库车坳陷盐下构造对盐上盖层变形的影响因素分析

库车坳陷是在地壳或者岩石圈尺度整体挤压作用下,收缩构造变形形成的一个构造单元,膏盐岩层等软弱岩层可能导致滑脱断层发育,并引起盐上和盐下不协调收缩变形,区域挤压作用下一些先存基底断裂带的逆冲位移是控制盐上层冲断褶皱变形的主要因素。运用地震资料、地表露头、钻测井资料以及非地震资料等,对库车坳陷区域大剖面的盐上层、盐下层的构造变形样式进行分析,认为南天山在挤压收缩变形中隆升,诱导盆山过渡带发育基底卷入的高角度逆冲断层,先前基底断层的复活影响了盆地沉积盖层的构造变形,基底断裂与盖层断层组合样式在走向上基本一致,盖层强变形带与基底断裂带上下呼应。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用2D、3D地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明:①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

库车坳陷克拉苏构造带大北-克深区段差异变形特征及其成因分析

库车坳陷克拉苏构造带发育大量与膏盐相关的收缩构造,其深、浅构造变形不协调具有明显差异性。构造建模表明:克拉苏构造带属于库车坳陷北部强变形带,自西向东具有不同的变形样式。西部大北区段受前缘拜城断裂控制,发育断层规模小的基底卷入冲断叠瓦扇,东部克深区段则受后缘克拉苏断裂控制,发育大位移断层控制的盖层滑脱冲断叠瓦扇。克拉苏构造带基底断裂位移分布具有差异平衡的特点,基底断裂活动对膏盐层厚度及分布具有再调整作用。砂箱物理模拟结果显示,构造变形强度、膏盐层厚度及其分布差异是克拉苏构造带东、西段结构和垂向变形差异的主要控制因素。     

库车坳陷克拉苏构造带的结构模型及其形成机制

库车坳陷克拉苏构造带是一个NEE-近EW向的冲断褶皱带。由于地表条件和构造变形的复杂性导致该构造带的地震资料品质较低,造成构造解释的多解性。本文在综合分析地面露头、区域构造背景、钻井和地震资料基础上,讨论了克拉苏构造带可能的构造解释模型,认为浅层为盖层滑脱褶皱、深层为基底卷入的楔状叠瓦构造的"分层滑脱、垂向叠置"模型能合理地解释现有可靠的构造信息。浅层构造是以库姆格列木群膏盐岩层为核或以侏罗系煤系地层为核的滑脱背斜,并被逆冲断层破坏;深层是基底卷入的中-高角度区域性反转正断层,并且在反转正断层下盘发育楔状叠瓦构造。新近纪-第四纪天山隆升产生的自天山深层向库车坳陷的斜向向上的挤压作用导致先存区域性正断层的反转位移,并控制克拉苏构造带的形成和演化。     

库车坳陷东西段盐下构造变形差异演化数值模拟分析

库车坳陷东、西段盐下构造在北部构造带以南出现明显的差异构造变形特征,在西段的克拉苏构造带盐下发育由一系列逆冲断裂组成的叠瓦构造,而在东段的东秋构造带盐下发育一个大型的断背斜构造。本文基于地震资料构造解析,采用离散元数值模拟方法,设计了5组数值模拟实验来探究先存断层、同构造沉积和滑脱层强度对褶皱冲断带构造形态及演化的影响,进而分析库车坳陷东、西段构造特征差异的成因机制。模拟结果表明含盐褶皱冲断带往往发育垂向分层构造变形。先存断裂会影响褶皱冲断带构造传播的方式,导致盐下楔体形态、断裂数量和盐上构造样式的差异。同构造沉积会增强盐上和盐下的分层差异变形,滑脱层强度增强会减弱盐上和盐下的分层变形。通过将模拟结果与库车坳陷东、西段构造特征进行对比分析,我们认为先存断层可能是影响库车坳陷东、西段盐下构造差异演化的重要因素。库车坳陷东段的东秋构造带受先存断裂影响,在先存断裂的位置优先变形,形成东秋断裂和上覆东秋背斜,同时先存断裂既有助于应力释放,又阻拦应力向前传递,形成乱序式变形传播。库车坳陷西段的克拉苏构造带,没有先存断裂的影响,盐下主要发育前展式构造变形,形成由一系列逆冲断层组成的叠瓦构造楔体。     

库车坳陷克拉苏构造带分层收缩构造变形及其主控因素

库车坳陷中段克拉苏构造带广泛发育盐相关收缩构造变形,总体具有"垂向叠置、分层变形"的整体挤压变形特征。沿东-西向克拉苏构造带不同区段深浅层构造变形样式、断层位移存在明显差异,北部盐下层由1～2条高角度基底卷入逆冲断层为主导,并在断层下盘发育捷径断层。区域结构平衡剖面和先存构造活动趋势分析结果表明,克拉苏构造带北侧变形属于基底卷入变形,早期先存断裂在后期收缩变形中重新活动,形成高角度的逆冲断裂。物理和数值砂箱模拟结果表明,盐岩层先于其上、下地层发生变形,其厚度、分布及边界条件差异是造成垂向分层收缩变形的主要控制因素。     

库车前陆冲断带克拉苏构造带变形影响因素分析——基于离散元数值模拟研究

在解释库车前陆冲断带克拉苏构造带三维地震剖面的基础上,采用离散元数值模拟手段、单因素变量控制方法,通过六组模拟对比实验,探讨挤压背景下应变速率大小和作用时间、盐岩展布形态、先存盐底辟、基底先存断裂以及基底古隆起等因素,对库车前陆冲断带克拉苏构造带变形的影响。离散元数值模拟结果表明:相比于应变速率大小,应力作用时间对冲断带变形的影响更为显著,变形缩短率相同时导致挤压隆升幅度更大,可达70.25%,向前传播距离均更远,横向上变形范围可达73.82%,盐下层叠瓦状逆冲断裂倾角更小。先存底辟主要影响挤压端垂向变形规模,使得隆升幅度更大。先存断裂主要影响挤压端水平方向变形范围,挤压变形水平传播更远。基底古隆起和盐岩展布形态对克拉苏构造带变形也具有重要影响,基底隆起前沿形成应力集中带,盐岩在此聚集形成构造三角带。由于盐岩的分隔作用,盐上层变形相对较弱,靠近挤压端发育背斜和冲断构造,向盆地方向逐渐变为宽缓的向斜构造。     

江南造山带北部早中生代岳阳—赤壁断褶带构造特征及变形机制研究

早中生代(晚印支-早燕山期)岳阳-赤壁断褶带位于江南造山带与中扬子前陆盆地交界地带.作者对该构造带进行了地表地质调查,以此为基础探讨了构造剖面结构及构造变形动力机制.岳阳-赤壁断褶带自南而北可分为岳阳-临湘基底滑脱-逆冲带,桃花泉-肖家湾盖层滑脱褶皱带,以及赤壁-嘉鱼前陆盆地断-褶-盆构造带.岳阳-临湘基底滑脱-逆冲带自南而北依次有郭镇向斜、官山背斜、临湘倒转向斜和聂市背斜,组成隔槽式褶皱组合.褶皱轴面多向南倾,褶皱变形面为南华系盖层与冷家溪群褶皱基底间的角度不整合面和顺界面的滑脱断裂面.桃花泉-肖家湾盖层滑脱褶皱带主要发育轴面南倾倒转褶皱,褶皱波长较小,卷入地层为南华系-志留系以及上石炭统-中三叠统沉积盖层.赤壁-嘉鱼前陆盆地断-褶-盆构造带以南倾蒲圻断裂(江南断裂)为南部边界,发育T3-J2前陆盆地沉积,带内褶皱与断裂卷入地层包括沉积盖层以及T3-J2地层:南部断裂与褶皱轴面南倾.北部轴面近直立.自南西至北东,研究区内构造线走向由EW向渐变为NEE-NE向.上述构造分带及变形特征反映出自南向北的运动指向,表明岳阳-赤壁断褶带具前陆冲断带构造性质.从断裂相关褶皱理论出发,以地表构造特征为依据,厘定了岳阳-赤壁地质剖面结构并进行了变形动力机制分析,认识如下:①自南而北、自下而上的多个滑脱层及其间的南倾逆断裂或断坡(主要为江南断裂)组成近似台阶状的逆冲断裂系统,从总体上控制了构造块体的滑移、逆冲以及相应的构造格架或变形分区.②郭镇向斜为基底滑脱褶皱,官山背斜具滑脱褶皱和断裂传播褶皱双重成因,聂市背斜为断裂转折褶皱;临湘向斜为受两侧背斜控制的被动向斜,由于弯滑褶皱作用在其两翼沿不整合界面形成滑脱断裂.③岳阳-临湘基底滑脱-逆冲带隔槽式褶皱的形成主要受控于褶皱基底的滑脱和基底整体的水平压缩,其形成机制类似于肿缩式褶皱.最后讨论认为湘东北-鄂东南地区不存在大规模、长距离的逆冲推覆构造.     

川东南构造变形特征及其对页岩气保存的影响

川东南地区构造变形复杂,二叠系和志留系含有丰富的页岩气资源。依据岩性和地震资料的解释,寒武系膏盐层与中-下三叠统膏盐层对构造变形有重要控制作用,多数断层沿膏盐层滑脱。研究区包括盆内和盆缘两部分,盆内发育形态对称的盖层滑脱式褶皱;盆缘发育基底卷入式褶皱冲断构造,分为山前推覆带和山前转换带,前者发育高陡的三角楔构造,后者由冲断带、褶皱带和斜坡带组成。构造演化分析表明:晚侏罗世齐岳山断层开始发育,盆内地层发生挠曲变形;白垩纪盆缘形成三角楔构造,盆内主要构造和断裂已经发育;新生代齐岳山褶皱隆升,盆内寒武系之上沉积盖层褶皱形成多个背斜和向斜。山前推覆带构造高陡、变形强烈,页岩气保存条件差;山前转换带构造变形程度适中,其褶皱带背斜完整,页岩气保存条件好;盆内中-下三叠统膏盐层封盖性好,埋深适中的背斜为页岩气有利勘探目标区。      

库车坳陷-南天山盆山过渡带的收缩构造变形模式

用地面露头、地震和CEMP(连续电磁剖面法)勘探资料揭示的库车坳陷-南天山盆山过渡带构造变形特征难以用经典的“A型俯冲”冲断褶皱楔变形模型来解释,因而文中提出一种“分层变形、垂向叠置”的“非俯冲”收缩构造解释模型。所谓分层变形是指受古近系膏盐岩层和侏罗系含煤地层等软弱岩层分隔,不同深度的岩层发育不同的收缩变形样式;所谓垂向叠置是指不同层次的强变形带在垂向上叠置,不存在区域性大位移的拆离断层。位于盐岩层之上的新生界以滑脱褶皱变形为主,而盐下层的中生界沉积层及盆地基底则以收缩断裂变形为主。浅部的滑脱褶皱表现出紧闭背斜和宽缓向斜组合,背斜具有不对称形态,其核部在古近系盐岩层或侏罗系含煤地层中滑脱,可在陡翼发育破冲断层或缓翼发育顺层滑脱逆冲断层。深层断裂变形以向山脉倾斜的高角度基底卷入逆冲断层为主干断层,断层上盘形成冲断隆起,次级断层相对较少,下盘则发育一系列同向倾斜的次级逆冲断层构成楔状叠瓦冲断构造。深层断层向上延伸在古近系盐岩层中尖灭,部分次级断层向下延伸并在侏罗系含煤地层中或盆地基底面滑脱,但是主干逆冲断层高角度切入基底,向上则对应于浅层背斜的核部。基底卷入的高角度主干逆冲断层可能利用了先存正断层发生反转位移,并成为控制局部构造变形的主要构造要素。天山上升引起的垂直剪切作用是导致库车坳陷-南天山盆山过渡带发育高角度逆冲断层或促成先存正断层的反转的可能原因。     

塔里木盆地库车坳陷中部构造变形样式及分布特征

库车坳陷是塔里木盆地北部一个次级构造单元,受晚新生代陆内造山作用控制,发育典型的挤压冲断构造; 同时,由于古近系和新近系盐层的存在,发育丰富的盐相关构造; 另外,冲断构造各段之间的调节作用还形成了一系列的走滑构造。本文利用最新的2D、3D 地震资料及钻井资料,分析总结了库车坳陷中部的变形样式及分布特征。研究结果表明: 1)根据变形的成因机制,将库车坳陷的构造变形划分为收缩构造、盐构造及走滑构造。2)收缩构造以逆冲断层及褶皱样式为主,盐上构造层可划分为断层相关褶皱和褶皱相关断层,其中断层多在盐层内滑脱。盐下构造层根据断层组合方式可划分为叠瓦状冲断构造、楔形冲断构造及滑脱冲断构造。盐构造可以划分为盐席、盐墙、盐楔入、盐刺穿及盐拱构造。走滑构造在剖面上可见花状构造及不协调变形,平面上则可见雁列褶皱、马尾断层及海豚效应。3)收缩构造及盐构造主要分布于克拉苏构造带及秋里塔格构造带内,自南天山至盆地中心,盐下构造层由叠瓦状冲断构造过渡至滑脱冲断构造,过渡带内则发育楔形冲断构造; 走滑构造集中于坳陷西部的阿瓦特-却勒构造段以及东部的克拉3-东秋8构造段。     

Structural Variation between the Western and Eastern Kuqa Fold-and-thrust Belt, China: Insights from Seismic Interpretation and Analog Modeling

The Kuqa fold-and-thrust belt exhibits apparent structural variation in the western and eastern zone. Two salt layer act as effective decollements and influence the varied deformation. In this study, detailed seismic interpretations and analog modeling are presented to construct the suprasalt and subsalt structures in the transfer zone of the middle Kuqa and investigate the influence of the two salt layers. The results reveal that the relationship of the two salt layers changes from separated to connected, and then overlapped toward the foreland in the transfer zone. Different structural models are formed in the suprasalt and subsalt units due to the interaction of the two salt layers. The imbricate thrust faults form two broom-like fault systems in the subsalt units. The suprasalt units develop detached folds terminating toward the east in the region near the orogenic belt. Whereas, two offset anticlines with different trends develop at the frontal edge of the lower salt layer and the trailing edge of the upper salt layer, respectively. According to exploration results in this region, the relationship between suprasalt and subsalt structures has an influence on hydrocarbon accumulation. We believe that the connected deformation contains high-risk plays while the decoupled deformation contains well-preserved plays.     

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。     

东秋里塔格构造带构造特征及油气勘探区带

东秋里塔格构造带是塔里木盆地库车坳陷的前缘构造带,整体表现为受新近系吉迪克组膏盐岩滑脱层控制的分层变形构造特征。盐上构造层主要发育断层相关褶皱,盐岩层以塑性流动变形为主,盐下构造层发育断层相关褶皱、冲起构造、逆冲断块等多种构造样式。依据盐下构造层变形特征,自西向东将东秋里塔格构造带划分为过渡构造段、叠瓦扇构造段、前端冲起构造段以及后端冲起构造段四段。过渡构造段内膏盐岩层发育层位由库姆格列木群转变为吉迪克组,盐下发育叠瓦扇构造;叠瓦扇构造段盐下发育典型的逆冲叠瓦构造样式;前端冲起构造段盐下发育断弯褶皱背斜,并在反冲断层的复合作用下发生冲起,主逆冲断层之下发育次级逆冲夹片;后端冲起构造段盐下发育断弯褶皱,并在背斜北翼发育一个独立的冲起构造。东秋里塔格构造带具备有利生储条件,构造分析表明过渡构造段、叠瓦扇构造段以及前端冲起构造段的盐下次级逆冲夹片具备勘探潜力,是有利的油气勘探区带。     

库车坳陷中部构造分层差异变形特征和构造演化

基于地表露头调查、地震资料解释、钻井及与盐相关的构造样式分析,对库车坳陷中部构造变形特征进行研究。结果表明:库车坳陷中部具有南北分带、东西分段、垂向分层的变形特征。以库姆格列木群膏盐岩为界可以分为盐上构造层、盐构造层、盐下构造层及基底构造层4层结构。该区域主要发育收缩构造样式及盐构造样式,盐上构造层、盐构造层及盐下构造层的构造样式及分布具有明显差异。盐上层主要发育逆冲断层及褶皱,盐岩层则以盐流动构造样式为主,盐下层则发育逆冲叠瓦断层等大规模推覆构造。研究区具有明显的分段变形特征,可划分为博孜—却勒构造段、大北—西秋构造段、克深—西秋构造段、克拉3—东秋构造段,其差异性主要表现为地表线性褶皱带分布、盐构造样式、盐下构造变形的差异。区域构造演化剖面研究表明库车坳陷主要经历了中生代伸展坳陷盆地(三叠纪—白垩纪)、新生代早期"挠曲"盆地(古近纪—中新世)及新生代晚期前陆盆地(上新世—第四纪)的演化过程。现今构造主要形成于库车组沉积的中晚期。     

扬子北缘复合构造带的结构、演化和动力学

扬子北缘复合构造带位于秦岭—大别造山带南缘与扬子板块北缘之间,由桐柏—大别造山带、武汉—怀宁断褶带、九岭—江南隆起带、瑞昌—铜陵断褶带和大冶—宿松对接带等构造单元组成,是中生代不同时期构造体制叠加,不同方向构造复合、联合的结果。该复合构造带北侧的桐柏—大别山南缘构造带和武汉—怀宁前陆断褶带由北向南逆冲,主要形成于晚印支期,是特提斯构造体制作用的产物; 而南侧的九岭—江南隆起带和瑞昌—铜陵断褶带,则由南向北逆冲,主要形成于早燕山期,是太平洋构造体制作用的产物,同时北侧的大别山南缘构造带和前陆断褶带受到影响,再次活动; 位于该复合构造带中部的大冶—宿松对接带是上述不同构造体制下,不同方向应力叠加,多期构造形迹复合最终形成的复杂构造带。所以,扬子北缘复合构造带是特提斯构造体制与太平洋构造体制转换的产物,是中下扬子两大构造体系转换的经典记录。     

冀东马兰峪背斜南翼与西部倾伏端盖层变形特征及其构造意义

燕山中部冀东遵化、迁西、青龙一带以太古宇深变质结晶岩系为核部的东西向构造形迹长期以来被认为是一个复式背斜构造,近年来又有学者提出它是一个中生代变质核杂岩。这2种不同认识涉及到华北克拉通北部中生代区域大地构造演化和稳定克拉通内部大型基底结晶岩系的剥露机制问题。对马兰峪背斜南翼和西部倾伏端盖层岩系开展的详细构造研究表明,变形总体表现为连续的褶皱变形及伴生的逆冲构造;构造样式表现为基底卷入式的厚皮构造与盖层内部软弱岩系控制的薄皮构造共存的特征;变形机制表现为顺层挤压导致的纵弯弯曲和相关的断裂构造;近南北向的缩短率介于16%～27%之间。盖层岩系中未发现变质核杂岩构造模型所预期的系列高角度正断层。基底与盖层不整合面接触带尽管在后期构造变形过程中曾经发生过局部的差异性滑动,但并不是造成大规模构造剥蚀和地壳柱切失的剥离断层。因此,冀东马兰峪背斜不是中生代的变质核杂岩,而是水平挤压背景下基底结晶岩系与盖层共同卷入纵弯褶皱变形的厚皮式褶皱构造。