滇西三江地区新生代主要走滑断裂性质及特征

滇西三江地区 ,新生代主要活动断裂以左行走滑为主 ,走滑作用均发生于新生代古新世之后。部分断裂到第四纪表现为右行走滑。这些走滑断裂控制了滇西三江地区新生代地块的边界 ,是滇西新生代陆内变形的重要组成部分。     

阿尔金断裂带新生代活动在柴达木盆地中的响应

阿尔金断裂新生代以来发生多期次的走滑运动,并伴随强烈的隆升作用,进而影响柴达木盆地新生代的构造演化。本文通过遥感卫星影像解译、地震反射剖面解释、区域地层分析,结合野外考察资料对阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的响应进行了研究。对柴达木盆地卫星影像的解译发现盆地中褶皱形态指示了近东西走向的褶皱构造带与近南北走向的褶皱构造带的叠加干涉效应,其中近东西向褶皱构造带是在印度/欧亚板块碰撞作用下青藏高原隆升并向北东扩展过程的响应,近南北向褶皱构造带是阿尔金断裂新生代活动的响应。对NW-SE向穿过阿尔金山-柴达木盆地的盆山结合带地震反射剖面的再解释,发现新生代地层中发育的多层生长地层,记录了阿尔金断裂新生代活动的信息。对盆地中新生代地层分布等厚图褶皱干涉样式的分析表明,上油砂山组沉积时期(14.9Ma)阿尔金断裂活动已经明显影响到柴达木盆地,而狮子沟组沉积时期(8.2~2.6Ma)断裂活动对柴达木盆地改造最强。通过对研究区已有的低温热年代学数据和沉积、构造、磁性地层年代学等方面研究成果的总结和分析,认为阿尔金断裂在新生代至少存在三期(~30Ma,~8Ma、~2.6Ma)强烈的构造活动和隆升作用,在柴达木盆地内表现为相应地质时代沉积速率的加快、沉积物岩性的变化、构造地貌的变形和同构造生长地层的出现。其中后两期(~8Ma、~2.6Ma)构造活动在整个青藏高原及周边地区广泛存在,为准同期构造事件,而月牙山地区地震地表破裂带的发现则表明阿尔金断裂带现在仍在强烈活动,并且直接影响到了柴达木盆地。阿尔金断裂带新生代以来的构造活动具有多期性,并影响和改造了柴达木盆地,可能对油气成藏有重要影响。     

阿尔金断裂新生代大规模走滑起始时间的厘定

至今仍在活动的阿尔金左旋走滑断裂构成了青藏高原地质意义上的北界,是世界上规模最大、也是最重要的巨型断裂之一,其新生代的快速走滑是吸收印藏碰撞变形的重要途径.对其新生代大规模走滑的起始时间目前尚无一个统一认识,主要受其本身复杂性的限制,也很难找到一个确切的直接证据来限定其走滑时间.本文从阿尔金断裂走滑作用相关的一系列地质现象入手,从多个角度综合阐述这一科学问题,包括柴达木盆地西缘的物源变化、塔里木盆地东南缘走滑挤压挠曲盆地的形成、青藏高原北缘上地壳强烈的NE-SW向缩短变形、走滑相关盆地的形成以及与走滑断裂相伴生的线性隆起形成等等.结果表明与阿尔金断裂左旋走滑相关的地质现象大量出现在中中新世以后,约束得出阿尔金断裂新生代大规模的走滑始于约15±2Ma.此外还分析了本文结果所得出的阿尔金断裂新生代长期滑移速率与实测第四纪滑移速率相互矛盾的原因,并讨论了阿尔金断裂左旋走滑与阿尔金山的隆升以及青藏高原东北缘在中中新世的构造应力转换之间的关系.     

阿尔金断裂晚新生代左旋走滑位错的地质新证据

通过对沿阿尔金断裂中段 (位于东经 88°至 92°)发育的晚第三纪走滑盆地沉积历史和走滑变形过程的野外观测以及对第四纪索尔库里盆地形成和演化过程的沉积环境复原的分析 ,提出了阿尔金断裂中段晚新生代左旋走滑位错的地质新证据。研究表明 ,晚第三纪走滑盆地经历了中新世晚期至上新世早期斜张走滑拉分和上新世晚期以来左旋错动的演化过程 ,沉积体沿断裂的错位分布特征指示至少发生了 80 km的左旋走滑位错。发育于阿尔金山链内部的索尔库里盆地起源于晚第三纪早期强烈的侵蚀作用 ,成为柴达木盆地快速沉积的主要物源区。该侵蚀盆地于中晚更新世闭合并演化成一个独立的沉积盆地。通过侵蚀盆地外流通道的复原指示阿尔金断裂自晚第三纪以来累积了 80～ 1 0 0 km的左旋位错。在此基础上 ,结合穿越断裂构造的 级区域水系形成的洪积裙宽度和主干河道沿断裂迹线的拐折长度 ,探讨了阿尔金断裂晚新生代左旋走滑位错量沿走向分布的特征 ,估算了左旋走滑速率     

阿尔金断裂新生代活动方式及其与柴达木盆地的耦合分析

位于青藏高原北缘的阿尔金左旋走滑断裂是世界上规模最大也是最重要的线性构造之一,其新生代以来的活动方式是限定高原生长机制的重要边界条件.本文在对阿尔金山中不同方向隆起构造进行分析的基础上,综合前人资料论证了阿尔金断裂在晚始新世-中中新世时以基底剪切为主,大规模地表走滑则发生在中中新世以后.对柴达木盆地内近东西向和北西向断裂系统的分布、形态、活动时间进行了详细的分析,发现它们是在不同时间、不同区域、不同控制条件下形成的两套断裂系统,与阿尔金断裂的两阶段活动方式存在很好的耦合关系.柴达木盆地西北侧的沉积和构造特征表明阿尔金山的隆升幅度和范围在中中新世达到最大,随后则逐渐减小,这种变化也与阿尔金断裂从基底剪切到地表走滑的转换非常吻合.     

新生代阿尔金断层中、东段右行走滑特征

从柴达木、准噶尔、塔里木3个地块近4个古地磁样品中得出的古纬度数据表明,新生代阿尔金断层中、东段的右行走滑特征明显。白垩纪以来,新疆板块相对柴达木地块向北移动了0.6°-5.4°。据此将断裂两侧各地块复原到白垩纪末的位置,天山-北山地体与祁连山地体相联,柴达木地体成为塔里木地体的东延部分。     

柴达木盆地西部新生代沉积演化特征

藏北高原的柴达木盆地保存有完整的新生代沉积地层,通过对柴西茫崖凹陷背斜北东翼长尾台剖面详细的野外测量,结合室内薄片鉴定,研究了该剖面岩石组构、沉积构造、沉积相、岩石组合特征,划分了各组基本层序,分析了其旋回特征。最后,系统总结新生代地层的整体沉积演化特征,试图通过这些特征来揭示该地区整个新生代的沉积环境演化。     

柴达木盆地西部走滑相关断裂特征及其控藏作用

笔者等以柴达木盆地柴西地区构造特征为基础,首先分析了柴达木盆地区域构造背景,认为柴达木盆地新生代属于巨型的环青藏高原盆山体系,阿尔金山前前陆冲断带就形成于盆山结合部,阿尔金山前冲断活动主要受控于喜马拉雅运动期印度板块与青藏高原的活动,其次根据走滑断裂规模和走滑断裂对整个盆地沉积的控制作用,将柴西地区的各种复杂走滑断裂分为盆地级(一级)、区带级(二级)、圈闭级(三级)、显微级走滑断裂;柴西地区各种复杂多样的走滑断裂与之伴生的构造组合都与其所经历的构造运动和构造演化有关;在构造演化的基础上分析了柴西各走滑断裂的形成期与改造期,最后研究了走滑断裂在油气成藏过程中起着重要地作用,控制了油气聚集和分布,在勘探实践中取得了很好的效果。     

晚中生代以来阿尔金断裂的走滑模式

对阿尔金断裂两侧塔里木和柴达木盆地晚中生代以来沉积特征以及柴达木盆地反“S”型构造演化的研究表明，始新世中期以前塔里木盆地和柴达木盆地是一个连通的盆地，阿尔金走滑断裂对柴达木盆地内地表新时代的沉积和反“S”型构造形成的控制起始于始新世中期。在阿尔金断裂中段采集的受到走滑变形作用改造的侏罗纪地层和糜棱岩化加里东期花岗岩的样品，测出了激光微区^40Ar/^39Ar等时线年龄为89～92Ma。这说明阿尔金断裂在晚白垩世开始发生韧性走滑运动，而且走滑作用起始于地下深部，并伴有低级变质作用。地表的走滑响应明显地滞后于深部的起始走滑，说明走滑作用是从深部向地表扩展的。     

柴达木盆地西部新生界磁组构特征及其构造意义

柴达木盆地西部狮子沟一带新生代沉积岩磁组构分析结果显示, 岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育、磁化率量值椭球呈压扁状的特点; 磁化率各向异性度P值不大, 反映总体构造变形相对较弱。岩石磁组构反映的应力状态总体为以NE向挤压为主, 与轴向NW的背斜构造发育相一致。该区岩石磁组构大多具有原始沉积磁组构特征, 磁面理产状大体上反映沉积岩层的层理, 同时也记录了受NE向挤压作用的痕迹。根据岩石磁组构与地层层理之间的关系分析, 柴西地区两翼不对称的狮子沟背斜具有断展褶皱性质, 其形成与下部的花土沟逆冲断层向南西方向的仰冲有关。      

柴达木盆地西部新生代气候与地形演变

从孢粉植物分异及演变，干旱碎屑及膏盐沉积分布等方面，对柴达木盆地西部新生代气候与地形的演变进行了探讨。结果表明，盆地西部新生代两个极端干燥气候期（膏盐发育期）分别出现在始新世至渐新世及上新世至第四纪。前者与老第三纪行星环流控制下的副热带干燥带有关，而后者与青藏高原的隆升有关。早第三纪盆地西部及周围地区的地势不象以前所认为的那么低平。在第三纪，昆仑山比祁连山低。晚新生代盆地向北推移了７－１１个纬距。     

阿尔金断裂花海段新生代变形特征及时间

在地表地质调查并结合钻井资料分析的基础上,主要通过地震剖面的精细地质解释,对阿尔金断裂东段的构造变形特征进行了系统分析。认为阿尔金断裂经阿克塞至肃北向北东东方向延伸,既没有止于玉门市西北的宽台山,也没有延伸至金塔盆地,而是止于其间的花海盆地花探7井东侧。阿尔金断裂花海段的变形时间主要为渐新世晚期、上新世末期和晚更新世末,以后者最为强烈。与红柳峡段的对比说明变形强度自西向东逐渐减弱,变形方式主要为走滑兼逆冲,主要构造样式为半花状构造,并派生有一系列向南西西方向收敛的弧形断裂。     

阿尔金断裂系的组成及相关中新生代含油气盆地的成因特征

阿尔金构造带是多次俯冲—碰撞而形成的塔里木板块东南边缘,构造带内的走滑活动始于奥陶纪中晚期,中新生代强烈活动,并将北部不同构造单元的一些地质体拖曳到断裂带中,形成北山与敦煌构造楔。北山—阿拉善及断裂两侧的其他地质体受到走滑拉分作用的强烈改造,形成许多中新生代含油气盆地,共同构成我国中西部一条巨型走滑断裂系。     

柴达木盆地西部新生界异常高压:分布、成因及对油气运移的控制作用

如同世界上其它新生代沉积盆地那样,柴达木盆地在一定深度,区域上普遍存在异常高压。异常高压出现在快速沉积的厚层泥质岩中,水热增压效应明显,而且在上新世末至今发生了强烈的以水平挤压为主的构造运动,因此异常高压的形成是由于不均衡压实作用和构造挤压作用所引起的压应力增大以及热液压力引起流体体积的变化。异常高压是油气运聚的一种重要动力来源:在油气运移中,可以使上覆封隔层产生大量微裂缝,油气向上运移到在较低压储集层中,也可以使封闭性断层开启,通过断层进行侧向运移。     

柴达木盆地北缘地区新生代构造特征及变形规律

柴达木盆地北缘地区的新生代构造主要为一系列断层转折褶皱、断层传播褶皱。在邻近祁连山山前的北东背斜带中主要发育规模相对较小、隆升幅度较低的断层传播褶皱和与之相伴产出的突破断层,开始形成于古新世上新世早期;中部背斜带中发育的构造主要为断层转折褶皱和少量断层传播褶皱,开始形成于中新世上新世中期;远离山前的南西背斜带主要发育断层转折褶皱和少量滑脱褶皱,开始于上新世晚期更新世。研究区的台阶状逆断层及其相关褶皱是由祁连山山前向盆地按照一定的序次、以背驮式渐次扩展的,这个扩展过程自古新世一直持续到现在。     

柴达木盆地北缘块断带的扭动构造与阿尔金构造体系的关系

依据柴达木盆地北缘块断带构造线方位的变化、深层构造与浅层构造的不吻合、左行雁列式排列和反“S”型构造组合、以及中生界地层分布由老到新由西向东迁移等特征,论证了柴达木盆地北缘块断带的形成受祁连山构造体系和阿尔金山构造体系的双重控制,北缘块断带的现今构造格局是阿尔金构造体系强烈改造的结果,在此基础上总结了柴达木盆地北缘块断带中、新生代构造演化特点。     

茫崖-肃北段阿尔金断裂右旋走滑运动的确定

在茫崖至肃北段阿尔金断裂内,奥陶纪地层中产出的塑性变形构造形态完整而清楚,室内的岩组分析和镜下所见发育良好的显微构造,为进一步确定阿尔金断裂的右旋走滑运动提供了有力证据。右旋走滑发生时间可能介于奥陶纪晚期至泥盆纪之间。     

柴达木盆地中新世叠层石沉积特征及其环境和构造意义

柴达木盆地西部地区发育了大量的各种类型的湖相叠层石,主要集中在中新世早中期下油砂山组的地层中。根据野外考察并参考国内外的叠层石研究,柴西地区叠层石主要包括丘状、指状、柱状和多边形叠层石4种类型,每一种叠层石的宏观形态、内部成份和构造都具有独特的特征,且形成于不同的沉积环境中。据地球化学元素、孢粉和生物化石等分析可以确定,叠层石形成于气候温暖、水体盐度较高和陆源碎屑流入较少的环境中。与现代叠层石的对比进一步明确了新生代柴达木盆地湖相叠层石的沉积特点和属性特征。结合柴达木盆地中新世的沉积特征、湖相叠层石的属性以及柴达木盆地与青藏高原的关系,进一步讨论了中新世期间青藏高原和柴达木盆地的构造情况以及隆起程度。