东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世以来构造演化的石英ESR年代学研究

运用α石英热活化ESR定年法对东秦岭—大别造山带南、北缘58件样品进行了研究。结果显示,东秦岭—大别造山带南、北缘ESR年龄范围主要集中在晚白垩世以来(99.2～3.4 Ma)。结合区域地质事实分析,晚白垩世以来,东秦岭—大别造山带南缘的构造演化可划分为73.1～52.3 Ma伸展断陷期、39.1～27.2 Ma伸展-挤压的转换期和22.8～3.4 Ma挤压期;东秦岭—大别造山带北缘的构造演化可划分为89～70.1 Ma挤压隆升期、61.6～43.2 Ma伸展断陷期、37.2～22.6 Ma伸展-挤压的转换期和15.6～3.9 Ma挤压期。东秦岭—大别造山带南缘和北缘新生代构造演化特征基本相同,但是受多种因素控制,东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世的构造演化存在较大差异。ESR测年结果与东秦岭—大别造山带南、北缘已有的地质事实相吻合,验证了ESR测年的可靠性。

东秦岭—大别造山带及两侧晚古生代构造环境与油气意义

通过对秦岭—大别造山带及两侧火山岩地球化学分析认为,略阳庄科和大西洋中脊的岩石可归为一类,其特征是K2O/SiO2比值低,TiO2/SiO2比值高,其∑REE值低,稀土模式平缓,不富集轻稀土,介于大陆和大洋拉斑玄武岩之间;略阳三岔子、石泉两河和日本岛弧地区的岩石其特征是K2O/SiO2比值高,TiO2/SiO2比值低,其∑REE值高,稀土模式为陡右倾,富轻稀土。综合研究认为晚古生代西秦岭(勉略—阿尼玛卿—索托湖—麻扎)为古特提斯大洋环境,往东经镇巴—城口—青峰—襄樊—周家湾—广济为坳拉槽特征。同时期造山带南侧主要受古特提斯洋的影响处于海相沉积的伸展环境;北侧处于隆起状态下的陆内坳陷沉积。南侧二叠系碳酸盐岩、泥页岩及煤系是主要烃源岩,以生气为主;北侧石炭—二叠系煤系地层是主力烃源岩,晚燕山—喜山期二次生烃具有重要的油气意义。

东秦岭—大别造山带南侧加里东期古隆起特征及油气地质意义

加里东期在东秦岭—大别造山带南侧江汉平原地区存在一个继承性古隆起,前人所称的"鄂中古陆"是其具体的表现。"鄂中古陆"在时间上存在于晚震旦世末—中寒武世,在平面上主要展布于江汉平原北部神农架—保康—荆门—京山及以北地区,向北东越过现今的青峰—襄樊—广济断裂带,其后古隆起继承性发展,控制了中扬子地区加里东期北高南低的古地貌特征。加里东期古构造可划分为东秦岭堑垒带、中扬子北部隆起带、中扬子中部斜坡带、中扬子南部坳陷带等4个单元。东秦岭—大别造山带南侧加里东期古隆起对油气成藏条件具有明显的控制作用,古隆起是早期液态烃运移聚集的有利指向区,是目前江汉平原地区震旦系—下古生界油气勘探突破的有利地区。

东秦岭—大别造山带南部海相地层油气勘探潜力及选区方向

东秦岭—大别造山带与其南侧毗邻盆地,是在统一的地球动力学背景下形成的复杂构造系统,共同构成造山带南缘逆冲推覆系。震旦—志留纪为典型的被动大陆边缘盆地。晚古生代至早中生代经历了早期裂谷盆地、被动大陆边缘、前陆盆地演化阶段,至晚中生代—新生代发生块断造山。多期、多类型原型盆地的横向并列、纵向叠加奠定了油气成藏的物质基础,并提供了多种勘探领域。区内前陆冲断构造带勘探潜力大,油气成藏条件优越,后期改造程度弱,应着重从"内幕型"、"影子盆地型"、"非常规型"气藏等不同领域进行选区,力争实现勘探突破。

东秦岭—大别造山带中新生代盆地构造特征与形成机制

东秦岭—大别造山带中新生代伸展—走滑关联断裂体系控制的中新生代盆地与大别地区变质核杂岩组成了完整的伸展拆离体系。盆地沿北西西与北东向基底断裂带分布特征、盆地沉降方向的转变过程以及与造山带北侧前陆盆地体系的时空分布关系,均揭示盆地群的发育经历了造山挤压与区域伸展2个发育阶段。它与东秦岭—大别造山带由挤压到造山后伸展的演化过程具有同步特点。综合造山带深部地球物理特征、造山后期"气球膨胀式"花岗质杂岩的发育过程,推断造山带上叠伸展盆地具有区域伸展与造山带深部调整双重体制动力。盆地群的形成是东秦岭—大别造山带陆内俯冲、松弛与区域伸展共同控制形成的产物。

东秦岭—大别造山带及两侧综合地层分区

地层是自然界最重要的地质实体之一。通过利用25万区调最新成果(特别是1∶25万麻城幅区调),以地层实体特征为研究对象,对东秦岭—大别造山带及其两侧地层进行了研究,提出了新的地层分区划分方案。根据地层综合特征和差异性,将研究区划分为2个地层大区、4个地层区和9个地层分区,并对各地层区不同时代不同环境形成的地层主要岩性组合及主要地层群组间的接触关系进行了简要论述。

东秦岭-大别及两侧的大地构造旋回与油气勘探领域

中元古代以来,东秦岭—大别造山带及两侧的盆地群经历了5大构造旋回。中条(吕梁)运动以后,华北地区形成了冀辽、豫陕、徐淮坳拉槽。晋宁运动后,随着Rodinia古大陆解体,隶属于原特提斯洋系的秦岭—大别洋逐渐形成,扬子和华北克拉通边缘经历了从大陆裂谷到被动大陆边缘的演化过程,加里东中期运动(中奥陶世中期)后从伸展体制转为聚敛体制,俯冲—碰撞山系与聚敛型盆地相间的格局形成。加里东晚期或海西早期,早期分离的陆块重新拼合,泥盆纪总体为堑—垒相间的构造格局。晚二叠世,南部部分地区形成了小规模裂谷群,中、晚三叠世印支运动后转为挤压体制,它们经历了拼贴—碰撞—压榨的过程,并于侏罗纪末燕山主幕达到极致。白垩纪以来,形成了陆内伸展—走滑—弱挤压为主的盆地群,盆地再次被以伸展、走滑方式肢解。5大盆地旋回形成了丰富多彩的盆地原型及组合,形成了条件迥异的油气成藏的物质基础,纵向上构成了8套成藏组合。受构造演化和热体制控制的有效烃灶和有效保存是研究区成藏富集的主控因素。南北两侧盆地形成了众多勘探领域,除已建成油气工业生产基地的南襄、江汉新生代盆地外,北侧地区包括洛—伊晚古—早中生代残留盆地、太康残留盆地、周口叠加复合盆地、信阳复合盆地等,造山带内部的有南襄盆地深层的古生界,南侧地区包括江汉平原区前第三纪复合盆地、宜昌—当阳古生代的改造型残留盆地、鄂东南冲断带下的影子盆地、大洪山冲断带下的影子盆地等领域。