塔里木盆地西北缘乌什西次凹的地层系统和构造特征

乌什西次凹位于塔里木盆地西北缘,隶属于库车坳陷的乌什凹陷。它位于南天山主山脉(哈尔克山)和塔里木盆地柯坪—温宿凸起之间。区域构造格局上,这里是塔里木克拉通向西北自然延伸的部分。次凹北缘的阿合奇断裂是南天山造山带和塔里木克拉通的分界。乌什西次凹内发育与柯坪—温宿凸起相似的晚前寒武纪—古生代地层系统,包括寒武系、奥陶系和石炭系的烃源岩。新近系—第四系碎屑岩建造直接不整合于变形的古生代被动大陆边缘碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造之上;剖面上,向南天山方向加厚,向塔里木克拉通方向减薄,呈现典型的前陆盆地剖面结构特征。这是一个晚新生代陆内前陆盆地,叠加在晚海西期—燕山期古隆起之上。这里的构造变形主要有3期,分别是中海西期、晚海西期—印支期和晚喜山期。变形以厚皮冲断构造及其相关褶皱为主,薄皮构造不发育。平面上,主构造线走向NE-SW。剖面上,以南天山向塔里木冲断为主。

荥经-峨眉地区上三叠统物源变化及对扬子板块西缘构造活动的启示

碎屑岩物源研究是当今地质学研究的热点,利用多种物源研究方法可以全面揭示碎屑岩的源岩信息,揭示源区构造古地理格局的变化。三叠纪期间,扬子板块西缘由被动大陆边缘转变为挤压构造带,引起了显著的古地理格局和沉积体系的变化,但目前对这一转变过程仍缺乏研究。本文综合利用砂岩颗粒成分统计、电子探针测试重矿物成分和碎屑锆石U-Pb年龄方法,研究了荥经-峨眉地区上三叠统碎屑岩物源转变时间,并结合其他地区物源研究探讨了扬子板块西南缘的物源变化过程。结果显示,上三叠统马鞍塘组的砂岩主要由石英和长石组成;电气石主要来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩,其次来自富铝贫钙变质碎屑岩;铬尖晶石来自具有洋岛和大火成岩省背景的基性-超基性火山岩;碎屑锆石U-Pb年龄的主要分布在730~850Ma范围内。上三叠统须家河组的砂岩由石英、岩屑和长石组成,具有再旋回造山带物源;电气石大部分来自富铝贫钙、贫铝贫钙的变质碎屑岩,小部分来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩;铬尖晶石主要来自具岛弧背景的橄榄岩;碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在200~300Ma、400~500Ma、650~850Ma、1750~1950Ma和2400~2600Ma年龄段。综合分析表明,马鞍塘组的物源为康滇构造带的新元古代花岗质结晶基底,并包含少量新元古代中酸性火山岩、变质碎屑岩和二叠纪基性-超基性火山岩;须家河组的物源包括松潘-甘孜褶皱带的三叠系浊积岩、花岗岩类以及龙门山断裂带的上古生界碎屑岩与新元古界基底。马鞍塘组与须家河组之间的物源转变,表明扬子板块西缘的松潘-甘孜褶皱带和龙门山断裂带取代康滇构造带成为新的地貌高部位和主要剥蚀区,这一古地理格局的转变发生于马鞍塘组沉积之后,即晚三叠世的卡尼期与诺利期之间或诺利期期间。

辽西牛营子地区晚三叠世逆冲构造

燕山陆内造山带侏罗纪的构造及其研究已广为报道,但确凿的三叠纪构造分析明显不足。对辽西凌源牛营子地区详细的构造地质调查揭示该区晚三叠世晚期存在的逆冲构造。盆地东部中侏罗世郭家店组之下覆盖着一套晚三叠世道冲叠瓦构造,其运动指向:黄土坡以西逆冲叠瓦构造由西向东推覆;黄土坡以北弧形断裂由北向南道冲,为派生的运动。逆冲断裂带控制的槽地之中发育同逆冲期邓杖子组灰岩—白云岩质角砾砾岩。我们的资料表明,邓杖子组时代应属晚三叠世晚期,与晚三叠世老虎沟组基本是连续过渡的。原定牛营子盆地早—中侏罗世地层是倒置的,正常的晚三叠世—中侏罗世地层序列自下而上应为老虎沟组、邓杖子组、水泉沟组、郭家店组。晚三叠世晚期逆冲构造事实的确定说明,燕山陆内造山带至少从晚三叠世起就经历了强烈的变形,其早期变形历史对于认识区域构造演化和陆内变形的发展过程具有重要意义。

准噶尔盆地西北缘冲断构造新解

准噶尔盆地西北缘最重要的构造特征是发育一组冲断构造。对这组冲断构造的冲断时限和冲断性质的认识不同,导致对准噶尔盆地的属性存在断陷盆地与前陆盆地之争。西北缘花岗岩及其中发育的岩墙群的精确年龄限定了研究区在314～255Ma中处于伸展状态。西北缘侏罗系沉积范围较三叠系广,早侏罗世发育碱性玄武岩,这些都表明准噶尔盆地在侏罗纪处于伸展阶段,盆地范围不断扩大。西北缘晚三叠世地层不整合覆盖于花岗岩之上,这种现象将本区冲断构造发生的时间限定为晚二叠世至早三叠世,最晚不超过晚三叠世。在地震资料解释的西北缘剖面上,冲断构造的前缘二叠纪地层平缓且厚度稳定。西北缘二叠系发育火山岩,沉积层序具从下到上粒度由粗变细的正旋回沉积特征,沉积速率稳定,沉降曲线由陡变缓,且古地温梯度和大地热流值均较高。西北缘的圈闭类型以岩性地层等非构造圈闭为主,以构造-岩性圈闭为辅。笔者认为西北缘冲断构造的性质是在314～255Ma伸展阶段与侏罗纪伸展阶段之间发育的一次短期反转构造,发育基底卷入的高角度冲断带,并非大规模与造山作用相关的前陆冲断带。

龙门山北段冲断前锋构造带特征

龙门山构造带北段大致从广元到安县一带,其冲断前锋构造带由北向南主要包括矿山梁、天井山、青林口和中坝等典型背斜构造。野外地质事实和地震剖面构造解释证实,龙门山北段前锋构造带中广泛发育了晚三叠世和新生代两期挤压构造变形,但在各背斜构造表现出不同变形特征。矿山梁和天井山构造表现为一个双重构造:浅层是一个晚三叠世形成的断层转折褶皱;深层则是新生代形成的多个逆冲岩片叠置所构成的隐伏堆垛背斜构造。青林口和中坝构造主体表现为叠瓦状逆冲,构造前锋是深部隐伏的断层转折褶皱和断层传播褶皱。从整体上看,龙门山北段冲断前锋构造带变形表现为上覆早期构造变形之下隐伏后期逆冲构造,从而形成双层结构。在龙门山北段前锋构造深部的隐伏冲断构造中可以进行油气勘探。

塔里木盆地中部满深1断裂带的多期断裂活动

满深1断裂带位于塔里木盆地中部的阿满过渡带,走向NNE‑SSW,是三维地震解释发现的一条断裂带。精细的三维地震解释识别出6期断裂,从老到新包括:南华—震旦纪正断层、晚奥陶世—早志留世逆冲断层、中志留世—石炭纪正断层、二叠纪正断层、三叠纪逆冲断层和侏罗纪正断层。中志留世—石炭纪的正断层可以进一步划分为中志留世—中泥盆世正断层和晚泥盆世—石炭纪正断层两期。前者为主,是昆仑—阿尔金早古生代碰撞造山带的造山后构造;后者是前者的复活。中志留世—石炭纪正断层作用形成一系列近南北走向的正断层,组合成一条NNE‑SSW走向的右列左旋张扭性断层带,形成满深1断裂带。二叠纪裂谷作用成因的正断层和岩浆活动显著改造断裂带,使之基本定型。三叠纪的冲断构造叠加于依合2构造之上。侏罗纪伸展作用对构造带有一定的调整影响。南华—震旦纪正断层和晚奥陶世—早志留世的冲断构造与满深1断裂带相交,对构造带的形成影响不大。侏罗纪正断层的发现,是塔里木盆地当时处于区域性伸展构造背景的重要证据。

四川盆地西部须家河组砂岩组分及其古地理探讨

以四川盆地西部上三叠统须家河组的砂岩组分为基础,详细分析该期研究区古地理的演化。在现有分层的基础上,按照Gazzi-Dickinson计点法,对研究区上三叠统须家河组的砂岩薄片进行统计、分析,并根据Dickinson等人的研究思路,对各段砂岩作以QmFLt,QpLvLs为端元成分的砂岩三角投影图。结果表明:在QmFLt图上,砂岩投点从须二段开始落于过渡再旋回和岩屑再旋回分区上,须三、须四段投点结果更加明显;在QpLvLs图上,砂岩投点也是从须二段开始落于褶皱—逆掩带分区上的,到须三、须四段投点结果也更加明显。结合研究区的沉积相特征,分析表明:龙门山逆冲带在须二期开始了逆冲推覆,并开始为研究区提供了沉积物质,研究区也从须二期开始演化形成川西前陆盆地;须三期,龙门山逆冲推覆体进一步强烈的运动,并开始成为研究区的主要物源区;须四期,受安县运动的影响,龙门山逆冲推覆体褶皱成山,研究区真正进入了以陆相沉积环境为主的演化期。

南天山造山带的同碰撞和碰撞后构造——塔里木盆地北部地震解释成果

南天山位于中亚造山带的南缘,是一条增生—碰撞型造山带。其碰撞造山的时间,是中亚造山带研究的一个关键构造问题,引起广泛的关注。以往关于碰撞造山的时间证据,基本上都来自造山带自身,即南天山前新生界露头区。前陆区广泛覆盖着巨厚的新生界,无法直接考察,很少从前陆区碰撞相关构造的角度研究南天山碰撞造山的时间。塔里木盆地北部是南天山碰撞造山带的前陆区。经认真系统地解释这里的地震资料,发现了南天山碰撞造山带的同碰撞构造和碰撞后构造。同碰撞造构造由二叠纪末—三叠纪冲断层及其相关褶皱组成。三叠系/二叠系和侏罗系/三叠系两个不整合给出了二叠纪末—三叠纪初和三叠纪末—侏罗纪初两期挤压冲断的时间。造山后构造为侏罗纪—白垩纪正断层组成。正断层活动起始于三叠纪末—侏罗纪初,持续至白垩纪中期。根据同碰撞构造和碰撞后构造的形成时间推论,南天山碰撞造山作用起始于二叠纪末,结束于三叠纪末;侏罗纪—白垩纪中期为造山后应力松弛构造演化阶段。

塔里木盆地南部中生代碰撞相关构造及其在古特提斯研究中的意义

地震资料解释和野外地质调查,在塔里木盆地南部发现中生代碰撞相关构造。同碰撞构造发育于西昆仑山前、阿尔金山前和麦盖提斜坡,为晚三叠世冲断构造。既有晚三叠世新形成的冲断构造,也有先存构造的复活(如车尔臣断裂)。碰撞后构造见于西昆仑和阿尔金山前,是一些规模不大的侏罗纪—白垩纪正断层及其控制下形成堑—垒构造。晚三叠世构造应力场的最大主压应力方向,在西昆仑山前和麦盖提斜坡均为NNE-SSW;冲断方向是由造山带向塔里木盆地,在麦盖提斜坡有反冲。它们是塔里木板块南缘一次碰撞造山的同碰撞构造。这是北羌塘—塔里木碰撞,是古特提斯洋复杂的闭合过程中的一次重要的构造事件。塔里木南部的侏罗纪—白垩纪伸展构造是其碰撞后构造。

准噶尔盆地乌夏逆冲断裂带三叠纪-侏罗纪构造控扇规律及时空演化

通过研究准噶尔盆地西北缘乌夏逆冲断裂带三叠系-侏罗系构造层序、沉积相及断裂特征,认为三叠纪-侏罗纪时期是在二叠纪前陆盆地完全消亡、洋壳俯冲彻底结束后发育的板内挤压陆内坳陷盆地,主要发育冲积扇-扇三角洲-辫状河-湖泊沉积体系,其中扇体发育代表了最典型的沉积特征,反映了构造活动的期次和强度,具有"构造指相性",从下至上划分为三叠系亚构造层序、侏罗系八道湾组-西山窑组亚构造层序和侏罗纪头屯河组-齐古组亚构造层序。分析表明三叠纪-侏罗纪扇体叠置迁移的总体趋势为:T1b-J1b期在扇体总体由盆内向盆缘退缩的背景下,呈现并夹杂两个短期内由盆缘向盆内再盆缘的进退波动变化(T1b-T2k1期、T3b2-J1b1期),即三叠纪-侏罗纪扇体的沉积展布具后退式夹短暂推进式叠置迁移特点。相应地,三叠纪-侏罗纪以形成近东西向和东西向断裂为主,并从盆地内向山前方向依次后展式发育,其间夹杂短暂的前展式发育特征,构造活动强度逐渐由南向北、由西向东迁移。因此,绝大多数同生断裂控制了扇体的沉积边界和分布,部分控制了其厚度和发育方向,扇体的迁移与控扇断裂的活动迁移具有很好的吻合性,断裂活动是控制乌夏地区沉积的主要因素。最终建立了三叠纪-侏罗纪构造控扇响应模式,并划分为三个发育阶段:早三叠世坳陷初期旱地扇发育阶段、中晚三叠世坳陷鼎盛期湿地扇发育阶段、扇三角洲发育阶段和侏罗纪的坳陷填充期陆上平原发育阶段,从早至晚,气候经历了一个由干旱到潮湿,由潮湿变干旱再到潮湿的旋回过程。

晚三叠世川西前陆盆地形成及沉积充填

晚三叠世川西前陆盆地是扬子板块边缘向西俯冲消减发生弧(陆)-陆碰撞形成造山带且在其前缘形成褶皱-冲断带并向川西地区逆冲推覆的结果,属于周缘前陆盆地。其经历了大地构造环境由伸展到挤压的复杂演化过程,沉积了巨厚的以陆相沉积为主的须家河组地层,形成了独特的平面和纵向上的沉积充填特征,即平面上由于龙门山逆冲推覆强烈使得造山带前缘大幅度挠曲沉降与克拉通边缘低幅稳定沉降形成的逆冲前缘陡坡充填和克拉通边缘缓坡充填的分异,纵向上则由于构造活动具活跃和平静交替的幕式特征,形成须一、须三、须五段以滨浅湖细粒为主的沉积和须二、须四、须六段厚层大面积砂岩交替充填形成的砂泥交互的"三明治"式的多套生储盖组合。

准噶尔西北缘前陆冲断带三叠纪—侏罗纪逆冲断裂活动的沉积响应

笔者从冲断活动的产物———各种成因扇体(冲积扇、水下扇、扇三角洲)出发,由160口单井剖面、15条联井剖面、8个层位平面渐次展开了准噶尔西北缘前陆冲断带三叠—侏罗纪逆冲断裂活动的沉积响应研究。三叠纪扇体在乌尔禾—夏子街地区发育叠置程度最好,T1b到T3b,其由盆内向盆缘老山方向退缩迁移明显,并具T1b到T2k1由盆缘向盆内、T2k2到T3b由盆内向盆缘迁移的2个进退波动变化。侏罗纪扇体在八道湾组最为发育,总体叠置关系较差,J1b到J2t,均呈由盆内向盆缘老山退缩沉积的退覆式迁移特征。三叠纪到侏罗纪,总体为由强到弱的退覆式冲断活动及扇体迁移模式,即随主要同生控扇断裂分布由盆缘向老山方向退缩迁移,冲断活动强度由盆缘向盆地方向逐渐减弱直至停息;相应地,各期扇体平面上分布规模渐小,总体呈由盆内向盆缘老山退缩迁移的沉积响应,两者耦合性良好。各类扇体的沉积分布受不同时期同生断裂活动的严格控制,其时空叠置及迁移规律的差异是红山嘴—车排子、克拉玛依—百口泉及乌尔禾—夏子街各构造带冲断作用地域性及作用强度差异性的沉积响应。进而引入“活动性指数”的概念与方法,对前陆冲断带同生断裂的冲断活动强度进行了定量化统计分析,并根据冲断推覆事件的地层、沉积标识划分出T1b-T3b、J1b-J2x、J2t三套构造层序,识别出三叠—侏罗纪的3个逆冲推覆幕、6次逆冲推覆事件。

四川华蓥山北段上三叠统须家河组沉积环境及聚煤特征

华蓥山北段处于四川前陆盆地东部隆后沉积区,笔者根据钻孔岩芯、野外露头、测井等资料,对该区金刚矿区上三叠统须家河组含煤岩系的岩石类型、沉积环境以及聚煤特征进行研究。研究区须家河组从下到上划分为7段,须一、三、五、七段为含煤段,二、四、六段为砂岩段,共识别出砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和煤等5种岩石类型,区内主要发育河流相和三角洲相,物源主要来自江南古陆。构造作用、沉积环境和古气候等因素影响该区聚煤作用,经历了3次逆冲推覆作用、2次推覆后静止期及最终构造稳定的均衡回弹期,煤层主要形成于推覆后的静止期(须三段和须五段)和均衡回弹期(须七段),四川盆地东部聚煤作用有自西向东、自下而上逐步增强的趋势,华蓥山北段则成为晚三叠世末重要富煤区,可采煤层主要赋存在须五段和须七段,须五段聚煤环境为三角洲平原分流间湾,聚煤作用相对较差,须七段聚煤环境主要为曲流河泛滥盆地,聚煤作用较好。

博格达山前带米泉地区滑脱逆冲构造样式及其演化特征

为确定博格达山前米泉地区构造样式和地层展布,基于断层发育特征及滑脱层对构造发育控制作用的研究,建立了研究区典型的滑脱逆冲构造样式。受上三叠统泥岩和下侏罗统八道湾组煤系滑脱层的控制,米泉地区的基底断层早期沿滑脱层由南向北低角度滑冲,后期遇阻上倾,切割地层并出露地表,形成独特的“躺椅”状产状;次级断层规模小,两端止于滑脱层内。博格达山前带自南向北划分为推覆带(基底推覆)、冲断带和滑脱带3大构造带。米泉地区位于冲断带,横向可细分为4个构造台阶,纵向上划分为3个构造层,各构造层均为主动顶板双重构造复合体,次级断层发育程度有所差别。滑脱逆冲构造样式的建立推翻了以往的构造认知,确立了推覆体下方仍为下组合地层,且存在众多有利的背斜圈闭的地质认识,对准噶尔盆地南缘山前带下组合的油气勘探具有借鉴意义。

塔里木盆地北部跃南断裂带的形成演化

跃南断裂带是塔里木盆地北部的一条形状奇特的断裂带,平面展布呈口袋状。在系统的地震资料解释的基础上,通过认真的断裂构造分析,认为跃南断裂带经历了二叠纪、二叠纪末—三叠纪和侏罗—白垩纪3期断裂作用的叠加。二叠纪大陆裂谷作用形成的一系列NE-SW和NW-SE走向的陡倾的正断层,组成一个共轭断裂系统。沿跃南断裂带的两组不同方向的正断层活动加强,并最终追踪、贯通,形成了口袋状的跃南断裂带。也就是说,跃南断裂带实际上是由NE-SW和NW-SE走向两组断层组合而成的。断裂带围限的地块相对抬升,形成一个大型的垒块。二叠纪末—三叠纪南天山碰撞造山作用引起的逆冲断层,叠加在二叠纪正断层之上,进一步强化了跃南断裂带,使之断距加大,围限的垒块进一步抬升。侏罗—白垩纪的正断层属于南天山造山后的伸展构造,见于跃南断裂带上方,规模不大,数量不多,对断裂带有一定的调整作用。

四川类前陆盆地须家河组震积岩的发现及其研究意义

四川盆地是扬子地块上的一个多旋回类前陆盆地,盆地边缘长期剧烈的构造活动控制着上三叠统须家河组的沉积作用。通过地表剖面和岩芯观察,首次在该盆地上三叠统须家河组地层中识别出微裂缝、微褶皱层、微断层、液化砂岩构造、球—枕构造和角砾岩等典型的软沉积变形构造的地质记录,这些变形构造可能与印支构造运动期的地震活动有关。越靠近断裂带附近,软变形构造呈明显增加的趋势,表明震积岩的分布与龙门山和米仓山—大巴山构造活动有关。因此,研究该盆地须家河组震积岩,对了解控制盆地边界的龙门山和米仓山—大巴山造山带的活动史具有重要意义。

豫西地区构造演化与上三叠统地层保存和分布

豫西地区主要发育有东西向、北西向和北东向三组断裂，分别为印支—燕山早中期、燕山晚期和喜山期构造运动的产物。这三组断裂控制着盆地边界和盆地内的局部构造，并对上三叠统地层的剥蚀也有一定的控制作用，尤其是硖石—陈宅沟、硖石—石门断裂对上三叠统地层的保存影响较大。在其下盘，上三叠统地层保存良好，在其上盘即推覆体上，上三叠统地层往往遭受严重剥蚀。上三叠统地层主要分布在伊川盆地彭婆凹陷、洛阳盆地的洛阳凹陷和宜阳凹陷石陵次凹，其他地区三叠系地层剥蚀殆尽．

四川盆地上三叠统黑色泥页岩时空分布规律及其构造意义

基于地表露头、钻井资料,对四川盆地上三叠统黑色泥页岩的时空分布特征进行了详细的分析。在此基础上,对黑色泥页岩所记录的前陆盆地系统演化过程进行了研究。四川盆地上三叠统黑色泥页岩主要发育在龙门山冲断带的前缘地区,反映了晚三叠世龙门山造山楔的强烈逆冲推覆控制前陆盆地的沉积充填过程。晚三叠世,龙门山造山楔经历了三次较为强烈的造山作用,导致前渊地区快速沉降,形成欠补偿前陆盆地,为须一段、须三段和须五段三套黑色泥页岩的沉积提供了有利条件。四川盆地上三叠统须一段、须三段和须五段黑色泥页岩依次向南东迁移,表明晚三叠世龙门山造山楔具有显著地向南东推覆的特征。

吉林省中部双阳石灰厂一带韧性剪切带特征

吉中地区双阳石灰厂石炭系发育一条规模较大的韧性剪切带,倾向北西,倾角20°~40°。带内发育有糜棱岩化灰岩、钙质初糜棱岩和钙质糜棱岩,具有强弱相间分带的特征。根据不同类型面理、线理分析,确定其为挤压-逆冲-右行剪切型,由北向南逆冲,与磐石-吉昌逆冲推覆构造带相对,对冲在磐石-大酱缸晚三叠世原盆地之上,形成时代在晚三叠世-早侏罗世之间。

低渗透砂砾岩储集层粒内缝成因机制及油气勘探意义——以准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组为例

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷三叠系百口泉组砂砾岩属于低孔低渗储集层,粒内缝是百口泉组储集层重要的渗流通道,国内外对于粒内缝的成因机制、发育规律的研究成果较少。根据粒内缝发育的宏观和微观特征、结合钻井和地震资料,采用古构造应力值—粒内缝关系表征、粒内缝发育物理模拟实验等手段,系统分析了低孔低渗砂砾岩储集层粒内缝的识别特征、成因机制、发育过程及分布规律。认为百口泉组砂砾岩储集层粒内缝从成因上属于构造-成岩缝,其形成与颗粒抗压性、抗剪-抗扭性、内部缺陷、构造应力大小和应力作用方式有关;粒内缝对百口泉组砂砾岩储集层的影响主要在于提高渗透率,粗粒的砾级颗粒粒内缝与砂级颗粒粒间基质孔-微孔的有效配置是形成百口泉组优质高效储集层的关键;粒内缝垂向上主要发育于以百口泉组为主的中—下三叠统,平面上乌夏断裂带粒内缝最为发育,克百断裂带因应力作用方式及刚性颗粒含量的变化,粒内缝发育程度与乌夏断裂带存在明显差异,受逆冲断裂带展布控制,自断裂带至斜坡区粒内缝发育程度逐渐变弱,但在走滑断裂发育处,粒内缝发育程度局部增强。