大兴断层的三维几何学与运动学及其对廊固凹陷成因机制的约束

大兴断层是位于渤海湾盆地冀中坳陷西北部的廊固凹陷的边界大断层,控制着整个凹陷的沉积和构造演化。根据大兴断层的走向特征,将研究区内的大兴断层分为东北段、中段、西南段3段,并对其结合处成因进行了探讨。文中首次将大兴断层断面以三维立体形态展示出来,并对大兴断面的三维几何形态进行了详细的剖析。认为大兴断面是个由多个倾斜面组成的曲面,每个相邻的倾斜面通过轴面而分隔。轴面通过其走向特征,分为横向轴面与垂向轴面,其中横向轴面为平行断层走向的轴面,而垂向轴面则是垂直断层走向的轴面。通过4个横向轴面与2个垂直轴面将大兴断面分为10个区,每个区都有各自的形态与特征。对大兴断层的活动机制进行了探讨,认为大兴断层初期是以多米诺式运动模式为主,后期在翘倾作用下发生旋转,从而形成上陡下缓的犁式断层。其上盘地层的运动模式则是初期与断层同时发生旋转,地层陡且直,在上陡下缓的断面形成后,以斜剪切模式运动,形成滚动背斜。

廊固凹陷的三维精细地质结构

本文通过三维地震资料建立了廊固凹陷的三维精细地质结构。通过重建三维地质结构,可以更为直观的显示其真实地质结构形态。对廊固凹陷三维地质结构的分析表明,认为廊固凹陷新生代以来经历多期构造活动,形成了上、中、下3个构造层:下构造层为孔店组—沙四段,为裂陷初始期沉积;中构造层为沙三段—东营组,为强烈裂陷期沉积;上构造层为明化镇组—馆陶组,为坳陷期沉积。每个构造层的构造变形不相同。廊固凹陷构造比较复杂,根据规模及活动强烈程度可将其分为3级:Ⅰ级为控凹断层—大兴断层;Ⅱ级为控带断层,主要有桐柏镇断层、河西务断层以及旧州断层;Ⅲ级为控藏断层包括琥珀营、王居、杨税务、刘其营、半截河等断层。根据一级、二级断层,可以将廊固凹陷分为5个构造带与一个洼槽。

伸展盆地复杂断块运动学平面复原——以渤海湾盆地廊坊—固安断陷为例

本文选取廊固凹陷为例,利用平面恢复方法,研究伸展盆地断块平面运动特征。根据大兴断层的分段性,将研究区分为3个区块:西南区,中区以及东北区,又根据研究区的断块旋转特征,将中区分为中北区以及中南区。每个区块的断块运动差异性很大。通过对廊固凹陷古近系的断块进行构造平面恢复,发现其平面运动具有以下特征:西南区,断块主要以顺时针旋转,位移方向为东南—西北;中区,中南区断块主要以顺时针旋转,中北区主要以逆时针旋转,位移方向为西北—东南,中间位移量最大,向东北及西南端位移量逐渐减小;东北区,除沙二段外,断块主要受桐柏镇断裂影响以逆时针旋转,位移方向为近似南—北。其中东北区和西南区的位移方向相似,且与中区的位移方向相反,猜测与主控断层大兴断层的分段性有关。中区的中南部断块主要以顺时针旋转,而中北部断块主要以逆时针旋转,由于中区主应力集中在凹陷中间,向两端应力逐渐减小,导致应力作用不平衡。

鄂尔多斯盆地伊盟隆起上古生界天然气成藏条件

利用含油气系统的概念与方法研究伊盟隆起上古生界天然气成藏要素及成藏作用,总结其成藏模式。伊盟隆起上古生界天然气主要来自隆起南部及乌审旗地区的太原组和山西组烃源岩;山西组和下石盒子组冲积扇相辫状水道砂体、河流相河道砂坝砂体及三角洲平原亚相分流河道砂体为最有利储集层;上石盒子组和石千峰组厚层泥岩构成区域性盖层,另有众多局部盖层;生、储、盖层具有良好的组合关系,形成自生自储式(隆起南部)和下生上储式(隆起南部、北部)生储盖组合。天然气主要通过优势输导砂体、不整合面、断层和裂缝组成的输导体系向北部运移;隆起北部地区以局部构造圈闭、远源成藏为主,而南部地区以岩性圈闭、近源成藏为主。

川东北普光地区发现新型杂卤石钾盐矿

杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)是一种常见的钾镁硫酸盐矿物,因其较难溶于水,通常被视为重要的找钾标志。由于杂卤石是钾、镁、钙的硫酸盐复盐,其本身也是一种缓释性优质无氯复合钾镁肥。全球杂卤石资源相对集中产于北纬25°~50°的纬度带(现今)内,产出的地质时代有二叠纪、三叠纪、古近纪、新近纪和第四纪,可概括为“一带五期”,主要产于前第四纪古盐盆中。中国杂卤石产出的地质时代集中在三叠纪、第四纪和古近纪,产出的盐盆地有四川盆地、柴达木盆地、江汉盆地等,其中以四川盆地三叠系杂卤石分布最广、潜在资源量最大。

鄂尔多斯盆地奥陶纪马家沟期岩相古地理演化与成钾意义

本次研究主要依据龙探1井、镇钾1井等8口基干井,通过岩心观察、测井解释、镜下薄片鉴定、沉积微相分析,结合区域构造资料并参考前人研究成果,对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组沉积相进行了识别和划分,编制或修编了鄂尔多斯盆地马家沟一期至马家沟六期各时期的岩相古地理图。研究结果表明:鄂尔多斯盆地马家沟组主要发育碳酸盐岩台地相,包含开阔台地和局限蒸发台地两种亚相,与成盐成钾密切相关的局限蒸发台地可进一步划分为云坪、盐湖、膏湖、淡化泻湖等微相;平面上,马家沟组一段—六段主要发育陆(隆)、云坪、盐湖、膏湖、开阔台地及浅滩6个古地理单元,每个古地理单元在各段的分布情况有所不同。在半封闭的构造格局、华北古陆表海为主的预备卤水补给方式和奥陶纪极端干旱的古气候条件共同作用下,使有利成钾区最终定位在鄂尔多斯盆地东部盐坳绥德地区。

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、强改造断陷盆地,目前已在陆家堡、张强、彰武等断陷发现了油气田。剖析这些强烈改造断陷的构造-地层层序及其演化历史,是深入认识地区的含油气潜力、持续拓展油气发现的基础。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,松南地区主要受环太平洋构造带晚中生代伸展构造体制的控制,发育一系列白垩纪的"小规模、多旋回、强改造"断陷-坳陷盆地;发育下白垩统义县组底部、泉头组底部和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4套构造层;松南盆地群经历了早白垩世断陷期、早白垩世末—晚白垩世坳陷期、晚白垩世末反转期等3个盆地演化阶段;构造演化控制了区内含油气系统的发育与油气分布规律,成藏演化经历了早白垩世深埋成烃成藏,晚白垩世末抬升调整的过程,油气藏具有"规模小、环生油洼陷分布"的特征;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。

东营凹陷民丰洼陷边界断层三维几何学及运动学特征

在高精度三维地震资料约束和井资料控制下,通过二维及三维分析,对渤海湾盆地济阳坳陷民丰洼陷边界断层的几何学和运动学特征进行剖析。根据边界断层走向及倾角、倾向等特征,将研究区边界断层分为西、中、东3段,认为断面是由多个倾斜面以轴面连接而成的曲面,建立了其三维几何学形态模型。民丰边界断层断面可视为以6条横向轴面和4条垂向轴面连接的倾斜面,可划分为11个区。运用正断层转折褶皱理论,对民丰边界断层的运动学特征进行分析,并对西、中、东3段的平衡剖面进行对比,认为其在发育前期以旋转运动为主,后期以剪切正断层转折褶皱模式发育。民丰边界断层中段发育犁式正断层,而西、东段发育断坪,为座椅式正断层。西、中段断层活动强度受次级断层——胜北断层的影响,断层旋转程度由西向东减弱。在东营组沉积末期边界断层反转程度大致自西向东增大。

龙门山中段山前带构造楔的发现及其几何学、运动学特征:对青藏高原东南缘隆升动力学机制的约束

运用断层相关褶皱几何学原理,对龙门山中段山前的地震反射剖面进行解释。研究发现,龙门山中段山前带垂向上具有多套滑脱层。其中深层次滑脱层位于前震旦系基底深度约(19±2)km的地方,其上发育双重构造和叠加构造楔,构造楔是龙门山中段山前带重要的构造样式之一。工区A剖面深层构造楔模型以后展破裂式叠加形成,断层产生的滑移量达45.5 km;B剖面深层构造楔模型以前展破裂式叠加形成,断层产生的滑移量约16.6 km;构造楔的形成导致上部断裂和岩层隆升并褶皱变形,A、B剖面山前地层相对川西平原最大抬升量分别为8 km和3 km。构造楔沿龙门山中段山前带走向平面上呈带状分布,具有不同的规模和几何形态;分析其形成时间较晚,可能形成于喜马拉雅期。通过对深层叠加构造楔几何学和运动学的定量计算,其正演运动学模型与实际剖面解释相吻合。深层叠加构造楔的形成在龙门山中段前山带有着其相应的成因机制,在所能限定的空间范围内,其特殊的地理位置、构造特征与成因,可以为研究青藏高原东南缘隆升的动力机制提供一定的约束。

龙门山中段山前带浅层冲断系统的结构、形成与演化

本文依据断层相关褶皱几何学原理,对龙门山中段地震剖面进行了精细解释。研究发现,龙门山中段山前带浅层冲断系统存在多套滑脱层,具有上下分层变形特征。浅层滑脱层为上三叠统须家河组三段(T_3~x3)的碳质页岩夹煤层,其上发育双重构造和叠瓦构造;下三叠统嘉陵江组四、五段(T_1j^(4-5))的膏岩层,发育断层传播褶皱、冲起构造和构造楔;深层为下寒武统的泥页岩层,发育断层转折褶皱和滑脱褶皱。该区滑脱断层所控制的地层变形和缩短量各不相同,其中三叠系上统缩短量最大,大于30 km;三叠系下统至古生界地层缩短量约为14.5 km;侏罗系以上的地层缩短量则较小。研究区内的通济场断裂(F_3)为印支末期形成的一套逆冲断层组,其下部交于下寒武统滑脱层,深度约为10 km;关口断层(F_4)和彭县断裂(F_5)为晚侏罗世一早白垩世形成的逆冲断层,下部交与下三叠统嘉陵江组滑脱层,深度大约为8～10 km。这些断层以前展的方式破裂,并且长期活动。龙门山中段自中生代以来存在多期构造事件,主要发生诺利末期、印支晚幕、燕山期和喜马拉雅期。其中,燕山期和喜马拉雅期是龙门山活动最强烈的两个阶段,在龙门山中段山前带表现为大量断裂的长期活动,地壳缩短和龙门山快速隆升,并形成多种构造样式。

陕北盐盆奥陶系马家沟组沉积相特征与沉积演化

本文主要依据陕北盐盆地的镇钾1井等8口基干井,通过岩心观察、测井解释、镜下薄片鉴定,同时结合区域构造资料并参考前人研究成果,对陕北盐盆奥陶系马家沟组岩石类型、沉积相、沉积演化进行了研究。结果表明岩石类型以碳酸盐岩和蒸发岩为主,碎屑岩等其他沉积岩发育较少。主要发育碳酸盐岩台地相,可进一步划分出开阔台地和局限蒸发台地两种亚相,开阔台地可识别出灰泥丘微相;局限蒸发台地可识别出云坪、盐湖、膏湖、淡化泻湖等微相。沉积演化表明,马一期-马六期,陕北盐盆经历了三次海进-海退旋回,沉积演化为陕北盐盆及钾岩的形成创造了良好的成盐古地理环境,海进期,海水提供充足的成钾物质补给,海退期形成的继承性盐盆,四周隆起,又处在有利的低纬度干旱蒸发气候环境,十分有利于钾岩的形成。陕北盐盆奥陶系马家沟组五段六亚段沉积期,盆底总体表现为"两坳夹一隆"的构造样式,即自西向东依次为呈NNE向展布的西部盐坳、中部隆起和东部盐坳,"西部盐坳"可进一步分为3个次级盐凹,自北向南依次为"西一盐凹"、"西二盐凹"和"西三盐凹";"东部盐坳"可进一步分为2个次级盐凹,即北部的"东一盐凹"和南部的"东二盐凹",这5个盐凹的盐系地层厚度大于150m,是陕北盐盆最佳成钾盐凹,也是优先进行钾盐探井部署的有利目标区。

白垩纪黑色页岩与大洋红层:缺氧到富氧的过程与机制

白垩纪是地球历史中一个重要的阶段,期间发生了以黑色页岩为特征的缺氧事件和以大洋红层为特征的富氧环境等许多重大地质事件,从白垩纪大洋缺氧到富氧转化的过程与机制,提出上述两个典型事件是同一原因形成的两个不同结果。一方面,白垩纪大规模的岩浆活动,引起大气中CO2气体浓度的升高和地球内部大量热能释放,并且改变了海陆面积的对比,最终导致大气温度的升高。海水温度的升高和CO2浓度的增加导致海洋环境中溶解O2的降低,缺氧事件随之而产生。另一方面,剧烈的岩浆活动在海底产生大量的富含铁元素的基性和超基性岩,在与海水发生反应时,岩石中的铁元素进入海水中。海水中的铁元素是海洋浮游植物宝贵的营养盐类,其含量的增加可激发浮游植物的大规模繁盛,而这一生命过程可以吸收海水中大量的CO2,并且产生等量的O2。随着海水中O2浓度的不断升高,以富含Fe3+的红色沉积物为特征的海洋富氧环境出现。然而,由岩浆活动引起的缺氧事件和同样由其造成的富氧环境,其机制存在明显的差异,前者以物理、化学过程为主,后者除此之外还演绎了更为复杂的生物—海洋地球化学过程。

塔里木盆地塔北隆起英买2号背斜的成因机制与构造模型

英买力低凸起位于塔北隆起西部，是重要的含油气区域。英买2号背斜的研究与认识对于揭示区域构造演化及南部多个内幕型碳酸盐岩背斜的成因机制具有重要意义。本文运用断层相关褶皱原理及平衡剖面等方法，对英买2号背斜的地震剖面进行解释及复原。研究表明，英买2号背斜为固定翼长的滑脱褶皱，滑脱面位于中寒武统下部塑性层中，背斜演化经历了宽缓斜坡、起伏南倾、构造逆冲、稳定沉降掩埋和调整改造等5个阶段。背斜开始隆升时间为奥陶纪末期，地层缩短量为400-700m，在海西末期隆升后遭受严重剥蚀，后期发育具传播性质的断层，伴有2期生长构造发育，背斜的前翼发生翼部旋转，发育生长三角，后翼有上超现象，体现了不同时期沉积速率的变化，也反映了后期构造活动的阶段性与持续性。

渤海湾盆地临清坳陷东部边界断裂——兰聊断层几何学、形成演化与成因机制

充分利用钻井、测井、分层和地震资料,并结合区域地质背景和前人研究成果对临清坳陷东部地区地震资料进行了详细解释,以此为基础对临清坳陷东部边界—兰聊断层的几何学特征、形成演化及其形成的动力学背景进行了深入分析。研究认为:兰聊断层为—上陡下缓的铲式正断层,在基底发生滑脱;兰聊断层具有多期活动的特征,不同构造阶段断层性质不同;兰聊断层活动具有分段性,南段从J_3—K_1开始活动,而北段则是从Ek-Es_4开始活动;兰聊断层的形成演化主要受华北板块与其周围板块的相互运动所控制,其中伊泽奈岐板块和太平洋板块向欧亚板块俯冲运动导致岩石圈发生拆沉作用,并引起地幔上涌,由此所产生的水平拉张应力场是控制兰聊断层形成演化的根本原因。

川宣地1井发现厚层海相可溶性“新型杂卤石钾盐”工业矿层

1研究目的(Objective)近年来,中国地质科学院矿产资源研究所郑绵平院士团队在四川盆地东北部宣汉普光地区下三叠统嘉陵江组四—五段(简称“嘉四—五段”)发现了一种与石盐共生的碎屑颗粒杂卤石,此种分布于石盐基质中的碎屑颗粒杂卤石易溶于水,便于采用水溶法低成本、规模化开采,因而被命名为“新型杂卤石钾盐矿”,是一种全新的海相可溶性优质硫酸盐型钾盐矿床类型。为进一步查明新型杂卤石钾盐矿的沉积分布特征与含钾性等基本地质参数,结合区域物探资料和野外地质调查结果,优选钻探靶区,以嘉四—五段为主要目的层系,设计部署锂钾综合地质调查井——川宣地1井,力争取得海相可溶性新型杂卤石钾盐找矿突破,并为该区钾盐资源评价提供可靠依据。

二连盆地外围新查明七个盆地和三套含油气构造层系

二连盆地是中国北方重要的含油气盆地之一,随着该盆地新增储量的减少,迫切需要寻找新的储量接替区。二连盆地外围分布着大量勘探程度较低的中小盆地群,是寻找新区、新层系油气突破的最佳勘探区。本文针对这些中小盆地群的结构与构造、沉积地层、烃源岩特征等开展研究工作,查明7个前新生代中小型残留盆地、3套含油气构造新层系,希望这些新成果与认识有益于本区的油气勘探工作。

东经90°海岭远洋沉积物非碳酸盐组分的粒度特征及环境指示意义

对东经90°海岭北部ODP758站位远洋沉积物进行了粒度分析，得到了3．6Ma以来非碳酸盐组分的粒度变化曲线，得出在3．6～2．8Ma之间，非碳酸盐组分的粒度以2bLm为主；2．8Ma至今，粒度增大至3μm左右，并且比较稳定地保持增大趋势的结论，这与南亚冬季风的爆发和加强密切相关。印证了青藏高原的隆升对亚州季风的影响。

超慢速扩张洋脊:海洋地学研究新领域

超慢速扩张洋脊是近年发现的全球大洋中脊系统中一个新的类型,以低扩张速率、微弱的火山作用和缺乏转换断层为特征。阐述了超慢速扩张洋脊的特征及地理分布,简要介绍了美国、德国、丹麦、俄罗斯等国家对超慢速扩张洋脊的研究与探索以及国内研究现状。

松辽盆地南部茫汉断陷结构特征及成因机制分析

茫汉断陷为后期改造型断陷,构造演化复杂。采用构造—地层分析方法,通过对多条地震剖面的二维构造解译、构造恢复、断裂三维立体分析,揭示茫汉断陷的发育过程,分析断陷结构特征和断陷成因机制。研究表明,茫汉断陷为复式断陷,总体上具有两洼夹一隆的构造格局,发育走向斜坡和中央斜向背斜两类一级构造变换带;断陷成因复杂,具有幕式活动的特征,主要经历早白垩世断陷、早白垩世末—晚白垩世坳陷、晚白垩世末盆地反转3个时期,其中早白垩世断陷细分为两幕断陷、两次挤压反转等4个阶段。

陕北盐盆中奥陶统马五段蒸发岩硫同位素特征及其古环境意义

奥陶纪时期陕北盐盆位于华北海与祁连海的连接处,该地区在中奥陶世沉积了巨厚的蒸发岩-碳酸盐岩相,其马家沟组五段岩性以中薄层泥晶-细粉晶白云岩-硬石膏岩、中厚层粗粉晶白云岩与灰岩、中厚层石盐-硬石膏、硬石膏-石盐-泥岩的组合特征。本文对马五段蒸发岩-碳酸盐岩层硬石膏硫同位素特征开展了系统的研究工作,研究表明陕北盐盆奥陶系马五段硬石膏硫同位素值普遍较高,马五段大部分硬石膏硫同位素值其分布范围为25.03‰~29.25‰,落于奥陶纪全球海水δ^(34)S值范围内。硫同位素值的大小与岩性密切相关,硬石膏δ^(34)S值具体表现为灰岩/白云岩段均值为27.28‰(25.77‰~29.25‰)>泥岩段均值为26.22‰(25.49‰~28.08‰)>石盐段均值为25.41‰(25.03‰~26.04‰)。多种因素影响蒸发岩盆地硬石膏同位素值差异,研究区海侵阶段具有δ^(34)S高值,主要受海相沉积作用、古气候及缺氧状态下MSR作用等因素影响;海退阶段封闭环境具有相对较低δ^(34)S值,卤水形成封闭循环及淡水溶解地层原有硫酸盐矿物形成的混合卤水的加入等因素影响。