鄂尔多斯盆地中新生代峰值年龄事件及其沉积-构造响应

通过锆石-磷灰石裂变径迹年龄分布及其与粗碎屑沉积建造和地层不整合关系的综合分析,提供了鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的年代学约束及其沉积响应特点。印支期构造事件主要发生在230～190Ma,包含215Ma和195Ma两个峰值年龄,在盆地西南缘发育晚三叠世粗碎屑类磨拉石建造及其与上覆地层的平行不整合。燕山期构造事件主要发生在燕山中晚期的150～85Ma,包含145Ma、120Ma和95Ma等3个峰值年龄,在盆地西南缘发育燕山中期的晚侏罗世和早白垩世的粗碎屑类磨拉石建造及其地层间的角度不整合。喜山期构造事件主要表现为盆地区域的多旋回构造隆升,至少包含55Ma、25Ma和5Ma等3个幕次的峰值年龄事件。其中,锆石和磷灰石叠合分布的峰值年龄(145Ma)和其相关的角度不整合、逆冲推覆和区域岩浆活动等,共同指示了鄂尔多斯盆地中新生代的一次关键构造变革事件。     

鄂尔多斯盆地中新生代构造应力场

鄂尔多斯盆地是位于华北克拉通西部的保罗－白垩纪沉积盆地。本文利用中、小型构造的解析成果重建了该盆地中、新生代的区域构造应力场，其中，印支、燕山和喜马拉雅运动最大主压力轴的产状分别为１７９°～３５９°∠２°～３°，１３０°～３１０°∠２°～４°，３０°～２１０°∠１°～２°。这一成果为解释它的形成与演化机制提供了一个重要窗口。     

鄂尔多斯盆地中西部中新生代构造抬升及演化

通过磷灰石裂变径迹（AFT）分析与热史模拟的方法,探讨了鄂尔多斯盆地中西部地区中新生代构造热演化过程及地质响应。不同构造单元及不同层位样品的AFT年龄结果表明,研究区中生代以来经历2次构造抬升：晚白垩世末—古新世早期（79~65 Ma）和始新世—中新世早期（56~15 Ma）;AFT年龄空间对比图表明,研究区抬升冷却具有南早北晚、后期整体抬升的特征。热史模拟结果表明,研究区整体于晚白垩世末期快速冷却抬升,古新世—中新世晚期为缓慢抬升,中新世末以来抬升速率明显加快。研究区中新生代的构造演化过程与周缘构造单元的相互作用密不可分,晚白垩世以来的构造抬升可能与秦岭造山带构造演化有关,新生代以来的构造抬升与盆地周缘裂陷的演化具有一致性,中新世晚期以来的快速抬升可能与青藏高原隆升的远程效应有关。     

鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析

运用磷灰石裂变径迹(AFT)分析的构造热年代学研究方法,系统探讨鄂尔多斯盆地东北部不同区段中新生代以来的热演化历史,为盆地东北部石油和天然气等多种沉积能源矿产的勘探预测提供新的约束条件。模拟结果表明:盆地东北部经历了250~150 Ma缓慢埋藏增温过程,平均增温速率为0.9℃/Ma;150~120 Ma为快速增温阶段,平均增温速率高达2.1℃/Ma,地层温度达到最高,且均大于130℃。之后不同区段经历差异降温过程:北缘露头区经历了120~65 Ma快速降温,平均冷却速率约1.3℃/Ma;65~10 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.4℃/Ma。南缘露头区及盆地沉降区则经历了120~30 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.9℃/Ma;30~10 Ma快速降温,平均冷却速率约为1.5℃/Ma。10 Ma以来,盆地东北部整体抬升冷却,平均冷却速率约6.5℃/Ma。分析结果认为燕山中期构造热事件之最高热增温作用的关键时刻为(120±10)Ma,促成鄂尔多斯盆地东北部主要烃源岩层系的成熟生烃和大规模油气成藏。在后期的差异抬升冷却过程中,北缘露头区在65 Ma±通过了110℃等温面,南缘露头区及盆地的沉降区在30 Ma±通过了110℃等温面,有利于相邻地区原生油气藏的积聚和保存,古近纪晚期(30 Ma)尤其是新近纪晚期近10 Ma以来的强烈构造抬升作用有可能是引发原生油气藏调整—改造和次生成藏的关键因素。     

鄂尔多斯盆地西缘中新生代构造演化与铀成矿作用

受周边板块离散、汇聚的影响,中-新生代鄂尔多斯盆地及其西缘构造应力场发生了多次转变,造成不同时期盆地类型与沉积充填、构造变形特征的差异。据此,将盆地西缘中-新生代构造演化划分为7个阶段。其中,晚三叠世强烈的挤压,使盆地西侧阿拉善地块上富铀岩石剥出地表,并为盆地提供铀源;早-中侏罗世弱挤压构造背景下辫状河发育,形成了有利的含矿建造;晚侏罗世的强烈挤压,使中-下侏罗统发生构造变形并遭受地下水的渗入改造,但构造变形太强烈,影响了铀成矿的潜力;晚白垩世-渐新世早期盆地西缘整体隆升,使区内目标层长期遭受地下水渗入改造,形成了主要的铀矿化;渐新世之后,银川断陷隔断了盆地与蚀源区的联系,铀成矿作用基本停止。     

鄂尔多斯盆地中—晚侏罗世构造事件的沉积响应

中—晚侏罗世是东亚大地构造发展的重要转折时期,鄂尔多斯盆地周缘构造带记录了强烈的陆内多向挤压变形,其发生的动力学背景与古太平洋、西伯利亚、特提斯同时向东亚大陆汇聚产生的远程效应有关。鄂尔多斯盆地侏罗纪沉积记录了该期构造事件的发生、发展过程:(1)自早侏罗世富县期至晚侏罗世芬芳河期,鄂尔多斯盆地岩相古地理演化经历了河流-冲积扇、湖泊-沼泽、河流-三角洲和冲积扇,中侏罗统直罗组底部砾岩发育时期为湖进序列向湖退序列转换的关键时期;(2)Qm-F-Lt图解中,中侏罗统延安组砂岩投点落入了稳定克拉通范围,中侏罗统直罗组和安定组的投点落入了石英再造山旋回范围内,预示着中侏罗世直罗期,鄂尔多斯盆地周缘构造活动性迅速增强;(3)中侏罗统安定组内部发育了一套全区可以稳定对比的泥晶碳酸盐岩,生物化石发育,该套泥晶碳酸盐岩上下地层的颜色由早期的灰绿色突变为紫红色,古盐度突然升高,预示着古气候环境突变,构造活动更为强烈;(4)根据盆地内热流体的记录及相邻区碎屑锆石年龄谱特征,中晚侏罗世构造事件发生的起始、强烈活动时限分别为168.0 Ma和161.0 Ma。     

新疆北部和什托洛盖盆地中、新生代构造抬升事件的确定及其地质意义：来自低温热年代学的证据

新疆北部西准噶尔造山带的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中、新生代的构造事件及隆升过程是研究该地区陆内变形的关键所在。本文对造山带内山间盆地——和什托洛盖盆地的构造抬升事件进行系统分析,基于研究区野外地质调查及断裂解析,识别出C/J、J/AnJ、J/E和K/E以及E/N等5期区域不整合面,这些不整合是构造活动的直接证据。盆地中、新生代受南北两条控盆断裂近N-S向挤压应力持续挤压。砂岩样品磷灰石裂变径迹年龄分布在晚侏罗世末期—早白垩世早期（149~125 Ma）、早白垩世中期（121~109 Ma）和晚白垩世早期（80.0~77.7 Ma）3个区间,反映出该地区在这3个时期发生了明显的冷却抬升事件,3期冷却抬升事件与野外地质特征有很好的地质响应。热史模拟表明晚侏罗世—早白垩世（160~110 Ma）、晚白垩世（85~65 Ma）和渐新世—上新世（30~5 Ma）发生了快速隆升事件。盆地构造抬升的主要应力为周缘山系抬升及断裂活动挤压。综合研究表明,盆地中、新生代经历了3期明显的构造抬升事件,与中、新生代印支运动、燕山运动和喜山运动远程效应有很好的耦合性。

     

中国西部中新生代沉积盆地变形构造形成与演化模式

重点讨论了中国西部中新生代大型沉积盆地变形构造的几何结构样式,形式与演化模式。由沉积盆地边缘到中心可划分为盆缘叠瓦逆冲断层带,盆内断层三角构造带,盆内冲起构造带和中央宽缓褶皱构造带四个变形构造带。从而首次建立起中国西部中新生代大型沉积盆地内变形构造形成与演化的褶推式四维变形模式。     

宁武盆地中-新生代构造演化的裂变径迹证据

为深入研究宁武盆地中-新生代的构造演化及煤层气资源的赋存条件,采集样品进行裂变径迹测试。锆石裂变径迹年龄为156～139 Ma,磷灰石裂变径迹年龄为97～47 Ma。宁武盆地中-新生代的构造演化历史可分为3个阶段。晚侏罗世(156 Ma),盆地两翼的岩体开始缓慢隆升,核部坳陷沉积,到早白垩世晚期(100 Ma),宁武盆地古地温达到最高,烃源岩达到了生气高峰期。白垩世晚期-古新世(79～59 Ma),快速抬升剥蚀。之后,虽有短暂埋藏,但总体处于隆升状态。渐新世晚期(40～30 Ma)以来快速抬升到现今位置。宁武盆地抬升剥蚀具有空间上的不均衡性。北东部抬升剥蚀早于南部,周缘岩体隆升剥蚀速率大于核部。宁武盆地是在中生代山西地块上形成一系列雁行状排列的复背斜和复向斜的构造背景下,新生代受印度洋板块挤压欧亚大陆,两翼山体强烈抬升推挤作用形成,属于华北克拉通区域构造事件的响应。     

秭归盆地中新生代构造-热演化的裂变径迹约束

通过磷灰石裂变径迹年龄的测定以及时间-温度热历史的反演,揭示了秭归盆地中新生代构造-热演化过程。结果表明:秭归盆地自120 Ma左右开始缓慢隆升,主要经历了3个强烈的隆升阶段:(1)晚白垩世100~80 Ma开始强烈隆升,是燕山期造山运动在该地区作用的结果,也可能是黄陵背斜晚白垩世强烈抬升向西延伸的响应;(2)晚始新世40 Ma的强烈隆升,可能是印度板块和亚欧板块碰撞初期作用的远程响应;(3)中新世中期到末期10~5 Ma的强烈隆升,是青藏高原东部边界向东扩展及亚洲季风气候变化的响应。秭归盆地内部自白垩纪以来一直隆升剥蚀,展现出与盆地边缘构造-热演化的差异。通过与黄陵背斜东部的当阳盆地构造-热事件的对比,暗示了黄陵背斜在晚白垩世已隆升剥露至地表,分割了两个盆地。晚侏罗世—早白垩世,秦岭大规模挤压变形逆冲推覆构造作用使得米仓山—汉南隆起和黄陵背斜地区成为中上扬子地区磷灰石裂变径迹年龄相对最大的区域,江南—雪峰陆内造山作用向西北方向的扩展使得湘鄂西地区向川东地区磷灰石裂变径迹年龄具有整体变年轻的趋势。晚白垩世以来太平洋板块俯冲挤压效应使得川东褶皱带周缘及川东北磷灰石裂变径迹年龄自南东向北西方向减小,江汉盆地、当阳盆地及龙泉山以西记录的年轻的磷灰石裂变径迹年龄则与青藏高原隆升及其向南东方向构造逃逸的挤压作用和亚洲季风等气候变化的影响有关。     

中新生代构造演化对砂岩型铀矿床成矿的制约——来自伊盟隆起磷灰石裂变径迹的证据

砂岩型铀矿床具有水成的、动态的、开放的特征,其形成及后期改造与盆地构造隆升关系密切。本文在热年代学研究的基础上,查明了伊盟隆起中生代以来具有四期构造抬升事件:150～126 Ma、110～100 Ma、100～75 Ma、50～35 Ma,且四期抬升事件隆升强度逐渐降低。其中第一期(150～126Ma)抬升事件以南北向的差异性抬升过程为特征,第二期(110～100 Ma)抬升事件表现为东隆西降的掀斜过程,第三、四期(100～75 Ma和50～35 Ma)抬升事件表现为整体抬升。通过与伊盟隆起周缘地区对比,发现伊盟隆起与贺兰山地区作为统一的整体共同经历了四期抬升事件,30Ma以来贺兰山快速隆升与鄂尔多斯盆地分离,并伴随银川盆地形成。在系统统计研究区内砂岩型铀矿成矿年代学成果基础上,总结出伊盟隆起内三期砂岩型铀矿床成矿过程:第一期为早白垩世128.2±4.2Ma～120±11Ma;第二期为晚白垩世90±5.3Ma～71±8 Ma;第三期为古近纪古新世-新近纪中新世54.6±1.8 Ma～20±2Ma。第一期成矿作用发生于第一期和第二期构造抬升转换期,第二期和第三期成矿作用分别与第三期和第四...     

Meso-Cenozoic Tectonic Events Recorded by Apatite Fission Track in the Northern Longmen-Micang Mountains Region

There is a cross-cutting relationship between the E-W trending structures and the NE-trending structures in the northern Longmen-Micang Mountains region,which reflects possible regional tectonic transi...     

洛南、山阳盆地沉积充填特征及其对东秦岭中—新生代陆内演化的约束

晚三叠世后东秦岭造山带进入陆内造山阶段,其陆内演化过程主要表现为显著的隆升冷却和剧烈的岩浆活动,形成了一系列的山间断陷盆地。作为东秦岭陆内演化的重要载体,这类盆地的发育在很大程度上揭示了造山带的演化。以东秦岭地区的洛南、山阳山间断陷盆地为对象,通过实测剖面、构造要素测量,分析其沉积充填特征,并厘定其地层构造变形期次,从而为东秦岭地区中—新生代陆内演化提供约束。研究结果显示:(1)晚白垩世,洛南与山阳盆地主控断裂发生总体N—S向拉张兼具左行走滑运动,盆地基底由此开始进入以N—S向拉张断陷为主的活动期。受盆地发生拉张断陷作用的影响,两盆地的物源区岩体在该时期经历了强烈的隆升剥蚀冷却过程,剥蚀下来的碎屑颗粒被就近搬运到相应的盆地中,在盆地内部形成扇三角洲、湖泊及旱地冲积扇等沉积体系,形成了非常典型的山间断陷盆地。(2)从古新世开始到渐新世盆地沉积规模由大变小,磷灰石裂变径迹计算结果和构造变形证据共同表明,控制盆地发展的深大断裂拉张兼走滑作用持续减弱,推测此时的洛南与山阳盆地可能受到其它非东西方向上的挤压作用,抑制了拉张走滑运动。     

鄂尔多斯盆地中部石炭-二叠系沉积相带与砂体展布

鄂尔多斯盆地石炭-二叠系广泛发育潮坪、三角洲、湖泊沉积。中上石炭统本溪组和太原组以潮坪相为主,下二叠统山西组沉积初期以全盆地范围广布三角洲平原沉积为特征,山西组沉积后期到下石盒子组沉积期,南北差异特征明显,北部发育三角洲平原,南部发育三角洲前缘。上二叠统石盒子组和石千峰组发育湖泊沉积。三角洲平原分流河道和三角洲前缘水下分流河道砂体在盆地内最为发育,是该区的主体储集砂体。潮坪砂坝和三角洲前缘指状砂坝也是较有利的储集体。其纵向发育和横向展布是今后气田勘探的一个重要研究课题。     

鄂尔多斯盆地中部寒武纪岩相古地理研究

鄂尔多斯盆地寒武系是一套海相沉积地层,岩性以碳酸盐岩为主夹少量碎屑岩。近年来,该地区的寒武系被认为具有很大的勘探潜力,但迄今为止尚未发掘到大型储层。以往的研究主要集中在东、西和南部,而中部的研究严重缺乏,这阻碍了该区油气勘探的突破。笔者通过对56个钻孔岩心和13条野外露头进行单井划分,根据120块镜下薄片和岩石组合特征,识别出2种沉积相：斜坡相和台地相2种沉积相。在此基础上,开展联井对比,以盆地中部为中心划分出东西、南北2条贯穿盆地的连井剖面,探讨不同时期的沉积厚度和沉积相变规律。研究认为,鄂尔多斯盆地寒武系形成于海侵背景下,在经历了辛集期后,海水从盆地的西部和南部向内部推进。到张夏期,海进达到鼎盛,盆地绝大部分区域被海水淹没,只留下零星低矮的古陆。到三山子期,海进由盛转衰,开始发生海退。笔者重建了“一隆四凹”的古地理沉积格局,还原了盆地中部寒武纪构造沉积演化过程。     

鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地构造-沉积响应

鄂尔多斯盆地西缘前陆地区在晚三叠世-中侏罗世经历了印支运动和燕山运动早期的影响,西缘整体抬升,西南和西北两个造山带开始显现,古地理为继承性的南湖北河格局,此时秦岭造山带的形成使西南地区由滨海相向湖沼相过渡。晚侏罗世-早白垩世是西缘地区前陆盆地形成时期,燕山中期逆冲推覆作用强烈,该区地层角度不整合发育,沉积记录的响应表现为南北向隆坳相间的前陆盆地格局,有别于前陆盆地形成始于晚三叠世的认识。晚白垩世-新生代是喜山运动的后期改造时期,地层角度不整合发育,沉积响应为平原沼泽相沉积。     

鄂尔多斯盆地热演化程度异常分布区及形成时期探讨

鄂尔多斯盆地在中生代晚期存在一期构造热事件,本文在对大量的镜质体反射率、火成岩年龄、磷灰石裂变径迹等资料分析的基础上,对构造热事件发生的时间、存在的地区及形成机理进行了深入的研究。鄂尔多斯盆地中生代晚期地热异常区主要分布在盆地南部的吴旗—庆阳—富县一带,构造热事件主要发生在中生代晚期早白垩世约140～100Ma,构造热事件持续时间约在10～40Ma之间。鄂尔多斯盆地中生代晚期构造热事件发生的根本原因在于中生代晚期岩石圈深部的热活动增强,盆地南部岩石圈深部热活动性更强,早白垩世鄂尔多斯盆地处于一种弱拉张的构造环境,地幔发生底侵作用,岩石圈减薄,发生岩浆侵入和喷发。异常地温场形成可能与秦岭造山带燕山晚期强烈的构造活动导致鄂尔多斯盆地岩石圈深部活动有密切的关系。     

鄂尔多斯盆地西北部白垩系沉积特征

本文在综合前人研究成果的基础上,通过野外地质调查、分析测试和室内综合研究,在盆地演化的格架内,系统分析了鄂尔多斯盆地西北部下白垩统志丹群古气候、沉积相标志、古流向与物源方向以及沉积相与沉积体系等方面的特征,得出了志丹群主要为河流、湖泊相沉积的结论。在此基础上,进一步分析了鄂尔多斯盆地西北部下白垩统志丹群发育砂体的类型与特征,讨论了各类砂体的铀成矿远景,提出华池环河组三角洲砂体对砂岩型铀矿的形成较为有利。