Ore-controlling Regularities of Thrust-fold structures and features of Tectono-geochemical Anomalies at the Xiaozhuqing Exploration Area in the Huize Zn-Pb District

1 Introduction The huize Zn-Pb ore district in Yunnan province is locatedinthecentralsouthernofthe Sichuan—Yunnan—GuizhouPb-ZnPoly-metallic Mineralization Area in the southwestern margin of the Yangtze Block,and is strictly controlled by fault structures.It has developed to one of the famous production bases of lead&zinc and germanium in China.

冀北崇礼-赤城地区逆冲推覆构造特征及地热勘探前景

【研究目的】本文对崇礼—赤城地区隆起山地型带状热储进行了总结,对类似勘探区的地热调查工作具有一定的借鉴作用,可为后续地热资源勘探提供新的依据。【研究方法】通过野外地质调查与详细构造填图,结合可控源音频大地电磁测深(CSAMT)探测结果,分析了崇礼-赤城地区的逆冲推覆构造特征与地热勘探前景。【研究结果】崇礼-赤城地区发育了多种样式的逆冲断层,逆冲断层主要表现为从北向南的逆冲运动方向,在主底板逆冲断层的作用下,太古界、中元古界、白垩系自老向新依次推覆,形成了具有典型逆冲推覆构造分带分层现象。CSAMT剖面测量与解释的初步结果,验证了崇礼-赤城地区发育的逆冲推覆构造,逆冲岩席中发育多条叠瓦式逆冲断层,其断层面向北倾斜,倾角大于60°,向深部汇聚于主底板逆冲断层。【结论】逆冲推覆构造之上发现的中元古界长城系白云岩、白云质大理岩,扩展了该地区地热勘探前景。

基于离散元数值模拟的构造变形机制分析方法——以准噶尔盆地南缘为例

受多期构造运动影响,准噶尔盆地南缘前陆冲断褶皱带具横向东西分段、南北分带,纵向构造叠置的变形特征。但该区构造变形机制及样式的不同认识在一定程度上制约了油气勘探的深入。为探究准南缘新生代以来构造变形机制及其变形过程,本文利用高精度地震、钻井和岩石力学等资料,根据实际地质条件,重点考虑滑脱层的数量、强度及厚度变化,结合滑脱层纵向组合、横向分布范围及同沉积作用、先存构造等因素,共设计了10组模型,并采用离散元数值模拟方法开展了对比实验。实验结果表明,滑脱层强度、厚度及其组合主要控制冲断褶皱带构造纵向叠置关系及构造样式,滑脱层分布及同沉积作用主要控制其横向变形范围,先存构造主要影响后期构造的继承性发育。在此基础上,分段开展了多因素组合模拟实验并与实际地震剖面进行对比,重构了准南缘构造变形过程,揭示了新生代以来其构造变形机制,即先存断裂、古凸起、三套不同性质滑脱层纵向叠置关系和同沉积作用共同控制了西段构造的形成与演化,“下强上弱”“下薄上厚”两套纵向叠置滑脱层控制了中段构造的形成与演化,先存断裂及单套较弱滑脱层控制了东段构造的形成与演化。该方法可为类似的复杂构造变形区提供参考。

塔里木盆地西北缘乌什西次凹的地层系统和构造特征

乌什西次凹位于塔里木盆地西北缘,隶属于库车坳陷的乌什凹陷。它位于南天山主山脉(哈尔克山)和塔里木盆地柯坪—温宿凸起之间。区域构造格局上,这里是塔里木克拉通向西北自然延伸的部分。次凹北缘的阿合奇断裂是南天山造山带和塔里木克拉通的分界。乌什西次凹内发育与柯坪—温宿凸起相似的晚前寒武纪—古生代地层系统,包括寒武系、奥陶系和石炭系的烃源岩。新近系—第四系碎屑岩建造直接不整合于变形的古生代被动大陆边缘碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造之上;剖面上,向南天山方向加厚,向塔里木克拉通方向减薄,呈现典型的前陆盆地剖面结构特征。这是一个晚新生代陆内前陆盆地,叠加在晚海西期—燕山期古隆起之上。这里的构造变形主要有3期,分别是中海西期、晚海西期—印支期和晚喜山期。变形以厚皮冲断构造及其相关褶皱为主,薄皮构造不发育。平面上,主构造线走向NE-SW。剖面上,以南天山向塔里木冲断为主。

四川盆地南部泸州—云锦地区走滑断裂构造变形特征

以多重滑脱褶皱冲断构造为主要变形的泸州—云锦地区同样发育走滑断裂。逆冲构造和走滑断裂的分类、分期厘定对于重新认识泸州—云锦地区的断裂系统具有重要意义。以泸州—云锦地区的高精度三维地震数据、钻测井数据为基础,通过平面—剖面结合精细构造解析和井—震标定分析,获得如下认识:1)北东向、北西向、近南北向等不同走向、不同级别的逆断层和褶皱带叠加、复合变形,构成了泸州—云锦地区网状的多重滑脱冲断褶皱构造变形系统。2)区内主要发育4条走滑断裂带,断层对关键界面的改造呈现出微小伸展地堑的变形特征,在剖面上则主要表现出“Y”字形负花状构造的变形样式。其中,蜀南1号走滑断裂带近南北走向,在左旋剪切作用下形成;蜀南2号、3号走滑断裂带由多条次级断层带或小型正断层左阶斜列构成,形成于右旋剪切背景。蜀南1号、蜀南2号、蜀南3号走滑断裂带均形成于二叠系沉积前(相当于泥盆纪—石炭纪)。蜀南4号走滑断裂带则呈北东走向,主体沿着背斜带的脊部发育,在右旋剪切作用下发育,形成于二叠系沉积后(相当于早-中三叠世)。蜀南4号断裂带、蜀南3号断裂带的局部区段以及主体发育在二叠系—三叠系内的逆冲断层,对志留系、二叠系、三叠系的多套源储组合具有良好的沟通作用;同时,它们对断控缝洞型储集层的形成具有积极影响,利于二叠系栖霞组、茅二段、嘉陵江组等多层系的油气聚集成藏。

塔里木盆地东北缘吐格尔明背斜和阳北断裂带构造分析

吐格尔明背斜和阳北断裂位于塔里木盆地北缘,南天山山前库车褶皱冲断带的东段,两者均为基底卷入型构造。阳北断裂是一个反转构造,其变形历史可以追溯到侏罗纪—白垩纪的正断层;新生代构造反转,发生了多期冲断变形加速期,分别发生于白垩纪末—古近纪初、古近纪末—新近纪初、中新世早期、上新世和第四纪。吐格尔明背斜构造带是阳北断裂中新世早期及以后的冲断作用派生出来的一个次级基底卷入型构造变形带。它由吐格尔明背斜及其南、北两条呈背冲关系的逆冲断层组成。背斜核部元古宇变质岩出露地表;中、新生界直接不整合于变质岩之上,缺失全部古生界,说明研究区可能属于一个长期存在的古生代古隆起。

准噶尔盆地南缘西部山前褶皱—冲断带构造分带特征及形成演化

准噶尔盆地南缘西部构造呈新的构造叠置特征和复杂的复合叠加构造样式,叠加构造在空间分布上具有明显的分带特征。根据野外地质调查和地震解释资料,采用平衡剖面恢复、楔型构造理论和构造地质学分析方法,研究复杂叠加构造变形差异及分带特征。结果表明:准噶尔盆地南缘西部发育受基底卷入与顺层滑脱联合与差异控制下的空间断褶体系,褶皱发育受断层控制,褶皱与断层相互叠加形成构造楔、双重构造、突发构造等复合构造样式,表现为多期活动特征。研究区按构造变形性质及变形差异可划分为山前逆冲推覆构造带、基底卷入型褶皱—冲断带、盖层滑脱型褶皱—冲断带3个构造带;其中,基底卷入型褶皱—冲断带与第一排断褶带重合,受控于基底卷入型断裂体系,发育基底卷入式大型构造楔、背形堆垛式双重构造与前倾双重构造,背斜轴线与断层线平面重合度高;盖层滑脱型褶皱—冲断带包括第二和第三排断褶带,受控于顺层滑脱型断裂体系,发育断展褶皱,背斜轴线与断层线平面重合度低,构造垂向上具有分层差异,构造变形程度自南向北表现为由强至弱。挤压应力作用的时期和强度、滑脱断层的向北滑脱、构造楔的楔入长度及推挤距离、滑脱层的厚度和上覆地层厚度,以及沉积时代、沉积速率和岩性差异等因素是引起研究区构造垂向分层、南北分带的原因。该结果对明确研究区构造发育及下一步油气地质勘探具有指导意义。

塔里木盆地库车褶皱冲断带东段依奇克里克背斜的构造特征和形成演化

依奇克里克背斜位于塔里木盆地北缘,库车褶皱冲断带北部构造带东段。它是一个基底卷入型开阔直立背斜,是在晚海西期古隆起和印支期库车周缘前陆盆地前渊带背景下形成的一个含油气构造。背斜核部出露的最老地层是白垩系下统,向两翼方向依次出露古近系、新近系和第四系。钻井资料揭示,之下还有三叠系和侏罗系含煤碎屑岩建造,不整合于石炭系灰岩之上。中新统吉迪克组至更新统西域组是背斜的生长地层,古近系及以下地层是前生长地层。背斜位于库车褶皱冲断带根带,发育厚皮构造;向前锋方向,逐渐演变为薄皮构造。褶皱冲断带的两个主滑脱断层分别发育于侏罗系煤层和吉迪克组膏盐层。作为印度—亚洲碰撞的远程效应,背斜的变形起始于古近纪末—新近纪初,经多个变形加速期,脉式冲断,直至第四纪晚期才最终定型。

荥经-峨眉地区上三叠统物源变化及对扬子板块西缘构造活动的启示

碎屑岩物源研究是当今地质学研究的热点,利用多种物源研究方法可以全面揭示碎屑岩的源岩信息,揭示源区构造古地理格局的变化。三叠纪期间,扬子板块西缘由被动大陆边缘转变为挤压构造带,引起了显著的古地理格局和沉积体系的变化,但目前对这一转变过程仍缺乏研究。本文综合利用砂岩颗粒成分统计、电子探针测试重矿物成分和碎屑锆石U-Pb年龄方法,研究了荥经-峨眉地区上三叠统碎屑岩物源转变时间,并结合其他地区物源研究探讨了扬子板块西南缘的物源变化过程。结果显示,上三叠统马鞍塘组的砂岩主要由石英和长石组成;电气石主要来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩,其次来自富铝贫钙变质碎屑岩;铬尖晶石来自具有洋岛和大火成岩省背景的基性-超基性火山岩;碎屑锆石U-Pb年龄的主要分布在730~850Ma范围内。上三叠统须家河组的砂岩由石英、岩屑和长石组成,具有再旋回造山带物源;电气石大部分来自富铝贫钙、贫铝贫钙的变质碎屑岩,小部分来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩;铬尖晶石主要来自具岛弧背景的橄榄岩;碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在200~300Ma、400~500Ma、650~850Ma、1750~1950Ma和2400~2600Ma年龄段。综合分析表明,马鞍塘组的物源为康滇构造带的新元古代花岗质结晶基底,并包含少量新元古代中酸性火山岩、变质碎屑岩和二叠纪基性-超基性火山岩;须家河组的物源包括松潘-甘孜褶皱带的三叠系浊积岩、花岗岩类以及龙门山断裂带的上古生界碎屑岩与新元古界基底。马鞍塘组与须家河组之间的物源转变,表明扬子板块西缘的松潘-甘孜褶皱带和龙门山断裂带取代康滇构造带成为新的地貌高部位和主要剥蚀区,这一古地理格局的转变发生于马鞍塘组沉积之后,即晚三叠世的卡尼期与诺利期之间或诺利期期间。

超深层逆冲推覆构造致密砂岩储层地应力场扰动特征——以塔里木盆地博孜-大北地区白垩系储层为例

塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区白垩系致密砂岩储层在由北向南的逆冲推覆下,发育了一系列大规模的北倾断层和叠瓦状堆叠的褶皱构造。复杂的构造形貌致使该区地应力复杂多变,储层改造效果差异明显。因此,亟需厘清研究区内复杂构造对地应力的扰动特征。结合多种方法对单井现今地应力的精确解释,分别分析断裂、褶皱和断褶复合构造对地应力的扰动效果,明确了相关扰动机理,并绘制了研究区地应力扰动特征分区图。基于扰动特征,绘制了不同构造的地应力扰动特征模式图,并提出井位、井轨迹建议。断裂对地应力有卸载作用,断裂附近水平主应力梯度出现不同程度的降低,其中最大水平主应力梯度降低约0.3 MPa/hm;近EW走向的断裂使得近SN向的区域应力方向发生顺时针偏转,偏转角度最大达60°;不同规模断裂的扰动范围为断距的60%。当地层曲率超过0.4 km^(-1)时,褶皱对地应力存在扰动,褶皱地层上部张性扰动区地应力较区域应力减小,下部挤压扰动区地应力增加;张性扰动区最大水平主应力梯度最大约降低0.3 MPa/hm,地应力方向逆时针偏转,偏转角度最大达70°;褶皱变形曲率越大,张性扰动区厚度越大,扰动越明显。断褶复合构造下,断裂扰动区和褶皱张性扰动区叠加会使得地应力进一步减小,地应力方向在两者扰动效果抵消后较区域应力偏转较小或不偏转。综合考虑储层改造难易程度和致密气富集特征,应优先于断褶复合构造带断裂和褶皱张性扰动叠合区部署钻井,建议钻深不超过褶皱中性面,水平井轨迹沿EW向设计。

塔里木盆地西北缘神木园-古木别孜冲断系的构造样式和形成演化过程

塔里木盆地西北缘的神木园-古木别孜冲断系,由神木园冲断带和古木别孜冲断带组成。前者位于乌什凹陷北缘,以厚皮构造为主,形成基底卷入型冲断楔。后者位于乌什凹陷南缘,为一盖层滑脱冲断构造,主滑脱面位于中新统吉迪克组膏泥岩。其中,古木别孜背斜是古木别孜断裂的断层传播褶皱。该冲断系是晚新生代南天山陆内造山带南麓的前陆褶皱冲断带的一部分,属于印度—亚洲碰撞的远程效应。该陆内造山带叠加在先存的增生-碰撞造山带之上。生长地层显示,神木园-古木别孜冲断系形成演化过程为前展式。其变形首先发生于冲断系根带的神木园冲断带,起始于上新世中期(3.5 Ma)。上新世末—第四纪初(1.8 Ma)向前推进至古木别孜冲断带,并在第四纪持续演化。

塔里木盆地北缘秋里塔格地区新构造运动及铀成矿作用阶段划分——来自不整合的约束

秋里塔格构造带为新构造运动的产物,构造变形复杂且强烈,然而对其构造变形时间和变形过程的认识仍存在争议,同时对第四纪以来的构造变形过程刻画较少,制约了铀成矿过程的研究。文章以秋里塔格构造带不整合为研究对象,在探讨不整合构造意义的基础上进行新构造运动过程研究;以上新统库车组下段为主要研究层位,探讨其赋矿砂体、层间氧化带等两大成矿要素特征及其与新构造运动的关系,进而进行铀成矿作用过程研究。研究表明,秋里塔格构造带不整合包括下更新统西域组下伏不整合、中更新统乌苏群下伏不整合、上更新统新疆群下伏不整合,分别显示为削截低角度不整合、超覆平行-高角度不整合、削截平行-高角度不整合。秋里塔格构造带新构造运动阶段可划分为3个阶段:平缓背斜发育阶段(N_(2)^(1)-Qp_(1))、箱式背斜发育阶段(Qp_(1)-Qp_(3))、构造突破阶段(Qp_(3)-今)。上新统库车组铀成矿过程可划分为3个阶段:同生沉积预富集阶段(N_(2)^(1)-N_(2)^(2)),时限为5.5~4.3 Ma;褶皱期层间氧化阶段(N_(2)^(2)-Qp_(2)),时限为4.3~0.12 Ma;剥蚀突破期改造-氧化阶段(Qp_(2)-今),时限为0.12 Ma~今。

褶皱冲断带物理模拟实验研究进展

褶皱冲断带油气资源丰富,统计表明全球探明油气储量约14%分布在褶皱冲断带。自从1815年地质学家第一次以模拟实验的方式验证了褶皱形成于岩层遭受水平挤压变形的二百多年来,针对褶皱冲断带的物理模拟实验研究无疑是最卓有成效的研究领域方向之一。本文从追溯早期模拟实验先驱,到近二十年来国内外相关研究进展综述,着重分析和评述物理模拟实验研究对于前陆褶皱冲断带构造理论发展的主要贡献。强调造山带临界楔体理论以及基底滑脱层强度、流体超压和变形岩层内聚强度等对构造变形过程的控制作用。主要介绍的实验性标志成果有:(1)褶皱冲断带构造变形的生长规律;(2)褶皱冲断带的构造变形机制;(3)褶皱冲断带中构造变形的主控因素。我们的目的是提供引人入胜的物理模拟实验研究成果,吸引更多现在和未来的研究人员理解和重视物理模拟工作,借助日益进步的实验装置和技术方法,促进盆地构造研究在学科发展道路上,一步步实现从定性走向定量、从二维走向三维、从几何学和运动学走向动力学的飞跃。

数值模拟在沉积盆地褶皱冲断构造变形研究中的应用与发展

数值模拟是一种利用电子计算机,通过数值计算和图像显示的方法,研究工程问题、物理问题乃至自然界各类问题的方法。随着高性能计算的不断发展,数值模拟方法在沉积盆地构造变形研究中的应用不断扩大,学术界和工业界将数值模拟方法广泛应用于盆地构造变形特征与变形机制的定量研究,取得了丰硕的成果。本文在系统分析前人数值模拟成果的基础上,阐述了有限元、有限差分、边界元和离散元四种常用数值模拟实验方法的特征和应用。同时,本文对近年来数值模拟方法在沉积盆地褶皱冲断构造变形中的研究进展进行了分类总结,重点介绍这一方法在构造特征与变形机制研究中取得的成果,为数值模拟方法在盆地构造变形领域应用的不断扩大和深入提供参考。最后,本文对数值模拟技术在目前应用中面临的问题和未来的发展方向提出了一些看法和建议。

银额盆地现今结构及油气勘探启示

银额盆地是国内勘探程度比较低的大型盆地之一,对盆地深层地震资料处理和解释结果的不同,导致盆地现今结构认识不清,制约了盆地油气勘探方向认识。通过已钻井解剖、地震资料重新处理、解释以及盆地构造变形分析,厘清地层时代归属问题,明确盆地深层现今结构特征和盆地类型,指出盆地油气勘探部署方向。研究认为,银额盆地中生界与前中生界不整合特征明显,表现为连续的较强能量的地震同相轴;前期认为不整合面之下呈水平连续地震反射特征的石炭系—二叠系实为多次波成像,认为石炭系—二叠系在中生界覆盖之下呈水平分布是不合理的;不整合面之上为中生代断陷盆地,主体白垩系各层段反射特征清晰;不整合之下前中生界(主体为石炭系—二叠系)表现为一系列冲断构造、复式褶皱,地震成像不连续,与地层产状有关,信噪比低。总体来看,银额盆地是发育在海西期造山带褶皱基底之上的中生代断陷盆地,前中生界发生强烈的褶皱变形和冲断构造,目前发现的油气主要来自白垩系,是油气勘探的主要层系。地质与地震相结合的分析方法有助于正确认识复杂盆地或盆地复杂区。

运动速度对褶皱—冲断带的构造变形样式的影响分析——来自硅胶和石英砂组合模型的模拟启示

运动速度与构造样式之间或许存在一定的内在联系,充分认识它们之间的关系对理解自然界的构造变形演化过程具有十分重要意义。为此,笔者等结合野外露头观察,开展了脆—韧性结构条件下,不同的变形速率对褶皱—冲断带的构造样式影响的物理模拟测试分析。结果表明:(1)高应形速率形成以前冲为主的构造样式,中等应形速率形成以前冲和后冲为主的构造样式,而低应形速率则形成以纯后冲为主的构造样式。(2)构造变形样式的差异主要是物质内部的应力状态所决定的:褶皱—冲断带的根带,脆性层剪应力大于基底韧性层的剪应力,形成以前冲断裂为主的构造样式;而褶皱—冲断带的中段和前缘地区,脆性层的剪应力和基底韧性层的剪应力较为接近,形成后冲和对称性冲起构造为主。(3)构造地质体的变形速率很可能决定了其存在的物质状态。葡萄牙南部滨岸带的布丁构造和北美卡斯卡底古陆的纯后冲构造等特殊的构造样式极有可能是在差异的变形速率下形成。

大跨明挖折板隧道对相邻设备区结构的影响

本文以石家庄市城区基础设施提升工程——白佛隧道附属设备区为研究对象,采用有限元计算软件进行数值计算,分析大跨直墙折板隧道结构由折板轴力产生的水平推力的受力机理及水平推力对相邻分离式设备区结构的作用,分析产生水平推力数值大小的影响因素,水平推力对设备区结构内力的影响,确定了分离式设备区结构合理的计算模型及设计方法。结果表明:大跨隧道折板结构的水平推力对相邻设备区侧墙内力影响较大。若设备区设计不考虑主线隧道折板的水平推力作用,会导致设计偏不安全。由此提出了设备区应采取的相应加强措施及减小隧道水平推力效应的措施。

盲断裂、褶皱地震与新疆1906年玛纳斯地震

１９０６年玛纳斯７．７级地震时沿准噶尔南缘断裂产生的地表破坏是由非构造成因的振动和重力效应而形成的。天山山前第二排逆断裂和褶皱带是这次地震的发震构造，沿带已发现了长约１３０ｋｍ的断续的地表破裂和最新隆起带。所以１９０６年玛纳斯地震是沿北天山主逆断裂带发生在深部的一次盲断裂地震。地表变形主要以褶皱隆起为主，是一次典型的“褶皱地震”。

生长地层及其在判断天山北缘前陆冲断褶皱带形成时间上的应用

新生代以来天山北缘前陆冲断褶皱带自南向北可分为山麓冲断褶皱带、霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁冲断褶皱带、独山子-安集海冲断褶皱带3排构造带。在野外观察的基础上，结合地震剖面分析，确定了各排构造带生长地层发育层序；结合裂变径迹年龄证据，并根据现有磁性地层等年代学资料，确定了天山北缘晚新生代构造变形时间序列：第一排构造带形成于距今10Ma以来；第二排构造带形成于距今7～2．58Ma以来；第三排构造带形成于距今大约0．73Ma后。

秦岭南缘大巴山褶皱-冲断推覆构造的特征

秦岭造山带南缘的大巴山巨型逆冲推覆构造主要是在秦岭造山带板块俯冲碰撞造山与中、新生代以来陆内造山过程中长期复合作用形成的。详细的室内外构造研究表明,巴山逆冲推覆构造可以巴山弧形断裂带为界划分为北大巴山逆冲推覆构造和南大巴山逆冲推覆构造。北大巴山自北而南依次由安康-武当推覆体、紫阳-平利推覆体、高桥-镇坪推覆体和高滩推覆体逆冲叠置而成。南大巴山则以镇巴-阳日断裂为界,分为北部的前陆冲断褶皱带和南部的前陆褶皱带。北大巴山主要是印支期碰撞造山作用和燕山期陆内逆冲推覆作用叠加改造的结果,南大巴山则主要是燕山期递进变形过程中的产物。构造变形北强南弱,北以冲断褶皱变形为特征,南以皱褶作用为主;北部褶皱紧闭复杂,向南渐变为宽缓的薄皮构造。逆冲作用在时序上具有由北向南扩展传递的特点。