中国东部中新生代裂陷盆地与伸展山岭耦合机制

中国东部中、新生代伸展构造系包括由松辽盆地、华北盆地和江汉盆地等构成的裂陷盆地 ,以及由大兴安岭、太行山及雪峰山等构成的伸展山岭。从大陆裂解和伸展构造动力学来看 ,主要存在底侵作用、对流作用和拆层作用 3种机制。因此裂陷盆地与伸展山岭耦合关系主要是深部壳幔作用在浅层的响应。     

中国中新生代盆地构造样式分析

中国大陆岩石圈位于滨太平洋构造域与特提斯—喜马拉雅构造域的接合处。在中新生代时,前者主要呈现为裂陷作用所造成的一系列张性构造特征,后者主要呈现为造山作用所造成的一系列压性构造。因此,中国东部地壳为张裂作用所减薄并形成一系列中新生代盆地,如松辽盆地及华北盆地等。张裂作用主要发生在基底脆弱带。当张裂作用发生时,首     

辽东湾—下辽河盆地新生代构造的运动学特征及其演化过程

辽东湾－下辽河盆地是一个富含油气的新生代裂陷盆地。裂陷作用使盆地区的地壳或岩石圈被不同尺度的断裂肢解为形体各异的断块体,并使这些断块体在复杂而有规律的运动过程中形成了裂陷盆地及盆地中的两个相对独立而又有关联的新生代构造系统──伸展构造和走滑构造。盆地构造的运动学特征可以用断块间的相对运动和断块体本身的运动来描述,包括水平伸展运动、差异升降运动、相对走滑运动和断块体掀斜运动等四种主要形式。本文描述和讨论了各种形式的“运动”在辽东湾－下辽河盆地中的表现特征,测算了新生代盆地的伸展量、沉降量等主要构造运动学参数,并在此基础上将盆地的新生代构造演化划分为早第三纪裂陷阶段和晚第三纪－第四纪后裂陷阶段。早第三纪的裂陷事件具有分期次、呈幕式的特点,进一步可以分为始新世和渐新世两个具不同特色的伸展幕。     

临清坳陷东部中,新生代构造演化特征

临清坳陷东部是一个中，新生代断陷。早三叠世该区为一台坳，晚三叠世褶皱抬升，侏罗纪一早白垩世为ＮＷ走向的拉分盆地，晚白垩世的左旋挤压其再次褶皱，抬升。早第三纪的裂陷作用使其拉张伸展，断块通过水平伸展。差异升降和掀斜运动形成了伸展构造系统，使坳陷最终形成两凹一凸的构造格局和５种结构形式，晚第三纪以后，该区则以整体拗陷为特征。该区中，新生代的构造演化可划分为４个旋回或阶段，即三叠纪的台拗旋回，侏罗－白垩     

汇聚背景下的多幕裂陷作用及其迁移机制:以南海北部珠江口盆地为例

南海的形成演化受控于印-澳、欧亚以及太平洋板块的相互运动,为研究汇聚背景下板块碰撞及其远程效应提供重要窗口。为了揭示该汇聚背景下的多幕裂陷过程,本文选取地质信息丰富的整个珠江口盆地为典型区,利用三条高精度地震剖面,对盆地各地质单元进行断层活动速率和构造沉降速率的定量计算及综合分析。结果表明盆地裂陷期东部、中部和西部主要控凹断层的平均活动速率分别为96 m/Ma、223 m/Ma和124 m/Ma,且其平均沉降速率依次为8.5 m/Ma、34 m/Ma和12.7 m/Ma,盆地整体呈现中部裂陷作用最强,其后向西部和东部逐渐减弱的特征。本文认为这与先存断裂以及初始地壳厚度有关:盆地东部和中部存在NE向先存断裂,并且东部先存断裂更加活跃,因此在新生代拉伸应力下东部更易表现为裂陷作用最强的区域,其次为中部和西部;而受前新生代时期俯冲作用的影响,岩浆的底垫作用引起盆地东部地壳增厚,东部裂陷作用强度急剧降低,造成裂陷作用强度的东西差异。此外,盆地南段凹陷裂陷期的断层活动和沉降速率发生激增,裂陷作用存在向南迁移的现象。本文推测在深度相关的伸展模式的影响下,南段凹陷地壳温度升高,强度减弱,因而在伸展应力下发生快速的拉伸减薄,导致裂陷中心向南迁移及岩浆物质上涌。同时,侵入的岩浆物质导致高角度正断层转换成低角度正断层,进一步促进裂陷中心向南迁移。     

渤海湾新生代盆地的两种构造系统及其成因解释

渤海湾古近纪盆地可以划分为3个裂陷带和1个裂陷区，都分布在上地幔隆起部位。盆地构造变形可以分为伸展构造和走滑构造两个相对独立、相互关联的新生代构造系统。伸展卡句造由不同尺度的伸展断层和与伸展断层垂直或斜交的变换断层构成连锁断层系统，在盆地区具有分散的透人性特点，并控制着古近纪断陷的分布和演化。在伸展构造变形基础上叠加了3条北北东向—北东向右旋走滑断裂(带)，后者及其伴生构造组成盆地中的呈带状展布的新生代走滑构造系统。伸展构造是一种“水平层状的”薄皮构造。正断层向深部收敛或终止于中地壳内的拆离断层面上。走滑构造是一种“垂直带状的”厚皮构造。浅层的走滑断层以多种方式并入到深断裂带中。这两种构造系统是盆地区新生代时期主动裂陷和被动裂陷两种作用机制的具体表现。     

中国新生代的伸展构造

本文简要论述了中国新生代的伸展构造。新生代期间,中国东部在板块的分离运动和伸展构造作用下发生了区域裂陷,起初由于地壳残薄引起地壳沉降,随后由于热缩减使沉降加速进行。在中国西部,尤其是青藏高原,裂谷系发生在一个以板块聚合运动为主的造山环境中,因大陆碰撞和地体横向逃逸以及巨大的陆内转换边界而相应发生裂谷作用。中国的伸展构造可归为15个地堑系,东部11个,西部4个。它们呈现不同的构造样式:线形裂谷、盆—岭构造和走滑断裂伴生的拉分盆地。本文讨论了中国大陆拉伸作用的几何特征、伸展的运动学和机制。塔魔尼尔(Tapponnier)等提出(1982)的新生代挤出构造模式很好地解释了中国西部的构造轮廓和地堑系的构成。然而,考虑到早第三纪中国东部盆—岭区总的应变格式,一种大尺度的简单剪切运动模式可能比纯剪断裂模式更为可取。     

二连盆地中生代构造变形主控因素:物理模拟与讨论

二连盆地是中国东北部中生代含油气盆地,与中国东部中生代裂陷盆地之间存在显著的几何学与运动学相似性,根据盆内构造线走向和典型地震剖面构造样式可划分为中央正向裂陷带和周缘斜向裂陷带。尽管前人对盆地中生代构造变形开展了大量研究,但有关同期构造控制因素的认识尚不清晰。为此,研究以二连盆地为原型,设计了3组分别改变伸展速率、伸展方向及同沉积作用的平面沙箱模型。实验结果表明伸展方向控制裂陷内部断层特征;南东向的伸展速率改变深层构造薄弱带的扩展和断裂发育规模;同沉积作用促进基底滑脱层的活动强度,且进一步抑制边界断裂的生长。模拟结果还揭示了伸展方向是该盆地构造变形的主要控制因素;同沉积作用和伸展速率为次要控制因素。同时根据中国东部及邻区典型中生代裂陷盆地的几何学与运动学相似性,认为"南东向伸展"可以提供较好的运动学解释。     

辽河盆地东部凹陷地热史与油气

辽河盆地东部凹陷是在晚白垩世－古新世区域隆起背景上形成的新生代板内裂陷。其构造演化经历了穹窿作用→火山作用→裂陷作用→热沉降作用等阶段，盆地形成机制属“主动裂陷”。利用研究区镜煤反射率实测值的统计分析资料，采用Ｒｏｙｄｅｎ和Ｋｅｅｎ提出的有岩脉侵主的非均匀伸展地热史模型，重建古热流和古地温，并计算成熟度Ｃ值。研究结果表明，东部凹陷的沙三段生油岩已进入生油窗；在凹陷的东部陡坡带具有较好的油气远景。     

黑龙江东部盆地群中、新生代构造演化

经最新的区域地质资料、岩石地层、砾石统计、同位素年龄以及野外构造观察等方面的研究认为:早白垩世黑龙江东部盆地群为统一的原型盆地,随着猴石沟组时期桦南隆起和密山隆起的隆升而被破坏.黑龙江东部盆地群中、新生代构造演化可分成6个阶段:①绥滨组一东荣组时期,黑龙江东部盆地群的北部处于坳陷阶段;②滴道组(裴德组)沉积时期,黑龙江东部进入伸展裂陷阶段,形成一系列孤立的小型断陷盆地;③城子河组(云山组)一穆棱组(珠山组)时期,黑龙江东部整体处于坳陷阶段,形成统一的原型盆地;④东山组时期,黑龙江东部盆地群进入伸展裂陷阶段;⑤猴石沟组时期,随着桦南隆起、密山隆起快速隆升,统一的东部盆地群遭到破坏,转向各个盆地的独立演化;⑥新生代,黑龙江东部各盆地独立演化,现今构造格局最后定位.     

济阳、临清坳陷及鲁西地区中新生代构造演化对比分析

通过对横跨济阳、临清坳陷及鲁西地区的6条地震平衡剖面或正演构造模型的分析表明：该区古近纪伸展速率大大快于中生代,尤其表现在古近纪早期（E1-2k＋E2-3s4）,济阳坳陷大于临清坳陷,鲁西地区最小。济阳坳陷的东营与惠民凹陷原型盆地的发育可大致分为5个阶段,中生代时期东部伸展量明显大于西部,东部在白垩纪末期有过强烈的剥蚀,推测这与中生代沿郯庐断裂裂谷较发育有关,东部裂陷剧烈,白垩纪末构造反转亦强烈。沙河街组四段—孔店组时期东营与惠民凹陷伸展量相近,属于走滑拉分的沉积盆地,沙河街组三段以后,东西部再次差异发展,西部伸展明显大于东部。整个中新生代垂向上表现为裂陷强,反转亦强;平面上表现为类似翘翘板运动。临清凹陷由于处在强裂陷的过度部位而使其变换构造发育,断陷湖盆不能持续稳定的发育,因此成烃条件较差。     

黄骅坳陷孔南地区古近纪构造—地层格架和幕式演化过程

以黄骅坳陷孔南地区新采集的三维地震资料和钻井资料为基础,追踪闭合了盆地内重要的层序地层界面,精细解释了盆地内部的主要构造和地震反射结构特征,新识别出一条重要的构造不整合界面——枣Ⅲ(Ek1Ⅲ)界面,建立了盆地同裂陷阶段的构造-地层格架,划分了盆地新生代幕式构造演化阶段;在此基础上,通过断层地质属性及其组合样式分析、并运用回剥技术和断层活动性定量计算,深入分析了盆地同裂陷阶段不同构造幕的构造演化过程,提出Ek1Ⅲ界面为孔南地区新生代裂陷作用的起始界面,代表了古近纪初期Ek3-Ek1下亚段时期拗陷作用向Ek1上-Ed时期的裂陷作用转变的构造变革界面.之后从Ek1上亚段至Ed沉积时期盆地的裂陷沉降又经历了由正向伸展断陷向右旋走滑伸展断陷两幕不同构造变形方式的演化阶段.在上述构造演化过程中,盆地的断裂系统及其所控制的沉降中心发生规律性迁移,进而制约了盆地沉积体系配置.     

华东南中新生代伸展构造类型及其主要特征

本文根据华东南地区中新生代伸展构造的发育特点，划分出热隆伸展、裂陷伸展和重力伸展等３种伸展构造类型。其中，热隆伸展构造又可进一步划分为浅层次热隆伸展构造和深层次变质核杂岩构造两种亚类。不同类型伸展构造在构造样式、组合型式、运动方式、同构造期岩浆作用及形成作用特征等方面均存在明显的差异，文中分别对其进行了初步总结。     

伸展型盆地裂后期沉降过程及其动力学背景研究

伸展型盆地是与地壳和岩石圈伸展、减薄作用有关的一类裂陷盆地,包含了重要的沉积矿产和能源资源。综合近年来国内外伸展型盆地的研究,包括大西洋被动大陆边缘、澳大利亚被动边缘以及中国大陆东部的新生代盆地,发现不论是被动边缘还是会聚板块背景下的伸展型盆地,其裂后阶段盆地的沉降过程都不是简单的仅仅由岩石圈的热作用所控制的均匀缓慢的沉降过程,而是呈现多幕式的、快速沉降的特征,反映了盆地裂后演化阶段周缘板块的构造活动及其深部岩石圈的动力因素的控制作用。文章正是从这一角度出发,简述了近年来国内外一些典型的伸展盆地区裂后期快速沉降的研究进展情况,并结合琼东南盆地裂后期沉降演化特征的定量模拟研究,对幕式快速沉降的动力学机制进行了探讨。     

渤海湾盆地晚中生代-新生代伸展和走滑构造及深部背景

渤海湾盆地是一个在早白垩世被动裂陷盆地基础上发育起来的新生代主动裂陷盆地, 走滑作用贯穿始终, 特别是在兰聊-盐山断层以东, 使这个裂陷盆地具有鲜明的走滑特征。伸展和走滑作用此消彼长, 伸展构造和走滑构造相互叠加、转换, 垂向上相互叠置、交切, 并由此导致变换带的产生。晚中生代以来太平洋板块向欧亚板块俯冲的方向和速度变化、后撤以及板片窗效应、中始新世印欧板块碰撞导致的地幔上涌是控制盆地形成的深部背景, 郯庐断裂带早白垩世强烈的左行走滑、古新世-早始新世弱的左行走滑以及中始新世后的右行走滑活动也深刻地控制和影响着盆地的发育, 盆地内晚中生代-新生代的伸展和走滑构造的演化则是其浅部响应, 并由此控制着岩浆活动以及油气生成、运聚和分布的时空迁移。     

渤海湾盆地晚中生代一新生代伸展和走滑构造及深部背景

渤海湾盆地是一个在早白垩世被动裂陷盆地基础上发育起来的新生代主动裂陷盆地,走滑作用贯穿始终,特别是在兰聊-盐山断层以东,使这个裂陷盆地具有鲜明的走滑特征。伸展和走滑作用此消彼长,伸展构造和走滑构造相互叠加、转换,垂向上相互叠置、交切,并由此导致变换带的产生。晚中生代以来太平洋板块向欧亚板块俯冲的方向和速度变化、后撤以及板片窗效应、中始新世印欧板块碰撞导致的地幔上涌是控制盆地形成的深部背景,郯庐断裂带早白垩世强烈的左行走滑、古新世-早始新世弱的左行走滑以及中始新世后的右行走滑活动也深刻地控制和影响着盆地的发育,盆地内晚中生代-新生代的伸展和走滑构造的演化则是其浅部响应,并由此控制着岩浆活动以及油气生成、运聚和分布的时空迁移。     

东海盆地中、新生代盆架结构与构造演化

基于地貌、钻井、岩石测年和地震等资料,分析盆地地层分布、盆架结构、构造单元划分和裂陷迁移规律,结果表明东海盆地由台北坳陷、舟山隆起、浙东坳陷、钓鱼岛隆褶带和冲绳坳陷构成,是以新生代沉积为主、中生代沉积为辅的大型中、新生代叠合含油气盆地;古元古代变质岩系构成了盆地的基底。该盆地不仅是印度-太平洋前后相继的动力体系作用下形成的西太平洋沟-弧-盆构造体系域一部分,而且也是古亚洲洋动力体系作用下形成的古亚洲洋构造域和特提斯洋动力体系作用下形成的特提斯洋构造域一部分,晚侏罗世至早白垩世经历了构造体制转换,盆地格局发生重大变革,早白垩世以前主要受古亚洲-特提斯洋构造体制影响的强烈挤压造山和地壳增厚作用演变为早白垩世以来主要受太平洋构造体制控制的陆缘伸展裂陷和岩石圈减薄作用,经历侏罗纪古亚洲-特提斯构造体制大陆边缘拗陷和白垩纪以来太平洋构造体制弧后裂陷两大演化阶段。白垩纪以来太平洋构造体制的弧后裂陷演化阶段可细分为早白垩世至始新世裂陷期、渐新世至晚中新世拗陷期和中新世末至全新世裂陷期。     

基于平面砂箱实验对黄骅盆地新生代构造成因的新解释

根据黄骅盆地实际情况设计系列砂箱实验模型。基于实验结果分析,笔者认为黄骅盆地是近Ｓ—Ｎ 向伸展形成的新生代裂陷盆地。盆地内部不同方向的断层形成于同一伸展变形过程。导致盆地内部断层方向复杂多变的原因是盆地裂陷边界方向的变化, 而非走滑构造或拉分作用叠加的结果。实验模型同时也可较好地用以解释整个渤海湾盆地区新生代构造的成因。     

南海北部新生代盆地断裂系统及构造动力学影响因素

利用地震资料、油气勘探资料分析了南海北部大陆边缘珠江口-琼东南新生代盆地断裂系统的时空差异及动力学成因机制.珠江口-琼东南盆地古近系裂陷构造层以NE向、近EW向基底正断层构成的伸展断裂系统的几何学、运动学沿着盆地走向有明显变化,盆地内部隐伏的区域性和局部的NW向断裂及相关构造变形带构成伸展断裂系统之间的构造变换带.在空间上,区域性的云开、松涛-松南等NW向构造变换带以西为NE-NEE向正断层构成的"非拆离"伸展断层系,以东为NE向正断层、近EW向正断层(走滑正断层)复合而成的拆离伸展断层系.在时间上,古近纪裂陷作用可划分为早(文昌组沉积期)、中(恩平组/崖城组沉积期)、晚(珠海组/陵水组沉积期)3个有明显差异的裂陷期.裂陷早期,盆地西部以平面式正断层控制的简单地堑、半地堑为主,伸展量相对较小,东部则以铲式正断层控制的复式地堑、半地堑为主,伸展量相对大,断层向深部收敛在中地壳韧性层构成拆离的伸展断层系统.裂陷中期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有继承性活动特点,珠江口盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,并向深层切割早期浅层拆离断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着云开构造变换带发育反转构造.裂陷晚期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有活动性减弱特点,琼东南盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着琼中央构造变换带发育反转、走滑构造.珠江口-琼东南盆地不同区段断裂系统及其构造演化的差异性受盆地基底先存构造、地壳及岩石圈结构及伸展量等多方面因素的影响,拆离伸展断层系统与发育NWW向"贯穿"断裂的基底构造薄弱带、现今地壳局部减薄带相关,南海扩展由东而西的迁移诱导北部大陆边缘块体沿着先存NW向深大断裂发生走滑旋转是导致变换构造带两侧差异伸展的动力学原因,应力场及岩石圈热结构变化是引起拆离断层深度变化的重要因素.     

渤海湾盆地南堡凹陷边界断层的“跃迁”特征及其成因机制

由于对裂陷盆地成盆和油气成藏要素的重要控制作用,边界断层在裂陷盆地构造研究中一直是被重点关注的研究对象。然而,关于边界断层在裂陷盆地演化过程中存在跃迁的认识还未见文献报道。本文在对南堡凹陷三维联片地震资料构造解析的基础上,应用"广义断层模式"(先存构造条件下的断层作用模式)及区域应力场演化成果,结合冀东油田最新的勘探成果,对南堡凹陷北部边界断裂进行了系统的构造解析,提出了边界断裂形成演化的新认识,建立了边界断层"跃迁"的构造模式。结果表明:(1)南堡凹陷在断陷阶段,随着应力场的演化,北边界断层是不断变迁的,存在显著的"跃迁"特征;(2)5号断层在E_2s~3期为凹陷西侧的北边界断层,高柳断层在E_3d~(1-2)期间为凹陷中部的北边界断层;(3)裂陷阶段应力场变化(伸展方向的改变)是导致裂陷盆地边界断层跃迁的根本原因。考虑到40～38 Ma伸展方向的改变涉及到几乎中国东南部所有的新生代裂陷盆地,预期边界"跃迁"的构造模式对中国东南部裂陷盆地的精细构造解析及油气勘探有普遍的启示意义。