（构造地质学专业论文）连云港苏州区域剖面构造特征与构造演化.pdf

s t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n ds t r u c t u r a le v o l u t i o no f l l a n y u n g a n g 。s u z h o us e c t i o n t 一 at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：s h ip e n g s u p e r v i s o r ：p r o f c h e nq i n g h u a c o l l e g eo fg e o r e s o u r c e s & i n f o r m a t i o n c h i n a u n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m ( e a s tc h i n a ) 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：e t 期：年月日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷版 和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和 复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签 指导教师签名： 日期：年月日 日期： 年月日 摘要 下扬子地区是我国南方海相碳酸盐岩分布的重要地区，同时也是我国东部具有油气 远景的地区之一。该区自震旦纪以来先后经历了早古生代陆缘海盆地、晚泥盆世一早三 叠世陆表海盆地、中三叠世一中侏罗世前陆盆地、晚侏罗世一早白垩世走滑拉分盆地及晚 白垩世后的断坳结合型笳地。这些瓮地在其形成和演化过程中相互叠加、改造，而残留 了现今的复合型盆地。 连云港一苏州区域大剖面纵贯整个江苏下扬子区。通过对剖面的断裂、地层、构造 样式等方面的研究，可以正确认识该区的地质结构、构造特征及其演化，同时对研究海 相油气的保存条件、成藏机理也具有重要意义。 本文依据地震、重力、航磁等地球物理资料及野外实测地质剖面、钻井资料等，对 连云港一苏州区域剖面进行地质一地球物理综合解释。根据区域构造演化以及动力学机 制，并结合前人对下扬子区的研究成果，对连云港一苏州区域剖面的主要构造特征、变 形机制及典型构造样式等进行了分析研究。 连云港一苏州区域剖面存在两套方向相反的逆冲推覆体系，其变形强度由南北两侧 向中间逐渐减弱，至中部泰州一安丰一线出现对冲带。剖面上典型的构造样式主要有压 缩构造样式、伸展构造样式和负反转构造样式。压缩构造样式包括叠瓦状构造组合、对 冲构造组合等；伸展构造样式包括滑动断阶、掀斜断块等；反转构造样式基本以负反转 构造为主。 江苏下扬子区从地质结构方面可划分为洪泽一高邮区块、滨海一大丰区块、句容一海 安区块和宜兴一常熟区块，从不同方面进行对比评价，认为句容一海安区块应是江苏下扬 子区进行海相油气勘探的首选区块。 关键词：下扬子区，逆冲推覆，对冲构造格局，构造演化，地质一地球物理解释， 构造样式 s t r u e t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n ds t r u c t u r a le v o l u t i o n o fl i a n y u n g a n g - s u z h o us e c t i o n s h ip e n g ( s t r u c t u r a lg e o l o g y ) d i r e c t e d e db yp r o f c h e nq i n g h u a a b s t r a c t l o w e ry a n g t z ea r e ai so n eo ft h ed i s t r i b u t i o no fm a r i n ec a r b o n a t er e g i o n si ns o u t h c h i n a , a n da l s oo n eo ft h eo i la n dg a sp r o s p e c t sr e g i o n si ne a s tc h i n a s i n c et h e s i n i a n e x p e r i e n c e de a r l yp a l a e o z o i ce p i c o n t i n e n t a ls e ab a s i n ，d 3 - t ie p i c o n t i n e n t a ls e ab a s i n , t 2 - j 2 f o r e l a n db a s i n ，j 3 - k is t r i k e - s l i p ( p u l l - a p a r t ) b a s i na n di 7 1 2 5 由 黄尖组安山岩、辊l 面岩、丰j l 安质角砾岩、凝灰岩、流纹岩 0 2 6 4 4 侏 上统 两横山组 灰、深灰、暗棕色砂砾岩一泥岩。 o - 1 0 4 3 7 罗 中统北蒙山组灰白色砂岩，粉砂岩央泥岩；底部灰白色柑英砂岩。 0 一1 0 7 0 生 系 下统南缘山组灰白色石英细砂岩、含砾砂岩及炭质泥岩夹煤层。 o 一6 5 7 1 6 = 上统范家塘组灰、灰黑色砂泥岩互层，问央炭质泥岩及薄煤层。 0 - 2 4 9 叠一中统黄马青组紫红色砂岩、泥岩。 o - 1 0 4 7 界 系 周冲村组灰色灰岩、白云岩j 硬石膏互层。 0 6 8 5 下统青龙组灰色灰岩、灰色薄层泥岩、泥灰岩。 0 - 1 1 2 8 _ 上统长兴组i 大隆组深灰色灰岩为主。夹白云质灰岩及( j 云岩。 0 2 5 2 o - 7 7 - 龙潭组 黑色页岩，央薄层灰岩；长杠石英砂岩夹泥岩、炭 0 - 1 0 0 0 叠 下统 质页岩及煤；深灰色砂页岩央炭质页岩及薄煤层 系孤峰组灰黑色硅质泥岩、钙质泥岩央薄层硅质岩。 0 7 6 5 深灰色、灰黑色含燧石结核及条带灰岩、生屑灰岩、 古 柄霞组 0 - 4 3 5 硅质岩。 上统船山组深灰色生屑灰岩、厚层块状灰岩。 o - 1 5 8 石黄龙组肉红、浅灰色生屑灰岩、灰岩。 0 - 1 4 1 老虎洞组深灰色白云岩。 0 - 1 6 2 7 炭 下统 和州组黑色含生屑白云质灰岩，下部夹钙质页岩和泥岩。 0 - 2 3 5 系 岛骊山组 杂色砂、泥岩。 0 2 2 2 金陵组i 生胡村组 灰、灰黑色生屑灰岩、泥云质含生屑灰岩。0 - 6 5 1 3 o - 1 5 5 老坎纽黄、灰绿色泥岩，深灰色砂岩；灰色灰岩，砂质灰岩 0 - 5 9 泥上统灰白、浅灰色石英砂岩，粉砂岩央灰色、灰黑色泥 生 盆五通组岩：灰白色、浅灰色、灰色石英岩状中砂岩、含砾 0 - 2 8 3 5 系石英岩状中砂岩、细砂岩。 士 中统 茅山组紫红色石英杂细砂岩、紫棕色粉砂质泥岩、泥岩。0 - 2 1 3 4 3 “堕 留 系 坟头组绿灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。 0 - 8 3 0 下统 高家边组深灰色泥岩，少量粉砂岩。 0 - 1 7 1 9 5 上统五峰组l 长坞组 黑、灰黑、深灰色硅质泥岩、页岩、泥岩。o - 1 8 6 5 汤头组 灰色、浅灰绿色瘸状灰岩、瘸状泥质含云质灰岩、 0 - 3 3 4 界 奥中统夹瘸状含云质灰质泥岩、泥岩。 汤山组 灰、深灰色含泥质条带灰岩、含泥质生屑灰岩、生 0 - 1 1 3 陶 下统 屑灰岩，夹瘤状泥质云质灰岩。 红花园组浅灰、深灰色生屑灰岩、藻鲕灰岩及砂屑灰岩。 0 一 2 6 1 6 系 仑山组浅灰一深灰色灰质白云岩、白云岩、白云质灰岩。 0 - 3 5 7 上统 超峰组 浅灰一深灰色自云岩，灰质白云岩，含燧石结核和条 0 4 8 7 5寒 观音台组团山组 带。 中统 杨柳岗 武 炮台山组 组 灰、浅肉红色泥质自云岩 0 - 4 6 0 下统幕府山组人陈岭灰色j 紫红色互层白云岩夹薄层灰岩、泥岩，含磷； 系 纽灰黑色泥岩、黑色炭质泥岩。0 6 4 3 8 5 荷塘纽 震旦上统灯影组硅质条带状白云岩、藻白云岩o - 9 2 9 3 系 1 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 能是印支一燕山期。三叠纪时，沿郯城一庐江线发生了华北板块与扬子板块的斜向碰撞 造山作用，因此它在当时实际上只是一个构造界线。晚侏罗一早白垩世期间，郯庐断裂 带才开始真正发生大规模的左行平移拉张作用。以郯庐断裂带为主体的一系列n n e 向平 移断裂的剪切拉张活动，导致了下扬子地区一系列泄露型火山岩盆地的形成。 2 6 2 连黄断裂 关于下扬子区西北部边界，长期以来存在嘉山一响水断裂和连黄断裂两种观点。目 前的认识趋向于将连黄断裂看作华北与扬子板块的分界 2 1 ，而嘉山响水断裂控制中新生 代地层沉积，可作为下扬子区内次级地层分区界线，是苏北盆地北部边界断裂。 连黄断裂带位于胶南隆起南部，与连淮隆起为邻，n e n n e 向延伸，西与郯庐断 裂相接，向n e 方向进入黄海。连黄断裂是下扬子板块西北部的边界断裂，对下扬子地 区中古生界海相碳酸盐岩的构造形成与演化、油气聚散有着重要的影响。目前下扬子地 区的海相中古生界挤压、推覆的对冲构造体系与连黄大断裂有着极为紧密的制约关系 【2 6 。该断裂在布格重力异常图、航磁异常图上反映出两侧具有不同的异常特征，断裂 西北区为华北板块的深成变质岩系分布区，东南部是扬子板块的浅成变质岩。 r 卿j 户帮f 裂1 华北璀深成变质岩 黝：荔暖一 兰兰学l 煳瓤 久 图2 咱郯庐断裂与连黄断裂深部解释( 王金渝，2 0 0 0 ，修改) 从走向上看从北东至南西，连黄断裂与郯庐断裂逐渐靠拢，至庐江合为一条。但二 者的性质有本质区别，形成时期与动力学机制、运动形式都不相同。郯庐断裂断层结构 相对复杂。以堑式正断层为特点，倾角较陡，浅层具有较宽的断裂带向深部逐渐靠拢。 连黄断裂结构较为简单，产状相对较为平缓，一盘呈低角度向东南逆冲，其中深部被郯 庐断层所错切( 图2 - 6 ) 。 1 5 2 6 3 江绍断裂 长期以来，学者们将它作为扬子板块和华南褶皱系的分界线。断裂带西北出露江 南隆起的基底岩系，主要为前震旦系双溪坞群浅变质钙碱系列中基性一酸性火山碎屑岩 及熔岩，其上为晚元古代骆家门组碎屑类复理石建造所不整合覆盖。断裂带东南出露与 双溪坞群年代相近或更老的陈蔡群变质岩系。其上直接不整合覆盖着中生代地层。 加里东运动导致华夏地块和扬子地块沿江绍断裂碰撞拼接，从而构成统一板块。 江绍断裂以南华夏地块东部形成一系列北东东向紧密褶皱与纵向断裂，但多被后期构造 叠加改造，目前可见残留的构造显示。江绍断裂以北下扬子南缘则表现为差异隆升，形 成一系列北东( 东) 向大型隆坳或宽缓型褶皱与纵向断裂，下扬子地区泥盆系以平行不 整合或微角度不整合超覆于早古生代不同地层之上【2 7 1 。下扬子区晚古生代至早中生代的 沉积，就是在加里东期形成的构造背景上继续发育与演化的。 晚印支一早燕山期，由于库拉板块向中国大陆东南边缘不断作用，导致中国大陆及 其陆内各地块经受来自南东的挤压。华南地块与扬子地块东段遭受应力作用，首先是某 些先期的基底断裂复活，同时盖层与基底之间的不整合面滑移，导致盖层的表层褶皱。 伴随褶皱作用又促使某些先期基底断裂活动扩展至盖层，诱发盖层与基底之间及其各自 内部的层问滑脱，导致由南东向北西侧向挤压而产生较大规模的褶皱冲断推覆构造，地 层也从有序变为无序( 图2 - 7 ) 。 图2 - 7 华南与扬子两地块东段推( 滑) 覆构造发展模式示意图( 梁继涛等，1 9 9 3 ，修改) 1 上三叠统一中下侏罗统；2 泥盆系一中三叠统：3 上元古界一志留系；4 中元古界；5 上元古界一奥陶 系( 基底) 1 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第三章下扬子区构造演化 自7 0 年代在这一地区发现工业油气流以来，在下扬子区域构造演化及动力学机制、 沉积盆地类型转换等方面前人做了大量创造性的研究工作。这些研究为下扬子地区油气 勘探起到了重要的指导作用【2 8 。3 5 1 。 通过对前人大量研究资料的调研、分析，我们在总结以前学者研究观点的基础上， 结合研究区地质及地球物理资料，对下扬子区构造演化做出如下认识。 3 1 构造演化阶段 下扬子区自显生宙以来先后经历了古亚洲洋、特提斯、太平洋构造阶段和多旋回的 盆地生成、发展、改造、叠加过程，形成了极富个性的构造格局，可以化分为以下几个 阶段( 表3 - 1 ) ： 3 1 1 晚震旦一早古生代演化阶段 晚震旦至志留纪初期，在古太平洋扩张背景下，整体处于被动大陆边缘拉张环境。 从这一时期的沉积建造分析，晚震旦世至早古生代的沉积地层为海相碳酸岩盐和碎屑 岩，各时代的地层基本为整合接触关系。这说明下扬子地区在这一时期没有发生强烈构 造裂解，处于相对稳定的沉降阶段3 6 1 。 志留纪末泥盆纪初，加里东运动导致扬子地块与华夏地块沿江山一绍兴一线发生碰 撞、拼合。致使下扬子地区区域应力场的性质也发生重大变化，由原来的拉张环境转变 为挤压环境，盆地整体抬升，是本区早古生代陆缘海演化成晚古生代陆表海的变革期。 3 1 2 晚古生代早三叠世演化阶段 加里东运动在本区主要表现为明显的振荡运动。加里东运动造成下扬子区隆起剥 蚀，整个古生界时期内，缺失了中、下泥盆统，上泥盆统不整合或假整合于晚元古一早 古生代( z - s ) 地层之上，上下地层间的构造基本是协调的。在浙西、皖南地带，晚元古一 早古生代海相地层褶皱、变形，多呈宽缓的背、向斜构造，形成区域性的舒缓隆坳，在 下扬子北部则相对轻微变形。总体上从下扬子南部往北部变形强度逐渐减弱。 加里东运动之后，下扬子地块和华夏地块拼合成统一的陆块，整体向北西漂移。从 晚泥盆到早三叠世1 亿多年间，下扬子与华北板块逐步靠近且有张合变化，但并未碰撞 拼贴。下扬子板块在这一时期整体处于稳定的陆表海发育期。 印支早期，受特提斯洋逐渐关闭的影响，本区整体抬升，由海相沉积逐渐过渡到陆相 沉积【3 】。 1 7 第三章构造演化及其对沉积的控制 3 1 3 中三叠中侏罗世演化阶段 下扬子区大量的倒转褶皱、平卧褶皱、叠瓦式逆冲断裂和楔冲型正、逆断层组合等 构造样式得到了野外和钻井、地震的证实，从而表明印支一早燕山运动是一次强烈的变 格运动。 表3 - 1 下扬子区构造演化阶段 地质时代 构造发展阶段构造活动 构造体 盆地类型 代纪世构造期构造事件运动性质 制 新 第四纪 q 著异上升、 晚喜山期 生n 沉降、推覆 断坳复合 代 第三纪型伸展盆 e 黄海事件 后 地 三垛事件 断陷、坳陷 期 k 2 晚燕山一 改 白垩纪 k i 大陆板 早喜山期 造 内形变走滑一拉分 与 走滑拉分 j 3体制演 盆地 中 侏罗纪 j 2 化 阶 生 段 代 j l 晚印支一 早燕山事 逆冲推覆前陆盆地 早燕山期 件 t 3 三叠纪 t 2 印支事件 t i p 2 二叠纪 p l c 2 海两- 早 东吴事件 陆表海盆 石炭纪 c l 印支期地 海 古 d 3云南事件 相 生原 代 泥盆纪 d 2 洋陆板 振荡运动 型 块构造 皖南事件 盆 d i 体制 差异升降 地 志留纪 s 阶 段 奥陶纪 。 寒武纪 陆缘海盆 加里东期 地 新 一 广西事件 兀 震旦纪 z 古 桐湾事件 代 下扬子区这一阶段最显著的构造特点在南东与北西向挤压应力场作用下，发生强烈 1 8 中国石油大学( 华东) 硕十学位论文 推覆造山运动。印支末期，扬子板块沿大别山苏北一胶南一线向华北板块俯冲，并发生 碰撞( 图3 1 ) ；并沿郯庐一线与华北板块发生斜向碰撞；形成大别张八岭苏鲁造山带 及沿着该带的超高压变质岩带；研究区发育前陆盆地沉积序列；大致由北北西向南南东 推覆的前陆褶皱冲断带；研究区北部出现以n e - n e e 为主的构造线。与此同时研究区南 部也受到南东向北西的挤压作用，形成以洪镇铜陵南京安丰一线为对冲轴的对冲推覆 体系。 图3 - 1 扬子板块向华北板块俯冲示意图 苏北一胶南造山带是一个由华北板块和扬子板块于中三叠世开始碰撞而形成的造山 带。碰撞之后，本区地壳大规模快速隆升，接受剥蚀。早白垩世末在胶南发生的大规模 中酸性岩浆侵入，也是深部岩浆一构造热活动持续作用的表现。碰撞后的华北板块与扬 子板块之间持续的进行的挤压作用以及胶南群等变质岩的存在，使苏北一胶南造山带两 侧出项方向相背( 背冲) 的推覆构造。碰撞之前扬子板块向华北板块的俯冲也造成了苏 北大部发生由北向南的推覆作用( 图3 2 ) 。 图3 - 2 苏鲁造山带形成示意图 3 1 4 晚侏罗早白垩世演化阶段 进入晚侏罗世，随着太平洋板块向东亚大陆下的俯冲作用，中国东部构造的变格， 由前期的古亚洲洋和古特提斯构造域转入了滨太平洋构造域。在此以前，中国东部呈现 1 9 第三章构造演化及其对沉积的控制 为东西向构造格架，受控于南、北板块的离散、聚合、碰撞。 在从晚侏罗世以后，中国东部的构造发展主要受控于太平洋板块向东亚大陆下的俯 冲。在此大洋板块的斜向俯冲下，一方面造成了东亚大陆与大洋板块的左旋对扭，在东 亚大陆边缘出现了以郯庐断裂系为代表的、大规模的北北东一北东向左行平移断裂；另 一方面这期间由于大洋板块的快速俯冲在东亚大陆边缘造成了短暂的火山弧环境，出现 了大规模的中酸性、钙碱性为主的岩浆活动。 下扬子地区晚侏罗世一早白垩世的火山岩盆地就是出现在这一区域动力学背景之 下。火山岩的喷发具体又受控于同期形成的一系列北北东一北东向左行平移断裂。这期 间的火山活动处于区域上总体受挤压的构造背景。然而，下扬子地区强烈走滑活动中， 局部出现了走滑拉分瓮地。 3 1 5 晚白垩世第四纪演化阶段 晚白垩世以来，中国东部动力学背景又发生了巨大的转变。太平洋库拉( k u l a ) 板块 逐由西北转向西渐转为向西诈面俯冲于东亚大陆之下，速度也明显降低。在此动力学背 景下，中国东部岩石圈上拱拉张而出现伸展断陷。下扬子区也在这一时期形成大量断陷 一坳陷盆地。 3 2 沉积盆地类型转化 作为一个地质实体，盆地是在一定地质时期里，在比较均一的构造环境中，由来自 一个或数个物源的沉积物充填而成的。盆地的发生、发展是在一定构造背景下进行的。 不同的构造背景决定不同的盆地类型。早在4 0 年前我国的油气勘察实践就已认识到油 气盆地是具“复杂结构”的叠合盆地，正是这种复杂的叠加关系为多种油气藏的形成提 供了有利的条件。因此有必要在活动论构造历史观的指导下，通过对各阶段原型盆地的 分析，研究盆地原型的叠加关系。 下扬子区自震旦以来在不同的构造背景上先后发育了多种类型的原形盆地，这些盆 地在其形成和演化过程中相互叠加、改造，而残留了现今“数世同堂的复合型盆地。 下扬子地区古生代以来的盆地演化可归纳为图3 3 。 3 2 1 晚震旦早古生代陆缘海盆地 晋宁运动之后，在地壳振荡运动和早震旦世晚期全球冰川消融、海平面上升的影响 下，下扬子区再次成为一稳定沉降区，形成了巨厚的晚震旦世一晚奥陶世早期的海侵层 序陆源碎屑岩。碳酸盐岩沉积，成为叠合于晋宁基底之上的陆缘海盐地。 2 0 中国石油人学( 华东) 硕上学位论文 s e n 图3 - 3 下扬子区盆地演化示意图( 据郭彤楼，2 0 0 4 ，修改) 晚震旦世开始，全区相继进入了稳定的地台型海相沉积。沉积格局具有陆缘海“一 台两盆 的特征，即中央台地和其两侧的深水盆地为主体的沉积体制，中央台地大致位 于巢湖一南京一带，以开阔台地相碳酸盐岩沉积为主，中央台地北侧为滁县深水盆地， 2 l 第三章构造演化及其对沉积的控制 南侧为休宁深水盆地，两个深水盆地分别以硅质岩、暗色细粉晶石灰岩沉积为主。虽然 在局部地区沉积相有所变化，沉积中心有所迁移，但早古生代海相沉积基本保持了这一 格局。 寒武纪沉积环境上也基本表现一隆两凹的格局。宁镇和县安庆一带为海较浅的隆 起区，沉积厚度较小。以浅海台地相灰岩、白云母及少量碎屑岩为主；而在其南、北两 侧芜湖一石台，天长一滁洲一带则发育一套水深较大的硅质岩、灰岩、泥质岩等，表现 为地形相对低凹水深较大的沉积，厚度较大。 奥陶纪的盆地沉积主要为一套开阔台地至局限台地相沉积，岩性主要为灰岩、白云 岩央少量页岩、硅质页岩。沉积厚度一般在千米以内，中部宁镇一芜湖、贵池一带较薄， 南北两侧较厚( 图3 4 ) 。 图3 - 4 下扬子区古生代沉积相展布图( 据华东石油地质局地质研究大队，1 9 8 5 ) 受广西事件影响，盆地抬升使部分地区志留系遭受较大程度的剥蚀。总体来讲，晚 震旦世至志留世形成了一个完整的海进海退旋回，这一时期沉积构造格局整体表现为 “两盆夹一台 。早古生代各期沉积翁地中心，显示了由南向北的迁移。总体沉积厚度 表现为南厚北薄。 3 2 2 晚泥盆世早三叠世陆表海盆地 加里东运动之后，江南隆起在浙皖边界逐渐抬升，早古生代海盆内出现一系列北东 向隆起区。受广西事件影响，全区经历了4 5 m a 的隆起剥蚀，普遍缺失了早、中泥盆世 2 2 中国石油人学( 华东) 硕士学位论文 沉积。晚泥盆世开始下扬子区重新接受沉积，以平行不整合或微角度不整合覆盖于中、 上志留统之上。沉积物以滨浅海环境为主，其沉积、构造的分异性减弱，总体走向北东。 从晚泥盆开始下扬子区进入了又一新的构造演化阶段，江南隆起成为晚古生代海盆 沉积的物源区，江南隆起北部成为统一的陆表海盆地( 图3 4 ) 。这一时期海水震荡频繁 但强度较弱。 印支事件使下扬子区海相盆地逐渐衰亡，也结束了该区扬子板块稳定大陆板块边缘 阶段，使下扬子区上升隆起，进入陆相盆地演化阶段。 3 2 3 中三叠世中侏罗世前陆盆地 由于后期的多次构造活动，前陆盆地中沉积的t 3 j 2 地层常常遭受剥蚀而局部残留， 或隐伏于j 3 k l 火山岩系以及k 2 e 陆相伸展瓮地之下。苏北、无为、南陵、句容等盆地 均已证实在k 2 e 之下，有t 3 或j 1 2 地层的存在。 中三叠世黄马青期，由于扬子板块和华北板块之间的碰撞挤压，全区以挤压应力为 主，形成对冲构造格局并进入前陆盐地发展阶段( 图3 5 ) 。这一期间的前陆褶皱冲断作用 大致以长江为界，南部由南向北逆冲，北部由北向南逆冲，而在逆冲带前缘长江一带发 育了以中三叠世黄马青组( t 2 h ) 币h 早、中侏罗世象山群( j 1 2 ) 沉积为代表的沿江前陆盆地。 a 下扬子区早一中三叠世岩相古地理 b 下扬子区晚三叠世岩相古地理 图3 - 5 下扬子区早中生代沉积相展布图( 据程日辉，2 0 0 4 ) 钻井资料表明苏北地区缺乏黄马青组沉积，但却存在上覆南象山组及下伏周冲村 组。证明中三叠世青马黄期，苏北南黄海局部地区已隆起成山，成为早期陆盆的主要 第三章构造演化及其对沉积的控制 物源区。苏南地区则存在黄马青组前陆盆地沉积。 晚三叠世，随着挤压作用增强，导致盆地收缩、范围变小，最后封闭沼泽化。出现 造煤环境，在沿江地区形成晚三叠世范家塘组沉积。三叠纪末期，南北块体的大规模碰 撞，致使下扬子南北两侧的造山带和中部凹陷带的形成，而为早、中侏罗世象山群陆源 碎屑物提供了堆积场所。 早侏罗南象山组( j l 。) 底部为一套砾岩或含砾砂岩，上部为粗粒石英砂岩、粉砂岩、 砂质页岩、灰色页岩央煤层。南象山组的沉积充分体现了从河流相到河湖相一沼泽相， 水动力从高能到低能的演变特征，这一套沉积反映了造山带碰撞后抬升宁静期的剥蚀时 间。 中侏罗北象山组( j 2 b ) 分布范围与南象山组相似。南北两侧靠近物源区，砾岩、砂岩 发育，中部地区沉积的相对较少。象山群在南北两造山带间的沉积格局、山前发育的砾 岩及其岩性特征，显示该时期的沉积具较典型的前陆笳地性质。 3 2 4 晚侏罗世早白垩世走滑拉分火山岩盆地 晚侏罗世开始，下扬子区瓮地的形成和发展既受一系列n n e 向走滑断裂的控制， 又受古太平洋板块运动的制约，形成了一系列走滑拉分火山岩盆地( 图3 6 ) 。 图3 - 6 下扬子地区拉分盆地( 据朱光，2 0 0 0 ) 1 左旋走滑断裂2 中基性火山岩3 拉分盆地 随着郯庐断裂系左移走滑，原先一些n w 、n e 、n n e 向的先成断裂均发生不同程 度的张扭性或压扭性活动，并发生裂隙型火山喷发和堆积作用，控制了j 3 - k i 火山盆地 的分布。区内火山型笳地呈多字形斜列展布，自西向东主要有金保盆地、怀宁盆地、庐 枞盆地、繁昌盆地、宁芜衙地、溧水盆地、旬容溧阳俞地、上党笳地等。 中国杠油人学( 华东) 硕士学位论文 3 2 5 晚白垩世第四纪断坳复合型盆地 晚白垩世以来，古太平洋板块的俯冲方向由西北转向西，俯冲速率明显降低本区构 造体制从挤压环境转变为拉张环境，这与整个中国东部的构造格局的转变是一致的。江 苏下扬子区第三纪盆地具有古近系分割性半地堑被上新近系和第四系平底锅式的坳陷 所统一的特征。地质和地球物理资料证明，江苏下扬子区古近纪断陷主要是半地堑式， 其主要断裂的走向为北东北东东向，在海域局部转变成东西至北西向。新近纪以来， 断层的控制作用减少或不起控制作用，沉积以充填超覆的形式进行，形成规模较大的统 一的大型坳陷盆地。 3 3 下扬子对冲带形成机制 下扬子区中、古生界地层以铜陵一南京一镇江一泰州一安丰一线为对冲带，存在由南向 北和由北向南的对冲构造形式，对冲带以北地层向东南方向逆冲，以南地层向西北方向 逆冲( 图3 7 、图3 8 ) ，形成有一定排列规律的逆冲推覆体【4 】。 大致以长江为界，可以将江苏下扬子区海相中、古生界分为北部推覆系统和南部推 覆系统。北部系统白大别苏北一胶南造山带以南起逆冲推覆由北向南逐渐减弱，而南部 系统自江山一绍兴断裂起由南向北逆冲推覆逐渐减弱。两套方向相反的逆冲推覆系统强 度由南北两侧向中间逐渐减弱，中部自宁镇山脉往东经过张甸至安丰一线出现对冲带。 北部构造单元的主构造线以n e e 向为主，南部单元的主构造线方向则以n n e 向为主。受 到江南古陆和大别地块向东南挤出的影响，对冲带西部相对较窄，而越往东侧，对冲带 越宽，变形强度亦存在差异。 通过总结前人成果和研究大量区域资料的基础上，对南北两套逆冲推覆动力来源做 如下分析： 由第一节构造演化我们已经知道，在晚印支一早燕山时期，下扬子板块沿苏北一胶南 一线向华北板块俯冲，挤压和碰撞，在下扬子区北部形成了由北北西向南南东推覆的前 陆褶皱冲断带。大量的实测剖面及地化分析数据可以证明这一点。因此，北部推覆系统 的动力来源已毋庸置疑，即为华北板块与扬子板块的晚印支一早燕山期的碰撞。 对于下扬子区南部的逆冲推覆构造，通过研究，认为应该是加里东运动与晚印支一 早燕山期构造运动叠加作用的结果。晚印支一早燕山期的构造运动，是在继承加里东运 动构造变形的基础上发生了强烈褶皱、冲断，形成了一套由南东向北西推覆的褶皱冲断 带。时间上与北部推覆系统大致相同。 2 5 图3 - 7 下扬子区对冲体系模式图( 据杨盛良，1 9 9 7 ) 图3 _ 8 下扬子区对冲带示意图( 据张永鸿，1 9 9 0 ) 加里东运动使华夏地块与扬子地块沿江绍断裂发生碰撞、拼合。之后赣东北和皖南 “江南隆起”逐步抬升。下扬子区整体抬升剥蚀，全区缺乏中下泥盆统，之后下扬子区 又发生沉降遭受海侵。加里东运动使下扬子南部，形成了区域性的宽缓隆坳，晚古生代 至中三叠世的后期沉积在这种构造背景下继续发育与演化。总体而言，加里东运动对下 扬子区的影响只是使其发生了区域隆升，南部形成了宽缓的褶皱变形，而并未发生强烈 的褶皱、冲断。下扬子大部分地区晚泥盆世与早古生代地层多呈平行不整合或微角度不 2 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 整合便可说明这一点。 在晚印支一早燕山期，在下扬子板块西北缘与华北板块发生碰撞的同一时期。印支 一南海板块也向北拼贴，又推挤着由华夏地块和扬子地块，由此造成江南隆起的板内造 山运动。下扬子南缘也遭受北西向的挤压应力，致使基底与盖层之间产生沿不整合面滑 脱形成褶皱，同时先期的基底断裂复活并扩展至盖层。进而产生了s e - n w 方向大规模的 滑脱、褶皱与冲断。对冲构造格局由此形成，沿江地区处于对冲构造核心，发育复向斜 构造 3 7 1 。 晚白垩世以来，江苏下扬子区开始从挤压构造环境进入张性坏境。早期中、古生界 发展形成的对冲构造格局在此时发展成围绕对冲部位形成两侧对称的垒凹格局。 2 7 图4 - 1 剖面综合解释主要资料来源分布 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 4 1 地震资料解释 地震资料的地质解释，就是依据位于测线或测线附近的钻井、录井所取得的地质资 料以及测井资料，结合地震剖面上各种反射层的特征( 如时间、速度、振幅、频率、相 位、连续性等) 推断各反射层所相当的地质层位，并分析地震剖面上所反映的各种地质 构造现象，如断层、地层尖灭、不整合、古潜山等，完成二维或三维空间的构造解释。 地震剖面是展示地质构造形态的基本形式之一，因此，剖面解释是最重要的基础解 释工作。剖面解释的主要任务是：基干测线对比，用以研究分析追踪大套构造层，确立 解释层位等：区域测线对比，用以解决构造层和各解释层位的全区对比问题；复杂剖面 解释，主要针对重点地区的复杂剖面段( 如断层、挠曲、尖灭、不整合及岩性变化等现 象作分析研究。 此次研究主要以贯穿整个苏北盆地的g 7 8 地震测线解释为主，其他地震测线解释为 辅。g 7 8 地震测线南起长江边，北至阜宁，全长约1 9 8 k m ，是连云港苏州大剖面综合 解释的重要资料来源。 4 1 1 地震剖面反射特征 来自地下同一界面或同一薄层组的反射波，由于受该界面或薄互层的埋藏深度、 岩性、产状及上覆地层性质等因素影响，而这些影响因素在沉积岩地区的某些地段上， 又往往是稳定的，因而，来自地下同一反射界面或薄层组的反射波在相邻地震道上表现 出相似的特点，这是我们在同一条地震剖面上识别和追踪同一反射波的基本原则。属于 同一晃面或薄层组的反射波其同相抽一般具有以下四个标志：振幅显著增强、波形相似、 同相性、时差变化规律。 地震剖面上的振幅、频率、相位、产状等反射特征的变化，一般与岩性、沉积、构造 有关，从g 7 8 地震剖面的特征来看，垂向上由浅至深基本可以区分出陆相新生界、陆相 中生界、海相中古生界3 大套反射层【3 8 】( 表4 1 ，图4 2 ) 。 1 、新生界地层的反射特征 盐城组t n l v ( t 2 0 ) 之上为高频、连续、多相位的反射，属砂、泥岩频繁互层的反映， 产状近水平，全区广泛分布，在剖面上表现为由1 2 个相位组成的连续、高频、强振幅 反射。盐城、白驹、海安地区特征最为明显。 古近系阜宁组( e l f ) 、戴南组( e 2 d ) 、三垛组( e 2 s ) 为一套砂泥互层沉积，密度界面 明显，资料质量好。其中，阜一段底部t e l f l ( t 3 4 ) 、阜二段中部泥狄岩t e l 垃( t 3 3 ) 、戴 南组底t e 2 d ( t 3 0 ) 、三垛组底部t e 2 s ( t 2 3 ) 等均存在强反射，为多套连续、中频、较强 2 9 第四章连云港苏州区域剖面综合解释 振幅的反射，以拉张作用形成许多正断层组成的小断块为主的构造特征，不整合面明显， 地层倾斜并与浦口组倾向一致。 表4 1 苏北地区主要地震反射层与构造事件对照表( 据江苏油田分公司，2 0 0 5 ) 地层地层代号底界地震反射层构造抬升事件地质时间m a 东台组+ 盐城组 q d + n i y t r o y ( t 2 0 ) 三垛事什 3 8 2 4 6 三垛组e 2 s t e 2 s ( t 2 3 ) 真武事件 5 0 5 戴南组e 2 d t e 2 d ( t 3 0 )吴堡事什 5 4 9 阜宁组 ( 阜4 段一阜2 段) e m - e m t e i f 2 ( t 3 3 ) 阜1 段一泰州组 e r a - k 2 t t k 2 t ( t 4 0 )仪征事件 8 3 赤山组k 2 c 浦口组 k 2 pt k 2 p ( t 4 2 ) 黄桥事件 葛村组( 多缺失) k l g 侏罗系 t g 印支事件 古生界 2 、陆相中生界反射特征 陆相中生界主要为一套碎屑岩，在苏北盆地大部分地区可能缺失葛村组和侏罗系， 剖面反射特征与岩性变化有关，平面上，建湖隆起南面以泥岩、砂岩、砾岩为主，表现 为低频、断断续续的弱反射或无反射( 大套泥岩的反射) ，比上、下地层的反射要弱， 特征有显著不同；建湖隆起以北岩性为泥岩、砂岩、表现为中一高频、连续、多相位较 强反射，局部存在盐岩挤压变形的轮廓特征。 上白垩统的泰州组( k 2 t ) 底波组特征清晰，易于识别；浦口一赤山组( k 2 p k 2 。) 属砂泥互层时为均匀密集的反射波组，大套泥岩时出现“空白”相带，反射能量总体较 弱，张性断层发育，地层厚度较大并倾斜。 陆相中生界底界印支面( t g ) 为区域风化剥蚀面，由l 一2 个频率、振幅、连续性均 可能变化的同相轴组成，与下伏地层呈角度不整合，在通常情况下其反射特征比较容易 识别。 3 、海相中、古生界反射特征 多年来的勘探实践表明，下扬子地区陆相中生界及其以上地层资料相对较好，海相 3 0 中国石油大学( 华东) 硕十学位论文 中、古生界内幕总体反射较差，信噪比较低，速度场、地震波场复杂，中深层反射能量 较弱，难以连续追踪解释，海相中、古生界地震资料多数可以识别的是断层，难以反映 地层信息。 图4 _ 2g 7 8 反射特征( 部分段，据江苏油田分公司，2 0 0 5 ) 4 1 2 钻井数据标定层位 研究区内的大部分钻孔只钻遇陆相中、新生界地层。钻遇中、古生界地层的井较少， 而此次研究的重点却是海相中、古生界地层。因此邻大剖面且钻遇海相中、古生界的荻 1 井、荻2 井、苏1 2 1 、苏1 4 6 四口井对层位标定起着重要的作用( 图4 3 、图4 4 ) 。 图4 - 3 苏1 4 6 井( 左) 与苏1 2 1 井( 右) 在地震剖面上的显示 3 1 第四章连云港苏州区域剖面综合解释 图4 - 4 荻1 井( 左) 与获2 井( 右) 在地震剖面上的显示 由分层数据( 表4 1 ) 及过井剖面( 图4 5 、图4 6 ) 可看出苏1 4 6 井下部钻遇了s c p 地层组成的倒转背斜。n 1 2 井井深3 0 3 4 3 7 1 8 5 米钻遇一套二叠系龙潭组到石炭系船山 组，井深4 0 5 5 1 3 q 7 1 8 5 米同样钻遇一套与上部基本相似的地层，岩性、电性以及含 生物屑特征都具有一定的镜像对称性。苏1 2 1 也是自2 6 8 7 5 m 3 5 0 3 2 m 先后钻遇。m u 下一z 。d 一。m u 下具对称性的倒转地层。形成过程可解释为挤压引起的岩层褶皱，由直立 一斜歪发展成为倒转j 平卧。 图4 _ 5n 1 2 - 苏1 4 6 连井剖面图( 据陈安定，2 0 0 6 ) 3 2 中国缸油大学( 华东) 硕：l ：学位论文 表4 - l 邻g 7 8 地震测线钻井分层数据表 层位底深m厚度m e 2 s 1 6 5 45 8 0 e t f2 0 0 0 3 4 6 荻 k 2 t2 1 9 81 9 8 l k 2 c2 4 0 52 0 7 井 k z p 4 2 4 7 26 7 k 2 p 3 2 7 9 53 2 3 k 2 p 2 2 9 5 11 5 6 s l g 3 2 6 0 0 33 0 9 0 3 e 2 s1 2 1 32 2 0 e 。f 1 5 0 02 8 7 k 2 t 1 6 3 01 3 0 荻 k 2 c2 2 9 4 56 6 4 5 2 井 k z p 4 2 4 9 52 0 0 5 k z p 3 2 6 9 0 51 9 5 5 0 。l2 7 3 7 54 7 sl g3 0 1 8 2 12 8 0 7 1 j 3 h 1 7 0 34 9 1 j 3 x 1 9 8 3 52 8 0 5 苏 2 p 2 4 4 3 54 6 0 1 2 1i m u 上2 6 8 7 52 4 4 井 l m u 下2 8 1 1 5 ：1 2 4 z 2 d3 4 8 96 7 7 5 i m u 下3 5 0 3 6 21 4 6 2 k 2 t1 7 5 31 9 3 k z p 2 9 3 21 1 7 9 s l2 f ：3 5 5 1 56 1 9 5 c l j ： 3 5 6 4 5 1 3 苏c l g ： 3 5 8 21 7 5 1 4 6 c i h ：3 6 0 5 。52 3 5 井 c 2 h ：3 6 9 48 8 5 c 2 c ：3 7 3 33 9 p , q ： 3 9 5 2 2 1 9 p l 一2 1 ：4 2 1 3 2 6 1 p l q ： 4 5 1 3 3 0 0 由分层数据和过井剖面可以看出，海相中、古生界地层发生了强烈的褶皱和冲断， 致使地层发生了倒转。陆相中、新生界地层以角度不整合覆盖其上。 3 3 第四章连云港苏州区域剖面综合解释 图4 _ 6s t 3 2 8 线苏1 2 1 - 苏5 1 连井剖面( 据张永鸿，2 0 0 5 ) 4 1 3 断裂的识别 断层在地震剖面上一般有如下特征： l 、反射波同相轴错断，但两侧波组关系稳定，波组特征清楚。剖面上表现为反射 标准层的错断和波组、波系的错断，这一般是中、小型断层的反映。其特点是断距不大， 延伸较短，破碎带较窄。 2 、反射同相轴数目突然增减或消失，波组间隔突然变化。在断层的下降盘地层变 厚，而上升盘地层变薄甚至缺失。这种情况往往在某一盆地的边界附近，可能为基底大 断裂的反映。其特点是断距大，延伸长，破碎带宽。这种断层对地层厚度起着控制作用， 一般是划分区域构造单元的分界线。 3 、反射波同相轴形状突变，反射零乱或出现空白带。这是由于断层的错动引起的 两侧地层产状突变，或是断层面的屏蔽作用和对射线的畸变造成的。 4 、标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象。这一段为小断 层的反映，但此变化有时可能是因地表条件变化或地层岩性变化及波的干涉等引起的， 解释时应综合考虑上下波组关系进行分析。 5 、特殊波的出现，这是识别断层的主要标志。水平叠加时间剖面上，在反射层的 中断处，往往伴生出现一些特殊波，如断点产生的绕射波、断面上产生的断面反射波等。 根据以上特征，对g 7 8 地震剖面做出初步解释，如图4 7 、4 8 所示。 3 4 z 希哩v恒幂懿琏皑簧吝蒡g甲甘匝 裂趣器嫂 裂c 肇辫蜒 淫豇着框 n 稀 漫e 测媸 旧幂蠼舞篁。 卜 匝 高磊靼日车憾 漫豇懈埔 议秘逍貅_千匿长斟v扑k雾接哑任 第p q 章连云港苏州区域剖血综合解释 4 2 野外地质剖面 对无地震资料地区，实测剖面也可以作为重要参考。野外地质剖面充分利用地质露 头资料，可以比较真实的反映剖面浅层的岩性、褶皱、断裂等展布特征( 图4 1 9 4 1 1 ) 。 此次研究参考了江苏地区地质剖面( 据1 ：2 0 万地质图、连云港幅、无锡幅) 地质剖面a b 太古界一元古界基岩广泛分布；剖面c d 、e f 、g h 上褶皱明显、逆冲断 裂发育，局部有岩浆岩发育。 4 3 重磁资料解释 因g 7 8 地震剖面海相中、古生界品质较差且覆盖范围有限，因此还需要结合其他物 探资料对连云港= 苏州区域剖面进行综合解释。各种物探方法及其综合应用盆地构造解 析方面都起到相当重要的作用。重磁场方法和电法主要用于分析研究断裂与构造单元、 基底起伏与基底岩性、火成岩分布、盆地边界与周边关系、控制盐地的深部构造等方面 问题。前人曾在下扬子区曾利用重力、航磁、大地电测进行了大量的研究并取得了丰硕 的成果。此次研究利用重力和磁力资料并结合前人成果对剖面进行解释( 图4 - 1 3 ) 。 重力布格异常曲线可以反映中、新生界隆坳的构造格局及古生界顶面的相对起伏； 磁力异常曲线能反映出火成岩活动强弱和磁性基底面的埋深特征；因此综合利用各种信 息可对连云港一苏州区域大剖面进行详细的解剖。 连云港苏州大剖面重力异常由南向北，大致可分为五段：海安断裂以南为重力高 与低相间排列，重力值为正，但幅值一般在1 7 2 9 m g a l ；该断裂以北至泰州断裂间为重 力低值段，幅值为6 - 2 m g a l ；泰州断裂( 泰北断裂) 以北至宝应断裂，为低幅度重力高， 幅值为1 5 - 2 5 m g a l ；宝应至嘉山响水断裂间为高、低异常相间，异常幅度差别较大，最 高值达2 7 2 3 m g a l ，最低为1 - 5 m g a l ；嘉山响水断裂以北为平缓重力低，幅度值为 1 7 1 9 m g a l 3 羽。 连云港- 苏州区域大剖面磁力异常由南向北，大致可分为四段：常熟断裂以南为高 低异常跳跃段，最高值为1 0 0 n t ，最低值为1 2 0 n t ；沿江断裂与常熟断裂之间为正磁异 常段，异常值一般在6 0 8 0 n t ；沿江断裂向北至海安断裂之间为、平静、宽缓异常段， 异常值均在1 0 2 0 n t 范围内变化。剖面磁异常总的趋势是南高北低。 深层断裂在重磁电资料中反映十分明显，一般而言，由重磁异常划分断裂的主要标 志有：重力表现为梯级带、线性异常、异常的错断与突变、不同特征场界线。磁力则表 现为不同特征场界线、线性异常、串珠状异常带、异常梯度带、异常的错断与突变。 3 6 篁恒幂遐暮凶鲁粳悄蝴 霉匝 毫鞋 窿螗辖 蛛避 i l l k 毒 ： j l 山， 嘎 。 ， 。 墓 i 蠹 l a 一 ： o 趟 o o o n