年代古地理学: 理论与实践*

古地理学研究和探讨的是地质历史时期的地表环境,是构造—环境(气候)—物质相互作用的产物。传统的古地理学及相应的构造古地理、生物古地理学等对大地构造演化及古大陆重建、油气勘探等起到了重要的作用。随着地球演化的深入研究,在多层圈的相互作用,特别是古气候、古环境等研究基础上,需要有机地把地表环境和构造环境相结合,并且综合考虑深层及浅层地质过程对古地理格局的形成和演化的制约。在传统的古地理学基础上,提出一个新的学科——年代古地理学,用以研究和探讨地质历史时期的地表过程。该学科是精细的同位素年代格架下的不同动力学—运动学—物质迁移—环境变迁形成古地理的研究,或者物质—力学—环境(气候)相互作用下的古地理格局的研究。旨在研究和探讨地表过程,亦即形成地表环境的过程,强调同一时间的多元性、不同空间的差异性和不同尺度的穿时性。文中以近年来研究的台湾、扬子及华北克拉通等地区的精细时间尺度下的古地理环境为例,进一步剖析年代古地理学对于重新理解和认识古构造格局演化的重要性。     

塔里木盆地地球动力学演化与含油气系统旋回

论述了塔里木盆地的地球动力学演化过程,指出震旦-三叠纪和侏罗-第四纪是两个构造巨旋回．在这类旋回中,盆地经历了由伸展到聚敛的完整发育过程塔里木盆地的演化总体上表现为强伸展-聚敛-微伸展-强聚敛的特点盆地动力学旋回决定了油气的生运聚散过程．提出含油气系统旋口的概念．在分析寒武-奥陶系含油气系统旋回、石炭系-下二叠统含油气系统旋回和侏罗系含油气系统旋回的基础上,指出对含油气系统旋回的形成期与调整再分配期的研究更具实际意义．     

构造-沉积分异原理及其地质意义*

构造-沉积分异是地球表层的常见地质现象,发生于沉积盆地、造山带与克拉通等岩石圈构造单元,表现为岩石圈的深、中、浅层始终发生着沉积物、流体、能量与力的交换与分异过程。文中从物质组成、时空分布与力学机制等方面阐述构造-沉积分异的基本特征,并以中国沉积盆地为例进行分析。作者首先将构造-沉积分异定义为“由构造应力、热力、重力、地幔动力等因素引起地表地形差异,从而导致沉积物源、搬运体系与沉积作用变化的过程”;认为构造-沉积分异发生在不同尺度的洋-陆系统、盆-山系统、隆-坳系统、凸-凹系统与高-低地貌系统,受基底结构、强度与活动性的明显控制,构造应力、重力、热力、地幔动力等控制了该分异机制; 强调随时间演变出现构造-沉积分异演化旋回,表现为伸展期裂陷向聚敛期隆坳转变,碳酸盐岩分异台地向统一台地转变。上述控制因素与机制在时空上可以发生复合,导致多类构造-沉积分异作用出现。研究构造-沉积分异作用,可以为重建地球历史、加快矿产资源勘查和改善人类宜居环境做出贡献。     

贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件:来自不整合面和裂变径迹的约束

贺兰山构造带及邻区的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中新生代的构造事件及隆升过程是了解这一重要陆内变形带动力学机制的关键所在。本文采用不整合面分析法和低温热年代学方法,综合分析探讨了贺兰山构造带及邻区中新生代的构造事件及其构造演化过程。通过对该地区的野外地质调查,本次在中-新生代地层中由底到顶识别出6个不同类型的不整合面,它们分别是:(1) T_(2-3)/P平行不整合面;(2) J/AnJ角度不整合面-微角度不整合面;(3) K_1/AnK_1高角度不整合面;(4) E_3q/AnE_3;(5) N_1/AnN_1;(6) Q/An Q。在T_3d~3、J_2y和K_1变形前锋,可见与逆冲-褶皱造山带相关的同构造沉积生长地层,其在形态上表现为超覆、削截,在黄草滩等地局部与倒转背斜相伴生。这些不整合和生长地层是构造活动的直接证据。本次研究对采自该地区的12件样品分别进行了磷灰石、锆石裂变径迹测年及热史模拟分析。结果表明,裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为中侏罗世-晚侏罗世(168～159Ma)、早白垩世末(139～91Ma)、晚白垩世末(79～66Ma)、始新世(59～50Ma),反映出该地区在这4个时期发生了明显的冷却抬升事件,且这4期构造事件与野外观察到的地质特征有很好的地质响应。同时,热史模拟表明该地区整体上经历了晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世末-始新世3期快速隆升事件。综合研究表明,该地区主体逆冲褶皱的时间是从中侏罗世开始,早白垩世末构造运动最强烈,新生代又有所活动。     

阿姆河右岸区域构造大剖面解析及成因探讨

阿姆河盆地右岸区块地理位置位于土库曼斯坦的阿姆河流域北侧至土库曼斯坦—乌兹别克斯坦国境线南侧之间,西南紧邻吉萨尔山脉,是中石油重要的海外油气勘探开发基地。开展其构造特征解析和成因机制探讨,对研究含盐盆地分层构造变形特征和促进能源勘探开发均具有重要意义。以构造建模和构造复原理论为指导,精细解释过阿姆河右岸区块的东西向地震大剖面,分析其地质结构特征和形成演化过程。结果表明：阿姆河右岸区块纵向上发育前二叠系基底和二叠系—第四系沉积盖层。以上侏罗统基末利—提塘阶膏盐岩为界,盐上和盐下构造形态具分层变形特征;盐上多发育陡窄的滑脱褶皱,断裂以倾向NW的小断距正断层和走滑断层为主;盐下多发育宽缓的冲断褶皱,断裂以倾向SE的大断距逆断层为主。受基底构造楔楔入影响,研究区自西向东构造抬升和挤压幅度逐渐增大。根据平衡剖面复原并结合区域地质背景,将研究区构造演化划分为前二叠纪基底形成期、二叠—三叠纪弧后裂谷期、侏罗—古近纪稳定沉积期和新近纪以来挤压抬升期共4期构造演化阶段。新生代多方向构造叠加影响、基底构造楔活动和膏盐岩对分层构造变形的调节作用是阿姆河盆地右岸地区纵向分层、横向分带构造特征的主要控制因素。

     

特约主编致读者 热烈庆祝西北大学成立120周年

<正>金秋十月,西北大学将迎来她的120周岁华诞。在西北大学建校120周年之际,西北大学北京校友会地质分会与《古地理学报》合作,出版庆贺西北大学建校120周年专辑,向西北大学120周年献礼。西北大学肇始于1902年成立的陕西大学堂和京师大学堂速成科仕学馆。1912年始称西北大学。1923年改为国立西北大学。1937年西迁来陕的国立北平大学、北平师范大学、北洋工学院和北平研究院等组成国立西安临时大学,     

松南地区构造-地层层序与盆地演化

松南地区地跨兴蒙-吉黑褶皱带、华北板块及其北缘增生带等大地构造单元,主要发育一系列晚中生代小规模断陷沉积盆地,这些断陷盆地具有“多阶段演化和后期强烈改造”特征,目前已在彰武、昌图、茫汉等断陷发现了油气田。如何认识这些强烈改造断陷的含油气潜力、持续拓展油气发现是目前油气勘探研究的重点,剖析其构造-地层层序,解析盆地演化历史,是深入认识地区的油气地质条件、开展油气资源预测的重要基础。本文基于研究区最新的探井和地震资料,并结合周缘1:250 000区域地质填图成果,建立研究区内的地层系统;依据区域不整合面的发育特征,划分构造-地层层序与盆地演化阶段,探讨盆地形成历史。研究认为,松南地区的沉积盆地主要是在环太平洋构造体制的控制下发育的;发育下白垩统义县组底部、下白垩统泉头组底部、上白垩统四方台组底部等3个区域性不整合面,据此划分出基底构造层、断陷构造层、坳陷构造层、盆地反转构造层等四套构造-地层层序;相应地,松南地区经历了基底形成期、早白垩世断陷期、早白垩世末-晚白垩世坳陷期、晚白垩世末盆地反转期等四个盆地演化阶段;松南地区构造演化控制了区内含油气系统的发育与油气分布规律,下白垩统断陷构造层是目前勘探的主要目的层,油气地质条件优越,具有较好的油气勘探前景。     

准噶尔盆地南缘霍尔果斯和吐谷鲁断裂带断层泥分形特征与断裂活动关系

根据采集的天然断层泥样品 ,对准噶尔盆地南缘霍尔果斯和吐谷鲁逆断裂带中断层泥进行了显微构造、显微形貌和分形研究。研究结果表明 ,断层泥至少存在三期变形 ;同时断层泥和石英碎粒中既发育有线状擦痕、阶步等典型的粘滑活动显微构造 ,也发育有剪切滑动、定向排列等典型的蠕滑活动变形现象 ,说明了断裂活动的长期性和复杂性。断层泥的分形研究表明 ,霍尔果斯和吐谷鲁断裂带断层泥分维值分别在 2 .17～ 2 .6 3和 2 .76～ 2 .89变化 ,分维值与断层运动方式粘滑或蠕滑不存在因果关系。因此 ,断层泥分维值能否作为判别断裂活动方式值得进一步研究。     

鄂尔多斯盆地及邻区晚石炭世本溪期构造—沉积环境及原型盆地特征

原型盆地恢复有助于盆地构造—岩相古地理的研究和揭示盆山耦合,对油气勘探与开发具有重要的指导意义。本文利用最新的钻井、测井及露头资料,以沉积相为研究实体,运用盆—山结合的思路,由点—线—面进行分析,重建了鄂尔多斯盆地晚石炭世本溪组沉积时期的构造—沉积环境,研究了原型盆地特征及性质。本溪组沉积期,鄂尔多斯盆地沉积具有东西分异的特征：淳化—庆阳—吴起地区及北部伊盟地区为暴露剥蚀区,东部为克拉通内坳陷盆地,西部为克拉通边缘裂陷盆地。乌达—呼鲁斯台及鄂尔多斯—神木地区发育三角洲相,并向南逐渐推进;鄂西石嘴山、环县及鄂东府谷、延安地区以环带状潮坪—泻湖相为主,受间歇性海侵影响;吴忠、柳林—吉县地区发育低能的泻湖相;中卫—中宁、韩城及以东地区发育不同深度的陆棚及开阔台地。该时期盆地构造环境表现为南北向双向俯冲、贺兰拗拉槽再活化,格局经历了南隆北倾向北隆南倾的转变。受此影响,鄂尔多斯盆地构造古地理格局开始由东西分异逐渐向南北分异转变,受东西两侧海侵影响沉积相带呈环带状展布,但在盆地北部发育潮控三角洲,表现出近缘特征。晚石炭世鄂尔多斯盆地构造—沉积环境与原型盆地特征与其对周缘大地构造运动的响应。     

塔里木盆地玉北构造带断层特征及其裂缝分析

塔里木盆地玉北构造带形成于加里东中晚期, 主要断裂以挤压逆冲为主, 早期形成断层传播褶皱样式, 断层总体终止于石炭系/奥陶系不整合面之下.该地区奥陶系碳酸盐岩储层易发育断层伴生裂缝和褶皱调节性裂缝, 主要分布在膝褶带和断层传播褶皱区.海西晚期玉北地区断裂重新活动, 仍以挤压为主形成三角剪切样式, 但断层位移量并不大, 该时期玉北构造带基本定型, 储层裂缝易发育在三角剪切变形区.喜马拉雅期玉北地区存在微弱构造变形, 玉北构造带主要受到构造的叠加改造.新生代青藏高原向东的扩张产生北东-南西向的构造应力场, 使得北东-南西向的玉北断裂带具有开启性, 对玉北地区油气调整和聚集会有一定的影响.