西秦岭晚中生代-新生代构造层划分及其构造演化过程

从西秦岭晚中生代-新生代红层沉积的岩石组合、空间分布和构造变形特征分析,西秦岭晚中生代-新生代红层沉积可以分为三个构造层,分别对应于三个构造演化阶段。1)晚侏罗世-早白垩世构造层:该构造层以深紫红色、灰色砾岩、砂岩为主,并含有特征性的黑色页岩和煤层为特征;构造变形以北东东向褶皱和断裂构造变形为特征,反映了早白垩世末期(燕山运动)的构造变形动力学为北西-南东向地壳挤压收缩,可能与扬子板块与华北板块陆内斜向汇聚有关。2)晚白垩世-古近纪构造层:该构造层以砖红色、紫红色砾岩、砂岩、页岩为主,间夹有灰色、灰黄色、灰绿色泥岩和页岩层,具有不连续面状分布的特征,指示了其沉积时地壳的广泛拉伸的构造背景;古近纪末期的构造变形以与现今北西向构造线一致的宽缓褶皱和断裂构造变形为特征,可能指示了新生代初印度板块和亚洲板块碰撞的构造动力作用第一次远程构造响应。3)新近纪构造层:该构造层以近水平的产状、典型的细碎屑沉积为主要特征,特别是红粘层、淡水碳酸盐层的存在以及含有的三趾马化石特征,空间上与主夷平面的密切联系指示了新近纪早期经历一个夷平剥蚀期,这一阶段地壳构造稳定,变形以块断作用为主。西秦岭在经历了上述三个阶段构造演化过程后,开始进入了第四纪以来以块体变形和快速隆升的构造阶段,这与印度板块与亚洲板块的持续汇聚导致的周缘山系的崛起和变形相一致。

柴达木盆地北缘晚中生代—新生代构造应力场——来自构造节理分析的证据

柴达木盆地的构造演化,尤其是中、新生代的构造演化历史及其影响程度一直存在争议。在冷湖0号、冷湖4号、鄂博梁、结绿素等剖面开展了野外构造节理测量,应用地层恢复技术,分析了柴北缘晚中生代—新生代构造应力场的演化过程。结果表明:晚侏罗世之后,柴北缘主要受东西方向的挤压,这与区域上的研究结果一致;早白垩世北西—南东向的挤压应力可能再次影响了侏罗系;晚白垩世受南北挤压应力的影响,地层隆升遭受剥蚀;始新世下干柴沟期至上新世狮子沟期,柴北缘处于弱活动时期,接受稳定沉积;上新统狮子沟组沉积之后,由于阿尔金山的隆升,盆地北缘主体受北西—南东向应力的影响,涉及地层包括上干柴沟组、下油砂山组和上油砂山组;早、中更新世七个泉期之后,受南北向构造应力场的强烈影响,在狮子沟组、上油砂山组和下油砂山组中都有其分量,较老地层的地表露头中也有记录,这期构造运动对柴北缘油气运聚具有破坏和二次成藏的作用。因此,围绕柴北缘其他地质剖面开展更进一步的构造节理测量和分析工作,对油气资源勘探具有指导意义。

川东北宣汉—达县地区晚中生代—新生代构造应力场转化及其油气意义

构造应力是地壳中较为活跃的能量之一,构造应力作用方式和转变形式的研究对油气藏勘探开发有重要的指导意义。通过研究直立褶皱、共轭节理、断裂面擦痕等各种构造形迹,重建宣汉—达县地区晚中生代—新生代构造应力场,分析其构造活动规律。燕山晚期,川东构造带自SE方向的扩展影响到宣汉—达县地区,形成一系列NE向断裂和褶皱;喜马拉雅期,川东构造带逐渐趋于平静,大巴山构造自NE方向挤压,造就NW向断裂和褶皱的形成。不同方向、时期、强度的构造应力场叠加控制了研究区油气藏的形成和演化,阶段性的构造活动对研究区的叠加作用改善了储集层物性,较好地控制了圈闭的发育,将岩性油气藏调整为构造-岩性复合控制的油气藏,同时产生的构造应力和岩石中形成的裂缝分别为油气运移提供动力和通道。

晚中生代—新生代构造体制转换与鄂尔多斯盆地改造

鄂尔多斯盆地是叠加在华北古生代克拉通台地之上的中生代大型陆内盆地。晚中生代—新生代是鄂尔多斯盆地重要的改造阶段,区域构造体制经历了重大转换,在盆地周缘形成不同方向和不同样式的构造带。其中发生在中、晚侏罗世时期的燕山运动主幕,对鄂尔多斯盆地的定型和发展具有划时代意义,这期构造变动导致鄂尔多斯盆地周缘挤压逆冲构造带的形成。早白垩世时期,对区域构造应力体制转换的响应,鄂尔多斯盆地处于弱引张构造环境,引张构造变形主要集中在盆地西南缘地带,六盘山古地堑发育。新生代时期,构造变形主要发生在鄂尔多斯盆地周缘,形成一系列地堑盆地。晚中新世或上新世以来的新构造运动时期,受到青藏高原快速隆升和向东构造挤出作用的影响,鄂尔多斯盆地西南缘六盘山褶皱带快速崛起,而在盆地的其他周边地带则发生引张变形和地块差异性升降。最后,笔者论述了不同构造应力体制下盆地的改造作用,讨论了鄂尔多斯盆地研究中的一些基础地质构造问题。

渤海湾盆地晚中生代一新生代伸展和走滑构造及深部背景

渤海湾盆地是一个在早白垩世被动裂陷盆地基础上发育起来的新生代主动裂陷盆地,走滑作用贯穿始终,特别是在兰聊-盐山断层以东,使这个裂陷盆地具有鲜明的走滑特征。伸展和走滑作用此消彼长,伸展构造和走滑构造相互叠加、转换,垂向上相互叠置、交切,并由此导致变换带的产生。晚中生代以来太平洋板块向欧亚板块俯冲的方向和速度变化、后撤以及板片窗效应、中始新世印欧板块碰撞导致的地幔上涌是控制盆地形成的深部背景,郯庐断裂带早白垩世强烈的左行走滑、古新世-早始新世弱的左行走滑以及中始新世后的右行走滑活动也深刻地控制和影响着盆地的发育,盆地内晚中生代-新生代的伸展和走滑构造的演化则是其浅部响应,并由此控制着岩浆活动以及油气生成、运聚和分布的时空迁移。

鲁西隆起晚中生代以来北西向正断层特征及物理模拟

鲁西隆起区伸展构造极为发育，通过野外地质调查对隆起区北西向正断层的几何学特征进行研究，采用平衡剖面演化方法，选取横穿该区北西向断层的一条剖面，定量计算正断层横向上和垂向上晚中生代以来各主要构造演化阶段的构造运动学参数，并通过构造物理模拟实验详细解析鲁西隆起区伸展变形过程。研究结果表明，北西向控凹断层在三叠纪后皆发生负反转，晚中生代鲁西隆起受到强烈拉伸，伸展构造主要发生在19—20km以下的深尺度范围内，断层切割深度加大。断裂带上普遍发育断层角砾岩、碎裂岩及断层泥。古近纪伸展作用以浅层拉伸为主，鲁西伸展量和伸展率最大，伸展作用强烈，对应北西向正断层的活动速率值也达最大值，同时发育大规模、范围广的半地堑。新近纪，伸展率很小，北西向正断层活动性大大减弱，至第四纪，断层几乎不再活动，反映鲁西隆起基本处于稳定。鲁西隆起晚中生代的伸展与华北克拉通构造变革相一致，而新生代的强烈伸展主要受控于太平洋板块与欧亚板块俯冲方向与速度的改变以及印度板块与欧亚板块的碰撞。

四川盆地地表剥蚀量恢复及其意义

磷灰石裂变径迹（AFT）热隆升史模拟能够定量恢复盆地四维动态热隆升剥蚀过程。根据四川盆地93件磷灰石裂变径迹样品定量热史模拟表明,晚白垩世以来盆地发生了广泛的阶段式抬升剥蚀作用,即晚白垩世（65 Ma前）快速隆升剥蚀、古近纪（65-23 Ma前左右）缓慢隆升剥蚀、新近纪（23 Ma前至今）快速隆升剥蚀。晚白垩世至今盆地范围内隆升剥蚀总厚度普遍大于2.5 km,新近纪快速隆升剥蚀幅度普遍大于1 km。进一步结合31组镜质体反射率反演校正剥蚀量数据,编绘阶段性（晚白垩世以来和新近纪）四川盆地地表剥蚀量等厚图,综合表明晚白垩世以来四川盆地隆升剥蚀量等值线展布格局发生根本变化,即早期主要以NE向展布格局为主（具近NE向和E-W向特征）,新近纪则主要以近E-W向展布格局、盆地南北分异（北部地区隆升剥蚀量普遍小于2 km,南部地区普遍大于2 km）为主。四川盆地大中型油气田空间分布与晚中生代-新生代低剥蚀量具有密切联系。

中、上扬子白垩纪以来的剥蚀过程及构造意义——低温年代学数据约束

通过对磷灰石裂变径迹(AFT)数据系统的对比,本文从整体上分析了中、上扬子区块各地质单元在晚中生代、新生带抬升冷却特征,并初步构建了区域上中-新生代构造活动与内陆变形的时空关系.它们的构造活动在空间上具有分区性和连续性特征,在时间上具有幕式性特征.空间上的分区性与连续性主要表现在各地质单元隆升特征的差异性,即中扬子北缘江汉盆地、黄陵隆起最早开始冷却到大巴山逆冲带、米仓山-汉南隆起晚侏罗世自北(东)向南(西)的隆升与江南-雪峰山隆起、湘鄂西褶皱带、川东褶皱带及川东北地区自南东向北西依次递进逆冲褶皱变形的差异;构造活动时间上的幕式特征主要表现在阶段性的快速冷却及其相间的缓慢冷却过程.中、上扬子北缘大巴山逆冲带、米仓山-汉南隆起磷灰石裂变径迹年龄从北(东)向南(西)逐渐变小,它们在晚中生代、新生代处于秦岭-大别造山带向扬子地块逆冲挤压变形的动力学背景;而湘鄂西褶皱带、川东褶皱带及川东北地区磷灰石裂变径迹年龄自南东向北西方向减小的趋势主要受控于太平洋板块的俯冲挤压效应.中、上扬子喜山晚期的快速冷却主要是青藏高原隆升及其向东与南东方向构造逃逸挤压作用及亚洲季风等气候变化的响应.磷灰石裂变径迹的系统分析为中、上扬子递进扩展构造变形提供了年代学约束.

鲁西隆起北部磁村断层走滑特征及其控藏意义

盆地周边地质调查是研究盆地构造演化的一种重要补充手段,露头区断层活动规律可以直观分析盆地内观察不到的断层性质。本文主要研究了磁村断层的野外地质特征及其对沉积的控制,并类比了沉积盆地内的断层对沉积的控制。研究发现磁村断裂带内地质现象丰富,发现有擦痕、阶步、碎裂灰岩、牵引褶皱、石香肠构造、菱形构造等,其中石香肠构造和菱形构造受控于岩性及断裂带内局部应力场变化,与其他证据共同指示磁村断层为一条右旋伸展-走滑断层。在此基础上分析了磁村断层走滑活动模式及对沉积扇体的控制,并针对断层走滑活动的沉积响应,在沉积盆地内找到了多处伸展-走滑型断层和走滑-伸展型断层控沉积的沉积迁移现象,且发现了走滑伸展作用产生的斜歪扇背斜现象。这种控制作用使沉积砂体沿断层走向展布,进而控制油气成藏和分布。综合分析认为,磁村断层形成于晚中生代以来鲁西地块的张扭性应力场,是鲁西隆起不同块体差异伸展所致,起调节不同块体应变的作用。

冈底斯岩浆弧东端泥质岩的变质作用及构造意义

冈底斯岩浆弧东端林芝地区出露的中-高级变质岩来自岩浆弧的中、下地壳,是研究岩浆弧深部组成与形成演化的窗口。本文对林芝布久地区西部产出的泥质片岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究。研究表明,含夕线石石榴石云母片岩的峰期矿物组合为石榴石+黑云母+斜长石+白云母+夕线石+石英+金红石,经历了角闪岩相变质作用和部分熔融,峰期变质温度和压力条件为~7.4kbar和~715℃。片岩的进变质和部分熔融作用很可能开始于~70Ma,退变质和熔体结晶作用发生在61~48Ma。本文和现有研究成果表明,冈底斯岩浆弧东端变质岩的变质条件存在明显的空间变化,角闪岩相和麻粒岩相变质带变质岩分别代表岩浆弧的中地壳和下地壳组成。同时,岩浆弧的下地壳主要由变质的基性和长英质岩浆岩组成,含少量变质沉积岩,而中地壳主要由变质的花岗质岩浆岩和变质沉积岩组成。我们认为在晚中生代-早新生代,印度大陆与亚洲大陆的碰撞和俯冲的新特提斯洋岩石圈的断离,引起了岩浆弧地壳构造缩短加厚和幔源岩浆增生,进而导致上地壳的沉积岩被埋藏到中、下地壳,并经历长期持续的高温变质和部分熔融作用。本研究不仅揭示出冈底斯岩浆弧经历了晚中生代-早新生代的变质作用,也为岩浆弧的地壳组成与空间变化提供了重要信息。