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。     

塔里木盆地西部巴楚断隆南界断裂带的主要特征 和构造演化

塔里木西部巴楚断隆的南界断裂带晚中生代开始形成,内部结构十分复杂。在逐条介绍各断裂特征的基础上综述了该断裂带的主要几何学和运动学特征。该断裂带经历了白垩纪、中新(—上新)世和更新(—全新)世3期重大的冲断,前者与巴楚断隆北界断裂的演化不同步,后两者则与北界断裂带同步发育。白垩纪、更新(—全新)世的向北冲断与西昆仑山前褶皱冲断系的向北扩展有关,中新(—上新)世的向南(西)冲断受南天山褶皱冲断系向南扩展的制约。这3期冲断都伴有剪切变换构造发育,尤其是白垩纪的北西向右行走滑断裂,在造就南界断裂带的分段性和复杂面貌中起了重要作用。     

前陆冲断带构造分段特征--以准噶尔盆地西北缘断裂构造带为例

前陆冲断带普遍具有构造分段的特点。横断层、侧断坡与斜断坡常是构造分段的边界 ,它们起着运动方向、变形速率、构造样式与成因机制转换的作用。准噶尔西北缘前陆冲断带是古生代晚期—中生代早期发展起来的大型冲断推覆系统 ,南自车排子 ,北至夏子街、红旗坝的大型断裂带为其冲断前锋断裂。由于形成时间、活动方式与受力条件等出现变化 ,车排子—夏子街断裂带被北西向的横断层分割为构造样式与地质结构截然不同的三段 ,南段为红山嘴—车排子断裂带 ,构成车排子断隆的东部逆冲边界 ;中段为具压扭性质的克拉玛依—百口泉断裂带 ;北段为具冲断推覆性质的乌尔禾—夏子街断裂带。中生代晚期—新生代以来该前陆冲断带被稳定埋藏 ,构造分段是导致含油气性差异的主要原因     

准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带分析

讨论了与准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带有关的4个问题。(1)准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带具有纵向分带、横向分段和垂向构造分层的特征:纵向上由南至北可分为逆冲推覆构造带、基底卷入褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带三个带;横向上,基底卷入褶皱-冲断带从西至东按横向调节带分为5个段,构造特征表现为反冲断层从不发育到向南反冲的位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深;滑脱型褶皱-冲断带以红车断裂为界划分为西段和东段,西段构造运动弱,构造变形具双层结构;东段构造运动较强,发育大型冲向后陆的反向逆冲断层,构造变形多具有3层结构。(2)逆冲断层-褶皱类型按其形成机制分为基底卷入型冲断-褶皱、滑脱型冲断-褶皱以及基底卷入-滑脱混合型冲断-褶皱3大类,其中,基底卷入型冲断-褶皱的特征是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,而滑脱型冲断-褶皱以冲断和褶皱同时或冲断层先于褶皱形成为特征。(3)本区存在横向和纵向传递带。横向调节带一般分布于基底卷入型褶皱-冲断带,主要为左旋走滑断层;纵向传递带分布于滑脱型褶皱-冲断带,以逆冲断层系斜列分布和位移纵向斜列传递为特征。(4)褶皱-冲断带形成的主控因素主要有:近南北向的水平挤压作用,上新世末—早更新世末和晚侏罗世末发生的构造变形以及古近系、下白垩统和下—中侏罗统发育的三套异常高压泥岩层相关的滑脱作用。     

准噶尔盆地西北缘克-百地区不整合面及其动力学条件

不整合及其性质和强度的确定对理解克拉玛依至百口泉地区构造变形历史和油气聚集规律具有重要意义。根据地震资料研究显示,该区二叠纪至中生代地层中存在多个不整合面,且多为构造运动的反映。其中对克-百地区构造形成具有重要影响的有四期,其一发生在中二叠统下乌尔禾组沉积后,主要表现为冲断掀斜运动,使其前的二叠纪沉积向南东方向掀斜抬升,遭受剥蚀;其二发生在三叠纪末期,对克百断裂上盘大侏罗沟断层至百口泉段的构造有重要影响;其三发生在中侏罗世末,该期构造运动在克百断裂带及其上盘表现最为清楚,以冲断为主,局部地区有褶皱现象;其四发生在早白垩世末期,表现为掀斜运动,褶皱和断裂作用相对较弱。克-百地区不同时期、不同构造部位变形的差异性与构造动力条件密切相关。     

巴楚隆起亚松迪断裂带构造特征及几何学模型

基于地震剖面的精细地质解释,识别出塔里木盆地巴楚隆起亚松迪断裂带及邻区三期冲断褶皱构造,并建立了其几何学模型。第一期活动的为沿中寒武统膏盐层滑脱的巴什托断裂,该断裂走向为NWW,形成于二叠纪之后、古近纪之前;第二期为基底卷入型的色力布亚断裂,该断裂走向为NNW,形成于晚中新世;第三期为分别沿中寒武统和古近系膏盐层滑脱的亚松迪深、浅层断裂,这两条断裂走向均为NW,形成于更新世-全新世。平面上,亚松迪断裂的发育位置受控于古近系膏盐层的分布范围。剖面上,与先存的巴什托断裂和色力布亚断裂的复合发育造成了亚松迪断裂带东、中、西三段不同的构造样式：东段发育断层传播褶皱(上)与突破型滑脱褶皱(下);中段发育断层传播褶皱(上)、突破型滑脱褶皱(中)和基底卷入构造(下);西段则发育滑脱褶皱(上)与断层转折褶皱(下),该段滑脱褶皱为亚松迪浅层断裂的西端点。最后,我们利用计算机数值模拟的方法对这三种冲断褶皱模型进行了验证。     

川西龙门山冲断带构造油气藏类型及分布预测

野外地质考察和地震剖面解释表明川西龙门山冲断带具有复杂的构造地质特征,认为研究区发育类型众多的构造变形样式,主要有背冲断块、三角带构造、逆冲断层带和断块构造、断层相关褶皱构造以及双重构造等,不同类型的构造变形样式形成不同类型的构造油气藏。不同类型构造油气藏具有一定的分布规律,在平面上具有分带性,并与龙门山冲断带的主干断裂密切相关,如北川-映秀断裂与马角坝-通济场-双石断裂之间主要发育与断层相关的褶皱型油气藏;马角坝-通济场-双石断裂与广元-关口-大邑断裂之间主要发育三角带构造型油气藏以及一些断滑褶皱型油气藏,等等。在纵向上具有分层性,区域性滑脱层之上发育各种类型的构造油气藏,主要有背冲断块型油气藏、逆冲断裂带内的构造油气藏等,滑脱层之下发育双重构造型油气藏、断层相关及与背斜有关的构造油气藏。     

褶皱相关断层——以库车坳陷新生界盐上构造层为例

以盐构造解析的方法,综合地震与地质资料,表明库车坳陷新生界中的盐上断层受控于褶皱作用。盐上地层首先发生褶皱变形,随着褶皱作用的加强,然后发生断裂作用,盐上构造层的变形方式为褶皱相关断层,其变形特征不同于断层相关褶皱。从断层成因机制可见:断层相关褶皱理论不适用于库车新生代坳陷盐构造发育区。库车坳陷膏盐层的发育造成盐上构造层与盐下构造层变形有差异,盐上构造层以褶皱作用为主,盐下构造层以冲断作用为主。库车坳陷盐上构造层主要为褶皱相关断层,发育张性断块、后翼突破断层、前翼突破断层及褶皱相关断层组合等构造样式,根据盐上构造层的变形特征总结了褶皱相关断层的演化。     

塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制

基于系统的地震剖面解释及其与塔中地区的对比,本文探讨了塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制。玛东断裂带是一条宽阔的北东向盖层滑脱型褶皱冲断带,前展式向东南扩展,冲断作用发生在奥陶纪末。巴东断裂(吐土休克Ⅱ号断裂)为北西向基底卷入型冲断带,奥陶纪末和中二叠世末发生冲断。巴西断裂和塔参2井南断裂是海西期的正断层。塔里木古板块古生代的发育受邻侧的造山带演化制约,近东西向和北东向断裂奥陶纪末的冲断是继承基底构造发育的。塔中地区的近北西向断裂是晚寒武世的新生断裂,加里东运动可分为两幕:奥陶纪末的冲断(艾比湖运动)和晚志留-中泥盆世的冲断-走滑,后者向西明显减弱。塔里木西部的部分北西向断裂(如康西断裂)可归入塔中北西向断裂系。北东向的玛东断裂带是其西的向北(东)冲断的吐木休克断裂带与其东的向南偏东冲断的塔中8-1井——塔中5井断裂带之间的调节断层。     

准噶尔盆地南缘中段山前复杂构造变形特征及形成演化

准噶尔盆地南缘中段紧邻北天山山前，构造变形错综复杂。山前发育的三排构造的形成时间存在许多认识上的分歧，对演化过程中褶皱和断裂的变形叠加特征缺少系统的对比分析。笔者在前人研究的基础上，利用地震资料解释、平衡剖面恢复、构造物理模拟等研究手段，结合断层滑移距、伸展压缩速率定量分析方法，对研究区的构造变形特征和叠加演化过程进行了系统的分析。研究认为：(1)南缘中段三排构造自南向北,变形强度由强变弱；第一排背斜受控于基底卷入型断裂体系，第二、三排背斜受控于顺层滑脱型断裂体系，构造之间具有形成递进的演化关系，叠加形成多种复合构造样式。(2)断层滑移距总体“由深至浅”逐渐变小，具有继承性发育的特点；主干断裂滑移距存在明显的拐点，是多期次活动的有力证据。(3)基底大型逆冲断裂是先存断裂，后期继承性发育；基底卷入型褶皱–冲断带是褶皱作用发生在逆冲断裂之前，后期表现出边断边褶特征；滑脱型褶皱–冲断带是冲断和褶皱同时或冲断先于褶皱形成。(4)第一排背斜形成于侏罗纪末期，第二排背斜在此时期形成微弱雏形，并在古近纪末期形成明显轮廓；第三排背斜形成于新近纪末期；第四纪至今的强大挤压作用使3排背斜被断裂强烈改造。     

天山地区碰撞后构造与盆山演化

研究表明,近东西向的天山造山带基本格架在古生代晚期已经初步形成;平行造山带广泛分布的二叠纪红色磨拉石证明当时造山隆升作用非常强烈,导致前陆盆地普遍发育。三叠纪,天山造山带遭受区域剥蚀夷平,盆山高差缩小,盆地规模进一步扩大。侏罗纪—古近纪,由于板内伸展作用,在准平原化的天山地区形成了一系列伸展盆地,呈近东西向分布。新近纪以来,受南面印度—欧亚陆—陆碰撞的影响,天山地区发生强烈陆内变形,以逆冲推覆和褶皱堆叠为特征;节理统计表明新生代的主压应力为南北方向。晚新生代,由印度和欧亚大陆碰撞产生的强烈挤压作用对大陆腹地的天山地区影响很大：前中生代块体发生剧烈隆升和褶皱,伴随大规模新生代坳陷的形成,导致盆山高差急剧增大;脆性剪切与挤压变形构造叠加在韧性变形的古生代岩层之上。同时,中生代拉伸盆地发生构造反转,形成新生代挤压盆地,盆山交接带变形以台阶状逆断层和断层相关褶皱为特征。由于盆地朝造山带的下插作用,使古生代的岩层呈构造岩片方式逆冲推覆在盆地边缘的中新生代岩层之上,当穿越不同地质构造单元时表现出不同的运动学特征。强烈挤压褶皱冲断是晚新生代盆山交接带的基本特征和最普遍的盆-山耦合方式,局部伴有小规模近东西向的走滑断层。中生代沉积岩的褶皱与断裂、侏罗纪煤层自燃及烧结岩的形成、强烈地震与断层活动、以及新疆独特的镶嵌状盆山格局,都是新近纪以来构造作用的产物。     

秦岭南缘大巴山褶皱－冲断推覆构造的特征

秦岭造山带南缘的大巴山巨型逆冲推覆构造主要是在秦岭造山带板块俯冲碰撞造山与中、新生代以来陆内造山过程中长期复合作用形成的。详细的室内外构造研究表明,巴山逆冲推覆构造可以巴山弧形断裂带为界划分为北大巴山逆冲推覆构造和南大巴山逆冲推覆构造。北大巴山自北而南依次由安康－武当推覆体、紫阳－平利推覆体、高桥－镇坪推覆体和高滩推覆体逆冲叠置而成。南大巴山则以镇巴－阳日断裂为界,分为北部的前陆冲断褶皱带和南部的前陆褶皱带。北大巴山主要是印支期碰撞造山作用和燕山期陆内逆冲推覆作用叠加改造的结果,南大巴山则主要是燕山期递进变形过程中的产物。构造变形北强南弱,北以冲断褶皱变形为特征,南以皱褶作用为主;北部褶皱紧闭复杂,向南渐变为宽缓的薄皮构造。逆冲作用在时序上具有由北向南扩展传递的特点。     

龙门山断裂带印支期左旋走滑运动及其大地构造成因

位于青藏高原东缘的龙门山构造呈北东—南西向将松潘—甘孜褶皱带和华南地块分割开。前者主要是由一套巨厚的三叠纪复理石沉积组成 ,分布在古特提斯海的东缘。后者由前寒武纪基底和上覆的古生代和中生代沉积盖层组成。位于汶川—茂汶断裂以东的前龙门山存在一系列倾向北西的逆掩断层 ,它们将许多由元古宙和古生代岩层组成的断片向南东置于四川盆地的中生代红层之上 ,构成典型的薄皮构造。许多研究由此断定松潘—甘孜褶皱带和四川盆地之间在中生代发生过大规模的北西—南东向挤压。然而 ,汶川—茂汶断裂西侧的松潘—甘孜褶皱带内部的挤压构造线大多是垂直于而不是平形于龙门山断裂带 ,这表明当时的挤压应力不是北西—南东向而是北东—南西向。近年来在龙门山构造带内发现 ,在三叠纪时龙门山断裂带在发生推覆的同时还经历过大规模的北东—南西向的左旋走滑运动 ,协调走滑运动的主要构造为汶川—茂汶断裂。走滑运动的成因与松潘—甘孜褶皱带北东—南西向缩短有关。汶川—茂汶断裂的左旋走滑在龙门山的北东端被古特提斯海沿勉略俯冲带的消减和发生在大巴山的古生代 /中生代岩层的褶皱和冲断作用所吸收 ,在龙门山的南西端被古特提斯海沿甘孜—理塘俯冲带的消减和松潘—甘孜三叠纪复理石的褶皱和冲断作用所吸?     

塔里木盆地巴楚隆起古董山断裂带构造分析

古董山断裂构造带位于塔里木盆地西部的巴楚隆起上,走向北西-南东,延伸140 km左右。基于地震剖面的详细解释,识别出4期构造变形：寒武-奥陶纪正断层、二叠纪正断层、中新世冲断层、上新世-更新世冲断层及其伴生的正断层。中新世基底卷入型冲断层是古董山构造带的主控断裂构造,构成断裂带的主体,构造变形样式为断层传播褶皱。寒武-奥陶纪正断层形成复式地垒,隐伏于中新世主干断层之下。二叠纪正断层可能伴生有岩浆活动。先存的正断层和岩浆岩对古董山中新世断裂活动具有明显的控制作用;后期的断裂活动,即上新世-更新世逆冲断层和正断层,对中新世形成的断裂构造有改造作用。古董山断裂带东南端与玛扎塔格构造带西端交汇,但两者不是同一条断裂带。     

南秦岭构造带中段晚中生代陆内变形特征与侧向挤出构造

南秦岭构造带位于秦岭造山带南部,在中生代时期经历了复杂的陆内变形过程。在晚中生代阶段,南秦岭构造带内发育一系列平行造山带的走滑断裂带。目前对于这些走滑断裂带不同构造位置的变形特征、变形叠加关系以及动力学机制等方面的认识并不充分。构造研究显示,南秦岭构造带内的宁陕断裂和安康断裂均发育大量平行于断裂带的A型褶皱群和近水平的拉伸线理,表明南秦岭构造带经历了以走滑剪切变形为主的构造阶段。运动学特征表明,宁陕断裂以左行剪切变形为主,而安康断裂则以右行变形为特征。选择典型岩石样品进行同位素测年来限定断裂活动的时代,其中:宁陕断裂带内同构造花岗岩脉的锆石SHRIMP U-Pb定年结果为（186.0±4.0） Ma;安康断裂带内云母矿物的⁴⁰Ar-³⁹Ar定年结果为161.2~173.5 Ma。虽然宁陕断裂和安康断裂的运动方向不同,但是同位素年代学研究限定了两条断裂发生走滑变形的时间都是早-中侏罗世,从而共同构成了南秦岭构造带中间块体整体向东挤出的构造特征。同时也表明,相互碰撞的大陆在碰撞之后将很快转变为以平行造山带侧向挤出和走滑位移为主的陆内变形演化阶段。     

塔里木盆地玛扎塔格构造带断裂构造分析

玛扎塔格构造带是麦盖提斜坡与巴楚断隆之间的一条边界断裂带,其中已发现和田河气田。断裂构造对于圈闭的形成和油气运聚成藏具有决定性的制约作用。通过系统的地震剖面解释,在玛扎塔格构造带识别出3期断裂构造:第1期构造活动以中寒武统的膏盐层为主滑脱面,由麦盖提斜坡向巴楚断隆冲断,伴生有断层传播褶皱发育,形成于新生界沉积之前,玛扎塔格背斜形成;这期冲断构造是本次研究的一个新发现。第2期活动为基底卷入型挤压走滑断裂,由相互背冲、近于平行的玛南断层和玛北断层组成,形成于中新世末,玛扎塔格背冲断块背斜形成。第3期活动以古近系底部的膏盐层为主滑脱面,由麦盖提斜坡向巴楚断隆冲断,也伴有断层传播褶皱发育,形成于更新世—全新世。在此基础上讨论了区域构造演化对玛扎塔格构造带3期断裂活动的形成和发育的控制。     

大巴山前陆带东段神农架地区构造变形研究

神农架地区位于大巴山前陆弧形构造带东段, 以阳日断裂为界, 可分为北带基底拆离带和南带神农架隆起, 北带以E -W走向的基底拆离和盖层滑脱为特征, 古生界盖层褶皱紧闭; 南带神农架隆起周缘的盖层变形特征各异, 北缘变形较弱, 东缘变形很强, 其西、南周缘发育特征的裙边状褶皱构造, 南缘裙边褶皱以枢纽大角度倾伏为典型特征。古构造应力场反演结果显示, 该区主要受控于近S -N向主压应力作用; 受到神农架、黄陵两个隆起相向对挤作用, 神农架隆起东缘主压应力方向为NW -SE向, 两个不同方向的应力场可能均与早燕山期大巴山强烈的陆内造山作用有关。综合分析和对比结果显示, 大巴山前陆构造带东段的构造演化历史经历了印支雏形期和早燕山定型期两个构造演化阶段, 神农架基底隆起对大巴山前陆弧型构造带的形成起到了限制作用, 神农架地区的构造变形研究对于探讨大巴山前陆弧形带的形成和演化具有重要的指导意义。      

青海拉鸡山:一个多阶段抬升的构造窗

拉鸡山断裂带位于祁连山褶皱带内,呈北西-南东向延伸.后者构成青藏高原的东北边缘,由三个主要构造单元组成:北部是一条早古生代的板块缝合带,中部是一个元古代的结晶地块,南部由一套晚古生代到三叠纪的被动大陆边缘沉积物组成.对拉鸡山及其邻区的构造研究结果表明,祁连山褶皱带在古生代加里东期发生过大规模的缩短,北祁连的早古生代蛇绿岩和岛弧火山岩沿祁连山中央冲断层向南,陆内俯冲到中祁连元古界变质杂岩之下.由于发生在晚古生代和晚中生代的陆内变形,位于中祁连之下的北祁连的蛇绿岩和岛弧火山岩发生褶皱,并被抬升到地表.到新生代,由于印度板块和欧亚大陆之间的碰撞和陆内汇聚作用,拉鸡山断裂带再次活动,这些下古生界蛇绿岩和岛弧火山岩通过冲断作用快速抬升,将中祁连地块一分为二.因此,拉鸡山是一个抬升的构造窗,不是一个中祁连结晶地块中的早古生代大陆裂谷.