黔南地区古生代正断层对构造特征的制约

黔南地区发育东西向的古生代正断层以及南北向的中、新生代逆冲断层和褶皱。通过对地层、褶皱和断层的平面展布、野外地质调查以及地震剖面的解释,结合雪峰隆起的逆冲推覆特征,研究黔南地区古生代正断层对构造特征的制约作用。研究结果表明东西向的古生代正断层在中、新生代的构造变形过程中起构造转换带的作用。通过建立区内构造转换带的几何学模型,对地震线上的构造变形特征进行了解释。在构造转换带（正断层）附近,断层上盘逆冲推覆不明显;在远离断层处,逆冲断层和与断层相关的褶皱发育。随着距离断层面越来越远,构造转换带（正断层）下盘地层的逆冲推覆特征逐渐消失。     

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。     

燕山板内造山带中部“承德逆冲构造”的褶皱相关断裂构造模型

燕山板内造山带中部承德盆地复杂的中生代褶皱及逆冲断裂构造,曾被解释为土城子组沉积之后大型逆冲推覆构造(位移量大于40～45km)又经褶皱变形的结果。近年来,土城子组沉积相和物源区分析、中新元古界沉积古地理研究以及相关构造变形研究结果等,对这一变形大型逆冲构造模型提出了多方位质疑。但已有研究并未提出新的构造模型来解释这一复杂构造区域中生代构造变形样式和形成机制。文中通过对承德盆地区域主体构造——承德向斜、向斜两翼逆冲构造变形几何学与运动学特征、向斜转折端附近构造变形与断裂发育状况进行详细野外调查及对关键地质体同位素地质年代进行测试,发现承德向斜两翼逆冲断层为分别向向斜核部以外区域逆冲的独立逆冲断层,逆冲断层活动与承德向斜变形是在统一的收缩变形体制下准同时形成的。它们形成于土城子组之后、张家口组火山活动之前,即距今约139～136 Ma。据此提出了"承德逆冲构造"的背离向斜逆冲构造模型。这一模型合理地解释了燕山中部承德盆地区域中生代构造变形和相应的盆地充填特征,同时表明,燕山板内造山带并不存在碰撞造山带前陆褶皱逆冲带中常见的大型薄皮逆冲构造样式。这一研究结果展示了褶皱相关断裂构造模型在研究和揭示收缩构造变形区域大尺度褶皱与断裂构造相互关系及准确重建区域构造演化过程方面的重要意义。     

日本南海海槽俯冲增生楔前缘的构造变形特征

对增生楔不同压力—温度条件下的构造变形、流体活动、沉积特征、岩石物性和化学组成等多方面的直接观测,可以帮助分析俯冲带地震的蕴育和发生的环境与机理。通过参加IODP的日本南海海槽发震带研究项目(NanTroSEIZE)第一阶段316航次所收集到的大量第一手数据和资料,分别在4个站位上(C0004,C0006,C0007,C0008)对日本南海海槽增生楔前缘岩芯尺度上的构造变形进行了详细分析,并且讨论了岩芯尺度上的构造变形与增生楔中大尺度的非序列分支逆冲断层和前缘逆冲断层的构造变形之间的关系。发现逆冲变形不是只在大尺度的逆冲断层面上进行,而是弥散分布在主逆冲断层面、次级逆冲断层面以及断层面之间的更小的尺度上。小尺度构造的倾向与大尺度断层的倾向有较好的一致性,表明它们是在相同的应力场下所形成的。在增生楔浅部高角度的正断层比较发育,显示张性应力场特征,同时所获得的岩芯尺度上的地层倾角较大并倾向与反射地震以及区域地质分析结果非常吻合,而在深部,特别是在大尺度逆冲断层发育带附近,各种类型的断层、滑移变形带、节理等非常普遍,同时层理与劈理的产状的复杂变化更多地受控于复杂的逆冲断层带的作用。     

宁夏中部牛首山地区构造特征及其地质意义

宁夏中部牛首山地区的古生代地层发育了许多具有逆冲构造特征的的变形构造,断层相关褶皱非常发育。通过分析这些构造及其相互关系,恢复了该地区中奥陶统米钵山组的变形过程,表明该套地层经历了(1)岩层受到水平挤压,顺层缩短阶段,(2)褶皱变形阶段,(3)逆冲变形阶段等三个阶段;这些构造是逆冲推覆构造发育不同阶段的产物。牛首山以及宁夏南部的大、小罗山是古逆冲构造带的前缘部分,宁夏中南部地区在中奥陶世至泥盆纪是作为北祁连造山带北侧的弧后前陆盆地靠大陆一侧而存在随着该弧后盆地的关闭,牛首山前缘构造带形成。而现今的牛首山以及宁夏中南部的奥陶系很可能都是无根的。     

库车新生代构造性质和变形时间

库车构造位于南天山古生代碰撞造山带之南,为塔里木盆地最北的一个构造带。它自北而南可分为边缘逆冲（ 隐伏构造楔） 、斯的克背斜带、北部线性背斜带、拜城盆地、南部背斜带。每个背斜带又包含有若干逆冲断层相关褶皱,它们是断层转折褶皱、断层传播褶皱、滑脱褶皱、断层传播 滑脱混生褶皱、双重逆冲构造、突发构造、三角带构造。底部逆冲断层向南变浅,堆叠逆冲岩席向南变薄,总体上形成一个向南的逆冲构造楔。逆冲断层在斯的克背斜带侵位最早（２５ Ｍａ） ,在北部线性背斜带为１６９ Ｍａ,拜城盆地中的大宛其背斜为３６ Ｍａ,南部背斜带为５３ Ｍａ（ 北部） 和１８ Ｍａ（ 南部） ,变形作用向南变新。库车构造是印 藏板块碰撞的内陆构造响应,是二叠纪前陆盆地复活而成的再生前陆盆地变形带     

南天山褶皱冲断带西段变形空间差异性及控制因素

新生代早期印度板块与欧亚板块持续碰撞汇聚导致欧亚板块内部发生大规模的陆内变形,天山造山带再次隆升,并向塔里木盆地大规模逆掩推覆,形成了现今南天山褶皱冲断带,其变形表现出明显的空间差异性。本文以南天山褶皱冲断带西段为研究对象,通过对不同构造带的地震剖面解释、运用平衡剖面技术恢复出各演化阶段发育过程并计算出相应的变形量,分析本区构造带的空间差异性及其控制因素。通过分析认为南天山褶皱冲断带西段可以进一步划分为巴什布拉克构造段,乌恰-阿图什-喀什构造段和柯坪西缘构造段。其中,巴什布拉克构造段变形特征主要呈一系列对冲构造和背驮盆地样式。乌恰-阿图什-喀什构造段变形特征表现为深、浅两个层次:深部发育堆垛构造和构造楔,浅部发育断层传播褶皱和逆冲断层改造的褶皱带。柯坪西缘构造段变形更加强烈,也表现为深、浅两个层次:深部发育堆垛构造,堆垛程度更大,浅部也发育断层传播褶皱和逆冲断层改造的褶皱带以及反冲断层系。结合该研究区的地质概况进一步分析,本文认为南天山褶皱冲断带西段构造变形的差异性可能与新生代以来帕米尔块体向北推进、塔拉斯-费尔干纳右行走滑断裂的活动、先存断裂的活化与韧性滑脱层的影响有关。     

新疆北部哈拉阿拉特山走滑-冲断复合构造特征与油气勘探方向

位于准噶尔盆地西北缘前陆冲断带北段的哈拉阿拉特山,以往认为是一个典型的逆冲推覆构造带。笔者通过野外地质调查和对地震与大地电磁测深(MT)资料的综合解释研究,发现该区总体表现出走滑—冲断复合构造特征。其形成受控于达尔布特断裂在不同时期不同性质的活动,主要经历了两个阶段:二叠-三叠纪是以逆冲推覆为主兼具走滑的斜向冲断,形成该区以逆冲推覆构造为主要特征的走滑—冲断构造;侏罗纪以来主要以左行压扭走滑变形为主,沿达尔布特断裂变形强烈,形成花状构造,并在一定程度上改造了前期形成的逆冲推覆构造,但强度较弱。因此,目前在哈拉阿拉特山地区所见到的构造现象实际上是二叠纪至三叠纪斜向冲断和侏罗纪以来的压扭走滑两期构造变形的叠加样式,总体构成走滑—冲断复合构造。这一地质构造模型的建立对地震解释具有指导作用,同时指出逆冲推覆构造下盘的隐伏背斜未经后期走滑改造,是油气勘探的重要方向。     

新疆青河玛因鄂博构造杂岩带变形特征

青河县东南部的玛因鄂博构造杂岩带具逆冲推覆和右行走滑剪切双重构造变形性质,与额尔齐斯构造杂岩带同属于一个构造带;构造变形强烈而复杂,构造杂岩带的几何学特征、岩石学变形特征和变形运动学特征表明,玛因鄂博构造带俯冲一增生楔体的拼合,总体呈现为迭瓦式逆冲一推覆构造模式,基本反映了西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块晚古生代碰撞造山作用过程。     

塔里木盆地西北缘柯坪逆冲构造带与巴楚隆起的叠加关系

塔里木盆地西北缘柯坪逆冲带是天山和塔里木盆地在新生代盆山耦合作用下形成的构造变形区，为印度板块和 欧亚板块碰撞所影响的最明显地区之一。柯坪逆冲带逆冲方向是从天山向塔里木盆地内逆冲，构造变形样式是以寒武系蒸发岩层为滑动拆离面的薄皮构造，也有卷入前寒武系－元古界结晶基底的逆冲推覆构造，以及北西向走滑断层。以皮羌断层和印干断层为界，根据构造样式的差异，柯坪逆冲带可分为3个构造区，即西克尔区、柯坪区和阿克苏区。西克尔区逆冲推覆构造卷入地层厚度大，基底拆离面深度为7－8km；柯坪区逆冲推覆构造卷入地层厚度小，基底拆离面深度为5－6km；阿克苏区则为卷入前寒武系结晶基底的逆冲推覆构造。这些构造样式的差异是由于北西向的巴楚隆起对近北东走向的柯坪逆冲构造带叠加的结果，尤其巴楚隆起的南界－－皮羌高角度逆冲断层与柯坪逆冲带发育的皮羌左旋走滑断层，以及巴楚隆起的北界－－印干逆冲断层与柯坪逆冲带发育的印干右旋走滑断层对柯坪冲构造带的叠加最为明显。     

An evaluation of models for the kinematic evolution of thrust and fold belts: structural analysis of a transverse fault zone in the Front Ranges of the Canadian Rockies north of Banff,Alberta

The prevailing ‘piggyback’ conceptual model for the kinematics of ‘thin-skinned’ thrust and fold belts maintains that the main faults develop sequentially from the hinterland to the foreland, and from the top to the bottom of the accretionary wedge. Moreover, it presumes that when younger thrust faults originate, overlying older thrust faults become inactive and are carried forward passively. This appears to contradict the prevailing mechanical model for the evolution of ‘thin-skinned’ thrust and fold belts, the critical Coulomb wedge model, which requires that lateral growth of the wedge must be accompanied by vertical thickening of the wedge. Crosscutting relationships along a transverse fault zone in the Front Ranges of the Canadian Rockies north of Banff, Alberta, and patterns of overprinting of thrust-related folding on pre-existing thrust sheets, demonstrate substantial overlap in the times of displacement on four major thrust faults in this part of the Front Ranges. The presumption that displacement on one major thrust fault ends when displacement on a younger underlying thrust begins is a fallacy. There is no contradiction between the ‘piggyback’ conceptual kinematic model and the critical Coulomb wedge mechanical model for the evolution of ‘thin-skinned’ foreland thrust and fold belts. The main faults do originate sequentially from the hinterland to the foreland, and from the top to the bottom of the evolving wedge; but displacement occurs simultaneously on several major faults.     

天山南北缘前陆冲断构造对比研究及其油气藏形成的构造控制因素分析

天山南北缘分别发育了库车前陆冲断带和乌鲁木齐前陆冲断带,南缘前陆冲断带发育4排褶皱冲断构造,北缘前陆冲断带发育3排褶皱冲断构造。天山南北缘前陆冲断构造形成时间的对比研究表明,南缘第一排构造带起始时间为23.3Ma,构造形变从山前由北向南依次展开;北缘第一排构造带的形成时限为10~8Ma,构造形变从山前开始由南向北依次展开。平衡剖面研究表明,天山南北缘地壳缩短率也存在明显差异,南缘前陆冲断带地壳缩短率为31%~59%,北缘前陆冲断带地壳缩短率为15.13%~23.74%,南缘构造缩短量要大于北缘,这种差异正是印度板块和欧亚板块碰撞的远距离构造效应从南向北传播造成的,也真实反映了天山的陆内造山过程。目前天山南缘前陆变形构造中已经发现几个规模较大的油气田,北缘虽有多处油气显示和油气田的发现,但数量和规模均较南缘少和小。天山南北缘生储盖等石油地质条件基本相似,大型油气藏形成的差异可能主要是由天山南北缘前陆冲断带启动时间的不同造成的。     

造山带逆冲推覆构造研究的主要新进展

造山带逆冲推覆构造研究是造山带研究中最为重要的课题之一。造山带外带即前陆褶皱冲断带(主要发育盖层冲断推覆体,一般遵循薄皮构造变形规则)与造山带内带(主要是基底褶皱推覆体,呈现厚皮构造变形规律)结晶逆冲推覆构造的几何学、运动学特征存在较大差异,二者形成机制也不相同,但其间仍有紧密的联系。近20年来造山带逆冲推覆构造研究的主要新进展为:①前陆褶皱冲断带逆冲断层及其相关褶皱的几何学特征分析已趋定量化,对其组合类型与演化时序有了更全面的认识,且对前陆褶皱冲断带的发展演化模式取得了新的共识,即遵循临界库仑楔模式;②平衡剖面技术在前陆褶皱冲断带的应用已从二维平衡与复原演进到三维平衡与复原,且日渐计算机化;③对造山带内带结晶基底逆冲推覆构造的主要类型(C型与F型逆冲岩席)及其特征已有较深的理解;④对前陆褶皱冲断带与结晶基底逆冲构造的相互关系及其形成演化模式有了新认识。目前造山带逆冲推覆构造研究过程中存在的主要问题为:①造山带内带结晶逆冲推覆构造的研究比较薄弱;②造山带晚期走滑构造及伸展构造的叠加与改造使得造山带内结晶逆冲推覆构造更为复杂化,致使其研究难度加大;③全面、精细的造山带深部地球物理资料较缺乏;④造山带内结晶逆冲岩席变形变质历史与超高压变质岩的形成机制及折返过程之间的关系尚未揭示清楚。在今后研究过程中应加强对上述问题的深入研究。     

前陆褶皱冲断带厚皮缩短盐构造运动的物理模拟

尺度物理实验用干石英砂和聚合硅树脂为实验材料,模拟了前陆褶皱冲断带厚皮缩短盐构造,并与薄皮缩短盐构造及无盐层的褶皱冲断带构造模型进行了对比。实验表明,由于塑性盐层的存在,厚皮缩短盐构造呈3层式结构模式。盐上层主要形成敞开褶皱、箱状褶皱、前冲和背冲断层以及冲垒构造,盐下层形成逆冲断层及冲垒构造,断层通常都终止于盐层中。尽管盐层局部变薄或增厚,但不形成刺穿型盐构造。褶皱冲断带不具构造指向特征,其楔形库仑锥剖面呈平台与斜坡两段式形态。模型对比表明,厚皮缩短与薄皮缩短所产生的盐上层构造形态相似,不易区分;但二者的库仑锥剖面有所不同。厚皮前陆褶皱冲断盐构造与无盐层的褶皱冲断构造无论是其几何形态、还是库仑锥剖面都有极大的差别,极易区分：实验结果对解释前陆褶皱冲断构造和寻找盐下油气圈闭都有着重要的指导意义。     

天山南北缘前陆冲断构造对比研究及其油气藏形成的构造控制因素分析

天山南北缘分别发育了库车前陆冲断带和乌鲁木齐前陆冲断带,南缘前陆冲断带发育4排褶皱冲断构造,北缘前陆冲断带发育3排褶皱冲断构造。天山南北缘前陆冲断构造形成时间的对比研究表明,南缘第一排构造带起始时间为23.3Ma,构造形变从山前由北向南依次展开;北缘第一排构造带的形成时限为10~8Ma,构造形变从山前开始由南向北依次展开。平衡剖面研究表明,天山南北缘地壳缩短率也存在明显差异,南缘前陆冲断带地壳缩短率为31%~59%,北缘前陆冲断带地壳缩短率为15.13%~23.74%,南缘构造缩短量要大于北缘,这种差异正是印度板块和欧亚板块碰撞的远距离构造效应从南向北传播造成的,也真实反映了天山的陆内造山过程。目前天山南缘前陆变形构造中已经发现几个规模较大的油气田,北缘虽有多处油气显示和油气田的发现,但数量和规模均较南缘少和小。天山南北缘生储盖等石油地质条件基本相似,大型油气藏形成的差异可能主要是由天山南北缘前陆冲断带启动时间的不同造成的。     

Effect of Rheology and Thickness Variation of Basal Detachment on Fold-and-Thrust Belts: Numerical SimulationEI北大核心CSCD

Detachment is the prime factor affecting the fold-and-thrust belts. In order to investigate the effect of rheology and thickness variation of basal detachment on fold-and-thrust belts, numerical simulations are carried out by using two dimensional plane strain mechanical models with elastoplastic or viscoelastoplastic material behavior solved with the finite difference software FLAC. Universal mudstone detachment has frictional property. Such fold-and-thrust belts are simulated with elastoplastic constitutive model. In contrast, salt detachment has creep property, so viscoelastoplastic constitutive models are employed for these fold-and-thrust belts. The results show that rheology and thickness of basal detachment influence the fold-and-thrust belts greatly. When the detachment is mudstone, the typical structural style of imbricate fan will develop, also the propagating forward piggy-back thrust sequence; however, when the detachment is salt, structural style will show Jura-type consisted of a series of anticlines and synclines, and out-of-sequence thrusts will appear. Varieties of thickness of basal mudstone detachment will change eventual surface slope of the fold-and-thrust belts, but have little effect on the structural styles and thrust sequence. For salt detachment, the effect is significant, no matter where the thickest detachment distributes, most strongly deformation and the highest surface will be located there. Thickening of salt detachment combined with slight thinning of overburden strata from hinterland to foreland will result in uncommon structural style and thrust sequence: back thrusts and backward propagating. These differences are mainly due to the much smaller shear strength of salt than that of mudstone. © 2017, Science Press. All right reserved.     

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带变形特征及成因机制模拟

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带发育于北天山和博格达山北侧的准噶尔盆地南部的山前地区,构造变形具有明显的横向分带、纵向分段、垂向分层特征,其主控因素在于挤压应力的作用方式和滑脱层的空间分布规律。西段受北天山斜向挤压应力作用影响,发育北西西向四排雁列式褶皱-冲断带,构造变形样式为基底卷入式厚皮构造和盖层滑脱式薄皮构造,变形过程受侏罗系煤层和白垩系、古近系高塑性泥岩层等多滑脱层控制。滑脱层及其上覆岩层厚度决定变形的强度和应力向前传递的远近程度,厚度越大,褶皱变形强度越大。东段受博格达山正向楔冲挤压应力作用影响,发育近东西向向北凸出的弧形基底卷入式褶皱-冲断带,滑脱构造不发育。根据构造变形特征和相似理论,利用沙箱模拟实验分别对正向挤压和15°、30°、45°等斜向挤压平面变形进行了模拟,结果表明正向挤压和15°斜向挤压是形成东段和西段变形特征的主控应力条件,并设计了斜向和正向挤压组合边界平面模拟实验进行了验证,合理地解释了东、西段构造变形的差异。利用双滑脱层剖面模型实验对西段四排褶皱-冲断带的演化过程进行了模拟再现。     

前陆冲断带非对称性变形与逆冲断层运动学指向

前陆冲断带冲断层的冲断方向一直没有得到理论解释.文中基于库伦断裂理论和造山带前陆冲断带变形的非对称性,分析了前冲断层和反冲断层的成因.变形初期将会出现两组共轭势断裂面,随后在变形非对称引起的准静力平衡条件下,两组势断裂面中所需作用力小的那组断裂面将更容易发育成冲断层,断层滑动所需作用力包括克服滑脱面摩擦力和断层面摩擦力...     

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。     

底部滑脱层流变性和厚度变化对褶皱冲断带影响的数值模拟

滑脱层是影响褶皱冲断带的第一因素。为了探讨底部滑脱层流变性和厚度变化对褶皱冲断带的影响,本文通过二维有限差分软件FLAC开展了数值模拟研究。常见的泥岩滑脱层具摩擦性质,此类冲断带采用弹塑性模型;而盐岩滑脱层具蠕变性质,此类冲断带则采用黏弹塑性模型。结果表明,底部滑脱层流变性以及厚度对冲断带的变形影响很大。当滑脱层为泥岩时,发育典型的叠瓦状构造样式,变形序列为背驮式向前扩展的有序序列。而当滑脱层为盐岩时,发育背、向斜相间排列的侏罗山式构造样式,并以无序序列演化。底部滑脱层厚度的变化,对泥岩滑脱层的冲断带而言,主要改变其表面坡角,对构造样式和演化序列影响不大;但对盐岩滑脱层的冲断带影响很大,不管滑脱层最厚的地方分布在后陆还是前陆,变形都会最强烈,地表凸起最高。从后陆向前陆加厚的盐岩滑脱层结合由后陆向前陆略为减薄的上覆地层可产生罕见的后冲、后展式演化序列。这些变形的差异主要是由于盐岩比泥岩具有小得多的剪切强度所致。