库车坳陷-南天山盆山过渡带的收缩构造变形模式

用地面露头、地震和CEMP(连续电磁剖面法)勘探资料揭示的库车坳陷-南天山盆山过渡带构造变形特征难以用经典的“A型俯冲”冲断褶皱楔变形模型来解释,因而文中提出一种“分层变形、垂向叠置”的“非俯冲”收缩构造解释模型。所谓分层变形是指受古近系膏盐岩层和侏罗系含煤地层等软弱岩层分隔,不同深度的岩层发育不同的收缩变形样式;所谓垂向叠置是指不同层次的强变形带在垂向上叠置,不存在区域性大位移的拆离断层。位于盐岩层之上的新生界以滑脱褶皱变形为主,而盐下层的中生界沉积层及盆地基底则以收缩断裂变形为主。浅部的滑脱褶皱表现出紧闭背斜和宽缓向斜组合,背斜具有不对称形态,其核部在古近系盐岩层或侏罗系含煤地层中滑脱,可在陡翼发育破冲断层或缓翼发育顺层滑脱逆冲断层。深层断裂变形以向山脉倾斜的高角度基底卷入逆冲断层为主干断层,断层上盘形成冲断隆起,次级断层相对较少,下盘则发育一系列同向倾斜的次级逆冲断层构成楔状叠瓦冲断构造。深层断层向上延伸在古近系盐岩层中尖灭,部分次级断层向下延伸并在侏罗系含煤地层中或盆地基底面滑脱,但是主干逆冲断层高角度切入基底,向上则对应于浅层背斜的核部。基底卷入的高角度主干逆冲断层可能利用了先存正断层发生反转位移,并成为控制局部构造变形的主要构造要素。天山上升引起的垂直剪切作用是导致库车坳陷-南天山盆山过渡带发育高角度逆冲断层或促成先存正断层的反转的可能原因。     

库车坳陷克拉苏构造带大北-克深区段差异变形特征及其成因分析

库车坳陷克拉苏构造带发育大量与膏盐相关的收缩构造,其深、浅构造变形不协调具有明显差异性。构造建模表明:克拉苏构造带属于库车坳陷北部强变形带,自西向东具有不同的变形样式。西部大北区段受前缘拜城断裂控制,发育断层规模小的基底卷入冲断叠瓦扇,东部克深区段则受后缘克拉苏断裂控制,发育大位移断层控制的盖层滑脱冲断叠瓦扇。克拉苏构造带基底断裂位移分布具有差异平衡的特点,基底断裂活动对膏盐层厚度及分布具有再调整作用。砂箱物理模拟结果显示,构造变形强度、膏盐层厚度及其分布差异是克拉苏构造带东、西段结构和垂向变形差异的主要控制因素。     

库车坳陷东西段盐下构造变形差异演化数值模拟分析

库车坳陷东、西段盐下构造在北部构造带以南出现明显的差异构造变形特征,在西段的克拉苏构造带盐下发育由一系列逆冲断裂组成的叠瓦构造,而在东段的东秋构造带盐下发育一个大型的断背斜构造。本文基于地震资料构造解析,采用离散元数值模拟方法,设计了5组数值模拟实验来探究先存断层、同构造沉积和滑脱层强度对褶皱冲断带构造形态及演化的影响,进而分析库车坳陷东、西段构造特征差异的成因机制。模拟结果表明含盐褶皱冲断带往往发育垂向分层构造变形。先存断裂会影响褶皱冲断带构造传播的方式,导致盐下楔体形态、断裂数量和盐上构造样式的差异。同构造沉积会增强盐上和盐下的分层差异变形,滑脱层强度增强会减弱盐上和盐下的分层变形。通过将模拟结果与库车坳陷东、西段构造特征进行对比分析,我们认为先存断层可能是影响库车坳陷东、西段盐下构造差异演化的重要因素。库车坳陷东段的东秋构造带受先存断裂影响,在先存断裂的位置优先变形,形成东秋断裂和上覆东秋背斜,同时先存断裂既有助于应力释放,又阻拦应力向前传递,形成乱序式变形传播。库车坳陷西段的克拉苏构造带,没有先存断裂的影响,盐下主要发育前展式构造变形,形成由一系列逆冲断层组成的叠瓦构造楔体。     

库车坳陷克拉苏构造带盐上和盐下构造变形差异及其控制因素分析

克拉苏构造带位于库车坳陷与南天山盆山过渡带,特殊的受力环境使其构造变形机制具有特殊性。依据最新的地震和钻井资料,并结合前人研究成果,建立了克拉苏构造带新的地震解释方案,并据此分析该地区盐上、盐下层构造变形几何形态、演化过程、形成机制等方面的差异及其控制因素。结果表明:克拉苏构造带盐下层构造变形可分为两部分,包括由基底卷入的高角度正断层后期挤压形成的反转断裂系统,以及主断裂下盘发育的次生盖层滑脱逆冲叠瓦断裂系统。盐上层构造变形为褶皱相关断层,其演化经历了基底断裂向上传递形成传播褶皱、差异压实作用诱发底辟褶皱、以及褶皱核部在持续挤压作用下形成破冲断层等多个阶段。盐下层基底卷入断裂系统形成于侏罗纪盆山过渡带伸展环境,而叠瓦式盖层滑脱断裂系统和盐上层构造变形主要形成于中新世-第四纪的挤压构造环境。盆山过渡带特殊的构造部位及在不同地质时期应力场的转换控制了盐下层构造变形机制,而盐上层构造变形受到基底断裂复活、差异沉积负荷、膏盐岩底辟上涌、挤压应力增强以及北部山前地形高差等众多因素影响,且不同演化阶段主控因素有所差异。克拉苏构造带盐下、盐上层变形机制和毗邻区带相比有较大差异,这与其特殊的构造位置以及构造应力在盐下和盐上地层向前陆方向传递的方式和距离不同等因素有关。     

塔里木盆地库车坳陷中部构造变形样式及分布特征

库车坳陷是塔里木盆地北部一个次级构造单元,受晚新生代陆内造山作用控制,发育典型的挤压冲断构造; 同时,由于古近系和新近系盐层的存在,发育丰富的盐相关构造; 另外,冲断构造各段之间的调节作用还形成了一系列的走滑构造。本文利用最新的2D、3D 地震资料及钻井资料,分析总结了库车坳陷中部的变形样式及分布特征。研究结果表明: 1)根据变形的成因机制,将库车坳陷的构造变形划分为收缩构造、盐构造及走滑构造。2)收缩构造以逆冲断层及褶皱样式为主,盐上构造层可划分为断层相关褶皱和褶皱相关断层,其中断层多在盐层内滑脱。盐下构造层根据断层组合方式可划分为叠瓦状冲断构造、楔形冲断构造及滑脱冲断构造。盐构造可以划分为盐席、盐墙、盐楔入、盐刺穿及盐拱构造。走滑构造在剖面上可见花状构造及不协调变形,平面上则可见雁列褶皱、马尾断层及海豚效应。3)收缩构造及盐构造主要分布于克拉苏构造带及秋里塔格构造带内,自南天山至盆地中心,盐下构造层由叠瓦状冲断构造过渡至滑脱冲断构造,过渡带内则发育楔形冲断构造; 走滑构造集中于坳陷西部的阿瓦特-却勒构造段以及东部的克拉3-东秋8构造段。     

库车坳陷西段盐构造二维平衡恢复与复原构造剖面分析

天山南麓库车坳陷西部沉积古近系膏盐岩,盐层下伏中生界发现万亿立方米储量天然气田,是我国西气东输重要气源。库车坳陷盐下是油气勘探关注目标,目前研究认识不能满足勘探需求,尤其是盐构造形成机制存在争议,盐构造平衡恢复是研究难点。本文应用二维构造平衡剖面技术,综合地震剖面、钻井和地表地质资料,选取库车坳陷西段四条剖面,通过StructureSolver公司开发的构造恢复软件(简称SS),开展平衡恢复工作,分层恢复盐上层、膏盐层、盐下层,复原挤压变形前地震剖面。研究结果揭示库车坳陷西段发育二期盐构造:渐新世-中新世发育刺穿型盐丘,上新世-第四纪发育挤压型盐构造。挤压作用下早期盐丘演变为盐席、盐墙,盐上层发育盐逆冲断层和盐背斜,盐下发育叠瓦状逆冲断层和挤压构造楔。库车坳陷西段盐层上覆冲积扇沉积(重力)差异负载是发育盐丘的原因,盐丘分布于山前冲积扇前端和却勒冲积扇南侧。库车坳陷盐下发育逆冲构造楔,应用临界楔理论研究构造楔顶面坡度与底部滑脱层角度变化,盐下构造楔顶面坡度突变,指示底部滑脱层角度发生变化,推断古生代基底正断层卷入逆冲构造楔。     

塔西南坳陷甫沙构造带正反转构造及其石油地质意义

塔西南坳陷甫沙构造带褶皱冲断强烈,古近系膏泥岩下层构造变形复杂,具有正反转构造变形特征。侏罗纪—白垩纪区域伸展环境发育大量正断层,后期在喜马拉雅运动中受挤压反转。南部发育高角度基底卷入正反转断层,中部发育叠瓦式逆冲断层,北部边缘变形微弱。相应地将甫沙构造带划分为反转断隆背斜带、楔状叠瓦构造带和逆冲前缘构造带;反转程度南强北弱、西强东弱。对区域构造变形环境的分析表明,西昆仑山隆升引发水平挤压叠加垂直向上的剪切作用,使先存高角度正断层容易被迁就利用进而发生正反转。对正反转相关构造圈闭评价认为:反转断隆背斜带发育的圈闭规模大,幅度低,埋藏浅,落实程度高,但上覆膏泥岩层薄,被断层破坏强烈,油气散失严重;楔状叠瓦构造带发育的圈闭规模小,幅度大,埋藏深,落实程度低,上覆膏泥岩层厚,有利于油气保存;逆冲前缘构造带发育低幅度隆起和地层岩性圈闭。     

临界角库伦楔在盐下楔状体的应用:以库车坳陷克拉苏构造带为例

临界角库伦楔模型的建立,确定了楔状体坡度与楔状体及底部滑脱层岩石力学性质之间的关系。但对于库车坳陷克拉苏构造带盐下发育的褶皱冲断带楔状体,由于有上层盐岩对楔状体的压力,临界角库伦楔模型的定量应用具有很大的局限性。文中考虑了上层盐岩的压力,推导出了适用于盐下楔状体的临界角库伦楔公式。根据重新推导后的临界角库伦楔公式对库车坳陷底部滑脱层的性质进行了计算,得出底部滑脱层内摩擦角为13.7°~18.4°,与泥岩或碳质页岩的性质相符。根据临界角库伦楔模型分析结果及地震资料解译,认为库车坳陷克拉苏构造带盐下楔状体的滑脱层为中下三叠统泥岩。     

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。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用2D、3D地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明:①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

渤海海域渤东地区新生代断裂特征及对油气的控制

由于郯庐断裂带控制着渤海盆地渤东地区断裂构造特征及油气聚集,在精选4条二维测线及PL2-2和LD32三维区块精细解释的基础上,系统研究了渤东地区新生代构造变形特征及郯庐断裂带对油气的控制作用.结果表明,渤东地区在平面上整体呈“入”字型排列,并由渤东1号断层及渤东2号断层组合发育成复合堑—垒结构,由此区域分为南、中、北3个区.郯庐断裂带在渤东地区的3个分支整体控制着渤东地区断裂的形成及演化.由三维地震资料精细解释渤东地区断裂系统为古近纪伸展断层系统和古近纪末期—新近纪走滑断层系统的叠加复合.渤东地区断裂演化影响烃源岩的分布与热演化,控制油气的运移及圈闭的形成,渤东低凸起及渤东凹陷中央走滑带形成的反转构造以及渤东凹陷东斜坡是有利的油气聚集带.     

Partial Melting and Its Implications for Understanding the Seismic Velocity Structure within the Southern Tibetan Crust

In order to constrain the crustal wave velocity structure in the southern Tibetan crust and provide insight into the contribution of crustal composition, geothermal gradient and partial melting to the velocity structure, which is characterized by low average crustal velocities and widespread presence of low-velocity zone(s), the authors model the crustal velocity and density as functions of depth corresponding to various heat flow values in light of velocity measurements at high temperature and high pressure. The modeled velocity and density are regarded as comparison standards. The comparison of the standards with seismic observations in southern Tibet implies that the predominantly felsic composition at high heat flow cannot explain the observed velocity structure there. Hence, the authors are in favor of attributing low average crustal velocities and low-velocity zone(s) observed in southern Tibet mainly to partial melting. Modeling based on the experimental results suggests that a melting percentage     

基于各向异性理论的深水区地震资料叠前处理技术

南海北部深水区白云凹陷海底地质构造复杂、速度变化剧烈,各向异性现象普遍存在,多次波极为发育,地震成像难度大。为了更好地提高该深水区地震资料的成像质量,笔者引入了基于各向异性介质的叠前地震资料处理技术,并将其应用到深水白云6-1工区。该技术系列主要由三维广义多次波衰减、各向异性速度分析和偏移成像等技术组成。深水资料应用结果表明：GSMP建立的多次波模型,能有效地压制多次波,使剖面更显著;基于各向异性的高密度速度分析可以更好地描述地质信息;剖面的断层能量在基于各向异性叠前时间偏移处理后得到聚焦,最终该技术系列提高了地震资料的成像质量。     

塔里木盆地西南坳陷周边山前的典型构造模式建立

塔里木盆地西南坳陷夹持于西昆仑与南天山褶皱带间,边界受大型逆冲推覆断裂带和走滑断裂带控制.塔西南坳陷经历了多期构造运动,其中以喜山期构造运动最为重要,地震资料反映的多层次滑脱主要为喜山期构造运动结果,其现今构造格局是逆冲推覆、滑脱、走滑共同作用的结果.塔西南坳陷构造变形复杂,尤其在其周边表现得更为明显.     

Relationship between Crustal 3D Density Structure and the Earthquakes in the Longmenshan Range and Adjacent Areas

This paper presents the 3D density structure of crust in the Longmenshan range and adjacent areas,with constraints from seismic and density data.The density structure of crust shows that the immense boundary plane of density distribution in relation to the Longmeshan fault belt is extended downward to～80 km deep.This density boundary plane dips towards the northwest and crosses the Moho.With the proximity to the Longmenshan fault belt,it has a larger magnitude of undulation in the upper and middle crust ...     

天然气水合物地震空白带现象正演模型研究

空白带现象是人工地震方法识别含天然气水合物沉积地层的重要标志之一。针对水合物沉积物的 3种微观模式 ,首先采用度量振幅空白程度的振幅比方法 ,计算并分析了水合物饱和度不随孔隙度变化 ,以及水合物的饱和度随孔隙度变化 (即CGHC和VGHC)两种情况 ,然后对上述两种情况设计了地震模型 ,合成了水合物沉积物地震纪录 ,获得了地震空白带现象。研究结果表明 :水合物沉积物饱和度的变化是振幅空白的主要原因。对孔隙度和饱和度都不固定的复杂情况 ,沉积物的岩性存在多解性 ,需用各种方法的多元信息进行对比研究 ,才能更好地解释空白带的产生及其特征。     

龙门山断裂带变形特征

野外构造解析和地震遗址的构造应力分析显示,龙门山断裂带在新生代早期对应于当时的南东-北西主压应力场,发育了北北东向的左旋走滑构造体系,其后才被具有右旋兼具逆冲的龙门山断裂带叠加改造,对应的近东西向构造主压应力场一直延续至今,是区内地震构造的应力场机制。龙门山断裂带河流岩屑磷灰石裂变径迹分析显示,龙门山断裂带在走向上位移量有显著的差别,呈现正态分布的整体趋势。依照龙门山隆起剥蚀单调冷却的热史特征,判定前述两期变形的转换时限是40 Ma前后。结合龙门山断裂带地层厚度和变形时的深度模型,认为现今龙门山断裂带是一个宽达数十千米的大型走滑断裂带,剖面上呈现花状构造特征。近地表的逆冲构造是薄皮构造,并由此建立了龙门山断裂带走滑变形的深度变形样式模型。     

Seismic tomography from local crustal earthquakes beneath eastern Rif Mountains of Morocco

We applied a tomographic method to image an aseismic strike–slip fault in North Morocco and found that the occurrence of earthquakes is not only controlled by the state of tectonic stress but also by material heterogeneity in the crust. We have constructed an integrated model of seismic, electric, magnetic and heat flow properties across northeastern Morocco primarily based on a tomography inversion of local earthquake arrival times. The seismic images obtained show a pronounced low-velocity zone at 5 km depth parallels to the Nekor fault, coinciding with an anomalously high conductive and low gravity structure, which is interpreted as a fault gouge zone and/or a fluid-filled subsurface rock matrix. Below 10 km depth, a weak positive velocity zone indicates that the fault gouge is stable. The seismicity and the seismic velocity results for the Al-Hoceimas region show that the concentrations of earthquakes are confined in the high velocity area. This anomaly is interpreted to be a brittle and competent layer of the upper crust that sustains seismogenic stress. On the eastern coast line of Morocco, we infer that a high density, high velocity body exists in the shallowest layers of the upper crust, probably formed by Miocene volcanic rocks.     

蛇纹石脱水与大洋俯冲带中源地震(70~300km)的关系

蛇纹石脱水致裂作用是诱发大洋俯冲带中源地震(70~300km)的一种重要成因机制,它与中等深度双地震带的形成有很密切的关系。双地震带在冷俯冲带中是一种常见现象,它由上下相距20~40km的两个平行地震层组成。上地震层位于俯冲洋壳中,可能是洋壳蓝片岩脱水形成榴辉岩的系列脱水反应诱发了地震;下地震层位于大洋俯冲地幔中,可能是部分交代的地幔橄榄岩脱水控制着中源地震的分布。蛇纹岩在高温高压条件下的变形实验证实蛇纹石在脱水过程中引起岩石弱化和脆性破裂,这已经得到了对蛇纹石脱水过程中岩石物理性质和变形后样品的显微构造等理论研究上的支持。在蛇纹石脱水过程中,产生的流体与固体残留物分离,形成了大量的I型(张性)微裂隙,最终导致岩石破裂和形成断层。根据叶蛇纹石脱水反应相图,理论上在大洋俯冲带中蛇纹石脱水位置会出现双层结构,但只有平行于俯冲板块顶层等温线的一支才可能脱水诱发地震,并对应于双地震带的下地震层。下地震层所处的位置具有低的vp/vs值,暗示岩石圈大洋地幔顶层发生了部分交代。但它的交代机制尚不清楚,可能是海水通过洋底转换断层和/或沿着在外海沟隆起中形成的断层渗入大洋地幔顶层,并发生了洋壳和大洋地幔交代。双地震带在120~200km深度合一以后,冷俯冲带中所发生的中源地震可能与蛇纹石脱水有关,在热俯冲带中更可能与“湿”榴辉岩脱水有关。     

The role of Pan-African structures in intraplate seismicity near the termination of the Romanche fracture zone, West Africa

The distribution of epicenters of both historic earthquakes and recent seismic events in southeastern Ghana, compiled from local and teleseismic networks, show strong correlation with the Pan-African structures onshore and indicate an alignment with disruptions on seismic sections offshore. The seismic reflection sections reveal basement structures of the external zone of the Pan-African Dahomeyide orogen and these structures can be traced to offsets of shelf strata and seabottom reflectors, providing direct evidence, for the first time, for neotectonic activity that may be responsible for seismicity in the area. The deep structure of the external zone consists of moderately-dipping reflectors inferred to represent high-strain zones in the variably deformed margin of the West African craton. Taken together, the available data suggest that active tectonics in this intraplate environment may involve inversion of the Pan-African thrust structures but that this activity is apparently not related to reactivation of the nearby Romanche Fracture Zone.