郯庐断裂带中-南段走滑构造特征与变形规律

在大别造山带东端和苏鲁造山带西端,郯庐断裂带存在着同造山期和早白垩世两期左旋走滑韧性剪切带,在张八岭隆起南段迄今为止只发现了早白垩世的走滑剪切带。这些剪切带由若干条小型韧性剪切带组成,带内糜棱岩都具有陡倾的糜棱面理和平缓的矿物拉伸线理。野外构造、显微构造及石英C轴组构皆指示了左旋走滑剪切指向。新生矿物组合和矿物变形行为分析显示大别山东端郯庐早、晚两期剪切带主要形成于中绿片岩相的变质温度环境,张八岭隆起南段剪切带主要形成于高绿片岩相的变质温度环境,苏鲁造山带西端郯庐早、晚两期剪切带则形成于高角闪岩相的变质温度环境。糜棱岩内基质中新生白云母的电子探针分析指示大别山东端和张八岭隆起南段出露的郯庐韧性剪切带形成于低压环境下,而苏鲁造山带西端的郯庐韧性剪切带形成于高压榴辉岩相环境。这些详细的构造研究显示:在华北与华南板块的碰撞造山期郯庐断裂带以左旋走滑构造型式存在,而在早白垩世太平洋构造域中它又再次发生了强烈的左行平移。     

辽东湾坳陷东部地区走滑断裂发育特征及走滑量的估算

运用丰富的三维地震资料,详细刻画了辽东湾坳陷东部地区三条主干走滑断裂的平面和剖面特征,不同走滑断裂发育特征不同,以及同一断裂也具有分段差异性。整体而言,辽东湾坳陷东部地区在平面上,由东到西、从南北两端向中间,走滑强度逐渐增大。通过构造物理模拟实验的方法,对辽东湾坳陷三条主干走滑断裂的走滑位移量进行估算,结果表明,辽中地区走滑断裂走滑量大于辽东地区;而三条断裂在渐新世时期的走滑位移量和平均走滑位移速率均是最大的,说明辽东湾坳陷东部地区在渐新世时期走滑活动强烈。     

“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。     

雁列构造是走滑断层存在的充分判据?--来自平面砂箱模拟实验的启示

多年来 ,雁列构造被作为走滑作用的结果、并得到物理模拟实验模型的支持 ,通常作为走滑断层的判据加以运用。本文根据针对黄骅盆地所设计的曲折边界基底均匀伸展模型和针对焉耆盆地所设计的基底均匀收缩斜向挤压模型的砂箱实验结果 ,给出了雁列构造另外的成因解释。认为雁列构造的成因并非局限于基底走滑作用 ,基底均匀变形条件下的斜向伸展或斜向挤压作用均可形成雁列构造 ,因此雁列构造不能作为走滑断层存在的充分判据。     

统一应力场中基底断裂对盖层复杂断块变形的影响——来自砂箱实验的启示

基底先存断裂的活动会对其盖层岩层的变形起到较大的影响,尤其当应力直接作用于基底时更是对变形起到了控制作用。通过一系列的砂箱实验模拟分析了在统一的构造应力场中,当深部的基底断裂作平移滑动时盖层断块的被动变形情况:当其具有伸展分量时,会形成一个近对称的走滑 伸展裂谷形态,当具有挤压分量时,会形成以逆冲走滑断裂为边界的对称的局部挠曲隆起;同时在剖面上会形成典型的走滑构造特征,变形区域的大小与伸展或挤压分量的大小有关。先存的盖层断块受到基底作用力时,除内部变形本身还会发生旋转,形成局部的拉伸和挤压区;当一个地区的基底断裂多次活动甚至发生反转时,就会使地表形成特别复杂的构造现象;郯庐断裂带中段的埕岛-垦东潜山构造带的变形是一个典型的走滑基底控制的情况,实验结果证明基底的走滑反转变形造成这些断块的旋扭,盖层的非完全反转形成了剖面上的“复式花状构造”。     

扎伊尔山冲断-走滑构造演化特征与物理模拟

早期认为准噶尔盆地西北缘扎伊尔山构造带是典型的逆冲推覆构造体,但其在新的过山二维地震剖面上表现出冲断-走滑构造的特征,"石炭系—二叠系挤压推覆"和"三叠系—侏罗系压扭走滑"两阶段形成了前陆冲断带完整的冲断-走滑体系。通过物理模拟西北缘挤压、扭动两个阶段地层、断层性质和样式变化,证实了西北缘冲断-走滑构造体系的存在,总结其发育规律,归纳出平面"川"字型样式和剖面"从"字型模式。地质构造模式的建立为西北缘整体构造认识指出新的方向,同时对地震解释和井位部署具有重要作用。     

塔中隆起走滑断裂分层变形机制研究的物理模拟实验

塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起带中部,是塔里木盆地油气勘探的重点区块之一。塔中地区奥陶系碳酸盐岩走滑断裂发育,控储控藏作用明显,走滑断裂成因机制的研究对于油气勘探开发十分重要。塔里木盆地塔中隆起走滑断裂具有典型的分层变形特点,为了明确塔中隆起走滑断裂分层变形机制的主控因素设计了4组物理模拟实验模型。实验结果表明:走滑断裂分层变形特征的形成主要与垂向上地层性质变化(分层)和多期活动(分期)有关,分层与分期都能造成走滑断裂产生分层变形的特征,塔中走滑断裂分层差异变形特征,是由垂向上地层岩性差异性和构造活动多期性共同造成的。     

敦-密断裂左行走滑三维有限元模拟

敦-密断布列亚裂带是郯庐断裂北段的重要分支之一, 具有左行走滑剪切性质, 其走滑位移量的大小一直存在很大争议。应用ANSYS三维有限元模拟软件, 对研究区地质体建立理想模型, 并采用分段施力和连续施力两种方法进行构造几何学错移的数值模拟, 探讨敦22密断裂带的走滑位移量。模拟结果表明: 采用分段施力方式得到的累计走滑位移量为273.8 km, 连续施力方式得到的位移量为406.8 km, 说明在不考虑外界阻力影响及地质体内部形变吸收的位移量时, 郯庐断裂由南到北具有整体统一的走滑位移量。综合考虑布列亚-佳木斯地块的阻挡及地质体内部的韧性变形和逆冲推覆构造对走滑位移量的吸收等地质因素, 认为敦-密断裂带实际位移量应比模拟数值小, 也证实了郯庐断裂走滑位移量可能存在由南至北逐渐递减的规律。     

郯庐断裂带桐城-庐江段的构造特征及演化

郯庐断裂带桐城－庐江段构造特征明显,由东界断层和西界断层及伴生层组合而成。它们是同一应力作用下的产物,表现出左行走滑的运动学特征。断层带中发育大量超糜棱岩、碳酸盐岩糜棱岩和硅化大理岩,反映了较深的生成环境。活动时代为１１０－１３０Ｍａ。沿郯庐断裂带后期显示出伸展特征,发育了一系列正断层,形成复式地堑构造,沉积了大量Ｋ２－Ｅ的红色陆相沉积物。规模巨大的逆冲断层和推履构造,强烈破坏了红色盆地,表现出由ＳＥ－ＮＷ逆冲的运动学性质。断层带中主要为脆性构造岩。该区郯庐断裂带的深化过程是：晚侏罗世－早白垩世为左行平移;晚白垩世－早第三世为伸展拉张;新第三纪以来为逆冲挤压。     

郯庐断裂带对华北板内变形及煤田构造的影响

郯庐断裂是华北板内重要变形，也是华北煤田重要控煤构造，它将华北晚古生代聚煤盆地东段切割推移，使之成为相对独立的构造单元；控制了华北板内变形：断裂旁侧派生的旋卷构造，构成新颖的煤田构造样式。从华北晚古生代聚煤盆地沉积和变形的视角看，郯庐断裂中生代走滑平移，估算最大水平位移量达５００ｋｍ，东盘辽吉块体岩壳消减量２５０ｋｍ，走滑运动时限，从印支期始，燕山晚期走滑速度增快达到高潮，并向伸展运动转化。     

秦岭南缘青川断裂新生代变形特征及其走滑运动学转换

青川断裂作为秦岭构造带南部边界断层,新生代以来受到印度-欧亚大陆碰撞产生的远场效应,发生了强烈的走滑复活,调节了青藏高原隆升和向东扩展。本文基于错断地貌测量与断裂带脆性变形的野外调查,建立了该断裂新生代2期走滑运动历史,并讨论了走滑运动学转换的大地构造意义。沿断裂带河流水系偏移地貌分析发现,主要河流的Ⅳ级支流沿断裂发生一致的右旋偏移,指示断裂右旋位错量在200~800 m;河流阶地的右旋位错量在49~62 m。野外调查发现,青川断裂发育5~100 m宽的断裂破裂带,主要由断层泥、磨砾岩、断层透镜体等组成,S-C组构发育,磨砾石旋转定向排列。断裂破碎带运动学指向记录了青川断裂2期脆性走滑变形:早期为左旋走滑活动、晚期为右旋走滑活动。结合断裂带东端汉中盆地地层时代和秦岭山地隆升时代,我们推断晚期右旋走滑运动主要发生在上新世以来,调节了碧口地块的向东挤出;而早期左旋走滑运动则很可能是对古近纪晚期青藏高原隆升和扩展的响应。     

塔北隆起X型走滑断裂成因机制的新解释

塔里木盆地塔北隆起发育两组呈小角度相交(40°)的透入性X型走滑断裂,分别沿着NNE走向和NNW延伸。在对塔北哈拉哈塘地区三维地震资料解释的基础上,对走滑断层的几何展布特征以及断层的剖面变形特征进行研究;同时重点解析了RP6断裂和HA13断裂,分析比较NNW向与NNE向断层的变形及发育特征差异;结合盆地重磁资料以及周缘造山带的活动特征,对塔北隆起小角度的X型走滑断层的发育机制以及演化进行了分析。研究表明,塔北隆起走滑断层在垂向上具有明显的分层变形特征,分为三个构造层:震旦系-中寒武统下构造层(TH₃界面以下)、上寒武统-中奥陶统中构造层(TH₃-TO₃t界面)和上奥陶统-石炭系上构造层(TO₃t-TP界面)。断层在下构造层和中构造层中整体处于压扭环境,多发育正花状构造;上构造层中断层主要发育负花状构造或正断层,整体处于张扭环境。两组断裂比较,NNW向断裂活动性强,在各构造层中均有显著的断裂特征发育,垂向连通性强,发育先存基底断裂,而NE向断层主要发育在中构造层,在下构造层和上构造层中断层发育不明显。活动性分析表明,断层的形成与演化具有多期性,走滑断层的形成经历了三期主要活动:中寒武世末、中晚奥陶世和志留纪-石炭纪。塔北隆起X型走滑断裂的形成受到了NNW向基底断裂和薄弱带的控制,NNW向先存基底断裂带或薄弱带优先发育走滑断裂,基底断裂与主挤压应力方向的夹角小于45°-Φ/2,NNE断层的发育受NNW向先存断裂限制,最终形成小角度相交的X型断裂。     

Vertical Differential Structural Deformation of the Main Strike-slip Fault Zones in the Shunbei Area, Central Tarim Basin: Structural Characteristics, Deformation Mechanisms, and Hydrocarbon Accumulation Significance

Vertical differential structural deformation (VDSD), one of the most significant structural characteristics of strike-slip fault zones (SSFZs) in the Shunbei area, is crucial for understanding deformation in the SSFZ and its hydrocarbon accumulation significance. Based on drilling data and high-precision 3-D seismic data, we analyzed the geometric and kinematic characteristics of the SSFZs in the Shunbei area. Coupled with the stratification of the rock mechanism, the structural deformations of these SSFZs in different formations were differentiated and divided into four deformation layers. According to comprehensive structural interpretations and comparisons, three integrated 3-D structural models could describe the VDSD of these SSFZs. The time-space coupling of the material basis (rock mechanism stratification), changing dynamic conditions (e.g., changing stress-strain states), and special deformation mechanism of the en echelon normal fault array uniformly controlled the formation of the VDSD in the SSFZs of the Shunbei area. The VDSD of the SSFZs in this area controlled the entire hydrocarbon accumulation process. Multi-stage structural superimposing deformation influenced the hydrocarbon migration, accumulation, distribution, preservation, and secondary adjustments.     

郯庐断裂带早白垩世走滑运动中的构造、岩浆、沉积事件

郯庐断裂带内一系列走滑糜棱岩类的^40Ar/^39Ar测年表明，郯庐断裂早白垩世发生了左旋走滑运动。这一大规模的走滑运动，造成了两类走滑构造，一类为变质岩中低绿片岩相左旋韧性剪切带，另一类为中生代火成岩、沉积岩中的脆性、脆-韧性左行平移断层。这反映断裂带的走滑运动从早白垩世初期持续到早白垩世后期。断裂带的走滑运动诱发大规模的、以富钾、中酸性为主的岩浆活动。地球化学分析显示，这些岩浆岩既有壳源的信息，也有幔源的贡献，反映是断裂减压、壳-幔相互作用下形成的岩浆活动，也暗示断裂带在走滑期切入壳-幔边界。该断裂带走滑运动中，除了在莱阳盆地形成了拉分盆地外，还在合肥盆地东部造成了走滑挠曲盆地，控制下白垩统朱巷组的沉积，郯庐断裂带早白垩世走滑运动中的构造、岩浆、沉积事件，是西太平洋伊泽纳崎板块高速斜向俯冲的结果，属于滨太平洋构造。     

郯庐断裂带中生代构造演化史：进展与新认识

总结出郯庐断裂带中生代运动学演化的过程与历史,概括为"两大运动时期、五个发辰阶段".第一运动时期对应于三叠纪一早侏罗世早期的"印支运动",以扬子陆块与华北地块之间的拼合和碰撞造山为主导,郯庐断裂带经历了:①转换走滑阶段(240～220Ma),其走滑活动局限在大别和苏鲁超高压变质带之间.这个阶段的陆一陆深俯冲作用使苏鲁超高压变质带向西韧性挤出,导致徐淮弧形构造带的形成和发育.②左旋平移走滑阶段(220～190Ma),徐淮弧形构造带向南错移了约145km,并被大别山以北地区的东西向逆冲系统所吸收.左旋走滑扩展使郯庐断裂带贯穿整个华北和东北地区.第二运动时期对应于中、晚侏罗世至古新世时期的"燕山运动",郯庐断裂带的演化与东亚活动陆缘的演化紧密联系在一起,经历了③中、晚侏罗世至早白垩世早期挤压走滑活动,伴随着华北东部地区岩石圈、地壳增厚和郯庐左旋走滑断裂系的发育.④早白垩世以地壳伸展和陆内裂谷断陷作用为主,使早期增厚的华北克拉通岩石圈发生垮塌和减薄.⑤晚白垩世一古新世以右旋走滑为主,沿断裂带及其两侧发育一系列拉分盆地.系统地阐述了郯庐断裂带中生代发育过程与地质特征,及其在东亚大陆演化历史中独特的作用.     

Structural deformation and evolution of right-lateral strike-slip tectonics of the Liaohe western depression during the early Cenozoic

The Tan-Lu fault zone (TLFZ) traverses the Liaohe western depression (LHWD), affords an exceptional opportunity to reveal the structural deformation and evolution of a major strike-slip fault of the LHWD using three dimensional seismic data and well data. In this paper, based on structural interpretations of the 3-D seismic data of the LHWD, combined with depth slice and seismic coherency, a variety of structural features in relation to right-lateral strike-slip fault (the western branch of the Tan-Lu fault) have been revealed presence in the depression, such as thrust faults (Xinlongtai, Taian-Dawa, and Chenjia faults), structural wedges, positive flower structures, and en echelon normal faults. Fault cutoffs, growth strata and the Neogene unconformity developed in the LHWD verify that the activity of right-lateral strike-slip from the late Eocene to Neogene (ca. 43–23 Ma). The study indicates that the right-lateral strike-slip played an important role in controlling the structural deformation and evolution of the LHWD in the early Cenozoic. Moreover, the front structural wedge generated the gross morphology of the Xinlongtai anticline and developed the Lengdong faulted anticline during the late Eocene, and the back structural wedge refolded the Lengdong faulted anticline zone in the late Eocene to the early Oligocene. Wrench-related structures (the Chenjia thrust fault and the en echelon normal faults) were developed during the late Oligocene. Uniform subsidence in the Neogene to Quaternary. Furthermore, the driving force of the right-lateral strike-slip deformation was originated from N–S extension stress related to the opening of the Japan Sea and NE–SW compression, as the far-field effect of India–Eurasia convergence.     

缅甸Sagaing走滑断裂及对睡宝盆地构造演化的控制和影响

在研究Sagaing走滑断裂的形成和发展的基础上将其分为2个阶段:第一阶段古新世—早始新世洋陆俯冲造成了缅甸板块与欧亚板块的分离,使缅甸板块加速向北漂移,Sagaing断裂开始形成;第二阶段始新世以来发生陆陆俯冲,印度板块的北东部首次开始碰撞缅甸板块。这次A型俯冲使得缅甸板块沿Sagaing走滑断裂向北继续漂移,最大的右行走滑位移达450 km。在Sagaing走滑断裂的控制下,睡宝盆地亦呈现2期构造特征:中新世,缅甸盆地内经历拉张和断裂,安德曼海(Andaman)打开,并且弧后扩张中心向南迁移,睡宝盆地即呈现拉张的构造环境;上新世—更新世,由于缅甸板块向北运动碰撞到亚洲板块的喜马拉雅断裂,受到阻挡,构造反转。睡宝盆地受挤压和扭压导致一系列的逆断层、花状构造,最终形成以南北向右行走滑为主、叠加东西向扭压的应力背景。     

东濮凹陷构造变形的物理模拟研究

东濮凹陷是一个研究程度较高的含油气区,前人在构造变形研究方面多注重于伸展变形的几何学分析而忽略了形成机制中走滑分量的作用。本文在对区域地质背景和东濮凹陷构造特征分析基础上,设计平、剖面砂箱实验对该凹陷的构造变形进行伸展-走滑模拟研究。结果表明:(1)具走滑性质的断裂组合形成的构造样式更加复杂多样,走滑断层弯曲会产生挤压或伸展分量,在相邻的区域内形成局部的凹陷和隆起,主动盘的不同会形成不同的断裂组合;(2)在区域NNW—SSE向伸展变形下,形成了东濮凹陷两洼一凸的近对称格局,基底深断裂的张扭性开裂加速了凹陷的形成,主断层上、下盘均有明显的活动;(3)受基底断裂活动影响,大约Es~2-Ed沉积期凹陷存在一个明显的右旋走滑变形期,在凹陷的中部隆起带上出现了负花状、火焰状等典型走滑构造样式,走滑变形具有阵发性特点。