合肥盆地中新生代三维埋藏史分析

在合肥盆地地震资料的基础上,求得现今盆地内部中新生代各个地层的厚度分布。并通过回剥技术模拟盆地埋藏史,获得合肥盆地中生代以来三维演化历史。结果显示中生代以来,合肥盆地沉积地层最厚超过万米,中上侏罗统为主要沉积地层;三维埋藏史揭示合肥盆地的中新生代沉积演化历史受大别造山带和郯庐断裂带的共同控制,盆地沉积中心的迁移与大别造山带和郯庐断裂的活动密切相关。     

合肥盆地东部中-新生代的演化及其对郯庐断裂带活动的响应

合肥盆地的沉积作用与其东缘的郯庐断裂带演化有着良好的耦合关系。侏罗纪盆地发育主要受大别造山带演化控制,东部可见对同造山期郯庐断裂带左旋转换走滑的沉积响应。盆地内朱巷组的沉积是对早白垩世早期郯庐断裂再次发生陆内左行平移的响应,该时期成盆模式为一走滑—挠曲盆地。盆地内上白垩统—古近系的形成是对这期间郯庐断裂带伸展活动的响应,盆地具区域性伸展(双向伸展)的特征。盆地东部自新近纪以来的抬升、消亡与东缘反转构造的存在,指示了郯庐断裂带的逆冲活动。盆地东部的沉积记录结合近年来郯庐断裂带内部构造与同位素年代学的最新研究成果,指示该断裂带中-新生代经历了4个演化阶段:同造山期的左旋转换走滑、早白垩世早期的陆内左行平移、晚白垩世—古近纪的伸展运动和新近纪以来的逆冲活动。     

中国东部陆缘中区中-新生代区域断裂系统时空分布特征、迁移规律及成因类型

中国东部陆缘中区中-新生代深大断裂十分发育.根据断裂的时空分布规律,可划分出4个断裂系:燕山造山带断裂系、秦岭-大别-苏鲁造山带断裂系、郯庐断裂系及东海陆架盆地-冲绳海槽断裂系.4个断裂系具有各自不同的断裂迁移规律:燕山造山带印支-燕山期断裂具有从早至晚从EW→NE→NNE向偏转迁移规律;秦岭-大别造山带北麓逆冲推覆作用的强度在印支-燕山早期表现出南强北弱、东强西弱和东断西褶趋势,同时具有由东向西由早到晚穿时迁移演化特征,燕山末期-喜山早期则相反,表现出北强南弱、西强东弱的构造特征;郯庐断裂系的活动对盆地的控制作用具有由早到晚由西向东、由南向北迁移规律;东海陆架盆地-冲绳海槽断裂的形成时代具有明显的从西向东越来越新的迁移规律.4个断裂系及构造迁移规律分别是板块碰撞-陆内俯冲、陆内造山、走滑、板块俯冲后退4种不同地球动力学背景中的产物.     

南华北盆地与东秦岭—大别造山带的耦合关系

南华北盆地包括周口坳陷和合肥坳陷 ,是横跨在华北地块南部和华北地块南缘构造带之上的具有挤压和伸展双重性质的叠合盆地。受东秦岭—大别造山带的影响 ,它在中生代表现为东秦岭—大别山北麓冲断带前沿的前陆盆地 ,到新生代转化为断陷盆地。区域上 ,南华北盆地和东秦岭—大别造山带跨越四大构造单元 ,由南向北依次为扬子板块、南秦岭—大别 (包括南大别碰撞杂岩带和北大别弧杂岩带 )构造带、北秦岭—北淮阳构造带、华北地块南缘构造带和华北板块。其间分布着 5条主要断裂 ,即襄樊—广济断裂、桐柏—磨子潭断裂、方城—舒城断裂、确山—合肥…     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化 看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

定远凹陷形成的区域构造背景及其演化过程

定远凹陷上古生界构造归属及其构造演化过程,对下一步该地区煤炭资源评价与非常规天然气选区具有关键性的意义。文章利用最新的地球物理与钻探成果,应用构造解析及区域对比等方法,结合区域构造规律与前人相关认识,对定远凹陷构造特征、上古生界构造归属及中生代以来的构造演化过程进行了详细的论述,其结果认为定远凹陷内发育的上古生界煤系地层属于淮南煤田中部复式向斜构造带东部的延伸。该凹陷受大别造山带隆起及郯庐断裂带中、新生代走滑活动影响,分别经历了印支期（T3）前陆变形、早中侏罗世（J1+2）相对隆起、晚侏罗世（J3）末期至早白垩世初期（K1初期）郯庐断裂带左行走滑改造、早白垩世期间（K1）至古近纪(E）伸展改造、古近纪末期挤压反转以及新近纪（Q）—第四纪（N）坳陷式均匀沉降六个主要演化阶段。     

东大别条带状片麻岩的构造变形特征及对大别杂岩流变机制的指示

大别造山带是由华北板块和扬子板块经过长期构造演化、最终碰撞拼合的产物。东大别造山带作为大别造山带和郯庐断裂带的过渡部位,对认识大别造山带的构造演化及其与郯庐断裂带的构造关系有重要的意义。本文对东大别造山带南北向霍山-马垅剖面进行了野外构造观察和室内显微构造分析。东大别造山带发育地壳深部构造层次上的条带状片麻岩,通过角闪石-斜长石温压计得到其形成条件为T=737±40℃, P=0.94±0.15 GPa,属于高角闪岩相-低压麻粒岩相变质,形成深度约28 km左右,处于中下地壳流变层。对条带状片麻岩及糜棱岩的应力进行恢复,结果显示东大别主要受到NE-SW向和NW-SE向两个方向上的挤压以及顺造山带的拉伸,可能代表受特提斯和太平洋构造体制共同作用的结果。大别造山带受特提斯构造体制影响的应力方向是NE-SW向,此应力可以分解成垂直于造山带挤压和平行于造山带向东牵引的力,并且南北向的空间缩短已经形成,应力已经作用到大别杂岩内部,大别杂岩需要在此应力的作用下由西向东发生塑性流动,进行应力释放,这也是塑性流动得以持续进行的动力。大别杂岩由西向东的塑性流动边界是晓天-磨子潭剪切带与殷店-马垅剪切带,开...     

早白垩世合肥盆地性质及含油气性分析

根据地震、电法、盆地模拟等新资料并结合区域地质资料的综合分析,对早白垩世合肥盆地的复杂构造及盆地性质、演化进行了深入讨论,认为合肥盆地在早白垩世时属于一个处于由压性应力场向张性应力场转换过程中形成的复杂复合盆地,即早白垩世早中期属主要受控于其南侧大别造山带的滑覆冲断类前陆盆地、早白垩世中晚期属主要受控于其东侧郯庐断裂活动的走滑拉分盆地。进而探讨了其拉分盆地内潜在的下白垩统油气系统及其勘探前景。从盆地研究的角度来进一步认识郯庐断裂的活动及对合肥盆地的油气勘探均具有借鉴及指导意义。     

前陆沉积与变形对郯庐断裂带同造山运动的制约

郯庐断裂带两侧的前陆沉积及其变形现象,揭示了该断裂带同造山活动的大量信息。合肥盆地东侧的郯庐断裂带旁,侏罗系沉积时出现了沉降中心与边缘相,显示这期间郯庐断裂带所处的张八岭隆起已移位至盆地东侧。砂岩的端元组份分析与碎屑白云母的电子探针分析显示,下扬子地区弧形展布的黄马青群与象山群前陆沉积的物源区为大别——苏鲁造山带,属于原地沉积,表明造山期郯庐断裂带已经出现。大别与苏鲁造山带周边都出现了强烈的前陆褶皱冲断带。合肥盆地前侏罗系基底上印支期的逆冲断层,在郯庐断裂带旁侧明显增多,指示该断裂带曾发生过同造山活动。下扬子地区前陆构造走向向郯庐断裂带方向偏转,反映它们形成时受到了郯庐断裂带左旋走滑运动的影响。这一系列前陆沉积与变形特征,指示郯庐断裂带在华北与华南板块的碰撞造山中以陆内变换断层的型式出现。该断裂带造山期运动中,东盘为主动盘,并发生了显著的逆时针旋转。独特的徐宿弧形逆冲——推覆构造,表明造山期郯庐断裂带左行平移幅度达350km。在该断裂带早白垩世的第二次平移中,断裂带向北延伸,又发生了约200km的左行平移。     

合肥盆地构造演化：磷灰石裂变径迹的多元动力学模拟

对合肥盆地中部肥西县打子塘地区圆筒山组砂岩（J2y）的磷灰石裂变径迹（AFT）分析表明,其FT年龄为（32.5±2.4）Ma（22个颗粒的平均）,明显小于其地层的年龄（176～168 Ma）;围限径迹长度为（12.43±0.18）μm（126个径迹长度的平均值）,为单峰式分布。模拟热史主要为5段：距今176～152 Ma,冷却速率为-21.4℃/Ma;距今152～85 Ma,冷却速率为-0.1℃/Ma;距今85～32 Ma,冷却速率为1.4℃/Ma;距今32～10 Ma,冷却速率为1.6℃/Ma;10 Ma至今,冷却速率为5.0℃/Ma,这5个阶段分别对应了沉积物快速沉降加热、盆地趋于构造热稳定、盆地较快速抬升冷却和快速抬升冷却等演化阶段。沉积物快速加热阶段（176～152 Ma）反映了大别造山晚期山根拆沉阶段与盆地挤压、快速沉降和加热作用,构造热稳定阶段（152～85 Ma）反映了大别造山带热隆伸展和岩浆作用,冷却阶段（85～25 Ma）代表了郯庐断裂的走滑拉张作用与区域性断陷伸展（K2—E）取代热隆伸展体制与早白垩世的岩浆活动。最后一阶段（25 Ma以来）则为合肥盆地的挤压抬升、快速剥露阶段。     

HEFEI BASIN IN EARLY CRETACEOUS -CHARACTERIZATION AND ANALYSIS OF PETROLEUM POTENTIAL

Comprehensive analyses were made based on seismic prospecting data, electrical prospecting data and basin simulation data as well as regional geological data and thorough discussions were conducted about the complicated structures, features and evolution of Hefei Basin in Early Cretaceous in this study, and it was derived that that Hefei Basin was a composite basin formed during the transformation of the stress field from compressive toward tensile in Early Cretaceous. In other words, this basin was a foreland basin of gliding-thrust type, which is mainly controlled by the Dabie orogenic belt in the south side in the early to middle period of Early Cretaceous, while being a strike-slip basin of pull-apart type, which is mainly controlled by the activity of Tanlu fracture in the east side in the middle to late period of Early Cretaceous. Moreover, the potential Lower Cretaceous oil and gas system in the pull-apart basin and the vista for its prospecting were explored in this study. Tectonism of the Tanlu fracture was further discussed based on the results of characterization of the basin, and it was pointed out that this is beneficial and instructive to the oil and gas prospecting in Hefei Basin.     

大别山北缘合肥盆地中,新生代构造演化

合肥盆地中、新生代经历了多次沉降和降升变化,侏罗系沉积作用分布于整个盆地,中、晚侏罗世盆地内地层遭受广泛剥蚀。白垩纪沉积物局限于盆地东部,最大剥蚀区在盆地东南部。下第三系沉积集中于断裂带控制的断陷盆地中,剥蚀主要在盆地东部和南部。根据南北向平衡剖面分析,早侏罗世盆地为南北挤压,晚侏罗世盆地拉张松驰形成东西向断层;白垩纪受东西向挤压,早第三纪为南北向拉张。东西向平衡剖面分析表明：在盆地内存在一条规模巨大的南北向巨型隆起,隆起形成干早白垩世早期延续到晚白垩世晚期。盆地经历了早侏罗世前挤压推覆,侏罗－白垩纪松驰下陷,白垩纪盆地西部及中部隆升,晚白垩世－早第三纪盆地受南北向拉张作用。形成北断南超的箕状断陷盆地;晚第三纪挤压降升。     

郯庐断裂带（安徽段）对地表水系空间分布形态的影响研究

为了研究郯庐断裂带（安徽段）构造活动对其周边地表水系形态及其发育特征的影响,本文基于DEM数据,利用GIS空间分析功能并结合郯庐断裂带构造运动特征,对郯庐断裂带（安徽段）周边水系的几何分布特征进行研究。研究表明：郯庐断裂带（安徽段）在不同地质历史时期对区内地表水系产生错动影响。受郯庐断裂三叠纪到白垩纪期间左旋走滑运动影响,两条二级水系在大别山区自西北向东南流经郯庐主干断裂及次级断裂时与断裂呈近似直角相交并发生左旋错动。大别山地区的皖河流域与华阳河流域水系受郯庐断裂第四纪以来逆右行平移运动影响流向由东南向同步大幅度拐向南西,表现为右旋扭错;巢湖流域水系受五河—合肥断裂和石门山断裂影响也出现了右旋位错。此外,受郯庐断裂带构造运动形成的合肥盆地和地堑式嘉山盆地的影响,池河的主河道沿合肥盆地东侧的沉降带和石门山断裂与嘉庐断裂之间的嘉山盆地发育。     

胶莱盆地构造演化规律

胶莱盆地是中生代走滑拉分盆地，其形成与发育受到沂沭断裂和五莲—即墨—牟平断裂的控制。从晚侏罗世—晚白垩世经历了莱阳期、青山期和王氏期的盆地发展阶段。构造活动使不同时期的盆地格局发生改变，不同阶段盆地的次级构造单元也随之变化。不同阶段次级构造单元的形成与演变反映了构造活动对盆地发育的控制作用，表现在各单元之间沉积相发生突变。扬子板块与华北板块的碰撞，控制郯庐断裂带(沂沭断裂带)和五莲—即墨—牟平断裂的运动方向和强度，进而控制胶莱盆地的形成与发育。同时盆地发育也受到太平洋板块的影响与控制。     

从断层擦痕反演的郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪构造应力场

本文通过断层擦痕应力场反演方法,对郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪伸展活动进行了详细研究,厘清了郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪拉伸方向的演变规律。研究结果显示：从早白垩世早-中期、晚期到晚白垩世,拉伸方向由NWW-SEE向、NW-SE向到近SN向转变,具顺时针旋转特征。与西太平洋区大洋板块运动方向对比分析认为：郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪伸展活动发生在弧后拉张的动力学背景下,拉伸方向的演变可能是西太平洋区大洋板块运动方向改变的结果。     

从断层擦痕反演的郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪构造应力场

本文通过断层擦痕应力场反演方法,对郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪伸展活动进行了详细研究,厘清了郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪拉伸方向的演变规律。研究结果显示：从早白垩世早-中期、晚期到晚白垩世,拉伸方向由NWW-SEE向、NW-SE向到近SN向转变,具顺时针旋转特征。与西太平洋区大洋板块运动方向对比分析认为：郯庐断裂带南段合肥盆地白垩纪伸展活动发生在弧后拉张的动力学背景下,拉伸方向的演变可能是西太平洋区大洋板块运动方向改变的结果。     

合肥盆地中生代地层时代与源区的碎屑锆石证据

合肥盆地位于大别造山带北侧、郯庐断裂带西侧,其发育过程与这两大构造带演化密切相关。本次工作对合肥盆地南部与东部出露的中生代砂岩与火山岩进行了锆石年代学研究,从而限定了各组地层的沉积时代,确定了火山岩喷发时间,指示了沉积物的源区。这些年代学数据表明,合肥盆地南部的中生代碎屑岩自下而上分别为下侏罗统防虎山组、中侏罗统圆筒山组或三尖铺组、下白垩统凤凰台组与周公山组(或黑石渡组)与上白垩统戚家桥组,其间缺失上侏罗统。盆地东部白垩系自下而上为下白垩统朱巷组与响导铺组和上白垩统张桥组。该盆地出露的毛坦厂组或白大畈组火山岩喷发时代皆为早白垩世(130～120 Ma)。盆地南部的下——中侏罗统及白垩系源区皆为大别造山带,分别对应该造山带的后造山隆升与造山后伸展隆升。而盆地东部白垩系的源区始终为东侧的张八岭隆起带,后者属于郯庐断裂带伸展活动中的上升盘。     

定量恢复大别造山带侏罗-白垩纪的隆升和剥蚀

以造山带为物源区的周缘盆地中的沉积物记录着物源区的成分特征,保存着造山带的演化历史.根据地层资料,利用质量平衡方法得到大别造山带周缘的合肥盆地、江汉盆地、安庆-潜山盆地和信阳盆地在侏罗-白垩纪的沉积总量为1.685×105km3.大别造山带周缘盆地的平均沉积速率分别为早侏罗世0.407×106 m3/a,中晚侏罗世0....