前陆盆地的构造演化及其沉积、地层响应——以库车坳陷下白垩统为例

逆冲推覆构造近年来的研究表明,由于逆冲带内超压的反复积聚和释放,冲断活动表现为间歇式前展逆冲方式,且具有早期长周期低前展速率、晚期短周期高前展速率的特点,由此导致作用于前陆盆地的构造负载早期以垂向加载为主、晚期则以递进加载为主。库车坳陷下白垩统记录了一幕完整的前陆盆地构造演化过程,卡普沙良群和巴什基奇克组分别对应于逆冲期和构造宁静期,两者之间发生了地层几何形态的重大转变以及内部削截反射终止点的迁移。与早、晚期冲断活动特征对应,在前隆向前渊的斜坡带,卡普沙良群的下部和上部分别发育大套向逆冲带的前积反射和向克拉通方向的退积超覆反射。在紧邻造山带的前渊带,亚格列木组砾质粗碎屑沉积体标志着逆冲推覆的重新开始;巴西盖组三角洲体系的发育说明快速前展逆冲导致宽缓的楔顶带的形成;巴什基奇克组底部粗碎屑发育及其与巴西盖组之间沉积突变,反映为宁静期岩石圈强烈回弹的结果。最终,前陆盆地构造演化的逆冲期可细分为初始逆冲、?冲、前展逆冲、逆冲减弱-停滞等4个阶段。     

一幕完整的前陆盆地构造演化的地层记录:库车坳陷下白垩统

位于库车坳陷东部天山山前KZ露头的下白垩统为一套前渊带的充填沉积,包括卡普沙良群和巴什基奇克组两个粗-细-粗的沉积旋回,每个旋回底部的亚格列木组和巴什基奇克组底部均发育一套砾质粗碎屑沉积体.塔北隆起为前隆单元.从天山山前至塔北隆起,地层几何形态从卡普沙良群北厚南薄的强不对称楔型转变为巴什基奇克组北薄南厚的弱不对称楔型,且塔北隆起北斜坡带地震剖面显示卡普沙良群地层南部剥蚀强烈,而巴什基奇克组地层剥蚀位于北部,总体反映盆地由卡普沙良群时期北部沉降、南部抬升转变为巴什基奇克组时期北部抬升、南部沉降的构造反转现象,分别与前陆盆地逆冲构造活动期、宁静期的基底变形特征相一致.因此,卡普沙良群、巴什基奇克组两个的沉积旋回分别为逆冲构造活动期、宁静期的盆地充填记录,两个旋回底部的砾质粗碎屑沉积体分别为逆冲活动开始(岩石圈挠曲沉降)、逆冲活动停滞(岩石圈回弹隆升)的沉积响应.总之,库车坳陷下白垩统记录了一幕完整的前陆盆地构造演化过程.     

库车前陆盆地早白垩世岩石圈粘弹性变形的地层记录

基于前陆盆地岩石圈弹性与粘弹性挠曲变形的不同特点,提出应用前隆斜坡带地层结构获取岩石圈力学性质及变形过程信息的思路。对库车前陆盆地的实例分析表明,研究区早白垩世历经了两个逆冲期至宁静期的构造演化,卡普沙良群、巴什基奇克组分别为逆冲期和宁静期的地层记录。在单个逆冲期,随着逆冲加载和岩石圈挠曲变形,岩石圈性质从弹性转化为粘弹性,盆地由向克拉通方向扩展变宽转变为向逆冲带变窄加深。相应地,前隆斜坡带的地层记录为:逆冲早期,地层向克拉通方向渐进超覆和退积;逆冲晚期,地层向逆冲带收缩和前积,形成底面上超/削截和顶面削截—顶超两个重大不整合面。宁静期盆地宽浅,地层平行连续,临近冲断带因岩石圈回弹产生少量削截不整合。     

库车前陆盆地前渊带层序地层分析--以白垩系卡普沙良群为例

库车前陆盆地的白垩系由卡普沙良群(自下而上包括亚格列木组、舒善河组、巴西盖组)和巴什基奇克组组成.盆地北部克孜勒努尔沟的白垩系亚格列木组和巴什基奇克组底部均发育一大套泥石流沉积,表明白垩系卡普沙良群为一期构造活动幕的产物,为一个完整的二级层序,根据沉积演化特征可将其细分为7个三级层序.亚格列木组与舒善河组之间,扇三角洲平原相突变为滨浅湖相沉积,且舒善河组滨岸沙坝微相持续稳定发育,反映前陆盆地楔顶带的发育抑制了构造活动期源于造山带的粗碎屑的供给,使前渊带的沉积物供给速率趋于稳定.此外,克孜勒努尔沟卡普沙良群地层厚度远大于前缘隆起带,与上、下地层呈整合或平行不整合接触.研究表明,克孜勒努尔沟卡普沙良群为一套临近造山带的前渊带沉积.     

前陆盆地二级层序内可容纳空间发育演化及三级层序对比

强烈不对称的楔型地层是前陆盆地的典型特点,前隆带地层大量减薄或缺失、前隆带与前渊带三级层序的细分对比是建立前陆盆地层序地层格架的关键.结合前人对前陆盆地岩石圈挠曲变形模拟的认识,经过对库车前陆盆地的实例分析表明,前陆盆地挤压构造活动引起前渊带沉降、而前隆带隆升,导致可容纳空间发育在横向上不协调.可容纳空间的不协调发育与前隆的产生和迁移的动态演化过程相伴随: 在构造的活动期,前隆隆升并向冲断带迁移,盆地变窄变深,可容纳空间发育的不协调性逐渐增强; 在构造宁静期,盆地变宽变浅,可容纳空间整体性发育.因此,前陆盆地二级层序在地震剖面上具双层结构(如库车盆地侏罗系、白垩系卡普沙良群),其下层为一组楔状、向冲断带收缩的退积反射; 上层反射呈带状、延续范围广.层序的对比模式为: 在二级层序的底部,三级层序向克拉通渐次超覆; 在二级层序的中部,三级层序的分布向冲断带渐次收缩; 在二级层序的上部,三级层序分布广泛,可对比性强(如库车盆地下第三系).      

川西龙门山前陆盆地构造沉降初步分析

研究表明，龙门山冲断带是川西前陆盆地的主要物源区，它的逆冲推覆活动直接控制着川西前陆盆地的沉积类型和沉积物供给量，晚三叠世诺利期，瑞替期和晚侏罗世早中期是川西前陆盆地构造沉降速率较高时期，反映龙门山冲断带在这些时期的逆冲推覆速率较大，是逆冲推覆作用构造抬升的强烈时期；而早侏罗世是该地区构造沉降时，估算龙门山逆冲推覆体在各个不同时期的抬升高度和抬升速率。     

鄂尔多斯盆地西缘石沟驿地区晚三叠世沉积构造环境及其地质意义

对鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世大地构造环境和区域应力场与石沟驿地区上三叠统沉积速率、碎屑组分和盆地充填样式等构造环境判别的综合分析,认为晚三叠世石沟驿地区为逆冲挤压构造环境,冲断带挤压挠曲作用形成前陆前渊拗陷,物源区为再旋回活动的褶皱冲断带.与典型前陆盆地相比,位于冲断带前缘的鄂尔多斯盆地为具石沟驿等前渊拗陷的类前陆盆地.晚三叠世石沟驿地区逆冲挤压和六盘山地区整体隆升的构造背景揭示,牛首山一罗山一带的西缘逆冲带构成晚三叠世鄂尔多斯原型盆地的西南部边界,石沟驿地区上三叠统是盆地延长组边缘相沉积.上述认识有助于扩大鄂尔多斯西缘中生界和古生界的油气勘探远景.     

塔里木盆地西北缘晚新生代印干断层的运动学特征及其区域构造意义

塔里木盆地西北缘NW走向的印干断层为逆冲断层,断层带指向构造证据表明印干断层的逆冲方向为NE向,与柯坪冲断系SE向推覆明显不同.地层学、断层切割关系等证据显示印于断层形成早于更新世活动的柯坪冲断系,活动期主要在上新世至早更新世.研究结果表明,柯坪塔格地区晚新生代发育两期方向不同的逆冲推覆构造,印干断层是上新世帕米尔构造结前陆冲断带的前缘冲断层,而柯坪冲断系是更新世以来南天山向塔里木盆地方向的前陆冲断带.     

川西类前陆盆地晚三叠世须家河期构造演化及层序充填样式

晚三叠世须家河期.龙门山构造活动呈现明显的阶段性。须二段和须四段沉积期为龙门山逆冲推覆活动期,川西类前陆盆地沉积、沉降中心位于靠近盆缘冲断带一侧的前渊坳陷内,盆地两侧以储层发育和沉积极不对称为特征。在盆缘冲断带一侧,随着龙门山造山带构造活动的增强,下切剥蚀力也不断增强,低位体系域相对发育.而高位体系域则因后期暴露剥蚀而保存不完整;在前陆隆起斜坡带一侧,表现为稳定的缓慢隆升,下切侵蚀作用较弱。故低位体系域缺失或不发育,而高位体系域则因后期剥蚀较弱而相对发育。须三段和须五段沉积期为龙门山逆冲推覆休眠期.川西类前陆盆地的沉积、沉降中心向前陆隆起方向迁移,盆地两侧沉积的不对称性也逐渐减弱.以发育区域性盖层和生油层为特征。其层序充填样式与活动期相似。但造山带前缘因构造剥蚀相对减弱而使沉积层序.尤其是高位体系域保存相对完整。而前陆隆起区则主要因沉积物供应不足而使层序发育相对不完整.只保留最大洪泛面附近的沉积。     

塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构与冲断带变形特征

塔西南新生代前陆盆地受西昆仑山造山带南北向挤压和帕米尔弧形构造带向北突进的影响,导致盆山结构与盆地冲断带构造变形在平行造山带方向表现出明显差异。本文通过地震资料解释,系统研究了塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构与冲断带的构造变形特征,认为塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构表现为西昆仑造山带向北大规模冲断,盆地区挠曲沉降,前陆地区发育宽的褶皱冲断带,冲断带前锋已扩展至捷得背斜一线,褶皱冲断带与前渊坳陷存在大范围重叠。盆地东段的褶皱冲断带在纵向上可以分为基底卷入变形带、滑脱变形带。山前第一排变形带受多期构造叠加影响,产生横向变形的分异:西段柯东段早期为构造楔形体变形形成的背斜构造,后期被甫沙–克里阳右行走滑断裂改造,剖面呈现复杂的变形特征;东段克里阳段构造变形以早期的逆冲推覆为主。结合生长地层与磁性地层分析,冲断带的变形总体表现出前展式的构造变形特征,上新世阿图什组沉积期开始形成柯东构造带;随后变形向北传播,在上新世早中期形成柯克亚构造带;至早中更新世晚期,构造变形扩展至固满–合什塔格构造带。     

塔北隆起北部叠加断裂构造特征与成因背景分析

塔北隆起在塔里木叠合盆地演化时期经历了古克拉通隆起、早期前陆前缘隆起、库车再生前陆盆地斜坡3个阶段。经过两期成盆构造变革阶段，塔北隆起北部垂向上叠加深、浅层两组断裂系统：深层断裂系统为基底逆冲断裂，发育冲断构造、背冲构造组合；浅层断裂系统为正断层，发育地堑、地垒构造样式组合。两组不同性质断裂系统的发育均对应于两期造山挤压背景下前陆盆地形成阶段。笔者认为，深层断裂并非是处于早期前陆变形区域，而是处于挤压背景下板内塔北古克拉通隆起“纵弯”构造变形中岩层破裂的结果。浅层断裂是库车再生前陆盆地阶段塔北隆起北部基底（前中生界构造层）受水平挤压翘曲变形（纵弯变形）导致上覆岩层引张破裂的结果。     

塔里木盆地北部库车坳陷白垩系沉积古地理

将库车坳陷内白垩系层序地层的划分、体系域沉积相的组成和分布特征与坳陷内及其周围的构造环境结合起来,从宏观构造背景上分析了层序和沉积相带的展布特征与发育规律。白垩系库车坳陷的前陆构造演化具有阶段性,控制了坳陷在不同阶段的沉积古地理的发育特征。亚格列木期和舒善河早期,库车坳陷的沉积古地理南北分带明显,具有南北双向提供物源的特征,粗碎屑分布在坳陷较陡的北侧。舒善河后期与巴西盖期,塔北隆起大部分已沉降至水下,至巴什基奇克期被同期高水位体系域沉积地层所超覆。代表特大型气田的克拉2井的主要储层就位于巴什基奇克期辫状河三角洲相带,其分布稳定而广泛,被称为“辫状河-三角洲砂体裙”。     

库车前陆盆地古近系露头层序地层学

应用露头层序地层学基本原理和方法,在新疆库车前陆盆地古近系各种层序界面露头标志分析的基础上,探讨了该区三级层序、层序区域对比的基本特征以及层序发育的盆缘背景.研究表明:古近纪库车前陆盆地充填整体为一个二级层序,并进一步划分为8个三级层序;盆地基底的东、西分块是造成古近系充填层序纵向发育不协调的深部原因;通过沉积体系类型及演化与盆缘背景、构造活动的响应关系分析,推论了库车前陆盆地楔顶带的存在;楔顶带的发育抑制了构造活动期源于造山带的物源供给,使前陆盆地前渊带的沉积物供给速率趋于稳定.     

论龙门山前陆盆地与龙门山造山带的耦合关系

论龙门山前陆盆地与龙门山造山带的耦合关系李勇（成都理工学院沉积地质研究所,成都６１００５９）关键词盆山耦合沉积响应地层标识造山作用成盆作用前陆盆地造山带大陆动力学是当今地球科学研究的前沿课题,造山带及其毗邻盆地是研究大陆构造的两个最重要的构造单元,因...     

库车坳陷北部白垩系沉积速率分析

库车坳陷白垩纪经历了一个相对独立的一级构造旋回,结合坳陷北部库车河白垩系剖面详细的磁性地层学结果,应用地层回剥分析方法恢复了库车坳陷白垩系时期的沉降历史,计算得到亚格列木组、舒善河组、巴西盖组、巴什基奇克组沉积速率,分别为11.5 cm/ka、2.5 cm/ka、2.9 cm/ka、1.7 cm/ka。结合裂变径迹资料和岩相古地理特征,将库车坳陷白垩系沉降历史分为四个演化阶段:（1）Berriasian中期（141.9141.2 M a）:极快速沉降;（2）Berriasian中晚期至A lb ian中晚期（141.2101 M a）,持续缓慢沉降;（3）A lb ian末期至Campan ian早期（10179.1 M a）:构造隆升,沉积剥蚀;（4）Campan ian中晚期—M aastrichtian期（79.165.6 M a）:极慢速沉降,接受沉积。早白垩世早中期沉降曲线呈“上凹”特征,反映了构造活动由早期剧烈沉降到后期减弱,最后趋于稳定的过程。该沉降过程与典型的前陆盆地挠曲沉降过程并不一致。      

陆相前陆盆地沉积充填与层序地层模式探讨——以库车前陆盆地为例

以库车前陆盆地为例,对陆相前陆盆地的形成、沉积充填与层序地层结构、不整合面与层序界面、层序地层组成与其模式、生储盖组合与岩性地层圈闭等关键问题进行了探讨。认为前陆层序是盆缘构造运动的响应,由低位(冲积)体系域、湖侵体系域、高位体系域组成。前陆盆地层序界面表现为构造或沉积不整合面,代表了一次构造幕的发生,其层序地层样式是盆缘造山带构造楔推进作用的结果,是盆地演化的不同阶段的响应,反映了构造运动由强到弱的间歇变化。前陆层序界面代表了沉积结构的大转换,之下为构造稳定阶段的湖相泥岩或膏泥岩,之上为代表构造运动的冲积扇—扇三角洲相的巨厚磨拉石沉积充填。在构造活动期和静止期,盆地不同位置形成不同的沉积充填和地层结构特点。构造活动期以低位(冲积)体系域为主,在毗邻造山带侧以巨厚的冲积扇-扇三角洲-辫状河三角洲相等冲积沉积物为主;构造静止期以湖侵体系域为主,为广泛的河流-湖泊相沉积。沉积厚度从靠近冲断带侧向盆地内逐渐变小。陆相前陆盆地的生储盖组合配置好,储集体广泛分布于低位、湖侵和高位体系域中,以辫状河三角洲和滨湖相为主。其岩性地层圈闭主要分布在前缘斜坡带上,包括沿古隆起边缘的地层超覆不整合圈闭和地层削蚀不整合圈闭,将会成为今后油气勘探的新领域。     

西南天山造山带与前陆盆地系统

对比了前陆盆地与前陆盆地系统两个概念, 阐述了前陆盆地系统的基本含义, 引用这一概念分析和对比了库车前陆盆地与西南天山造山带及造山带内“卫星式”盆地的沉积、构造等特征。认为前陆盆地、造山带及造山带内“卫星式”沉积盆地三者之间是相关联的,造山带内的“卫星式”沉积盆地是前陆盆地系统楔顶的延伸部分, 受造山带的影响, 造山楔内不同部位沉积的楔顶存在明显的差异, 针对南天山“卫星式”沉积盆地而言, 尤尔都斯盆地的构造、沉积特征明显不同于焉耆盆地