柴达木盆地北缘走滑-冲断构造特征及其油气勘探思路

处于阿尔金左行走滑构造带东缘的柴北缘,过去一致认为是个前陆逆冲带,并对其逆冲构造特征作了大量的研究。通过本次的野外地质勘察和深部地震测线研究,证实柴达木盆地北缘的主要变形样式为走滑-挤压构造,具有挤压推覆特征的同时伴生有走滑构造,并且主要断层系统沿走向滑动的距离远大于沿倾向冲断推覆的距离,从而建立了柴北缘走滑-逆冲构造的地质模型;这对其地震解释有指导作用。从柴达木盆地的构造变形时间序列和演变特征从西向东依次扩展、构造活动从老变新,认为柴北缘的走滑-逆冲构造受阿尔金山大型走滑构造和祁连山剧烈的逆冲挤压构造共同控制。最后研究了柴北缘的走滑-逆冲构造特征对油气勘探的意义,加强勘探评价冷湖—南八仙走滑逆冲构造带的翼部断块圈闭和赛什腾山南缘逆冲推覆体下伏地层。     

青藏高原东缘1933年叠溪Ms7.5级地震发震构造再研究

青藏高原东缘1933年叠溪75级地震的发震构造至今仍然难以琢磨,前人或将其归因于NW向松坪沟断裂的左旋走滑活动、或南北向岷江断裂左旋走滑活动,但地表同震破裂、地震地质、地震等烈度图等调查和研究结果都不支持这种走滑型断层的地震成因。本文基于叠溪地震区构造地貌和湖相地层断层调查,结合古地震和历史地震的研究结果,提出了与2013年四川芦山Ms 70级地震类似的发震构造模型,即隐伏断坡型逆冲断层发震构造模型,认为在叠溪震区10~15km深部隐伏一条西倾的逆冲断坡,其向东逆冲作用导致了叠溪地区频繁的地震活动。这个发震模型有待深部地球物理测深资料和地表大地测量资料的验证。     

祁连山北缘早白垩世榆木山逆冲推覆构造与油气远景

榆木山地处祁连山北缘与河西走廊南缘的盆山结合带,是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带。野外地质调查与构造填图发现,祁连山北缘的榆木山地区发育大型逆冲推覆构造,逆冲推覆构造之下是被掩埋的、褶皱了的早白垩世早期沉积地层,并被随后的走滑断裂活动和走滑双重构造所改造。深地震反射和大地电磁剖面测量与解释的初步结果,验证了祁连山北缘断裂以北发育的逆冲推覆构造,榆木山北缘山系构成飞来峰构造,将早白垩世酒泉盆地的一个分支掩盖在前中生代地层之下。构造关系分析给出主期逆冲推覆作用的时限大致为早白垩世早期,反映了在新生代印度—亚洲碰撞之前存在一期强烈的晚中生代构造挤压事件。逆冲推覆构造之下发现白垩纪盆地油气显示,扩展了该地区油气前景。     

5.12汶川地震断层的同震位移构造意义与运动学模型

5.12汶川8.0级地震断层的同震位移方式、大小和空间变化为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了一个现实范例。本文通过对汶川8.0级地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析,并考虑到地震动力作用的影响,探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题,继而讨论了汶川8.0级地震过程中所呈现出的断层构造变形的现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示。提出了如下初步认识:(1)根据地震破裂面两侧地表高程差确定的断层垂直同震位移,并不完全是深部震源破裂的构造位移扩展到地表所致,而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏(膨胀)强烈程度差异所形成的非构造位移;(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲位移大小和方式的空间变化,可以用区域稳态构造应力和地震动力的联合作用给予合理解释,即断层的逆冲位移成分可以归因于为垂直断层的南东向的区域构造挤压应力作用之结果,而水平走滑位移则与震源体破坏过程形成的地震动力作用方向与不同区段断层的交角变化所致,即震源体上方映秀-北川断层南段和彭灌-江油断层,无论是区域构造应力,还是地震动力,都与断层走向近于直交,因此,断层以逆冲为主;而映秀-北川断...     

阿尔金断裂新生代构造活动的两阶段性——来自地震属性分析的证据

自新生代以来,柴达木盆地西北缘各构造单元受青藏高原持续挤压和阿尔金断裂走滑的影响,构造变形复杂,发育有多种不同性质,不同规模的断裂.地震属性技术是三维(3D)地震资料解释和构造分析的可靠依据,有助于客观、准确的揭示断裂的空间分布情况,是复杂地区地质解释的重要工具.本文利用地震属性技术,对位于阿尔金断裂南侧柴达木盆地西部的小梁山背斜深、浅层进行详细的断裂解译,发现该地区深部发育早期EW向逆冲断层;晚期由于阿尔金断裂大规模走滑的作用,形成由深部引发的NW向“楔形”逆冲断层,深部NW向断层的活动引发浅层的滑脱褶皱.综合分析认为阿尔金断裂新生代的活动分为早期隆升形成EW向斜向逆冲断层,晚期走滑运动发育控制现今背斜形态的NW向断层,具有两阶段活动的特点.     

重庆地区地震震源机制解及动力环境分析

使用中国地震台网约100台原始观测波形数据,利用FOCMEC震相法确定了2017年11月23日5.0级重庆武隆和2016年12月27日4.9级重庆荣昌地震的震源机制解。同时搜集了重庆地区近年来其它震源机制资料。结果显示武隆地震属于走滑正断型,与2013年发生在七曜山断裂带中段的石柱地震活动性质相似,推断七曜山断裂以正断活动为主。发生在华蓥山断裂带南段的荣昌地震属于走滑逆冲型,推断华蓥山断裂(南段)以逆冲活动为主。从区域震源机制解结果看,华蓥山断裂南段所在的重庆西部主要受近东西向挤压构造应力控制,与华南区域构造应力场一致。七曜山断裂带所在的重庆中东部主要受近南北向挤压应力控制,与现今华南区域构造应力场不一致。推断重庆中东部处于一个与周围应力和构造活动方式不同的独特环境。综合新生代构造资料推断,青藏高原隆升基本没有影响华蓥山断裂带以东地区。重庆中东部至两湖平原地区处于特提斯构造域和环太平洋构造域的转换过渡区,其独特的应力环境表明该区现今似乎不受两大构造域的影响。     

喜马拉雅造山带地震活动及其相关地质灾害

喜马拉雅造山带是地球上海拔最高、规模最大的陆陆板块俯冲碰撞带在这条长达2 500 km的板块边界上,近年来多次发生破坏性地震,造成大规模的滑坡、房屋倒塌等次生灾害,给人民生命和财产安全造成严重的威胁。分别选取尼泊尔喜马拉雅、喜马拉雅东构造结和喜马拉雅西构造结地区近期发生的3个地震震群作为研究实例,基于中国科学院青藏高原研究所在研究区架设的区域流动地震台站记录的波形资料,对地震的震源位置和震源机制解进行计算。结果表明,在尼泊尔喜马拉雅地区,主喜马拉雅逆冲断裂是大地震的主要发震构造;东构造结地区的地震以逆冲和走滑型为主,表明印度板块向北东方向的逆冲推覆和青藏高原向东南逃逸的侧向挤出是该地区的主要构造背景;西构造结地区中深源地震多发,揭示了高角度大陆深俯冲的几何形态。     

青藏高原的现今构造变形与地球动力过程

作为地球陆地上最高、最大、最平坦的地貌单元,青藏高原晚第四纪—现今构造变形的运动学状态是研究其深部地球动力作用的重要基础。全球卫星导航系统能够观测几十年时间尺度的地壳运动定量资料,历史记载和仪器观测获得的历史地震资料提供着数百年时间尺度的构造运动和深部变形数据,而上万年时间尺度的活动断裂定量研究数据则揭示着长期、平均构造变形状态。综合这三类不同时间尺度的地表构造变形定量数据,就能够定性推测或定量模拟驱动地表构造变形的深部地球动力作用。本文综合利用上述三类资料,发现青藏高原晚第四纪—现今的运动状态受控于统一的应变场,地表与深部一致,现今与长期一致。最大剪切应变主要分布在高原周边的主要逆冲断裂带和内部的巨型活动走滑断裂带,产生众多的强震;收缩应变和地壳缩短主要发生在周边山系及其伴随的前陆盆地,形成逆冲断裂和逆冲型强震;面膨胀应变和地壳拉张发生在高海拔的青藏高原内部,形成近南北向正断层和北东/北西向共轭剪切断裂系,并控制着正断层型地震的发生;青藏高原的所谓“向东挤出”,不是刚性岩石圈地块在走滑断裂夹持下的向东滑移,而是高原内部岩石圈物质的向东流动和绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转。这种运动状态...     

祁连造山带构造演化与新生代变形历史

祁连造山带位于东特提斯北缘,蛇绿混杂岩带、(超)高压变质岩和弧岩浆岩等广泛发育,是前新生代华北克拉通与柴达木古地块之间多期次俯冲、碰撞和造山形成的复合造山带。现今的祁连山是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带,具有复杂的陆内变形构造和深部结构,记录了新生代高原生长过程中不同阶段的构造变形和盆-山演化历史。本文在区域地质研究资料的综合分析基础上,讨论祁连造山带元古宙变质基底属性、新元古代—古生代古海洋演化和中—新生代构造变形特征,探讨祁连(山)造山带的构造演化过程和陆内变形历史。祁连造山带发育新元古代早期和早古生代两期岩浆弧,分别代表了古祁连洋和(南、北)祁连洋的俯冲-碰撞事件;亲华北的基底属性指示了祁连洋实属陆缘海。新生代青藏高原东北缘发育两阶段构造变形和盆-山演化,在中新世完成了由新生代早期以逆冲断裂活动为主向走滑断裂和逆冲断裂共同作用的转变,随着东昆仑山的快速隆起将古近纪大盆地隔开成两个盆地,即现今的柴达木盆地和可可西里盆地。中新世中晚期以来,青藏高原东北缘的构造格局主要受控于东昆仑和海原两个近乎平行的大型转换挤压构造系统的发育、顺时针旋转和侧向生长。大型走滑断裂系统在造山带内的...     

准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂

古板块构造研究表明古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰（Altaids）造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处在斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂。地面地质调查、遥感卫星影像解译、大地电磁测深剖面和地震剖面构造解释资料综合研究表明,准噶尔西北缘边界断裂为达拉布特左行走滑断裂,西北缘逆冲推覆构造带为基底卷入的高角度逆冲断裂褶皱带; 在与逆冲带走向相垂直方向,发育有北西向横向走滑断裂,这些断裂为同一斜向挤压构造背景下形成的同期构造,形成时间约在晚二叠到侏罗纪之间。大地电磁测深和地震剖面解释表明,达拉布特走滑断裂控制了西北缘高角度逆冲断裂的分布与性质。西北缘二维和三维地震剖面解释表明,横向走滑断裂样式为正花状构造或者负花状构造,同时具有向南东或北西方向逆冲和拉伸的特征。横向走滑断裂为西北缘逆冲构造南北方向分段的主要断裂,并控制了西北缘中生代地层的沉积。西北缘构造是形成于主边界断裂的斜向挤压作用,而基底卷入逆冲断裂则属非纯挤压形成的逆冲构造。     

北山构造带南部上地壳二维初至波层析成像

花海盆地—北山构造带南部位于青藏高原东北缘以北地区,是特提斯洋和古亚洲洋两大构造域的交接部位,自新元古代晚期以来经历了多期次、多阶段的板块裂解-俯冲-碰撞-拼合的演化历史,尤其是中生代以来的逆冲推覆和走滑作用,以及受新生代以来印度板块和欧亚板块碰撞的远程效应影响,导致青藏高原东北缘的向北扩展,形成了现今复杂的地质地貌结构。其地壳结构记录了多期构造作用的叠加,上地壳结构更是促进我们理解青藏高原东北缘向外的扩展机制及其对周缘块体的改造作用的天然记录本。本文利用2018年中国地质科学院在北山构造带南部完成的180 km深反射地震剖面的初至波(Pg震相)数据,通过层析成像反演方法,获得了花海盆地—北山构造带4 km深度范围内的上地壳P波速度结构。其主要特征为:花海盆地、总口子盆地和扎格高脑盆地均表现为较低的速度和较小的垂向速度梯度;研究区内的晚古生代花岗岩体具有明显的高速异常和较大的垂向速度梯度特征;左行走滑的阿尔金断裂带在花海盆地内表现为向北倾的高角度走滑性质,深度至少切穿花海盆地基底;北山南缘断裂带的推测隐伏区呈现速度等值线下凹的低速异常特征。同时,反演揭示的多处低速异常区指示了北山构造带南部的多处断层发育情况。     

大别造山带南界襄樊—广济断裂带的演化规律与构造意义

自中三叠世扬子与华北板块发生碰撞—深俯冲作用以来,大别造山带南界上的襄樊—广济断裂带主要经历过两次变形事件: 1)早期变形事件发生在中三叠世末—晚三叠世初的造山带折返阶段,表现为造山带南边界上的韧性剪切带。这期北西—南东走向的剪切带向南西陡倾,发育北西—南东向的矿物拉伸线理,主要为右行走滑的运动性质,属于造山带斜向折返的侧边界走滑剪切带。造山带折返过程中将前陆褶断带北缘原先东西向褶皱改造为北西—南东走向。2)晚期变形事件发生在晚侏罗世,表现为脆性逆冲断层,使得前陆褶断带向北东逆冲在造山带南缘之上,同时在前陆上形成了一系列的逆冲断层。该断裂带的晚期逆冲活动与郯庐断裂带左行平移同时发生,代表了滨太平洋构造活动的开始。     

祁连造山带断裂构造体系、深部结构与构造演化

祁连造山带处在特提斯构造域的北缘,经历了早古生代原特提斯洋发育以来的构造演化,是青藏高原东北缘高原隆升与扩展的关键构造带。本文依据区域地质调查与构造地质填图,结合前人地球物理场资料,阐述了中国西北和祁连造山带断裂构造体系特征。通过超宽频大地电磁测深(MT)剖面数据采集处理,以及浅、中—深层电性剖面反演与构造解释,分析了祁连造山带全地壳深部结构特征与盆山耦合关系,揭示了原特提斯洋构造域北祁连洋板块向南和向北进行双向俯冲的化石俯冲带深部结构特征;俯冲消减的北祁连洋板块的宽度约在600 km以上。其中,北祁连洋向南在柴达木—祁连地块之下的俯冲作用角度较缓,俯冲带向南延伸的距离较远,其俯冲断离的板片可以达到现今柴达木盆地的北缘;北祁连洋向北的俯冲作用产状较陡,其俯冲断离的板片具有向南陡倾的产状倒转特征,可能与中生代以来、特别是印度—亚洲大陆碰撞的远程效应引起的挤压构造变形有关。大地电磁测深剖面的浅层反演与构造解释,验证了祁连山北缘断裂以北发育的榆木山逆冲推覆构造,榆木山构成飞来峰构造,将早白垩世酒泉盆地的一个分支掩盖在外来的逆冲推覆体之下;飞来峰之下具有油气勘查前景。根据早白垩世晚期普遍发育的伸展作用,限定榆木山逆冲推覆构造发育的时间在早白垩世早期,从而提供了青藏高原北缘早白垩世早期高原隆升与扩展的证据。综合前人资料和本研究成果,建立了祁连造山带自新元古代以来的构造演化概念模型。     

西秦岭北缘北西向断层特征和形成的构造机制及地质意义

西秦岭北缘构造带不仅发育一系列继承性多期活动或新生的近东西向断层,而且新生代地层中还发育与近东西向断层走向不一致且具有独特构造特征的北西向左旋走滑断层。这种北西向左旋走滑断层带不发育断层角砾岩、磨砾岩、碎粉岩、断层泥、摩擦镜面、擦痕线理、断层阶步等脆性断层中常见的构造现象,仅表现为地层旋转和剪切拉断形成的一定宽度的透镜化带,两条断层之间地层产状发生旋转形成了约1 km宽,平面上类似膝折构造几何形态地层扭折带。该北西向断层横切了渐新统—中新统地层,并被上新统砾岩覆盖和第四纪以来的近东西向左旋走滑断层斜切,指示了其形成于渐新世—中新世沉积地层形成之后,上新世砾岩沉积之前,即上新世早期。北西向断层带不发育脆性断层典型构造现象和断层左旋走滑作用在渐新统—中新统沉积地层中形成了类似膝折构造几何形态地层扭折带,说明其变形具有韧脆性过渡和缓慢剪切变形的特征,是西秦岭北缘一种新的断层类型。其形成机制为基底或中下地壳中大型左旋走滑韧性或韧脆性剪切带向上扩展延伸到上部沉积盖层中之结果,也就是说,新生代沉积盖层中这种北西向断层和地层扭折带是下部韧性剪切带的左旋走滑剪切在盖层中被动构造响应。这种基底或中下地壳北西向左旋韧性剪切带可能指示了上新世初期西秦岭北缘构造带深部韧性地壳物质向南东流变蠕动的构造标志,代表深部地壳缩短增厚向地壳韧性物质侧向扩展流动的转换过程。这种特殊的断层类型对理解青藏高原东北缘新生代构造变形体制转换和地壳隆升具有重要的科学意义。     

A traverse through the western Kunlun (Xinjiang,China): tentative geodynamic implications for the Paleozoic and Mesozoic

The northern part of the western Kunlun (southern margin of the Tarim basin) represents a Sinian rifted margin. To the south of this margin, the Sinian to Paleozoic Proto-Tethys Ocean formed. South-directed subduction of this ocean, beneath the continental southern Kunlun block during the Paleozoic, resulted in the collision between the northern and southern Kunlun blocks during the Devonian. The northern part of the Paleo-Tethys Ocean, located to the south of the southern Kunlun, was subducted to the north beneath the southern Kunlun during the Late Paleozoic to Early Mesozoic. This caused the formation of a subduction-accretion complex, including a sizeable accretionary wedge to the south of the southern Kunlun. A microcontinent (or oceanic plateau?), which we refer to as “Uygur terrane,” collided with the subduction complex during the Late Triassic. Both elements together represent the Kara-Kunlun. Final closure of the Paleo-Tethys Ocean took place during the Early Jurassic when the next southerly located continental block collided with the Kara-Kunlun area. From at least the Late Paleozoic to the Early Jurassic, the Tarim basin must be considered a back-arc region. The Kengxiwar lineament, which “connects” the Karakorum fault in the west and the Ruogiang-Xingxingxia/Altyn-Tagh fault zone in the east, shows signs of a polyphase strike-slip fault along which dextral and sinistral shearing occurred.     

多期走滑拉分盆地的沉积响应:以南海北部珠江口盆地为例

南海北部陆缘位于太平洋和新特提斯两大构造域之间,其形成与演化受到多期多向构造叠加作用,珠江口盆地是南海北部陆缘的重要构造单元.自新生代早期珠琼运动以来,由于太平洋板块向华南大陆俯冲在珠江口盆地形成两期强烈的走滑拉分作用,从而导致早期弥散状地堑与后两期拉分盆地的三层盆地叠合现象.本文在综合珠江口盆地的地质、构造物理和数值...     

西昆仑及邻区岩石圈结构构造演化——塔里木南—西昆仑多学科地学断面简要报道

通过深地震反射剖面,宽频天然深地震探测,广角折射、反射剖面,结合地表地质观察、岩石矿物和地球化学研究,以及弹性模拟计算等,对当前国际上流行的所谓高原北缘向南呈A型俯冲,南缘向北俯冲构成的青藏高原地壳加厚、隆升的“双俯冲”(two-sidedsubduction)模式提出质疑,认为高原北缘至少在西昆仑与塔里木(欧亚板块)之间不存在长距离的俯冲,在新生代以来的强劲挤压中,塔里木起到了一定的阻挡作用,在这里呈现南北向挤压应力场,因而青藏高原西北缘陆-陆碰撞造山、盆山的形成受到“南北双向挤压模式”所控制,也是造成青藏高原西北缘新生代期地壳加厚、隆升的重要动力因素     

华北板块南缘的变形分解:洛南-栾川断裂带与秦岭北缘强变形带研究

秦岭洛南-栾川断裂带具有左旋斜向俯冲的运动学特征,其产状一般为107°/N∠65°。华南板块的俯冲方向为80°,俯冲角度为42°;华南板块运动方向为42°,运动方向与华北板块南部边界的夹角为65°,汇聚角25°。秦岭北缘强变形带内褶皱枢纽延伸方向为290°,与洛南-栾川断裂带存在15°的夹角。逆冲断层走向与褶皱的枢纽方向基本一致,大多数断层与洛南-栾川断裂带有相同的运动学极性,性质为左行平移逆断层。平移正断层走向主要为NE SW,断层性质、展布方向、运动学特征与板块汇聚的应力作用方式吻合;片理、片麻理走向117°,与洛南-栾川断裂带走向夹角为10°。在垂直剪切带的剖面上,系统观察岩石变形特征,测量面理产状,进行岩石有限应变测量,岩石非共轴递进变形分析结果表明:秦岭北缘强变形带内由南向北面理走向与剪切带走向的夹角逐渐增大,岩石剪应变量依次递减,造山带变形具有“三斜对称”特点。     

东昆仑印支期区域构造背影的花岗岩记录

研究表明：东昆仑未见早三叠世花岗岩出露;中三叠世花岗岩仅见于昆中区;晚三民花岗岩在昆北区１昆中区和昆南区广为分布。昆中区花岗岩（Ⅰ型）形成于昆南板片向北俯冲的碰撞造山阶段;其Ｓ型、Ａ型花岗岩的产出,是陆内俯冲作用的结果。昆北区出露的Ⅰ型、Ｓ型、Ａ型花岗岩,形成于昆中板片,在晚三叠世沿昆中断开明发生的陆内俯冲。Ａ型花岗岩的产出表明进入造山后阶段。因此,早、中三叠世昆南板片没昆南缝合带向北造山俯冲,Ａ     

Structural evolution and strike-slip tectonics off north-western Sumatra

Based on new multi-channel seismic data, swath bathymetry, and sediment echosounder data we present a model for the interaction between strike-slip faulting and forearc basin evolution off north-western Sumatra between 2°N and 7°N. We examined seismic sequences and sea floor morphology of the Simeulue- and Aceh forearc basins and the adjacent outer arc high. We found that strike-slip faulting has controlled the forearc basin evolution since the Late Miocene. The Mentawai Fault Zone extends up to the north of Simeulue Island and was most probably connected farther northwards to the Sumatran Fault Zone until the end of the Miocene. Since then, this northern branch jumped westwards, initiating the West Andaman Fault in the Aceh area. The connection to the Mentawai Fault Zone is a left-hand step-over. In this transpressional setting the Tuba Ridge developed. We found a right-lateral strike-slip fault running from the conjunction of the West Andaman Fault and the Tuba Ridge in SSW-direction crossing the outer arc high. As a result, extrusion formed a marginal basin north of Simeulue Island which is tilted eastwards by uplift along a thrust fault in the west. The shift of strike-slip movement in the Aceh segment is accompanied by a relocation of the depocenter of the Aceh Basin to the northwest, forming one major Neogene unconformity. The Simeulue Basin bears two major Neogene unconformities, documenting that differences in subsidence evolution along the northern Sumatran margin are linked to both forearc-evolution related to subduction processes and to deformation along major strike-slip faults.