位移转换的两种概念模型与实例

运用断层转折褶皱理论建立位移转换的两种概念模型, 即反向对称模型和无穷等分模型. 构造几何学和运动学分析表明, 这两类位移转换都造成上覆褶皱向断层位移方向偏移, 偏移角度的正切值等于位移转换梯度. 利用位移转换机制可以合理地解释多层次滑脱构造地区地表(浅层次)褶皱的扭曲及分叉现象, 例如在秋里塔格褶皱带中段, 深部断层之间的位移转换造成库车塔吾深层背斜和南秋里塔格深层背斜在走向上呈左列叠置, 二者在交汇处叠加形成长约18 km的双重构造带, 地表(浅层次)背斜在这个区域向南迁移形成显著的“S”型扭曲.     

龙门山与四川盆地过渡带构造变形几何学、运动学及其对地震风险评估的影响

龙门山前至龙泉山构造带是理解青藏高原东南缘向东南扩展及其与四川地块相互作用的关键地带,也是探讨2008年5.12汶川MW8.0级地震的构造变形机制及开展地震风险评估的关键部位。     

四川盆地北部地区三叠系构造及其演化特征分析

四川盆地北部地区以下三叠统嘉陵江组四段-五段的大套膏岩层为分割层,将其分为上下两个构造层,上构造层断裂以膏岩层作为主滑脱层,上、下构造层断裂均终止于膏岩层。区内东部构造运动最为强烈,断裂非常发育。中部地区上构造层断裂相对发育,下构造层不发育。西部受构造运动影响最小,断裂不发育。断裂样式主要表现为"Y"或反"Y"字型组合、"树枝状"、平行及对冲断裂等。三叠系主要在平昌-达州-宣汉一带发育北东-南西向断裂,通江以东地区以北西-南东走向为主,中部平昌-龙岗一带受力复杂,断裂走向较不规律,元坝地区发育有南北走向断裂,往西断裂逐渐不发育。全区可划分为7大构造带,其中米仓山前缘褶皱构造带包含了西部九龙山背斜和东部通南巴构造; 川北凹陷构造带仅在上构造层有少量断裂发育; 川北平缓构造带上构造层发育大量中小型断裂; 大巴山前陆盆地构造带属于断褶发育的凹陷带; 川东高陡构造带构造变形强烈,上构造层多发育披覆背斜及较陡断背斜,下构造层发育断背斜并伴有断堑、断垒特征。该地区下构造层断裂发育开始于印支早期构造运动,印支中后期断裂活动进一步加强; 上构造层断裂发育始于印支中后期构造运动,盆地北部整体开始抬升使雷口坡组顶部遭受剥蚀; 燕山期上、下构造层断裂进一步发育,山前褶皱构造带挤压变形强烈,构造格局基本定型,喜马拉雅山期运动对研究区构造具有叠加改造作用。     

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。     

塔里木盆地顺北5号走滑断裂带北-中段构造特征与多期构造叠加演化时-空序列

顺北5号走滑断裂带,以独特的“纵向分层、走向分段、多期构造叠加”为典型的宏观构造特征.因其构造变形的复杂性,准确掌握其构造特征,进而重建其构造叠加演化历史仍然是一个关键命题,这对于理解走滑断裂带时-空演化过程具有重要意义.研究以深钻井和高精度三维地震资料为基础,通过剖面、层面构造解析与剖面构造回剥反演,对顺北5号带北-中段构造变形特征与多期构造叠加变形时-空序列进行精细、全面的研究,得出如下结论：（1）深部（震旦系至中奥陶统）主剪切带内,不同层系构造特征差异显著,沿断裂带走向构造变形显著分段,在纵向、走向两个维度都表现出显著的应力-应变局部化特征.（2）浅部碎屑岩层内（上奥陶统至石炭系）,发育走滑相关褶皱变形和三套雁列正断层组.三套雁列正断层组上下叠置、多期叠加变形.其中,第一、第二雁列正断层组与发育在同一层系的走滑相关压扭背斜分别同期耦合变形.（3）顺北5号带北-中段经历了初始破裂期（中奥陶世末-晚奥陶世初）、构造雏形期（桑塔木组沉积早-中期）、构造大发展期（柯坪塔格组沉积期）、构造继承性活动期（塔塔埃尔塔格组沉积中后期至东河塘组沉积前）、剪切方向反转期（晚石炭世-二叠纪）等5个阶段...     

深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究——以汤加—克马德克地区俯冲板片为例

西南太平洋板块与澳大利亚板块之间的汤加—克马德克俯冲带,是研究地球动力学最重要的区域之一.本文研究根据MIT-P08地震数据,结合板块构造边界、地震活动分布、海岸地形数据等,基于GOCAD软件平台建立三维地震层析成像,对西南太平洋板块的汤加—克马德克俯冲板片进行三维解释.地震层析成像显示汤加—斐济地区地幔至少存在三个"高速"异常体.早期汤加—克马德克俯冲板片穿过地幔转换带,并进入下地幔,最大深度达1600 km.三维构造模型揭示了汤加—克马德克板片在深度600~800 km处存在断折形变,该俯冲板片去褶皱恢复后,测量其俯冲的最大位移达2600 km.汤加—克马德克板片开始快速俯冲的时间至少在30 Ma之前,平均移动速率约为68~104 mm /a.俯冲板片三维构造重建和恢复,可以有效揭示俯冲板片几何学、运动学,为研究深源地震成因、地球深部变化过程和动力学机制提供约束.     

东天山博格达地区石炭系构造-地层划分及成盆背景分析

东天山博格达地区经历了古生代长期俯冲增生与中—新生代多期陆内变形改造作用,但对于博格达山石炭纪构造属性与演化阶段等问题始终存在争议,制约了对北疆晚古生代构造格局的认识。利用博格达山露头及其两侧盆地钻井、地震资料,运用盆地构造分析思路与方法从盆-山尺度开展了石炭系地层格架及岩浆活动特征综合对比研究,划分博格达地区石炭系构造-地层单元并分析石炭纪构造背景。研究结果显示:博格达山相邻的准噶尔盆地和吐哈盆地发育下石炭统与下伏地层(C₁/AnC)不整合,而上、下石炭统之间(C₂/C₁)、二叠系与上石炭统(P/C₂)不整合在博格达山及相邻盆地普遍存在,由此将博格达地区石炭系划分为下石炭统和上石炭统2个主要构造层,揭示研究区经历了两个主要的构造演化阶段。进一步结合构造变形演化、盆地构造沉降特征及构造环境分析结果,认为博格达山石炭纪为俯冲相关伸展背景下的弧后盆地,经历了早、晚石炭世两阶段伸展裂陷作用,并在裂陷晚期均明显遭受了周缘块体碰撞拼贴事件的影响。     

冲断构造与正反转构造物理模拟实验的研究进展

冲断构造和正反转构造是我国西部叠合盆地中典型的构造样式,其构造物理模拟实验是研究和模拟自然界冲断构造（正反转构造）变形特征和动力学过程的一种有效的实验方法。在查阅大量相关资料的基础上,本文概述了物理模拟实验的发展历史,以及国内外在实验理论、实验技术和从二维到三维转变等方面的研究现状。目前,构造物理模拟实验已被广泛应用于构造地质学、石油构造地质学等众多研究领域,是油气勘探研究由定性描述跨入半定量-定量分析的有效途径之一。本文分别阐述了冲断构造和正反转构造在近年来取得的进展：1）在冲断构造物理模拟实验方面,介绍了双指向冲断构造和推覆体、地表作用对冲断构造的影响以及冲断构造中地层缩短量和应变等3方面的进展;2）在正反转构造物理模拟实验方面主要讲述了基底对反转构造演化型式的制约以及反转临界条件的三维构造模拟取得的进展。同时,认为物理模拟在未来的发展过程中应紧密结合数值模拟、高精度成像技术和数据采集技术等。作为研究构造变形机制的重要媒介,冲断构造物理模拟在塑性变形对冲断构造的影响、如何反映现代构造地质学成果以及模拟过程中如何加入化学物质迁移等问题方面仍存在不足。此外,高端实验室的建设和模拟技术也是构造物理模拟实验面临的一个问题。     

四川盆地东南部泸州古隆起的厘定及其成因机制

对盆地内部大型古隆起地质结构认识的逐渐加深,往往伴随着重要的油气勘探发现,前期丰富的油气勘探成果表明,泸州古隆起是四川盆地重要的聚油气构造单元之一。同时,泸州古隆起的形成与演化又受到多种地质因素的影响,它是扬子板块内部变形与周缘地块在印支期造山运动的联合响应,是研究盆-山耦合关系与盆地叠加改造过程的天然场所。借助于大量的地震反射剖面和钻井资料,对川东南地区印支期泸州古隆起进行详细的厘定。通过不同地区的地层对比分析,识别隆起发育地区的三叠系地层缺失情况。在精细追踪地震层位的基础上,分析了不整合面的发育特征,进而认识泸州古隆起的阶段性演化特征。利用井、震结合的方法,追踪不同时期的地层尖灭点分布范围,较为详细地刻画出泸州古隆起的展布特征。结合研究区大地构造背景,进一步分析泸州古隆起形成与演化的动力学特征,提出泸州古隆起的成因机制模型。研究认为,四川盆地东南部地区发育印支期的泸州古隆起,其经历了3个显著的演化阶段:早三叠世嘉陵江组沉积时期为萌芽期,中三叠世雷口坡组沉积时期为发育期,晚三叠世须家河组沉积时期为隆起的消亡期。泸州古隆起的形成受控于周缘地块的印支期造山运动,是扬子地块东南缘江南雪峰造山带自东向西挤压、迁移过程中形成于山前坳陷带的前缘隆起。     

中国北疆泥盆纪角质残植煤的发现及其对比研究

泥盆纪角质残植煤是陆生植物早期演化阶段形成的特殊煤种.此前,中国只在南方扬子地区有过发现,其中以云南禄劝泥盆纪角质残植煤最为有名.近年来,我们在准噶尔盆地西北缘布龙果尔地区的泥盆纪地层中发现和证实了此特殊煤种的存在,且其地质时代与云南禄劝角质残植煤一致,为中泥盆世吉维特期.北疆泥盆纪角质残植煤层状结构特征明显,似纸片或...