下扬子地区早古生代黑色岩系地球化学特征及其地质意义

下扬子地区早古生代发育3套重要的深水相黑色岩系,分别为下寒武统荷塘组和黄柏岭组、上奥陶统五峰组、下志留统高家边组和相当层位的霞乡组。27件样品的微量和稀土元素分析结果显示:此3套黑色岩系具有Li、Be、Rb、Ba、Cs、W、Th、U、Cd、Bi、Pb等元素富集,Sc、Sr,Cr、Cu、Ga、Co、Ni等元素亏损,稀土元素总量较高,轻重稀土分异明显和具负Eu异常等壳源物质特征;微量不活动元素含量和比值特征的构造环境判别表明,下扬子地区早古生代黑色岩系构造环境为大陆岛弧和活动大陆边缘,兼具被动大陆边缘特征;母岩以上地壳的再旋回沉积物和后太古宙地层沉积物为主,部分为未分异的太古宙地壳和玄武岩成分,源岩性质主要为安山岩、英安岩和沉积岩;沉积环境为缺氧的半深海、深海环境。在上述研究基础上,对物源的来源进行了探讨,认为物源主要来自江南造山带。

下扬子北缘前陆盆地构造演化及沉积特征

下扬子北缘主要受扬子板块、华北板块和秦岭微板块相互作用控制,自晚二叠世开始,扬子板块向北俯冲于秦岭微板块之下,构造环境由拉伸向挤压转换,于中三叠世形成下扬子北缘前陆盆地。下扬子北缘前陆盆地自萌芽至消亡可划分为3个演化阶段:1)萌芽阶段(P3—T1),形成被动大陆边缘盆地,发育深水—半深水复理石建造;2)兴盛阶段(T2—T3),由海相前陆盆地向陆相前陆盆地转化,发育海相和陆相磨拉石沉积;3)持续发育—消亡阶段(J1-2),形成陆内前陆盆地,发育陆相含煤碎屑岩沉积。各演化阶段沉积特征不同,主要体现了由海相沉积向陆相沉积的连续渐进演化,且各阶段的沉积沉降中心基本一致,具有海相—陆相沉积叠合特征。

下扬子北缘前陆盆地构造变形样式

下扬子北缘前陆盆地经历了印支、燕山、喜山等多期构造改造,构造环境经开裂扩张—碰撞拼合—拉伸断陷等多次转换,最终形成了上部拉伸、中部逆冲推覆、下部拆离滑脱的“三层楼阁”式分层构造变形组合的构造几何学模式。其构造变形主要受中三叠世扬子地块与华北地块的陆—陆碰撞造山作用控制,具有横向上强弱分带、垂向上形变分层的特征。可划分为伸展变形、冲断褶皱变形、拆离滑脱变形等3种构造变形样式。

下扬子芜湖地区后期构造活动特征及其对古生界页岩气保存的影响

通过野外地质考察,并结合区域构造演化背景分析,对芜湖地区后期构造的活动特征进行了深入剖析,把对研究区古生界地层有重要影响的后期构造划分为印支期挤压推覆构造和燕山、喜山期伸展构造,并进一步揭示了其构造迁移规律,认为芜湖地区古生界页岩气的保存受印支期逆冲推覆构造影响较小,受燕山、喜山期伸展构造影响较大,这在该区未来页岩气勘探中应引起重视。

下扬子区印支期后构造演化与有利勘探区预测

通过恢复下扬子区白垩纪末期与古近纪末期的剥蚀厚度及分析印支不整合面Tg0的最大埋深,结合古地温条件得出下扬子区中生界、古生界均发生过晚期生烃和成藏。白垩纪末期,黄桥、句容和无为地区最大剥蚀厚度分别为1 000m、1 500 m和800 m。古近纪末期,黄桥地区最大剥蚀厚度约450 m,句容和无为地区无剥蚀。在3.3℃/100 m～4℃/100 m的古地温梯度下,白垩纪末期,无为地区约70%面积的二叠系—下三叠统烃源岩埋深达到2 000～4 000 m,进入生油阶段,但未进入生气阶段;句容地区二叠系—下三叠统烃源岩几乎全部进入生油阶段,次凹区进入了4 000 m以下的生气阶段;黄桥地区约70%面积的二叠系—下三叠统烃源岩进入生油阶段,主要位于北部深凹区和西部次凹区,凹陷深处烃源岩进入生气阶段。印支不整合面Tg0自白垩纪末期油气生成以来的多个古鼻凸轴线指示了油气运移路径、方向和聚集区,从喜山期至今的迁移变化指示了有利勘探区。

苏皖下扬子区震旦纪—中三叠世海相层序地层

笔者运用板块构造和层序地层学的理论和方法 ,从露头区精细研究开始 ,寻找层序地层单元的识别标志和沉积相标志 ,拟建立起研究区综合层序地层格架。在此基础上结合区域构造资料和沉积背景分析 ,对苏皖下扬子区的震旦纪—中三叠世的层序地层进行划分 ,共认识别出 11个二级层序 ,6 4个三级层序。

下扬子地区海相盆地演化及油气勘探选区评价

从晚震旦世开始至中三叠世 ,下扬子地区沉积了三套巨厚的海相烃源岩系 (Z2 -O3 、C -P、T1)。三套烃源岩热演化特点不同 ,下古生界烃源岩经历了加里东、印支—燕山期构造阶段的热演化 (已达过成熟干气阶段 ) ;上古生界烃源岩基本处于生油阶段晚期 ;三叠系大部烃源岩处于成熟生油阶段 ,少数处于未成熟阶段。区内下古生界烃源岩经历了两次成油过程 ,即加里东运动前的盆地沉降阶段和加里东运动后晚古生代陆表海沉积阶段。海相油气储盖条件发育 ,配置有利 ,经多年油气勘探证实 ,下古生界油气勘探应立足于苏北地区 ;上古生界油气勘探除苏北地区外 ,尚有皖南与浙西地区。中生界海相油气勘探应集中在几个发育较好的中生代盆地 ,如常州、句容、无为、望江等盆地。

下扬子区不同应力场下的成岩作用特征研究

通过对下扬子区三叠系青龙组和侏罗系象山组的野外露头观察、普通光学镜下分析、扫描电镜与能谱测试分析、X-衍射分析和包裹体观察等一系列分析测试,研究表明下扬子区构造应力场可分为挤压和拉张两种:挤压应力场对应构造缝合线、泥缝、泥质不均匀富集、分散的微缝合线和局部的重结晶现象等构造成岩作用特征,其不同变形程度的褶皱中岩石构造成岩现象和强度存在差别,随褶皱程度的增强,构造成岩作用强度增大;拉张应力场对应后期形成的构造裂缝和石英张裂缝等构造成岩作用特征。研究证实,不同的应力作用下岩石表现出不同的构造变形特征,成岩强度与变形强度之间存在明显的正相关关系。

下扬子地区汤口断裂带构造特征、期次及动力学探讨

汤口断裂带是下扬子地区一条北东—北北东向的控岩、控矿断裂,该断裂几何学、运动学的研究对认识下扬子地区燕山期以来构造演化具有重要意义。详细的构造解析表明,该断裂带至少经历了4期构造变形,分别是中侏罗世—早白垩世早期的逆冲挤压、早白垩世中期—古新世的伸展拉张、始新世—渐新世的右行平移和中新世—中更新世的左行走滑。根据断层面擦痕的矢量反演以及断裂的野外切割关系,我们认为汤口断裂带多期次构造变形对应的区域应力场分别为北西—南东向挤压、北西—南东向伸展、近东西向挤压和近南北向挤压。燕山期以来汤口断裂带的形成和演化主要与华南陆块多板块汇聚挤压的构造环境有关,包括伊泽奈崎板块和太平洋板块向欧亚板块之下的先俯冲碰撞、后拉张以及新生代印度—澳大利亚板块向北碰撞后产生的多方向应力作用。

长江中下游转换构造结的特征、属性及其研究意义

"长江中下游转换构造结"是特提斯构造体制与太平洋构造体制交汇、衔接和转换的焦点部位,主要包括大别造山带、郯庐断裂带、长江中下游成矿带三大著名的构造单元,是中国东部中新生代大陆动力学深部过程与浅表响应的经典地区。将大陆造山带、大型断层、矿集区结合起来,瞄准板内变形、运动学和动力学,建立区内大陆动力学的系统研究框架,研究两大构造体制转换的精细过程,分析陆内构造演化和动力学的深部过程与浅部效应,将有助于大陆动力学理论的新突破,指导"第二成矿空间"的深部找矿。

下扬子区中、古生界典型构造样式与油气勘探选区

构造样式一直是下扬子区油气勘探选区的重要条件。依据构造活动所波及的层位和深度,在下扬子区划分出基底卷入和盖层滑脱两种典型构造样式。并根据滑脱面的不同,将盖层滑脱划分为盖层底部滑脱和志留系滑脱。通过总结以上构造样式的分布特征,对下扬子区进行了构造分区。依据构造样式的分布规律及组合类型,结合地层保存、区域盖层以及烃源岩发育程度等几个方面优选出勘探有利区。

下扬子黄桥地区构造样式分析

黄桥地区是下扬子有利含油气区,后期改造强烈、构造复杂,制约着该区的油气勘探工作。黄桥地区经历3期构造运动叠加,形成了大量的正断层、逆断层和褶皱,组合成多种构造样式。通过区域构造和三维地震剖面精细解释,结合其成因,主要分为挤压构造、伸展构造和反转构造3种构造样式。在此基础上,将黄桥三维区分为西北斜坡带、中部隆起带和东南低凹带3个构造区,指出中部隆起带构造稳定区是油气勘探的有利区。

下扬子地区幕府山组古环境和构造背景:来自细粒混积沉积岩系元素地球化学的证据

扬子地区寒武纪纽芬兰世广泛发育富含有机质的黑色细粒混积沉积岩系,开展细粒混积沉积岩的元素地球化学研究,对于恢复沉积期物质来源、源区构造背景、古气候、沉积环境及演化,以及泥页岩储层评价和页岩气勘探具有重要理论和现实意义。本文利用下扬子地区最新完钻的XYZ-1钻井资料,综合钻井岩芯、岩石薄片、XRD分析、ICP-MS分析等手段,开展寒武系纽芬兰统幕府山组细粒混积沉积岩系的地球化学研究。结果表明,幕府山组为一套形成于局限海湾—碳酸盐岩台地—潮坪体系的细粒混积沉积岩系,岩性以深灰色、黑色(含钙质碳质)泥岩、浅灰色泥质灰岩为主,夹云灰岩、泥晶灰岩、白云岩、含陆屑碳质灰岩、安山岩和角砾岩。幕府山组沉积期,具有干旱炎热-温暖潮湿交替的古气候,总体指示正常盐度的浅水-较深水古海洋环境,垂向上显示从贫氧—缺氧到滞留硫化环境的演变。幕府山组细粒混积岩物源来自江南造山带和南京台地,源区岩石未曾经历沉积再循环作用,形成于大陆岛弧和活动大陆边缘构造背景。具有相对高海平面的近岸局限海湾、半封闭滞留还原环境、较高的有机碳含量和古生产力水平,是形成富有机质黑色细粒混积沉积岩系的有利条件。

上扬子西南盐源盆地早三叠世物源体系及构造意义

晚古生代末期至早中生代期间,上扬子西部边缘地区经历了峨眉山大火成岩省构造岩浆热事件和与古特提斯洋闭合相关的三江造山带形成事件,导致康滇古陆两侧形成了独特的盆山格局和沉积模式.由于目前人们对盐源盆地早三叠世青天堡组的物源与构造背景了解不多,故以盐源、盐塘剖面为代表,对青天堡组碎屑岩进行了砂岩组分、全岩地球化学和碎屑锆石年代学分析.结果显示,盐源盆地下三叠统青天堡组物源来自于近源搬运的火山岩,青天堡组与峨眉山大火成岩省的高钛玄武岩具有一致的元素组合配分模式,青天堡组锆石谐和加权平均年龄为261±16Ma,与峨眉山大火成岩省形成的地幔柱活动时期一致.上述结果表明早三叠世盐源盆地青天堡组物源为其东侧的峨眉山大火成岩省,扬子西部三江造山带可能并没有为盐源盆地提供物源,上扬子西南边缘地区早三叠世时期仍然为被动大陆边缘沉积.

下扬子二叠系泥页岩稀土元素地球化学特征及地质意义

为探讨下扬子地区二叠系泥页岩的稀土元素特征、物质来源及其地质意义,对研究区昌桥剖面大隆组、龙潭组和孤峰组的泥页岩样品进行了微量和稀土元素地球化学测试.测试结果表明该地区稀土元素(∑REE)含量较高,∑REE平均值为259.15μg/g,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损.稀土元素的配分曲线整体表现为"右倾",Eu呈明显的负异常,Ce有轻微的负异常.样品的Ceanom值(平均值为-0.07)和δCe值(平均值为0.90)反映了沉积时水体为缺氧的还原环境,有利于形成优质烃源岩,(La/Yb)N值的变化反映研究区在垂向上的沉积速率为:大隆组<孤峰组<龙潭组.稀土元素数据还表明研究区物源来自上地壳,母岩为长英质岩石,以花岗岩为主.利用La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10三角图版和La/Th-Hf图解,判断得到研究区的构造背景为被动大陆边缘.