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本文研究内容:
(1)重点研究龙门山分段性形成机理。探讨推覆带内刚性地体和板块在前陆盆地构造演化中的影响;探讨盆地内构造差异在对山前构造样式的控制作用。分析前隆的控制因素。
(2)采用构造结概念,分析米仓山地体在川东北盆地、山前构造演化中的作用。以米仓山地体为中心,分析三个地体:米仓山汉南地体.碧口地体一佛坪地体之间的碰撞和拼接关系;分析三个板块:秦岭一松潘甘孜一杨子板块之间的碰撞关系;
(3)结合龙门山、大巴山的构造演化,探讨米仓山前中、新生代以来的多边界盆山耦合关系。
(4)详细对比米仓山前、大巴山前、龙门山前构造样式差异,分析造山带山前构造样式差异的控制性因素。
(5)针对米仓山独特造山带性质,探讨刚性地体在造山带中的作用。
研究思路:以龙门山前、米仓山两个互相关联的造山带的褶皱冲断带为研究对象。对比分析两个造山带的构造特征,研究造山带不同的形成机理;对比分析不同类型的盆山耦合构造样式,研究不同类型的构造样式控制性因素。以板块构造理论和大陆动力学为指导,结合模拟试验结果,运用盆山统一体的学术思想对褶皱冲断带进行研究。
研究方法和技术:
(1)在盆山结合带部位,利用野外地质调查对地表构造进行研究,利用石油地震勘探剖面分析深部构造特征,对比分析深、浅部构造的关系之间的表现形式,以及深、浅部构造之间的相互控制关系。
(2)利用已有钻井资料、结合最新地震资料,建立两个造山带山前逆冲构造的几何学模式。
(3)利用地震剖面所揭示的前陆褶皱冲断带特征,采用平衡剖面技术来恢复周缘山系的演化,建立造山带运动学模式;在较为简单的构造部位,直接用层拉平描述构造演化过程。
(4)借用模拟试验结果,和典型的造山带山前构造进行对比,探索米仓山和龙门山山前构造样式形成的理论依据。
(5)重点关注造山带附近的刚性体,研究刚性体在板块中的作用。
主要成果和认识:
龙门山前陆褶皱冲断带分段性因素研究取得如下成果和认识:
(1)、龙门山北段:碧口地体起重要作用。三叠世以来,米仓山-汉南地体和碧口地体拼接;稍晚或者同时,米仓山-汉南地体和佛坪地体拼接;在晚三叠世晚期,三个地体拼接完成,龙门山北端造山形成天井山-摩天岭古陆;碧口地体碰撞在四川盆地内形成一系列NE向构造雏形,这些构造对后期的盆山耦合产生重大的影响,是龙门山山前构造分段性的主要原因之一。
(2)、龙门山中段:在中段发育推覆带、山前凹陷和前隆,为比较完整的前陆盆地系统,与两端有明显区别。川西凹陷前陆盆地的形成由两个因素控制:动力来自松潘-甘孜刚性板块向东挤压:盆地因素为,从早三叠世开始,中段仍为海相盆地、两端为古陆。推覆带内的刚性地块和山前凹陷两者结合,成为川西凹陷前陆盆地的主要发育因素。龙泉山前隆只发育在龙门山中段、中南段。
(3)、山前带内构造样式受到盆地构造控制:如果山前盆地存在隆起,容易发育薄皮推覆带,即南段新生代叠瓦冲断带、北段印支期侏罗山式推覆带;山前为凹陷则发育双重构造和反冲构造,即中段构造特征。
米仓山前山前褶皱冲断带研究(包括大巴山前隐伏推覆带)取得如下认识和成果:
(1)、米仓山是扬子板块北端的构造结。在构造结附近,三叠纪以来,以米仓山汉南地体为中心,米仓山汉南地体—碧口地体—佛坪地体先后相互碰撞;碧口地体和米仓山地体的碰撞相对在前;佛坪、碧口地体对米仓山汉南地体的碰撞形成复合应力场,大致方向为NW→SE;前后各个期次动力方向变化不大,山前构造为加强型。构造形成主体时间在晚燕山—喜山期。
(2)、将米仓山前构造带划分为基底冲断带、山前冲断带、山前反冲三角带、山前褶皱带;建立盆山耦合样式:盆山之间以双重构造、反冲三角带过渡,推覆带发育程度相对低。
(3)、米仓山山前构造样式的控制因素为:山前沉积盖层较厚;其次存在两个较厚滑脱层。两个原因的组合,使得米仓山前发育双重构造和反冲三角带。米仓山前基底异常也有一定作用,在碰撞过程中,在刚性体前端产生较强的剪切应力,形成冲断断层;由于嘉陵江膏岩层的存在,剪切应力不能向上传递,断层在膏岩层内滑脱,由此形成双重构造。
(4)、米仓山前的构造分段性受到在早期的背斜、向斜控制。
(5)、米仓山造山带是俯冲板块上的一个造山带,和通常造山带处于仰冲盘有较大的不同。米仓山造山带的形成机理为:尽管米仓山位于俯冲下盘,但扬子板块北端存在一个古刚性地体,在扬子板块和秦岭板块的碰撞过程,沿着早期火成岩边缘形成冲断层,基底冲出地表形成造山带—米仓山造山带。
(6)、米仓山和大巴山的构造相互关系为:将米仓山看作一个刚性楔形体,楔入秦岭板块,因此米仓山和大巴山属于同一构造背景。在板块碰撞中,板块突出部-即刚性地体首先碰撞;刚性对碰结中间为残余洋。随着秦岭—扬子板块的拼接逐渐完成,残余洋逐渐关闭,时间稍晚。在刚性地体附近,构造变形自然发生旋转,形成各种弧形构造。
(7)、NE向通南巴构造带上发育大量的NW向断层,是大巴山改造的产物。通南巴构造带中间发育NW向涪阳坝断裂带,在卫星影像上发现涪阳坝断裂延伸到普光气田。通过平衡剖面分析认为:早期是拉张断层,其后在大巴山推覆挤压作用下,拉张断层复活、反转,形成逆冲断裂带;这条断裂带上盘发现有生物礁,地表构造和地下构造具有一定联系,推测大巴山山前隐伏推覆带、盆地内存在大型礁滩相储层。