板块俯冲变形过程二维离散元模拟—对东海陆架盆地成因启示

俯冲变形作用是板块汇聚过程中存在的构造地质现象,是当前构造地质研究的热点。目前对板块俯冲变形的研究尚不完善,俯冲角度变化对变形过程造成的影响还需进一步研究。位于欧亚板块东南部的中国东海大陆架盆地的构造演化特征及动力学机制与菲律宾板块向欧亚板块的俯冲作用有关。利用构造地质领域中新兴的离散元模拟方法,通过构建离散元模型模拟研究板块俯冲变形演化过程,并将实验结果与菲律宾板块向中国东海俯冲部位地层相比较,结果表明:(1)板块俯冲变形特征与俯冲角度有关,俯冲角度不同,其最终形成的变形样式也不同;(2)断层数目随着俯冲角度的减缓而增加,断层所扩展的水平距离随俯冲角度的减缓而增大,且不同俯冲角度下相同位置所形成的断距不同;(3)俯冲楔高度随着俯冲角度的减缓而增大,地壳变形幅度越大,且最终形成俯冲楔形态类型不同;(4)反冲断层形成时间随着俯冲角度的减缓而越来越晚;(5)实验模拟结果与实例具有相似的构造特征。研究结果解析了不同俯冲角度下板块俯冲变形的演化过程,有助于对板块汇聚过程中俯冲变形作用的进一步认识。     

东濮凹陷构造变形的物理模拟研究

东濮凹陷是一个研究程度较高的含油气区,前人在构造变形研究方面多注重于伸展变形的几何学分析而忽略了形成机制中走滑分量的作用。本文在对区域地质背景和东濮凹陷构造特征分析基础上,设计平、剖面砂箱实验对该凹陷的构造变形进行伸展-走滑模拟研究。结果表明:(1)具走滑性质的断裂组合形成的构造样式更加复杂多样,走滑断层弯曲会产生挤压或伸展分量,在相邻的区域内形成局部的凹陷和隆起,主动盘的不同会形成不同的断裂组合;(2)在区域NNW—SSE向伸展变形下,形成了东濮凹陷两洼一凸的近对称格局,基底深断裂的张扭性开裂加速了凹陷的形成,主断层上、下盘均有明显的活动;(3)受基底断裂活动影响,大约Es~2-Ed沉积期凹陷存在一个明显的右旋走滑变形期,在凹陷的中部隆起带上出现了负花状、火焰状等典型走滑构造样式,走滑变形具有阵发性特点。     

多幕裂陷盆地构造-沉积响应及陆丰凹陷实例分析

裂陷盆地常常经历了多层次、多周期的幕式沉降过程.若盆地的演化包括了两幕或以上的裂陷旋回,则称之为多暮裂陷盆地.多幕裂陷盆地构造演化特别是复杂的断裂发育特征及其活动方式引起国际地质学家广泛的关注.多幕次裂陷作用下断裂活动方式的转型,必然会导致物源水系、沉积物入口位置及砂体分散方式的系统性差异.前人研究表明,在第一暮裂陷或...     

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。     

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。     

大兴安岭中南段杜尔基地区早白垩世侵入岩岩石地球化学特征及构造环境

杜尔基地区处于大兴安岭中南段,区内中生代侵入岩广泛发育。八个样品K—Ar全岩法测年结果为100．15～120．29Ma,形成于早白垩世。岩石化学分析结果具有高硅、高钾、富碱、过铝、贫铁、镁、钙特征,属于碱性岩系列。稀土元素总量平均值为146．85μg/g,球粒陨石标准化曲线整体平缓右倾,显示富Rb,贫Sr、Ba特征,具有Eu负异常,微量元素具有明显的Sr、Ba、Ti负异常,反映了具有强烈分异的分离结晶作用存在,说明岩石形成于长期较稳定的构造背景,可能形成于非造山板内裂谷或热点地幔柱环境。     

走向构造地质学健康发展之路——我国构造地质学有关问题及未来发展方向探讨

半个多世纪以来,我国构造地质学教学和科学研究均取得了长足发展,但也出现了一些问题。为了促进学科发展,让构造地质学走上健康发展之路,构造地质与地球动力学专业委员会组织召开了“构造地质学有关问题及未来发展方向”研讨会。本文为该研讨会成果的简要总结,内容包括：(1)构造地质学概念、理论和方法理解和应用中存在的部分问题;(2)构造地质学教学存在的一些问题及建议;(3)构造地质学未来发展方向;(4)走构造地质学健康发展之路。供有关部门和人员参考。     

柴达木盆地狮子沟-油砂山构造带变形特征及成因模拟

通过地震剖面解释、平衡剖面编制、构造物理模拟等综合研究,认为狮子沟-油砂山构造带具有垂向分层、走向分段变形特征.垂向上以T3地震反射层为界划分为深、浅两个构造层,深层变形样式为正断层组成的地堑、半地堑、反转半地堑组合,浅层变形样式为滑脱断层、冲起背斜构造组合.走向上可划分为狮子沟、油砂山、大乌斯三个构造段,其变形样式分...     

正牵引构造形成过程的物理模拟及其油气勘探意义:以克-百断裂带为例

长期以来牵引构造被视为油气勘探的重点领域,随着构造沉积学的发展,同沉积逆牵引构造已经取得了大量的进展,但是对正牵引构造的研究还比较少,使其成为了研究热点。关于克-百断裂带的构造成因机制尚还存在争论,与正牵引构造相关的物理模拟在国内尚未见报道。本文通过地震解释资料描述了准噶尔盆地西北缘克-百断裂带正牵引构造的变形特征,结合应力场分析,讨论了正牵引构造的成因机制;并设计物理模型对正牵引构造的形成演化进行了模拟,给出了克-百断裂带为挤压成因的新论据。研究认为,克-百断裂带的正牵引构造是在印支期、燕山期挤压推覆过程中形成的,属于同生逆断层体系;塑性地层的发育是正牵引构造产生的前提;随着前冲断层倾角变大,断层活动性减弱,为断层上盘地层收缩形成正牵引构造创造了条件。此次研究提出正牵引构造的形成演化模式分为三个阶段:第一阶段为褶皱轴面紧贴断层面的雏形阶段;第二阶段为褶皱轴面旋转,规模扩展阶段;第三阶段为继承性同沉积阶段。结合前人研究成果,认为同生逆断层可作为油气运移通道,但是正牵引构造的高部位并不一定是有利的油气聚集区;正牵引构造第一阶段形成的底形控制了砂体的展布,在第二阶段,构造低部位能形成岩性油气藏;而正牵引构造发育的第三阶段,可在构造高部位形成构造或地层圈闭油气藏。