渤海湾新生代盆地的两种构造系统及其成因解释

渤海湾古近纪盆地可以划分为3个裂陷带和1个裂陷区，都分布在上地幔隆起部位。盆地构造变形可以分为伸展构造和走滑构造两个相对独立、相互关联的新生代构造系统。伸展卡句造由不同尺度的伸展断层和与伸展断层垂直或斜交的变换断层构成连锁断层系统，在盆地区具有分散的透人性特点，并控制着古近纪断陷的分布和演化。在伸展构造变形基础上叠加了3条北北东向—北东向右旋走滑断裂(带)，后者及其伴生构造组成盆地中的呈带状展布的新生代走滑构造系统。伸展构造是一种“水平层状的”薄皮构造。正断层向深部收敛或终止于中地壳内的拆离断层面上。走滑构造是一种“垂直带状的”厚皮构造。浅层的走滑断层以多种方式并入到深断裂带中。这两种构造系统是盆地区新生代时期主动裂陷和被动裂陷两种作用机制的具体表现。     

新疆三塘湖盆地走滑构造特征与油气勘探

通过对钻井岩心资料系统观察以及地震资料的全面检查,证实新疆三塘湖盆地内存在走滑构造,表现为简单走滑(逆—平移)断层和正花状走滑断层两种基本形式。在中央拗陷带内走滑断层与边界主断层斜交并呈“雁列式”排列,表明走滑构造可能在边界断层发生大规模逆冲兼右行走滑时形成,其形成时期可能为喜山期。同时走滑构造对油气的生成、运移与聚集起着重要的控制作用。     

辽河东部凹陷走滑构造及其与火山岩分布的关系

走滑构造可分为压扭和张扭两类,平面上主干走滑断裂都表现为一条贯通性的走滑构造带,剖面上前者表现为正花状构造(向上撒开的逆断层组),后者表现为负花状构造(向上散开的正断层组)。它们的伴生构造在平面上分别表现为与主干走滑断裂共生的雁列褶皱、雁列逆断层(压扭)和雁列正断层(张扭)。在实际剖面中由于构造应力场的变化还常见由正—负花状构造组合的复合花状构造。在平行于走滑构造带方向,有时断层面倾角会变化,直至倾向相反(丝带效应);走滑断裂带各点所受的应力可从挤压(褶皱)—逆断变为伸展—正断(海豚效应)。走滑断裂在火山岩盆地中普遍发育,是构造—火山作用关系研究的重要方面。研究区走滑断裂系统由贯通性主干走滑断裂和伴生构造两部分组成。主干走滑断裂平面上侧向延伸长,其附近多为与之成锐角相交的雁列正断层组;剖面上同时出现负花状构造和正花状构造,断层面陡倾且有时两侧地层厚度不等。根据雁列构造与主干断层间锐角指示方向和断层切割层位可判别,该区于古近纪主要发育右旋走滑断裂系。火山岩分布明显受走滑断裂带控制,火山喷发中心沿主干断裂呈串珠状分布;火山岩厚度于主干断裂附近最大,向两侧减薄,多终止于次级断裂附近;厚度大于1 km的火山岩距主干断裂通常在2 km范围内。     

走滑构造体系盆山耦合与区带分析

走滑构造体系盆山耦合常由于走滑断层弯曲所产生 ,结合油气勘探中盆地—区带—圈闭 3个层次 ,相应地划分为 3类走滑断层 :(1)转换断层为控盆断层 ;(2 )转移断层为控带断层 ;(3)撕裂断层为控藏断层。走滑断层伴生盆地按力学性质可以划分为 :(1)走滑伸展盆地 ;(2 )走滑挤压盆地及 (3)走滑旋转盆地。转移断层可以与裂谷盆地或前陆盆地复合 ,发育断裂互联网络 ,形成雁列褶皱或雁列断块油气区带 ;撕裂断层与低角度正断层或逆冲断层相交时常形成有利圈闭 ,如活板构造等。     

沉积盆地走滑构造的力学机制和变形特征

走滑构造是地壳上最重要也是最复杂的构造之一,尽管经历了长期研究历史,但在其某些特征方面还存在着不确定认识。笔者等基于力学和脆性破裂理论以及安德森断层模式,分析了走滑构造的成因类型及相关构造的几何学特点。在总结走滑构造基本特征的基础上,说明了沉积盆地中大型走滑构造是基底先存断层或薄弱面复活形成,局部有新生型的,提出了准摩擦滑动的概念。明确了直扭、压扭和张扭的含义,并将亚简单剪切应用于分析断层活动。细化了各种构造的发育顺序,讨论了不同性质构造的形成条件,强调了构造几何关系与走滑带应力性质的关系。归纳了花状构造形成的构造部位,明确了走滑构造带结构及其主控因素,并用于地表和地下走滑构造的识别。     

沉积盆地走滑构造的力学机制和变形特征

走滑构造是地壳上最重要也是最复杂的构造之一,尽管经历了长期研究历史,但在其某些特征方面还存在着不确定认识。笔者等基于力学和脆性破裂理论以及安德森断层模式,分析了走滑构造的成因类型及相关构造的几何学特点。在总结走滑构造基本特征的基础上,说明了沉积盆地中大型走滑构造是基底先存断层或薄弱面复活形成,局部有新生型的,提出了准摩擦滑动的概念。明确了直扭、压扭和张扭的含义,并将亚简单剪切应用于分析断层活动。细化了各种构造的发育顺序,讨论了不同性质构造的形成条件,强调了构造几何关系与走滑带应力性质的关系。归纳了花状构造形成的构造部位,明确了走滑构造带结构及其主控因素,并用于地表和地下走滑构造的识别。     

走滑造山带与盆地耦合机制

走滑造山带是大陆山链主要类型之一,走滑断层按卷入深度可分为转换断层、平移断层、变换断层和捩断层等。压缩弯曲和伸展弯曲可以形成走滑挤压带和走滑伸展带等。走滑挤压作用常形成走滑造山带及正花状构造,并在造山带两侧或一侧可以形成走滑挤压盆地;走滑伸展作用可以形成走滑盆岭构造及负花状构造,并在走滑带形成拉分盆地或楔形裂陷。印度板块的楔入及西伯利亚板块的阻滞在中国大陆中形成滑移线场,并在中国东部及中西部广大地区发育走滑造山带与走滑盆地的耦合,同时调节中国大陆中、西部的收缩与中国大陆东部的滑逸或蠕散,因此在中西部以发育走滑造山带及走滑－挠曲盆地为主,而在东部以发育走滑盆岭带及拉分盆地为主。     

万安盆地扭动构造形迹及构造油气藏研究

位于万安滩西陆架区的万安盆地处于印支地块南缘、曾母次地块的西北侧，是新生代发育的大型板内具扭性的断坳复合型盆地。由于可能受向南延伸的红河区域走滑 裂（ＲＲＦ）的影响，多有右旋剪切应力场作用。故万安盆地的边界断层和盆内断层均不同程度地反映出扭动构造特征和扭动构造样式。早第三纪以张扭作用为主，后期（晚中新世）局部地区受到轻微压扭作用的改造。与扭动构造伴生的圈闭类型多样，烃源丰富，成熟度高，具有良好的油     

里德尔剪切的组合型式与走滑盆地组合型式的相似性

走滑断裂体系中经常发育里德尔剪切的断裂组合,世界上不同构造背景下与走滑断裂相关的盆地(走滑盆地)也很多见。因此里德尔剪切是地质构造研究中的重要方面。我们从三个方面对里德尔剪切的节理构造组合及盆地组合进行了对比:(1)里德尔剪切构造组合与比例尺无关。里德尔剪切带的(转换)拉张区与沉积盆地的分布区是相似的;(2)断裂的最大位移区与断陷盆地的沉积中心是一致的,断陷盆地长轴平行于断裂走向;(3)物理模拟试验及数学模拟试验都证实了走滑盆地的演化。基于上述认识,我们通过厘米级岩芯标本的观察,结合已发表的盆地资料,提出了6类与里德尔剪切有关的构造组合及断陷盆地组合。(1)雁列状构造及盆地组合:许多盆地发育雁列状构造。同时,与里德尔剪切相关的雁列状盆地的宽度与主剪切断裂的剪切位移呈正相关。(2)帚状或马尾状构造及盆地组合:二者在形态上相似,所以归为一类。成因上,马尾状构造及盆地主要发育在走滑断裂的拉张端部,而帚状构造或盆地反映走滑断裂的旋扭作用,可以在走滑断裂影响区域的任何部位。(3)串珠状构造及盆地组合:该类型的盆地主要是指释压盆地的组合,拉分盆地也可以形成串珠状盆地。(4)S状或Z状构造或盆地组合:左行走滑形成Z状构造或盆地,而右行走划形成S状构造或盆地。(5)多字型构造及盆地组合:是拉分盆地的典型组合,可以过渡到串珠状盆地。(6)复杂的网状构造及盆地组合:通常是由于分布型简单剪切的作用结果。以上盆地组合类型包括大型盆地内次级单元(次级盆地或更次级盆地)的组合,但不包括多成因、多期活动的构造及盆地。     

论走滑断层作用的几个主要问题

介绍了走滑断层作用研究前缘的若干主要方面。认为普遍使用走滑断层的术语外，在大陆上当断层性质不明时可使用平移断层。强调了单剪机制对大型走滑断层形成的作用，并评论了Ｘ破裂的纯剪理论。基于我国郯庐断裂带等的研究成果，提出走滑断层作用的若干新概念。指出剪曲（牵引）构造不同于雁列褶皱。认为中国地质学家从地质力学研究走滑断层的旋转构造已有卓绝的成就，只要同世界科学接轨，就会获得新的巨大生命力。文中描述了确定位移的方法，提出平移幅度与错距是两个不同的概念。强调了剪切热在大陆构造中的作用，提出走滑剪切带演化中剪切变形－断裂动热变质－重熔岩浆作用旋回。讨论了剪切成矿作用及已成矿体、矿带的走滑错移及变形。划分了三种基本走滑盆地类型及论证了大陆浅源走滑型地震机制。     

基于离散元方法对走滑拉分盆地演化及次级断裂扩展过程研究

拉分盆地是一种与走滑断裂带密切相关的特殊拉张构造,因其重要的构造意义,及其与火山活动、中小地震群集、特殊的成矿作用间的伴生关系而受到研究者的高度重视。关于拉分盆地的形成演化过程,已有较多的研究成果,但是由于研究手段的限制,缺少对盆地演化中次级断裂扩展过程的研究。基于离散元的数值计算方法是研究断裂扩展方式的理想方法。本文采用基于离散元的颗粒流方法,揭示纯走滑拉分盆地发育过程中的断裂扩展和连接过程,为拉分盆地演化机理和断裂扩展提供新的研究方法。同时,根据主走滑断层与块体运动方向的夹角不同,建立不同的张扭性拉分盆地模型,系统研究张扭性盆地的断裂扩展和演化机理。将上述理论研究结果与死海盆地等经典拉分盆地实例相结合,探讨了死海盆地、土耳其Cinarcik盆地、哥伦比亚El Paraiso盆地等的形成演化机理和断裂扩展方式。      

黄海盆地构造特征及形成机制

黄海盆地研究程度极低,其形成机制一直存在争议。本文通过收集、整理前人的构造资料,对黄海盆地的断裂系统进行重新划分,认为北黄海盆地和南黄海盆地主体断裂均为北北东向右行走滑断裂,控制盆地发育,而这些走滑断层的分支断裂控制着盆地内部的隆坳格局,走滑断层派生出的次一级正断层则以雁列状出现,主体为北东东-近东西向,控制盆地内的凹陷和凸起。黄海盆地及其周边断裂的平面组合及盆地内部凹陷和凸起的展布特征指示该盆地在新生代是在右行右阶走滑断裂体系下形成的拉分盆地。渤海湾盆地和东海陆架盆地等在新生代也具有相同的成因机制,因此,中国东部可能在新生代整体统一的右行张扭性体制下形成了这一系列拉分盆地。     

走滑断层作用的相关构造

走滑断层的形成可以用纯剪和单剪这两种基力学机制和它们之间的过渡类型－压剪和张剪加以解释,其应力分布的局域性导致了形变特性的差异性。其相关构造类型,包括褶皱断层,断层,走滑盆地,走滑旋转构造,花状构造与走滑双重构造,等是走滑断层的主要研究对象和内容。     

走滑—拉分盆地构造特征及盆地成因模式探讨: 以中非多赛奥盆地为例

立足于中非剪切带的构造演化,文章分析了中非剪切带对多赛奥盆地形成与演化的控制作用,明确了多赛奥盆地的 构造演化阶段,并从盆地结构和构造样式分析入手,探讨了多赛奥盆地的成因机制。研究表明,受中非剪切带“强—弱” 两期走滑作用控制,多赛奥盆地经历了扭张期、压扭期、拗陷期三期的构造演化阶段,扭张期为盆地的主要形成期,压扭 期为盆地构造定型期。在晚白垩世压扭期,盆地东、西部遭受不同程度的压扭作用,形成东部主坳区和西部压扭区,东部 主坳区遭受后期压扭作用较弱,表现为不对称的双断结构特征,而西部压扭区遭受强烈的后期压扭作用,地层发生弯曲变 形,Borogop II断裂发生正反转作用,形成大型正花状构造区。受早期扭张作用和后期压扭作用双重控制,多赛奥盆地发育 两类五种构造样式。右阶右旋作用机制形成的扭张作用控制了多赛奥和塞拉迈特走滑—拉分盆地的形成。     

走滑—拉分盆地构造特征及盆地成因模式探讨：以中非多赛奥盆地为例

立足于中非剪切带的构造演化，文章分析了中非剪切带对多赛奥盆地形成与演化的控制作用，明确了多赛奥盆地的 构造演化阶段，并从盆地结构和构造样式分析入手，探讨了多赛奥盆地的成因机制。研究表明，受中非剪切带“强—弱” 两期走滑作用控制，多赛奥盆地经历了扭张期、压扭期、拗陷期三期的构造演化阶段，扭张期为盆地的主要形成期，压扭 期为盆地构造定型期。在晚白垩世压扭期，盆地东、西部遭受不同程度的压扭作用，形成东部主坳区和西部压扭区，东部 主坳区遭受后期压扭作用较弱，表现为不对称的双断结构特征，而西部压扭区遭受强烈的后期压扭作用，地层发生弯曲变 形，Borogop II断裂发生正反转作用，形成大型正花状构造区。受早期扭张作用和后期压扭作用双重控制，多赛奥盆地发育 两类五种构造样式。右阶右旋作用机制形成的扭张作用控制了多赛奥和塞拉迈特走滑—拉分盆地的形成。     

伊通地堑断层系统与构造样式

与走滑相关的盆地构造一般比较复杂,主要表现为断层系统较复杂和构造样式类型丰富。通过对三维地震资料进行系统的构造解析,结合区域地质和钻井资料的分析表明,伊通地堑的断层系统在平面上主要由近东西向的张性正断层和北东走向的张剪性断层组成,反映盆地具右旋走滑的应力体制;断层在演化序列上分为4个类型,与盆地的形成和演化之间存在良好的对应关系。地堑构造样式以"基底卷入型"为主,从盆地的动力学机制的角度,它属于"走滑—拉分型",进一步可将它概括为5种类型的构造样式,而且每一个断陷都以一种构造样式占主体,其展布具有明显的规律性。构造样式的差异是造成不同断陷具有独特油气分布规律的主导因素。     

“伸展-走滑”复合作用下构造变形的物理模拟

新生代渤海湾盆地为典型的"伸展-走滑"复合盆地, NNW-SSE向伸展作用和NE-SW向走滑作用的复合效应导致盆地内部构造样式的复杂性和多样性。本文针对走滑作用方向与伸展作用方向垂直的情况,就不同"伸展-走滑"复合条件下的断裂发育特征与演化过程开展了3类13组构造物理模拟实验,结果表明:①在先伸展后走滑的条件下,早期发育的伸展断层被晚期走滑断层强烈切割、改造,平面上表现为雁列式组合或主走滑断层,剖面上发育花状构造;②先走滑后伸展的条件下,平面上表现为早期雁列式的R剪切复活,作为晚期伸展正断层的转换断层,剖面上表现为似花状构造;③伸展和走滑同时作用的情况下,伸展与走滑作用的强弱配比关系影响断裂的发育特征,可建立"走滑强于伸展"、"走滑伸展强度相近"和"伸展强于走滑"三类模式。实验结果在辽东湾坳陷得到了印证,可为渤海湾盆地及类似伸展-走滑复合盆地的构造解析及动力成因机制分析提供指导和借鉴。     

Fault Structural Characteristics of Wuerxun-Beier Depression in the Hailar Basin and Their Reservoir-Controlling Mechanism

基于“同一应力场不同边界条件形成不同性质断层”的构造解析原理,认为海拉尔盆地断陷期受南南东—北北西向拉张应力场作用,形成北北东和北东东向断裂,北北西向断裂明显走滑变形.断-坳转化期拉张应力场方位调整为近东西向,形成近南北向断裂,北北东、北东东和北北西向断裂扭动变形.伊敏组沉积末期盆地回返,受近东西向挤压应力场控制盆地左旋压扭变形,北北东和北东东向断裂强烈反转.依据断裂变形特征叠加关系,海拉尔盆地形成4套断裂系统:早期伸展断裂、中期张扭断裂、早期伸展中期张扭断裂和早期伸展中期张扭晚期反转断裂.断陷构造层早期伸展中期张扭反向断裂形成断层遮挡圈闭,早期伸展断裂将凹中隆和斜坡切割破碎形成断层复杂化的背斜圈闭,早期伸展断裂与中期张扭断裂交叉组合,形成复杂的断块圈闭.断-坳构造层早期伸展中期张扭晚期反转断裂呈“梳状”组合,形成典型的断块圈闭.基于断裂活动时期与成藏期耦合关系以及典型油气藏解剖的结果认为,早期伸展和早期伸展中期张扭断裂在成藏关键时刻为遮挡断层,且封闭的烃柱高度一般均小于圈闭的幅度,早期伸展中期张扭晚期反转断裂为调整型断层.基于圈闭的样式、断层在成藏中的作用及输导体系分析,海拉尔盆地断裂控藏模式分为二型4类,二型为原生油藏和次生油藏.原生油藏包括3类:一是灶缘油气侧向运移反向断层遮挡成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭断裂系统;二是灶内油气初次运移断层遮挡“箱内”成藏模式;三是灶内凹中隆油气侧向运移“弥散式”成藏模式.这两种模式控藏断裂均为早期伸展断裂.次生油藏为油气沿断裂垂向运移“伞式”成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭晚期反转断裂系统.     

地壳伸展及走滑与万安盆地的形成

本文利用地震资料结合钻井资料分析，发现万安盆地三套构造层（基底构造层、主体构造层、表层构造层）内发育了各具特色的构造样式，认为这些构造样式是地壳伸展和走滑联合作用的结果。同时，也反映该盆地相应经历了伸展作用、走滑运动和区域沉积三个演化阶段。因此，万安盆地应属地壳伸展张裂形成的、且受到走滑作用改造的、具扭性的断坳复合型盆地。     

准噶尔盆地腹部两类走滑断裂带及其构造变形样式

走滑断裂带对中国西部压扭性叠合盆地大中型油气田形成与分布具有重要的控制作用,也是研究难点之一.基于高密度三维地震资料,本文采用多种地震构造解析技术,瞄准噶尔盆地腹部侏罗系开展了精细走滑断裂带解释和变形样式分析.在燕山Ⅱ幕构造活动期,侏罗系发育了NWW向左行压扭性和NE向左行张扭性两类走滑断裂带.它们都是由4组剪切断层复合而成,共同遵从左行简单剪切模式,但几何学特征和构造属性差异很大.NWW和NE向走滑断裂带不存在共轭剪切关系,而是在钝夹角区（135°左右）普遍具有弧形联合与归并趋势.在构造变形中,两类同期左行走滑断裂带弧形联合控制了变形区域旋扭形变和剪切破裂,构成了一个大尺度“面”状旋扭构造体系.旋扭构造变形样式对中亚陆内造山带研究具有一定借鉴意义,也为压扭盆地的油气勘探实践提供了新思路.