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四川盆地北缘大巴山前陆构造中—新生代构造隆升史

2014-04-30张艳妮等

地球科学与环境学报 2014年1期
关键词:四川盆地

张艳妮等

摘 要:大巴山前陆构造的抬升剥蚀与保存条件对其矿床和油气藏勘探潜力评价极为重要。应用磷灰石裂变径迹热年代学方法,通过研究大巴山前陆构造热演化史,恢复构造隆升过程,确定其中—新生代构造抬升剥蚀量,探讨大巴山前陆晚期构造隆升对矿床和油气资源的影响。结果表明:大巴山前陆构造在152 Ma以前快速沉降,沉降速率平均高达150 m·Ma=-1,此后便长期处于隆升过程;136~152 Ma时期为快速隆升阶段,隆升速率平均为56.3 m·Ma=-1,隆升量约为900 m,是燕山运动导致秦岭造山期后的一次陆内挤压;70~136 Ma时期为较缓慢隆升阶段,隆升速率平均为39.4 m·Ma=-1,隆升量约为2 600 m,是秦岭造山晚期挤压的结果;0~70 Ma时期的隆升速率为42.8 m·Ma=-1,持续时间较长,隆升幅度约3 000 m,是喜马拉雅构造运动的结果。中生代构造隆升对本区低温热液矿体和油气保存极为不利;上新统以来(8 Ma或5 Ma),青藏高原快速隆升向东扩展的远程效应对大巴山前陆构造的影响不明显。

关键词:构造隆升;热演化史;裂变径迹;沉降速率;隆升速率;大巴山前陆构造;四川盆地

中图分类号:P542+.1 文献标志码:A

0 引 言

大巴山构造带地处上扬子地块北缘与南秦岭造山带之间,是一个向西南凸出的大型弧形构造带。震旦纪—早古生代时期,大巴山构造带隶属于扬子地台北缘地区,沉积了巨厚的稳定扬子台地型海相碳酸盐岩建造,其中环绕扬子地块北缘广泛分布的下—中寒武统深水相黑色岩系以及下志留统和中泥盆统热水沉积岩系富含Pb、Zn、Au、Cu、Hg、Ag、Sb、Mn、V、U、As等多金属元素,是中国最重要的多金属成矿带之一[1-6]。同时,油气地质研究表明,大巴山前陆发育有厚度较大的震旦纪—中三叠世海相碳酸盐岩暗色泥岩及晚三叠世—白垩纪陆源碎屑岩,具有良好的生、储、盖组合条件和优越的构造圈闭和成藏条件,其含油气潜力和勘探远景受到油气地质学界的关注,被认为是四川盆地北部一个潜在的重要含油气聚集构造带[7-10]。

近年来的研究成果表明,大巴山前陆构造是叠加在三叠纪构造带之上的一个晚侏罗纪前陆构造[11],其自北而南分为三大次级构造单元,以城口—房县断裂带为界,以北为大巴山冲断推覆构造带,地表出露一套巨厚的下古生界地层,城口—房县断裂和镇巴断裂之间为前陆的基底拆离带,地表出露地层以震旦系和寒武系为主;镇巴断裂和铁溪—巫溪断裂之间为前陆褶皱带,由侏罗系组成紧密向斜的核部;而铁溪—巫溪隐伏断裂以南的四川盆地区为大巴山前陆坳陷,出露白垩纪红层。

从地表出露地层反映出大巴山前陆构造带经历了不均衡的构造抬升隆起过程,北部地区相对抬升早,隆起幅度大,剥蚀程度强,出露地表的地层为下古生界地层,而向南部前陆坳陷抬升相对较晚。隆起幅度相对较小,剥蚀相对较弱。大巴山前陆构造发育具MVT型特征的大型马元Pb-Zn矿床,同时发现较多的与古油藏和成藏有关的多种类型烃类运聚产物[12-13]。大量研究表明,以Pb、Zn等为代表的沉积型浅成低温热液矿床形成深度一般在1 500 m内,温度为50 ℃~200 ℃[14],矿床形成后的构造抬升剥蚀作用对其勘探潜力评价极为重要[15]。同样,后期构造隆升对前陆构造油气藏的形成和保存条件具有重要影响[16],古油藏就是后期构造抬升破坏的结果。因此,研究大巴山前陆中生代以来的构造隆升过程具有重要意义。

前人在本区也有较多研究。沈传波等通过对该区样品的磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析,结果表明大巴山经历了快速隆升、平稳、加速隆升过程[17]。徐长海等的裂变径迹研究结果表明,大巴山弧形构造带经历了沉积物沉降加热阶段、盆地快速沉降阶段、缓慢抬升阶段、较快速抬升阶段[18]。在前人研究的基础上,笔者应用磷灰石裂变径迹热年代学方法,通过研究大巴山前陆构造中—新生代构造隆升过程,恢复其构造抬升剥蚀量,有助于评价本区Pb、Zn等浅成低温热液矿床和油气资源的勘探前景。

4 结 语

(1)大巴山前陆构造的隆升分为2个主阶段:70~152 Ma和0~70 Ma。

(2)大巴山前陆构造隆升始于晚侏罗世(152 Ma),其中70~152 Ma时期的快速隆升是燕山运动导致大巴山造山带区域性隆升剥蚀作用的体现,隆升总量超过3 500 m。这次构造隆升事件也是大巴山弧形构造带的形成期,是扬子地块NW向推挤的结果,对本区浅层低温热液矿体和古油藏保存不利。

(3)0~70 Ma时期的隆升阶段是喜马拉雅构造运动对青藏高原构造影响的远程效应。本次磷灰石裂变径迹分析的大巴山前陆构造隆升史中没有记录到上新统以来的快速隆升事件,表明青藏高原的这次构造运动主要影响其东北部和四川盆地西部。由于受相对稳定的四川盆地基底和汉南地块的阻挡,青藏高原这次构造没有波及四川盆地东北和汉南地块东部的大巴山前陆构造带。

摘 要:大巴山前陆构造的抬升剥蚀与保存条件对其矿床和油气藏勘探潜力评价极为重要。应用磷灰石裂变径迹热年代学方法,通过研究大巴山前陆构造热演化史,恢复构造隆升过程,确定其中—新生代构造抬升剥蚀量,探讨大巴山前陆晚期构造隆升对矿床和油气资源的影响。结果表明:大巴山前陆构造在152 Ma以前快速沉降,沉降速率平均高达150 m·Ma=-1,此后便长期处于隆升过程;136~152 Ma时期为快速隆升阶段,隆升速率平均为56.3 m·Ma=-1,隆升量约为900 m,是燕山运动导致秦岭造山期后的一次陆内挤压;70~136 Ma时期为较缓慢隆升阶段,隆升速率平均为39.4 m·Ma=-1,隆升量约为2 600 m,是秦岭造山晚期挤压的结果;0~70 Ma时期的隆升速率为42.8 m·Ma=-1,持续时间较长,隆升幅度约3 000 m,是喜马拉雅构造运动的结果。中生代构造隆升对本区低温热液矿体和油气保存极为不利;上新统以来(8 Ma或5 Ma),青藏高原快速隆升向东扩展的远程效应对大巴山前陆构造的影响不明显。

关键词:构造隆升;热演化史;裂变径迹;沉降速率;隆升速率;大巴山前陆构造;四川盆地

中图分类号:P542+.1 文献标志码:A

0 引 言

大巴山构造带地处上扬子地块北缘与南秦岭造山带之间,是一个向西南凸出的大型弧形构造带。震旦纪—早古生代时期,大巴山构造带隶属于扬子地台北缘地区,沉积了巨厚的稳定扬子台地型海相碳酸盐岩建造,其中环绕扬子地块北缘广泛分布的下—中寒武统深水相黑色岩系以及下志留统和中泥盆统热水沉积岩系富含Pb、Zn、Au、Cu、Hg、Ag、Sb、Mn、V、U、As等多金属元素,是中国最重要的多金属成矿带之一[1-6]。同时,油气地质研究表明,大巴山前陆发育有厚度较大的震旦纪—中三叠世海相碳酸盐岩暗色泥岩及晚三叠世—白垩纪陆源碎屑岩,具有良好的生、储、盖组合条件和优越的构造圈闭和成藏条件,其含油气潜力和勘探远景受到油气地质学界的关注,被认为是四川盆地北部一个潜在的重要含油气聚集构造带[7-10]。

近年来的研究成果表明,大巴山前陆构造是叠加在三叠纪构造带之上的一个晚侏罗纪前陆构造[11],其自北而南分为三大次级构造单元,以城口—房县断裂带为界,以北为大巴山冲断推覆构造带,地表出露一套巨厚的下古生界地层,城口—房县断裂和镇巴断裂之间为前陆的基底拆离带,地表出露地层以震旦系和寒武系为主;镇巴断裂和铁溪—巫溪断裂之间为前陆褶皱带,由侏罗系组成紧密向斜的核部;而铁溪—巫溪隐伏断裂以南的四川盆地区为大巴山前陆坳陷,出露白垩纪红层。

从地表出露地层反映出大巴山前陆构造带经历了不均衡的构造抬升隆起过程,北部地区相对抬升早,隆起幅度大,剥蚀程度强,出露地表的地层为下古生界地层,而向南部前陆坳陷抬升相对较晚。隆起幅度相对较小,剥蚀相对较弱。大巴山前陆构造发育具MVT型特征的大型马元Pb-Zn矿床,同时发现较多的与古油藏和成藏有关的多种类型烃类运聚产物[12-13]。大量研究表明,以Pb、Zn等为代表的沉积型浅成低温热液矿床形成深度一般在1 500 m内,温度为50 ℃~200 ℃[14],矿床形成后的构造抬升剥蚀作用对其勘探潜力评价极为重要[15]。同样,后期构造隆升对前陆构造油气藏的形成和保存条件具有重要影响[16],古油藏就是后期构造抬升破坏的结果。因此,研究大巴山前陆中生代以来的构造隆升过程具有重要意义。

前人在本区也有较多研究。沈传波等通过对该区样品的磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析,结果表明大巴山经历了快速隆升、平稳、加速隆升过程[17]。徐长海等的裂变径迹研究结果表明,大巴山弧形构造带经历了沉积物沉降加热阶段、盆地快速沉降阶段、缓慢抬升阶段、较快速抬升阶段[18]。在前人研究的基础上,笔者应用磷灰石裂变径迹热年代学方法,通过研究大巴山前陆构造中—新生代构造隆升过程,恢复其构造抬升剥蚀量,有助于评价本区Pb、Zn等浅成低温热液矿床和油气资源的勘探前景。

4 结 语

(1)大巴山前陆构造的隆升分为2个主阶段:70~152 Ma和0~70 Ma。

(2)大巴山前陆构造隆升始于晚侏罗世(152 Ma),其中70~152 Ma时期的快速隆升是燕山运动导致大巴山造山带区域性隆升剥蚀作用的体现,隆升总量超过3 500 m。这次构造隆升事件也是大巴山弧形构造带的形成期,是扬子地块NW向推挤的结果,对本区浅层低温热液矿体和古油藏保存不利。

(3)0~70 Ma时期的隆升阶段是喜马拉雅构造运动对青藏高原构造影响的远程效应。本次磷灰石裂变径迹分析的大巴山前陆构造隆升史中没有记录到上新统以来的快速隆升事件,表明青藏高原的这次构造运动主要影响其东北部和四川盆地西部。由于受相对稳定的四川盆地基底和汉南地块的阻挡,青藏高原这次构造没有波及四川盆地东北和汉南地块东部的大巴山前陆构造带。

摘 要:大巴山前陆构造的抬升剥蚀与保存条件对其矿床和油气藏勘探潜力评价极为重要。应用磷灰石裂变径迹热年代学方法,通过研究大巴山前陆构造热演化史,恢复构造隆升过程,确定其中—新生代构造抬升剥蚀量,探讨大巴山前陆晚期构造隆升对矿床和油气资源的影响。结果表明:大巴山前陆构造在152 Ma以前快速沉降,沉降速率平均高达150 m·Ma=-1,此后便长期处于隆升过程;136~152 Ma时期为快速隆升阶段,隆升速率平均为56.3 m·Ma=-1,隆升量约为900 m,是燕山运动导致秦岭造山期后的一次陆内挤压;70~136 Ma时期为较缓慢隆升阶段,隆升速率平均为39.4 m·Ma=-1,隆升量约为2 600 m,是秦岭造山晚期挤压的结果;0~70 Ma时期的隆升速率为42.8 m·Ma=-1,持续时间较长,隆升幅度约3 000 m,是喜马拉雅构造运动的结果。中生代构造隆升对本区低温热液矿体和油气保存极为不利;上新统以来(8 Ma或5 Ma),青藏高原快速隆升向东扩展的远程效应对大巴山前陆构造的影响不明显。

关键词:构造隆升;热演化史;裂变径迹;沉降速率;隆升速率;大巴山前陆构造;四川盆地

中图分类号:P542+.1 文献标志码:A

0 引 言

大巴山构造带地处上扬子地块北缘与南秦岭造山带之间,是一个向西南凸出的大型弧形构造带。震旦纪—早古生代时期,大巴山构造带隶属于扬子地台北缘地区,沉积了巨厚的稳定扬子台地型海相碳酸盐岩建造,其中环绕扬子地块北缘广泛分布的下—中寒武统深水相黑色岩系以及下志留统和中泥盆统热水沉积岩系富含Pb、Zn、Au、Cu、Hg、Ag、Sb、Mn、V、U、As等多金属元素,是中国最重要的多金属成矿带之一[1-6]。同时,油气地质研究表明,大巴山前陆发育有厚度较大的震旦纪—中三叠世海相碳酸盐岩暗色泥岩及晚三叠世—白垩纪陆源碎屑岩,具有良好的生、储、盖组合条件和优越的构造圈闭和成藏条件,其含油气潜力和勘探远景受到油气地质学界的关注,被认为是四川盆地北部一个潜在的重要含油气聚集构造带[7-10]。

近年来的研究成果表明,大巴山前陆构造是叠加在三叠纪构造带之上的一个晚侏罗纪前陆构造[11],其自北而南分为三大次级构造单元,以城口—房县断裂带为界,以北为大巴山冲断推覆构造带,地表出露一套巨厚的下古生界地层,城口—房县断裂和镇巴断裂之间为前陆的基底拆离带,地表出露地层以震旦系和寒武系为主;镇巴断裂和铁溪—巫溪断裂之间为前陆褶皱带,由侏罗系组成紧密向斜的核部;而铁溪—巫溪隐伏断裂以南的四川盆地区为大巴山前陆坳陷,出露白垩纪红层。

从地表出露地层反映出大巴山前陆构造带经历了不均衡的构造抬升隆起过程,北部地区相对抬升早,隆起幅度大,剥蚀程度强,出露地表的地层为下古生界地层,而向南部前陆坳陷抬升相对较晚。隆起幅度相对较小,剥蚀相对较弱。大巴山前陆构造发育具MVT型特征的大型马元Pb-Zn矿床,同时发现较多的与古油藏和成藏有关的多种类型烃类运聚产物[12-13]。大量研究表明,以Pb、Zn等为代表的沉积型浅成低温热液矿床形成深度一般在1 500 m内,温度为50 ℃~200 ℃[14],矿床形成后的构造抬升剥蚀作用对其勘探潜力评价极为重要[15]。同样,后期构造隆升对前陆构造油气藏的形成和保存条件具有重要影响[16],古油藏就是后期构造抬升破坏的结果。因此,研究大巴山前陆中生代以来的构造隆升过程具有重要意义。

前人在本区也有较多研究。沈传波等通过对该区样品的磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析,结果表明大巴山经历了快速隆升、平稳、加速隆升过程[17]。徐长海等的裂变径迹研究结果表明,大巴山弧形构造带经历了沉积物沉降加热阶段、盆地快速沉降阶段、缓慢抬升阶段、较快速抬升阶段[18]。在前人研究的基础上,笔者应用磷灰石裂变径迹热年代学方法,通过研究大巴山前陆构造中—新生代构造隆升过程,恢复其构造抬升剥蚀量,有助于评价本区Pb、Zn等浅成低温热液矿床和油气资源的勘探前景。

4 结 语

(1)大巴山前陆构造的隆升分为2个主阶段:70~152 Ma和0~70 Ma。

(2)大巴山前陆构造隆升始于晚侏罗世(152 Ma),其中70~152 Ma时期的快速隆升是燕山运动导致大巴山造山带区域性隆升剥蚀作用的体现,隆升总量超过3 500 m。这次构造隆升事件也是大巴山弧形构造带的形成期,是扬子地块NW向推挤的结果,对本区浅层低温热液矿体和古油藏保存不利。

(3)0~70 Ma时期的隆升阶段是喜马拉雅构造运动对青藏高原构造影响的远程效应。本次磷灰石裂变径迹分析的大巴山前陆构造隆升史中没有记录到上新统以来的快速隆升事件,表明青藏高原的这次构造运动主要影响其东北部和四川盆地西部。由于受相对稳定的四川盆地基底和汉南地块的阻挡,青藏高原这次构造没有波及四川盆地东北和汉南地块东部的大巴山前陆构造带。

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