从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪-泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪-早、中泥盆世碰撞造山而形成的.奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积.志留纪-早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期.除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主.志留系底部多见一套砾岩层.下-中志留统为典型复理石相的浊流沉积.上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积.早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积.从空间分布上看,志留系-泥盆系在走廊-北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征.北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩-志留系复理石-海相磨拉石-中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列.     

从弧后盆地到前陆盆地——北祁连造山带奥陶纪—泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪—早、中泥盆世碰撞造山而形成的。奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积。志留纪—早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期。除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主。志留系底部多见一套砾岩层。下—中志留统为典型复理石相的浊流沉积。上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积。早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积。从空间分布上看,志留系—泥盆系在走廊—北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征。北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩—志留系复理石-海相磨拉石—中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列。     

从弧后盆地到前陆盆地--北祁连造山带奥陶纪-泥盆纪的沉积盆地与构造演化

北祁连加里东期造山带是在新元古代Rodinia联合大陆(Pangea-850)基础上裂解,经由寒武纪裂谷盆地、奥陶纪初期成熟洋盆、奥陶纪中晚期北祁连活动大陆边缘、志留纪-早、中泥盆世碰撞造山而形成的.奥陶纪中、晚期,北祁连、走廊地区中、上奥陶统发育洋壳-岛弧-弧后火山岩,形成典型的沟-弧-盆体系的沉积.志留纪-早、中泥盆世是北祁连-走廊沉积盆地的转换时期.除天祝、古浪、景泰及肃南等局部地区发育下志留统钙碱性系列火山岩以外,全区志留系均以碎屑岩沉积为主.志留系底部多见一套砾岩层.下-中志留统为典型复理石相的浊流沉积.上志留统变为滨浅海相磨拉石沉积.早、中泥盆世雪山群为典型的陆相粗碎屑磨拉石沉积.从空间分布上看,志留系-泥盆系在走廊-北祁连地区也有自北向南厚度加大、粒度变粗的特征,古流以由南向北、来自造山带的古流为特征.北祁连-河西走廊奥陶纪弧后盆地火山岩-志留系复理石-海相磨拉石-中、下泥盆统陆相磨拉石的充填序列以及空间分布特点,反映为典型的弧后盆地向前陆盆地转化的沉积序列.     

柴达木盆地北缘早奥陶世陆 弧碰撞及弧后前陆盆地——来自碎屑岩地球化学的证据

奥陶纪是柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山演化的重要时期,柴达木地块与滩间山岛弧碰撞起始时限以及欧龙布鲁克海盆盆地类型、构造-古地理格局一直存在争议。本文在对欧龙布鲁克地块早奥陶世碎屑岩沉积野外观测及室内分析的基础上,测试了30个砂泥岩样品的主量元素、微量元素及稀土元素含量。结果表明,石灰沟组碎屑岩建造具有快速堆积、低成分成熟度、低结构成熟度的特征;该套碎屑岩沉积于活动大陆边缘背景下的弧后前陆盆地,碎屑物质来自南部由大陆上地壳与岛弧物质组成的上隆基底;早奥陶世(488~472 Ma)柴达木地块与滩间山岛弧陆-弧碰撞已经开始,但陆-弧碰撞起始时间不会早于493Ma。在此基础上,结合前人研究成果,认为早古生代欧龙布鲁克地块处于滩间山岛弧北部,盆地沉降、沉积演化受柴达木盆地北缘洋盆俯冲及柴达木地块-滩间山岛弧碰撞控制,寒武纪发育弧后伸展盆地,奥陶纪初期转为弧后挤压前陆盆地,弧后伸展与弧后挤压、沉积体系转换发生在490~480Ma之间。该成果从沉积学角度为柴达木盆地北缘陆-弧碰撞起始时限提供了新的制约。     

云南思茅三叠纪弧后前陆盆地的沉积特征

思茅盆地位于古特提斯构造域的东段,西侧为澜沧江造山带,东侧为哀牢山造山带.三叠纪沉积盆地建立在晚古生代褶皱基底之上,形成于古特提斯洋闭合后,造山早期的弧陆碰撞阶段.前人提出过后陆盆地、滞后型弧后盆地、裂谷盆地和前陆盆地等多种认识.本文通过对盆地形成的地球动力学背景及盆地内沉积体的性质、结构、时空叠置关系、古流向、特殊沉积体的时空展布及其所表现出的盆地沉降中心的迁移规律等方面的系统研究,认为思茅三叠纪盆地属弧后前陆盆地,其演化阶段始于中三叠统安尼期以前,盆地主要受控于澜沧江造山带,晚三叠世晚期受哀牢山造山带影响,具有复合式前陆盆地特点,三叠纪末过渡为陆内拗陷盆地。     

前陆盆地类型及褶皱－冲断层样式

Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ正式引入前陆盆地这一术语并提出周缘前陆盆地和弧后前陆盆地两种成因类型。根据中国西北部盆地的构造位置，笔者又提出再生前陆盆地和分割前陆盆地两种类型。按前陆盆地中褶皱－冲断层关系可以分出系列褶皱－冲断层样式：从断弯褶皱、断展褶皱到断滑褶皱。褶皱－冲断层样式的发育决定于最初为应力轨迹所切割的不稳定面，而确定应力轨迹的主要因素是埋藏深度和区域构造作用。因此断滑褶皱大多数发育在地下浅处，而断弯褶皱主要发育在地下较深处。     

前陆盆地类型及褶皱－冲断层样式

Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ正式引入前陆盆地这一术语并提出周缘前陆盆地和弧后前陆盆地两种成因类型。根据中国西北部盆地的构造位置，笔者又提出再生前陆盆地和分割前陆盆地两种类型。按前陆盆地中褶皱－冲断层关系可以分出系列褶皱－冲断层样式：从断弯褶皱、断展褶皱到断滑褶皱。褶皱－冲断层样式的发育决定于最初为应力轨迹所切割的不稳定面，而确定应力轨迹的主要因素是埋藏深度和区域构造作用。因此断滑褶皱大多数发育在地下浅处，而断弯褶皱主要发育在地下较深处。     

塔里木库车陆内前陆盆地及其勘探意义

前陆盆地按大地构造位置、发育时间及成因类型等可以划分为周缘前陆盆地、弧后前陆盆地和陆内前陆盆地,新生代库车前陆盆地即属于陆内前陆盆地.库车前陆盆地油气资源丰富,成藏条件优越,是塔里木盆地油气资源极其重要的组成部分.分析库车陆内前陆盆地构造特征及其控油作用对揭示我国中-西部地区中-新生代前陆盆地的油气成藏及分布具有重要意义.     

华南地区加里东期前陆盆地演化过程中的沉积响应

华南地区从震旦纪至早古生界经历了从洋盆的形成、关闭,直至转换成前陆盆地的过程.被动大陆边缘阶段,在扬子陆块的东南边缘构成了2次从碎屑岩陆架到碳酸盐台地的沉积序列,一次为震旦纪;另一次为寒武纪至早奥陶世.从中奥陶世至志留纪末,华南洋关闭,形成前陆盆地系统.它由前陆推覆体、前陆前渊、前陆隆起和隆后盆地4部分组成.前陆推覆体细分为根带、中带、前锋带.随着推覆体的上叠式的逆冲,形成外前渊盆地(钦防一带)和内前渊盆地(湘西、黔东南).当前陆推覆体向克拉通推进时,前陆隆起也逐渐向后退.此带表现出一个海平面相对上升的过程,形成碳酸盐缓坡.随着推覆体进一步逆冲,前陆隆起继续隆升,且露出水面,使其后的隆后盆地转变为半局限环境.晚志留世末,前陆盆地回返,海水从东向西逐渐退出扬子大陆.     

台湾地区弧-陆碰撞控制的海相前陆盆地

依据现有的地震、钻井和野外地质资料,综合前人关于台湾地区板块相互作用、区域大地构造、岩浆活动、弧-陆碰撞过程、沉积盆地、层序地层等方面的研究成果,本文比较系统地论述了台湾地区弧-陆碰撞过程中的盆地特征及演化规律,认为约15 Ma以吕宋岛弧带为主的弧-陆碰撞对盆地样式和盆地演化产生了重大影响,自东向西,分别形成海沟、沟-坡盆地、弧前盆地、弧内盆地和弧后海相前陆盆地。弧后海相前陆盆地为台湾碰撞带最大的沉积体系,是前陆盆地发育的早期阶段,之前还经历了陆缘断陷盆地阶段和被动大陆边缘盆地阶段。研究区沉积物从源到汇的搬运过程中,盆地的沉积与构造之间的时间存在明显滞后。9~6 Ma期间,吕宋岛弧形成;晚上新世(3 Ma),台湾海相前陆盆地的沉积环境、沉积相、物源等才发生显著变化,沉积物源方向由被动大陆边缘盆地期的向SE倒转为向SW,盆地沉积与构造运动之间滞后时间长达3~6 Ma,远大于一般认为的0.1~1 Ma。沉积物沿年轻造山带走向搬运、基底沉降导致近物源区粗碎屑物质的沉积、整个搬运体系中沉积物的局部保存与释放等因素可能是导致时间滞后的主要原因。     

南祁连盆地三叠纪地层及石油地质特征

在完成南祁连盆地３条北东向直线距离为４０１．５ｋｍ五万分之一条带地质图的基础上,重新厘定区内三叠系的划分,明确了各地层单位的含意,并建立了区内哈拉湖地层区,下日哈地层区和北部地层区及其与邻区三叠系的对比关系,认为中三叠统大加连组海相碳酸岩和上三叠统尕勒德寺组泥质岩为该盆地重要的烃源岩系,并讨论它在盆地内不同坳陷的分布规律。     

川东北前陆盆地上三叠统沉积相及沉积演化

在对川东北前陆盆地上三叠统须家河组露头剖面野外实测和钻井等资料综合研究的基础上,对该区上三叠统须家河组层序及沉积相类型、沉积特征进行了详细的研究。结果表明:研究区内主要发育冲积扇、辫状河、曲流河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊、海相三角洲等八种主要的沉积相类型。古地理演化经历了由海相环境-海陆过渡相环境-陆相环境的转变。反映了川东北前陆盆地晚三叠世须家河期盆-山耦合过程及其沉积响应。须一段(即小塘子期)发育时期,受印支期构造运动的影响,本区大部分隆升成陆,仅在研究区北西部广元、剑阁等地发育海相三角洲相沉积。须二段发育时期,米仓山-大巴山构造山系的逆冲推覆构造作用较为强烈,川东北前陆盆地坳陷幅度加大,沉积物供给充分,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积,而盆地西南部主要发育浅湖沉积。在须三段发育时期,米仓山-大巴山构造山系构造活动逐渐减弱,处于低幅稳定隆升状态,碎屑物供给量减少,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积;从盆地前缘地带向中心地带则主要发育浅湖沉积。须四-须六段发育时期,米仓山-大巴山开始进入强烈逆冲推覆和构造隆升阶段,川东北前陆盆地坳陷幅度急剧加大,碎屑物供给量骤然增多,从盆地前缘地带向中心地带主要发育冲积扇-扇三角洲-辫状河三角洲、曲流河、曲流河三角洲相到浅湖相沉积。     

Gangdese retroarc thrust belt and foreland basin deposits in the Damxung area, southern Tibet

Geologic mapping and U–Pb detrital zircon geochronologic studies of (meta)sedimentary rocks in the Damxung area (90 km north of Lhasa) of the southern Lhasa terrane in Tibet provide new insights into the history of deformation and clastic sedimentation prior to late Cenozoic extension. Cretaceous nonmarine clastic rocks 10 km southeast of Damxung are exposed as structural windows in the footwall of a thrust fault (the Damxung thrust) that carries Paleozoic strata in the hanging wall. To the north of Damxung in the southern part of the northern Nyainqentanglha Range (NNQTL), metaclastic rocks of previously inferred Paleozoic age are shown to range in depositional age from Late Cretaceous to Eocene. The metaclastic rocks regionally dip southward and are interpreted to have been structurally buried in the footwall of the Damxung thrust prior to being tectonized during late Cenozoic transtension. Along the northern flank of the NNQTL, Lower Eocene syncontractional redbeds were deposited in a triangle zone structural setting. All detrital zircon samples of Cretaceous–Eocene strata in the Damxung area include Early Cretaceous grains that were likely sourced from the Gangdese arc to the south. We suggest that the that newly recognized Late Cretaceous to Early Eocene (meta)clastic deposits and thrust faults represent the frontal and youngest part of a northward directed and propagating Gangdese retroarc thrust belt and foreland basin system that led to significant crustal thickening and elevation gain in southern Tibet prior to India-Asian collision.     

库车前陆盆地与波斯湾盆地盐构造对比研究

通过对库车前陆盆地和波斯湾盆地的盐层发育状况、盐构造特征以及盐构造与油气关系的对比研究,认为盐底辟构造与油气密切相关。库车前陆盆地勘探程度较低,应注重寻找盐底辟构造,以及与其相关的圈闭。库车前陆盆地盐构造的形成机制与波斯湾盆地下法尔斯组/加奇萨兰组相似,与霍尔姆兹组不同。根据波斯湾盆地下法尔斯组/加奇萨兰组盐构造在油气成藏中的作用,认为库车前陆盆地南部盐层较厚的地区应加强盐下勘探的力度,寻找盐下圈闭。北部山前盐层欠发育地区应注重寻找盐上圈闭,同时兼顾盐下圈闭。库车前陆盆地具有良好的三叠系和侏罗系烃源岩,应该有很广阔的勘探前景。     

南祁连盆地上三叠统阿塔寺组碎屑岩地球化学特征及其源岩

南祁连盆地在晚三叠世时期处于陆相沉积,上三叠统阿塔寺组碎屑岩十分发育。盆地三叠系砂岩的岩性及岩相特征与二叠系非常相似,但是源岩构造背景、物质组成及物质来源与二叠系有所差异。根据地球化学主量元素、微量元素分析结果,上三叠统阿塔寺组源岩构造背景活动性较强,以活动性较强的大陆岛弧及活动大陆边缘为主,源岩物质组成以长英质火成岩为主。结合区域地质构造背景判断,南祁连盆地上三叠统阿塔寺组沉积物源区以北物源为主,以南物源为辅,中祁连的前震旦系及下古生界变质结晶岩系及花岗岩为其主要物源。     

晚三叠世龙门山前陆盆地须家河组泥页岩沉积环境及有机质富集模式

晚三叠世龙门山前陆盆地形成早期的沉积环境长期存在争议。本文通过对须家河组中泥页岩的元素地球化学分析,并结合古生物、矿物组成和沉积特征对须家河组的沉积环境进行分析,探讨有机质富集模式。研究表明,龙门山前陆盆地须家河组沉积时期属于温暖潮湿的热带—亚热带气候。其中,须一段为海相沉积,泥页岩主要形成于还原环境,可见少量黄铁矿,有机质富集受氧化还原条件控制。须二段—须五段的地球化学特征、古生物特征和泥页岩有机质特征上具有相似性,与须一段的海相沉积有明显差别,在与里海进行分析对比后认为,从须二段开始,须家河组逐渐转为陆相沉积。研究表明,须二段—须五段为半咸水—淡水沉积,泥页岩中黄铁矿消失,菱铁矿出现,结合V/Cr、U/Th和dU等地化指标反映,泥页岩应沉积于弱氧化的水体。须二段—须五段泥页岩TOC含量与古生产力和沉积速率相关性好,有机质富集受古生产力和沉积速率共同控制。前陆盆地持续沉降的构造背景下形成的泥页岩具有较快的沉积速率,使得有机质在弱氧化条件下也能得到较好的保存,在沉积速率大于10 cm/kyr,古生产力充足的条件下,有机质富集和保存不再受氧化还原条件控制。     

川西前陆盆地上三叠统沉积特征

应用层序地层学方法将川西前陆盆地上三叠统划分为4个三级层序和12个体系域。在层序格架内,研究了不同时期的古地理背景、物源、沉积类型和沉积相展布,明确了上三叠统存在龙门山古陆、米仓山-大巴山古陆、康滇古陆、江南古陆4个物源,识别出上三叠统海湾、冲积扇、曲流河、辫状河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲和湖泊8种沉积相类型。层序Ⅰ沉积时期,盆地处于海陆交互相向陆相转变的时期,整体具有填平补齐的沉积特征,发育海湾等沉积;层序Ⅱ沉积时期,川西前陆盆地成为统一的内陆湖盆,其湖侵期为须家河期最大的湖侵期,主要发育三角洲沉积和湖相沉积;层序Ⅲ沉积时期,米仓山-大巴山古陆提供充足的物源,在米仓山-大巴山两逆冲推覆带前缘广泛发育大型冲积扇、辫状河、辫状河三角洲沉积体系;层序Ⅳ沉积时期,主要受江南古陆的影响,发育三角洲沉积和湖泊沉积。整体上,川西前陆盆地沉积相带的展布格局受构造控制,具有平行构造带展布的特点。盆地西北部陡坡带发育粗粒的冲积扇、扇三角洲-湖底扇,西南部陡坡带发育辫状河三角洲、北部-东北部陡坡带发育辫状河三角洲,而在东南部缓坡带则发育远源的曲流河、曲流河三角洲。     

四川龙门山中段前陆盆地沉积相与层序地层划分

四川汶川、都江堰、崇州、大邑毗邻地区的中新生代陆相地层发育良好,并呈NE向展布。笔者在进行1:5万“三江幅”和“万家坪幅”区域地质调查时,对这一地区的沉积相作了初步调研,根据前陆盆地的沉积物充填序列和沉积界面的接触关系、相转换面及等时界面等特征,将前陆盆地沉积相划分为冲积扇相、河流相、湖泊相和三角洲相四种类型6个构造层序。     

唐古拉山地区三叠纪层序地层分析及构造演化

三叠纪充填的一套碳酸盐岩—碎屑岩地层,被划分为两个超层序和5个层序单元。超层序Ⅰ以复理石建造为特征,是金沙江缝合带初始碰撞作用的产物,是唐古拉山地区三叠纪前陆盆地早期挠曲沉降构造活动的沉积响应,标志着晚三叠世诺利期前陆盆地业已形成;超层序Ⅱ以磨拉石与酸性火山岩建造为特征,是前陆盆地晚期冲断抬升构造演化的沉积响应,表明晚三叠世瑞替期来自造山带的沉积物开始越过前陆隆起向隆后盆地迁移。