大巴山构造带东段秭归盆地侏罗纪沉积充填过程及其构造演化

位于大巴山构造带东段秭归盆地较为完整地保存了侏罗纪地层,其沉积和构造演化过程可划分两个不同阶段,即早侏罗世受西北缘断裂走滑控制的伸展阶段和中、晚侏罗世受东部黄陵地区抬升挤压消亡的阶段。下侏罗统香溪组底部砾岩表明侏罗纪盆地开始形成。盆地北缘的砾岩较厚,主要形成于冲积扇和辫状河体系,并在其砾石中发现化石砾石,显示距离物源区较近。盆地东南部和南部砾岩较薄,形成于曲流河沉积环境。古水流和碎屑物源分析表明,盆地早期沉积物主要来自于盆地北部神农架地区。中侏罗统泄滩组和陈家湾组以湖泊相沉积为主。上沙溪庙组和下沙溪庙组为较成熟的曲流河沉积,沉积砾岩中无灰岩和燧石,几乎全部为泥岩砾石。上侏罗统遂宁组和蓬莱镇组虽然也为曲流河沉积,但其河床砂岩底部再次出现了灰岩、燧石等砾石。另外,中侏罗统上部和上侏罗统古水流方向为自东向西,指示物源区变为盆地东部的黄陵背斜地区。盆地的沉积充填特征和盆地西北缘具左行走滑运动的高桥断裂,以及北部南倾的多条逆断层表明断层对盆地形成的主控作用。黄陵背斜地区后期的不断抬升对秭归盆地有重大影响,持续的抬升可能导致盆地消亡。秭归盆地的沉积充填和演化过程,是对大巴山构造带东段"燕山运动"的响应。

鄂西秭归盆地及外缘主要断裂特征及活动性研究

鄂西秭归盆地是长江三峡地区重要的构造单元之一，盆地东侧水田坝断裂与其南部龙王冲断裂，北部新华断裂不属同一基底断裂；西侧地表也不存在穿过长江的牛口断裂，但物探深部探测及地震活动特点表明仍存在“牛口基底断裂”。西缘高桥断裂带规模巨大，切割深度大，现代仍有一定的活动性，属弱的工程活动断裂，具一定孕震性。龙会观中强地震是高桥断裂与牛口基底断裂联合作用的结果。其余断裂都不属工程活动断裂，但不能排除它们发生中强地震的可能性。

印支运动的沉积学响应——以湖北秭归盆地中、上三叠统为例

通过对秭归盆地南缘中、上三叠统巴东组和沙镇溪组地层剖面的实测及1∶10万秭归幅地质填图发现,中三叠统巴东组在秭归盆地东南缘存在不同程度的缺失,秭归郭家坝一带,只沉积巴东组一段、二段地层。秭归楠家湾一带,整个巴东组全部缺失,上三叠统沙镇溪组直接覆盖于早三叠世嘉陵江组之上。而秭归盆地西缘沙镇溪、巴东麂子岩一带,巴东组发育齐全。上述现象表明,在早三叠世末期,由于印支运动的影响,巴东组地层出现了较大差异。沙镇溪组在沉积上继承了巴东组高低不平的古地貌特征,沉积厚度变化较大。上三叠统沙镇溪组与中统巴东组之间,在盆地不同的部位可呈现出整合或平行不整合的接触关系,而不存在断层接触关系。

三峡库区秭归盆地岩性构造对坡地紫色土某些特性影响

秭归盆地是侏罗纪紫红色砂页岩组成的红色盆地 ,为一开阔的向斜构造 ,断裂构造为北北东向。通过大量野外调查和室内对各时代地层岩土性质分析与研究 ,结果表明 :侏罗纪地层具有粗—细—粗的沉积旋迥 ,其发育的土壤颗粒亦呈现粗—细—粗的变化趋势 ;紫色岩含钾较高、低磷、缺氮 ,由其发育的土壤也具有这一性质 ;盆地内部滑坡与岩性和地质构造密切相关 ,松散堆积体滑坡比重较大 ;与断层有关的滑坡 ,呈北北东向展布 ;与向斜有关的滑坡 ,东坡的滑坡发生向斜的西翼 ,西坡的滑坡发生向斜的东翼 。

湖北秭归盆地中侏罗世泄滩组孢粉组合

本文记录了鄂西秭归盆地东缘泄滩组上部 2 1个属 36个种的孢粉植物群 ,其中包括 3个新种。讨论了主要属种组合特征和地层延限。根据中侏罗世孢粉植物群组合在国内外的对比 ,提出泄滩组上部 Cyathidites minor-Classopollis- Callialasporites组合的时代属于中侏罗世。这个组合以桫椤科、掌鳞杉科植物的繁盛 ,和出现大量 Cal-lialasporites母体植物为特点 ,暗示泄滩组上部形成于炎热而干旱的气候环境。

湖北秭归盆地中侏罗世陈家湾组孢粉组合的发现及其意义

本文首次报道了湖北秭归盆地陈家湾组孢粉组合 ,该组合可归入 Cyathidites minor- Classopollis- Callialas-porites为代表的组合 ,时代属中侏罗世。陈家湾组孢粉组合的特征反映了秭归盆地中侏罗世泄滩组、陈家湾组和沙溪庙组三个组的孢粉组合的面貌基本一致 ,仅早期组合与中、晚期组合略有差别。建议以 Cyathidites minor- Clas-sopollis- Callialasporites组合代表湖北西部——重庆地区中侏罗世孢粉组合 ,早期为 L unzisporitespallidus亚组合 ,中晚期为 Converrucosisporites venitus亚组合。根据孢粉植物群在本区侏罗纪垂直分布情况 ,提出早侏罗世时期属亚热带—热带炎热潮湿气候环境 ,植物生长茂盛 ;早侏罗世之后 ,潮湿的气候仍占主导地位 ,但出现了干旱的先兆 ;中侏罗世早期进入了半干旱阶段 ,随后即为炎热干旱的气候所笼罩 ;至晚侏罗世达到非常干旱的程度 ,植物种类十分单调 ,唯有掌鳞杉科植物占据着统治地位。

秭归盆地东缘断裂构造觅踪——再论仙女山断裂带北延过长江问题

文章在概略介绍仙女山断裂带所处的大地构造位置、展布特征、组合关系基础上,用详实的材料,逐一分析了荒口—腰店子、腰店子—将军垭、将军垭—卜庄河及尹家湾—黄垭畔、黄垭畔—贾家店长江南北两岸各段的断裂构造形迹特征、力学性质和交切关系。认为仙女山断裂带已北延过长江,并建议对断裂的应力传递方式和可能出现的史前地震进行深入研究。

秭归盆地中新生代构造-热演化的裂变径迹约束

通过磷灰石裂变径迹年龄的测定以及时间-温度热历史的反演,揭示了秭归盆地中新生代构造-热演化过程。结果表明:秭归盆地自120 Ma左右开始缓慢隆升,主要经历了3个强烈的隆升阶段:(1)晚白垩世100~80 Ma开始强烈隆升,是燕山期造山运动在该地区作用的结果,也可能是黄陵背斜晚白垩世强烈抬升向西延伸的响应;(2)晚始新世40 Ma的强烈隆升,可能是印度板块和亚欧板块碰撞初期作用的远程响应;(3)中新世中期到末期10~5 Ma的强烈隆升,是青藏高原东部边界向东扩展及亚洲季风气候变化的响应。秭归盆地内部自白垩纪以来一直隆升剥蚀,展现出与盆地边缘构造-热演化的差异。通过与黄陵背斜东部的当阳盆地构造-热事件的对比,暗示了黄陵背斜在晚白垩世已隆升剥露至地表,分割了两个盆地。晚侏罗世—早白垩世,秦岭大规模挤压变形逆冲推覆构造作用使得米仓山—汉南隆起和黄陵背斜地区成为中上扬子地区磷灰石裂变径迹年龄相对最大的区域,江南—雪峰陆内造山作用向西北方向的扩展使得湘鄂西地区向川东地区磷灰石裂变径迹年龄具有整体变年轻的趋势。晚白垩世以来太平洋板块俯冲挤压效应使得川东褶皱带周缘及川东北磷灰石裂变径迹年龄自南东向北西方向减小,江汉盆地、当阳盆地及龙泉山以西记录的年轻的磷灰石裂变径迹年龄则与青藏高原隆升及其向南东方向构造逃逸的挤压作用和亚洲季风等气候变化的影响有关。

秭归盆地峡口剖面中侏罗统千佛崖组古气候演化的地球化学记录

通过对秭归盆地峡口剖面千佛崖组细碎屑岩样品的元素地球化学分析,恢复了区域内中侏罗世早期古气候的演化历程。结果显示:样品的化学风化指数(CIA)校正值的变化可分为2个阶段,在千佛崖组底部和中上部其平均值分别为82和64,微量元素风化指标Rb/Sr和古气候指标Sr/Cu(2.3,7.9)和C值(1.13,0.52)也有相同的反映,这指示了沉积物源区发生过由古气候转变导致的化学风化强度的减弱。利用P元素含量与Fe/Mn的变化特征,重建了区域古温度和古湿度的演化趋势。多元地球化学指标综合指示了研究区在中侏罗世早期为温暖、潮湿气候类型,而在中侏罗世中晚期区域内的干热化事件,使得气候转变为温暖、干旱的半潮湿气候类型,随着干热化趋势的不断加剧,最终气候过渡为干旱、炎热的半干旱气候类型,这与前人基于古植物研究得出的古气候变化过程相吻合,为盆地内中侏罗世早期古气候演化的进一步研究提供了地球化学方面的证据和参考。

秭归盆地侏罗纪地层物源分析

秭归盆地侏罗纪地层完整记录了秦岭-大别造山带及黄陵背斜隆升剥蚀演化历史。通过对秭归盆地侏罗纪地层沉积相及砂岩碎屑组分的系统分析,结合碎屑锆石U-Pb年龄谱和低温热年代学数据,探讨了秭归盆地沉积充填及与周缘造山带盆-山构造演化过程。秭归盆地下侏罗统桐竹园组古水流方向自北北西向南南东,砂岩成分成熟度较高,盆地沉积物主要来源于北北西方向的南秦岭地区。中侏罗统砂岩长石及岩屑含量明显增多,古水流方向为南西向,位于盆地北东方向的秦岭-大别造山带成为盆地主要物源区。中侏罗统砂岩碎屑组分的垂向变化记录了秭归盆地东北部秦岭-大别造山带强烈的隆升作用。上侏罗统蓬莱镇组继承中侏罗统上沙溪庙组部分物源区,但上侏罗统砂岩的碳酸盐岩岩屑含量明显增加,暗示秭归盆地周缘碳酸盐岩区域成为新的物源区。低温热年代学数据显示,秭归盆地东侧的黄陵背斜表现为差异性隆升剥蚀过程。晚侏罗世,黄陵背斜南部开始抬升剥蚀,为秭归盆地提供部分物源。早白垩世,黄陵背斜整体隆升。秭归盆地沉积物源及黄陵背斜隆升过程反映了区域应力场由近南北向挤压到早白垩世早期近东西挤压的转变。

鄂西秭归盆地中三叠世-早侏罗世沉积记录及其对秦岭印支碰撞造山作用的启示

随着印支期南秦岭勉略洋盆闭合，华南和华北两大块体最终拼贴、构成中国大陆的基本轮廓。普遍认为这一洋陆转换、碰撞造山发生在三叠纪，但具体时间和空间过程仍存在较多争议。秭归盆地位于秦岭逆冲褶皱带东段南缘，是扬子北缘前陆盆地系统的重要组成，在沉积序列和碎屑来源上与秦岭印支期造山作用密切相关。该盆地经历早中三叠世滨-浅海相到晚三叠世-早侏罗世三角洲-河流相的沉积转变，中三叠统巴东组和上三叠统九里岗组之间发育平行不整合。不整合面之上的上三叠统一下侏罗统砂岩在碎屑组分上不仅含有泥岩、粉砂岩等沉积岩岩屑和千枚岩、板岩和片岩等中-低级变质岩岩屑，而且还见有中酸性火山岩岩屑。结合碎屑锆石颗粒U—Pb定年和古流向数据，这些火山岩岩屑揭示北部的秦岭造山带源区在晚三叠世（225～200Ma）存在火山活动，与同期的花岗质侵入岩一起反映秦岭印支期的同碰撞造山岩浆活动。

鄂西秭归盆地西北缘高桥断裂带特征及其活动性

高桥断裂带是长江三峡库区规模较大的一条基底断裂,延伸达40km余,经历了多期构造变动,其中以燕山中晚期活动规模及强度最大。利用变形岩石中显微、超显微构造恢复喜山期、新构造运动早、晚期差异应力值分别为145MPa、76～106MPa和30～40MPa,高于三峡其他地区。地震及各种测试资料表明,该断裂带为一弱活动断裂,但因其远离三峡工程坝址,对大坝将不构成威胁。

秭归盆地沉积作用及发展演化

秭归盆地位于大巴山构造带的东段,是侏罗纪四川盆地的东延部分,其间充填晚三叠世—侏罗纪地层。自下而上沉积物具由东向西侧向进积特点,垂向上具有湖泊三角洲—河流演化特征,其中明显见水下冲积扇—河道沉积等沉积地层体,上述沉积作用反映出盆地发生—发展—萎缩的演化过程。

音频大地电磁法在秭归盆地页岩气资源调查评价中的应用

在秭归盆地页岩气资源调查评价中,为了了解区内页岩层主要目的层的分布范围和埋藏深度,采用音频大地电磁法进行探测。首先利用音频大地电磁法具有不受高阻层屏蔽、对低阻层分辨灵敏、勘探深度大及适合山区勘探的特点,在野外数据采集过程中,采取了有力的技术措施,确保了数据采集质量;然后在数据处理时利用了先进的反演程序,由经验丰富的地球物理工作者,结合地质资料进行综合解释。探测成果基本查明了评价区内页岩层主要目的层的分布范围和埋藏深度,为页岩气地质参数钻孔的布设提供了有用的基础地质资料。结果表明,在页岩气资源调查评价过程中,利用音频大地电磁法进行探测,可以较好地了解区内页岩层目的层的空间分布情况,其探测效果明显,技术上可行,探测成果可为今后开展页岩气勘探开发提供借鉴依据。

湖北省秭归盆地层序地层特征

秭归盆地底部地层与下伏巴东组间的接触关系,本文根据1:25万神农架幅野外踏勘、填图路线及对前人资料的分析,认为两者之间其界面自西向东由整合接触、平行不整合,直至超覆不整合接触。其界面代表了沉积环境和沉积相的重大变革,即印支运动。下部巴东组总体为海陆交互相沉积,而秭归盆地则转为内陆盆地沉积。该界面性质的确定为研究秭归盆地形成与演化提供了基础。

秭归盆地及周缘龙马溪组页岩矿物组成与脆性分析

为研究秭归盆地及周缘泥页岩的矿物组成和页岩气储集层物性,对地表4条剖面及ZD1、ZD2、BD2共3口钻井龙马溪组页岩样品进行了有机地化、矿物组成实验测试。实验结果表明,秭归地区龙马溪组页岩具有有机质丰度高、热演化程度高、页岩气聚集条件较好的特点;脆性矿物含量较高,深度在4 000m以浅,利于压裂造缝,页岩气勘探前景较好。与国内外成功开发页岩气地区页岩相比,具有一定的相似性,具备页岩气成藏的良好地质条件。

秭归盆地周缘牛蹄塘组地层沉积特征及页岩气储层分析

以单井储层地质分析为基础,结合露头资料和前人研究成果,从页岩气储层的沉积环境与分布、岩性与矿物学特征、有机地球化学特征等方面,对秭归盆地周缘牛蹄塘组储层进行了研究,具有以下几点特征:①横向非均质性仅在岩层厚度和物源丰度上存在着明显的区别;②纵向非均质性在岩性与矿物学特征、有机地球化学特征等方面均存在着明显的区别;③全井段TOC值平均3.00%,总体达到优质页岩气层标准,均为Ⅰ型(腐泥质),Ro平均值为3.10%,总体为过成熟阶段。

湖北省秭归盆地北缘牛蹄塘组页岩气储层特征及保存条件

秭归盆地牛蹄塘组页岩厚度较大,地表出露较好。根据牛蹄塘组页岩样品的测试结果,分析其有机化学特性、储层特征,从而探讨其生气、储气的保存条件和影响因素,为该区页岩气资源勘查提供新依据。研究表明:牛蹄塘组页岩厚度大,具西厚东薄的特点,有机碳含量高,生气条件较好;无机孔隙发育、有机质孔隙不发育,脆性矿物含量高,储气条件一般,但利于后期压裂改造。区内断裂发育,褶皱变形强烈,构造保存条件较差。

构造运动对秭归盆地北缘下古生界页岩气保存的影响

构造运动对页岩气藏的保存起着重要的作用。在学科进展和行业需求的推动下,鄂宜页1井下寒武统牛蹄塘组成功的钻获了页岩气流,但在相距不远且具有较好(相似)页岩气发育条件的BD1钻孔(秭归盆地北缘)中却未见气显。通过对区域构造演化的分析及实地调研,以区内构造样式的几何学、运动学、动力学研究为基础,得出以下结论:页岩气的运移以顺层方向的扩散和渗流为主,如果页岩气层段出露或缺失,页岩气就易于顺层运移而散失;泥页岩横向渗透率一般大于垂向渗透率,侧向扩散是页岩气的基本散失通道;走滑断裂的剪切作用会加速页岩气的散失。

秭归盆地下侏罗统火山碎屑沉积物源分析及其对东秦岭造山带晚三叠世地壳增厚的启示

秦岭造山带在晚三叠世经历了强烈的碰撞造山作用,伴随岩浆底侵和构造变形,造山带可能发生了显著的地壳增厚和隆升,但对缺少同时期岩浆岩记录的造山带东段,其造山过程的地壳厚度变化还未有明确约束.在东秦岭造山带的南麓发育一系列的早中生代前陆盆地,保存有大量源自造山带隆升剥蚀的碎屑沉积记录,是重建造山带演化的重要信息载体.为进一步厘定秦岭造山带的碰撞造山过程,本文对秭归盆地下侏罗统桐竹园组的砂岩开展了火山岩岩屑地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和微量元素组成分析.结果显示,含有大量火山岩岩屑的砂岩具有250~200Ma的特征性碎屑锆石年龄组成,指示了其主要物源为三叠纪的火山岩.下侏罗统碎屑锆石U-Pb年龄谱的区域对比和古水流分析表明,该火山岩物源区应位于盆地北部的秦岭造山带,可与造山带西部出露的三叠纪花岗质岩体进行对比,同属于秦岭三叠纪碰撞造山的岩浆作用.依据花岗质岩和锆石化学组成与地壳厚度的相关关系,桐竹园组的火山岩岩屑La/Yb比值和三叠纪年龄碎屑锆石Eu/Eu*比值指示,秦岭造山带在晚三叠世发生了显著的地壳增厚,最大厚度可达60~70km,与秦岭造山带三叠纪花岗质岩石记录的地壳厚度变化一致,可能与碰撞造山过程中的大规模地壳缩短和岩浆作用有关.