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。     

阿尔金断裂对酒泉盆地的控制作用分析

阿尔金断裂带东延区与北祁连冲断带一起控制了酒泉盆地的形成和演化.作者利用区域地球物理资料的解释和分析,研究了阿尔金断裂走滑过程对酒泉盆地的控制作用和影响范围,认为阿尔金断裂走滑运动始于中生代白垩纪,初次隆升始于白垩纪,不晚于古新世;其东延应止于花海凹陷.阿尔金断裂带对酒泉盆地的控制作用主要表现为限制了盆地现今的西部边界,同时控制了盆地北段的构造形态.     

青藏高原东缘非刚性书斜式断层模型的物理模拟实验研究

印度板块和欧亚板块碰撞导致青藏高原垂向上整体快速隆升的同时,也导致东缘被断裂分割的块体沿着大规模走滑断裂的横向滑移,这也是青藏高原演化变形的两种端元模型:大陆逃逸模式和地壳增厚模式。本文设计了三种非刚性书斜式断层模型,运用粒子速度场成像技术(PIV, Particle Image Velocimetry)监测模型表面变形。实验结果表明,非刚性块体边界受力前后,位移场、速度、剪应变和面应变会有明显的不同。根据实验结果主要得出两点结论:①青藏高原东缘的变形是连续的,块体内部发育了冲断带、裂谷系统和右行走滑断裂系统;②自中新世以来,青藏高原东缘主要经历了两阶段的演化,早中新世-晚中新世(22～8Ma),既有左行走滑活动,也有块体的顺时针旋转,形成了近东西向的祁连山-南山冲断带、积石山冲断带、祁漫塔格冲断带、渭河地堑以及近南北向的右行走滑断裂;晚中新世(8Ma)以来,块体旋转量极少,主要以左行走滑断裂为主,发育了近南北向的冲断带和裂谷系统。     

塔里木盆地东南缘新生代断裂系统

结合野外地面地质调查成果,并通过对地震、大地电磁等地球物理资料的精细解释构建了塔里木盆地东南缘新生代断裂系统。塔东南新生代断裂系统可以划分为三大体系:阿尔金断裂体系、车尔臣断裂体系和西昆仑断裂体系。阿尔金北缘断层在存在走滑性质的同时,更多的表现为向北西的强烈冲断;车尔臣断裂体系由车尔臣断裂及次级断层和一系列反冲断层组成,除表现为向北西冲断外,还具有左行走滑特征;西昆仑断裂体系主要由自南向北的冲断的逆冲断层组成,在与阿尔金断裂交汇处,受阿尔金左行走滑的影响呈弧形弯曲。     

西昆仑山前冲断带断裂特征及构造单元划分

受新生代帕米尔构造结大幅度向北推移、旋转的影响,形成了弧形的西昆仑山前冲断带.本文主要通过野外地质调查、地震反射剖面的精细解释,对西昆仑山前冲断带最基本的组成部分-断裂进行系统研究.西昆仑山前冲断带内以发育与其弧形形态一致的逆冲断裂为主,但弧形冲断带中段的断裂具有挤压逆冲的同时兼有右行走滑性质.冲断带内还发育了NE 向和近EW向的走滑断裂,它们的发育时间和成因不尽相同,它们控制了冲断带内的变形,调节和改造了早期形成的构造.在对断裂系统研究的基础上,结合冲断带各个部位的结构特征和变形时间,将冲断带划分为9个次级构造单元.西昆仑山前冲断带开始发育于中新世中晚期,此后经历了上新世早期、上新世中晚期、早更新世早中期以及早更新世晚期四个演化阶段.     

帕米尔突刺东缘冲断带构造形成机制:物理模拟及讨论

利用物理模拟实验,建立了两个不同边界条件的模型分别模拟帕米尔突刺东缘柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带的逆冲走滑构造演化过程,进而分析和讨论了研究区构造变形特征和变形机制。物理模拟实验结果表明:(1)帕米尔突刺东缘的柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带均形成于压扭应力场作用下,发育明显断层走滑现象,前者逆冲前缘断层兼具左行走滑特征,后者逆冲前缘断层则具右行走滑特征,但前者总体走滑量明显小于后者;(2)帕米尔突刺东缘的柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带走滑作用均主要位于山前边界断层带,越靠近逆冲前缘(盆地内部),走滑效应越微弱,挤压效应越明显;(3)在边界走滑断层前缘(往盆地方向),弧形断裂由挤压方向向前依次产生,并且斜向相交,验证了帕米尔东缘冲断带构造演化符合自南向北依次变新的规律;(4)在斜向压扭作用过程中,走滑断层构造带不一定发育明显的高角度甚至直立的断层,也可能表现为逆冲叠瓦构造楔样式,形成走滑逆断层,故在进行帕米尔突刺东缘(如塔西南山前)地震剖面构造解析时应充分关注这种构造类型。     

阿尔金断裂:几何学、性质和生长方式

阿尔金断裂具有线性与弧形相叠加的几何学特征及强烈的时空不均一性,阿尔金断裂是一条同时具有逆冲、左行走滑和正滑复杂力学性质的巨型断裂系。走滑作用和正滑作用的主要时期分别为白垩纪—新生代和上新世—第四纪,逆冲作用则是晚古生代以来一直起主导作用的变形事件(大约305Ma以来)。阿尔金断裂的形成与其两侧地块的强烈不均一变形(阿尔金山腹地以收缩变形为主,祁连地块     

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。     

试论滇中地区新生代陆内变形

邻近青藏高原东南边缘,夹持于红河断裂与小江断裂之间的滇中地区,是一个在新生代上下地壳间近水平的拆离带,自北向南滑移的陆壳地块。区内形形色色的构造变形是印度板块与欧亚板块在西藏陆壳碰撞所致。四条近于平行的南北向左旋走滑断裂将滇中陆壳地块分割成若干长条形的次级块体。南北向走滑断裂具有“转换断层”的作用,它将一组会聚带缩短转换到另一组。东西向和北东向断裂以逆掩和逆冲为特征,并伴有紧密线状褶皱,形成会聚带,使陆壳缩短。地块南段的几条北西向走滑断裂,属红河断裂体系,可能是地块南部边界的先存断裂,早期(可能为上新世)为左旋,从而引起向南滑移块体的拖曳式顺时针旋转,晚期(可能为更新世)为右旋,导致向南滑移块体沿南北向及北西向之间的弧形带形成逆冲会聚,并造成当今弧形山链的地貌。现有资料说明,滇中地块变形主要发生在晚新生代,主要断裂至今仍在活动,是具有强烈地震的活动断裂带。走滑(转换)、逆冲(会聚)和块体的适当旋转是滇中地块的主要构造组合和变形模式;它我之间的几何关系表明变形属于中下地壳拆离带之上的壳内滑脱构造。正是这种构造组合关系调整和吸收了从西藏碰撞带中挤出的陆壳块体向东南的巨大位移。     

鄂西弧形构造变形特征及成因机制

对川东-湘鄂西断褶带内鄂西地区的弧形构造,从构造剖面特征、叠加褶皱样式和断裂性质入手进行几何学和运动学分析。结果发现鄂西弧形构造具有多期变形特征:早期普遍为北东东向的直线型褶皱,随着弧形带扩展,在东、西两翼分别发育右行和左行的逆冲-走滑断裂,同时分别形成北北东向和北西西向的弧形褶皱。晚期弧形带中部发育北北东向构造并叠加改造了早期北东东和北西西向褶皱,同时在黄陵背斜以西还发育交切早期构造的北北西向仙女山右行走滑断裂。根据弧形带扩展的几何学-运动学分类原则,并结合前人的古地磁研究结果,推测鄂西弧形构造应属于构造弯曲形成的弯曲弧。区域滑脱层和黄陵隆起阻挡可能是控制弧形样式的主要原因。区域滑脱层控制了拆离滑脱褶皱的构造样式; 黄陵基底隆起的阻挡作用使弧形带东翼进一步弯曲变形,并导致了构造应力场方向发生改变,造成了晚期北北东向与早期北东东向构造的叠加。由此恢复的鄂西弧形构造变形过程对于揭示川东-湘鄂西断褶带构造演化具有重要的指示意义。     

柴达木盆地北缘走滑-冲断构造特征及其油气勘探思路

处于阿尔金左行走滑构造带东缘的柴北缘,过去一致认为是个前陆逆冲带,并对其逆冲构造特征作了大量的研究。通过本次的野外地质勘察和深部地震测线研究,证实柴达木盆地北缘的主要变形样式为走滑-挤压构造,具有挤压推覆特征的同时伴生有走滑构造,并且主要断层系统沿走向滑动的距离远大于沿倾向冲断推覆的距离,从而建立了柴北缘走滑-逆冲构造的地质模型;这对其地震解释有指导作用。从柴达木盆地的构造变形时间序列和演变特征从西向东依次扩展、构造活动从老变新,认为柴北缘的走滑-逆冲构造受阿尔金山大型走滑构造和祁连山剧烈的逆冲挤压构造共同控制。最后研究了柴北缘的走滑-逆冲构造特征对油气勘探的意义,加强勘探评价冷湖—南八仙走滑逆冲构造带的翼部断块圈闭和赛什腾山南缘逆冲推覆体下伏地层。     

走滑断裂对超高压变质岩石折返的贡献及青藏高原北部白垩纪隆升之新思考

青藏高原已识别出柴北缘、南阿尔金和高喜马拉雅三条超高压变质带。这些超高压变质带提供了一个不可多得的研究超高压变质岩石形成和折返的机会。柴北缘超高压变质带位于阿尔金断裂的东边,是柴达木—东昆仑地体与祁连—阿尔金微地体和阿拉善—敦煌地体碰撞的产物,由榴辉岩、石榴石橄榄岩和含柯石英片麻岩组成,榴辉岩形成时代500~440Ma,峰期超高压变质年龄440Ma。南阿尔金超高压变质带位于阿尔金断裂带的西边,以产出榴辉岩和石榴石橄榄岩为特征,榴辉岩形成时代为500Ma。南阿尔金超高压变质带被认为是柴北缘超高压变质带的西延,两者被阿尔金断裂左旋位移约400km。阿尔金断裂是巨大的深度>200km的岩石圈走滑断裂,断裂的活动时代至少早到240~220Ma,认为走滑过程中伴随的隆升作用有可能为柴北缘和南阿尔金超高压变质岩石的折返和出露地表做出了贡献,其中阿尔金断裂起到了类似剪刀型断裂的作用。高喜马拉雅超高压变质带在巴基斯坦和印度被发现,以榴辉岩中含柯石英或金刚石为特征,榴辉岩的超高压变质年龄为46Ma,表明超高压变质岩石发生在雅鲁藏布江缝合线关闭后并快速折返。喀喇昆仑断裂走滑过程中伴随的抬升作用则可能对高喜马拉雅地区超高压变质岩石的折返和出露地表做出贡献。在中国东部出露的大别—苏鲁超高压变质带被巨大郯庐断裂左旋走滑位移约500km,可以看作是走滑作用伴随的抬升运动对超高压变质岩石的最后折返和出露地表做出重要贡献的又一例证。青藏高原的隆升通常被认为是印度板块和欧亚大陆新生代以来的碰撞结果。根据高原北部断裂的时代、火山活动和沉积盆地的形成,我们提出高原的隆升是两次俯冲碰撞的结果。第一次发生在中特提斯班公湖-怒江洋盆在白垩纪时期的关闭,其时由于北部来自塔里木盆地和北中国板块及东部来自太平洋板块俯冲产生的抵柱效应,高原北部开始隆升;第二次发生在印度板块的新生代俯冲碰撞作用,造成高原的整体抬升,由此可以解释高原北部平均海拔(5000m)要高于高原南部(平均海拔4000m)。     

柴达木盆地西部新生代构造演化及其对青藏高原北部生长过程的制约

柴达木盆地是青藏高原北部的一个中新生代山间陆相含油气盆地,盆地内新生代地层的构造变形记录了青藏高原北部生长、地壳缩短及其形成过程的重要信息.本文运用高精度卫星影像资料、地球物理资料剖面和磁性地层年代学数据等多种学科资料的综合研究,重点对柴达木盆地西部逆冲-褶皱构造带的形成机制和演化过程进行了详细的解析.研究结果表明:(1)由北向南依次发育分布的红三旱、尖顶山-黑梁子、南翼山和油砂山褶皱构造带均由不对称的直立褶皱或同斜褶皱构成,并且显示出背斜相对紧闭、向斜宽缓的”侏罗山式”褶皱特征,表明其下部滑脱构造带的存在;(2)红三旱、尖顶山-黑梁子逆冲-褶皱构造SW翼缓NE翼陡的不对称褶皱形态显示出是由南向北的逆冲作用形成的;两翼相对较对称的南翼山褶皱形态是由NE-SW向双向逆冲作用形成的;SW翼陡(或地层倒转)NE翼缓的油砂山褶皱带是由NE-SW向双向逆冲挤出作用形成的反映出由北向南的逆冲作用的存在;(3)红三旱、尖顶山-黑梁子和南翼山褶皱构造带的初始生长地层依次为始新统下干柴沟组、上新统狮子沟组和更新统七个泉组,高精度磁性地层限定其沉积时代依次为～39.5Ma、～8.2Ma和～2.5Ma,这不仅代表了这些褶皱的初始形成时代,而且代表了其逆冲断裂的形成时代;油砂山褶皱构造带中七个泉组初始生长地层以及上地表发育的一系列现代水系发生了弯曲,表明该逆冲-褶皱构造带从～2.5Ma形成以来一直持续到现在迄今仍在生长;红山旱地区近SN向的直立褶皱以及柴西地区似穹窿状的叠加褶皱,反映出阿尔金断裂带走滑过程中伴随的近EW向挤压的结果;(4)综合柴西地区逆冲-褶皱带构造地貌、生长地层、地球物理剖面、磁性地层年代学等证据,表明柴西存在的一系列逆冲-褶皱带是由南向北的滑脱构造产生,具有后退式生长演化特征,表明印度/欧亚板块碰撞以来,～40Ma其远程效应已到达柴达木盆地北部,并形成红山旱逆冲-褶皱构造带,随后的持续挤压,高原北部呈现出局部向南后退生长特征,依次形成尖顶山、南翼山和油砂山逆冲-褶皱带,其中～2.5Ma以来强烈的近南北向挤压作用产生的南翼山和油砂山逆冲-褶皱带构成了现今的”英雄岭”;～ 8Ma以来的阿尔金断裂带的强烈走滑活动波及到了柴达木盆地.     

柴达木盆地东北部新近纪构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度—欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。柴达木盆地是印度－欧亚板块碰撞后南北向挤压应力为动力背景的高原东北部内陆盆地,沉积物主要来自于周边山地,完整的保存了新生代以来高原隆升的详细记录。通过柴达木盆地东北部瑙格剖面精细古地磁及构造旋转研究发现,20.1～15.1Ma以及15.1～8.2Ma柴达木盆地分别发生了9.7°±7.4°和6.4°±4.4°的顺时针旋转,约8.2Ma后,柴达木盆地东北部瑙格地区发生了16°±7.5°的逆时针快速旋转。通过分析认为,前两次的顺时针构造旋转事件可能与阿尔金断裂的左旋走滑有关。而约82Ma以来的逆时针旋转事件属于柴达木盆地东北部瑙格地区的局部旋转,可能与温泉断裂的右旋走滑有关,说明青藏高原东北部在昆仑山、阿尔金山和祁连山三条巨型断裂系左旋相对运动的宏观控制下形成的NNW向温泉右旋走滑断裂开始走滑的年代为约8Ma。     

柴达木盆地北缘走滑断层地震剖面解释及形成机理分析

柴达木盆地位于青藏高原的北部,研究区处于阿尔金山构造带与南祁连构造带所夹持的钝角一侧.目前对柴北缘地区构造样式存在两种认识:一是逆冲推覆双层构造模式,一是走滑近花状构造模式.造成这种认识差异的主要原因也有两个:一是区域上构造类比引起;二是穿过柴北缘几大构造带的地震剖面信噪比较差,不能很好反映地层的展布.因此在对冷湖构造...     

THE ALTUN—NORTH QAIDAM ECLOGITE BELT IN WESTERN CHINA—ANOTHER HP-UHP METAMORPHIC BELT TRUNCATED BY LARGE SCALE STRIKE-SLIP FAULT IN CHINA

THE ALTUN—NORTH QAIDAM ECLOGITE BELT IN WESTERN CHINA—ANOTHER HP-UHP METAMORPHIC BELT TRUNCATED BY LARGE SCALE STRIKE-SLIP FAULT IN CHINA     

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。     

中国西北部含油气盆地的构造带类型及其复式油气藏(田)初探

中国西北部含油气盆地具有四大类型有利油气成藏构造带,包括前陆带、中央隆起带、凹陷背斜带和斜坡构造带。前陆带还可分为前陆隆起带、前陆逆冲断裂带及前陆逆冲前锋带三个亚类。这些构造带控制了油气藏的形成与聚集,构成了在垂向上相互叠置、平面上复合连片,形成不同的复式油气聚集区。前陆带主要分布在塔里木盆地西南缘和北缘、准噶尔盆地西北缘和南缘、吐哈盆地北缘、酒泉盆地南缘以及柴达木盆地北缘;中央隆起带仅在塔里木、准噶尔两个盆地发育;凹陷背斜带的典型实例为塔里木盆地英吉苏凹陷中部的英南构造带,另外还包括塔里木盆地满加尔凹陷哈德逊东河砂岩不整合超覆尖灭带和准噶尔盆地漠区坳陷的莫西断鼻等;斜坡构造带以柴达木盆地红柳泉斜坡构造带为代表,它由地层不整合圈闭和地层超覆圈闭形成复合构造样式。     

阿尔金断裂东段的构造转换模式

大型走滑断裂控制着青藏高原的变形,众多学者通过阿尔金断裂来探索青藏高原北部的构造变形过程。基于野外调查和前人的研究结果可知阿尔金断裂的滑动速率在肃北—疏勒河口段表现为三联点两侧的突降,祁连山西段的逆冲和走滑断裂吸收了阿尔金断裂的左旋位移。由于祁连山内部次级断裂活动性的增强,现存阿尔金断裂连续地表破裂终止于酒泉盆地西侧,但位于其东侧的断裂系仍属于阿尔金断裂。在Kohistan岛弧与欧亚板块碰撞之后,青藏高原沿阿尔金断裂曾发生滑动速率近一致的侧向挤出,断裂两侧此时并未发生明显的隆起。随后东昆仑造山带和祁连山造山带的先后大规模隆升,高原的北东向挤出迅速减弱。阿尔金断裂北东向挤出能力与东昆仑造山带和祁连山造山带的隆起存在明显的耦合作用。     

RESEARCH PROGRESS OF ALTYN FAULT IN WESTERN CHINA

RESEARCH PROGRESS OF ALTYN FAULT IN WESTERN CHINATheresearchisfundedbyNSFC (No.4 9772 157)