南海的盆地群与盆地动力学

南海发育有众多的新生代盆地,按发育位置,总体可分为陆架盆地、陆坡盆地和深海海盆,陆架、陆坡盆地成因上与大陆边缘的裂解、转换密切相关,可分为走滑拉分-伸展盆地群、挤出-断陷盆地群、伸展-俯冲挠曲型盆地群,这些盆地进一步发展可形成不同阶段的洋盆群,西南次海盆发育程度低,中央次海盆发育程度高,因而南海盆地群的盆地动力学不是单一的动力学机制下形成的,机制非常复杂多变。这些盆地新生代以来经历了神狐、南海、东沙等多期构造运动,形成了复杂的角度不整合分布,且这些角度不整合时空上存在一定迁移规律。伴随着盆地构造迁移演化,断裂、岩浆、沉积沉降中心、成藏、灾害等都表现出显著的跃迁规律。南海成因的动力学背景复杂,受多种因素影响,其中板块动力因素既有东侧太平洋板块俯冲、菲律宾海板块楔入的影响,又有西侧印度洋板块斜向俯冲、洋中脊俯冲,还可能有北侧青藏高原隆升、大陆块体挤出的影响;同时,深部底侵、拆沉、地幔柱、地幔水化过程等地幔动力学背景也不可忽视。最终提出南海海盆的开启模式可能为走滑拉分模式,与太平洋构造域演化关系更为密切。

广东三水盆地双峰式火山岩:空间展布、岩石学特征及其盆地动力学意义

广东三水盆地内广泛分布有晚白垩纪-始新世火山岩,在化学成分上他们表现为以玄武岩类(SiO2=44.45%～54.46%;K2O+Na2O=3%～6%)和粗面岩-流纹岩(SiO2=59.23%～73.27%;K2O+Na2O=7.5%～12%)为主的双峰式特征。这些火山岩大致由十三期火山活动所形成,其中,早期形成以粗面岩-流纹岩为主的火山岩分布在盆地的边缘,晚期以玄武岩类为主的火山活动出现在盆地的中部。火山岩的时空分布特征反映了随着盆地断陷程度的不断加深导致岩浆由来自浅部岩浆房向深部岩浆房转化的过程。盆地内岩浆岩主要受区域地幔上涌-部分熔融所控制,盆地的断陷过程诱发了不同深度岩浆房内岩浆的喷发。三水盆地火山岩的不对称分布暗示了盆地的东侧向沿海方向的拉伸更加强烈。

西北地区含油气盆地动力学演化

根据石油勘探资料和前人成果,对昆仑造山带以北、贺兰山构造带以西的塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地及阿拉善—河西走廊—中祁连地区的盆地结构进行了分析。结果表明:盆地都赋存在稳定的板块(地块)之上,具有多期叠合与改造特征,不同时期具有不同的盆地类型;震旦纪—早二叠世主要受古亚洲洋构造域控制,以板块(地块)之间的开合与盆地的形成、消亡为特征,中生代为欧亚大陆的组成部分,盆地、山脉的形成受特提斯洋及深部构造背景的影响,新生代受印度板块与欧亚板块碰撞产生的远距离效应,形成了现今盆山构造格局;盆地深部构造与盆地之间的相互作用、盆地深部构造与造山带深部构造的相互作用以及浅层盆地与造山带之间的相互作用构成了西北地区盆地动力学演化的基础;西北地区含油气盆地经历了洋-陆转化和陆内演化两大盆地演化阶段,在两大盆地演化期间,新疆北部、塔里木、柴达木及阿拉善—河西走廊—中祁连地区的盆地形成与消亡改造的关键构造事件具有一致性;受区域大地构造的控制,准噶尔盆地、塔里木盆地以及阿尔金构造带以东地区的沉积建造、构造活动特征存在显著差异,控制了盆地烃源岩发育部位与层系,形成了具有不同特征的古隆起和山前构造带,使得各盆地油气聚集的控制因素也存在差异性。

煤化作用与构造-热事件的耦合效应研究——盆地动力学过程的地质记录

煤是一种对温度、压力等地质环境因素特别敏感的有机岩。煤化作用实质上是煤与外界进行能量和物质交换的一个开放系统。地质历史演化过程中的各种构造-热事件必然导致煤发生一系列物理、化学、结构和构造变化,煤中有机组分和无机组分在各种地质营力作用下迁移、分异和改造,从而影响煤层现今赋存状况、煤化程度和煤质特征,在一定程度上记录了沉积盆地动力学过程的地质信息。文中介绍了国内外在煤化作用与构造-热事件的耦合效应方面的研究进展,讨论了存在的问题,提出了重点研究课题。

中国盆地动力学研究现状及展望

沉积盆地既是人类最重要的资源宝库,又包含了丰富的全球气候变化、流体流动和地球动力学等相关信息。人类社会对矿产资源和水资源的大量需求推动盆地分析领域的快速发展,地球科学家对沉积盆地开展了多年的系统性探索,在盆地形成和演化机制、沉积充填、盆地流体及相关资源的聚集过程等诸多方面的研究取得了一系列重要的进展和突破,形成了一门新兴的学科—盆地动力学。近年来,我国学者在大型叠合盆地和大陆边缘盆地的动力学过程、陆相盆地层序地层、深水沉积、源—汇系统等方向取得了显著成绩和突出进展。相关成果不仅有效地服务于能源、矿产、水资源等各类资源勘探,而且为地球动力学、重大构造事件、全球环境变迁及气候演变研究提供了丰富资料和详实证据。

盆地动力学研究综述及展望

沉积盆地是地球系统的浅层组成部分,是壳-幔、岩石圈-软流圈两级圈层相互作用的浅部表现形式。沉积盆地分析不仅可以揭示不同类型化石能源、沉积型层控矿产、砂岩型铀矿等资源的分布规律,为矿产勘探提供直接依据,而且可以为大地构造演化过程、重大构造事件、全球环境变迁及气候演变提供丰富资料和详细证据。当代盆地分析不断从单一沉积学分析拓展到综合分析,从静态要素分析拓展到过程和动力机制分析。盆地动力学研究内容包括3部分,即以沉积学分析为主的盆地充填动力学、以构造地质学分析为主的盆地形成演化动力学和多学科交叉的盆地流体动力学研究。近10多年来,盆地动力学研究在深水沉积学、高精度层序地层学、源-汇系统、源区剥蚀过程及其深部响应、大陆边缘盆地动力学及盆地流体动力学等方面取得了长足的进展。

鄂尔多斯盆地北部早白垩世盆地动力学转变与砂岩型铀矿成矿关系探讨

文章从沉积相的分析入手,发现鄂尔多斯盆地北部下白垩统下部宜君组、洛河组、环河组(或伊金霍洛组)和上部罗汉洞组、泾川组(或东胜组)之间存在着沉积相的突变关系,认为该区早白垩世盆地动力学性质发生了根本性的转变。该时期动力学性质的转变恰与区内铀的主要成矿期相吻合,据此探讨了盆地动力学转变与铀矿成矿作用的关系。

四川盆地动力学演化与油气前景探讨

四川盆地是特提斯构造域巨型油气富集带中一个大型古生代—中新生代海相—陆相叠合盆地,其形成与演化受特提斯构造域与滨太平洋构造域控制。研究表明四川盆地的形成演化曾经历了中—晚元古代扬子地台基底形成阶段;震旦纪—中三叠世被动大陆边缘阶段;晚三叠世盆山转换与前陆盆地形成演化阶段;侏罗纪—第四纪前陆盆地沉积构造演化阶段。盆地内古生代—中生代广泛发育良好的烃源岩,而且形成多套生储盖组合,发育大型构造圈闭,储集层、盖层及保存条件相对较好,具有再次发现大中型油气田的条件。

吐哈盆地地浸砂岩型铀矿成矿条件与盆地动力学演化

分析吐哈盆地气候、地貌景观、地下水动力学、大地构造及构造、层间氧化带发育条件、含矿目的层地质及地球化学特征等,认为吐哈盆地北部与南部(艾丁湖斜坡带、了南凹陷、南湖凹陷等)地浸砂岩型铀矿成矿条件存在明显差异,其根本原因是与盆地南北动力学演化的差异有关。依据盆地构造沉降、构造层序、受板块运动影响等特征,认为盆地构造演化分为5个阶段,其中第三演化阶段(C—T)挤压型前陆盆地沉积阶段奠定了盆地南北构造演化差异的基础,对中新生代地浸砂岩型铀矿的分布影响深远;第四阶段(J—K)弱伸展型断陷盆地阶段为南部地浸砂岩型铀矿的形成准备了物质基础;第五阶段新生代挤压型前陆盆地阶段(E—Q)为南部地浸砂岩型铀矿形成富集提供了充分的外部动力。

济阳坳陷煤成气富集成藏的盆地动力学特征

济阳地区具有煤成气聚集成藏的物质基础和盆地动力学背景。主要表现在石炭—二叠系在济阳坳陷的某些中、新生代断陷区块内保存完整,以含煤地层为主要特色的生烃生气岩系发育;石炭—二叠系上部(如上石盒子组分布广泛而稳定的砂岩)具有良好的储层发育条件,区域盖层为煤成气成藏创造了封闭条件。因此,石炭—二叠系本身具有良好的生、储、盖组合序列,是济阳坳陷煤成气聚集成藏的最重要地质条件。

陕西柞—山—商晚古生代拉分断陷盆地动力学与成矿作用

采用构造—岩相学和构造—热水沉积岩相填图研究,认为陕西柞水—山阳—商县(柞—山—商)晚古生代拉分盆地,在早古生代扬子板块北被动陆缘残余洋盆基础上,经历了志留纪—早泥盆世北秦岭岛弧造山带—残余洋盆转换过程。在中泥盆世演化为秦岭微板块北缘拉分断陷盆地,晚泥盆世叠加了深源碱性热流体叠加作用明显,形成了铁白云石钠质角砾岩相带,并发生了构造反转。石炭纪陆缘拉分盆地进一步发展演化为残余海盆萎缩封闭。这种造山带—沉积盆地—岛屿构造耦合与转换过程记录了由洋盆—岛弧碰撞造山转换为陆—陆碰撞造山过程。该拉分盆地中具有明显的区域成矿分带,与多期成矿成岩地质作用有关,在造山带—沉积盆地—岛屿构造耦合与转换中,中泥盆世柞—山—商拉分断陷盆地的四周被古陆块和造山带分隔,陆—陆碰撞过程驱动了造山带流体发生大规模排泄到该盆地内,在该拉分断陷盆地内形成了大规模热水沉积成岩成矿,各类热水沉积岩相发育。在该拉分盆地中,近东西向和北东向同生断裂作用形成了次级断陷盆地,为热水沉积成岩成矿提供了沉积容纳空间。热水沉积成因的银多金属—重晶石—菱铁矿矿床定位于三级和四级热水洼地。晚泥盆世—石炭纪近南北向的岩石圈地幔收缩,陆—陆碰撞收缩成为垂向热传输主要驱动力源,导致了陆壳尺度上碱性热流体被挤压垂向排出到陆表残余海盆之中,本区脉状富金镍钴铜矿与晚泥盆世—石炭纪深源碱性热流体隐爆作用形成的碱性铁白云石钠质角砾岩带密切有关。类卡林型金矿定位于该盆地上部基底构造层和盆地热水浊流沉积相内,主要与后期脆韧性剪切带有密切关系。

沉积盆地动力学与油气

首先简要介绍了沉积盆地动力学产生的背景及研究内容 ;然后重点论述了沉积盆地动力学对成盆、生烃、油气富集的影响及造山带与盆地间的耦合关系 ;最后介绍国际地学界沉积盆地研究动向 ,已由传统的构造沉积分析 。

盆地动力学与能源资源——世纪之交的回顾与展望

沉积盆地是人类最重要的资源宝库。当今人类社会正面临环境、资源与灾害问题的严峻挑战 ,要获得对人类社会繁荣发展至关重要的能源资源就需要更深入地研究盆地。盆地动力学是当今沉积盆地理论研究领域的主要趋向。为了认识盆地的成因及演化过程中的一系列特征 ,不仅需要了解盆地与板块构造格架的关系 ,还需要了解其与深部地幔对流系统的关系。天然地震层析、岩浆岩石学地球化学和盆地模拟技术的综合应用提供了研究这一重要问题的手段。盆地中流体系统的研究对油气成藏和层控金属矿床成矿以及对地下水资源的利用和保护具有关键意义 ,以往研究薄弱的这一领域将成为多学科研究的聚焦点。盆地及其中的油气、煤和放射性矿产等能源资源研究和勘探事业的发展一直有赖于高技术手段、高精度的地球物理技术 ,如三维、四维和多波地震探测 ,以及计算机模拟技术。在新世纪之初将更精确地提供地下地质体和流体活动的影像。计算机模拟技术将成为研究地质与成藏过程的不可缺少的手段。

渤海湾复式盆地动力学探讨

渤海湾盆地是中国东部较为典型的中新生代复式断陷盆地。本文根据渤海湾盆地构造格架、构造样式、构造分带迁移和深部构造背景 ,探讨了其盆地动力学。文章认为渤海湾盆地的形成与演化是两大动力系统在时空上叠加复合的结果。一个动力系统是NW—SE区域性伸展拉张 ;另一动力系统是由郯庐断裂带平移所引起的近NS向拉分或走滑变形。这两大动力系统是相对独立且在空间上共存。

沉积盆地动力学与盆地流体成矿

沉积盆地实际上是地球动力学系统中一个巨大的动态化学反应器 ,其所处的地球动力学背景制约着它的边界条件、外部环境及其与外部环境的物质和能量交换。盆地内则是一个由固体无机 有机沉积物颗粒和盆地流体组成的多相反应体系 ,包括各种流—岩—烃及流—流反应、与有机质成熟演化有关的各种有机反应、在浅部还有细菌参与的生物化学反应。体系的上部边界不断有新沉积物颗粒和流体的加入 ,下部则有来自基底的流体或来自盆地边缘大气降水的加入循环 ,同时还有盆地的构造沉降和基底热能的交换 ,以及可能岩浆物质 能量的加入。沉积物的固结成岩和后生变化 ,以及其中储存的油气和金属矿床都是这个巨型化学反应器的一部分 (并非全部 )产物。因此 ,只有站在盆地动力学的高度 ,才可能从整体上去认识这些共存的复杂因素和作用过程的耦合关系 ,才可能从本质上理解有关矿床的形成机理和产出规律。

沉积盆地动力学研究的进展、发展趋向与面临的挑战

近20年来沉积盆地动力学研究已经取得巨大进展。盆地研究最为重要的推动力源于人类社会发展对能源资源的巨大需求。国家和私人企业对油气勘探和开发的巨大投入获得了关于沉积盆地结构和演化的庞大系统资料,特别是大量的深度大于7 000m的钻井和高分辨率反射地震成果,能够提供给中国的多学科合作研究团队使用。创新性的研究思路和方法系统已出现在盆地动力学研究的多个方面,包括盆地沉积-充填的动力过程、盆地构造动力学机理、盆地形成演化的地球动力学背景以及油气系统演化的动力过程。文中在建议的研究纲要中汲取了部分重要内容,如从源区到汇区的路径系统研究和基于大陆动力学思维的构造-地层分析。对于盆地演化研究至关重要的深部过程研究始终是难度最大的挑战。应用天然地震成像和岩浆岩岩石-地球化学方法对中国东部及海域中新生代板块俯冲、地幔流上涌、岩石圈减薄及破裂过程的研究成功地解释了晚中生代—新生代断陷盆地群、大火山岩省和大型裂谷盆地的成因和演化。然而以塔里木和四川盆地为代表的中国西部大型多旋回叠合盆地形成演化的动力背景则全然不同于中国东部,这些盆地发育于古老的地台基底之上,被造山带所环绕,造山期的强大挤压应力在盆地中形成了隆起和凹陷系列,并控制了油气生成及聚集的地区。多学科合作完成了造山事件和过程的精细定年和盆地中不整合面与构造-地层单元的对比研究,其成果对大型叠合盆地演化的动力过程得出了合理的解释,并可用于油气资源预测。

大型油气系统形成的盆地动力学背景

找寻大油气田的急迫任务带动了当今新一轮战略性、区域性的基础地质和石油地质研究 .在盆地中识别富生烃凹陷及其所控制的油气系统具有关键意义 .没有富生烃凹陷就没有大油气田赖以形成的首要基础 .富生烃凹陷及大型油气系统的形成又有其特有的盆地动力学背景 ,认识后者对前者的控制关系可提供战略性预测 .渤海湾盆地作为中国东部陆上及海域伸展类盆地最重要也最典型的代表 ,其数十年勘探和研究历程揭示了富生烃凹陷、大型油气系统和盆地动力学过程的内在联系 .岩石圈伸展和裂陷的背景下 ,盆地内隆坳分异的构造格架、快速沉降、高地温和异常高压系统提供了富生烃凹陷和大型油气系统形成的构造背景 ,与古近系中晚期有利的古气候、古环境条件匹配形成了最有利生烃的超富养湖盆类型 .根据多个富生烃凹陷的典型研究提出了大型油气系统形成的模式 ,进一步分析了富生烃凹陷形成背景的多样性 .值得指出的是 ,目前所知西北地区大型叠合盆地中最重要的富生油凹陷 ,如准噶尔盆地的二叠纪中央凹陷、塔里木盆地的满加尔凹陷可能都形成于伸展和裂陷背景下 ,中新生代则以挤压、挠曲占优势 .提出用当代盆地动力学和油气系统的思路与方法重新认识含油气盆地及其油气系统演化的动力过程 ,进行新一轮基础性、区域性研究 ,?

沉积盆地动力学与盆地成藏(矿)系统

以沉积盆地动力学与盆地成藏(矿)系统为主线,梳理和归纳了笔者在此方面理论研究的部分认识和观点。在地球科学研究和应用的3大领域(科学研究、物质需求、生存环境)中,沉积盆地均处于极为重要的地位。其中展布面积大、发育时间长的大中型盆地(如含油气盆地)意义更为重要。沉积盆地是地史上地壳或岩石圈较长时间相对沉降、沉积物在其中不断充填过程中的一种负向地壳构造。将沉积盆地动力学定义为:直接控制和明显影响盆地沉降和沉积充填的地球内、外动力地质作用有机耦合的统一动力学系统和演化过程;属地球动力学大系统的重要组成部分。根据盆地沉降动力的不同,将盆地成因划分为热力、应力、重力和复合成因4种类型。从厘定和揭示盆地沉降、沉积和堆积中心的分布位置、演变规律及其相互关系入手,剔去非沉降作用产生的沉积效应,有可能揭示沉降作用特征和其与沉积、堆积中心的时空演变关联及原因。活动性强、深部作用活跃、后期改造强烈是中国沉积盆地的重要特点,这由中国大陆的特性所决定。根据后期改造的主要地质作用及改造形式的不同,将改造盆地划分为8种类型。剔去后期改造的影响,系统恢复原始盆地面貌,为深刻认识和揭示盆地演化改造过程和油气成藏、定位及分布的重要基础。根据改造盆地的地质实际和笔者的研究实践,探讨和提出了改造盆地研究和油气评价的思路及程式;从绝对时间和相对时限两方面,具体厘定了中国盆地油气晚期超晚期成藏定位的时限。探讨了深部作用对油气富集的影响、油气逸散及其地质效应等问题。含油气盆地动力学研究系统可划分为成盆、成藏和评价3大次系统。在盆地演化和改造过程中,各次系统及子系统之间联系密切、相互作用。倡导沉积盆地研究遵循"整体、动态、综合"的总则。世界已探明的砂岩型铀矿床逾82%与已生产的油气田或煤田同盆共存。这4种主要能源矿产同盆共存富集存在普遍,但其富集成矿区分布却有明显的分区性,其中尤以中东亚地区典型。在中东亚能源矿产成矿域诸盆地中,多种能源矿产赋存和分布的特点为:空间分布复杂有序、各含(储)矿层位及地区联系密切、成藏(矿)定位时期相同或相近、赋存环境和成藏(矿)作用有机相关;铀成矿过程和主成矿期与区域动力学环境演变有明显地响应关系,并与所在盆地油气的成藏定位时期基本一致;表明其间有着密切的内在联系和统一的地球动力学背景。沉积盆地集多种有机和无机、金属与非金属矿产以及水资源等共存于一盆,是诸多沉积矿产同盆成生、赋存的基本单元和成藏(矿)的巨型复杂系统,称之为沉积盆地成藏(矿)系统。该系统中各种沉积矿产的成藏(矿)不是孤立存在和单独出现;其形成和分布有机关联、相互作用、彼此影响,内在联系形式多样;有其自身的成矿特点和成藏(矿)环境,应将其作为一种独立的成矿系统与其他成矿系统相并列和区别。本文讨论了小型含油气盆地的类型和其油气赋存条件、成熟盆地再研究的必要性和指导思想,适于中国西部大陆动力学研究的(稳定陆)块、盆(地)、带(各类构造活动带)系统动力学等。地球和盆地均属非常复杂的巨系统,运用整体和系统的学术思想,研究地学等复杂性科学是一个有效途径。在复杂系统研究中,各子系统的相互作用最为重要,同时要重视研究思想和方法论的嬗变,揭示研究对象的个性特征。

陕西凤太晚古生代拉分盆地动力学与金——多金属成矿

采用沉积盆地构造—古地理位置恢复重建和构造—岩相学等新方法研究认为,凤太晚古生代沉积盆地属于受板块斜向俯冲碰撞动力学控制下的拉分盆地。在中泥盆世初期,凤太沉积盆地被周缘垂向基底隆起分隔,其成盆构造动力学主要受四组同生断层,晚古生代沉降中心和沉积中心不断发生迁移。中泥盆世中期在盆地北部形成了北西向沉降中心和沉积中心,晚泥盆世末期沉积盆地萎缩,沉降中心和沉积中心收缩于沉积盆地中心。石炭纪沉降中心和沉积中心从盆地中心迁移到盆地四周边缘的同生断裂带附近,在沉积盆地北侧边缘商丹带南侧,形成了石炭纪—早三叠世与俯冲消减带有关的楔状沉积充填体。在凤太拉分盆地中形成的近东西向、北北东向、近南北向和北西向网状同生断裂带系统共同控制了凤太泥盆纪拉分盆地形成与演化过程。其中,商丹带(西段)、礼县—凤县—凤镇—山阳同生断裂带(中段)和酒奠梁—镇安—板岩镇同生断裂带(西段)三个主控同生断裂带不但在泥盆纪期间对于凤太泥盆纪拉分盆地形成具有显著控制作用,而且石炭纪—早三叠世拉分盆地演化过程也具有十分重要的控制作用,石炭纪—早三叠世同生断裂带发生构造反转并控制了沉降中心和沉积中心。采用沉积盆地动力学和构造—岩相学等新方法研究认为,在凤太晚古生代拉分盆地具有分级特征,西部凤县二级盆地为金—多金属成矿集中区,东部太白二级盆地为金矿成矿集中区。在八方山—银母寺三级拉分盆地中,八方山和银母寺等多金属矿床与八卦庙超大型金矿床具有矿田尺度上成矿分带,主要由于三级盆地、同生断裂、热水沉积岩相和构造热流体叠加岩相控制了矿田和矿床尺度上金与多金属成矿分带。凤太拉分盆地北部和东部金矿矿源层和初步富集成矿形成主要与泥盆纪钠长岩相和钠质热水沉积岩相有关,并受钠长碳酸质角砾岩—铁白云石钠长石角砾岩等石炭纪构造—热流体岩相叠加;凤太拉分盆地南部温江寺三叠系浊积岩系中热水硅质岩相和层状英安质凝灰岩是卡林型金矿重要赋矿层位;凤太拉分盆地中部热水沉积—改造型铅锌矿主要与硅质岩相和菱铁矿铁白云岩相等热水沉积相密切有关。

煤系矿产资源赋存的盆地动力学控制——研究现状与展望

煤炭资源的多重价值体现在含煤岩系中多种矿产资源的共生组合与共采潜力,盆地动力学作为煤系矿产资源形成和改造的驱动力,是探讨煤系矿产资源耦合成矿的关键。煤系中矿产资源的概念经历了从煤系共、伴生矿产到煤系(综合)矿产资源逐步形成和完善的过程,由煤层矿产、煤系矿产、煤盆地矿产构成的层次结构概念模型,进一步深化了煤系矿产资源概念的内涵和外延。从理论研究、综合勘查、综合开发利用等方面梳理了煤系矿产资源的研究现状,总结了煤系矿产资源的赋存特征及其控制因素,并从以下三个方面重点阐述了盆地动力学对煤系矿产资源的控制:盆地沉降与充填提供了煤系矿产的物质基础;盆地构造-热演化决定了成矿过程;盆地构造格局控制了矿产赋存状态等方面。最后,指出了目前煤系矿产资源研究面临的主要挑战,并提出了煤系矿产资源基础研究的重点方向。