喜马拉雅西部雅鲁藏布江缝合带地壳尺度的构造叠置

陆陆碰撞过程是板块构造缺失的链条。印度板块与亚洲板块的碰撞造就了喜马拉雅造山带和青藏高原的主体。然而,人们对印度板块在大陆碰撞过程中的行为尚不了解。如大陆碰撞及其碰撞后的大陆俯冲是如何进行的、印度板块是俯冲在青藏高原之下还是回转至板块上部(喜马拉雅造山带内)以及两者比例如何,这些仍是亟待解决的问题。印度板块低角度沿喜马拉雅主逆冲断裂(MHT)俯冲在低喜马拉雅和高喜马拉雅之下已经被反射地震图像很好地揭示。然而,关于MHT如何向北延伸,前人的研究仅获得了分辨率较低的接收函数图像。因而,MHT和雅鲁藏布江缝合带之间印度板块的俯冲行为仍是一个谜。喜马拉雅造山楔增生机制,也就是印度地壳前缘的变形机制,反映出物质被临界锥形逆冲断层作用转移到板块上部,或是以韧性管道流的样式向南溢出。在本次研究中,我们给出在喜马拉雅造山带西部地区横过雅鲁藏布江缝合带的沿东经81.5°展布的高分辨率深地震反射剖面,精细揭示了地壳尺度结构构造。剖面显示,MHT以大约20°的倾斜角度延伸至大约60 km深度,接近埋深为70~75 km的Moho面。越过雅鲁藏布江缝合带运移到北面的印度地壳厚度已经不足15 km。深地震反射剖面还显示中地壳逆冲构造反射发育。我们认为,伴随着印度板块俯冲,地壳尺度的多重构造叠置作用使物质自MHT下部的板块向其上部板块转移,这一过程使印度地壳厚度减薄了,同时加厚了喜马拉雅地壳。

鄂尔多斯盆地北部构造叠置与天然气聚集研究

鄂尔多斯盆地北部的构造-沉积演化相比盆地主体具有特殊性和复杂性,尽管勘探已发现了多套气层,但不同区带多层天然气差异成藏规律仍不清楚.本文利用伊陕斜坡—伊盟隆起构造过渡带上杭锦旗地区井、震资料,结合区域构造演化研究,恢复了中元古界—古生界残存地层分布,分析了中元古代以来6个关键时期的构造、沉积演化过程.根据元古宇与古生界的构造叠置关系,将研究区划分为断陷-斜坡、断陷-凸起、凸起-断阶和凹陷-斜坡4种类型,认为构造演化控制了1套主力烃源岩和3套勘探层系储层的差异叠合:石炭-二叠系煤层烃源岩成熟度呈西高东低,西部镜质体反射率R为1.3%~1.7%,东部镜质体反射率R为0.8%~1.3%;二叠系下石盒子组储层物性呈东好西差,东部孔隙度φ为10%~20%,西部孔隙度φ为5%~10%;奥陶系马家沟组及中元古界长城系储层在局部地区残存分布.研究结果表明:在源-储差异配置与构造演化控制下,断陷-斜坡叠置区主要发育二叠系地层-岩性气藏及长城系潜山气藏,是寻找多层富集目标的最有利区带;凹陷-斜坡叠置区是奥陶系灰岩缝洞型气藏与二叠系构造-岩性复合气藏叠合发育有利区;凸起-断阶叠置区是上古生界多类型气藏复合发育区;断陷-凸起叠置区则是长城系及二叠系源外气藏潜在发育区,可作为近期勘探突破目标.石炭-二叠系高成熟烃源岩(R>1.3%)分布控制了3套层系天然气叠合富集,整体为源内充注成藏模式;高成熟烃源岩区之外主要为源侧运移成藏模式,继承性古隆起上的有效圈闭是天然气聚集的主控因素.

同期叠置式火山构造地层层序的建立——以福建永泰油洋地区早白垩世寨下组火山岩地层为例

在大面积火山岩分布地区填图 ,对于复杂的相互叠置的同期不同喷发次的火山岩 ,通过火山构造的研究、不同喷发次界面的确定及不同岩石组合特征的归并 ,划分出喷发间歇期区(带 ) ,并理清不同火山构造和群体间的上下关系。在这基础上 ,依据各火山构造和群体的地层剖面建立地层层序。这不仅反映了测区火山活动的全貌 。

喜马拉雅东构造结——南迦巴瓦构造及组构运动学

喜马拉雅东端—南迦巴瓦构造结的构造格架总体呈现由叠置构造岩片构成的复式背形构造。自 NW 到 SE 由比鲁构造岩片、直白构造岩片、南派乡构造岩片和多雄拉变质穹隆组成,它们之间的界限分别是直白—丹娘—南伊沟韧性拆离断裂、直白—丹娘韧性逆冲断裂和多雄拉韧性逆冲断裂。由高压麻粒岩相组成的直白构造岩片被直白—丹娘—南伊沟韧性拆离断裂和直白—丹娘韧性逆冲断裂所夹持,为挤出构造岩片。根据印度斯—雅鲁藏布江大拐弯缝合带西侧和北侧的变形特征及石英组构运动学的 EBSD 测量结果,表明大拐弯缝合带存在各段的差异,并具有逐渐演化的特征。大拐弯缝合带的北端为拉月一迫隆乡韧性逆冲剪切带;西段为鲁朗—拉月左行走滑剪切带,西南段为嘎马—米林左行伸展转换剪切带,指示南迦巴瓦变质体相对拉萨地体的运动转为水平走滑运动。根据大拐弯缝合带东侧右行走滑和西侧左行走滑特征,推测在印度一亚洲碰撞之后,南迦巴瓦变质体受制于这两条走滑断裂,而相对喜马拉雅地体向北推移,并深深插入拉萨地体之下,形成东构造结。由于南迦巴瓦变质体的强烈上隆,其上部原存的特提斯喜马拉雅的古生代—中生代盖层沉积被俯冲和被剥蚀贻尽。南迦巴瓦变质体中直白组高压麻粒岩相中石榴石辉石岩形成的温压条件(T=800～900℃,P=2.6～2.8GPa)表明,岩石经历了相当于80km～100km 深度的峰期榴辉岩变质作用的条件,印度板片深俯冲于拉萨地体之下又折返挤出到由派乡组和多雄拉组角闪岩相(混合岩化)组成的南迦巴瓦变质基底之中。

济阳坳陷不同区带构造样式发育与油气富集差异性分析

构造样式控制沉积并决定油气富集。通过对济阳坳陷盆地结构特征、构造演化、地震资料及不同区带油气地质模型的分析,认为该坳陷构造样式主要有翘倾断块、滑动断阶、潜山披覆、重力构造、底辟构造等7种类型,不同构造带是由断陷期发育的不同类型的构造样式叠置组合而成:陡坡带是由早期板式断层被晚期滑动断阶、逆牵引背斜改造而成,中央隆起带是由晚期的背斜、半背斜叠加在早期洼陷之上而成,缓坡带是由早期和晚期不同类型翘倾断块叠置而成,凸起带是在潜山背斜背景上发育起来的披覆构造;不同区带构造样式发育的差异,控制了油气富集的差异,凸起带、底辟背斜的中央隆起带及主控断层演化程度高的陡坡带油气富集。

喜马拉雅造山带的变质作用与部分熔融

喜马拉雅造山带的核心由高级变质岩系和淡色花岗岩构成,是研究碰撞造山作用和板块构造的天然实验室。本文评述了喜马拉雅造山带变质作用和部分熔融研究取得的新进展和存在的争议,主要内容包括:(1)造山带核部具有"三明治"结构,高级变质和部分熔融的高喜马拉雅系列(GHS)夹持在较低级变质的特提斯喜马拉雅系列(THS)和低喜马拉雅系列(LHS)之中,GHS的变质作用程度具有向上和向下部构造层位降低的特征。高喜马拉雅系列主要由高压麻粒岩相到榴辉岩相的变质岩组成,具有>1.2~1.6GPa和>700~800℃峰期变质条件,顺时针型变质作用P-T轨迹,其进变质以增温增压为特征,退变质早期为近等温或增温降压过程,晚期为降温降压和近等压降温过程;(2)在造山带西段,紧邻缝合带产出的超高压变质岩具有4.4~4.8GPa和560~760℃的峰期变质条件和顺时针型P-T轨迹,并在退变质中期出现加热过程;(3)尽管造山带的高压和超高压变质岩形成在中、高温条件下,但岩石中的石榴石都保存有明显的主量和微量元素生长成分环带特征;(4)造山带变质核下部发育反转的中、高压型变质序列;(5)在造山带核部,变泥质和长英质麻粒岩的强烈部分熔融主要是增压、增温进变质过程中的白云母和黑云母脱水熔融,和近等温或增温降压过程中的黑云母脱水熔融,可以形成花岗质和英云闪长质熔体。加厚下地壳的高变质温度足以使各种成分岩石(包括基性岩)发生深熔,而不需要外来热源;(6)造山带变质核经历了长期的变质演化过程,其进变质始于~47Ma,峰期变质发生在~25Ma,退变质持续到~15Ma。这些岩石也记录了持续的(超过20Myr)高温变质和部分熔融过程。在造山带西段的超高压变质岩具有~46Ma的峰期变质年龄和~40Ma的退变质年龄,所以经历了一个快速俯冲与折返过程;(7)印度大陆西缘与岛弧的碰撞(造山带西段)和印度大陆东缘与大陆弧的碰撞时间一致,为~50Ma;(8)在造山带西段,印度大陆的深和陡俯冲形成了超高压变质岩;而在造山带中段,印度大陆的平缓俯冲形成了中高压变质岩;(9)构造变质不连续在变质核中广泛存在。多重有序逆冲和无序逆冲导致的岩片叠置控制着造山带的地壳结构;(10)现有的构造模型,包括楔形挤出、隧道流、临界楔和构造楔模型,都不能全面合理地解释造山带变质核部的折返机制。

中国造山带研究的回顾和展望

本文简要回顾了20世纪50年代以来中国地质学家在研究显生宙陆(板)缘造山带或古大陆边缘造山带中所取得的进展:多数巨型造山系经历了多阶段古洋盆形成和消亡,陆块碰撞演化历史;离散大陆边缘多样性;洋盆产出环境和消减迁移多样性。近20年来我国学者加强了造山带三维变形运动学研究,提出了多层次滑脱叠置构造,剖面上、平面上的楔入构造等重要新认识。最后指出中国大陆造山带今后研究热点和展望。

中国岩石圈三维结构雏型

根据岩石圈的流变习性,可以将中国岩石圈分成3层,即:弹性上地壳、塑性下地壳和岩石圈地幔。它们的构造各不相同,并且各层间呈现复杂的关系。在新疆地区,上地壳推覆叠置形成以三山四盆为特点的盆山构造,驮伏在一系列东西走向的条带状背型构造与向型构造的下地壳之上。在强烈隆升中的西藏地区,它的周边是差异隆升,但它的腹部地区的弹性上地壳完整未遭破坏。这是因为它的腹部的下地壳和岩石圈地幔发生局部熔融,上地壳被局部熔融的下地壳和岩石圈地幔顶托,以液压的方式整体抬升。华北地区,则是软流圈上升破坏了岩石圈地幔,形成新生地幔与残留地幔并存的蘑菇云岩石圈地幔构造。并由于软流圈的上升,使地壳拉张减薄形成裂谷盆地。中国大陆下除了东北吉辽地区太平洋板块向大陆俯冲外,东部其他地区都没有发现太平洋板块俯冲的证据。中生代以来中国东部发生的岩石圈巨变不是太平洋板块向中国大陆的俯冲而造成的,而是软流圈物质上涌的结果。因此,中国大陆当今的构造动力,是西部由印度板块俯冲推挤和东部东亚-西太平洋软流圈上升构成的二元系统。这两个动力系统的分界是南北地震带。在南北地震带以西整体处在压缩环境中;南北地震带以东,则处在拉张环境中。正是由于应力场由压缩转变成拉张产生的剪应力造成了南北地震带。华北地区所以成为地震活动地区是因为它的岩石圈地幔已被强烈的改造成为蘑菇云构造,热流上升,弹性层急剧减薄,弹性极限下降所致。

孤东地区走滑作用对油气成藏的控制

通过陆地和海域地震资料重新整合,重新厘定孤东地区主控断层性质,结合构造物理模拟实验及孤东地区石油地质条件,分析断层性质对油气分布的控制作用。结果表明:孤东、垦东断层具有明显的右旋走滑作用,并派生右行左阶增压叠置和拉张释压马尾扇构造样式。增压叠置区位于孤东低凸起,油气聚集分布,为主要成藏区,以浅层成藏为主,潜山不成藏;拉张释压马尾扇区位于孤东断层尾端,油气分布较少,为主要失利区。两种构造样式的相互结合共同控制孤东地区油气的运移与分布。该结果为研究走滑派生构造特征地区的油气分布特征提供参考。