前陆冲断带的后期演化:负反转与再次冲断

和什托洛盖盆地位于准噶尔西北缘冲断推覆体之上,是一个在中生代由区域应力场性质发生改变时形成的负反转盆地。盆内沉积盖层厚度可达5000 m,由下侏罗统八道湾组、三工河组,中侏罗统西山窑组、头屯河组以及新生界组成。盆地内断裂发育,可划分为控制盆地格局和构造带展布的北东东向断裂和起调节作用的北西向断裂两组,依据分界断裂可将盆地划分出北部断褶带、中央坳陷带和南部斜坡带3个一级构造单元和7个二级构造单元。盆地的形成演化主要经历了3个时期：印支期在边界断裂不均衡冲断活动下形成盆地雏形; 燕山早期是盆地主要发育期,以大规模沉降作用为主; 燕山晚期—喜马拉雅山期是盆地的改造期,现今的构造格局基本形成并在喜马拉雅山期后定型。     

前陆冲断带的后期演化:负反转与再次冲断——以中国新疆和什托洛盖盆地为例

和什托洛盖盆地位于准噶尔西北缘冲断推覆体之上,是一个在中生代由区域应力场性质发生改变时形成的负反转盆地。盆内沉积盖层厚度可达5 000 m,由下侏罗统八道湾组、三工河组,中侏罗统西山窑组、头屯河组以及新生界组成。盆地内断裂发育,可划分为控制盆地格局和构造带展布的北东东向断裂和起调节作用的北西向断裂两组,依据分界断裂可将盆地划分出北部断褶带、中央坳陷带和南部斜坡带3个一级构造单元和7个二级构造单元。盆地的形成演化主要经历了3个时期:印支期在边界断裂不均衡冲断活动下形成盆地雏形;燕山早期是盆地主要发育期,以大规模沉降作用为主;燕山晚期—喜马拉雅山期是盆地的改造期,现今的构造格局基本形成并在喜马拉雅山期后定型。     

中国中西部前陆冲断带构造演化及变形特征

前陆冲断带可以分为3种基本类型: 弧后前陆型、周缘前陆型和再生前陆型冲断带。相对国外典型前陆冲断带, 中国中西部前陆冲断带在构造演化和变形方面具有独特性, 属于再生前陆型冲断带, 普遍经历了两期逆冲构造变形、或者"伸展—挤压—伸展—挤压"多期构造变形的叠加。中国中西部的再生前陆冲断带多具有"分带、分段和分层"的结构特征, 表现出以主干断裂为界往往可以划分为若干个冲断变形带, 沿走向方向表现为几个在构造变形上具有明显差异的变形区段, 在垂向上由于滑脱层的发育表现出不协调的分层收缩、上下叠置的变形特征。     

天山两侧前陆冲断系构造样式与前陆盆地演化

天山造山带呈Ｗ结构，由Ｖ形结构的南天山和北天山复合而成，两者具有不同的造山模式。南天山自震旦纪开始张裂，扩展为被动大陆边缘和洋盆，在志留－泥盆纪时俯冲，延续至石炭纪碰撞，旋回时限达４００Ｍａ以上，应属威尔逊旋回造山模式。北天山应自泥盆纪开始弧后扩张，形成泥盆－石炭纪边缘海小盆。在石炭纪晚期闭合，旋回时限约１００Ｍａ，应属于孤后造山模式，前陆褶皱－冲断带的变形主要分为两期：早期由于楔冲作用所产生的薄     

新疆西北部和什托洛盖盆地构造演化与后期走滑冲断改造

和什托洛盖盆地位于新疆西北部, 是在西准噶尔晚古生代造山带逆冲推覆构造系统之上发育的一个中新生代沉积盆地。关于盆地演化和盆地性质的认识分歧较大。为了恢复盆地形成与演化历史, 分析盆地性质, 采用改造型盆地的研究思路, 开展了地震剖面构造解析和区域地质综合研究。结果表明, 三叠纪以来该区至少经历了3个成盆与改造期:印支期为挤压坳陷盆地, 形成了和什托洛盖盆地的雏形;燕山期为伸展坳陷盆地, 晚期遭受走滑-冲断改造, 盆地现今南北对冲的构造格局基本形成;喜山期主要表现为先存断裂复活, 盆地隆升并遭受强烈改造, 最终形成现今的构造地貌形态。尽管不同成盆期的区域应力场和盆地性质各具特点, 但各成盆期后期改造阶段的区域应力场特征基本一致, 主要受盆地北缘谢米斯台山山前断裂向南冲断和达尔布特断裂左行压扭走滑所形成的压扭应力场控制。因此, 和什托洛盖盆地总体是一个由区域应力场性质在中新生代发生多次改变所形成的走滑-冲断改造盆地。     

龙门山前陆褶皱冲断带构造解析与川西前陆盆地的发育

通过详细的野外地质调查和精细的地震剖面构造解析。揭示了龙门山前陆褶皱冲断带的基本构造特征。对比分析了龙门山北段与南段构造变形几何学和运动学的差异。提出龙门山北段主要表现为一系列复杂的逆冲推覆构造,晚三叠纪变形强于新生代;龙门山南段则以基底卷入的叠瓦状冲断为特点,晚白垩纪-早第三纪变形尤为突出。与前陆褶皱冲断带相对应的是,川西晚三叠纪时期的周缘前陆盆地主要表现在整个龙门山褶皱冲断带的前渊地区;而晚白垩纪-早第三纪再生前陆盆地却局限在川西盆地的南部,并且印-藏碰撞的持续挤压作用使得晚新生代构造变形不断向东扩展进入川西盆地南部。     

四川盆地米仓山前陆冲断带成藏条件分析

本文运用层序地层学、平衡剖面分析与缩短量计算和生烃史恢复等方法,从区域构造分析和地震剖面解释入手,通过野外地质调查、地震资料解释、典型剖面平衡剖面分析和缩短量计算,结合成藏条件的分析和生烃史恢复,探讨了米仓山前陆冲断带构造演化特征,揭示该带的成藏条件和天然气富集特征。提出了米仓山演化模式,认为米仓山前陆冲断带成藏条件优越,可供钻探的圈闭发育,天然气勘探潜力巨大,储层、保存条件是成藏关键。其中,二叠系为主要烃源岩,二叠系生屑灰岩和飞仙关组鲕粒灰岩为主要储集层,雷口坡组和嘉陵江组膏盐岩层为主要盖层。并且,冲断带构造演化的时序性表现为由西向东变形强度、缩短量变小,变形时间变晚,同时前陆盆地的不同构造单元间的相互关系发生变化,造成勘探目的层系、圈闭幅度、类型的相应变化。     

西昆仑甜水海地区前陆褶皱冲断带的构造样式及其演化

运用碰撞造山带大地构造朴理论,研究了西昆仑甜水海地区三叠系的沉积特征及其构造环境,晚三叠世末羌塘陆块与塔里木板块南缘的晚古生代一早中生代山弧碰撞造成的前陆褶皱冲断带的构造样式及其演化。通过对地层构造岩石组合、沉积环境及其变形强度特征的分析,得出该区三叠纪的沉积是一套典型的深水－半深水的复理石建造,形成于被动大陆边缘的沉积环境;其变形具有典型的前陆褶皱冲断带特征,并将褶皱冲断带按变形特征分５个带。提     

大巴山前陆冲断带古水动力演化阶段及其对油气藏形成和保存的影响

针对传统古水动力阶段划分存在的问题,结合大巴山前陆冲断带特殊构造特征,以油气成藏组合为单元,将大巴山前陆冲断带古水动力演化阶段划分为沉积水动力阶段、渗入水动力阶段、构造作用水动力阶段和埋藏水动力阶段。其中下部油气成藏组合主要经历了1个沉积水动力阶段、4个渗入水动力阶段、4个埋藏水动力阶段和3个构造作用水动力阶段,中部油气成藏组合主要经历了1个沉积水动力阶段、3个渗入水动力阶段、2个埋藏水动力阶段和3个构造作用水动力阶段,而上部油气成藏组合主要经历了渗入水动力阶段。二叠纪至早白垩世的埋藏水动力阶段有利于下部油气成藏组合油气的生成和运聚成藏,但是构造作用水动力阶段,对油气藏的调整和改造作用影响很大,晚白垩世之后的渗入水动力阶段,导致下部成藏组合的油气藏进一步遭到调整和破坏。在晚三叠世末至晚白垩世的埋藏水动力和构造作用水动力阶段,中部成藏组合的原油发生大量裂解,同时形成了许多调整-改造型油气藏,晚白垩世之后的渗入水动力和构造作用水动力阶段,大巴山前陆坳陷带中部成藏组合的油气藏发生了大量的调整和改造作用,而大巴山前陆基底拆离构造带和前陆盖层滑脱构造带中部成藏组合的油气藏则主要表现为改造和破坏作用。     

中国中西部前陆冲断带盖层品质与油气成藏

中西部前陆盆地沉积演化经历前前陆盆地克拉通沉积、早期前陆盆地沉积、中生代坳陷盆地沉积和新生代再生前陆盆地沉积四个阶段,共发育四种类型的盖层：即克拉通或海陆过渡期盖层、湖沼相煤系盖层、氧化宽浅湖或边缘海相膏泥岩盖层和湖相泥岩盖层。通过叠合型（准噶尔南部（准南））、改造型（川西）和新生型（柴达木北缘（柴北缘））三种典型的前陆盆地各套盖层岩性、盖层岩石累积厚度、盖层岩石占地层厚度的比值、盖层岩石单层厚度、岩石力学特征和盖层封闭烃柱高度定量对比分析,认为川西盖层封闭能力总体优于准南,准南各套盖层封闭能力又优于柴北缘,柴北缘上新统上下油砂山组盖层品质较差,准南中新统塔西河组、柴北缘渐新统上干柴沟组和始新统路乐河组盖层品质较好,其余盖层品质为好。品质好的盖层分布于储盖组合Ⅱ（晚三叠世—侏罗世前陆盆地或坳陷盆地陆相沉积阶段形成的储盖组合）和Ⅲ（晚侏罗世—古近纪陆内坳陷磨拉石沉积阶段形成的储盖组合）中,组合Ⅱ中为中生代湖沼相煤系盖层,控制着自生自储原生油气藏的聚集和保存,组合Ⅲ中多为古近系氧化宽浅湖或边缘海相膏泥岩盖层,对断层沟通下伏烃源岩或调整早期油气到组合Ⅲ中聚集成藏起到重要的封盖作用。受品质好盖层控制,中西部前陆盆地油气主要富集在储盖组合Ⅱ和Ⅲ中。     

准噶尔西北缘前陆冲断带三叠纪-侏罗纪逆冲断裂活动的沉积响应

笔者从冲断活动的产物———各种成因扇体(冲积扇、水下扇、扇三角洲)出发,由160口单井剖面、15条联井剖面、8个层位平面渐次展开了准噶尔西北缘前陆冲断带三叠—侏罗纪逆冲断裂活动的沉积响应研究。三叠纪扇体在乌尔禾—夏子街地区发育叠置程度最好,T1b到T3b,其由盆内向盆缘老山方向退缩迁移明显,并具T1b到T2k1由盆缘向盆内、T2k2到T3b由盆内向盆缘迁移的2个进退波动变化。侏罗纪扇体在八道湾组最为发育,总体叠置关系较差,J1b到J2t,均呈由盆内向盆缘老山退缩沉积的退覆式迁移特征。三叠纪到侏罗纪,总体为由强到弱的退覆式冲断活动及扇体迁移模式,即随主要同生控扇断裂分布由盆缘向老山方向退缩迁移,冲断活动强度由盆缘向盆地方向逐渐减弱直至停息;相应地,各期扇体平面上分布规模渐小,总体呈由盆内向盆缘老山退缩迁移的沉积响应,两者耦合性良好。各类扇体的沉积分布受不同时期同生断裂活动的严格控制,其时空叠置及迁移规律的差异是红山嘴—车排子、克拉玛依—百口泉及乌尔禾—夏子街各构造带冲断作用地域性及作用强度差异性的沉积响应。进而引入“活动性指数”的概念与方法,对前陆冲断带同生断裂的冲断活动强度进行了定量化统计分析,并根据冲断推覆事件的地层、沉积标识划分出T1b-T3b、J1b-J2x、J2t三套构造层序,识别出三叠—侏罗纪的3个逆冲推覆幕、6次逆冲推覆事件。     

库车冲断带秋里塔格构造带东段构造样式与构造演化

秋里塔格构造带位于库车褶皱冲断前缘,其东段包括东秋里塔格背斜和库车塔吾背斜。野外调查和地震剖面解释表明:秋里塔格构造带东段盐下发育断层转折褶皱; 盐上东秋里塔格背斜为滑脱箱状背斜,库车塔吾背斜核部为南倾逆冲断层所破坏。演化剖面显示秋里塔格构造带东段在侏罗纪断陷期发育了正断裂,其后为平静期,直到库车晚期后逆冲断层和褶皱快速发育,背斜最终形成。膏盐岩及古构造对构造变形具有重要影响,一方面作为滑脱层,分割了盐下层与盐上层,导致二者形成不同的构造样式; 另一方面塑性流动充填于背斜核部。由于膏盐岩的厚度差异,东秋里塔格背斜盐上发育褶皱,而库车塔吾背斜核部被逆冲断层破坏,膏盐层厚度还影响了膏盐层上下构造高点的相对位置。盐下构造的发育受侏罗纪古构造控制,进而影响了盐上构造的发育。     

Structure of an active foreland fold and thrust belt,Papua New Guinea

Geological structure of the active foreland fold and thrust belt of Papua New Guinea has been interpreted using high-quality seismic-reflection data. Three en échelon anticlines, the Strickland, Cecilia and Wai Asi, are located along the frontal margin of the Papuan Fold Belt. All three are foreland-vergent and cut by hinterland-dipping thrust faults that sole into a common detachment beneath the Oligocene to Miocene Darai Limestone. Two of the anticlines are linked by a right-lateral transfer zone. Folding occurs primarily in the upper 2000 m of strata, which consist of Darai Limestone overlain by Miocene to Quaternary siliciclastic sedimentary rocks. Beneath the Darai Limestone lies the less-competent shaly Ieru Formation, which exhibits disharmonic folding and variable bed thickness. Seismic-reflection data clearly show that the Plio-Pleistocene upper Era Beds are deformed to the same extent as the underlying Darai Limestone, demonstrating that most of the observed deformation has occurred during the Late Pliocene and Pleistocene.     

扎格罗斯褶皱冲断带构造变形特征

扎格罗斯褶皱冲断带是扎格罗斯碰撞造山带的前陆褶皱冲断带, 也是波斯湾周缘前陆盆地的楔顶带, 自北东到南西垂直于构造线方向可分为高扎格罗斯冲断带和扎格罗斯简单褶皱带, 自北西到南东沿构造线方向可分为洛雷斯坦区(Lorestan)、迪兹富勒湾区(Dezful Embayment)和法尔斯区(Fars)。扎格罗斯褶皱冲断带的形成始于晚白垩世阿拉伯板块的洋壳向北俯冲到欧亚板块之下, 褶皱冲断构造从北东部缝合带向南西方向伸展, 并在上新世基本定型。本文选取了横切扎格罗斯褶皱冲断带的3条地质剖面和两条局部地震剖面进行构造变形分析。剖面分析显示研究区垂向上由一条大滑脱面将扎格罗斯褶皱冲断带剖面分为上、下两个构造层, 褶皱冲断变形从北东到南西向由强变弱。研究区发育走滑、挤压和拉张3种构造变形, 挤压构造变形占主导地位。挤压构造变形又包括滑脱褶皱、断展褶皱、断弯褶皱和双重构造等。     

Gangdese retroarc thrust belt and foreland basin deposits in the Damxung area, southern Tibet

Geologic mapping and U–Pb detrital zircon geochronologic studies of (meta)sedimentary rocks in the Damxung area (90 km north of Lhasa) of the southern Lhasa terrane in Tibet provide new insights into the history of deformation and clastic sedimentation prior to late Cenozoic extension. Cretaceous nonmarine clastic rocks 10 km southeast of Damxung are exposed as structural windows in the footwall of a thrust fault (the Damxung thrust) that carries Paleozoic strata in the hanging wall. To the north of Damxung in the southern part of the northern Nyainqentanglha Range (NNQTL), metaclastic rocks of previously inferred Paleozoic age are shown to range in depositional age from Late Cretaceous to Eocene. The metaclastic rocks regionally dip southward and are interpreted to have been structurally buried in the footwall of the Damxung thrust prior to being tectonized during late Cenozoic transtension. Along the northern flank of the NNQTL, Lower Eocene syncontractional redbeds were deposited in a triangle zone structural setting. All detrital zircon samples of Cretaceous–Eocene strata in the Damxung area include Early Cretaceous grains that were likely sourced from the Gangdese arc to the south. We suggest that the that newly recognized Late Cretaceous to Early Eocene (meta)clastic deposits and thrust faults represent the frontal and youngest part of a northward directed and propagating Gangdese retroarc thrust belt and foreland basin system that led to significant crustal thickening and elevation gain in southern Tibet prior to India-Asian collision.     

库车前陆冲断带博孜—大北万亿方大气区的形成机制

库车前陆盆地克拉苏构造带博孜—大北地区超深层是塔里木油田目前油气勘探的重点领域,评价天然气资源量超万亿方。基于岩心、薄片、分析化验、测井及生产资料,对博孜—大北地区的油气源、储层、盖层特征进行分析,系统研究了该地区油气输导与充注特征,深入分析了博孜—大北地区油气成藏条件和油气聚集过程,明确了博孜—大北万亿方大气区的形成原因。研究结果表明:油气成藏具有“早期聚油,晚期聚气,超压充注,垂向输导、高效聚集”的总体特征。“早期浅埋、晚期快速深埋”使烃源岩具备持续生烃能力;良好的储、盖配置关系和断裂体系的垂向输导为油气的运聚提供了先决条件。成熟-过成熟的烃源岩,平面成排成带、垂向叠置分布的圈闭群,优质储层相带以及巨厚膏盐岩盖层在博孜—大北地区有效叠合,形成高丰度、超高压的大气藏群。     

青藏高原东缘龙门山前陆逆冲带复合结构与生长

位于青藏高原东缘的北东向龙门山逆冲带,研究已经证明是中生代与新生代前陆复合扩展和生长的结果。然而,2008年5·12汶川地震地表破裂、余震和滑坡等的单向和分段迁移现象,对龙门山复合逆冲带的结构认识提出了挑战。文章在已有研究成果基础上,针对龙门山复合生长下构建的特殊结构进行了野外调查和构造解析。结果表明,以中生代与新生代两期前陆逆冲带复合生长为基础,龙门山复合逆冲带具有特殊的、主要由前陆逆冲楔叠加后形成的复合结构,而且这种复合逆冲楔具有分级和时序特征;中生代前陆逆冲楔是以逆冲断层-褶皱为特征,并分别组合形成碧口厚皮逆冲推覆体、唐王寨薄皮逆冲推覆体和龙王庙逆冲推覆体,总体从晚三叠世以前开始,至~160 Ma向南递进扩展生长;新生代前陆逆冲楔由逆冲断层和逆冲岩片组成,分为约35~10 Ma和10 Ma以来两个阶段,向南东向递进扩展生长,并可能与川西盆地东侧龙泉山构造相连通。因此,龙门山逆冲带具有前陆逆冲带和生长过程的双重复合结构。      

A Late Archean foreland fold and thrust belt in the North China Craton: Implications for early collisional tectonics

The Archean North China craton is divided into the Western and Eastern blocks along the Central Orogenic belt. A 1600 km long Archean foreland basin and thrust belt fringes the eastern side of the Central Orogenic belt. Rocks in the orogen form tectonically-stacked east-vergent fold and thrust sheets including foreland basin sediments, 2.50 Ga ophiolitic mélange, and an island arc complex. Foreland basin sediments overlie a passive margin sequence, and include a 2.50 Ga deep-water turbidite sequence that grades upward and westward into shallow-water molasse, now disposed in structurally imbricated east-verging thrusts and asymmetric folds that gradually migrated craton-ward with deformation, uplift, and erosion of the orogen. There is a strong linked relationship of the formation of the foreland basin to collision of the east and west blocks of the North China craton along the Central Orogenic belt at 2.50 Ga. The Qinglong foreland basin and Central Orogenic belt of the North China craton represents one of the best-preserved Archean orogen-to-craton transitions in the world. Its classic internal to external zonation, and flexural response to loading, demonstrate that convergent tectonics in the Archean were broadly similar to Phanerozoic convergent margin processes.     

前陆冲断带非对称性变形与逆冲断层运动学指向

前陆冲断带冲断层的冲断方向一直没有得到理论解释。文中基于库伦断裂理论和造山带前陆冲断带变形的非对称性,分析了前冲断层和反冲断层的成因。变形初期将会出现两组共轭势断裂面,随后在变形非对称引起的准静力平衡条件下,两组势断裂面中所需作用力小的那组断裂面将更容易发育成冲断层,断层滑动所需作用力包括克服滑脱面摩擦力和断层面摩擦力两部分。大部分条件下,前陆区前冲断层将优先发育,但当最大主应力轴向前陆倾斜时或共轭断层交叉点在滑脱面上时,反冲断层将有可能优先发育。后缘推动力、滑脱面摩擦力和滑体形状都会决定着主应力轴的方位。上述认识能够解释包括收缩变形区、伸展变形区等断层发育的选择性。