拉分盆地形成机制三维数值模拟--以海原断裂带老龙湾盆地为例

拉分盆地是走滑断层系中受拉伸作用形成的断陷盆地.一般在两条平行断层控制下发育.盆地形似菱形,几何形态主要受两条主控走滑断层错距和叠接长度影响.本文以青藏高原东北缘海原断裂带老龙湾拉分盆地第四纪所处的构造环境为基础,参考盆地周围断层几何分布,建立了三维有限元数值模型,模拟该拉分盆地的演化过程;进一步分析了断层力学性质、地壳分层结构等各因素对盆地形成和演化的影响.模拟结果显示,盆地地表沉降伴随有下地壳物质的上涌,此上涌对盆地地表沉降存在阻碍作用.各因素的影响具体表现为：（1）断层力学性质（弹性模量和黏滞系数）越弱,其对构造应力较低的传递效率导致盆地两端差异性运动越明显,从而形成较大的盆地地表沉降和明显的上地壳减薄.（2）平行主控断层的叠接长度反映盆地形成的拉伸作用范围,叠接长度越大,相同的差异性运动在单位面积形成的拉伸应力越小,盆地地表沉降较小.（3）下地壳流变性影响其物质的上涌量,下地壳黏滞系数越小,其对上部拉伸作用的响应越明显,上涌量越大,此上涌对上地壳沉降形成的阻碍作用也越明显.根据老龙湾拉分盆地所处的构造格局,将平行断层的叠接长度取20km,当断层黏滞系数取值为周围基岩的1/10,参考该盆地第四纪构造演化历史,模拟得到的盆地第四纪下沉量与盆地内第四系沉积层厚度在规模上近似,下地壳黏滞系数取值在（2.5～5.0）×10^21 Pa·s范围内时,盆地下沉量模拟结果与老龙湾拉分盆地第四系地层厚度吻合较好.

走滑拉分盆地中断裂发育特征的二维离散元数值模拟

走滑断裂带的发育演化过程与拉分盆地的形成演化有着密切的关系,主断层不同叠置范围下所发育的次级断裂及拉分盆地具不同的规模及形态。前人多利用物理模拟对走滑拉分盆地演化过程及断裂发育特征进行研究,缺乏对盆地演化过程中断裂变形特征分析及主断层不同叠置程度下断裂演变规律的探讨。本文基于离散元计算软件PFC 2D,模拟了拉分盆地演化过程中走滑主断层在未叠置(underlapping)、侧接(neutral)、叠置(overlapping)三种情况下断裂的几何形态变化特征及其平面演变规律。结果表明拉分盆地断裂发育经历了从走滑主断层端点处向释压弯曲内部发育、再向外部扩展的过程,且无论走滑主断层叠置程度如何,该规律均有较好体现。此外,断裂发育位置与拉伸区域叠合度高,表明断裂的发育规律对拉分盆地的沉降中心迁移或具有重要指示意义。

胶莱盆地白垩纪构造应力场与转换机制

通过对胶莱盆地断层滑动矢量的收集与测量,利用计算机程序反演了盆地白垩纪的古构造应力场演化历史,并据此将盆地的发育划分为三个伸展阶段和三个挤压反转阶段,分别为早白垩世早-中期莱阳期伸展,与造山期后应力松弛重力坍塌有关;早白垩世中-晚期青山期伸展,受早白垩纪早期以后广泛的岩石圈减薄、大陆裂陷制约;晚白垩世王氏期伸展,与郯庐断裂及牟平-即墨断裂右旋走滑有关。三期伸展之间存在构造挤压反转,最后阐明各期盆地发育的地球动力学背景。

渤海地区新构造格局

根据新近系—第四系盖层断裂发育的最新资料,按成因将渤海地区新构造期断裂分为继承活动断裂和新生断裂两种类型;依走向又可分成北东—北东东、北西、北东(偏北)、近东西和北北东向5组,其中继承活动的北西向北京—蓬莱断裂带和北东(偏北)向营口—潍坊断裂带北段,以及新生的北东向庙西北—黄河口断裂带是区内主干构造。在新构造应力场中,庙西北—黄河口和北京—蓬莱断裂带是一对共轭活动的构造带,营口—潍坊断裂带北段为右旋逆平移活动断裂带。这3条活动断裂带将渤海地区分成渤东南、渤西南、渤西北和渤东北4个活动块体,展现出新的构造格局,而与古近纪伸展拉分的盆地构造格局明显有异。其原因是构造发育的动力条件和应力状态发生了显著变化。新构造格局在很大程度上控制和影响了渤海地区的油气成藏和地震活动。

郯庐断裂中段新生代右行走滑位移

依据走滑拉分盆地中盆地沉降(或抬升)速率与边界断层走滑速率之间的数值关系,通过对夹在郯庐断裂中段两分支断层间的潍北凹陷沉积埋藏史的恢复,间接求取郯庐断裂中段新生代右行走滑位移。潍北凹陷内不同构造位置4口井的埋藏史恢复结果表明:凹陷新生代经历了古近纪早、中期的快速沉降,古近纪末-新近纪初的抬升剥蚀和中新世以来的缓慢沉降3个阶段;各阶段的平均沉降速率分别为0.142 9、-0.072 8、0.032 5km/Ma。通过对太平洋板块与欧亚板块间俯冲速率和方向变化的分析推断,中新世中期(39.5Ma)太平洋板块由北西向俯冲转而变成正西向俯冲所产生的西南向应力分量是导致新生代郯庐断裂开始右行走滑的主要因素,且走滑活动持续至今。根据走滑活动发生和持续的时间,结合各个时期内潍北凹陷的沉降和抬升速率,计算出郯庐断裂中段新生代右行走滑位移量为15km左右。

渤海中部渐新世以来强烈沉陷的区域构造条件

渤海中部属于北华北新生代裂陷盆地 (渤海湾盆地 )东部的渤中坳陷 ,渐新世以来沉降深达 10 0 0 0余m ,是我国少有的富生烃地区。渤中坳陷的主体部分位于北西向的北京—蓬莱和北北东向的郯庐 2条区域性断裂带交汇区的西北象限 ,同时也是盆地东部伸展—拉分构造系统的拉分构造部位。深部存在北东向地幔隆起 ,地壳厚度为 2 7～ 2 8km ,构造背景复杂而独特。渐新世以来 ,北京—蓬莱断裂带左旋走滑、营口—潍坊断裂带右旋走滑和盆地东部伸展 拉分构造系统活动各自产生的局部拉张应力作用的叠加 ,以及深部地幔上隆的联合作用 ,致使渤海中部自渐新世以来发生强烈沉降。

渤海湾盆地形成机制研究

从渤海湾盆地的几何形态、盆地边界的走滑构造和内部的伸展构造分析，结合盆地的沉积特征和深部地质特征的研究，提出渤海湾盆地的拉分构造成因模式。渤海湾盆地可以划分为三个构造区带：东、西两个走滑构造带和一个中部拉分构造区。从渤海湾盆地的中、新生代构造演化分析，渤海湾盆地是一个新生代早第三纪始新世形成的走滑拉分盆地。这个走滑拉分盆地的中部发育伸展构造，这些伸展构造是由走滑作用派生而来的。中生代就已存在的东西两个走滑构造带是新生代形成渤海湾走滑拉分盆地的基本地质条件。

柴达木盆地侏罗纪盆地原型及其形成与演化探讨

柴达木盆地的演变历程是与柴达 木地块的发展历史一脉相承的。三叠纪及其以前，柴达木 地块主体呈现稳定的隆升状态，仅其南、北 缘发育的裂谷带时张时合，沉积了 一套海相裂谷型建造。三叠纪末的印支运动结束了柴达 木地块及其周缘地区的海相沉积史 ，使柴 达木地区进入陆内盆地发育新时期 。从柴达木盆地南、北 缘推覆构造带形成的板块构造机理 来看，柴达木盆地南、北缘各发育一个规 模不等、但性质相似且具统一成因 机制的陆相前陆盆地，且它们呈现背 驮式渐次向前发展的模式。另外，由于阿尔金深断裂带在印支 期和燕山期的强烈右型走滑作用， 在柴达木地块西缘形成了一系列拉 分盆地，使柴达木地块侏罗纪盆地原 型具有前陆盆地与拉分盆 地叠合的属性。白垩纪 至早第三纪古、始新世，由于主干逆 冲断裂带背驮式地向盆内发展，沉 降沉积中心逐渐向盆内迁移；早第三纪 渐新世以后，由于印度板 块与欧亚板块 的碰撞所引起 的强烈挤压和 盆内挠曲，前陆 盆地及拉分盆 地的特点已不 明显，原来的前陆盆 地和拉分盆地区成为了强烈构造变 形带和晚第三纪－ 第四纪的局部沉 积区。

渤海湾沙北地区盆地结构构造及其演化分析

本文以覆盖全区的3D地震和钻井资料为基础,追踪并闭合了盆内重要的层序界面,精细解释了盆内主要构造和地震反射特征,新识别出了中生代逆冲构造体系,包括逆冲反转构造和逆冲未反转构造两种型式,它们分别形成了中生代的半地堑盆地和古潜山。分析了新生代不同时期盆地结构构造特征和古构造格架,发现在E2s3-E3s1时期,盆地受到NW-SE向伸展作用,到Ed3-Ed1时期盆地应力场转变成了近SN向伸展,表明东营组底界面是古近纪应力场发生变化的重要构造变革界面,反映了盆地由沙河街时期走滑伸展到东营时期斜向走滑拉分的演化过程。研究了不同时期控盆断裂体系特征,认为盆地中、新生代主要经历了四期构造演化阶段,分别为中生代的挤压剥蚀,沙河街时期NW-SE向伸展,东营时期近SN向伸展以及新近纪的热沉降和共轭走滑阶段。根据以上盆地结构构造特征和演化过程分析,结合区域动力学背景,认为地幔物质上拱导致的地壳减薄是盆地发生裂陷作用的直接因素,周缘板块重组事件是控制并影响断陷盆地演化和不同期次断裂体系展布方向不同的重要因素。

胶莱盆地重磁资料解释与构造特征分析

胶莱盆地位于郯庐断裂带东侧，是典型的拉张盆地，内部划分为诸城凹陷、柴沟地垒、高密凹陷、大野头凸起、莱阳凹陷、牟平──即墨断裂带、海阳凹陷。运用重力资料一级近似解法，定量计算了胶莱盆地基底埋深，结合磁异常解释等，本文重点讨论了盆地内主要断裂的形成时期，切割深度及空间演化。并进一步将诸城凹陷细分为胶县洼陷、集王疃洼陷、平度洼陷、马山构造带、刘家庄构造带、李党家构造带。讨论总结了该盆地构造特征及其发育规律，为该区油气勘探提供了新的认识与依据。

阿尔金山走滑断裂构造样式

该文认为,阿尔金山走滑断裂构造是一巨型左行左列走滑断裂兼逆冲推覆和韧性剪切性质的断裂构造带。走滑断裂带叠覆区发育拉分盆地。走滑断裂带旁侧拉张区形成火山岩带、拉张盆地及相应的弧形构造;挤压区形成弧形构造及相应的挤压-拉张盆地。中新生代以来,走滑断裂带最大水平位移量为550km。

萨热克砂砾岩型铜矿成矿物质来源与隐伏基底顶面形态控矿特征

塔西地区萨热克砂砾岩型铜多金属矿床位于塔拉斯-费尔干纳北西向右旋走滑断裂带、萨瓦亚尔顿-吉根左旋走滑逆冲断裂带、帕米尔冲断褶皱前锋带构成的三角区的中心部位,苏鲁铁热克断隆区北侧的中生代巴依次级拉分断陷盆地中。围绕苏鲁铁热克隆起带分布大量的中新生代砂砾岩型铜铅锌矿床,显示该隆起带对砂砾岩型铜铅锌矿床具有重要的控制作用。萨热克铜矿区主要地层岩矿石的微量元素和稀土元素地球化学特征,显示成矿物质来源主要来自于基底隆起区的剥蚀物,为陆相沉积环境。含矿地层库孜贡苏组杂砾岩中稀土元素整体亏损,显示存在强还原性盆地流体作用,矿床在还原性盆地流体作用下改造叠加富集。音频大地电磁测深反演恢复盆地基底形态特征,揭示富矿体与基底北西向隆起及其两侧的次级洼陷之间的构造坡折带具有密切空间关系,其构造岩相特征控制的同生构造带和层间裂隙带,有利于还原性盆地流体的运移聚集,它们可能是地球化学岩相学圈闭界面并导致沉淀金属元素,为深部找矿预测的构造岩相标志。

方正断陷的形成及其动力学机制

本文通过对方正地区所发现的负花状构造及其有关构造运动形迹分析的基础上，进一步提出方正断陷是走滑—拉分形成的断陷盆地。并从动力学、构造学等方面对其形成机制进行了分析探讨。

湘赣边区鹿井矿田走滑构造特征分析

湘赣边鹿井矿田是我国重要的铀矿产地之一。野外构造解析表明，ＮＮＥ－ＮＥ向遂川—热水左行走滑断裂直接控制了该区沉积特征、构造格局和铀成矿作用。本文从地质构造背景出发，重点讨论了走滑断层的结构样式及岩石变形特征、走滑伴生构造。

江汉盆地反转构造类型及分布特征

江汉盆地在陆相发展阶段，经历了早期（燕山运动晚期至喜山运动早期）的构造负反转和晚期（喜山运动晚期）的构造正反转。早期构造负反转形成的拉张断陷叠加在先期压扭住断裂诏皱带上，受北东向剪切带控制发育的负反转构造一般成为半地堑式断陷，沉积的白垦系和下第三系是江汉盆地的陆相勘探目的层系；沿北西-北北西向挤压构造带分布的负反转构造成为地堑式断陷。喜山运动晚期江汉盆地发生构造正反转，时间东早西晚，反转程度东强西弱，反映区域性挤压作用力来自盆地以东。正反转构造划分为发育比较成熟的全正反转构造（褶皱剥蚀型，断裂上下皆逆型，断裂上逆下正型）和正反转程度弱的准正反转构造（地层上下皆凸型和上凸下凹型），简述其剖面鉴别特征和发育部位。江汉盆地的构造反转现象为中国东部陆相断陷盆地的反转构造研究提供了又一实例。

西北太平洋边缘新生代盆地成因(上):成盆机制述评

全面地简述了西北太平洋边缘新生代盆地成盆机制各种学说 ,强调了成盆机制分析原则。按弧后主动扩张说、弧后被动拉张说、局部区域左行挤出说等 ,演绎出的盆地空间几何形态与实际情形不符 ,演绎出的块体运动及位移在空间上不能平衡。局部区域的右行剪切拉分说是揭示西北太平洋边缘盆地成因的良好开端。以日本海和南海为例 ,讨论了边缘海“洋壳基底”性质 ,认为所谓的“洋壳”实为变薄的陆壳。现行边缘海的年龄值没有实际意义。

走滑断裂在煤田构造中的作用及意义

本文通过对煤田构造的研究，论述了走滑断裂的重要作用及意义，文中阐明了走滑断裂的伴生构造之一──拉分盆地是重要的成油、成煤构造。走滑断裂对煤田逆冲推覆构造的发生、发展具有重要的控制、改造和调整作用。

滇中宜良可保煤盆地的走滑成因及其构造演化

可保煤盆地位于滇中小江断裂带中段，新第三纪含煤地层主要由冲积扇－湖泊、沼泽成因层序构成。南北向主干断裂左行走滑活动和侧列接续样式提供了局部扭张或扭压构造环境，导致基底断块的相对运动，从而控制了拉分盆地的构造演化。根据详细的沉积－构造分析，本文提出了煤盆地形成和形变的地球动力模式。

渤海湾复式盆地动力学探讨

渤海湾盆地是中国东部较为典型的中新生代复式断陷盆地。本文根据渤海湾盆地构造格架、构造样式、构造分带迁移和深部构造背景 ,探讨了其盆地动力学。文章认为渤海湾盆地的形成与演化是两大动力系统在时空上叠加复合的结果。一个动力系统是NW—SE区域性伸展拉张 ;另一动力系统是由郯庐断裂带平移所引起的近NS向拉分或走滑变形。这两大动力系统是相对独立且在空间上共存。

胶莱盆地的盆地样式及构造演化

胶莱盆地为右行非对称性菱形拉分盆地,其西部北北东向边界断裂和东部北东向边界断裂为Y主剪切断裂,南部北东向边界断裂为R剪切断裂,北部北东东-东西向边界断裂为R'剪切断裂。其次级盆地具有与之相似的几何学特征。胶莱盆地构造演化及油气地质特征是:莱阳组沉积期为右行走滑拉分裂谷阶段,是主要的生油岩形成期;莱阳组沉积期末-青山组沉积期初为脉动式左行转换挤压阶段;青山组沉积期为后裂谷阶段,构造裂缝为青山组主要油气储渗空间。青山组沉积期末-王氏组沉积期初为脉动式左行转换挤压阶段;王氏组沉积期为右行走滑拉分裂谷阶段,为早期的莱阳组生油岩主要生烃期;新生代为盆地消亡阶段。