荷兰的反转盆地

1 引言本文目的在于解释板块构造演变过程中荷兰反转盆地复杂的地质现象,并阐明在油气藏评价中运用多种方法的重要性。位于阿尔卑斯变形带前缘北端的荷兰中生代盆地经受过强烈的挤压构造作用。来自南部的阿尔卑斯挤压和北海裂谷体系的夭折是中白垩世至早第三纪反转机制的驱动力。盆地的中心得以抬升,逆冲断层叠置于老的先存的正断层之上或与其合并。北海荷兰海域的主要反转盆地为宽十四/西荷兰盆地和中央地堑。最主要的也是最大的反转事件曾使厚于3500m的沉积体剥离。逆冲和逆断层十分明显,而花状构造的存在表明有过扭断层运动。在中央地堑,少量的抬升和厚层蔡希斯坦阶盐引起了广泛的褶皱和块断。

乍得Bongor反转裂谷盆地中生界剥蚀厚度恢复及勘探启示

综合利用泥岩声波时差法、镜质组反射率（Ro）法和地层对比法对Bongor盆地中生界剥蚀厚度进行了恢复，恢复结果表明Bongor盆地中生界的剥蚀厚度在1000--2000m之间，呈现出南北大、中间小的特征。快速而剧烈的抬升剥蚀使得该盆地下成藏组合P组砂体的储集能力得以保存;反转期的挤压应力导致了盆地地层的褶皱变形，形成了一系列断背斜、断鼻构造，为油气成藏提供了良好的圈闭条件；反转引起的断层活化为Bongor盆地中油气的运移提供了通道。

中非裂谷系Bongor盆地强反转裂谷构造特征及其对油气成藏的影响

近年来，强反转裂谷盆地在油气勘探中引起越来越多的关注，中非裂谷系是强反转裂谷盆地的重要发育区。文中以Bongor盆地为例，分析了盆地的构造特征及其对油气成藏的影响，在此基础上指出勘探方向。研究表明，反转是Bongor盆地最显著的构造特征，受区域挤压应力场作用，Bongor盆地在晚白垩世和中新世发生了两期反转，特别是发生在晚白垩世桑托期（Santonian）的反转造成盆地整体大幅度抬升，地层遭受强烈剥蚀，剥蚀量达600～1 600 m，盆地剥蚀呈现出西强东弱、北强南弱的特点。反转导致残余地层发生明显的褶皱变形，并最终控制了盆地构造圈闭的成型；同时造成上成藏组合油藏的改造、破坏，使得Bongor盆地成藏模式以源内成藏为主。因此，围绕初陷期凹陷、立足下成藏组合是下步勘探的主要方向。

乍得Bongor强反转裂谷盆地高酸值原油成因

乍得Bongor盆地是受中非剪切带影响发育起来的中、新生代陆内强反转裂谷盆地,反转和走滑构造是盆地最显著的构造特征。所发现的原油主要为中质油(重度为20°～34°API),其次为重质油(重度小于20°API),普遍高含沥青质、高含蜡、高酸值、低含硫。为了探讨高酸值原油的成因,作者选择了该盆地15个不同酸值的原油样品,尝试应用高分辨率质谱分析原油有机酸的组成。分析结果表明,高酸值原油的有机酸主要由环烷酸组成;环烷酸碳原子数分布范围较宽,且以一环、二环、三环环烷酸为主。生物降解作用是形成高酸值原油的主要原因,而构造反转造成盆地抬升,则加速了生物降解作用的发生。

地幔对流反转:来自全球反转构造的透视和构想

【研究目的】全球中生代与新生代油气盆地在其发育某一阶段发生了构造反转,早期的裂陷盆地在反转期被反转盆地叠加与改造,本文以地幔对流反转作用(区域性反转作用或局部性反转作用)为视角,尝试对地壳表层反转构造成因提出深部解决途径。【研究方法】基于地球物理资料,借助构造地质学、地球物理学研究手段,对全球中、新生代盆地在白垩纪末期、古近纪末期的构造反转事件及反转构造特征进行归纳与对比,研究大洋、大陆板内裂陷盆地正构造反转时间,与其之临近的陆陆板块间造山带内负反转构造事件时间具有同期性,建立了反转构造发育的地幔对流反转模型,研究盆山耦合与局部性地幔对流单元及其变化的关联性。【研究结果】大量证据表明大陆板内裂陷盆地正构造反转时间,与其之临近的陆陆板块间造山带内负反转构造事件时间具有同期性,例如大别造山带造山挤压、伸展塌陷与南华北盆地及合肥盆地伸展裂陷、收缩反转分别具有对应关联性,这种盆山耦合推测是由局部性地幔对流单元及其变化所制约关联起来的。造山带的垮塌不是由于板块间的俯冲作用减弱或汇聚速率减小而引起的重力垮塌,推测根本原因可能是地幔对流方式、方向的改变所引起的间歇性伸展裂陷。大洋板内裂谷(大洋中脊)的正反转构造作用时间与俯冲带内负反转构造作用时间也具有同期性,尽管目前的证据不是很充分。无论板块间活动带内反转构造事件下的反转构造,还是板内裂陷盆地内的反转构造作用下产生的反转构造,都标志着这些构造单元的构造演化进入到一个新的发育演化阶段。【结论】反转构造产生的动力机制涉及到的地幔对流的反向流动,地幔对流反转所引起的岩石圈或地壳反向收缩运动导致盆地反转收缩变形。本构想的深远意义是对地幔对流状态、动力及其变化的理解、研究将会对板块反向运动启动机制研究产生深远的影响。

地幔对流反转:盆地反转的动力来源

全球中生代与新生代油气盆地在其发育某阶段发生了多期盆地反转,早期的裂陷盆地在反转期被反转盆地叠加与改造,尽管目前对这些盆地反转发育有了共识,但是对于盆地反转产生的机制没有根本解决。以地幔对流反转为视角,尝试对地壳表层盆地反转成因提出解决途径。利用地球深层与表层过程的相互作用原理,推测盆地反转产生的动力机制涉及到地幔对流的反向流动。建立了盆地反转发育的地幔对流反转模型,讨论了地幔对流反转所引起的岩石圈/地壳反向收缩或伸展运动,从而导致盆地收缩或伸展变形。本构想重大意义在于对地幔对流状态、动力及其变化的理解、研究将会对板块反向运动的研究产生深远影响。

郯庐断裂带新近纪以来的挤压构造与合肥盆地的反转

郯庐断裂带于新近纪以来呈现强烈的逆冲活动,使得先存的伸展性断层产生了一系列逆冲反转构造。该逆冲活动使合肥盆地东部边缘地层被明显掀斜并产生断弯褶皱。与此同时,合肥盆地也相应遭受了挤压而反转,在合肥盆地内形成了一系列NW向左行平移断层和NNE向的宽缓褶皱构造。这些构造对油气二次运移和圈闭有利。在太平洋板块向西俯冲产生的弧后扩张使中国东部大陆受到挤压的区域动力学背景下,郯庐断裂的逆冲活动和合肥盆地反转构造在近EW向挤压应力下形成。

盆地反转对水系演化和冲积岩系结构的影响

西班牙东南部(图1略)的索尔瓦斯盆地自上新世以来一直在进行反转,由河流沉积物提供了极好的窗口,这些沉积物组成了末期盆地充填物,是作为盆地的反转后切割结果表现出来的,水系演化可从一开始的晚梅辛期追踪至现代水系。本文给出了在索尔瓦斯盆地上新世至第四纪河流沉积内所选区域的详细研究,它示出了源处和沉积岩系结构的明显变化。这些变化按河网适应的隆起、他生旋回和自旋回因素作了解释。证据取自古代和现代河网。

准噶尔盆地北东向构造及其油气地质意义

准噶尔盆地深、浅层构造存在差异 ,通过地震、地质资料分析了准噶尔盆地发育在中、晚二叠世、三叠纪的北东向构造特征 ,认为中、晚二叠世、三叠纪地层沉积受北东和北西向正断裂控制 ,由北东向正断裂控制的沉积中心构成了雁列组合特征 .地质力学和大地构造背景分析认为 ,盆地形成期的北东向构造与边缘断裂的左旋走滑作用有关 .北东向的逆冲断裂形成于或主要活动于三叠纪末的盆地挤压反转作用 .成盆拉张和反转挤压作用都使得北东向构造成为有利的油气聚集带 。

陆内裂陷盆地构造动力学分析

陆内裂陷盆地区形成和演化过程中的构造力包括4方面:(1)地幔对流由岩石圈板块底面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F1;(2)板块相对运动通过岩石圈板块侧面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F2;(3)岩石圈受热膨胀和冷却收缩在地壳内部产生的构造力F3;(4)地壳质量在地壳内部产生的围压F4。地壳中的应力是这4方面的构造力的函数S(Fi),其中,F1和F2的大小和方向对三轴应力状态的主应力大小和方向起决定作用。地壳发育正断层的条件是应力状态方程S(Fi)中σ2-σ3主应力平面大致处于水平面状态、σ1近直立。当F1和F2的方向一致且F1>F2或F1和F2的作用方向相互垂直的情况下,F1和F2合成的应力场中的最小主应力方向与X轴方向一致,地壳发生正向裂陷作用。在F1和F2的方向既不平行也不垂直的情况下,F1和F2叠加产生最小主应力(σ3)的方向与X轴方向不一致,地壳发生斜向裂陷作用。当地幔对流从岩石圈底部对岩石圈产生的引张作用力减小、板块之间相对运动从岩石圈侧面边界对岩石圈产生的挤压作用力增强的情形下,地壳应力状态S(Fi)在X轴和Y轴构成的水平面上的最大主应力可能超过Z轴方向的主应力,使σZ相当于三轴应力状态的σ2,裂陷盆地发生走滑构造变形。如果地壳应力状态S(Fi)在X轴和Y轴构成的水平面上的最小主应力也超过Z轴方向的主应力,则σZ相当于三轴应力状态的σ3,裂陷盆地发生收缩构造变形,可能发育逆冲断层或使早期的正断层发生反转位移。随着裂陷作用的渐进发展,不同时期F1和F2的大小和方向的变化导致地壳应力场的主应力轴方向也相应发生变化,使裂陷盆地在不同演化阶段表现出不同的构造变形特征。

黄骅坳陷构造变形格局与演化过程分析

本文以覆盖全区的3D和2D地震剖面的地质构造解释为基础,详细描述和分析了黄骅坳陷的基底和盖层结构构造及其演化,在黄骅坳陷基底内识别出了印支期东西向展布的大型褶皱-冲断构造和燕山主期NNE向展布的大型褶皱-冲断构造,认为黄骅坳陷中的歧口凹陷是在印支期古背斜的基础上经过新生代的伸展裂陷活动负反转而形成的断陷型盆地;确定出黄骅坳陷中、北区陆上新生代盆地结构表现为NE向延伸的、西北断东南超的多米诺式半地堑系结构,而在海域地区则表现为近东西向展布的规模巨大的复式地堑型结构;提出沧东断层延伸到黄骅坳陷中的板桥凹陷的北部,其断距已经逐渐减小,并与北塘次凹西斜坡发育的茶淀断裂以构造转换带方式衔接。论文还以盆地内的大型断裂系统的活动性和盆地沉降史的定量分析为基础,将黄骅坳陷新生代同裂陷阶段划分出三个幕次的演化过程,并发现从裂陷Ⅰ幕到裂陷Ⅲ幕盆地的沉积-沉降中心经历了由南向北、由陆向海的规律性迁移。根据控制沉降中心迁移的构造应力场,结合区域渤海湾盆地的基本特征,提出斜向拉分盆地模式来解释黄骅坳陷,乃至渤海湾盆地孔店组-东营组沉积期间的发育演化机制。

智利铁氧化物铜金型矿床成矿规律、控制因素与成矿演化

智利中生代铁氧化物铜金型(IOCG)矿床成矿带位于海岸科迪勒拉山带,与斑岩铜金和浅成低温热液型金银矿床共同组成了南美安第斯型活动大陆边缘上成矿系统组合。在成矿时代上,IOCG矿床成矿时代集中在175.6～141,140～100和99～66 Ma BP。IOCG矿床位于弧前盆地、主岛弧带和弧后盆地等五级构造单元中;而斑岩铜金和浅成低温热液型金银矿床位于主岛弧带和弧后盆地中,与IOCG矿床成矿带成对出现。综述了智利超大型IOCG矿床研究和勘查进展,认为智利IOCG矿床主要为富铁质岩浆的火山喷溢作用、岩浆热液—盆地流体混合成矿和岩浆热液成矿作用等3种端元类型。侏罗—白垩纪弧前盆地、主火山岛弧带和弧后盆地等五级构造单元是IOCG矿床定位构造,在晚白垩世发生构造反转后,在安第斯大陆边缘从伸展构造体制转变为走滑挤压收缩构造体制,同时形成了平行于岛弧带的阿卡塔玛(AFZ)断裂系统,AFZ断裂系统导致弧前盆地—主岛弧带—弧后盆地发生构造变形并伴有同构造期岩浆侵入,主岛弧带岩浆活动停滞,晚白垩世深成岩浆弧向东迁移,在岛弧带和弧后盆地反转过程中因岩浆—构造叠加程度不同,形成了IOCG矿床叠加成矿序列,同期,白垩纪斑岩型铜金矿床和浅成低温热液型金银矿床相伴形成。提出富铁基性—超基性岩、IOCG矿床和斑岩型铜金矿床等与弧后盆地构造变形的动力学机制是今后的研究方向。