孟加拉湾若开褶皱带晚新生代构造特征初步研究

孟加拉湾若开褶皱带位于印度-缅甸山脉西部山前,由NNW—SSE向带状分布的多排背斜构成,其构造特征研究仍然十分薄弱。本文通过钻井资料和二维地震反射剖面精细构造解析,尝试分析若开褶皱带晚新生代构造特征,重点关注若开褶皱带的滑脱层发育特征及背斜几何学及运动学特征,结果表明若开褶皱带发育多个滑脱层:①底部滑脱层,位于约6.5s(双程走时)处;②中部滑脱层,层位存在变化,可能位于第四系底部或上中新统下方约2.5s处。在区域挤压作用下,若开褶皱带发育与底部滑脱层和中部滑脱层相关的滑脱褶皱,构造变形主要受控于底部滑脱层,而中部滑脱层影响了局部构造变形。生长地层记录显示若开褶皱带构造变形自东往西迁移,变形前缘形成于第四纪。基于构造分析结果提出了若开褶皱带褶皱变形的两种运动学端元模型:模型1中不发育中部滑脱层,滑脱褶皱发育于底部滑脱层之上;模型2中发育中部滑脱层,滑脱褶皱发育于中部滑脱层和底部滑脱层之上,形成上、下两套构造层。若开褶皱带背斜几何学和运动学特征受下伏滑脱层控制,背斜在走向上叠置、分叉可能暗示着背斜下伏滑脱层在走向上发生了改变。流体超压可能是影响若开褶皱带构造变形的重要控制因素。     

龙门山中段山前带浅层冲断系统的结构、形成与演化

本文依据断层相关褶皱几何学原理,对龙门山中段地震剖面进行了精细解释。研究发现,龙门山中段山前带浅层冲断系统存在多套滑脱层,具有上下分层变形特征。浅层滑脱层为上三叠统须家河组三段(T_3~x3)的碳质页岩夹煤层,其上发育双重构造和叠瓦构造;下三叠统嘉陵江组四、五段(T_1j~(4-5))的膏岩层,发育断层传播褶皱、冲起构造和构造楔;深层为下寒武统的泥页岩层,发育断层转折褶皱和滑脱褶皱。该区滑脱断层所控制的地层变形和缩短量各不相同,其中三叠系上统缩短量最大,大于30 km;三叠系下统至古生界地层缩短量约为14.5 km;侏罗系以上的地层缩短量则较小。研究区内的通济场断裂(F_3)为印支末期形成的一套逆冲断层组,其下部交于下寒武统滑脱层,深度约为10 km;关口断层(F_4)和彭县断裂(F_5)为晚侏罗世一早白垩世形成的逆冲断层,下部交与下三叠统嘉陵江组滑脱层,深度大约为8～10 km。这些断层以前展的方式破裂,并且长期活动。龙门山中段自中生代以来存在多期构造事件,主要发生诺利末期、印支晚幕、燕山期和喜马拉雅期。其中,燕山期和喜马拉雅期是龙门山活动最强烈的两个阶段,在龙门山中段山前带表现为大量断裂的长期活动,地壳缩短和龙门山快速隆升,并形成多种构造样式。     

Differential Tectonic Deformation of the Longmen Mountain Thrust Belt,Western Sichuan Basin,China

Field investigation and seismic section explanation showed that the Longmen Mountain Thrust Belt has obvious differential deformation: zonation, segmentation and stratification. Zonation means that, from NW to NE, the Longmen Mountain Thrust Belt can be divided into the Songpan-Garzê Tectonic Belt, ductile deformation belt, base involved thrust belt, frontal fold-thrust belt, and foreland depression. Segmentation means that it can be divided into five segments from north to south: the northern segment, the Anxian Transfer Zone, the center segment, the Guanxian Transfer Zone and the southern segment. Stratification means that the detachment layers partition the structural styles in profile. The detachment layers in the Longmen Mountain Thrust Belt can be classified into three categories: the deep-level detachment layers, including the crust-mantle system detachment layer, intracrustal detachment layer, and Presinian system basal detachment layer; the middle-level detachment layers, including Cambrian-Ordovician detachment layer, Silurian detachment layer, etc.; and shallow-level detachment layers, including Upper Triassic Xujiahe Formation detachment layer and the Jurassic detachment layers. The multi-level detachment layers have a very important effect on the shaping and evolution of Longmen Mountain Thrust Belt.     

库车褶皱冲断带前缘盐层厚度对滑脱褶皱构造特征及演化的影响

库车褶皱冲断带前缘发育一系列滑脱褶皱,虽然卷入变形的新生代地层及底部滑脱层(古近系盐层)相同,但滑脱褶皱的构造特征及演化存在显著差异。文中结合野外地质调查结果以及钻井资料和高品质二维地震反射剖面解析,以南喀背斜和米斯坎塔克背斜为例,估算出盐层初始厚度,并讨论其对于滑脱褶皱样式及其演化过程的影响。结果表明,南喀背斜和米斯坎塔克背斜下伏盐层初始厚度不同,估算出前者厚度介于0.1~0.5 km,主要为0.1~0.3 km,而后者却大约为1.0 km。与此同时,南喀背斜和米斯坎塔克背斜均表现出分段差异变形特征。南喀背斜为低缓的滑脱褶皱,其东段隐伏地下,变形方式为褶皱作用;而西段出露地表,背斜核部发育隐伏的逆冲断层,变形方式为褶皱作用和断层作用。背斜西段平均隆升速率大于东段,导致西段隆升出露地表。米斯坎塔克背斜表现为大规模滑脱褶皱,根据变形特征的不同可以分为3段,东段背斜倾向北,盐岩在其核部及北翼下方聚集加厚;而中-西段背斜倾向南,其中中段背斜核部位置盐岩聚集加厚,两翼下伏盐岩减薄甚至形成盐焊接。而在西段背斜呈箱状,两翼下方盐岩厚度至少为1.0 km。笔者总结出库车褶皱冲断带前缘发育的7种滑脱褶皱变形样式,通过构造分析得出,研究区滑脱褶皱的变形主要受盐层厚度、构造缩短量及盐岩流动变形共同控制,其中盐层厚度起主导作用,控制了滑脱褶皱的发育位置,并影响了滑脱褶皱的变形样式。研究结果将为其他褶皱冲断带中滑脱褶皱的相关研究提供重要参考,特别是在缺少高品质地震资料,或者构造变形强烈、地震资料品质较差的地区。     

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.     

叠合盆地差异构造变形与油气聚集

文中探讨叠合盆地差异构造变形特征及其对油气聚集的控制作用。叠合盆地差异构造变形受控于多期构造演化导致的多期构造应力场转换、多种变形介质变化以及多方位边界条件的变化,主要表现为:(1)受关键构造变革期应力场转换制约的分期差异构造变形,早期一般受区域伸展作用形成垒 堑构造,中期由于板块聚敛活动形成冲断滑脱和潜山 披覆构造,晚期在叠置的前陆盆地形成褶皱 冲断带;(2)受大型主断裂带控制的分带差异构造变形,这些大型主断裂带一般与先存基底断裂或基底软弱带有关,不同构造带的变形强度呈有规律变化;(3)受多层次滑脱带控制的分层差异构造变形,深层次滑脱构造变形主要表现为与盆山耦合有关的滑脱拆离变形,中层次滑脱构造表现为基底层系的滑脱拆离,浅层次滑脱构造表现为与盐膏岩或泥页岩有关的塑性构造变形;(4)受构造转换带控制的分段差异构造变形,区域性转换带本身常成为重要的横向构造带,不同构造段之间变形样式和运动学过程具有较大差别,局部构造转换带往往形成有利的油气圈闭。差异构造变形与烃源岩发育、油气成藏期、圈闭形成演化、油气藏形成和分布及油气保存条件密切相关。     

四川盆地东北部前陆褶皱-冲断带盐相关构造

以中、下三叠统嘉陵江组(T1j)和雷口坡组(T2l)含膏盐碳酸盐岩层系为界,可以将川东北地区划分为3个构造-层序组合,盐下构造-层序组合由震旦系-下三叠统飞仙关组组成,属于一套海相碳酸盐岩层系为主的沉积;盐层构造-层序组合由下三叠统嘉陵江组和中三叠统雷口坡组组成,属于一套含厚层膏盐的海相碳酸盐岩层系;盐上构造-层序组合由上三叠统须家河组和侏罗系、白垩系组成,属于一套陆相碎屑岩沉积。川东北地区发育了一套独特的构造变形样式,主要有基底卷入叠瓦冲断强变形带、基底卷入与盐层滑脱叠合变形带、隐伏盐相关构造滑脱变形带、双重构造、堆垛式三角带构造和背冲断块构造等。由于该区盐岩层厚度相对较薄,盐岩层系总体作为一个大型滑脱层系,控制川东北地区的构造变形。川东北地区主要构造变形机制包括区域挤压缩短作用、盐岩层塑性流动和滑脱作用、构造隆升和剥蚀作用、重力滑动和重力扩展作用等。川东北地区与三叠系盐岩层系有关的构造变形控制该区油气圈闭样式,有利于油气聚集和保存。     

鄂尔多斯盆地西缘中段构造特征与油气勘探前景

鄂尔多斯盆地西缘中段是西缘构造带的重要组成部分,关于该区的地下构造模式由于受地下构造复杂与地震资料品质差的影响长期以来缺乏清晰的认识。通过地表地质、大量地震资料的综合研究,纵向上以下古生界类复理石浊积岩系、上古生界煤系区域性滑脱层为界,将该区划分为上部的逆冲推覆构造系统和下部的原地系统。前者断裂、褶皱发育,由6个逆冲席组成,横向分带性特征明显,自西向东划分为逆冲推覆构造主体、前缘过渡带、前缘带三个带;后者构造变形较弱,总体为西倾单斜,局部地区发育完整背斜圈闭。前缘过渡带、前缘带及原地系统勘探目的层众多,油气成藏地质条件好,勘探前景较好;逆冲推覆构造主体目的层已裸露,油气生成与保存条件较差,勘探潜力欠佳。     

扬子板块海相中古生界盆地的递进变形改造

印支—早燕山期由于古特提斯洋盆的关闭,扬子板块大陆边缘受到了挤压与碰撞作用,在板内形成了江南-雪峰基底拆离体(A带),从SE向NW方向的大规模水平推挤作用使扬子板内中古生界盆地发生了由强及弱的递进(衰减)变形改造。在其前缘形成了高角度冲断层-断弯褶皱带(B带)、逆掩断层-断展褶皱带(C带)、滑脱断层-滑脱褶皱带(D带)、共轭冲断层-膝折褶皱带(E带)和古隆起-单斜带(F带);在其后缘则形成了滑覆断层-滑脱褶皱带(G带)。不同的构造变形区带具有不同的水平位移量、压缩变形量,不同的逆冲断裂、褶皱的空间配置和不同的构造圈闭类型、保存条件,因而控制了不同类型的油气聚集与分布。     

Detachment levels in the Marathon fold and thrust belt,west Texas

Surface and subsurface data are integrated to characterize the structural architecture of the Marathon fold and thrust belt in west Texas. Multiple detachment levels are present within the thrust belt and result in distinct structural domains. In addition to the basal décollement, whose stratigraphic position varies along strike, we recognize a regionally extensive detachment zone in the late Mississippian to early Pennsylvanian lower Tesnus Formation. The Lower Tesnus Detachment forms a structural domain boundary that can be observed along strike in the surface data and at depth in the subsurface. The stratigraphic intervals above and below this detachment exhibit characteristic patterns of deformation. The Lower Tesnus Detachment is folded by imbrication and the formation of duplexes in the early Mississippian to Ordovician section, suggesting that the detachment may have initially formed as a perched décollement in the foreland that was subsequently exploited as a roof thrust in a duplex system as deformation progressed in a break-forward sequence and older strata were incorporated into the toe of the allochthonous wedge. The structural model presented here for the Marathon region may be applicable across much of the Ouachita orogenic system.     

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。     

川东侏罗山式褶皱构造带的物理模拟研究

川东地区发育一系列NE走向的侏罗山式褶皱构造,按照褶皱的组合形态,自东向西发育隔槽式褶皱和隔档式褶皱,齐岳山断裂是二者的分界线。本文采取物理模拟手段对川东侏罗山式褶皱形成的控制因素进行实验研究,选取硅树脂模拟滑脱层,石英砂和微玻璃珠模拟沉积盖层,改变盖层与基底之间摩擦力、盖层的物性、滑脱层的埋藏深度等因素。模拟实验研究表明,滑脱层的深度和盖层性质是川东侏罗山式褶皱形成的主要控制因素。齐岳山断裂以东地区主要是下寒武统膏页岩充当滑脱层,滑脱层埋深较大,地表构造形态表现为隔槽式褶皱;齐岳山断裂以西地区,下二叠统泥质灰岩充当滑脱层,埋深较浅,盖层表现为隔档式褶皱。微玻璃珠是模拟侏罗山式褶皱较好的实验材料,推测川东薄皮构造带形成时候以塑形变形为主。     

川渝湘鄂薄皮构造带多层拆离滑脱系的岩石力学性质及其对构造变形样式的控制

川渝湘鄂多层拆离推覆构造发育于秦岭-大别造山带、雪峰山厚皮构造带与四川盆地之间。这个薄皮构造带是在晚中生代沿一系列岩石薄弱层从南东向北西多层拆离滑脱构造作用下形成的,然而单纯的地表构造地质调查无法揭示各滑脱层是如何控制区内褶皱-断层关系的。因此,对拆离滑脱层进行识别是认识区内构造样式及其成因机制的关键。利用单轴岩石力学实验方法,对取自区内沿达县-大庸地质剖面不同岩性地层组合的样品进行岩石力学分析,并结合前人在区内已经获得的数据,结果表明区内至少发育5个可能的区域性拆离滑脱层。这些滑脱层主要由泥质岩、粉砂岩和泥质灰岩组成的,分别沿下寒武统牛碲塘组(Det I)、下志留统罗惹坪组和龙马溪组 (Det II)、下二叠统栖霞组(Det III)、下三叠统大冶组(Det IV)和中三叠统巴东组 (Det V)发育。野外调查表明,Det I控制了深部构造层次的断弯褶皱和叠瓦扇, Det II 可能控制了中部构造层次的断展褶皱和拆离褶皱,Det III则可能与Det IV和Det V一起,共同控制了上部构造层次的侏罗山式褶皱。     

龙门山中段山前带构造楔的发现及其几何学、运动学特征:对青藏高原东南缘隆升动力学机制的约束

运用断层相关褶皱几何学原理,对龙门山中段山前的地震反射剖面进行解释。研究发现,龙门山中段山前带垂向上具有多套滑脱层。其中深层次滑脱层位于前震旦系基底深度约(19±2)km的地方,其上发育双重构造和叠加构造楔,构造楔是龙门山中段山前带重要的构造样式之一。工区A剖面深层构造楔模型以后展破裂式叠加形成,断层产生的滑移量达45.5 km;B剖面深层构造楔模型以前展破裂式叠加形成,断层产生的滑移量约16.6 km;构造楔的形成导致上部断裂和岩层隆升并褶皱变形,A、B剖面山前地层相对川西平原最大抬升量分别为8 km和3 km。构造楔沿龙门山中段山前带走向平面上呈带状分布,具有不同的规模和几何形态;分析其形成时间较晚,可能形成于喜马拉雅期。通过对深层叠加构造楔几何学和运动学的定量计算,其正演运动学模型与实际剖面解释相吻合。深层叠加构造楔的形成在龙门山中段前山带有着其相应的成因机制,在所能限定的空间范围内,其特殊的地理位置、构造特征与成因,可以为研究青藏高原东南缘隆升的动力机制提供一定的约束。     

龙门山前缘关口断裂典型构造剖面的物理模拟实验及其变形主控因素研究

关口断裂位于龙门山褶皱-冲断带前缘,根据构造线走向和典型地震剖面构造变形样式可划分出北、中、南三段。北段走向为北东50°,构造变形模式总体为不整合面所限制的基底卷入式前展型逆冲叠瓦式构造组合;中段走向为北东30°,构造变形模式为双滑脱层所控制的分层滑脱断层垂向叠加组合;南段走向为北东30°,变形模式为二叠系内滑脱层所控制的箱状背冲式构造组合。构造变形过程主要经历了印支晚期、燕山期、喜马拉雅期三个阶段。物理模拟实验证实北段变形的主控因素为斜向挤压(NW300°)和须家河组四段底部发育的高黏度滑脱层;中段变形的主控因素为正向挤压和双滑脱层的垂向叠置;南段变形的主控因素为正向挤压和二叠系内部低黏度厚层滑脱层的均匀分布。利用剖面模拟实验结果估算出的关口断裂不同构造段不同时期挤压构造变形强度(缩短率)不同,总缩短率表现为中段最大(39.63%),南段次之(34.93%),北段最小(32.72%)。印支期缩短率与总缩短率特征相似,中段为28.79%,南段为19.88%,北段为14.68%,而燕山期缩短率却表现为北段最大(18.04%),南段次之(15.05%),中段最小(10.84%)。     

塔里木盆地西南坳陷周缘的滑脱构造

西南坳陷主要发育两套滑脱层序,一套是中寒武统和田河组膏盐岩,另一套是古近系底部阿尔塔什组和齐姆根组的夹灰岩、白云岩的膏泥岩;前者厚度500 m左右,后者厚度在100 ～700 m左右.和田河组膏盐岩主要影响中生代及中新世末的构造变形,古近系底部的膏泥岩主要影响上新世末及第四纪的构造变形,构造变形样式均以顺层滑脱构造为主...     

江南造山带北部早中生代岳阳—赤壁断褶带构造特征及变形机制研究

早中生代(晚印支-早燕山期)岳阳-赤壁断褶带位于江南造山带与中扬子前陆盆地交界地带.作者对该构造带进行了地表地质调查,以此为基础探讨了构造剖面结构及构造变形动力机制.岳阳-赤壁断褶带自南而北可分为岳阳-临湘基底滑脱-逆冲带,桃花泉-肖家湾盖层滑脱褶皱带,以及赤壁-嘉鱼前陆盆地断-褶-盆构造带.岳阳-临湘基底滑脱-逆冲带自南而北依次有郭镇向斜、官山背斜、临湘倒转向斜和聂市背斜,组成隔槽式褶皱组合.褶皱轴面多向南倾,褶皱变形面为南华系盖层与冷家溪群褶皱基底间的角度不整合面和顺界面的滑脱断裂面.桃花泉-肖家湾盖层滑脱褶皱带主要发育轴面南倾倒转褶皱,褶皱波长较小,卷入地层为南华系-志留系以及上石炭统-中三叠统沉积盖层.赤壁-嘉鱼前陆盆地断-褶-盆构造带以南倾蒲圻断裂(江南断裂)为南部边界,发育T3-J2前陆盆地沉积,带内褶皱与断裂卷入地层包括沉积盖层以及T3-J2地层:南部断裂与褶皱轴面南倾.北部轴面近直立.自南西至北东,研究区内构造线走向由EW向渐变为NEE-NE向.上述构造分带及变形特征反映出自南向北的运动指向,表明岳阳-赤壁断褶带具前陆冲断带构造性质.从断裂相关褶皱理论出发,以地表构造特征为依据,厘定了岳阳-赤壁地质剖面结构并进行了变形动力机制分析,认识如下:①自南而北、自下而上的多个滑脱层及其间的南倾逆断裂或断坡(主要为江南断裂)组成近似台阶状的逆冲断裂系统,从总体上控制了构造块体的滑移、逆冲以及相应的构造格架或变形分区.②郭镇向斜为基底滑脱褶皱,官山背斜具滑脱褶皱和断裂传播褶皱双重成因,聂市背斜为断裂转折褶皱;临湘向斜为受两侧背斜控制的被动向斜,由于弯滑褶皱作用在其两翼沿不整合界面形成滑脱断裂.③岳阳-临湘基底滑脱-逆冲带隔槽式褶皱的形成主要受控于褶皱基底的滑脱和基底整体的水平压缩,其形成机制类似于肿缩式褶皱.最后讨论认为湘东北-鄂东南地区不存在大规模、长距离的逆冲推覆构造.     

准南逆冲褶皱带超压与逆冲断层持续活动

天山北缘准南地区的褶皱带为自新生代以来一直持续活动的逆冲构造带,由于逆冲断层的持续活动,形成了现今断层和相关褶皱。钻井资料显示,准南逆冲褶皱带内的超压层主要发育在古近纪安集海河组泥岩和紫泥泉子组泥岩之中,而该泥岩同时又成为逆冲断层发育的主滑脱面。通过多年来对准南地区地面地质调查、二维地震和三维地震资料的解释以及钻井证实,我们统计出准南逆冲褶皱带现存的逆冲断层倾角分别集中在两个区间: 30±5°和50±5°区间。应力分析表明,在持续挤压应力作用下,超压层(泥岩、页岩和煤系地层)中和超压层之下地层中发育的早期逆冲断层与晚期最大主压应力之间的夹角处在30±5°之间时,作用在断层面上的最大主应力与最小主应力比达到最小值,因此该断层最容易再次活动,形成最大的流体压力,因而断层周围的流体就会沿着最大主应力方向发生流动,断层本身就会成为流体运移的主要通道; 而早期逆冲断层与晚期最大主压应力之间的夹角处在50±5°之间时,作用在断层面上的最大主应力与最小主应力比较大,断层重新活动所需要的流体压力较高,导致断层作为流体运移的通道因被挤压而闭合。应力分析和钻井实测应力均指出,准南逆冲褶皱带发育的超压为挤压构造应力形成的超压。这些研究表明,准南逆冲褶皱带的逆冲断层持续活动,导致早期发育的断层在晚期应力作用下,断层倾角聚集在两个优势区间,油气沿最大主压应力方向运移,聚集油气则沿断层滑动面发育形成构造超压,导致该区域油气长期处于运移与聚集的动平衡状态。     

库车再生前陆盆地冲断构造楔特征

库车再生前陆盆地冲断构造楔由一系列向南运动的逆冲断层和相关褶皱组成。冲断楔的北部以断层转折褶皱、断层传播褶皱、双重逆冲构造为主。断层楔的前缘发育了很好的滑脱膝折背斜,全为盲断层控制,形成隐蔽式前锋。冲断层的就位从中新世开始,自北向南迁移,前锋的构造形成在第四纪。造成逆冲断层的地壳水平缩短作用速度在中新世较慢,平均为0．355mm/a,上新世中期达0．82mm/a,而到上新世晚期和第四纪速度增大了约一个数量级,达到1．29－3mm/a。