龙门山前缘的芦山地震与逆冲-滑脱褶皱作用

龙门山式构造以推覆作用和滑脱作用为主要特征,近5年来地震活动性显著,在2008年和2013年分别发生了汶川(Ms 8.0)地震和芦山(Ms 7.0)地震。根据已公开发布的芦山地震的震源机制解、破裂过程、地震烈度、地表变形特征、余震分布规律等方面的研究成果,结合本次对龙门山南段活动断裂和芦山地震构造变形与地表响应的野外实地调查等方面的科研成果,作者将龙门山南段和前缘地区划分为龙门山冲断带和前缘扩展变形带2个构造变形带,对比了它们在构造变形样式、活动断裂、历史地震的差异性,提出了以推覆-滑脱岩片为特点的龙门山冲断带地震构造模式和以逆冲断层-滑脱褶皱为特点的龙门山前缘扩展变形带地震构造模式。在此基础上,分析了龙门山前缘扩展变形带的逆冲-滑脱作用与芦山地震的发震断层模式与成因机制,认为芦山地震形成于龙门山前缘扩展变形带的逆断层-滑脱褶皱带,其发震断裂为大邑断层,该断层倾向北西,呈铲状向下并汇交于滑脱面。该滑脱面就是芦山地震的震源层。

黔西罐子窑地区叠加变形及其对铅锌矿床的控制作用

黔西罐子窑地区位于扬子板块西南缘,自中生代进入板内发展阶段之后,发生了多期次复杂构造叠加变形。第一期变形(早燕山期:J3-K1)以自东向西挤压收缩为主,形成了近南北向的褶皱与断层构造体系,发育褶皱轴面以东倾、断层以向西逆冲滑脱占主导地位的变形特征。中上泥盆统火烘组、榴江组泥灰岩和硅质、钙质粘土岩为重要滑脱面,滑脱层本身变形复杂,其上部褶皱相对平滑开阔而下部褶皱相对紧闭。第二期变形(晚燕山期:K2-E)以自北向南挤压收缩为特点,横跨叠加在早期变形之上,表现为早期近南北向褶皱发生枢纽倾伏、断层发生张剪性活动,伴随多层次向南滑脱,在南部形成了轴面北倾的近东西向褶皱(局部倒转)和向南逆冲的断层,并切割南北向构造,喜山早期使得断裂再次活动与调整。区内铅锌矿体分为两类产出状态,一是顺层平缓产出,明显受顺层滑脱与低角度断层控制;另一类是陡倾产出,受陡倾张剪性断层控制。平缓者多形成于早、晚燕山期,而陡倾者多形成于构造转换期或喜山早期。

辽南中生代造山期缩短滑脱与晚造山伸展拆离构造

该区的构造格局主要由早期近东西向紧闭的褶皱带和晚期北北东向构造组成。早期的南北向缩短构造以龙王庙平卧褶皱和大小长山岛的直立紧闭褶皱为代表,分别具有扇状间隔性压溶劈理和透入性轴面片理,褶面倒向以北为主。北北东向构造切割近东西向构造,表层表现为北西西向薄皮逆冲推覆构造,浅层构造具有扇状压溶劈理的紧闭褶皱,深层表现为基底与盖层间的拆离断层及其下的韧性剪切带。早期的研究者将该断层作为辽南推覆构造底部的滑脱面,现今则压倒性地采用变质核杂岩的构造理念。根据相关剪切带早期面内褶皱发育,晚期伸展褶劈理发育,通过运动学涡度和应力状态分析,论证早期滑脱—推覆到晚期伸展拆离的演化过程。野外观测证明,辽南基底变质岩西侧的金州断层为一伸展拆离断层,它切割东侧的董家沟断层,前者平行于下伏糜棱岩中的同向伸展褶劈理,后者平行下伏糜棱岩的糜棱面理。金州拆离断层的形成及其东侧的隆起标志着辽南构造体制从缩短到伸展的转折。根据相关的年代学研究,这一构造体制转化发生在早白垩世(约120～107 Ma)。该区最新的构造事件是北东—南西向的缩短,相关的北北东向的右行走滑断层与晚白垩世以来的郯庐断层活动方式一致。

黔东松桃地区构造特征及其对锰矿的控制作用

黔东松桃地区是雪峰山西缘扩展带的一部分,该区构造变形复杂,古生代-早中生代的广西运动、印支运动等主要表现为垂直升降,晚中生代之后的燕山运动主导了本区的复杂构造变形。燕山早期(J3-K1)研究区处于SEE-NWW向挤压应力场,形成了NNE-SSW向褶皱和断裂;燕山晚期(K2-E)区内处于NNE-SSW向挤压应力场,形成了区内NWW向小型褶皱和断裂。两期构造相叠加,导致早期NNE向褶皱枢纽呈波状起伏,轴迹弯曲,部分地区形成了构造穹窿和构造盆地,部分早期断层呈左行走滑性质。构造变形过程中滑脱层的调节作用往往使得构造变形样式在横向上和垂向上更加复杂化。构造变形对锰矿具有控制作用,其中滑脱作用对锰矿的富集作用明显。锰矿层作为滑脱层的一部分,在燕山两期应力作用下,在区内褶皱核部相对富集加厚,而在翼部明显减薄甚至消失。后期断层的活动往往破坏了锰矿层的连续性,造成锰矿层的缺失或重复。

塔里木盆地塔中隆起盐相关断裂发育特征

根据地震资料解释成果,结合中、下寒武统含盐层系展布特征,分析塔里木盆地塔中隆起主要断裂带变形特征及其形成机理。塔中隆起主要断裂带表现为上陡下缓,往深部在中、下寒武统含盐层系顶面或内部发生滑脱,滑脱距离在不同地区有所差异,具有典型的"盐相关断裂"特征。塔中地区断裂带的形成演化主要受区域构造应力场、基底先存断裂和中、下寒武统含盐层系联合控制,其中区域构造应力场为断裂形成提供了动力来源,中、下寒武统含盐层系的厚度影响了断裂带的发育方式,而基底先存断裂则决定了断裂带的发育位置。

塔里木盆地玉北地区断裂系统解析

通过三维地震资料精细解释、钻井资料和地质资料综合对比分析,认为塔里木盆地玉北地区断裂系统主体表现为逆冲断裂。断裂主要在两个层次发育:一是发育在基底,构成基底断裂带或基底软弱带;二是发育在寒武系-奥陶系碳酸盐岩中的断裂带。玉北地区断裂系统由一系列呈北东东走向的断裂带组成,主要包括玉北7断裂带、玉北1断裂带、玉东1断裂带、玉东2断裂带、玉东3断裂带、玉东4断裂带等。单个断裂带往往由一条主断裂及其伴生的一组次级断裂组成。主断裂断面倾角上陡下缓,往深层在中-下寒武统盐岩层系中发生滑脱。主断裂和次级断裂常形成背冲型断裂组合,在剖面上构成"断垒"形态。寒武系-奥陶系碳酸盐岩断裂带主要形成于加里东中期,经历了加里东中期早幕(早奥陶世蓬莱坝期)、Ⅰ幕(早-中奥陶世鹰山期)和Ⅲ幕(晚奥陶世)3个幕次的活动,海西晚期断裂活动非常微弱。断裂带具有明显的分段变形特点,断裂系统和主不整合共同制约垂向构造分层。

楞古―孜河弧形背斜特征及形成过程

祝桑弧位于松潘-甘孜造山带南部,楞古―孜河弧形背斜位于弧顶部位。楞古―孜河背斜主褶皱、内部小褶皱及叠加褶皱的特征表明其形成经历了印支晚期自北向南的滑脱作用,燕山早期南北向挤压作用及燕山中晚期南西-北东向挤压作用等三次构造变动。其成因可能与扬子板块与劳亚板块的俯冲、碰撞有关。

扎格罗斯山前Fauqi背斜滑脱生长褶皱的构造几何解析与模拟

利用满覆盖采集的三维地震剖面,对Fauqi背斜平面构造变形格局及剖面构造变形样式进行了详细的构造解析;基于断层滑脱褶皱模型,采用正演平衡地质剖面技术,开展了Fauqi背斜深部滑脱耦合浅部生长褶皱及断裂的运动学模拟,提取的构造特征与实际地震剖面特征基本一致;利用构造解析成果,结合生、储、盖时空配置关系分析,探讨了Fauqi背斜的石油差异性富集机制.结果表明:在深部的滑脱作用、浅部生长地层的同构造沉积作用,以及来自扎格罗斯山的南西向水平构造应力挤压作用等的叠加耦合下,形成了Fauqi背斜差异性平面构造变形格局及层次性剖面构造变形样式;正是差异性构造变形造成了Fauqi背斜中石油的差异性富集;而通过深部滑脱耦合浅部生长褶皱及断裂运动的计算机模拟,发现Fauqi背斜褶皱的水平滑移距离达3.5km左右.

塔里木盆地克拉苏构造带西段构造成因及油气远景展望——以阿瓦特地区为例

基于高分辨率的三维地震数据体,结合数字高程模型、野外地质露头信息、钻井数据和前人研究成果,选取若干阿瓦特地区的典型剖面进行精细构造解析,参照邻区地震剖面,梳理出研究区的区带结构特征。分析认为,阿瓦特地区长距离逆掩推覆构造的成因,主要有以下3点:1动力来源:受印藏碰撞远程效应的影响,中生代以来的造山运动,使该地受到强烈挤压,发育大规模的冲断褶皱变形,在阿瓦特段构造缩短率达到52%,为阿瓦特地区长距离逆掩推覆构造的形成提供了动力来源。2变形空间:阿瓦3井的钻探结果表明,阿瓦特地区的古近系膏盐层厚度达到1 855m,临近的博孜井区同期沉积的膏盐层平均厚度仅为236m,研究认为阿瓦特地区为古盐湖的一个沉积中心,岩性以石膏、膏质盐岩、盐岩和盐质泥岩为主,膏盐纯度高,可塑性与流变能力强,为阿瓦特地区长距离逆掩推覆构造的形成提供了充足的变形空间。3逆掩条件:阿瓦特地处侏罗系煤系地层的沉积边缘,煤层较薄,内摩擦系数较大,滑脱效率底下,在向南持续楔入的过程中,上、下滑脱层的内摩擦力差导致早期叠瓦状冲断构造向前发育受阻,5号断裂以古近系膏盐为支撑向上突破,断距自东向西逐渐加大,最终,在阿瓦3井区附近以长距离的垂向叠置构造变形,部分取代了向前陆方向传递的叠瓦状构造变形。巨厚的膏盐层为阿瓦特地区的油气成藏提供了优异的垂向和侧向封盖性能。