中—新生代大巴山前陆盆地—冲断带的形成演化

论文摘要

毗邻的沉积盆地与造山带是大陆构造的基本单元和形成于统一地球动力学系统中的一对孪生体。对于前陆盆地-造山带系统，二者间的耦合关系是通过其间的冲断带建立起来的。由于其重要的大陆动力学意义并富含油气，20世纪70年代以来前陆盆地和冲断带被给予了极大的关注。论文选择大巴山前陆盆地及毗邻的冲断带作为研究对象，以盆-山耦合研究思想为指导，通过地表地质的详细调查并结合钻井和地震资料，对其构造特征、沉积充填特征、沉降和隆升历史进行了详细解剖。在此基础上，重点讨论了中新生代大巴山前陆盆地和冲断带的形成和演化历史，并对其形成和演化机制进行了探讨。同时，对大巴山前陆盆地的含油气条件和有利勘探区域进行了初步分析。 大巴山冲断带位于四川盆地和秦岭造山带的过渡部位，向西与汉南-米仓山隆起、龙门山冲断带和松潘-甘孜褶皱带相连，东端止于黄陵隆起，总体上为一向南西凸出的弧形构造带。习惯上，以城口断裂为界，将大巴山冲断带分为北大巴山和南大巴山两个构造-地层单元。现已变形的南大巴山（包括米仓山）和四川盆地北部共同组成了本文讨论的中生代大巴山前陆盆地（T3—K1）。古生代至中三叠世晚期，南大巴山和四川盆地北部一直是特提斯秦岭洋南侧的被动大陆边缘。中三叠世末以来，伴随华南地块与华北地块间的碰撞拼合以及此后燕山期秦岭大型陆内俯冲，四川盆地北部和南大巴山响应于南秦岭造山带上地壳载荷发生挠曲沉降而演化成为陆内前陆盆地。早白垩世中晚期以来，随着南秦岭逆冲推覆构造的逐渐向南扩展，大巴山前陆盆地也逐渐卷入变形并随之抬升遭受剥蚀。晚三叠世至白垩纪期间的前陆盆地沉降和北东-南西向挤压变形发生于华南与华北地块碰撞拼接之后，表明成盆和造山事件具有陆内性质。 北大巴山以脆-韧性变形和发育厚皮构造为主要特征，由一系列北倾南倒的冲断层和不对称褶皱组成。南大巴山为一薄皮冲断楔，以脆性变形和类侏罗山式褶皱为主要特征，褶皱形态主要包括箱状褶皱、紧闭倒转-同斜褶皱和复杂闭合褶皱。按照断层和褶皱的组合特征，南大巴山可进一步分为叠瓦断裂带、断层-褶皱带和滑脱褶皱带三个次级构造带。叠瓦断层系、断层相关褶皱、反冲断层和冲起构造、（被动顶板）双重构造（或Ⅱ型三角带）等是南大巴山以及四川盆地东北部的主要变形样式。北东-南西向挤压和滑脱层是大巴山冲断带构造变形的主要控制因素。大巴山冲断带共发育四套主要的滑脱层：中下三叠统、志留系、中下寒武统和元古界顶部。大巴山冲断带正是南秦岭大型滑脱推覆构造向南扩展的过程中借助上述滑脱层由深到浅地顺层滑脱或向上切层逆冲形成的。 将详细的节理构造研究纳入区域构造演化的框架中，结合石英ESR测年、岩石声发射Kaiser效应等的研究表明，中新生代南大巴山主要经历了七期构造活动。按照节理的形成依次为：①早期平面X型节理（T3-K1早期）；②“断坪-断坡”型节理和早期剖面X节理（K1早期）；③具逆冲趋势的纵节理（～132Ma）；④具走滑趋势的斜节理及横节理（～100Ma）；⑤右旋走滑趋势的纵节理（K2-E）；⑥逆冲趋势的斜节理（～28Ma）；⑦左旋趋势的纵节理和正断趋势的纵节理（N-Q）。其中最为重要的是①、③和④期，代表了南大巴山褶皱形成的主要时期，最大构造应力（NE向）平均值为26.9MPa，最小构造应力（NW方向）平均值为6.6MPa。从印支晚期到燕山早期，南大巴山构造应力场发生了顺时针旋转。 大巴山前陆盆地由下向上依次充填了上三叠统须家河组、下侏罗统自流井组、中侏罗统凉高山组和沙溪庙组、上侏罗统遂宁组和蓬莱镇组和下白垩统，残余厚度逾7000m。主要发

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 大陆动力学和“盆山耦合”的提出
• 1.2 前陆盆地的概念和研究进展
• 1.3 冲断带的概念和研究进展
• 1.4 前陆盆地和冲断带的油气勘探
• 1.5 选题依据和研究意义
• 1.6 秦-川地区的地质研究简史和油气勘探概况
• 1.7 研究内容、思路及主要工作量
• 第2章 区域地质概况
• 2.1 区域构造背景
• 2.1.1 大巴山区基本地质组成
• 2.1.2 秦岭造山带
• 2.1.3 上扬子地台西缘和龙门山冲断带
• 2.1.4 松潘-甘孜褶皱带
• 2.1.5 川东高陡构造带和上扬子地台东南缘
• 2.2 区域重磁场特征
• 2.2.1 重力场特征
• 2.2.2 磁场特征
• 2.3 区域地层和沉积相概述
• 2.3.1 前震旦纪基底
• 2.3.2 震旦纪-白垩纪沉积盖层
• 2.3.3 区域岩相古地理概述
• 第3章 大巴山冲断带的构造特征和变形机制
• 2.1 构造变形分区及特征
• 3.1.1 南大巴山主要断裂特征
• 3.1.2 大巴山区构造变形分区
• 3.1.3 北大巴山（南秦岭）逆冲推覆构造带变形特征
• 3.1.4 南大巴山前陆褶皱-冲断带构造变形特征和分带
• 3.1.5 川东北低缓褶皱区的构造特征
• 3.1.6 南大巴山-米仓山结合带构造特征及构造联合复合关系
• 3.2 基本变形样式
• 3.2.1 褶皱的几何形态
• 3.2.2 断层相关褶皱
• 3.2.3 逆（冲）断层系统
• 3.3 构造期次及构造应力场
• 3.3.1 利用节理构造和ESR测年技术反演构造期次及构造应力场
• 3.3.2 岩石声发射Kaiser效应和历史构造应力研究
• 3.3.3 关于构造应力场方向的变化
• 3.4 平衡地质剖面及缩短量
• 3.4.1 平衡剖面的基本原理和方法
• 3.4.2 南大巴山前缘平衡地质剖面
• 3.4.3 南大巴山地壳缩短量和北大巴山推覆移距
• 3.5 变形机制和构造模式探讨
• 3.5.1 构造变形的物质基础—岩石力学性质
• 3.5.2 滑脱层
• 3.5.3 大巴山多层次滑脱构造
• 3.5.3 变形机制和构造模式探讨
• 第4章 大巴山前陆盆地的充填特征
• 4.1 沉积体系
• 4.1.1 沉积环境和相标志
• 4.1.2 主要沉积体系
• 4.2 充填序列
• 4.2.1 亚构造层序SBTS1
• 4.2.2 亚构造层序SBTS2
• 4.2.3 亚构造层序SBTS3
• 4.2.4 亚构造层序SBTS4
• 4.2.5 亚构造层序SBTS5
• 4.3 沉积补偿状态及物源补给方式的探讨
• 第5章 大巴山前陆盆地的沉降-隆升史
• 5.1 磷灰石裂变径迹反演热史和沉降-隆升史
• 5.1.1 磷灰石裂变径迹反演热史方法介绍
• 5.1.2 界牌1井热史反演
• 5.1.3 帽儿1井和南大巴山地表样品的热史反演
• 5.2 地层回剥法反演沉降-隆升史
• 5.2.1 回剥技术的原理和方法
• 5.2.2 适用性论证
• 5.2.3 单井沉降与隆升史
• 5.2.4 大巴山前陆盆地的沉降-隆升史
• 第6章 大巴山前陆盆地-冲断带的形成演化
• 6.1 成盆前的沉积-构造背景和构造反转
• 6.2 盆地演化
• 3）'>6.2.1 初始沉降期（T₃）
• 1-J₂早期）'>6.2.2 过渡沉降期（J₁-J₂早期）
• 2中晚期）'>6.2.3 强烈沉降期（J₂中晚期）
• 3）'>6.2.4 稳定沉降期（J₃）
• 1）'>6.2.5 盆地萎缩期（K₁）
• 2-Q）'>6.2.6 递进挤压变形和隆升期（K₂-Q）
• 6.2.7 小结—中新生代构造演化过程
• 6.3 形成演化机制探讨
• 6.3.1 大巴山前陆盆地的界定
• 6.3.2 秦岭和金沙江带对扬子西北缘前陆盆地形成演化的相对重要性
• 6.3.3 大巴山前陆盆地-冲断带形成演化与秦岭陆内俯冲
• 6.3.4 大巴山前陆盆地演化与华北-华南地块间的相对持续旋转
• 第7章 大巴山前陆盆地油气地质条件
• 7.1 烃源条件分析
• 7.2 储集条件分析
• 7.2.1 储层砂岩的孔隙构成和物性特征
• 7.2.2 储层质量控制因素浅析
• 7.2.3 小结
• 7.3 封盖与保存条件分析
• 7.4 构造圈闭条件分析与评价
• 7.4.1 总体构造特征分析
• 7.4.2 局部构造精细解释及圈闭分析
• 7.4.3 圈闭分析小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 图版说明及图版
• 图版