松辽盆地构造演化与中国东部构造体制转换

本文综合应用盆地构造解析、平衡地质剖面恢复、构造物理模拟等方法,探讨了松辽盆地构造演化及其地球动力学背景。松辽盆地基底是前侏罗纪古亚洲洋构造域众多微板块、地体拼贴形成的复合陆块。中—晚侏罗世,盆地基底受到郯(城)—庐(江)断裂系北段大规模左旋走滑活动的强烈改造,派生NNE、NNW和近NS向次级断裂,控制了基底构造格局、断陷盆地分布及其构造。断陷期可划分为早、晚两个脉冲式伸展阶段,早期阶段受多方向平面式正断层控制发育堑—垒构造,具有双向纯剪伸展的特点,但NNE向拉伸更显著,可能是深部岩石圈拆沉引起热穹窿与基底断裂持续左旋走滑拉分的叠加;晚期阶段受低角度犁式正断层控制发育西断东超的复合半地堑,受控于近EW向单剪伸展机制,是区域性地壳伸展拆离与岩石圈减薄的结果。拗陷期大规模热沉降是对古太平洋构造域向东迁移的响应。白垩纪末期盆地受到NWW向脉冲式挤压而发生反转,可能与伊泽纳奇板块消亡、太平洋板块开始俯冲这一转换过程中的地体拼贴有关。     

郯庐断裂带北段构造特征及构造演化序列

根据大量野外地质调查和盆地地震资料分析,认为郯庐断裂北段在中-新生代发生多期不同性质的活动,形成各具特色的构造变形现象。密山县知一镇敦密断裂韧性剪切带具有左旋走滑特征,其中黑云母~(40)Ar/~(36)Ar-~(39)Ar/~(36)Ar等时线年龄为161±3Ma,是郯庐断裂带被利用发生第二期左旋走滑运动并向北扩展到中国东北-俄罗斯远东地区的产物。四平市叶赫乡佳伊断裂带中负花状断裂形成于早白垩世早中期,是郯庐断裂北段在早白垩世遭受左旋走滑-拉张作用的典型代表。四平市石岭镇佳伊断裂大型走滑-逆冲断褶带、桦甸县敦密断裂"逆地堑"、沈阳-哈尔滨逆冲断裂形成于晚白垩世嫩江运动-晚白垩世末期,这一时期脆性右旋走滑-逆冲事件规模大,影响范围广,导致整个郯庐断裂北段遭受到强烈改造。佳伊断裂带和敦密断裂带中古近纪盆地在横剖面上呈不对称地堑,并且不对称地堑沿断裂带走向发生断、超方向左右变位,是郯庐断裂带北段在古近纪时受右旋走滑、伸展双重机制控制的产物。根据郯庐断裂带北段中-新生代不同地质时期变形特征,建立了郯庐断裂北段构造演化序列。即郯庐断裂北段构造演化分为左旋韧性剪切(J_2末期)、左旋张扭(K_1早中期)、右旋压扭(K_2晚期-末期)、右旋走滑断陷(E)和构造反转(E_3末期)五个阶段。其演化历史主要受控于环太平洋构造域的构造作用。     

郯庐断裂带构造演化的数值分析

本文用粘性牛顿流体有限元数值方法模拟郯庐断裂带主要构造演化阶段的应力场、形变场和运动速率,探讨各构造期的动力来源、边界力的作用方式及岩石物性的影响作用。旨在进一步说明郯庐断裂带多期、多次和性质各异的构造活动与华北陆块、下扬子陆块、西太平洋板块、菲律宾板块等构造单元的运动密切相关。除了东亚大陆周边板块运动造成的推力,与此相伴的地热异常也是构成郯庐断裂带各期应力场,特别是拉张期应力场特征的重要动力条件之一。      

辽东湾坳陷新生代构造改造作用及演化

利用大量的渤海油气勘探资料与成果对辽东湾坳陷构造演化特点综合分析, 揭示出辽东湾坳陷新生代构造改造作用主要表现在: 断裂作用、地层抬升剥蚀及褶皱作用, 对辽东湾坳陷构造演化过程具有重要的影响。其西部地区现今构造特征主要受前期伸展断层控制, 构造改造作用较弱, 而东部地区构造改造作用强烈, 辽东凸起是在后期构造改造作用下形成的, 分隔现今的辽中凹陷与辽东凹陷。郯庐断裂带辽东湾段新生代早期活动特征不明显, 始新世末—渐新世主要以伸展作用叠加右旋走滑作用为主, 渐新世末—新近纪晚期以右旋走滑作用为主, 断裂带活动不控制辽东湾东部地区的沉积。辽东湾坳陷新生代的演化整体可划分为断陷期(孔店组沉积期—沙河街组三段沉积期)、断坳改造期(沙河街组二段沉积期—东营组沉积期)、走滑改造期(馆陶组沉积期至今)3个演化阶段。现今辽东湾坳陷构造格局与沙河街组三段沉积前古构造格局的差异性, 对该区海域油气勘探具有重要意义。     

郯庐断裂带伊通段新生代构造演化特征及其控盆机制

郯庐断裂带伊通段的构造活动对伊通盆地的形成与油气分布具有重要控制作用。通过对最新的地震、钻井、物探、露头等资料分析,认为郯庐断裂带伊通段新生代以来的构造演化可划分为三个阶段,即:古新世-始新世中期的左旋走滑挤压阶段、始新世中期-渐新世末期的右旋走滑伸展阶段和中新世-第四纪的右旋走滑和隆升阶段。其中第二阶段为主成盆期,控盆断裂活动特征具有南早北晚、由南向北迁移的规律,盆地沉积中心因此也从南西向北东迁移并靠近西北缘主断裂;第三阶段为盆地反转期,控盆断裂发生右行压扭和隆升,盆地东南缘发生拱张使得万昌构造带等早期形成的构造高部位油气藏遭受破坏,而盆地西北缘受侧向挤压则形成宽2～4km的西北缘断褶带,具有良好油气成藏条件和勘探潜力,是盆地新的找油领域。     

郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化特征

本文在总结郯庐断裂带的最新研究成果的基础上,对郯庐断裂带山东段深部构造特征、运动学特征和内部结构特征进行了分析,并对郯庐断裂带山东段的中新生代构造演化过程进行了研究。在华南华北碰撞造山时期,郯庐断裂带山东段发生了显著的左旋走滑剪切变形。郯庐断裂带山东段在晚侏罗至早始新世(50Ma前)的左旋走滑直接受控于古太平洋板块向东亚大陆的俯冲,板块俯冲边界的应力直接传递到郯庐断裂带导致其发生走滑运动;早白垩世中期至古近纪,郯庐断裂带山东段内部及两侧盆地的伸展则受控于深部岩石圈减薄、地幔底辟导致的裂陷作用。     

安徽芦岭-朱仙庄煤矿的构造特征和构造演化

芦岭-朱仙庄煤矿为一不对称向斜,轴部为二叠系向斜内断裂可分为三组,显微构造显示该区经历过多次运动经大量室内外工作,得出矿区经受了二期构造作用,并存在着印支运动 第一期(印支期)受到NE63°方向挤压,第二期(燕山晚期)受到南东105°方向的挤压矿区内断裂对煤层开采,底板突水,导水通道,瓦斯排逸都起着重要的控制作用.     

合肥盆地东部中-新生代的演化及其对郯庐断裂带活动的响应

合肥盆地的沉积作用与其东缘的郯庐断裂带演化有着良好的耦合关系。侏罗纪盆地发育主要受大别造山带演化控制,东部可见对同造山期郯庐断裂带左旋转换走滑的沉积响应。盆地内朱巷组的沉积是对早白垩世早期郯庐断裂再次发生陆内左行平移的响应,该时期成盆模式为一走滑—挠曲盆地。盆地内上白垩统—古近系的形成是对这期间郯庐断裂带伸展活动的响应,盆地具区域性伸展(双向伸展)的特征。盆地东部自新近纪以来的抬升、消亡与东缘反转构造的存在,指示了郯庐断裂带的逆冲活动。盆地东部的沉积记录结合近年来郯庐断裂带内部构造与同位素年代学的最新研究成果,指示该断裂带中-新生代经历了4个演化阶段:同造山期的左旋转换走滑、早白垩世早期的陆内左行平移、晚白垩世—古近纪的伸展运动和新近纪以来的逆冲活动。     

郯庐断裂带构造演化的同位素年代学制约

近年来在郯庐断裂带内获得了大量的同位素年龄,为了解该断裂带的演化规律与相关动力学过程提供了有效的制约。该断裂带早期走滑构造带内给出了238～236 Ma的白云母 40Ar/39Ar 变形年龄,指示其起源于华北与华南克拉通碰撞过程的深俯冲阶段,支持其造山期陆内转换断层成因观点。其晚中生代走滑韧性剪切带内已获得的较大白云母 40Ar/39Ar冷却年龄为162～150 Ma,表明其再次左行平移发生在晚侏罗世初或中 晚侏罗世之交,出现在区域压扭性动力学背景下。这一事件应代表了中国东部滨太平洋构造域的开始时间。已获得的一系列断裂带内岩体与火山岩锆石LA ICPMS年龄显示,该断裂带内伸展性背景下最早的岩浆活动时间为136 Ma。而断裂带所控制的断陷盆地内地层时代表明其伸展活动发生在早白垩世初（约145 Ma）。这应指示了中国东部转变为伸展性动力学背景的时间。该断裂带一系列长石40Ar/39Ar年龄与磷灰石裂变径迹年龄,显示其在晚白垩世与古近纪仍处于伸展活动之中。     

渤海海域郯庐断裂带新生代活动方式与演化规律——以青东凹陷为例

青东凹陷东边界为郯庐断裂带在渤海海域内西支断裂所在,平面上由4条北北东向断裂呈左阶雁列式排列,剖面上以上盘下降为主,局部具有张扭性和压扭性花状构造现象。青东凹陷东界上的郯庐断裂新生代经历了古近纪右行平移正断层活动、古近纪末盆地挤压反转中的逆右行平移、新近纪的弱拉张活动和第四纪以来的逆右行平移4个演化阶段。古近纪断陷期,先存的郯庐断裂带由于具有较低的强度,在南北向伸展应力场作用下复活并表现为具有右行平移分量的斜向拉张活动,在浅部新生4条左阶雁列式断层,并与盆地内北西向基底断裂系统和东西向新生正断层共同控制了古近系的沉积格局。古近纪末发生了盆地反转,结束了断陷盆地发育阶段,在北东东-南西西向区域挤压应力作用下郯庐断裂表现为逆右行平移活动。新近纪坳陷阶段,盆地内构造活动较弱,主要受控于岩石圈热沉降作用,但郯庐断裂仍具有较弱的伸展活动。第四纪以来,郯庐断裂再次转变为逆右行平移活动。     

从陆缘伸展探讨新生代南海构造演化

南海的形成和演化是地学界长期争论的问题,前人给出了多种成因模式,目前较流行的模式是海底扩张,但它难以合理解释南海海底扩张中的洋中脊跳跃现象及南海大洋中的大陆残片。基于欧亚东缘的陆缘伸展,从地幔上涌和陆壳沿莫霍面的重力滑移的新大陆漂移模型出发,通过横跨南海的几条地震勘探剖面的地质新解释,研究了南海的形成和演化过程。结果说明,南海的形成是一种“构造被动挤出+微陆块主动漂移”模式。构造被动挤出是指印度-欧亚碰撞造成的欧亚大陆东南缘的微陆块被大规模挤出,而由陆缘伸展形成的微陆块在被挤出后发生了主动裂解漂移,南海的海底扩张现象是诸多微陆块主动漂移的结果。这个新的模式能够合理地解释南海形成过程中的洋中脊跳跃现象及南海中大陆残片的成因机制。进一步恢复了南海演化过程中周边陆块的运动演化历史,说明欧亚东缘在中生代晚期发生的大规模伸展构造运动是南海形成的基础,新生代印度-欧亚碰撞是南海形成的直接动力,微陆块的裂解漂移是南海形成的主要参与者。     

中国东部中—新生代大陆构造的形成与演化

20世纪60年代提出的"威尔逊旋回"以关闭洋盆两侧板块的碰撞作为板块运动旋回的终结,然而板块构造学说"登陆"20多年来的实践说明这种认识是不全面的。大陆弥散而宽广的陆内变形说明洋盆闭合两侧板块的碰撞并未终止板内构造作用。古亚洲大陆形成后中国东部中—新生代广泛发育的板内构造变形、岩浆活动、克拉通内盆地的形成都和古亚洲大陆南、北,印度洋和北冰洋洋脊的持续扩张、西太平洋和菲律宾洋壳的俯冲相关。本文拟厘清中国东部中—新生代大陆构造形成与演化的重大事件、构造性质、形成背景及其时空展布:(1)晚海西—印支期古特提斯洋关闭陆块拼合碰撞古亚洲大陆雏形形成;(2)晚侏罗—早白垩世蒙古—鄂霍茨克海闭合,陆-陆碰撞古亚洲大陆形成,挤压逆冲推覆构造在陆内变形中形成高潮,西太平洋伊佐奈岐洋壳板块的斜俯冲叠加了自东而西的影响;(3)早白垩世晚期—古近纪加厚地壳-岩石圈减薄、转型,陆内伸展变形达到高潮,大陆克拉通泛盆地、准平原化;(4)始新世晚期—早中新世(40~23 Ma)太平洋板块运动转向对东亚大陆NWW向的挤压和印度洋脊扩张印—澳板块对古亚洲南部陆-陆碰撞挤压的叠加,形成中国东部新生的构造地貌;(5)中-上新世—早更新世受东亚—西太平洋巨型裂谷系和印度洋中脊扩张的叠加影响,中国东部岩石圈地幔隆升、地壳减薄,陆缘、陆内伸展变形相继形成边缘海、岛弧、裂谷型盆地和剥蚀高原地貌;(6)早更新世晚期(0.9~0.8 Ma)—晚更新世末(0.01 Ma)中国东部大陆构造地貌基本形成。     

南海大陆边缘盆地构造演化差异性及其与南海扩张耦合关系

南海大陆边缘盆地由于边界条件的差异,不仅形成了不同类型的陆缘盆地,如离散型、走滑伸展型和伸展挠曲复合型,而且这些盆地构造演化存在明显的非同步性。这些陆缘破裂过程与南海扩张作用过程呈现明显不一致性。研究表明,南海扩张时期南海南、北大陆边缘均形成了一系列裂陷盆地,然而,南海南部、北部大陆边缘盆地裂陷作用结束时间不同,北部大陆边缘盆地裂陷作用结束于23 Ma或21 Ma,而南部大陆边缘盆地裂陷作用结束于15.5 Ma,显然北部大陆边缘盆地裂陷结束时间明显早于南部大陆边缘盆地。南海扩张停止后,南海南、北部陆缘仍表现出明显差异,北部陆缘仍以伸展作用为主,晚中新世以来出现快速沉降幕,而南海南部陆缘则以挤压作用为主,且其挤压时间及强度呈现南早北晚的特点,即南部曾母盆地明显早于南薇西盆地和北康盆地。南海南、北大陆边缘盆地形成演化的差异性,特别是构造转型差异变化,为新生代南海扩张的迁移性提供了有力的佐证,可以推断南海不同期次海盆扩张可能存在向南的突然跃迁。因此,本次研究梳理出的南海不同陆缘盆地张裂伸展的非同步性可为南海洋盆扩张演化过程解释提供新的证据。     

佳木斯地块东缘晚古生代大陆边缘构造演化

佳木斯地块位于中国东北微陆块群的最东缘,其东缘地区晚古生代的岩浆和沉积演变进程为欧亚大陆东缘由被动陆缘向活动陆缘构造环境的转化提供了关键证据。年代学和地球化学研究表明,佳木斯地块东缘中泥盆世黑台组砂岩,形成于被动陆缘的构造环境,黑台组上覆的老秃顶子组流纹岩也形成于被动陆缘的构造环境;晚石炭世珍子山组砂岩,形成于活动陆缘的构造环境;早二叠世的二龙山组安山岩以及相邻地区早二叠世的其它火成岩形成于活动陆缘的构造环境。同时,佳木斯地块东缘泥盆-二叠纪的沉积地层也呈现出由浅海相到陆相地层转化的特征。因此,佳木斯地块东缘由被动陆缘向活动陆缘的转化应该发生在中泥盆世到晚石炭世,而该构造环境的转化也为晚古生代时期蒙古-鄂霍茨克洋向欧亚大陆之下俯冲过程的研究提供了关键信息。

     

中国近海新生代盆地构造差异性演化及油气勘探方向

中国近海处于欧亚、印度-澳大利亚及太平洋三大板块的交汇地带,其盆地形成与演化受控于洋、陆板块的相互作用,区域构造背景对盆地形成和演化起到了重要的作用,并由此导致了中国近海盆地显著的分段性和差异性演化特征。渤海海域、北黄海至南黄海盆地属于陆内裂陷型盆地;东海海域为活动大陆边缘弧后裂陷型盆地;珠江口盆地和琼东南盆地为被动大陆边缘型盆地;莺歌海海域为转换大陆边缘型盆地。受此影响,油气分布有明显的分段分区性,渤海—南黄海陆内盆地以成油为主,东海弧后盆地以成气为主,南海北部大陆边缘北部成油、南部成气,莺歌海转换盆地以成气为主。中国近海未来的找油领域主要在渤海、珠江口盆地北部和北部湾盆地;找气领域主要在东海盆地、南海北部深水区和莺歌海盆地6大领域。     

黑龙江东部盆地群中、新生代构造演化

经最新的区域地质资料、岩石地层、砾石统计、同位素年龄以及野外构造观察等方面的研究认为:早白垩世黑龙江东部盆地群为统一的原型盆地,随着猴石沟组时期桦南隆起和密山隆起的隆升而被破坏.黑龙江东部盆地群中、新生代构造演化可分成6个阶段:①绥滨组一东荣组时期,黑龙江东部盆地群的北部处于坳陷阶段;②滴道组(裴德组)沉积时期,黑龙江东部进入伸展裂陷阶段,形成一系列孤立的小型断陷盆地;③城子河组(云山组)一穆棱组(珠山组)时期,黑龙江东部整体处于坳陷阶段,形成统一的原型盆地;④东山组时期,黑龙江东部盆地群进入伸展裂陷阶段;⑤猴石沟组时期,随着桦南隆起、密山隆起快速隆升,统一的东部盆地群遭到破坏,转向各个盆地的独立演化;⑥新生代,黑龙江东部各盆地独立演化,现今构造格局最后定位.     

华北东部地幔热柱的特征与演化

燕山运动以来,华北东部地区发生了翻天覆地之构造转变,构造体制从印支期末华北地块与扬子地块的拼贴-增生,转变为地幔热柱演化-区域伸展断陷。华北地幔热柱强烈上隆过程中,在岩石圈底部受阻并呈蘑菇状向外拆离流变,在使上部岩石圈发生热减薄-断陷的同时,向外拆离流变的地幔岩在盆地外围受到韧性剪切带的切割,导致深熔岩浆活动并带动围岩上隆,形成一系列次级隆起(幔枝构造)。地形地貌上亦从东部隆起的高原转变为一盆多山耦合格局——地幔热柱上部的热减薄断(拗)陷与外围的一系列幔枝构造的空间有机组合,即华北东部裂陷盆地西与太行造山带、北与燕山造山带、东与朝鲜半岛、南与大别造山带(即中心裂陷盆地与外围各幔枝构造)均为盆-山耦合关系。     

吉林榆树地区榆东、榆西断陷构造特征及演化史分析

通过地震剖面系统解释,识别出断陷的结构和构造特征,运用平衡剖面的原理及方法,进行了断陷的构造演化史分析。研究结果表明:榆东、榆西断陷分别沿榆东断裂和榆西断裂呈近SN向分布,两个断陷之间为榆树凸起。以榆树凸起为中心,两个断陷分别是由同向正断层组所组成的西断东超和东断西超的复合半地堑,它们共同组成了相背式半地堑组合。在榆东断陷中分布一条近EW向展布的次级凸起,分隔了北部洼槽和南部洼槽,它是十分有利的油气聚集区。笔者还对比了两个断陷的构造样式、构造反转、断陷强度、地层残留厚度和最大埋深等方面的差异;识别出榆树地区火山岩的分布特征主要受SN向的榆东基底断裂、NNE向的榆西基底断裂、NWW向的新立镇基底断裂和NEE向的农安—榆树岩石圈断裂交叉控制;讨论了断陷形成以及火山喷发与华北板块和东北中小地块群发生碰撞、蒙古—鄂霍茨克洋盆的关闭、Izanagi板块斜向俯冲和岩石圈拆沉减薄之间的关系。     

华南大陆边缘新生代构造地貌演化机制研究

研究表明,从中生代安第斯型大陆边缘发展到现代弧盆体系,华南大陆边缘的地貌演化经历了中生代末期的古华夏山脉、新生代早期的准平原和中新世以来的海盆三个阶段。古华夏山脉的夷平导致本区陆壳减薄、莫霍面埋深变浅和区域性的重力升高;而地壳温度的整体下降则导致中生代壳内岩浆层自上而下的固结和盖层断裂的向下延伸。两者的耦合最终导致陆缘地区从中新世起发生大规模的断块沉陷,其结果是古准平原面下降到海面之下、海区正断层体系形成、地幔岩浆大量溢出、莫霍面位置被压低、沉降区两侧地块被顶托隆起并形成岛弧和断块山。