由于武威盆地为第四系覆盖,盆地的结构和构造存在很大争议。通过地震剖面探测和钻探地层分析,对武威盆地西部的结构和构造进行了厘定。地震剖面和钻探揭示,研究区前寒武纪基底之上主要发育下部寒武系、中部新近系和上部第四系3套构造层。下构造层构造复杂,发育下寒武统(大黄山组)断陷盆地、下寒武统冲断-褶皱带和下白垩统断陷盆地。下构造层的构造分析,结合区域地层和构造特征,提出武威盆地经历了早寒武世NE—SW向伸展变形、侏罗纪末—白垩纪初NE—SW向地壳缩短变形及早白垩世NE—SW向伸展变形3期构造演化过程。武威盆地东、西部的地层序列和构造差异表明,武威盆地以武威-蔡旗构造隆起带为界,可划分为东、西2个构造单元。     

辽河西部凹陷陈家反转断层构造特征与油气的关系

陈家断层位于渤海湾盆地辽河盆地西部凹陷中部,是西部凹陷的控制断层台安一大洼断裂的一条分支断层。由于地表、地下构造变形的复杂性及可靠的地震反射资料相对较少,无法判断其深部勘探潜力。在分析区域地质背景基础上,结合高分辨率三维地震及测井、钻井等资料,从地震剖面、生长地层等该断层的几何特征进行剖析,运用平衡剖面技术方法验证了该断层的运动学特征。研究结果表明陈家断层为两期叠加的反转构造,经历了E2s3下-E2s3中期挤压,E2s3中-E2s1＋2期拉张,E2s1＋2～N1g期挤压的过程,产生的断层封堵使得下盘成为有利的油气勘探区。     

曾母盆地西部岩石圈特性与有效弹性厚度: 来自构造模拟的约束

曾母盆地是南海南部最大的新生代沉积盆地,保留了南海新生代共轭边缘演化历史以及性质的重要信息。岩石圈有效弹性厚度Te是了解大陆地壳张裂时岩石圈强度的一个关键指标。本文选取曾母盆地西部的三条典型地震剖面,在构造解释的基础上,按照挠曲均衡原理,通过对三条剖面的反演模拟,对Te进行了敏感性测试。在此基础上利用弹性梁模型对三条剖面进行了正演模拟,来模拟盆地的形态以及主要地层单元的展布。模拟结果与实测剖面的对比表明,Te值取3～5km较为合理,盆地西部的脆性/韧性地壳转换深度为15km。正演和反演模拟中的拉张因子β具有不同的构造含义,正演模拟拉张因子β代表了脆性上地壳的拉伸程度,反演模拟的拉张因子则表示整个岩石圈的拉张作用,拉张因子同时呈向北增大的趋势。     

济阳坳陷新生代褶皱-冲断构造的厘定及其动力学背景分析

以钻井和三维地震剖面的解释为基础,在济阳坳陷首次发现了在沙四段沉积末期形成的近南北向分布的、由东向西逆冲的褶皱-冲断构造,该构造代表了盆地古近纪充填序列中一次重要的构造反转事件,是济阳运动在该区重要的地质表现;通过界面年龄的确定和区域板块构造运动的分析,认为该期构造事件的发生具有区域性,而且与晚始新世初期印度洋板块和太平洋板块重大的运动学调整过程密切相关;该期构造反转事件的确定对于中国东部新生代盆地形成演化的动力学机制的研究和盆地深层油气勘探有重要的意义.     

塔西南齐姆根楔形构造与走滑构造叠加两阶段演化模式

塔里木盆地西南缘逆冲带由西部近东西方向的喀什逆冲构造带和东部近东西方向柯克亚—和田逆冲构造带以及中间喀什—叶城走滑断层系组成,而北西—南东走向的喀什—叶城走滑断层带及其东侧齐姆根构造则为呈北东方向凸出的弧形构造。齐姆根弧形构造在地表地质和地震剖面均表现为向盆地方向倾斜的单斜形态。而且在塔西南地区,该弧形构造上从白垩系到新近系地层厚度明显大于东西两侧逆冲带同时代地层厚度,表现为异常增厚的特征。为了探讨齐姆根弧形构造特征及地层厚度异常增厚等原因,依据前人的地表地质填图成果,以及塔里木盆地西南缘齐姆根地区及邻区完成的二维地震资料及钻井资料成果,对该区地震剖面资料进行详细的构造解释,提出齐姆根弧形构造单斜之下存在3个隐伏逆冲构造楔形体,即棋盘楔形构造、齐姆根楔形构造和英吉沙楔形构造。地震剖面解释的生长地层指出棋盘楔形构造形成最早,为上新世阿图什组沉积时期;其次发育齐姆根楔形构造,为更新世西域组底部沉积时期;最晚发育英吉沙楔形构造,时间大约在更新世西域组中-上段沉积时期,据此认为齐姆根中深层逆冲构造位移扩展方式为前展式。而且地震剖面解释上也揭示了白垩系到新近系地层厚度异常增厚发育的构造部位及发育...     

渤海湾盆地歧口凹陷扭动构造及其油气地质意义

受东部边界郯庐断裂和西部边界太行山前大型走滑断裂的影响,渤海湾盆地中部歧口凹陷区处于伸展与走滑共同作用的地区,利用最新连片采集的超大面积地震资料开展构造研究,发现该区古近纪在发育伸展构造的同时也发育走滑扭动构造,该类构造与古近系内伸展构造共存.在剖面上依据基底和盖层中断裂组合的不同可以分为4类构造样式:走滑-复杂断裂褶皱型、走滑-简单花状构造型、逆冲-简单花状构造型和走滑-挠曲褶皱型.同时,扭动构造带不仅对盆地基底物性的改造有着有利影响,还控制了古物源的入口方式和有利砂体的展布.在前第三系、古近系和新近系构造层中形成了不同类型的有利油气藏,其中古近系挠曲背斜、大型断鼻和地层岩性油气藏以及新近系逆牵引背斜和断鼻翼部都是重要的勘探领域.近两年沿走滑扭动带及其两侧进行的油气勘探已获得成功,对该带研究具深远理论意义及现实意义.      

全球沉积盆地结构与构造演化特征:洲际纬向超长剖面对比研究

沉积盆地地层及其结构记录了盆地的构造演化过程,并由其所处的不同历史时期的构造背景所决定。全球油气勘探的不断深入和大量地震剖面的完成为系统认识盆地构造演化提供了大量基础资料。本文在板块构造理论的指导下,收集了全球上百个重要沉积盆地的资料编制了2条洲际纬向超长剖面:(1)北美-北非-中东-中亚-东亚纬向超长剖面;(2)南美-非洲纬向超长剖面。这两条洲际纬向超长剖面能直观地显示出不同类型盆地构造演化阶段及其时空对应关系受控于板块运动。盆地发育的程度(沉降厚度、沉降率、构造间断)及其完整性(规模大小、剖面形态、垂向结构),受控于其所处区域的构造背景。北美和南美大陆不同类型沉积盆地存在有序并列的特征:自西向东均为大洋盆地、海沟、弧前盆地、弧后前陆盆地、克拉通盆地、裂谷盆地和被动陆缘盆地。由于板块边界作用影响,相同板块上不同的盆地群之间具有密切的构造-沉积联系和构造事件响应,北非和非洲中部东西向剖面依次发育被动陆缘(西部)-克拉通(中部)-裂谷(偏东部)的特征。     

武威盆地儿马湖凹陷构造演化与热史模拟

儿马湖凹陷位于武威盆地北部凹陷西部的一个次级构造单元,该凹陷石炭系煤系地层发育,有一定油气勘探潜力。笔者利用平衡剖面技术和盆地成藏模拟技术,对该地区的构造演化和热史进行了研究。研究揭示：(1)儿马湖凹陷为一个受多条北东向正断层控制发育的复式断陷;(2)该凹陷经历了4个阶段：石炭纪—二叠纪裂陷阶段、三叠纪—早中侏罗世抬升剥蚀阶段、晚侏罗世—白垩纪二次裂陷阶段和古近纪—新近纪—第四纪坳陷阶段。(3)儿马湖凹陷石炭系烃源岩热演化程度较高,二叠纪末期进入生油阶段,三叠纪末期已经进入生气阶段,现今整体处于高成熟-过成熟阶段。本研究对该凹陷、武威盆地及走廊盆地形成演化认识和油气勘探具有一定参考价值。     

剪切带运动学：重点评述三斜模式和区分韧性滑动擦痕与拉伸线理的重要性

详细评述了剪切带运动学和内部几何学研究的新进展。剪切带内的递进变形一般为三斜对称,单斜剪切带(包括简单剪切带)是特例情形。理论模拟表明,如同许多天然剪切带中所见到的,在三斜剪切带中,拉伸线理的方位可从近水平到平行于倾向连续变化。过去一般将拉伸线理的方向当作剪切运动方向的做法是以简单剪切模式为基础的,不适合于一般剪切带。在三斜剪切带中,拉伸线理和剪切方向之间不存在简单关系。然而,C面上的韧性滑动擦痕平行于剪切方向发育,是剪切方向的可靠标志。因此,在剪切带运动学解释中区分韧性滑动擦痕与拉伸线理非常重要。     

A structural-geomorphological interpretation of Southern California shear zones

The neotectonic pop-up structures of Southern California were studied using the structural-geomorphological method, which included the analysis of topographic maps that were constructed on the basis of digital elevation models. The data we obtained are compared with the geological structure and the kinematic model of the block structure of the region based on the analysis of the current movements in accordance with the GPS data. The applicability of this method for neotectonic reconstructions of shear zones is considered. It is shown that the structures that are identified this way may be correlated with the kinematic model of the Southern California block structure that was developed using the GPS data.     

Understanding the turbulent structure of the atmospheric boundary layer: A diagnostic approach

In this paper, we have attempted a diagnostic study of the turbulence characteristics of the ABL by means of two one-dimensional models. The first model uses a first order non-local closure, based on the Transilient Turbulence Theory, for parameterizing turbulent fluxes. while the second model uses second order local closure for parameterizing these. The models have been applied to conduct case studies using the Kytoon data taken at Kharagpur, during 17th–21st June, 1990, as part of the MONTBLEX programme. Our findings bring out various interesting features regarding the non-local and local turbulent statistics such as kinematic fluxes, turbulence kinetic energy, vertical velocity variance, the contribution of the eddies of various sizes to the fluxes at different level and the mixing lengths. The one-dimensional anisotropy of the turbulent eddies has been revealed by the findings from the transilient model. The vertical variation of the turbulence kinetic energy, as computed directly by the second order model, is found to be strongly correlated with the vertical velocity variance. In particular, for stably stratified boundary layers, identification of two distinct zones of the turbulence kinetic energy and corresponding vertical velocity maxima is possible, which has been interpreted as positive evidence of patchy turbulence in the boundary layer.     

Effect of time-evolving age and convergence rate of the subducting plate on the Cenozoic adakites and boninites

Partial melting of subducting oceanic crust expressed as high-Mg volcanic rocks such as adakites and boninites has been actively studied for decades, and Lee and King (2010) reported that time-evolving subduction parameters such as the age and the subduction rate of the converging oceanic plate play important roles in transient partial melting of the subducting oceanic crust (e.g., Aleutians). However, few subduction model experiments have considered time-evolving subduction parameters, posing problems for studies of transient partial melting of subducting oceanic crust in many subduction zones. Therefore, we constructed two-dimensional kinematic–dynamic subduction models for the Izu–Bonin, Mariana, Northeast Japan, Kuril, Tonga, Java–Sunda, and Aleutian subduction zones that account for the last 50 Myr of their evolution. The models include the time-evolving age and convergence rate of the incoming oceanic plate, so the effect of time-evolving subduction parameters on transient partial melting of oceanic crust can be evaluated. Our model calculations revealed that adakites and boninites in the Izu–Bonin and Aleutian subduction zones resulted from transient partial melting of oceanic crust. However, the steady-state subduction model using current subduction parameters did not produce any partial melting of oceanic crust in the aforementioned subduction zones, indicating that time-evolving subduction parameters are crucial for modeling transient eruption of adakites and boninites. Our model calculations confirm that other geological processes such as forearc extension, back-arc opening, mantle plumes and ridge subduction are required for partial melting of the oceanic crust in the Mariana, Northeast Japan, Tonga, and southeastern Java–Sunda subduction zones.     

西昆仑—帕米尔造山带及其北缘前陆盆地板内变形构造

笔者总结了西昆仑—帕米尔造山带及塔西南前陆盆地板内变形的各类构造模式、构造分带、新生代变形格局及构造演化,提出其新生代板内变形具有弧形构造分段性和阶段性演化的特点,发现了依格孜牙、柯克亚、桑株—杜瓦、卡兹克—阿尔特薄皮弧形推覆构造、齐姆根主弧形构造段及玉力群—克里阳构造段的三角带构造及叶尔羌—棋盘对冲过渡型弧形构造。认为对冲过渡型弧形构造及各弧形构造分段间的斜冲走滑带是塔西南前陆盆地板内变形的特殊产物。     

沉积盆地构造热演化模拟的研究进展

沉积盆地构造热演化模拟建立在盆地成因的地质地球物理模型基础之上,其中包括运动学模型、运动学—流变学模型和动力学模型。运动学模型在预测盆地热流演化方面具有优势,但在预测构造沉降等几何形态方面存在一定的缺陷;运动学—流变学模型的优势在于构造演化模拟,在热演化方面类似于运动学模型;动力学模型蕴含着潜在的巨大优势,只是目前还存在一些阻碍因素。构造热演化正演模型的进一步完善及正、反演模型的匹配将是未来构造热演化模拟的发展趋势。     

脆性断层运动学研究新进展

本文概述了80年代以来脆性断层运动研究方面的某些成果。介绍了脆性断层带中的一些小构造和显微构造的几何特征以及它们的运动学意义。重点论述了从露头尺度到薄片尺度确定脆性断层运动方向的三种构造判据,既从属裂隙、岩桥构造和方解石e双晶判据。     

三角剪切断层传播褶皱作用理论与应用

基底断层在沉积盖层中传播所形成的褶皱形态难以用平行膝折褶皱理论进行解释,这在于两者的流变学性质有很大差异。Erslev提出了三角剪切断层传播褶皱理论,认为下伏断层的脆性强破裂变形为向上变宽的三角形分布式剪切所调节,三角形顶点固定于断层端点。Hardy和Ford拓展了这一理论并成功地建立数字模拟模型,Allmendinger进一步建立与完善了三角剪切的正演模型与反演方法。通过运动学模型预测结果与天然构造观察和相似模拟实验结果的对比分析,以及通过一系列力学模型对运动学模型的检验,三角剪切断层传播褶皱理论被证实并获得了广泛应用。对前陆盆地、克拉通盆地和走滑盆地的基底卷入型构造与走滑或斜向滑动构造,都可以应用三角剪切断层传播褶皱理论来分析变形样式及其分布特征。该理论可以有效地预测隐伏断层的初始破裂点、断层传播量与发育部位,已成功地应用于工程地质与地震灾害预报等方面。