柴达木盆地北缘晚中生代—新生代构造应力场——来自构造节理分析的证据

柴达木盆地的构造演化,尤其是中、新生代的构造演化历史及其影响程度一直存在争议。在冷湖0号、冷湖4号、鄂博梁、结绿素等剖面开展了野外构造节理测量,应用地层恢复技术,分析了柴北缘晚中生代—新生代构造应力场的演化过程。结果表明：晚侏罗世之后,柴北缘主要受东西方向的挤压,这与区域上的研究结果一致;早白垩世北西—南东向的挤压应力可能再次影响了侏罗系;晚白垩世受南北挤压应力的影响,地层隆升遭受剥蚀;始新世下干柴沟期至上新世狮子沟期,柴北缘处于弱活动时期,接受稳定沉积;上新统狮子沟组沉积之后,由于阿尔金山的隆升,盆地北缘主体受北西—南东向应力的影响,涉及地层包括上干柴沟组、下油砂山组和上油砂山组;早、中更新世七个泉期之后,受南北向构造应力场的强烈影响,在狮子沟组、上油砂山组和下油砂山组中都有其分量,较老地层的地表露头中也有记录,这期构造运动对柴北缘油气运聚具有破坏和二次成藏的作用。因此,围绕柴北缘其他地质剖面开展更进一步的构造节理测量和分析工作,对油气资源勘探具有指导意义。     

柴达木盆地北缘晚中生代—新生代构造应力场——来自构造节理分析的证据

柴达木盆地的构造演化,尤其是中、新生代的构造演化历史及其影响程度一直存在争议。在冷湖0号、冷湖4号、鄂博梁、结绿素等剖面开展了野外构造节理测量,应用地层恢复技术,分析了柴北缘晚中生代—新生代构造应力场的演化过程。结果表明：晚侏罗世之后,柴北缘主要受东西方向的挤压,这与区域上的研究结果一致;早白垩世北西—南东向的挤压应力可能再次影响了侏罗系;晚白垩世受南北挤压应力的影响,地层隆升遭受剥蚀;始新世下干柴沟期至上新世狮子沟期,柴北缘处于弱活动时期,接受稳定沉积;上新统狮子沟组沉积之后,由于阿尔金山的隆升,盆地北缘主体受北西—南东向应力的影响,涉及地层包括上干柴沟组、下油砂山组和上油砂山组;早、中更新世七个泉期之后,受南北向构造应力场的强烈影响,在狮子沟组、上油砂山组和下油砂山组中都有其分量,较老地层的地表露头中也有记录,这期构造运动对柴北缘油气运聚具有破坏和二次成藏的作用。因此,围绕柴北缘其他地质剖面开展更进一步的构造节理测量和分析工作,对油气资源勘探具有指导意义。     

西秦岭晚中生代-新生代构造层划分及其构造演化过程

从西秦岭晚中生代-新生代红层沉积的岩石组合、空间分布和构造变形特征分析,西秦岭晚中生代-新生代红层沉积可以分为三个构造层,分别对应于三个构造演化阶段.1)晚侏罗世-早白垩世构造层:该构造层以深紫红色、灰色砾岩、砂岩为主,并含有特征性的黑色页岩和煤层为特征;构造变形以北东东向褶皱和断裂构造变形为特征,反映了早白垩世末期(燕山运动)的构造变形动力学为北西-南东向地壳挤压收缩,可能与扬子板块与华北板块陆内斜向汇聚有关.2)晚白垩世一古近纪构造层:该构造层以砖红色、紫红色砾岩、砂岩、页岩为主,间夹有灰色、灰黄色、灰绿色泥岩和页岩层.具有不连续面状分布的特征,指示了其沉积时地壳的广泛拉伸的构造背景;古近纪末期的构造变形以与现今北西向构造线一致的宽缓褶皱和断裂构造变形为特征,可能指示了新生代初印度板块和亚洲板块碰撞的构造动力作用第一次远程构造响应.3)新近纪构造层:该构造层以近水平的产状、典型的细碎屑沉积为主要特征,特别是红粘层、淡水碳酸盐层的存在以及含有的三趾马化石特征,空间上与主夷平面的密切联系指示了新近纪早期经历一个夷平剥蚀期,这一阶段地壳构造稳定,变形以块断作用为主.西秦岭在经历了上述三个阶段构造演化过程后,开始进入了第四纪以来以块体变形和快速隆升的构造阶段,这与印度板块与亚洲板块的持续汇聚导致的周缘山系的崛起和变形相一致.     

阿尔金断裂对柴达木盆地西南地区的影响——来自构造节理分析的证据

阿尔金断裂在100～85 Ma、40～25 Ma、10～8 Ma具有多期活动的特征。通过对柴达木盆地西南地区中-新生代地层中构造节理数据的采集、层面校正和综合分析,认为阿尔金断裂多期活动在柴达木盆地西南地区的表征存在差异：即晚白垩世断裂走滑活动对该地区的影响范围较窄,限于阿尔金山前附近;始新世上干柴沟组、中新世下油砂山组沉积之后,阿尔金断裂2期明显的走滑逆冲活动影响范围逐渐增大,可分别达到干柴沟、油砂山一带。这可能与南部青藏高原的多期推覆逆冲导致阿尔金断裂被动活化有关。因此,盆地西南地区油气勘探过程中阿尔金断裂3期走滑逆冲活动的影响值得重视。     

柴达木盆地新生代构造样式的演化特点

本文将柴达木盆地新生代构造样式的演化归纳为６种序列和两个主要阶段,即冲断构造→生背斜→反冲断层→断层背斜序列、生长背斜→反冲断层＋断层疹斜序列、生长背斜→纵弯背斜序列、生长断层→滑脱褶皱序列、水平岩层→纵弯背斜序列。构造样式的演化具有明显的地区性特点,盆地南北两侧具似性,而盆地中央呈东西差异。两个阶段是喜马拉雅早中期的压缩构造样式发育阶段和晚期的强烈压缩构造样式发育阶段。控制柴达木盆地构造样式规律     

柴达木盆地北缘晚海西—印支期古构造应力分析

为了更好认识柴北缘晚海西—印支期古构造应力特征与演化过程,在天峻快日玛乡、城墙沟、石灰沟等地区详细野外观测的基础上,利用地层恢复和古构造应力反演技术对柴北缘及邻区石炭系—新生界构造观测数据进行分析。结果表明晚二叠世—中三叠世,柴北缘在南—北向挤压作用下向北俯冲碰撞,盆地内部上二叠—中三叠统缺失。晚三叠世开始,西秦岭斜向碰撞柴达木盆地,柴北缘进入造山阶段,所受挤压作用方向转变为北西—南东向,盆地内大范围缺失上三叠统。晚海西—印支期柴北缘内部二叠纪—三叠纪地层大面积剥蚀加之该期强烈挤压作用造成尕海南山石炭系与白垩系、旺尕秀煤矿石炭系与侏罗系之间的角度不整合,意味着下伏石炭系可能遭受强烈破坏。     

柴达木盆地北缘地区新生代构造特征及变形规律

柴达木盆地北缘地区的新生代构造主要为一系列断层转折褶皱、断层传播褶皱。在邻近祁连山山前的北东背斜带中主要发育规模相对较小、隆升幅度较低的断层传播褶皱和与之相伴产出的突破断层,开始形成于古新世上新世早期;中部背斜带中发育的构造主要为断层转折褶皱和少量断层传播褶皱,开始形成于中新世上新世中期;远离山前的南西背斜带主要发育断层转折褶皱和少量滑脱褶皱,开始于上新世晚期更新世。研究区的台阶状逆断层及其相关褶皱是由祁连山山前向盆地按照一定的序次、以背驮式渐次扩展的,这个扩展过程自古新世一直持续到现在。     

柴达木盆地新生代不同层次构造特征

应用柴达木盆地地震、非地震资料进行综合解释研究发现,新生代盆地深、浅层构造存在较大差异,盆地沉积在不同时期受到不同构造格局的控制。古近系受近东西向构造控制,新近系受北西向构造控制,显示了柴达木盆地新生代为不同时期受不同方向构造控制的大型叠合盆地。盆地地层深、浅层构造变形特征不同,深层表现为陡倾的逆冲断裂构造,以断块构造为主要特征;中浅层表现为滑脱褶皱与滑脱断裂构造;地表在背斜核部发育斜列展布的正断层构造。盆地经历了多旋回沉积和多方式的后期改造,不同的构造组合形成了不同的储油气构造模式,认识这一点对于盆地深层的油气勘探,特别是寻找隐蔽油气藏具有重要意义。     

柴北缘东段构造应力场数值模拟及构造演化模式探讨

为了明确柴北缘东段晚古生代至中生代的构造演化历史,探讨石炭系—侏罗系地层缺失的原因,本文应用有限单元 法 模 拟 了 柴 北 缘 东 段 印 支 期 ( 三 叠 纪 )、 燕 山 早 期 ( 侏 罗 纪 )、 燕 山 晚 期 ( 白 垩 纪 ) 的 构 造 应 力 场 , 分 析 了 该 区 不 同 时 期 的 主应力与剪应力分布特征。根据库仑及格里菲斯岩石破裂准则预测了古构造的存在并探讨了地层缺失的原因。研究结果表 明:三叠纪,柴北缘东段在印支期不均匀分布的最大主应力与右旋剪应力共同作用下,发育两排近东西走向的背斜凸起, 造成石炭系—二叠系在各地区遭受不同程度的剥蚀;侏罗纪,在燕山早期拉张应力场作用下,由早—中侏罗世的断陷盆地 逐渐演化为晚侏罗世的坳陷盆地,欧南地区为继承性隆起区未接受沉积;白垩纪,受晚期燕山运动影响,应力场逐渐由拉 张转变为挤压,构造反转,逆冲断裂复活,绿梁山、锡铁山、埃姆尼克山、欧隆布鲁克山等主要山体隆升,遭受剥蚀,柴 北缘东段中生代盆地演化终止。     

晚中生代—新生代构造体制转换与鄂尔多斯盆地改造

鄂尔多斯盆地是叠加在华北古生代克拉通台地之上的中生代大型陆内盆地。晚中生代—新生代是鄂尔多斯盆地重要的改造阶段,区域构造体制经历了重大转换,在盆地周缘形成不同方向和不同样式的构造带。其中发生在中、晚侏罗世时期的燕山运动主幕,对鄂尔多斯盆地的定型和发展具有划时代意义,这期构造变动导致鄂尔多斯盆地周缘挤压逆冲构造带的形成。早白垩世时期,对区域构造应力体制转换的响应,鄂尔多斯盆地处于弱引张构造环境,引张构造变形主要集中在盆地西南缘地带,六盘山古地堑发育。新生代时期,构造变形主要发生在鄂尔多斯盆地周缘,形成一系列地堑盆地。晚中新世或上新世以来的新构造运动时期,受到青藏高原快速隆升和向东构造挤出作用的影响,鄂尔多斯盆地西南缘六盘山褶皱带快速崛起,而在盆地的其他周边地带则发生引张变形和地块差异性升降。最后,笔者论述了不同构造应力体制下盆地的改造作用,讨论了鄂尔多斯盆地研究中的一些基础地质构造问题。     

柴达木盆地北缘煤田构造特征的遥感解译

柴达木盆地北缘地区构造复杂,特征明显。在经过增强处理的ETM卫星遥感图像上,通过详细分析构造判别标志,对研究区线性构造进行解译,并对解译结果进行分区统计分析。线性构造走向玫瑰花图统计表明,构造走向在东、中、西部构造分区内呈现明显的规律性：西部地区断层发育较为复杂,中部地区断裂发育中等,东部地区断层发育比较单一,呈现过渡带性质。构造密度等值线图显示,线性构造总体展布呈北西—南东向,与区域主干构造线方向一致,等值线图清楚的展示出断层发育的“南北分带、东西分块”的特征。     

柴达木盆地北缘晚白垩世古构造活动的特征研究

柴达木盆地北缘晚白垩世构造活动控制了现今中生代残余层序的分布。在分析中生代地层分布特征的基础上,通过对红山凹陷下白垩统的地层尖灭关系讨论、马海凸起中生代地层的剥蚀厚度变化分析和苏干湖凹陷晚白垩世形成的古断裂带结构研究,提出柴达木盆地北缘晚白垩世古构造活动形成了北西走向的构造带,古构造以断块差异隆升为特点。现今新生代层序和下伏层序的复杂接触关系主要是由该期构造运动决定的。     

大巴山晚中生代陆内造山构造应力场

位于中上扬子板块北缘的大巴山造山带, 平面上表现为大尺度向南西显著突出的弧形带, 无论在变形样式和形成时间上都明显与秦岭造山带不同。在大巴山构造格架划分和野外构造变形观测基础上, 通过构造解析, 结合年代学研究成果, 重建了大巴山晚中生代独特的构造应力场, 指出大巴山属陆内造山, 形成于J2末, 并持续到K2初期。其构造应力场特征, 以城口－房县断裂为界, 大巴山逆冲推覆带与其前陆冲断褶皱带的特征显著不同。大巴山逆冲推覆带主要表现为NE-SW向构造挤压, 而在大巴山弧形前陆带从西向东, 由近E-W向挤压, 转变为NE-SW向挤压, 最后转变为近S-N向挤压, 构成一向其外缘扩散的放射状构造应力场。总之, 大巴山造山带由推覆体向前陆, 构造挤压作用由北东向南西方向扩散。这期构造挤压作用控制了大巴山造山带陆内变形活动, 导致大巴山由北东向南西的显著缩短, 同时受到其东西两侧基底隆起——神农架－黄陵地块与汉南地块的强烈阻挡, 造就了现今的大巴山前陆弧型构造。其动力学背景可归因于晚中生代东亚板块多向汇聚。大巴山晚中生代陆内造山构造应力场的研究, 对探讨秦岭造山带动力学特征具有科学意义, 为研究川东北油气运聚规律提供了构造地质学依据。     

西藏措勤盆地晚中生代构造-岩相演化

措勤盆地的主要形成、发育期为中生代。由于受南、北两条特提斯构造带的影响 ,盆地内东西向构造岩相分带比较明显 ,并与一定的沉积环境相对应 ,即由海相 -三角洲相 -滨滩相 -台地相 -陆相沉积。晚中生代措勤盆地的地层说明了盆地的演化经历了从沉陷—稳定—隆起的构造旋回过程 ,从而反映了从裂谷—洋盆—残余海封闭及断陷盆地发育的沉积历史。在盆地内 ,川巴—色林错地区发育了一套具有一定生油条件、富含有机质的残留海盆沉积 ,同时 ,该地区在白垩纪又经历了海进—海退旋回 ,这为该区储油盖层的形成和配置提供了优越的沉积条件。因此该区具有良好的油气远景。     

柴达木盆地东北缘晚新生代构造隆升——来自碎屑锆石U- Pb年代学证据

随着印度与欧亚板块在新生代的持续碰撞,柴达木盆地东北缘发生了强烈的地壳缩短变形,形成了一系列北西西走向山脉。由于缺乏系统的沉积学研究,盆地东北缘一系列山脉隆升过程存在不同认识。笔者等选取柴达木盆地东北缘怀头他拉剖面,对中新统下油砂山组、上油砂山组及中新统—上新统狮子沟组采集碎屑锆石样品,开展碎屑锆石U- Pb年代学测试。结合已有的研究成果,分析了柴达木盆地东北缘山脉隆升过程。研究结果显示,研究区碎屑锆石Th/U值介于0. 03~3. 3之间,以岩浆锆石为主。碎屑锆石年龄具有200~300 Ma、400~500 Ma、750~950 Ma、1. 6~2. 0 Ga以及2. 2~2. 5 Ga共5个年龄段。结合MDS（Multidimensional scaling)图分析表明：上油砂山组沉积中期（14. 8~12. 5 Ma）,研究区发生一次物源转换,指示研究区南边的埃姆尼克山发生隆升,成为研究区物源地。狮子沟组沉积早期（8. 6~7. 0 Ma）,研究区物源再次发生变化,表明南祁连山发生快速隆升,为研究区提供物源。据此,笔者等提出青藏高原北东向生长导致柴达木盆地东北缘构造隆升依次向北东传递。     

柴达木盆地东北缘晚新生代构造隆升——来自碎屑锆石U- Pb年代学证据

随着印度与欧亚板块在新生代的持续碰撞,柴达木盆地东北缘发生了强烈的地壳缩短变形,形成了一系列北西西走向山脉。由于缺乏系统的沉积学研究,盆地东北缘一系列山脉隆升过程存在不同认识。笔者等选取柴达木盆地东北缘怀头他拉剖面,对中新统下油砂山组、上油砂山组及中新统—上新统狮子沟组采集碎屑锆石样品,开展碎屑锆石U- Pb年代学测试。结合已有的研究成果,分析了柴达木盆地东北缘山脉隆升过程。研究结果显示,研究区碎屑锆石Th/U值介于0. 03~3. 3之间,以岩浆锆石为主。碎屑锆石年龄具有200~300 Ma、400~500 Ma、750~950 Ma、1. 6~2. 0 Ga以及2. 2~2. 5 Ga共5个年龄段。结合MDS（Multidimensional scaling)图分析表明：上油砂山组沉积中期（14. 8~12. 5 Ma）,研究区发生一次物源转换,指示研究区南边的埃姆尼克山发生隆升,成为研究区物源地。狮子沟组沉积早期（8. 6~7. 0 Ma）,研究区物源再次发生变化,表明南祁连山发生快速隆升,为研究区提供物源。据此,笔者等提出青藏高原北东向生长导致柴达木盆地东北缘构造隆升依次向北东传递。     

柴达木盆地北缘中、新生代构造演化探讨

本文通过近年来的地震反射信息研究,对柴达木盆地北缘中、新生代地质构造演化进行了分析,透过红山地区这个窗口,揭示柴达木盆地内中、新生代两个世代的构造成因类型,展示二者叠置关系和构造样式,认为该区存在先张后压的演化历史,且后期挤压作用破坏和改造早期拉张构造样式,从而更有效地指导盆地中生代油气藏的勘探。     

柴达木盆地北缘新生代构造变形的物理模拟

文中设计了3种类型的基底收缩挤压砂箱实验模型和一种基底无收缩挤压砂箱实验模型,用于研究柴达木盆地北缘新生代构造的变形机制.实验结果表明,基底收缩挤压模型以反冲断层发育为特色.在双侧对称对冲挤压模型中,正冲和反冲断层的发育程度基本处于均衡状态;在双侧不对称对冲挤压模型中,反冲断层更加发育,尤其在挤压速度较快一侧更加显著;单侧挤压模型中,以反冲断层发育、正冲断层很少为特征.由此表明,基底收缩作用和挤压作用的不对称性促使反冲断层的发育.根据实验结果与实际剖面的对比,笔者认为,基底收缩和不对称挤压是导致该区特殊剖面结构的可能原因,该区新生代构造变形是在基底收缩作用参与下、以祁连山为主的侧向不对称挤压作用的结果.