南大巴山前陆冲断带构造样式及变形机制分析

大巴山构造带位于秦岭造山带和四川盆地的过渡部位,形成于印支-燕山期,定型于喜山期。按照构造变形样式及其组合特征,从北东向南西可依次划分为北大巴山逆冲推覆构造带、南大巴山前陆褶皱-冲断带(又包括叠瓦断层带、断层-褶皱带和滑脱褶皱带等3个亚带)和四川盆地东北部低缓构造区等3个构造带(区)。南大巴山冲断带地表构造以类侏罗山式褶皱为显著特征,主要发育叠瓦断层系、断层相关褶皱、被动顶板双重构造、反冲断层系和冲起构造等变形样式。北东-南西向挤压应力和滑脱层是控制南大巴山及其前缘构造变形的主要因素,结合区域地质研究成果,建立了南大巴山及其前缘地区依次从震旦系-下寒武统-志留系-中下三叠统逐渐抬高的多层次滑脱前展模式。     

天山两侧前陆冲断系构造样式与前陆盆地演化

天山造山带呈Ｗ结构，由Ｖ形结构的南天山和北天山复合而成，两者具有不同的造山模式。南天山自震旦纪开始张裂，扩展为被动大陆边缘和洋盆，在志留－泥盆纪时俯冲，延续至石炭纪碰撞，旋回时限达４００Ｍａ以上，应属威尔逊旋回造山模式。北天山应自泥盆纪开始弧后扩张，形成泥盆－石炭纪边缘海小盆。在石炭纪晚期闭合，旋回时限约１００Ｍａ，应属于孤后造山模式，前陆褶皱－冲断带的变形主要分为两期：早期由于楔冲作用所产生的薄     

库车前陆褶皱冲断带前缘滑脱层内部变形特征

古近系库姆格列木组和新近系吉迪克组膏盐层构成了库车前陆褶皱冲断带的区域滑脱层。在褶皱冲断带前缘,膏盐层发生塑性流动,其内部形成多种构造样式。根据野外考察、地震剖面解释和钻井资料识别出的膏盐层内部构造变形样式主要包括盐枕、盐墙、盐推覆、鱼尾构造、盐焊接(断层焊接)、盐缩颈、透镜状增厚和盐垛等盐构造。盐构造在形成时间上具有一定的演化序列,库车前陆褶皱冲断带总体表现为由北向南迁移,前缘秋里塔格构造带则是从西往东迁移,盐推覆、盐焊接、盐枕等构造形成时间较早,盐墙形成较晚,东秋地区的盐构造形成时间整体较西段和中段晚,规模也较小。     

南大巴前陆冲断带构造变形几何类型、分布特征及其成因分析

南大巴前陆冲断带位于秦岭造山带向四川盆地过渡的部位,是晚三叠世扬子-秦岭俯冲碰撞与中新生代以来陆内造山形成的。根据构造变形的几何学特点,自北东向南西发育紧靠城口断层的根带、坪坝断裂与鸡鸣寺断裂之间的中带、镇巴-鸡鸣寺断裂与铁溪-巫溪隐伏断裂之间的锋带。各带发育不同的构造变形:根带的冲断层系统以逆冲叠瓦构造为主控构造组合,同时发育构造三角带、冲起构造和双重构造等组合;中带的冲断褶皱系统以发育断层相关褶皱组合为主;锋带发育为滑脱褶皱系统,以类侏罗山式褶皱为主控构造,同时发育了箱状背斜、膝折构造、倒转背斜、平卧褶皱、紧闭背斜、同斜背斜、虚脱不协调背斜等滑脱褶皱。垂向上发育3套区域性滑脱层:震旦系泥页岩和寒武系泥页岩、志留系泥页岩、下三叠统膏盐岩;在南秦岭自北而南的推覆作用下,依次沿这3套滑脱层逐级抬升而向南滑脱,存在"推覆作用(叠层滑动)→冲断作用(切层滑动)→层滑作用(顺层滑动)"的滑脱变形序列,从而造就南大巴的多种构造变形类型及其有序分布特征。     

大巴山前陆冲断带构造样式和演化过程的数值模拟

由于大巴山地区处于独特的构造背景,拥有丰富的油气资源,正吸引人们开展日益深入的研究。本文通过有限差分方法,利用平面应变的二维弹塑性本构模型,对大巴山前陆冲断带开展了系列数值模拟研究。结果表明,前陆区拥有相对软弱的滑脱层(含膏盐岩的中下三叠统),是大巴山前陆冲断带主滑脱面由后陆向前陆逐渐抬升的主控因素。该滑脱层的分布以及同构造沉积的分布限定了主前缘逆冲断裂(镇巴断裂)的位置,通过该断裂,大巴山后陆的强烈缩短应变由深滑脱层(震旦系下部)向南传递至浅滑脱层(三叠系中下统)。镇巴断裂和城口断裂一起,它们的长期活动性,可能调节了大巴山一半以上的总缩短应变。同构造沉积发生后,前陆区浅层侏罗山式褶皱往前扩展的同时,后陆的先成断裂也继续活动并发生顺时针旋转,构成无序逆冲扩展序列。主要断层的逆冲扩展和经典背驮式不同,缩短应变主要由主断层下盘向后陆深部俯冲来实现。模拟结果和大巴山地质原型的近似程度,说明了利用有限差分软件对地质构造进行模拟的可行性。     

天山南北缘前陆冲断构造对比研究及其油气藏形成的构造控制因素分析

天山南北缘分别发育了库车前陆冲断带和乌鲁木齐前陆冲断带,南缘前陆冲断带发育4排褶皱冲断构造,北缘前陆冲断带发育3排褶皱冲断构造。天山南北缘前陆冲断构造形成时间的对比研究表明,南缘第一排构造带起始时间为23.3Ma,构造形变从山前由北向南依次展开;北缘第一排构造带的形成时限为10~8Ma,构造形变从山前开始由南向北依次展开。平衡剖面研究表明,天山南北缘地壳缩短率也存在明显差异,南缘前陆冲断带地壳缩短率为31%~59%,北缘前陆冲断带地壳缩短率为15.13%~23.74%,南缘构造缩短量要大于北缘,这种差异正是印度板块和欧亚板块碰撞的远距离构造效应从南向北传播造成的,也真实反映了天山的陆内造山过程。目前天山南缘前陆变形构造中已经发现几个规模较大的油气田,北缘虽有多处油气显示和油气田的发现,但数量和规模均较南缘少和小。天山南北缘生储盖等石油地质条件基本相似,大型油气藏形成的差异可能主要是由天山南北缘前陆冲断带启动时间的不同造成的。     

天山南北缘前陆冲断构造对比研究及其油气藏形成的构造控制因素分析

天山南北缘分别发育了库车前陆冲断带和乌鲁木齐前陆冲断带,南缘前陆冲断带发育4排褶皱冲断构造,北缘前陆冲断带发育3排褶皱冲断构造。天山南北缘前陆冲断构造形成时间的对比研究表明,南缘第一排构造带起始时间为23.3Ma,构造形变从山前由北向南依次展开;北缘第一排构造带的形成时限为10~8Ma,构造形变从山前开始由南向北依次展开。平衡剖面研究表明,天山南北缘地壳缩短率也存在明显差异,南缘前陆冲断带地壳缩短率为31%~59%,北缘前陆冲断带地壳缩短率为15.13%~23.74%,南缘构造缩短量要大于北缘,这种差异正是印度板块和欧亚板块碰撞的远距离构造效应从南向北传播造成的,也真实反映了天山的陆内造山过程。目前天山南缘前陆变形构造中已经发现几个规模较大的油气田,北缘虽有多处油气显示和油气田的发现,但数量和规模均较南缘少和小。天山南北缘生储盖等石油地质条件基本相似,大型油气藏形成的差异可能主要是由天山南北缘前陆冲断带启动时间的不同造成的。     

南大巴山前陆冲断带中带构造样式及变形机制

南大巴山前陆冲断带自北向南发育了根带、中带和锋带三条构造带。通过对处于中带的木瓜口-明月乡、城口-龙田乡两段剖面地质考察,结果表明该剖面叠瓦断层带经历了七期运动:三期NE-SW向的前展式逆冲运动,一期SE-NW右旋剪切运动,一期EW逆冲右旋运动,一期NE-SW向的左旋走滑运动及NE-SW向的正断运动,同时受到NW-SE的右旋剪切作用。结合前人年代学研究结果,初步探讨了剖面的变形机制,研究结果对南大巴山前陆褶断带的构造格架、矿产形成及油气分布远景研究均有一定的指导作用。     

中国中西部前陆冲断带构造演化及变形特征

前陆冲断带可以分为3种基本类型: 弧后前陆型、周缘前陆型和再生前陆型冲断带。相对国外典型前陆冲断带, 中国中西部前陆冲断带在构造演化和变形方面具有独特性, 属于再生前陆型冲断带, 普遍经历了两期逆冲构造变形、或者"伸展—挤压—伸展—挤压"多期构造变形的叠加。中国中西部的再生前陆冲断带多具有"分带、分段和分层"的结构特征, 表现出以主干断裂为界往往可以划分为若干个冲断变形带, 沿走向方向表现为几个在构造变形上具有明显差异的变形区段, 在垂向上由于滑脱层的发育表现出不协调的分层收缩、上下叠置的变形特征。     

西昆仑甜水海地区前陆褶皱冲断带的构造样式及其演化

运用碰撞造山带大地构造朴理论,研究了西昆仑甜水海地区三叠系的沉积特征及其构造环境,晚三叠世末羌塘陆块与塔里木板块南缘的晚古生代一早中生代山弧碰撞造成的前陆褶皱冲断带的构造样式及其演化。通过对地层构造岩石组合、沉积环境及其变形强度特征的分析,得出该区三叠纪的沉积是一套典型的深水－半深水的复理石建造,形成于被动大陆边缘的沉积环境;其变形具有典型的前陆褶皱冲断带特征,并将褶皱冲断带按变形特征分５个带。提     

Differential Hydrocarbon Accumulation Controlled by Structural Styles along the Southern and Northern Tianshan Thrust Belt

The Kuqa and the Southern Junggar foreland thrust belts, which lie to the southern and northern Tianshan, respectively, were formed under a strong compressional tectonic setting. Due to the differential propagation and deformation under the control of the décollement horizon, the structural deformation styles differ in the Kuqa and Southern Junggar thrust belts. Imbricated stacking is developed in the Kuqa thrust belt, forming a piggyback imbricated pattern of faulted anticline and fault-block structural assemblage dominated by salt structures. In contrast, wedge-shaped thrusts are developed in Southern Junggar, mainly forming vertical laminated patterns of multi-wedge-structure stacks strongly influenced by the décollement horizons. The different deformation patterns and structural styles of the north and south of Tian Shan control the contrasting characteristics of hydrocarbon accumulation in the foreland thrust belts of the Kuqa and the Southern Junggar thrust belts, including the variance in the hydrocarbon trap types, pathway systems and hydrocarbon-bearing horizons. Proven by the hydrocarbon accumulation research and exploration achievements, recent exploration targets should focus on sub-salt piggyback imbricated structural patterns in the Kuqa and the deep laminated patterns in the Southern Junggar thrust belt.     

天山天格尔山南北坡降水特征研究

对新疆天山天格尔山南北坡乌拉斯台河和乌鲁木齐河流域及其山前平原不同高度气象(水文)站近40a降水实测资料的统计分析,研究天山天格尔山南北坡不同坡向及高度的降水特征.结果表明:山区降水远大于山前平原,南北坡降水均呈现为增加趋势,冬季和夏季降水的增加趋势明显;山前平原区降水的年际变化幅度大于山区;冬、春季降水变率大于夏、秋季,南坡降水变率远大于北坡,冬、春季表现地尤为突出.年际降水的减少趋势出现在乌鲁木齐河流域中山峡谷地带的英雄桥水文站,其春季3月份的降水量减少趋势非常显著;乌鲁木齐河源大西沟气象站4～5月和6～8月月降水呈明显的反相关变化.     

晚新生代以来天山南、北麓冲断作用的定量分析

利用地表地质、二维地震和钻、测井资料建立了两条横穿天山南、北麓库车河地区和金钩河—安集海河地区的构造剖面,从几何学和运动学的角度探讨新生代以来不同序次台阶状逆断层及其相关褶皱的叠加过程、以及叠加过程中断层形态、褶皱形态与位移量之间的定量关系。生长地层和生长不整合分析表明,上新世早期(4.2～5Ma)可能是天山南、北麓新生代冲断褶皱的主要形成期,发育自天山内部的台阶状逆断层在向两侧沉积盆地扩展过程中形成多个滑脱面和断坡,断层位移在断坡位置引发褶皱变形,从而形成南北方向背斜带成排分布的构造格局。在天山南麓库车河剖面中,控制库车地区构造变形的三条台阶状逆断层位移量分别为5.7km、6.3km和18km,它们的活动时代由老到新,而位移量却逐渐增大,反映新生代以来天山南麓的冲断作用可能存在一个加速的过程。按上述数值计算,渐新世(23Ma)以来的缩短速率为1.3mm/a,上新世(5.2±0.2Ma)以来的缩短速率为3.6mm/a。在天山北麓金钩河—安集海河剖面中,山前深部楔形体内的断层位移量为16.9km,但只有6km的位移量沿中上侏罗统西山窑组煤层内的滑脱面向北传递至第二排背斜带,而至第三排背斜带,位移量已递减为0.22～0.29km。以上新世早期(4.2～5Ma)作为构造活动时间,计算出该剖面上、下构造层上新世以来的缩短速率为2.6～3.1mm/a和3.8～4.5mm/a,其中下构造层内的山前深部楔形体、霍尔果斯深层背斜和安集海背斜的缩短速率分别为3.9～4.6mm/a、1.2～1.4mm/a和0.04～0.38mm/a,这说明由于断层位移量在向北传递过程中不断被褶皱作用吸收或沿反冲断层向南消减,各排背斜带的变形强度由南向北依次减弱。     

天山山区近40a夏季降水变化及与南北疆的比较

利用新疆1959-1998年的降水资料,分析了天山山区近40a来夏季降水变化特征,并与南疆、北疆进行了比较.结果表明:天山山区近40a来的夏季降水在干湿阶段、最干最湿年份、降水变化的周期方面均与南北疆有别;天山山区夏季降水空间上的同步性变化比南疆及北疆弱一些;天山山区近40a来夏季降水年代际变化与北疆较为相近.新疆近40a来夏季降水最多的年代是90年代,天山山区偏多12%,南疆偏多25%,北疆偏多21%.     

库车-喀什北缘山前带构造特征及成因分析

通过地震非地震联合解释及多年的勘探研究,认为受基底结构、构造演化、逆冲及走滑断裂等影响,库车-喀什北缘山前冲断带具有东西分段、南北分带的构造特征。自西向东分为喀什北缘、柯坪断隆和库车坳陷三大段,受近南北向逆冲挤压作用,每段均发育多排北东-南西向展布的逆冲褶皱带,其中库车坳陷主要由克拉苏、依奇克里克、秋里塔格构造带及乌什、拜城、阳霞凹陷等呈斜列式展布的次级构造单元组成。普遍发育的膏盐岩塑性层在一系列逆冲和走滑断裂的作用下,使得山前带构造样式更为复杂,发育断层转折褶皱、断层传播褶皱、滑脱褶皱和盐底辟(刺穿)构造等四种基本构造样式及多种组合样式。     

Main Structural Styles and Deformation Mechanisms in the Northern Sichuan Basin, Southern China

The Triassic Jialingjiang Formation and Leikoupo Formation are characterized by thick salt layers. Three tectono-stratigraphic sequences can be identified according to detachment layers of Lower-Middle Triassic salt beds in the northern Sichuan Basin, i.e. the sub-salt sequence composed of Sinian to the Lower Triassic Feixianguan Formation, the salt sequence of the Lower Triassic Jialingjiang Formation and Mid-Triassic Leikoupou Formation, and the supra-salt sequence composed of continental clastics of the Upper-Triassic Xujiahe Formation, Jurassic and Cretaceous. A series of specific structural styles, such as intensively deformed belt of basement-involved imbricated thrust belt, basement-involved and salt-detached superimposed deformed belt, buried salt-related detached belt, duplex, piling triangle zone and pop-up, developed in the northern Sichuan Basin. The relatively thin salt beds, associated with the structural deformation of the northern Sichuan Basin, might act as a large decollement layer. The deformation mechanisms in the northern Sichuan Basin included regional compression and shortening, plastic flow and detachment, tectonic upwelling and erosion, gravitational sliding and spreading. The source rocks in the northern Sichuan Basin are strata underlying the salt layer, such as the Cambrian, Silurian and Permian. The structural deformation related to the Triassic salt controlled the styles of traps for hydrocarbon. The formation and development of hydrocarbon traps in the northern Sichuan Basin might have a bearing upon the Lower-Middle Triassic salt sequences which were favorable to the hydrocarbon accumulation and preservation. The salt layers in the Lower-Middle Triassic formed the main cap rocks and are favorable for the accumulation and preservation of hydrocarbon.     

藏南康马拆离断层的构造特征及其活动时代

藏南康马穹窿是北喜马拉雅片麻岩穹窿的经典代表,穹窿内发育上、下两条拆离断层并将穹窿分为三个构造层,其中上拆离断层分隔了上构造层未变质/轻微变质的特提斯喜马拉雅沉积岩系和中构造层的石榴石二云母片岩,而下拆离断层,即康马拆离断层,分隔了中构造层的石榴石二云母片岩和下构造层的片麻状二云母花岗岩。受康马拆离断层的影响,其上下两盘靠近拆离断层面处的岩石遭受强烈的韧性变形改造,形成了糜棱岩化石榴石二云母片岩和花岗质糜棱岩,宏观构造解析以及构造岩的显微构造分析表明,康马拆离断层经历了上盘向北的伸展拆离。本次研究采用40Ar/39Ar定年方法,选择拆离断层带内糜棱岩化石榴石二云母片岩中同变形新生白云母进行年代学测定,结果显示白云母40Ar/39Ar坪年龄为13.23±0.15 Ma,结合宏微观岩石矿物学分析,认为其代表了向北伸展拆离的变形时间,即康马拆离断层的活动时代,该时代与康马穹窿南部的藏南拆离系的活动时代一致,从年代学上暗示二者可能为同一条拆离断层,是在不同区域的出露,但该结论仍然需要更多地质、地球物理等方面的证据来证实。     

Structural Traps in Detachment Folds: a Case Study from the ‘Comb- and Trough-like’ Deformation Zone/s, East Sichuan, China

Detachment structures occur widely in the crust, and it is the commonest and most important deformation type developed in the region between orogenic belts and basins. The ‘comb-like’ and ‘tough-like’ fold belts in eastern Sichuan are caused by multi-layer detachment. The duplex structure is the most important deformation style in the region, exhibiting different characteristics from typical detachment structures. Different deformation styles, scales, and shortenings resulting from independent deformations of various detachment systems would lead to the phenomenon whereby most of the topographical heights in the region do not correspond to the structural heights in depth. Based on systematic structural analysis and combined with practical oil/gas prospecting, four types of structural traps are described from eastern Sichuan Province, which are: detachment and thrust trap; detachment folding trap; fault-flat blocking trap; and detachment layer trap. Meticulous studies on the deformation and distribution of detachment layers in the eastern Sichuan Province will contribute to oil/gas prospecting and selection of potential regions of marine-origin oil/gas prospecting in South China.     

准南前陆冲断带构造分段及其与油气关系

通过大量地面地质、地震和非地震资料的综合解释,分析了准南前陆冲断带的构造分段特征.认为乌鲁木齐-米泉断裂和红车断裂等盆内大型基底断裂是控制构造分段的主要因素,其形成演化决定了构造分段特征的出现或消失;盆缘调节构造是造成次级构造分段的主要原因.准南前陆冲断带构造分段对该区主要烃源岩与生储盖组合的形成及分布、对油气成藏期等方面具有重要的控制作用.