四川盆地及周缘背斜谷、向斜山现象

李继白

摘 要：研究首次提出四川盆地及周缘地区存在背斜谷向斜山现象，对这一现象进行了描述定义，通过四川盆及周缘地区多个实例表明背斜谷向斜山现象在该地区是普遍现象，对这一现象的意义进行了探讨，并思考对油气勘探和页岩气勘探的意義，最后对形成这一现象的原因进行了一个初步思考。

关键词：背斜谷;向斜山;页岩气

1 现象的发现和定义

通过对川东南进行研究解释过程中，在结合地表卫星地图和高程进行研究时，发现了很有意思的一个现象：研究区内背斜成谷向斜成山现象，这在研究区内非常普遍。一般情况下，背斜岩层向上拱起，在地貌上常常形成山岭;向斜岩层向下弯曲，在地貌上常常形成谷地或盆地，背斜顶部地层老两翼地层新，向斜中部地层新两翼地层老。但在研究区内，发现了完全相反的情况，通过对四川盆地龙泉山及华蓥山等区域初步分析了解，发现在这一区域内，普遍有背斜成谷，向斜成山的现象。表现为侏罗系及以下地层在地表以下的构造形态和地表不一致;在背斜构造的高部位，对应地貌上是沟谷或者山间小平原，在地貌上是最低的地方;而向斜的最核心部位是地貌上的山峰，一般是白垩系的山峰;如桃子荡背斜构造的核心部位在地貌上表现为是河流，河流两岸是高山（见图1），在最低位置河流下是构造的高点，地貌的最低位置反而是构造最高部位。

我们对公开研究进行尝试检索，对于背斜成谷向斜成山这一现象的研究成果和论文少之又少，只有金闩等人进行了简单的一些分析，金闩从顺地貌和逆地貌的角度并以南京实例描述向斜成山和背斜成谷现象[1]。而在中学地理教科书中也简单提到这一现象，寥寥数笔。

因此，笔者通过结合研究经历觉得有必要对这一现象进行定义和描述，以便后续进行更深入研究打下基础。

向斜山是指是一种向下凹曲的褶曲，其核部由新岩层组成，自核部向两翼岩层由新变老。同一地层向斜核心部位位置最低，但在地表地形向斜核心部位表现为高山，核心部位地层最全地层也最多，总地层厚度最大。

背斜谷则是指是一种向上凹曲的褶曲，其核部由老岩层组成，自核部向两翼岩层由老变新。同一地层向斜核心部位位置最高，但在地表地形背斜核心部位表现为地缓河谷或平原，核心部位地层最全地层也最少，总地层厚度最薄。

2 四川盆地及周缘“背斜谷”和“向斜山”现象

为了进一步验证这一发现，我们对四川盆地及周缘地区地区结合地震剖面信息，Google卫星信息及构造图结果等信息进行了综合分析，进一步对这一现象进行了核实。发现四川盆地及周缘地区“背斜谷”“向斜山”现象是普遍存在的一个事实，盆地内从川东南的四面山到龙泉山多处实际资料支撑这一现象广泛存在，盆地周缘地区到云南绥江，贵州紫云等均有表现，这些证据均表明在四川盆地及周缘地区不是孤例，是一个非常常见的地质现象。

在四川盆地内除了如图1为代表的桃子荡构造外，在川东南多处可以很好的观察到这个现象，如四面山向斜山是非常典型的一个代表，盆地内川东南宝元地区也也是很明显的，可以从卫星地图结合剖面和地下构造图来展示这一现象。

从图3可以看出宝元构造核心部位在地表上对应是山谷，山谷内地势平坦，但从构造图上可以看到，山谷对应的是背斜，背斜核心部位同一地层最高，如二叠系地层背斜核心是隆起，但隆起高部位上部地表地层最薄，如图2所示，隆起部位核心上部地表地形线展示为地表最低部位，因此水源也丰富，而宝元构造两翼向斜则为高山，该地势平坦区域一直延伸到兴文--古蔺断裂附近，和中石油高木顶背斜带是一个比较完整的区域，在宝元构造的北部太和--旺隆构造上也是如此，构造核心高部位为地势平坦地带为地表最低部位，而向斜核心部位为高山。这些证据均展示了典型的背斜谷向斜山现象。

在中国地质调查局油气资源调查中心对云南绥江进行页岩气勘探的过程中，在云南绥江地区对背斜成谷向斜成山现象进一步进行了验证，如图4所示研究区内的凹陷对应的是地表为山脉区域，地表低凹河谷对应的是隆起背斜。

在中国地质调查局油气资源调查中心对贵州紫云等地页岩气勘探的过程中，同样发现在贵州紫云等地背斜谷向斜山现象也有很好的体现，如图5所示火花背斜对应的地表为低凹地带，而页岩气目标区下厂向斜和邑绕向斜在构造图上展示为标准的向斜部位，两个向斜地表对应的是高山。

通过这些实例可以观察到四川盆地及周缘地区的背斜谷和向斜山现象非常普遍，也是四川盆地及周缘地区的一个比较典型的地质特征。国内有学者在研究喀斯特地貌的时候提出江南地区地形倒置，向斜山海拔一般高于背斜山地[2]。对于江南地区笔者也研究不多，但对于四川盆地及周缘地区，背斜谷向斜山现象是比较明确的。

3 这一现象的意义

随着四川盆地及周缘地区常规油气和页岩气勘探的推进，涪陵页岩气田，正在进行勘探采集的隆盛三维，以及贵州和湖南页岩气等四川盆地东南周缘勘探比较多，同时龙门山中石油前海相油气的突破，四川盆地及周缘迎来更多的勘探和投资。这一现象也是在研究中发现并提出，笔者也希望更多的同行对这进行更深入的研究。

对常规油气开采来说，这一关现象对本区很有意义。当在地形的深沟或者峡谷是下面构造层的构造顶部位，对于本区有很好的指导意义，对于勘探井位部署等有一定作用，这一特点也使得我们的有利部位埋深相对浅了，降低开采勘探成本。

对页岩气来说，当页岩气主要目标处于背斜斜坡带时候，对页岩气背斜构造斜坡带埋深减小有很大意义，使得可开采面积增加。但当页岩气目标是向斜目标的时候，页岩气埋深大大增加，特别在四川盆地及周缘地区背斜宽缓，向斜狭窄，开采和勘探成本大幅度提升，这种情况下对页岩气勘探非常不利。

4 这一现象形成原因初探

我们尝试对这一现象进行初步分析，有学者提出薄皮构造现象，但通过查阅相关文献，发现薄皮构造（thin skinned tectonics）是瑞克（J.L.Rick，1934年）提出。前陆沉积盖层在基底上滑脱变形，基底没有被卷入，盖层变形的褶皱--逆冲带向下终止于巨大的底板滑脱面上，因而盖层与基底构成显著的构造不协调现象。现在发现的这一现象和薄皮构造和国内其它学者所描述的薄皮构造现象不是一回事。

通过现有资料及我们的发现和思考，我们对此进行了初步分析，至于具体成因则需要进一步研究。我们此次主要对这一现象提出，也是本研究区的规律：总结为背斜成谷，向斜成山;背斜和向斜形态针对侏罗系下地层;而“谷”和“山”指地表地貌或者白垩地层。

对这一现象分析认为主要是褶皱构造的背斜顶部因受张力作用，容易形成张性裂缝而被侵蚀成谷地，而向斜槽部受到挤压，不易被侵蚀，反而成为山岭，这是其中因素之一。

另外一个重要因素是白垩和侏罗系区域内存在不整合接触，白垩系地层沉积于老地层的向斜内，在背斜等高部位没有沉积或者很薄，后期的持续挤压活动使得白垩地层被持续挤压抬高，向斜继续变窄，使得向斜内压力加大，对白垩地层更加压实紧密;同时背斜部位继续收窄，背斜抬升张裂，背斜高部位无白垩或者很薄，更加容易被剥蚀冲刷，加上白垩在向斜内沉积也厚，重力作用使得向斜槽部位压实等因素;综合这些因素，形成了背斜谷向斜山现象。当然，对于这现象的成因可能比较复杂。这一现象对本区有比较好的意义，对勘探评估提出一定的指导意义就达到本次研究的目的。

参考文献：

[1]金闩.向斜·背斜·成山·成谷的原因分析[J].合肥学院学报：社会科学版，1998.

[2]楚玉春.重庆喀斯特地貌研究[M].重庆：西南大学，2010.