基于离散元数值模拟的西南天山山前冲断带构造变形控制因素研究

西南天山山前褶皱冲断带的变形与其东侧的柯坪冲断带的大规模薄皮滑脱明显不同,它以发育"堆垛"构造和基底卷入逆冲构造为特征,是什么因素控制了该冲断带的变形。本文基于地震解释剖面,采用离散元数值模拟研究手段,单因素变量控制方法,设计了先存断裂模型,滑脱层模型和先存断裂与不同内聚力的滑脱层组合模型共5组数值模拟实验,分析西南天山山前褶皱冲断带的构造变形的控制因素。实验结果表明:滑脱层岩石强度控制了其下先存断裂向上突破的难易程度,滑脱层内聚力较强时,沿先存薄弱带易突破滑脱层形成逆冲推覆构造;滑脱层内聚力较弱时,滑脱层将发育成逆冲体系的顶板断裂,阻碍滑脱层之下单元中先存断裂后期活动向上传播,易形成相互叠覆的逆冲片。弱内聚力滑脱层发育的地区,变形前锋向前陆方向传播得更快、更远,变形主要发生在滑脱层之上单元,易形成冲起构造和三角带,滑脱层之下单元构造变形相对较弱。通过对比分析,认为西南天山山前冲断带发育堆垛构造和基底卷入逆冲构造变形,主要受控于发育上白垩统-古近系的膏盐层和前新生代的先存断裂。     

南大巴山前陆冲断带构造样式及变形机制分析

大巴山构造带位于秦岭造山带和四川盆地的过渡部位,形成于印支-燕山期,定型于喜山期。按照构造变形样式及其组合特征,从北东向南西可依次划分为北大巴山逆冲推覆构造带、南大巴山前陆褶皱-冲断带(又包括叠瓦断层带、断层-褶皱带和滑脱褶皱带等3个亚带)和四川盆地东北部低缓构造区等3个构造带(区)。南大巴山冲断带地表构造以类侏罗山式褶皱为显著特征,主要发育叠瓦断层系、断层相关褶皱、被动顶板双重构造、反冲断层系和冲起构造等变形样式。北东-南西向挤压应力和滑脱层是控制南大巴山及其前缘构造变形的主要因素,结合区域地质研究成果,建立了南大巴山及其前缘地区依次从震旦系-下寒武统-志留系-中下三叠统逐渐抬高的多层次滑脱前展模式。     

南大巴山前陆冲断带中带构造样式及变形机制

南大巴山前陆冲断带自北向南发育了根带、中带和锋带三条构造带。通过对处于中带的木瓜口-明月乡、城口-龙田乡两段剖面地质考察,结果表明该剖面叠瓦断层带经历了七期运动:三期NE-SW向的前展式逆冲运动,一期SE-NW右旋剪切运动,一期EW逆冲右旋运动,一期NE-SW向的左旋走滑运动及NE-SW向的正断运动,同时受到NW-SE的右旋剪切作用。结合前人年代学研究结果,初步探讨了剖面的变形机制,研究结果对南大巴山前陆褶断带的构造格架、矿产形成及油气分布远景研究均有一定的指导作用。     

库车冲断带秋里塔格构造带东段构造样式与构造演化

秋里塔格构造带位于库车褶皱冲断前缘,其东段包括东秋里塔格背斜和库车塔吾背斜。野外调查和地震剖面解释表明:秋里塔格构造带东段盐下发育断层转折褶皱; 盐上东秋里塔格背斜为滑脱箱状背斜,库车塔吾背斜核部为南倾逆冲断层所破坏。演化剖面显示秋里塔格构造带东段在侏罗纪断陷期发育了正断裂,其后为平静期,直到库车晚期后逆冲断层和褶皱快速发育,背斜最终形成。膏盐岩及古构造对构造变形具有重要影响,一方面作为滑脱层,分割了盐下层与盐上层,导致二者形成不同的构造样式; 另一方面塑性流动充填于背斜核部。由于膏盐岩的厚度差异,东秋里塔格背斜盐上发育褶皱,而库车塔吾背斜核部被逆冲断层破坏,膏盐层厚度还影响了膏盐层上下构造高点的相对位置。盐下构造的发育受侏罗纪古构造控制,进而影响了盐上构造的发育。     

龙门山构造带的演化历史及构造样式综述

2008年5月12日汶川8.0级地震发生后,笔者在总结前人研究成果的基础上,结合野外实地考察,对龙门山演化历史和构造样式等方面进行了综述。研究表明,龙门山构造带经历了基底形成期、扬子地台裂解期、构造反转-褶皱隆升期和推覆滑覆叠加期四个演化阶段,同时具有东西分带、南北分段、上下分层的构造变形特点,发育大量的构造样式,如叠瓦冲断带、花状构造、背冲断层、断滑褶皱等,并且具有推覆滑覆多期叠加的特征。该研究有利于推动对造山带构造演化规律的研究,同时对汶川地震发震构造环境和青藏高原边缘动力学环境研究有着重要的意义。     

南天山库车褶皱冲断带构造几何学和运动学

印度板块与欧亚大陆的汇聚作用和持续碰撞使中亚内陆沿天山、昆仑山、阿尔金山发生变形,山脉前沿发育褶皱冲断带。南天山库车褶皱冲断带中段库车河地区发育3～4排东西走向的逆冲(掩)断层和相关褶皱,逆冲(掩)断层由北向南扩展,断层和褶皱的形成时代自北向南逐渐变新,北部山前带的变形发生于前中新世,南部秋立塔克背斜带和亚肯背斜带的变形时代为上新世(5.2±0.2Ma)。通过构造几何学和运动学分析,作者提出了库车褶皱冲断带的构造变形方式和演化模型。     

楔形构造在山前冲断构造位移量消减中的作用

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果。前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定。准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式。准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减。紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带。准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度。     

山前冲断构造带研究的新进展

本文通过对山前冲断构造带研究中的几个新思路和新方法的简要介绍表明,山前冲断构造带的前锋带普遍发育与各种类型断层相关褶皱或（和）三角带构造。冲断断面的多次转折将使上盘地层中的褶皱复杂化,其复杂性可以用与断面转折点相关的褶皱轴面来描述。在有基底参与的冲断构造带中,尽管上盘与下盘有较大的构造高差,但盖层完全可能是连续的。生长地层不仅可以用于确定构造发育的时间,还可以用于定量地计算褶皱生长速率和冲断速率。     

造山带构造样式的恢复及其构造环境意义

造山带主要发育在板块边界或邻近板块边界的活动大陆边缘以及陆内裂陷带.平卧褶皱伴随韧性剪切带是活动大陆边缘造山带典型的区域构造样式.轴面陡立或倒转扇形褶皱伴随逆冲断裂是陆内裂陷造山带的构造标志.往往由于经历过多期的构造变形和后天构造的干扰,不能直接辨认造山带的原始构造样式和方位.因此,需要进行系统观测,明辨变形形迹及其世代关系,分别获取必需的产状数据,因地制宜地进行构造解析,恢复造山带初始的构造样式及其方位,为鉴别它的构造环境性质和编制大陆块体的构造格架图提出可靠的依据.     

天山两侧前陆冲断系构造样式与前陆盆地演化

天山造山带呈Ｗ结构，由Ｖ形结构的南天山和北天山复合而成，两者具有不同的造山模式。南天山自震旦纪开始张裂，扩展为被动大陆边缘和洋盆，在志留－泥盆纪时俯冲，延续至石炭纪碰撞，旋回时限达４００Ｍａ以上，应属威尔逊旋回造山模式。北天山应自泥盆纪开始弧后扩张，形成泥盆－石炭纪边缘海小盆。在石炭纪晚期闭合，旋回时限约１００Ｍａ，应属于孤后造山模式，前陆褶皱－冲断带的变形主要分为两期：早期由于楔冲作用所产生的薄     

恩格尔乌苏冲断带特征及大地构造意义

研究表明恩格尔乌苏冲断带是华北板块和塔里木板块的缝合线,北东东向断续延长800km以上。该冲断带连同南北陆缘地带构造构成典型的陆-弧-陆碰撞造山带,与碰撞造山作用同时,形成区域性透入性劈理。地层学和同位素地质年代学资料表明,碰撞造山作用发生于海西末期或印支早期。碰撞造山作用的动力学过程主要表现为向南的洋壳俯冲和向北的陆壳仰冲,并伴随右旋剪切滑移运动。恩格尔乌苏混杂岩带为韧性-韧脆性冲断推覆构造,其北侧的前陆褶皱冲断带为脆性-脆韧性冲断推覆及褶皱构造。     

天山东段推覆构造研究

本文概括性总结了天山东段大型推覆构造的基本特征。根据地质证据和同位素年龄,东天山存在早古生代末,晚古生代晚期和新生代三期推覆构造;根据推覆构造分布规律及构造背景,在平面上划分为五大推覆带、9个大型韧剪带;根据出露岩石的矿物变形相将东天山推覆构造划分为深、中深和浅三个深度层次;通过韧剪变形组构的观察分析,确定了多期韧性变形性质与运动方向。糜棱岩中超微构造、古应力及小构造变形缩短率测量统计,证明东天山推覆变形具有显著的地壳缩短增厚作用。新生代板块碰撞导致本区中新生代盆地基底向造山带A型俯冲,造山带向盆地推覆,其结果就构成了今日看到的镶嵌状盆地-山脉构造地貌景观。     

南天山古生代天合带特征及其讨论

中国南天山包括“中天山结晶轴”以南、塔里木盆地以北的天山地区。南天山古生代开合带初期是早古生代弧后盆地,经弧后扩张而发展成为有限洋盆,向西与哈萨克斯坦及吉尔斯斯坦境内的南天山洋连通,形成西宽东窄的楔形洋盆。在西部哈萨克斯坦境内洋盆发育较早,奥陶纪蛇绿岩分布较广;在中国境内奥陶纪仍为弧后盆地性质,含化石的奥陶系为浅海相－半深海相的碳酸盐岩及碎屑岩沉积。志留纪开始南天山弧后盆地逐渐扩张成洋,洋盆沿长阿     

南天山蛇绿混杂岩和中天山南缘糜棱岩的40Ar/39Ar年龄及其大地构造意义

 ⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄测定,获得南天山蛇绿混杂岩基质黑云母石英片岩单矿物黑云母的两个坪年龄分别为(370.0±4.8)Ma和(259.0±3.3)Ma;中天山南缘长英质糜棱岩单矿物黑云母的坪年龄为(250.5±7.9)Ma,二云母花岗岩单矿物白云母的坪年龄为(348.9±0.3)Ma。结合南天山古生代沉积特征和塔里木及伊犁-哈萨克斯坦板块古地磁数据的综合分析,提出南天山晚泥盆世至石炭纪早期完成向伊犁-哈萨克斯坦板块的B型俯冲,中-晚二叠世进行陆内A型俯冲造山的板块碰撞演化模式。     

嘉黎—迫隆藏布构造混杂岩带的基本特征

嘉黎—迫隆藏布构造混杂岩带实质上是一个多类型、多体制、多级别 ,但有成生联系的构造形迹及构造夹块组成的复杂构造体系 ,露头几何学特征为高角度逆冲断层 ,蛇绿杂岩混杂堆积 ,剖面上为大规模的逆冲岩片和剪切岩块的定向排列 ,具有逆冲推覆—右行走滑的构造运动学演化。     

南天山古生代板块构造演化

据南天山古生物地层、古地磁、岩石地球化学和同位素年龄等资料的综合分析结果；认为该区在奥陶纪－二叠纪曾为古大洋。最初裂开为大洋是以震旦纪贝义西组大陆裂谷火山喷发为标志，从晨旦纪－奥陶纪完成了从裂谷到被动大陆边缘海盆的演化；志留纪－泥盆纪南天山洋壳向哈萨克斯坦板块之下俯冲，泥盆纪末至石炭纪早期，塔里木板块与哈萨克斯坦板块发生陆－陆碰撞。石炭纪－早二叠纪在南天山仍存在一个向西开口的前陆残余海盆。它最终关     

西天山那拉提构造带成矿背景及找金前景分析

西天山那拉提构造带成矿地质背景有利 ,具有与西邻国中天山相似的成矿条件及成矿特征。提出应将穆龙套型金矿作为主攻类型 ,同时兼顾韧性剪切带型及火山岩型金矿的找矿工作 ,并指出了相应的找矿靶区     

FORMATION AND EVOLUTION OF THE CENOZOIC THRUST FOLD BELT IN JINPING, SICHUAN

The Jinping orogenic belt in Sichuan, China consists mainly of the Jinpingshan intracontinental thrust-nappe belt, foreland thrust-nappe belt and foreland uplift belt. Based on analyses about the characteristics of the structural units in this area, the authors propose in this paper that Chapuzi-Bazhe revival fault belt is the regional boundary fault, and points out that after the formation of the Pre-Sinian basement, the western edge of the Yangtze paraplatform was turned into the passive continental margin in Sinian to Triassic, then into the Mesozoic collision orogenic belt, and finally into the Cenozoic orogenic belt through intracontinental orogeny.     

祁连造山带特征及其构造演化

祁连造山带的范围及构造单元经重新厘定和划分，其南界扩展至昆中断裂；解体了走廊过渡带；扩大了中祁连，相应缩小了南祁连范围；新划出乌兰大坂—拉脊山和柴达木周缘南北链状断陷带；确定北祁连属于柴达木—中祁连地块与阿拉善地块间的陆间裂谷。并运用断块学说对其多旋回构造演化作了分析，本区始生代—古生代属于塔里木—中朝地块南部大陆边缘断陷—焊接造山作用体制。中新生代，在古亚洲构造域、特提斯—喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域“品”字型动力体系作用下（尤以前二者为主），转化为陆内浅层断（拗）陷—逆掩叠覆造山作用体制。应力作用方式从早到晚由顺时针直扭向旋扭转化。二者既有继承又有新生。挽近时期，在印度地块挤压动力体制下卷入青藏高原陆内汇聚作用，产生大幅度断块隆升、盆地沉陷，造就了现今高原盆岭景观