大陆盆地的聚敛-闭合过程研究:以塔里木盆地为例

印度与欧亚大陆第三纪以来碰撞汇聚,造成亚洲大陆内部强烈缩短变形。塔里木盆地如何发生相应的变形调节和应变分解,成为中亚板内构造的重要问题。塔里木陆块新生代以来被板内造山带及走滑断裂系环绕,盆地内部以刚性为特征,未发生强烈构造变形。区域大断裂与塔里木盆地的冲断、走滑构造边界共同作用,形成盆地边缘复杂的构造系。其新生代构造变形主要集中于盆地的构造边界上,4条构造边界显示差异性的运动特征和构造交切关系。盆地边缘构造带叠加并向盆内扩展,造成盆地总体上水平缩短,并发生应变分解。盆地内部发生沉积-构造分异,发育前陆盆地、前缘隆起、复合前陆盆地、拉分盆地等单元。其中,盆地西北缘及西南缘发生陆内俯冲,形成前陆盆地及前陆冲断带,对盆内构造演化有重要影响。区域构造研究表明,塔里木盆地新生代主要发生了4期区域构造变形,第三纪以来还发生顺时针旋转。大陆盆地构造边界上的运动组合、盆内不均匀阻挡和滑脱拆离,造成其变形扩展方式的差异,并影响盆内单元构造演化。因此,塔里木盆地是认识大陆盆地聚敛与闭合过程的天然实验室。     

塔里木盆地北部坳陷震旦纪-奥陶纪大陆裂谷性质及其演化

塔里木盆地北部坳陷是在前震旦纪结晶基底之上发育起来的大陆裂谷盆地,始于早震旦世,结束于晚奥陶世.裂谷的轴部自西向东由阿瓦提凹陷、满加尔凹陷、英吉苏凹陷(包括库鲁克塔格南区)组成,向东延伸到罗布泊以东地区.裂谷轴部与地幔隆起带和高磁异常带相对应.裂谷东部主要以半深海-深海相的浊积岩、放射虫硅质岩和笔石页岩为特征,裂谷西部和翼部则以浅水盆地相和台地相的碳酸盐为特征.裂谷早期的火山岩主要分布于中东部的切谷内,具有双峰式火山岩的特征,玄武岩属低硅高钛富碱型.据区域动力学背景、沉积特征、沉降速率,将裂谷演化划分为幼年期,成年期和衰亡期3个阶段.     

塔里木盆地寒武纪构造-沉积环境与原型盆地演化

寒武系是塔里木盆地当前油气增储上产的重点层系,恢复寒武纪的盆地原型是油气勘探的重要基础。利用最新的钻井、地震及露头资料,以沉积相为研究实体,将盆地充填与周缘构造演化相结合,由点→线→面进行分析,恢复了塔里木盆地寒武纪不同时期的构造-沉积环境,并建立了相应的盆地充填演化模式。塔里木盆地寒武纪经历了一次完整的海侵-海退旋回,包括早寒武世早期快速海侵→中寒武世海退、晚寒武世缓慢海侵→寒武纪末海退两个次级旋回,分别对应沉积演化的2个阶段：塔西克拉通内坳陷早寒武世的碎屑滨岸-陆棚相→局限台地相→中寒武世的蒸发台地相,晚寒武世的局限台地相→寒武纪末期的台地暴露不整合;塔东克拉通边缘坳陷为深水盆地相,经历了硅质泥岩→泥岩与灰岩薄互层→碳酸盐岩的岩相演化。寒武纪塔里木原型盆地特征及演化主要受控于Rodinia超大陆的裂解,其构造-沉积格局经历了由震旦纪末的南北分异格局向中-晚寒武世的东西分异格局的演变。     

塔里木盆地晚奥陶世构造-沉积环境与原型盆地演化

塔里木盆地晚奥陶世构造-沉积环境经历了快速而剧烈的变化,恢复该时期盆地原型有助于揭示盆地充填演化和盆山耦合。利用最新的钻井、地震及露头资料以沉积相为研究实体,将盆地充填与周缘构造演化相结合,由点→线→面进行分析,恢复了塔里木盆地晚奥陶世不同时期(以组为单位)的构造-沉积环境,并建立了相应的盆地充填演化和盆山耦合样式。吐木休克组沉积期,塔里木盆地西部发育淹没台地-深水台盆沉积体系,巴楚—塔中和塘南为暴露剥蚀区;良里塔格组沉积期,盆地西部发育开阔台地-深水台盆沉积体系,其中玉北东部—塘古巴斯碳酸盐岩台盆反转为浊流盆地;桑塔木组沉积期,盆地西部发育混积陆棚-浊流盆地沉积体系,仅在柯坪发育欠补偿沉积;铁热克阿瓦提组沉积期,盆地西部广大地区为暴露剥蚀区,并发育碎屑滨岸-陆棚沉积体系。吐木休克组-桑塔木组沉积期,塔里木盆地东部持续发育深水浊流沉积体系;铁热克阿瓦提组沉积期,演变为碎屑陆棚沉积体系。研究认为塔里木盆地晚奥陶世在东西分异的台-盆格局基础上叠加了南北分异的隆-坳格局:吐木休克组沉积期,盆地西部差异升降显著,南北向隆-坳相间的格局初步形成;良里塔格组-桑塔木组沉积期,盆地发生整体的沉降与充填,沉积格局由西厚东薄反转为东厚西薄;铁热克阿瓦提组沉积期,盆地南部和北部发生强烈隆升,古地理格局具南北陆中间海的特征,南北向隆-坳相间的格局定型。在塔里木地块与南部岛弧耦合作用不断加强的背景下,大量陆源碎屑的注入和盆内差异升降作用使得晚奥陶世构造-沉积环境发生了快速变迁。奥陶纪末,在南北双向挤压背景下,大规模的海退和盆内物源区的出现使得塔里木盆地结束了震旦纪以来碳酸盐岩大面积发育的历史,标志着盆地演化进入一个新的阶段。     

塔里木盆地东南缘新生代构造变形特征研究

塔里木盆地东南缘新生代变形特征研究对探讨阿尔金构造带新生代的活动特征及阿尔金构造带与西昆仑构造带的相互作用具有重要意义.本文在野外地质调查的基础上,结合地球物理和沉积学资料,探讨了塔里木盆地东南缘的新生代变形及演化特征.塔里木盆地东南缘新生代构造变形受西昆仑构造带、阿尔金构造带和车尔臣断裂带的控制,且变形由西向东减弱.西南部的构造样式主要表现为受西昆仑向北冲断作用控制的冲断构造;东南部为受阿尔金断层走滑作用控制的走滑-冲断构造;而北部则为受车尔臣断层走滑作用控制的基底卷入走滑-冲断构造.中新世,盆地东南缘受西昆仑构造带大规模的冲断活动影响,导致民丰山前盆地挠曲沉降和冲断层发育,而车尔臣断裂仅有微弱活动;上新世开始,构造变形扩展到整个研究区,不仅西昆仑构造带和车尔臣断裂带表现出强烈变形,而且阿尔金断层走滑作用强烈,导致北侧次级断层的强烈走滑冲断作用和若羌山前挤压挠曲盆地的形成.新生代时期,西昆仑构造带北向冲断作用要早于阿尔金构造带的走滑变形,阿尔金构造带的走滑作用对西昆仑构造带北向冲断构造有强烈的改造.     

叠合盆地构造活动枢纽部位形成及其控油气原理——以塔里木盆地为例

叠合盆地所经历的多期升降运动以及周缘的造山作用,形成了一些构造活动的枢纽部位,其特点是有构造活动但又相对稳定。枢纽的形成与隆起、斜坡的形成有密切的关系,根据古隆起与枢纽带的发育关系,把枢纽带分为两类,残余-活动古隆起型枢纽带(塔北、塔东、巴楚型)和稳定古隆起型(塔中型)枢纽带。枢纽带具有有利的油气成藏条件,相对凹陷而言,构造活动枢纽部位处在比较高的部位,正是油气运移的指向区;而相对于翘起的高部位来说,构造活动枢纽部位又处在相对较低的部位,极有利于油气藏的保存。碳酸盐岩层系的构造活动枢纽部位主要发育潜山风化壳孔洞型、裂缝型储层,多发育复式油气聚集。通过精细的构造演化的恢复和沉积厚度、剥蚀厚度等的计算,可以识别枢纽带,研究枢纽带对叠合盆地的油气勘探寻找有利钻探目标具有重要的意义。     

大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿...     

复合叠合盆地油气成藏特征——以塔里木盆地为例

复合叠合盆地的多旋回演化会形成多个油气系统。每个油气系统中的成藏作用各具特点 ,其共同点是 :烃源和封盖这两个要素是首要前提 ,二者控制着烃类的资源总量、充满度、系统的类型和性质 ,在这两个前提下 ,储层、圈闭、通道等则控制着油气藏的规模、丰度 ;成藏的温压环境则影响着烃类流体性质。塔里木盆地是典型的复合叠合盆地 ,共有 9个油气系统 ,可分为前陆区的腐殖型和克拉通区的腐泥型两类。前者为单旋回富气区 ,有 3种成藏机制 ;后者为多旋回富油区 ,具有 4个成藏期。多种类型的油气系统、多样的成藏机制和多期的成藏作用是复合叠合盆地油气成藏的重要特征     

青藏高原东南缘构造旋转变形分析:以四川盐源盆地古地磁研究为例

探究青藏高原东南缘构造旋转变形有助于理解青藏高原内部物质向东南方向的挤出过程。目前,有关青藏高原东南缘的构造旋转研究主要针对于两套地层:侏罗系—始新统和中新统—第四系。对侏罗系—始新统研究表明了大范围的顺时针旋转变形的存在,而对中新统—第四系的研究则表明该区域可能同时存在逆时针旋转变形。然而,对这两种构造旋转变形的时间和幅度仍缺乏充分的制约。位于川滇地块的四川盐源盆地同时出露这两套地层。磁性地层研究表明,上新统—中更新统的时代为3.6~0.6 Ma。磁偏角数据揭示上新统—中更新统经历了逆时针旋转变形(-14.4°±2.7°),而古新统—始新统经历了明显的顺时针旋转(10°~21.5°),两套地层间的旋转幅度高达36.6°。鉴于青藏高原东南缘发生大规模顺时针旋转变形的最年轻地层为始新统地层,因此顺时针旋转变形可能发生在始新世—中新世某个时间段。这个时间与红河—哀牢山走滑断裂带的活动时间基本一致,因此顺时针旋转变形可能与该大型断裂带的活动直接相关。盐源盆地记录到的逆时针旋转变形发生于至少3.6 Ma以来,平均旋转速率为4°/Ma。由于磁组构数据表明上新世—中更新世地层并未受到挤压变形作用,因此其逆时针旋转变形可能受周围走滑断裂带的控制。     

山前挠曲盆地沉积相变化对地层对比和气候变化记录的关键控制:模型与应用——以临夏盆地为例

山前挠曲盆地是大陆上最常见的盆地之一,在我国西部和青藏高原及其周边广泛发育,其最大特点是盆地基底在相邻山地冲压下会产生显著挠曲下沉和冲断褶皱,并严格控制了盆地构造和地层与沉积相的发育,是开展新生代尤其第四纪盆地地层以及地层记录的气候变化研究的关键区域。然而该类盆地地层和沉积相变化很大,在开展地层长期气候变化和地层对比研究时容易产生严重的偏差。本文以临夏盆地的精细研究为例,概括出山前挠曲拗陷盆地的构造地层和沉积相时空演化模型,以及它们如何控制地层的对比和古气候记录的产生,以期为我国新生代古气候研究中遇到的大量地层年代争论和古气候记录矛盾的解决提供借鉴。

     

塔里木块体北部泥盆—石炭纪陆缘构造演化:盆地充填序列与物源体系约束

陆缘洋-陆转换或盆-山转换复杂多变,沉积作用活跃,但迄今认识有限。文中基于对陆块和造山带地层格架的梳理和建立,选择塔里木块体北缘与南天山之间两条较完整的泥盆—石炭系典型剖面开展盆地与沉积序列研究。泥盆纪—早石炭世维宪早期发育碱性玄武岩、放射虫硅质岩和浊积岩,而早石炭世维宪晚期—晚石炭世发育序列清晰的中厚层状碳酸盐岩、碎屑岩及其混合沉积组合,指示洋-陆转换已经发生。进一步重点分析了其中砂岩碎屑重矿物样品19个、碎屑锆石同位素年代学(U-Pb及Hf)样品12个,结合砂岩骨架组分特征综合解析了物源体系与构造演变机制。研究表明,泥盆纪—早石炭世维宪早期,塔里木块体北缘东部发育不稳定和差异显著的碎屑组合,并具有接近地层年龄的碎屑锆石,指示了由南向北相对近距离的源汇体系、活动陆缘和混杂沉积的特征;而西部砂岩呈现的较高的成分成熟度和来自塔里木陆块相当数量的锆石年代学特征,则具有被动大陆边缘沉积属性。早石炭世维宪晚期—晚石炭世,塔里木块体北缘东部成分成熟度增高,并出现了一定数量的来自塔里木陆块的碎屑锆石,以及相当部分390~460Ma锆石的εHf(t)显示特征的正值,具有主体再旋回混合造山带的物源构造属性、中-近距离源-汇体系和残留海沉积特征;而在塔里木块体北缘西部,较之前更加明显的较高砂岩成分成熟度和来自塔里木陆块的大量锆石年代学特征,说明具有远距离源汇体系特征,可能指示了更加广阔的残留洋或残留海沉积。这说明尽管南天山洋在早石炭世维宪期以后已经关闭,但直到晚石炭世仍未明显造山。塔里木块体北缘东、西部泥盆—石炭纪陆缘构造及相关盆地系统演化存在显著差异,是中亚地区陆缘裂解、多岛洋闭合、(微)陆块聚合复杂性的体现。     

塔里木盆地东南缘中新生代变形史与构造演化

通过野外地质调查、地球物理资料解释和沉积相特征分析,构建了塔里木盆地东南缘地区地质大剖面。在平衡恢复的基础上,探讨了中新生代构造变形历史和盆地构造演化过程。结果表明,塔里木盆地东南缘经历了三叠纪末逆冲推覆变形,早侏罗世伸展变形,晚白垩世晚期-古近纪早期挤压变形,古近纪弱伸展变形和中新世以来逆冲-走滑变形;而塔东南地区盆地构造演化则经历了早侏罗世伸展断陷盆地阶段,中侏罗世-晚白垩世早期坳陷盆地阶段,晚白垩世晚期-古近纪早期挤压-抬升-剥蚀阶段,古近纪弱伸展盆地阶段和中新世以来陆内走滑型挤压挠曲盆地阶段等五个阶段的演化。     

塔里木盆地、柴达木盆地的开合旋回

塔里木、柴达木显生宙盆地演化经历了3个开合旋回,即震旦纪—中泥盆世(Z—D2)开合旋回、晚泥盆世—三叠纪(D3—T)开合旋回和侏罗纪—第四纪(J—Q)构造旋回,可能与古亚洲洋和特提斯洋在不同阶段伸展张裂、俯冲消减和闭合作用有关。塔里木、柴达木显生宙盆地演化可进一步划分为6个演化阶段:震旦纪—早奥陶世为克拉通内裂陷盆地阶段,中奥陶世—中泥盆世为克拉通内挤压盆地阶段熏晚泥盆世—早二叠世为弧后裂陷盆地阶段,晚二叠世—三叠纪为弧后前陆盆地阶段熏侏罗纪—古近纪为前陆盆地阶段,新近纪—第四纪在塔里木前陆盆地性质明显,而在柴达木则表现为强烈挤压坳陷。     

中国北方新生代大陆变形及其动力学机制分析

大陆变形研究是大陆动力学的基本内容之一,对断裂构造及盆山演化进行研究是认识与了解大陆变形最直接有效的途径。中生代晚期—新生代,中国北方受到印度板块向北俯冲、太平洋板块向西运动与西伯利亚板块阻挡所导致的复杂构造动力系统的长期作用,地壳变形复杂,是研究大陆变形理想的天然实验室。本文在详细野外构造解析基础上,结合遥感与数字地貌技术、地震反射资料解释以及低温热年代学方法,通过对中国北方新生代断裂作用和山脉隆升历史研究,理清了断裂发育序次、断裂作用与构造应力场的对应关系,掌握了现今构造地貌格局东西差异的成因,并探讨了大陆变形的动力学机制。古新世—早始新世,中国北方普遍发育一组NNE向的断裂构造,该组断裂并非全区均匀发育,东部断裂规模较大,地貌特征明显,向西规模逐渐变小。NNE向断裂具有左行走滑的运动学特征,大致对应NW-SE向挤压应力场,推测NNE向左行走滑断裂的发育与新生代早期太平洋板块NNW向运动有关。NNE向断裂发育之后,东部渤海湾周边发育了NE向右行、NW向左行共轭走滑断裂,大致对应近EW向挤压应力场。西准噶尔地区发育了NE向左行、NW向右行走滑断裂,大致对应近NS向挤压应力场。东、西部的NE、NW向断裂都叠加在NNE向断裂之上,改造和破坏了早期NNE向断裂。本文推测东部后期断裂的发育与43~42 Ma太平洋板块运动由NNW转变为WNW向有关,而西部NE、NW向断裂发育与印度-欧亚大陆碰撞远程效应有关。随着印度板块持续北向运动并发生顺时针旋转,西部地区保持NNE向挤压应力场,发育了一系列NW、NNW向断裂。东部地区依然呈现近EW向挤压应力场。受到新生代以来各组断裂构造的影响,中国北方山脉和盆地呈现出线状与面状结合的网格状特征。磷灰石裂变径迹年龄统计显示,东部地区普遍经历了古新世—早始新世(66~42 Ma)的隆升-剥露,该期构造事件为现今东部地区构造地貌格局的形成奠定了基础。与东部地区不同,西部地区则存在8~6 Ma等时面,且8~6 Ma整体隆升-剥露为西部地区现今构造地貌格局的形成做出了主要的贡献。     

塔里木克拉通盆地改造对油气聚集和保存的控制

显生宙以来塔里木克拉通盆地主要经历了加里东晚期,海西早期,海西末期,印支期和燕山晚期５次主要构造运动的改造,历次构造运动造成的强烈剥蚀区（强烈改造区）弱剥蚀区（弱改造区）和未剥蚀区（未改造区）展布各不相同,从而使盆内油气聚集和保存的时空分布也极不均一。塔中地区主要经历了加里东晚期,海西早期运动的强烈改造,故在这些运动之前形成的油气藏遭受了不同程度的破坏,海西晚期以来,塔中地区相对稳定,有利油气的聚     

赣东北侏罗纪陆盆的沉积建造及构造旋回

阐述下侏罗统林山组、中侏罗统罗坳组、上侏罗统至下白垩统武夷群的建造类型及建造序列 ,总结了侏罗纪陆盆的发展阶段。本区中生代构造运动划分为 3个亚旋回 :印支亚旋回 (分为Ⅰ幕金子运动 ,Ⅱ幕南象运动 )、早期燕山亚旋回、晚期燕山亚旋回 ;4个构造幕 ,尤以燕山Ⅲ幕最为剧烈 ,使本区地势由东升西降转变为西升东降。     

塔里木盆地古生界不同成因斜坡带特征与油气成藏组合

塔里木盆地古隆起和古斜坡控制油气富集已为勘探实践所证实。古生界广泛分布的斜坡带按其成因特点可分为3类:即地层形成期的沉积建造斜坡、构造变革改造期的侵蚀地貌斜坡和构造抬升翘倾作用形成的构造斜坡。不同类型的斜坡带发育了不同的油气成藏组合:沉积建造斜坡带发育了以礁滩体为主要储层、致密碳酸盐岩或上奥陶统泥岩为主要盖层的成藏组合;岩溶斜坡带发育了不同层系岩溶储层(中、下奥陶统岩溶储层、上奥陶统岩溶储层和寒武系白云岩储层)与不同层系泥岩盖层(上奥陶统泥岩盖层、志留系泥岩盖层和石炭系下泥岩段盖层)构成的成藏组合;地层超覆斜坡带在志留系和上泥盆统—石炭系形成了以地层超覆圈闭为主、构造-地层(或岩性)圈闭为辅、泥岩段为盖层的成藏组合。     

库车前陆褶皱-冲断带盐构造差异变形和分段性特征探讨

通过野外地质调查、GIS分析、三维可视化分析、盐相关构造变形样式的探讨、平衡剖面分析以及缩短量和缩短率的估算,表明库车前陆褶皱—冲断带盐构造具有明显的差异变形和分段性特征。差异变形主要表现为纵向上不同层次变形的差异性以及平面上构造变形的分带性与分段性。段与段的分界一般为走滑断层,在野外可见大量断层三角面、擦痕、阶步、错断的山脊和河谷等现象,地貌GIS分析可以揭示一些构造分段的细节特征,三维可视化反映了隐伏的残留盐枕的分段性。不同的段具有迥然不同的构造变形样式,平衡剖面分析可以估算出不同段落缩短量和缩短率的明显差异。盐构造差异变形和分段性的形成一方面受控于天山造山带的分段性活动过程,还和盐岩层本身的沉积学特征及盐体展布格局有关,同时还明显受到基底构造的控制,与基底古隆起、基底断裂及古构造断坡的发育密切相关。