华北板块东南缘徐淮推覆-褶皱带的物理模拟

徐淮地区发育一系列推覆-褶皱带,以皇藏峪背斜为界,区域剖面分为具有明显构造差异的东部、西部构造带,其中东部构造带样式主要表现为斜歪褶皱,西部构造带为一系列逆冲推覆构造,构造变形强烈。采用物理模拟手段对徐淮推覆-褶皱带构造的控制因素进行实验研究,选取硅胶、微玻璃珠模拟不同性质滑脱层,石英砂模拟沉积脆性盖层,改变盖层与基底摩擦力、滑脱层深度变化等控制因素。模拟结果表明,剖面上滑脱层性质及深度变化控制区域剖面构造的强弱变化。皇藏峪背斜以东主要以新元古界青白口系泥灰岩充当滑脱层,滑脱层深度大,构造样式主要表现为斜歪褶皱;皇藏峪背斜以西则以寒武系页岩为滑脱层,滑脱层深度小,构造样式主要表现为逆冲推覆构造。     

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。     

基于离散元数值模拟的西南天山山前冲断带构造变形控制因素研究

西南天山山前褶皱冲断带的变形与其东侧的柯坪冲断带的大规模薄皮滑脱明显不同,它以发育"堆垛"构造和基底卷入逆冲构造为特征,是什么因素控制了该冲断带的变形。本文基于地震解释剖面,采用离散元数值模拟研究手段,单因素变量控制方法,设计了先存断裂模型,滑脱层模型和先存断裂与不同内聚力的滑脱层组合模型共5组数值模拟实验,分析西南天山山前褶皱冲断带的构造变形的控制因素。实验结果表明:滑脱层岩石强度控制了其下先存断裂向上突破的难易程度,滑脱层内聚力较强时,沿先存薄弱带易突破滑脱层形成逆冲推覆构造;滑脱层内聚力较弱时,滑脱层将发育成逆冲体系的顶板断裂,阻碍滑脱层之下单元中先存断裂后期活动向上传播,易形成相互叠覆的逆冲片。弱内聚力滑脱层发育的地区,变形前锋向前陆方向传播得更快、更远,变形主要发生在滑脱层之上单元,易形成冲起构造和三角带,滑脱层之下单元构造变形相对较弱。通过对比分析,认为西南天山山前冲断带发育堆垛构造和基底卷入逆冲构造变形,主要受控于发育上白垩统-古近系的膏盐层和前新生代的先存断裂。     

双滑脱层强度对博格达山北缘构造变形的影响：基于离散元数值模拟

博格达山北缘褶皱冲断带以横向分段、纵向分层、多期构造变形叠加、先存构造发育为主要特征,发育有中侏罗统西山窑组和下侏罗统八道湾组两套滑脱层,为探究这两套滑脱层内聚力强度差异及先存构造对冲断带新生代构造变形的影响,研究采用离散元数值模拟方法,在布设先存构造的基础上设计了无滑脱层模型和不同内聚力强度组合的双滑脱层模型共5组数值模拟实验.实验结果表明：双滑脱层内聚力强度相同时,上滑脱层在应力传播中占据优势;双滑脱层内聚力强度不同时,应力会优先沿弱内聚力滑脱层传递,且当下滑脱层内聚力较弱时,上滑脱层可能不发挥作用.通过对比实验结果与实际地质剖面,认为先存构造控制了冲断带构造变形的总体样式,而两套滑脱层共同控制了冲断带纵向上的变形解耦,上部滑脱层内聚力弱于下部滑脱层是影响研究区新生代构造变形的关键性因素.     

湘鄂西—渝东褶皱带多重滑脱构造变形特征与构造模型

湘鄂西—渝东褶皱带为多层系、多类型天然气大型聚集区,揭示其结构与成因将为拓展该区勘探新领域提供重要依据,为其它陆内强构造变形区的油气评价提供重要参考。本文利用两条拼接的跨研究区的地震反射剖面,以断层相关褶皱几何学、运动学分析方法为指导,对湘鄂西—渝东褶皱带进行精细构造解析。研究结果表明,湘鄂西—渝东褶皱带构造变形主要与4套区域滑脱层有关,具有多层次拆离、多级别滑脱、多方向冲断及多样式组合的特征。纵向上由深及浅依次以低幅度构造、双重构造和冲褶构造为主要特征,空间上自南东向北西总体为由基底滑脱向盖层滑脱、由单层滑脱向多层滑脱的陆内递进式变形。湘鄂西—渝东地区存在多套“源—储—盖”组合,基于多重滑脱构造变形系统及“相对稳定”保存单元概念,认为未来常规天然气勘探可重点关注寒武系盐下领域,非常规页岩气需继续加强对寒武系、志留系、二叠系构造弱变形区的评价。     

天山南北前陆冲断带构造滑脱层分布差异及对圈闭样式的控制作用

天山南北前陆冲断带具有较强的差异变形特征,滑脱层的差异对前陆冲断带变形特征及圈闭样式的影响较大,对于天山南北油气勘探具有重要意义。以地震资料解释为基础,通过断距测量、缩短量统计及平衡剖面复原等手段,对天山南北前陆冲断带构造变形差异进行研究,取得如下认识:(1)天山南北前陆冲断带滑脱层性质不同,库车前陆冲断带以古近系膏盐岩为滑脱层,分层变形特征显著;准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层断层多穿过滑脱层,分层性差;(2)天山南北前陆冲断带新生代构造变形差异明显,库车前陆冲断带在该时期的平均缩短率为12.1%,准噶尔盆地南缘前陆冲断带的平均缩短率为9.93%,库车前陆冲断带的新生代变形强度比准噶尔盆地南缘前陆冲断带更强;(3)受滑脱层差异的影响,库车前陆冲断带滑脱层上下平均断距总体大于准噶尔盆地南缘前陆冲断带,且库车前陆冲断带的缩短量呈现“单段多峰”复杂的变化趋势,这是准噶尔盆地南缘前陆冲断带没有的特点,表明库车前陆冲断带滑脱层塑性和分层能力比准噶尔盆地南缘前陆冲断带强;(4)基于天山南北前陆冲断带断层活动和滑脱层差异的影响,准噶尔盆地南缘前陆冲断带以岩性—构造的复合圈闭为主,而库车前陆冲断带以盐下大型构造圈闭为主,岩性—构造圈闭为辅。准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层和库车前陆冲断带的侏罗系—三叠系煤层、泥岩层等滑脱层控制的岩性—构造圈闭是未来油气勘探的有利目标。     

南大巴山前陆冲断带构造样式及变形机制分析

大巴山构造带位于秦岭造山带和四川盆地的过渡部位,形成于印支-燕山期,定型于喜山期。按照构造变形样式及其组合特征,从北东向南西可依次划分为北大巴山逆冲推覆构造带、南大巴山前陆褶皱-冲断带(又包括叠瓦断层带、断层-褶皱带和滑脱褶皱带等3个亚带)和四川盆地东北部低缓构造区等3个构造带(区)。南大巴山冲断带地表构造以类侏罗山式褶皱为显著特征,主要发育叠瓦断层系、断层相关褶皱、被动顶板双重构造、反冲断层系和冲起构造等变形样式。北东-南西向挤压应力和滑脱层是控制南大巴山及其前缘构造变形的主要因素,结合区域地质研究成果,建立了南大巴山及其前缘地区依次从震旦系-下寒武统-志留系-中下三叠统逐渐抬高的多层次滑脱前展模式。     

准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带分析

讨论了与准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带有关的4个问题。(1)准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带具有纵向分带、横向分段和垂向构造分层的特征:纵向上由南至北可分为逆冲推覆构造带、基底卷入褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带三个带;横向上,基底卷入褶皱-冲断带从西至东按横向调节带分为5个段,构造特征表现为反冲断层从不发育到向南反冲的位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深;滑脱型褶皱-冲断带以红车断裂为界划分为西段和东段,西段构造运动弱,构造变形具双层结构;东段构造运动较强,发育大型冲向后陆的反向逆冲断层,构造变形多具有3层结构。(2)逆冲断层-褶皱类型按其形成机制分为基底卷入型冲断-褶皱、滑脱型冲断-褶皱以及基底卷入-滑脱混合型冲断-褶皱3大类,其中,基底卷入型冲断-褶皱的特征是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,而滑脱型冲断-褶皱以冲断和褶皱同时或冲断层先于褶皱形成为特征。(3)本区存在横向和纵向传递带。横向调节带一般分布于基底卷入型褶皱-冲断带,主要为左旋走滑断层;纵向传递带分布于滑脱型褶皱-冲断带,以逆冲断层系斜列分布和位移纵向斜列传递为特征。(4)褶皱-冲断带形成的主控因素主要有:近南北向的水平挤压作用,上新世末—早更新世末和晚侏罗世末发生的构造变形以及古近系、下白垩统和下—中侏罗统发育的三套异常高压泥岩层相关的滑脱作用。     

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带变形特征及成因机制模拟

准噶尔盆地南缘褶皱-冲断带发育于北天山和博格达山北侧的准噶尔盆地南部的山前地区,构造变形具有明显的横向分带、纵向分段、垂向分层特征,其主控因素在于挤压应力的作用方式和滑脱层的空间分布规律。西段受北天山斜向挤压应力作用影响,发育北西西向四排雁列式褶皱-冲断带,构造变形样式为基底卷入式厚皮构造和盖层滑脱式薄皮构造,变形过程受侏罗系煤层和白垩系、古近系高塑性泥岩层等多滑脱层控制。滑脱层及其上覆岩层厚度决定变形的强度和应力向前传递的远近程度,厚度越大,褶皱变形强度越大。东段受博格达山正向楔冲挤压应力作用影响,发育近东西向向北凸出的弧形基底卷入式褶皱-冲断带,滑脱构造不发育。根据构造变形特征和相似理论,利用沙箱模拟实验分别对正向挤压和15°、30°、45°等斜向挤压平面变形进行了模拟,结果表明正向挤压和15°斜向挤压是形成东段和西段变形特征的主控应力条件,并设计了斜向和正向挤压组合边界平面模拟实验进行了验证,合理地解释了东、西段构造变形的差异。利用双滑脱层剖面模型实验对西段四排褶皱-冲断带的演化过程进行了模拟再现。     

塔里木盆地多层次滑脱构造与含油气远景探讨

塔里木盆地存在4个滑脱系统、多套滑脱层、多个主滑面和次滑面。浅层次滑脱构造以中、新生代地层发生褶皱-冲断为特征;中层次滑脱表现为古生代地层的逆冲推覆、滑脱褶皱和牵引背斜;深层次滑脱为发育在基底岩系中的韧性剪切带。塔北、塔中和塔南隆起,发育有中、深层次滑脱构造,它们是寻找大型油气田的主要油气聚集带。库车、西南和东南坳陷发育浅层次滑脱构造,是寻找中、小型油气田的有利构造带。     

库车坳陷东部异常流体压力特征及其对构造变形的控制

为探究库车坳陷东部异常流体压力特征及其对构造变形的影响,在研究区25口井的钻井、完井及测井资料基础上,利用“等效深度法”计算出泥岩段流体压力,并结合实测流体压力对其进行校正,从而刻画出该地区依奇克里克构造带、秋里塔格构造带以及阳霞凹陷超压发育特征,在此基础上拟合流体压力随深度的变化规律,估算出在依奇克里克构造带以及秋里塔格构造带基底滑脱层有效摩擦系数为0.138∽0.238;通过解释过井的地震剖面,运用构造楔相关理论计算出基底滑脱层强度F = 0.103 4∽0.172 9,将其与利用基底滑脱层流体压力比计算出来的有效摩擦系数进行比较,发现两者之间存在比较好的吻合性,以此证明估算基底滑脱层有效摩擦系数的可信度;计算出若研究区不发育流体超压,则基底滑脱层有效摩擦系数应为0.342∽0.485,说明研究区广泛发育的流体超压有效降低了原基底滑脱层有效摩擦系数的59.1%∽69.8%,意味着在研究区沿基底滑脱层发生剪切作用所需要的构造应力大幅度减小。     

米苍山东河地质大剖面的构造几何学与运动学及其对上扬子北部陆内俯冲机制的约束

米苍山位于四川盆地北缘,受秦岭造山带由北向南挤压作用的影响,构造变形特征复杂,深入研究米苍山地区构造变形特征对陆内造山作用以及山前冲断带油气勘探具有积极作用。本文通过对米苍山地区的野外地质考察,对地表产状进行详细观测,建立了米苍山地区东河地表地质大剖面,并且利用等倾角区划与轴面分析,对东河剖面进行构造解析,建立了米苍山造山带构造几何学模型,通过构造楔模型分析了米苍山扇形隆升机制,通过不整合面分析,对四川盆地北部米苍山构造变形时间进行了研究。米苍山南缘基底发育4个构造楔,是影响米苍山南部地层抬升的主要原因,其顶部滑脱层为震旦系,底部滑脱层为元古界变质岩,前缘单斜带由嘉陵江-雷口坡组膏岩层作为滑脱层产生的反冲断层控制,寒武系滑脱层与震旦系滑脱层共同影响了大两会背斜的形成,而米苍山北缘则发育单个构造楔,其顶部滑脱层为震旦系,元古界变质岩为底部滑脱层; 通过对米苍山地区不整合面研究,米苍山造山带自中生代以来,至少经历了印支期与燕山期两次大规模的隆升。因此,米苍山前表现为多期次多层滑脱的构造特征。     

哀牢山中段地质构造特征

通过１：５万区调工作发现，在哀牢山存在一个规模巨大的“顺层”构造滑脱带，并以该滑脱带为界装哀牢山群变质岩系分割为上下、二部分，两者在变质作用，构造变形，原岩建造及岩浆活动等方面，均具有明显的不同特点。     

古元古代拉伸构造模式──以胶北、辽东和吉南地区为例

对胶北．辽东和吉南地区古元古代层状岩系第一系构造变形作的详细研究和综合分析，并以此为典型实例，提出了古元古代拉伸构造模式，即隆起一顺层分层滑脱构造模式。该模式由核部隆起和上部盖居及两者之间的拆离型韧性剪切带三部分组成。核部隆起常由岩浆隆起或基底隆起构成，上部盖层内发育有顺层分层滑脱构造体系，由底部主滑脱面和内部次级滑脱面、低级滑脱面及其间的流褶居和片理化带构成，靠近核部隆起的盖居表现为正向滑脱，而滑脱前缘则表现为反向滑脱，具有滑覆特征。该模式一般发生在大规模收缩造山作用之前，由于区域拉伸作用，导致壳下地任上隆，形成岩桨隆起或基底隆起，使上覆盖层岩系重力失稳，发生滑脱，内部横向构造置换强烈，形成透入性片理，且平行区域地层层理     

中国中西部褶皱冲断带构造变形机制与结构模型

基于复杂构造解析和实验模拟研究,揭示了中西部前陆褶皱冲断构造带主要表现为受侧向挤压形成的滑脱冲断构造变形过程和结构样式;明确了单层滑脱挤压冲断构造变形存在临界增生和非临界增生两种变形机制,发育脆性拆离型、塑性滑移型和黏性流动型3种作用类型,并受滑脱层强度、地层厚度、底部边界和外动力过程等4种主要因素影响。复杂冲断构造带基本上表现为受多层单滑脱作用控制形成的垂向叠置组合结构,本文提出了复杂滑脱冲断变形结构的可分解性以及受不同性质的滑脱层组合控制形成特征结构模式,并揭示了前陆冲断带前缘多滑脱构造变形结构中由浅层向深层逐渐发育的变形时序;建立了中西部再生前陆冲断带结构模型、构造单元以及基本构造类型;并基于前陆盆地多阶段构造演化过程以及晚期的隆升剥蚀-沉降沉积过程,提出了中西部两种类型冲断带的控油气作用及其勘探领域。     

川东北何家营地区三维构造模型：来自高精度线束三维资料的约束

川东北地区方斗山构造带发育典型的多重滑脱构造,中生代以来受大巴山南北向挤压与雪峰山北西向挤压叠加改造。其构造模型在区域性滑脱层的分布,不同构造变形层构造样式的厘定以及不同构造变形层在空间上耦合特征等方面存在争议,因此定量分析不同变形层构造样式的差异、空间组合特征成为研究分层变形成因机制的关键。本文应用数字高程、浅表地质信息与线束三维地震数据等资料,开展方斗山北段何家营地区地层与断裂构造解析,建立了何家营地区的三维构造模型,讨论方斗山北段多重滑脱层体系下,垂向上不同构造变形层的差异变形特征及其控制因素。研究表明：何家营地区沉积盖层中存在中-下寒武统膏盐层、下志留统泥岩层、下三叠统嘉陵江组膏盐层等3套区域性滑脱层以及二叠系煤层局部滑脱层。区域性滑脱层控制了褶皱—冲断构造的变形样式,构造在垂向解耦,形成基底、深部、中部与浅部等4套变形层。基底变形层发育指向北西的构造楔;深部变形层夹持于寒武系与志留系滑脱层之间,发育双重构造,形成低幅度背斜;中部变形层为志留系与嘉陵江组之间的高角度冲断构造,二叠系煤层作为局部滑脱层,发育顺层剪切;浅部变形层,以嘉陵江组盐滑脱褶皱为主。不同变形层的垂向叠置,共同...     

库车盆地秋里塔格构造带构造圈闭及油气勘探方向

库车盆地秋里塔格构造带的构造圈闭具有上、下分层的特征,且上构造层的圈闭与下构造层的圈闭完全不同。上构造层圈闭位于第三系膏盐岩滑脱面之上,主要有断层传播褶皱、滑脱褶皱和盐拱背斜等类型。这些圈闭常以下第三系和上第三系吉迪克组及康村组砂岩为储层,以上第三系库车组泥岩作为区域性盖层。下构造层圈闭位于下第三系膏盐岩滑脱面之下,三叠侏罗系煤层滑脱面之上,主要有断层转折褶皱、断层转折——断层转折叠加褶皱等构造圈闭类型;这类圈闭以三叠系、侏罗系和白垩系砂岩为储层,以下第三系膏盐层为区域性盖层。文章分析了库车盆地的油气勘探方向,认为秋里塔格构造带的东段较西段有利,下构造层较上构造层有利。     

湖南桑植-石门复向斜走廊剖面构造特征分析

为了查明桑植—石门复向斜的地表、地下构造特征及其相互间的关系,采取了详细的地表走廊剖面的测量,以及结合地震勘探资料和大地电磁测深(MT)资料的综合解释。桑植—石门复向斜可进一步划分为四个次一级的构造带,从北向南依此是:堰塘湾构造带、四望山构造带、江垭构造带及教子垭构造带。江垭构造带和教子垭构造带的地面构造特征与地下构造特征具有一致性,基本上为构造简单的北倾斜坡;而四望山构造带的地面构造特征与地下构造特征存在着明显的不协调性。这种变形特征可解释为沿盖层间滑脱面的逆冲,以及断弯背斜的形成,上覆构造层中的褶皱向下消失在滑脱面上,形成所谓的“无根褶皱”。     

双层滑脱构造的物理模拟：对准噶尔盆地南缘褶皱冲断带的启示

为了研究双层滑脱构造变形的主控因素,设计了3类砂箱模型,对滑脱层材料、滑脱层厚度、滑脱层黏度、上覆砂层厚度、受力边界条件等主控因素进行物理模拟试验研究。试验结果表明：不同滑脱层材料产生的变形样式不同。以微玻璃珠组成的滑脱层主要产生前展型逆冲叠瓦式断裂构造,下部滑脱层起主控滑脱作用,上部滑脱层厚度、滑脱层之上砂层厚度越大越容易形成滑脱断层;挤压方向与受力边界间的夹角较大时,上部滑脱层容易先形成滑脱断层,其推覆体前缘水平位移较快。以不同黏度硅胶组成的滑脱层产生不同的分层滑脱构造变形样式,当下部滑脱层硅胶黏度为500～1 000Pa.s时,形成分层滑脱前展型叠瓦式构造;当硅胶黏度为2 000～2 500Pa.s时,靠近挤压端先形成背冲构造,然后在上部滑脱层形成叠瓦式构造,在下部滑脱层形成对冲三角带构造、冲起背斜构造。地震和钻井资料显示,准噶尔盆地南缘西段霍尔果斯—安集海褶皱冲断带具有双层滑脱变形特征;模拟结果认为,斜向受力边界、侏罗纪煤层以及古近纪泥岩层的分层滑脱作用是控制变形过程的主要因素。     

孟加拉盆地东部褶皱带差异构造变形及成因

基于野外地质调查和地震资料分析,证实了孟加拉盆地东部褶皱带发育底部和中部两套滑脱层。底部滑脱层在整个褶皱带均发育,而中部滑脱层仅发育于北段—中段的陆上和陆架区,在中段的陆坡-洋盆区及南段则不发育。中部滑脱层的发育受古陆坡富泥沉积控制。北段—中段主要发育滑脱褶皱及被断层突破的滑脱褶皱,而南段主要发育泥底辟和泥火山构造。孟加拉盆地东部褶皱带滑脱层系及构造样式的差异变形特征主要受区域挤压作用、沉积作用以及地层流体超压等方面存在着差异的共同影响。