第四纪洞庭盆地赤山隆起与安乡凹陷升降运动的沉积记录

通过地表地质调查和钻井资料,对第四纪洞庭盆地南部赤山隆起及其西侧安乡凹陷的沉积和地貌特征进行研究,进而探讨二者的升降过程。赤山隆起为居于洞庭盆地南部的小型抬升断块,主要受东、西边界正断裂所控制,长约18 km,宽4~5 km。隆起内早更新世汨罗组和中更新世新开铺组、白沙井组组成多级阶地。安乡凹陷内充填200~300 m厚的河流和湖泊相沉积,自下而上依次为早更新世华田组、汨罗组,中更新世洞庭湖组,晚更新世坡头组,全新世湖积、冲积等。地貌与沉积特征表明,早更新世—中更新世中期赤山隆起总体表现出抬升期与稳定期交替的脉动式抬升,而安乡凹陷则表现出缓慢与快速沉降交替的幕式沉降特征;前者构造较稳定期和构造抬升期分别对应于后者缓慢沉降期和快速沉降期。中更新世晚期二者因区域构造反转而整体抬升并遭受剥蚀。晚更新世—全新世安乡凹陷在拗陷背景下接受沉积。上述第四纪早期赤山隆起脉动式抬升与安乡凹陷幕式沉降的对应关系,为洞庭盆地与周边隆起的盆—山耦合过程提供了约束,同时暗示盆地断陷活动可能与地幔上隆导致中地壳物质自凹陷向周边迁移有关。     

第四纪洞庭盆地沅江凹陷东缘鹿角地区构造-沉积演化研究

沅江凹陷为第四纪洞庭盆地东部的一个次级凹陷。通过地表地质调查和钻孔资料,在沅江凹陷东缘北部鹿角地区第四纪构造、沉积及地貌特征研究基础上,探讨并提出其构造-沉积演化过程：早更新世早期洪湖-湘阴断裂和荣家湾断裂相继活动,断裂以西地区断陷沉降并沉积,以东地区则构造抬升而遭受风化剥蚀。早更新世末期凹陷区东部构造反转抬升并遭受侵蚀。中更新世早期和中期凹陷区断陷沉降并接受沉积。中更新世晚期研究区整体抬升而遭受剥蚀。晚更新世西部主凹陷区在稳定或弱沉降并形成泥质沉积,东部间歇性抬升。在上述中更新世晚期开始的构造抬升的同时,研究区东部产生了自东向西、自南向北的构造掀斜。全新世构造总体稳定,西部洞庭湖区形成湖冲积。区域上,第四纪洞庭盆地构造性质经历了早期断陷到晚期坳陷的转变。     

洞庭盆地第四纪构造活动特征

利用沉积等厚线图，分析得出的洞庭盆地第四纪构造活动特征如下：北北东及近东西向两组断裂将盆地切割为一系列断块；盆地西部为箕状断块，东部为箕状凹陷、早、中更新世为盆地的断陷阶段，晚更新世以来进入坳陷阶段；第四纪以来构造沉降速率呈加速度增强；构造活动的时空变化控制着洞庭湖的演变。     

洞庭盆地澧县凹陷第四纪沉积特征与古地理演化

澧县凹陷内第四系厚度达200m左右,由早更新世-中更新世中期沉积和全新统组成。早更新世-中更新世中期沉积除顶部为粘土外,主体为砾石层,在凹陷中央夹粉砂、细砂和少量粘土。全新统分布于凹陷南部,为湖冲积粘土。早更新世澧县凹陷区断陷沉降,于河道和冲积扇环境下接受沉积;中更新世凹陷逐渐扩张,沉积范围扩展至凹陷外缘,凹陷主体部位自边缘向中央依次为冲积扇和扇前浅湖环境。中更新世中后期因盆地扩张,自凹陷中央至边缘地带均为静水湖泊环境。中更新世晚期至晚更新世,凹陷及周缘因构造抬升而遭受剥蚀而缺失沉积。全新世凹陷南部受澧水及区域湖面上升影响而发育湖冲积沉积。     

洞庭盆地第四纪构造演化特征

通过地表观察和第四系钻探,以地貌和沉积为基础,对洞庭盆地及周缘地区第四纪构造活动特征进行了研究。认为第四纪洞庭盆地的构造演化经历了3个阶段。早更新世—中更新世中期洞庭盆地处于断陷阶段,区域构造活动的主要表现有：① 盆地及次级凹陷边界受NNE、NW、EW和SN向等4组正断裂控制;② 各次级凹陷强烈沉降并接受沉积,沉降中心位于凹陷内部或中央而远离边界断裂;断裂上盘局部可具明显沉降;③ 随着盆地逐渐扩张,断陷活动向东、西边缘迁移;④ 盆地断陷活动具幕式特征,总体可分为为早更新世早期、早更新世晚期和中更新世早—中期等3个裂陷幕;⑤ 盆地北面的华容隆起具明显构造沉降,盆地周缘其它隆起及盆地内部的赤山隆起具有脉动式抬升;⑥ 赤山隆起构造较稳定期和构造抬升期分别对应于安乡凹陷缓慢沉降期和快速沉降期。中更新世晚期以来洞庭盆地处于坳陷阶段,其中中更新世晚期洞庭盆地整体抬升并遭受剥蚀,在盆地东缘和西缘产生倾向盆地的构造掀斜,局部第四系变形形成褶皱;晚更新世—全新世洞庭盆地主体产生坳陷沉降并接受沉积,盆地周缘部分地区存在小幅度抬升。上述不同阶段构造活动特征可以通过盆地及周缘深部物质迁移以及板块尺度的物质运动和挤压来解释。     

第四纪洞庭盆地澧县凹陷构造活动特征及动力学机制探讨

第四纪澧县凹陷为洞庭盆地西北部的一个次级凹陷.通过地表观察和钻孔资料,对澧县凹陷及周缘第四纪沉积物和地貌及其反映的构造活动特征进行了研究,进而探讨构造活动的动力机制.澧县凹陷呈由南、北西、北东边界正断裂所限的三角形.早更新世.中更新世中期,边界正断裂强烈活动,凹陷区大幅沉降,充填了一套以砂砾层为主的沉积,其厚度自凹陷边缘向中央增加;正断裂下盘局部存在较大幅度沉降.与此同时,澧县凹陷南面、西面的外围地区产生构造抬升,形成由冲积层组成的多级基座阶地.中更新世晚期开始凹陷区及周缘地带整体抬升,凹陷区北部及凹陷南缘产生自西向东的掀斜,凹陷区北部形成小型褶皱构造.上述构造活动特征指示澧县凹陷在早更新世.中更新世中期具断陷盆地性质,中更新世晚期以来具拗陷盆地性质.提出早更新世-中更新世中期构造活动与地幔上隆有关:深部地幔上涌对地壳加热,使凹陷区中地壳韧塑性物质膨胀而向周边侧向迁移,尔后冷却收缩致上层地壳"塌陷"而产生整体性下拗沉降,并于下沉块体侧翼发育正断裂.此外,重力均衡机制可能也起到一定作用.中更新世晚期以来的构造活动可能与深部物质蠕移运动的弹性回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关.     

第四纪洞庭盆地构造性质及动力机制探讨

通过地表观察和第四系钻孔对第四纪洞庭盆地及周缘隆起区的地貌、沉积和断裂构造等进行调查研究,进而厘定洞庭盆地构造活动特征暨构造性质,并探讨其动力机制。研究表明,早更新世-中更新世中期洞庭盆地具断陷性质,具体表现在:①在边界正断裂控制下盆地及其次级凹陷强烈沉降并充填厚度较大的河、湖相沉积;②临澧次级凹陷发育典型封闭性断陷湖盆沉积;③NNE向、NW向、EW向、SN向等多组方向控盆断裂的发育指示区域伸展构造体制。中更新世晚期以来洞庭盆地具坳陷性质,主要表现在:①中更新世晚期洞庭盆地与周缘隆起区发生较大幅度的构造抬升并遭受剥蚀,同时产生构造掀斜与褶皱变形;②晚更新世-全新世洞庭盆地坳陷沉降并接受沉积。分析提出洞庭盆地第四纪构造活动机制:早更新世-中更新世中期盆地的断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关;中更新世晚期盆地构造抬升、掀斜和褶皱变形与深部迁出物质的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关;晚更新世和全新世盆地坳陷沉降与区域挤压应力下的坳陷或拱坳变形有关,可能同时伴有NE向的深部物质流动与拉张;不同级次和不同规模范围的深部物质迁移运动,造成了第四纪洞庭盆地与其内部次级构造单元之间的叠加关系。     

第四纪洞庭盆地临澧凹陷构造-环境演化的水系和重矿物约束

临澧凹陷为第四纪洞庭盆地西部的一个南北向次级构造单元,居于武陵隆起和太阳山隆起之间.前人已通过地貌、沉积和构造特征重塑了凹陷第四纪地质演化过程.本文研究探讨了临澧凹陷水系特征以及凹陷北部ZK257孔重矿物特征的构造-环境成因,从而进一步为第四纪地质演化过程提供了轮廓.中更新世中期和中后期临澧凹陷处于断陷阶段,凹陷北段为...     

洞庭盆地第四纪沉积环境演变的初步分析

利用水流能量指数，分析了洞庭盆地第四纪沉积环境的演变特征。得出洞庭盆地主要为河流－过流型湖泊相互消长的沉积环境。沉积环境的演变及主要水流方向，受差异性构造沉降的控制。历史时期，人为作用对盆地沉积环境影响很大，并且是近代洞庭湖区洪灾加剧的主要原因。     

河套盆地古气候演化与生物气勘探

河套盆地呼和坳陷第四系具有浅层生物气形成的基本地质条件,而更新统孢粉化石的研究在该区相对薄弱.根据该区和1井第四系更新统孢粉化石资料的分析,讨论了孢粉组合特征,建立了6个孢粉组合带,即松-藜-石松孢粉带、松-蒿-藜科孢粉带、松-藜科-云杉孢粉带、松-菊科-藜科孢粉带、松-菊科-香蒲孢粉带及松-云杉-木犀孢粉带.河套盆地早更新世气候从干冷-温干-略温干-偏凉湿变化,中更新世气候从偏凉湿-偏暖湿-干冷变化,晚更新世又从略暖向干冷变化,其气候演化特征为生物气藏的形成奠定了基本条件.     

洞庭盆地第四纪红土地层及古气候研究

洞庭盆地周缘广泛发育着第四纪红土地层,我们在野外对典型红土剖面进行了考察,并在岳阳市月山红土剖面进行了取样,在室内对土壤样品进行了磁化率、粘土矿物和粒度等实验分析,从而对洞庭盆地第四纪红土地层的剖面特征进行了研究,在此基础上,对洞庭盆地第四纪古气候变迁进行了探讨。月山红土剖面地层界限清晰,剖面特征明显,与中国南方其它的红土地层具有较好的地层对比性。月山红土剖面磁化率和粘土矿物分析表明:中更新世早期洞庭盆地气候干凉,中更新世晚期转为湿热;晚更新世早期气候仍保持湿热,晚更新世晚期则转为干凉;全新世以来洞庭盆地的气候再次转为湿热。粒度分析表明月山红土剖面第四纪沉积物的沉积环境为洪水盆地中的泛滥平原环境。     

化学风化指数和磁化率对洞庭盆地第四纪古气候变化的响应

在安乡凹陷东南部两护村新施工揭穿第四系的ZKC1孔,孔内第四系为河流和湖泊沉积,地层组成自下而上依次为上新世—早更新世华田组、早更新世汨罗组、中更新世早期—中期洞庭湖组、晚更新世坡头组以及全新统等。对钻孔岩心进行了系统的主量元素及磁化率分析,进而从陆相沉积物化学风化指数(CWI)与温度和湿度正相关、磁化率与温度和湿度负相关的理论出发,探讨洞庭盆地第四纪气候演变。结合其他资料,CWI曲线特征指示洞庭盆地第四纪气候演变过程:早更新世为冷干→暖湿→冷干→暖湿,中更新世为冷干→暖湿→冷干—温湿→暖湿,晚更新世为寒冷→温湿→寒冷,全新世总体为温湿-暖湿。这一结论与ZKC1孔孢粉组合特征反映的气候演变过程及中国东部第四纪气候演化基本吻合,说明沉积物CWI对第四纪气候演变具有较好的响应。变化曲线及相关系数(-0.32)表明磁化率值与CWI值呈较明显的负相关,暗示温度和湿度对磁化率具有明显的控制作用。但可能受盆地升降等因素的影响叠加,磁化率曲线未能如CWI一样明确反映出第四纪气候的阶段性变化。     

洞庭盆地两护村孔重矿物特征及其对第四纪构造活动与环境演变的响应

第四纪洞庭盆地主体自西向东分为安乡凹陷、赤山隆起和沅江凹陷等3个次级构造单元。在安乡凹陷东南部两护村新施工揭穿第四系的ZKC1孔,其地层组成自下而上依次为早更新世华田组、汨罗组,中更新世早期—中期洞庭湖组,晚更新世坡头组以及全新统等。对钻孔岩芯进行了系统的重矿物分析,进而根据特征重矿物来源和含量变化,结合钻孔岩性和岩相变化以及区域地质和地理背景,探讨洞庭盆地南部早—中更新世沉积环境暨河湖变迁以及构造沉降过程。研究表明,洞庭盆地存在幕式断陷活动,早更新世早期、早更新世末期和中更新世中—后期等3个时期强烈断陷沉降,相对湖平面上升,来源于盆地南缘中段的资江河水部分向西注入安乡凹陷,导致ZKC1孔华田组下段下部、汨罗组顶部、洞庭湖组上段等相应层位中的锆石、金红石、锐钛矿和菱铁矿等(主要来源于资江流域)含量显著增高。其它时期断陷作用较弱,河湖水位低,沅水和资江分别沿其主水道于赤山隆起西侧和东侧向北汇入长江,导致ZKC1孔相应沉积层位中锆石、金红石、锐钛矿和菱铁矿的含量明显偏低。对重矿物特征指数变化与孢粉和化学蚀变指数所反映的气候变化的相关性研究,暗示上述3次相对湖平面上升的主要原因不是降水增加,而是构造沉降增强。     

洞庭盆地第四纪地质研究现状

从第四纪地层划分、环境、构造活动、近现代洞庭湖构造沉降特征与发展趋势等方面,介绍了洞庭盆地第四纪地质研究现状。前人对洞庭盆地及其周缘地区分别建立了覆盖区和露头区第四纪地层系统,其中覆盖区第四纪下限年龄达3Ma左右。不同研究者对第四纪气候演化和全新世以来的气候与环境演化的认识存在程度不一的差异。对洞庭盆地周缘网纹红土的成因存在水成和风成两种不同观点。对盆地构造活动存在断陷、坳陷、先断陷后坳陷以及其他多种不同观点。对于构造因素和非构造因素对现代湖泊的控制作用存在不同看法。在洞庭湖未来演变趋势方面,由于研究问题的角度不一致,有的认为洞庭湖会逐渐加深扩大,有的认为不久将萎缩消亡。重复水准测量资料对比显示近现代洞庭湖构造沉降速率为3～10mm/a;而沉积速率法计算的晚更新世以来的平均沉降速率为0.06～0.25mm/a,局部为0.62mm/a。最后提出洞庭盆地第四纪地质今后研究的主要方向是气候演化的多指标约束、各次级构造单元构造-沉积特征的详细解剖、覆盖区晚更新世—全新世沉积特征的精细调查以及洞庭湖现代沉降特征的GPS监测等。     

洞庭盆地生物气地球化学勘探及资源远景评价

湖南省洞庭盆地具备形成一定规模生物气藏的条件.针对生物气资源勘探,2013~2016年在盆地内开展了以地球化学为主的勘探工作,进行了比较系统的地表沉积物测量.勘探涉及面积2 060 km2,采集样品1 498个,采用现场顶空气游离烃、室内酸解烃和少量微量甲烷同位素指标测试.研究结果表明:①洞庭盆地甲烷地球化学异常由游离烃(顶空气)和吸留烃(酸解烃)组成.游离烃是现存地下生物气的动态反映,酸解烃与沉积相造成的碳酸盐沉积和古河道分布有关.②洞庭盆地为甲烷指标高背景区域,异常分布与第四纪断陷盆地分布基本吻合,尤以沅江凹陷显著.③酸解烃河坝镇异常与中部NE向串珠状和东南部次级局部异常组成的环状异常围绕着沅江凹陷,表明其可能是洞庭盆地潜在生物气烃源区.④沅江凹陷北部青树嘴—河坝镇一带是盆地内游离烃甲烷特高值异常区,是下覆生物成因天然气在浅表层直接渗漏的反映;酸解烃甲烷高值异常环绕着游离烃甲烷高值异常,构成了酸解烃环状异常和游离烃顶端异常最佳油气藏组合模式.青树嘴—河坝镇区块是洞庭盆地下覆生物气的“烟囱”,是本区生物气勘探最有可能突破的地区.     

乌石凹陷古近系层序地层特征及充填演化

依据层序地层学、沉积学理论方法,综合地震剖面、钻测井、岩心、古生物、地球化学等资料研究认为;乌石凹陷古近系可识别3种级别不整合面,划分为7个三级地震(测井)层序,是一个进积(加积)—退积—加积序列。构造沉降是控制层序几何形态,充填叠置方式、演化及沉积体系分布的最重要因素:凹陷由多个半地堑在不同层序发育时期以不同方式叠置联结而成;受断层控制,层序外部形态有箱状-楔形、楔形-席状披覆型,边界终止方式有双断终止型、单断终止超覆型;不同构造演化阶段层序内部充填的沉积体系各具特征,初始断陷阶段的SQ1沉积冲积层序,强烈断陷阶段的SQ2—SQ4充填湖相层序,晚期断陷阶段SQ5—SQ7内部充填浅湖和河流三角洲沉积;同沉积断层陡坡带沉降迅速、可容纳空间快速增长,是凹陷的沉积和沉降中心,断陷期主控断裂活动时间和空间的变化导致了凹陷沉积和沉降中心的迁移。