南华北地区构造特征及演化的归纳 南华北地区盆地原型(坳陷)研究方法

作者&投稿:李惠 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

南华北地区位于秦岭-大别造山带之北、华北地台南部,地跨华北地台稳定块体、地台南部边缘变形带和秦岭-大别造山带北部边缘。前面的研究结果表明,在这里所发育的3个走向近EW的晚中生代-新生代坳陷带,从南到北是:合肥-信阳坳陷群、泗县-周口坳陷群和开封坳陷群。这些坳陷带是在前中生界基底构造的基础上形成的。自晚古生代以来,南华北地区盆地(坳陷)原型的并列迭加与改造历史大致可划分为6个阶段。

1.晚古生代(加里东-海西期)弧后裂陷阶段

和整个华北板块一样,中、上奥陶世末研究区大部结束了被动大陆边缘伸展体制下的稳定沉降,开始整体上升成陆,造成上奥陶统-下石炭统缺失。但研究区南部处于秦岭裂陷海槽的北缘,在石炭纪初的南北板块点接触碰撞时,成为大别山岛弧北侧的弧后裂陷带,沉积了巨厚的石炭系深水扇、陡坡扇和复理石层。其北侧的石炭系与二叠系基本上为克拉通陆表海沉积。

2.三叠纪(印支期)碰撞造山与前陆拗陷阶段

进入三叠纪中晚期,随着扬子和华北两古大陆进入全面对接、会聚,秦岭-大别造山带开始隆升造山,其侧向挤压力和滑覆-逆冲推覆体的载荷,迫使华北地块南缘地壳发生拗曲沉降,研究区进入了陆内造山带与前陆拗陷盆地并行发育的阶段(图9-1)。

3.早-中侏罗世(燕山早期)前渊拗陷阶段

秦岭-大别造山带在燕山早期开始了陆内主造山发展阶段。研究区处于该造山带的北侧前沿,发育了一些分割性强的小型不对称的陆内前渊拗陷。这种陆内前渊拗陷虽然属前陆盆地范畴,但规模、强度和形成背景与板块间碰撞所形成的周缘前陆盆地、弧后前陆盆地有着比较大的差异。

4.晚侏罗-早白垩世(燕山中期)前陆拗陷与伸展裂陷复合阶段

在晚侏罗世时,在磨子潭-晓天断裂处形成晓天后缘拉张盆地,而在其北侧形成了信阳-合肥冲断前陆坳陷带、豫西-长山-蚌埠前缘滑覆冲断带和洛阳-周口-泗县前缘坳陷带。在太康-徐州隆起带以北,则为华北大型陆内拗陷。到了早白垩世,研究区出现了左旋压扭与右旋张扭交替的构造应力场环境,先后形成伸展裂陷-滑覆冲断-走滑扭裂的复合原型。

图9-1 秦岭-大别山推覆T2—J2前陆盆地发育阶段东西差异

5.晚白垩世(燕山晚期)—古近纪(喜马拉雅早期)伸展裂陷阶段

在晚白垩世—古近纪,在太平洋板块及雅鲁藏布洋壳向中国陆块俯冲所产生的滑移引张效应,以及上地幔岩石圈的伸展减薄所造成的张性构造环境中,研究区形成了挤压逆冲回返裂陷、张扭裂陷、伸展裂陷和挤压拗陷等多种盆地原型复合的特殊风貌。

6.新近纪(喜马拉雅中期)—第四纪(喜马拉雅晚期)整体均衡沉降阶段

从新近纪中期开始,研究区进入了整体均衡沉降期,形成了统一的华北盆地(河淮盆地),就此奠定了当今南华北地区的盆地构造格局。在前一阶段形成的一些凹陷中,由于边界断裂的控制,基底岩系出现了继承性差异沉降,造成新近系和第四系厚度异常加大。

这就是说,南华北地区沉积盖层的形成是由6个盆地(坳陷)原型迭加而成的。在每个原型形成之后,都遭受过不同程度的变形改造,特别是多期次的逆冲推覆和抬升剥蚀作用,使研究区的6个盆地(坳陷)原型在晚中生代以来遭受了多重反转改造,成就今天如此复杂的构造面貌。

在这个过程中,南华北地区伸展裂陷和逆冲推覆,挤压拗陷与块断隆升不断交替进行,大量花岗质岩体就位、碱性火山岩喷发(图9-2),俯冲板块断离、拆沉、岩石圈减薄、地幔上涌等深部过程也不断进行着。随着深部地幔状态和区域构造体制的发展变化,秦岭-大别造山带对南华北地区的影响由强而弱并逐步消失,而印度板块和太平洋板块的作用则由弱而强并渐居主导地位,华北岩石圈减薄现象也日益显著。中新生代以来的盆-山耦合关系具体表现为:①在时间上,南华北地区逆冲推覆构造与秦岭-大别造山带演化具同步性;②在空间上,南华北逆冲推覆构造几乎全部从秦岭-大别造山带延伸而来;③在机制上,盆地(坳陷)内的逆冲推覆构造与区域性逆冲推覆构造的形成具有相同的地球动力学背景和地球动力学过程。

图9-2 大别造山带与南华北地区J3—K1火成岩分布图

这种地球动力学背景和过程包括:①库拉板块(?)的俯冲与秦岭-大别造山带在晚侏罗世末

的联合作用,产生了区域性NW W—SEE向挤压作用,使凹陷回返抬升并遭受剥蚀,形成了侏罗-白垩系间的局部不整合面;②大别山陆内碰撞造山作用在早白垩世末期

的增强,导致出现区域性N NE—SSW 向挤压性反转,坳陷整体抬升遭受剥蚀,形成了区域性角度不整合面;③新生的太平洋板块作用在古近纪末期

的强化,导致再次出现区域性NW W—SEE 向挤压作用,各盆地(坳陷)原型的沉积盖层发生大规模变形、改造和抬升剥蚀。

在早中生代,从研究区东南部的合肥坳陷至西北部的济源凹陷,各盆地(坳陷)的构造特征及演化存在明显的差异:东部抬升剥蚀和粗粒相沉积,合肥坳陷早-中三叠世基本为抬升剥蚀,而西部的济源凹陷为挤压前渊拗陷,细粒沉积为主,烃源岩发育。晚三叠世-中侏罗世秦岭-大别山前的合肥地区-周口地区-洛伊地区为前陆盆地,而北部的济源、黄口地区为陆内坳陷,其中的中生界烃源岩西北部要比山前盆地来得好。在晚中生代白垩纪末和新生代古近纪末的抬升剥蚀作用,也是东南部比西北部强,合肥坳陷东南部在第四纪还遭受过较强的剥蚀。这不仅反映盆-山耦合效应的东西差异,也反映了郯庐断裂的右旋走滑叠加效应。也正是这些构造差异,不仅造成南华北地区东部和西部不同盆地烃源岩发育层位差异,而且,生烃历史和油气成藏条件也不尽相同。



华北板块边缘的构造演化特征~

一、板块北缘构造演化特征
加里东旋回后,在华北板块北缘的温都尔庙—翁牛特一带形成了加里东断裂褶皱带(也可称为温都尔庙—翁牛特早古生代增生地体),并形成双变质带——红柱石-夕线石带和蓝片岩带,以及岛弧花岗岩侵入。晚古生代,紧接着早古生代断裂褶皱带,古蒙兴洋继续向南俯冲消减,在白云鄂博—西拉木伦河以南一带,产生了泥盆-石炭纪岛弧型火山岩。随着古蒙兴洋洋壳多次消减,古蒙兴洋逐渐收缩,直到二叠纪晚期,西伯利亚板块与华北板块又一次聚敛拼合在一起,古蒙兴洋完全消亡。
晚古生代华北板块北部边缘的构造活动对华北克拉通盆地演化的影响主要表现在两个方面:其一在克拉通盆地的北部边缘形成陆缘隆起(内蒙古陆),长期处于剥蚀状态;其二自中石炭世开始,陆缘隆起的内侧形成陆内坳陷,海水自东北方向侵入,造就了中晚石炭世的海相沉积。同时,由于古蒙兴洋板块的消减作用并非持续进行,而是在消减俯冲过程中也短期扩张松弛时期,故而形成了克拉通盆地内部的海陆交互相沉积。

图2-4-3 华北板块南缘北淮阳构造演化剖面示意图

二、板块南缘构造演化特征
加里东旋回后,古秦岭洋板块的俯冲碰撞活动向东、西两端迁移,西端迁移至西秦岭,东端迁移到大别地块北侧的北淮阳。在桐柏、泌阳地区,原划为元古宙桐柏群的地层中发现了三缝孢子属种Acanthotriletes cf.impolites Naum,为晚古生代中晚泥盆世至石炭纪标准化石;花岗岩的同位素年龄值为370Ma。在信阳、商城地区,原划为信阳群龟山组下部的地层中同样发现了三缝孢子属、种,地层时代确定为晚古生代;基性岩的同位素年龄值为399~338Ma,酸性岩的同位素年龄值为258~253Ma。沿大别山北缘桐柏-桐城断裂带,分布着变质蛇绿混杂岩带,基质为糜棱岩,岩性为镁铁-超镁铁质岩石橄榄岩、榴辉岩等,它们的同位素年龄值为244~224Ma。上述事实说明,在晚海西晚期(也可能跨入印支早期),北淮阳洋向华北板块俯冲碰撞,消减缝合。实现了华北板块与扬子板块的再次拼合,缝合线的位置大致在桐柏—舒城一带。
海西晚期以来,由于扬子板块向华北板块俯冲挤压,北淮阳地区断褶成山,在大别山北麓及华北板块南缘发育了大规模逆掩断层系(图2-4-3)。由于重力载荷和挠曲作用,自侏罗纪开始在造山带前缘发育了合肥前陆盆地。

南华北地区盆地(坳陷)原型的研究,是在国内许多单位和个人几十年勘探和研究的基础上进行的。本着上述研究思路和研究内容,采取了如下具体的研究方法。
(1)典型区(带)野外考查与地质构造解析
在近年来南华北地区和秦岭-大别造山带及郯庐断裂带最新研究的基础上,针对某些关键问题选择典型区(带)进行野外考查和钻井岩心观察,采集构造、岩石、地球化学及热演化等样品进行测试分析,获取边界断裂带和盆地构造-热演化等基础方面的补充信息。
(2)盆地(坳陷)现今构造特征分析
在前人勘探及研究成果的基础上,通过盆地重磁电震资料的联合反演与综合解释,编制盆地基岩地质构造图、断裂构造图和不同地震反射界面的构造图,全面揭示和描述南华北地区现今的地质构造面貌,进一步为盆地构造筛分、古构造分析和构造演化史研究奠定基础。
(3)盆地(坳陷)原始沉积厚度的恢复
采用多种剥蚀量计算方法,编制出各原型的剥蚀量平面图,进而恢复各残留盆地(坳陷)的原始沉积厚度。具体方法是:地震剖面层位对比的地层趋势法、声波时差法、最高古地温法、镜质体发射率法、埋藏曲线法、构造演化平衡剖面法,以及TT I反演法等。
(4)古构造面貌恢复与构造史分析
在重磁电震资料综合解释、现今构造制图分析和古剥蚀量恢复的基础上,进一步编制盆地不同阶段的地层厚度图和古构造图,选择2~3条纵贯盆地南北的主干剖面,制作平衡剖面和地质-地球物理综合剖面图。同时,结合沉积相分析,综合研究南华北地区不同时期的同沉积构造格架、后沉积构造格架,以及二者的时空演化及其叠加改造关系。
(5)原生沉积环境恢复及其构造控制分析
通过各残留坳陷(或凹陷)成因地层格架分析、沉积相和沉积环境分析,了解各凹陷原型的古环境特征;通过层序地层格架分析,从总体上把握各坳陷(或凹陷)原型的沉积体系域的时空分布及其演变;通过同沉积构造格架与地层格架的结合分析,了解沉积作用对构造作用的响应,以及构造作用对沉积作用的控制,从根本上认识同沉积构造运动的性质。(6)盆-山耦合关系与成盆动力学机制研究
在上述盆地古、今构造研究的基础上,进一步结合盆地形成演化的构造岩石地球化学约束和证据,综合地探讨不同时期原始盆地的成因类型、成盆动力学机制、形成演化及其与郯庐断裂带、大别造山带,以及深部壳-幔相互作用和岩石圈变化的动力学耦合关系。南华北地区复杂改造型盆地(坳陷或凹陷)原型的恢复,不仅有可能为秦岭-大别造山带的研究提供来自盆地的可靠信息,而且能够为该区的油气资源潜力评价提供重要的基础。

华北地区沉积-构造特征所反映的岩石圈演化信息
答:1)从渤海湾盆地多条揭示盆地结构的大剖面看,华北盆地古近纪属箕状断陷盆地,各凹陷的发育明显受生长断裂的控制。其特点与由地幔上隆造成的近对称裂谷式断陷盆地不同,它反映的是一种在一个方向上伸展作用明显较强的特点。这可能反映岩石圈下部的地幔不是简单的上隆,而是存在着由西向东的对流。2)华...

新生代盆-山构造地貌演化
答:1—山字型构造;2—近北东向构造:3—新华夏系构造;4—近南北向构造;5—北西向构造;6—不明构造;7—背斜;8—向斜;9—隐伏背向斜:10—隐伏向斜;11—隐伏断层;12—复式背斜;13—第三系、第四系;14—二叠系:15—石炭系;16—奥陶系中统;17—寒武系;18—震旦系;19—前震旦系;20—石英二长斑岩;21—闪长岩...

南华北地区构造特征及演化的归纳
答:中新生代以来的盆-山耦合关系具体表现为:①在时间上,南华北地区逆冲推覆构造与秦岭-大别造山带演化具同步性;②在空间上,南华北逆冲推覆构造几乎全部从秦岭-大别造山带延伸而来;③在机制上,盆地(坳陷)内的逆冲推覆构造与区域性逆冲推覆构造的形成具有相同的地球动力学背景和地球动力学过程。

(一)华北(狭义)盆地的构造演化
答:印支末期至燕山初期,华北陆块沿袭了华力西期南北挤压应力为主的特征,受南、北相邻板块的推挤,陆块隆升、掀斜,同时在陆块内部形成一系列规模大而平缓的隆、坳相间的东西向构造带,自北而南为五台-渤海隆起带,太古-临清坳陷带,长治-菏泽隆起带,济源-黄口坳陷带,沈丘-蚌埠隆起带。印支期后遭受剥蚀,有些被剥蚀至前...

震旦纪—早古生代华北陆表海盆地形成和演化特征
答:震旦纪—早古生代,华北克拉通(地块)表现为稳定的整体升降运动,受南、北两侧洋盆的影响,早中期形成华北地块及其被动边缘,属于陆表海盆演化阶段。中晚期,整体隆升为陆,遭受长期的风化剥蚀。该阶段盆地的构造沉积演化主要受控于古亚洲动力体系。华北地块南、北两侧的两大海槽在中寒武世—中奥陶世期间均...

...希望能从构造运动 古地理沉积特征 矿产 生物进化 等方面回答_百度知 ...
答:因此,整个华南大部地区至志留纪末期除钦防残留海槽外,已全部转化为剥蚀山地(东南加里东褶皱带)和低缓准平原(扬子地台)。(二) 华北地台下古生界及其地史特征The Early Palaeozoic History of North China Platform 剖面:张夏剖面(略)横向变化及古地理 (Lateral Change and Palaeogeography)华北地区寒武...

华北盆地新生代构造—沉积演化
答:古近纪末,区域性褶皱上升,作为转折点,新近纪及第四纪进入了新的构造发展时期,以坳陷披覆式大面积沉积为特征,断裂、褶皱活动微弱,华北平原内部新近系和第四系以接近水平层的状态广泛超覆在古近系各组及老地层之上,形成统一的华北盆地,主要沉降中心在渤中坳陷,N+Q厚2000~5000 m,以红色粗碎屑...

(十一)华北地区早古生代沉积环境的演化
答:中、后期海侵范围、规模均较早期广泛,一般海侵迅速达到最大,所以其岩性较为单一,单层厚度、较深水相和广海生物组合多见,如马家沟组二、四段厚层泥晶灰岩中含有丰富的螺类、笔石等生物化石,显示了环境相对稳定、沉积速度较快等特点。表1-3-1 华北地区早古生代沉积环境演化及对比 此外,华北地区早...

华北地区的华夏构造体系
答:以上资料表明,华北地块上有古生代北东向构造形迹显示,它们应是华夏系在华北稳定地块上的表现。其特征主要是宽缓隆沉与断裂的继承性活动,构造变形不显著。2)华北地块北缘的华夏系构造形迹:华北地块北缘阴山—燕山—辽东地区,经李锦蓉等10余年来的野外考察,古构造筛分,沉积岩相古地理、古构造分析,...

华北板块边缘的构造演化特征
答:一、板块北部边缘的构造演化特征 早古生代华北板块北侧古蒙兴洋经历了板块扩张、俯冲、消亡和陆壳的增生过程。如此重大的构造事件不仅控制了板块北缘的地质演化,而且也影响到了整个华北克拉通盆地。 早寒武世,华北板块北缘的古蒙兴洋为洋壳增生扩展的优地槽发展阶段,形成了由深海环境的含铁硅质火山岩建造和蛇绿岩套组成的...