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川南长垣坝横跨叠加构造变形与古流体运移特征对页岩气保存条件分析

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：谢荣洁李智武李金玺刘树根叶玥豪童馗张毫生魏力民孟宪武油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 地球物理学院成都理工大学成都理工大学中国石油化工西南油气分公司勘探开发研究院

川南低缓褶皱带的长垣坝构造带，历经多期构造运动，形成典型的横跨叠加构造，其东部的遵义市赤水区块五峰组-龙马溪组页岩气勘探效果不佳，反映了该区复杂的构造对页岩气保存条件具有重要的影响。针对此问题本文进行了精细地震构造解... 详细信息

川南低缓褶皱带的长垣坝构造带，历经多期构造运动，形成典型的横跨叠加构造，其东部的遵义市赤水区块五峰组-龙马溪组页岩气勘探效果不佳，反映了该区复杂的构造对页岩气保存条件具有重要的影响。针对此问题本文进行了精细地震构造解释，并详细分析了TY1井不同层位的裂缝发育特征，还通过通过碳、氧、锶同位素地球化学分析，明确了复杂构造对页岩气保存的控制作用。研究结果表明长垣坝构造带主要发育南北向和东西向两组受滑脱层控制的褶皱构造。受强构造挤压应力影响发育闭合背斜和高陡逆断层，两者共同控制了五峰组-龙马溪组底部顺层或低角度断裂缝和茅口组中-高角度裂缝的发育。同位素测试揭示了三种流体来源，其中五峰组-龙马溪组样品的87Sr/86Sr富集，且脉体的δ13C和δ18O较围岩偏负，指示该地层以深部热液流体为主，存在跨层运移，封闭性较差。二叠系茅口组中热液流体来源丰富，地层下部以同层碳酸盐岩流体为主，上部以深部热液流体为主，存在跨层流体活动，封闭性被破坏。三叠系飞仙关组以同层异位碳酸盐岩流体活动为主，有深部热液的参与，封闭性一般。综上所述，长垣坝构造带构造变形强，发育逆冲断层，裂缝和断层结合构成的断裂缝立体网格为页岩气长期的逸散通道，导致东西向断层带上盘保存条件相对较差。

关键词：五峰组-龙马溪组长垣坝构造带构造保存古流体页岩气

始新世中期安宁河断裂冲断变形特征及其构造意义:来自断层泥自生伊利石K-Ar定年的证据

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地学前缘 2024年第4期31卷 297-313页

作者：童馗李智武刘树根 I.Tonguç UYSAL 施泽进李金玺 Andrew TODD 武文慧王自剑刘升武李轲华天成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610059 成都理工大学地质资源与地质工程博士后流动站四川成都610059 CSIRO Energy 26 Dick Perry AvenueKensingtonWA 6151Australia 西华大学四川成都610039 School of the Environment The University of QueenslandBrisbaneQLD 4072Australia 西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610051

青藏高原及其周缘褶皱-冲断带变形方式和时限是验证高原形成众多大陆岩石圈变形动力学端员模型的关键。近年发展起来的断层泥自生伊利石K-Ar定年技术为精确限定褶皱-冲断带变形时限提供了有效手段。鲜水河—安宁河—小江断裂系作为伴随... 详细信息

青藏高原及其周缘褶皱-冲断带变形方式和时限是验证高原形成众多大陆岩石圈变形动力学端员模型的关键。近年发展起来的断层泥自生伊利石K-Ar定年技术为精确限定褶皱-冲断带变形时限提供了有效手段。鲜水河—安宁河—小江断裂系作为伴随印度-欧亚板块碰撞造山和高原物质侧向挤出过程形成的大型左旋走滑断裂系,其变形过程可为解译印度-欧亚板块碰撞远程应力向东传递方式提供关键证据。本文选取安宁河断裂冕宁—西昌段作为研究对象,在详细构造解析以明确其构造运动学特征的基础上,开展了断层泥自生伊利石K-Ar定年研究,以期精确限定安宁河断裂脆性变形的时间。构造解析表明安宁河断裂在近EW向挤压作用下经历了冲断变形,断层带发育碎斑岩和断层泥,指示为脆性变形。安宁河断裂不同粒级断层泥样品的黏土矿物学和伊利石K-Ar定年分析揭示,随着样品粒级减小,高温2M1型伊利石含量相对低温1M/1Md型伊利石含量逐渐减少,其K-Ar年龄总体呈变年轻趋势,表明不同粒级伊利石K-Ar年龄是由碎屑2M1型和自生1M/1Md型两个多型端员组成的混合年龄。伊利石年龄分析获得自生1M/1Md型伊利石的年龄为(42.6±9.4)Ma,表明安宁河断裂经历了始新世中期的冲断变形。结合前人构造变形、沉积学、低温热年代学和古地磁等研究,我们认为始新世中期青藏高原腹地及其周缘褶皱-冲断带发生准同期的构造挤压变形,其动力学机制可能与印度-欧亚板块硬碰撞以及青藏高原地块的陆内俯冲所导致的先存构造带活化有关。始新世中期安宁河断裂发生冲断变形直接证明印度-欧亚板块碰撞初期的远程应力已传递至青藏高原东南缘地区。

关键词：安宁河断裂断层泥自生伊利石 K-Ar定年始新世中期

中祁连南缘疏勒河地区中—新生代构造特征及构造演化

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中祁连南缘疏勒河地区中—新生代构造特征及构造演化

作者：童馗成都理工大学

学位级别：硕士

祁连山作为青藏高原东北缘的边界,因其所处的特殊构造位置成为研究青藏高原隆升及向外扩展过程的关键地区之一,也是研究地表盆-山构造与岩石圈动力学机制耦合关系的重要区域。中祁连南缘疏勒河地区中-新生代沉积盖层褶皱冲断变形特征可... 详细信息

祁连山作为青藏高原东北缘的边界,因其所处的特殊构造位置成为研究青藏高原隆升及向外扩展过程的关键地区之一,也是研究地表盆-山构造与岩石圈动力学机制耦合关系的重要区域。中祁连南缘疏勒河地区中-新生代沉积盖层褶皱冲断变形特征可为理解青藏高原向北生长过程中时空演化提供野外证据。本文主要运用“构造解析”的思想理论,以构造变形、构造期次分析和古应力反演为主线,分析研究区中-新生代构造变形序列和构造缩短量,结合青藏高原北东缘中-新生代构造变形、隆升剥蚀和沉积充填研究,探讨研究区中-新生代构造演化过程和动力学来源。论文取得以下主要成果与认识:1.中祁连南缘疏勒河地区构造总体呈NW-SE向展布,局部发育近SN向构造,表现为压扭性构造样式,反映多期叠加变形特征。在研究区内厘定出两个大型的褶皱冲断带:北部托莱南山褶皱冲断带和南部崩坤沟-扎尔马格褶皱冲断带。托莱南山冲断带总体构造样式表现为元古界基底向南逆冲推覆于古-新近系白杨河组、疏勒河组之上;崩坤沟-扎尔马格褶皱冲断带主体表现为泥盆系-三叠系沉积盖层向北逆冲推覆,该冲断系以BKZM为主逆冲断层,发育反冲断层和前锋断层。南北冲断系统在宏观上表现为对冲的构造样式,认为在一定深度受控于同一滑脱面。2.关于褶皱冲断带的就位时间:认为南部崩坤沟-扎尔马格褶皱冲断带的主要就位时间为印支晚期,并在晚燕山期再次活动,但活动强度均弱于印支期。渐新世以来祁连地区强烈的构造缩短,研究区南部崩坤沟-扎尔马格褶皱冲断带未见再次活动证据,主要表现为整体构造隆升;相反北部托莱南山褶皱冲断带渐新世以来强烈活动,形成花儿地推覆构造和白杨河组紧闭-同斜褶皱等。3.通过构造剖面恢复评估,认为在NE-SW向的强烈挤压下,受托莱南山新生代冲断带控制,疏勒河盆地北缘新生代最小缩短量为2.45km,缩短率为60.1%;疏勒河盆地南缘新生代活动较弱,最小缩短量0.65km,最小缩短率仅有13.4%;综合得出,疏勒河盆地新生代缩短量为36.7%。认为南部崩坤沟-扎尔马格褶皱冲断带的最小缩短量认为主要是中生代印支期构造运动的贡献,推断祁连山-南山冲断带是一条在印支期继承基底边界断裂初步活动,并在喜山期强烈活动,现今仍然在向北扩展的大型活动冲断带。因此在评估祁连山-南山冲断带NE-SW向构造缩短时,不能忽视中生代印支运动对构造缩短量的贡献。4.结合研究区角度不整合特征和各构造层内部变形分析,认为研究区中-新生代以来经历了印支运动、喜山运动和喜山运动3个构造旋回,包括6个构造变形期次,其构造演化与青藏高原NE缘阶段性隆升具有良好的对应性:(1)印支晚期羌塘地块与昆仑地块碰撞青藏高原北缘雏形显现,受到NNE-SSW方向挤压祁连地区泥盆系-三叠系地层形成隔挡式褶皱,表现为印支运动Ⅰ幕;印支运动Ⅱ幕,在近N-S向的挤压下,研究区崩坤沟-扎尔马格褶皱冲断带形成就位,表现为右旋逆冲运动,由于右旋走滑和基底地层的影响,在BKZM主逆冲断层北缘形成“z”型褶皱以及南北向构造叠加。(2)燕山晚期受拉萨地块与羌塘地块碰撞影响,在崩坤沟-扎尔马格褶皱冲断系内反冲断层F3和前锋断层F4复活,表现为石炭系党南山组河地层逆冲于下白垩统河口组之上。(3)喜山期在印亚板块550Ma初始碰撞的影响下,青藏高原东北缘发生阶段性隆升,研究区在晚渐新世中新世受NE-SW方向挤压发生强烈地壳缩短,形成白杨河组与疏勒河组的角度不整合接触及其白杨河组紧闭-同斜褶皱;晚中新世上新世在疏勒河北岸形成新生代褶皱冲断系,元古界地层逆冲推覆于新生代地层之上,形成强烈的构造缩短和断块抬升,奠定了现今盆-山构造地貌格局;晚上新世以来青藏高原继续向北扩展,研究区主要表现为脆性逆断层变形和构造地貌的响应。

关键词：褶皱冲断带中-新生代变形特征构造缩短构造演化

致密砂岩碳酸盐矿物SEM-CL和EPMA矿物学表征及其成岩意义——以川西坳陷须家河组为例

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沉积学报 2023年第5期41卷 1468-1477页

作者：余瑜林良彪李真孟万斌童馗梁庆韶油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 成都610059 成都理工大学沉积地质研究院成都610059 John de Laeter Centre Faculty of Science and EngineeringCurtin UniversityGPO Box U1987PerthWA 6845Australia

扫描电镜—阴极发光(SEM-CL)可通过同时分析矿物的微观结构和阴极发光特性来反映成岩机制及流体来源,但碳酸盐矿物在SEM-CL下的发光特性及其影响因素尚不明确。应用光学显微镜阴极发光(OM-CL)、电子探针(EPMA)和SEM-CL等技术手段,以川... 详细信息

扫描电镜—阴极发光(SEM-CL)可通过同时分析矿物的微观结构和阴极发光特性来反映成岩机制及流体来源,但碳酸盐矿物在SEM-CL下的发光特性及其影响因素尚不明确。应用光学显微镜阴极发光(OM-CL)、电子探针(EPMA)和SEM-CL等技术手段,以川西坳陷须家河组致密砂岩中碳酸盐矿物为研究对象,分析碳酸盐矿物在OM-CL和SEM-CL下发光特性的差异,评估影响碳酸盐矿物SEM-CL发光特性的因素,探讨砂岩中方解石胶结物的成岩意义。结果表明,相比OM-CL,SEM-CL在区分碳酸盐岩屑和碳酸盐胶结物方面具有更高的灵敏度。当Mn/Fe值低于0.1或Mn/Fe值介于0.1~0.5且Fe含量低于0.1%时,碳酸盐矿物具有中低强度的SEM-CL发光强度;当Mn/Fe值高于0.5且Fe含量高于0.1%时,碳酸盐矿物在SEM-CL照射下几乎不发光。Mn/Fe值和Fe含量是影响SEM-CL照射下碳酸盐矿物发光强度的主要因素。阴极发光分析和EPMA元素组成面扫描分析表明,方解石胶结物的元素分布是均质的,形成于同一成岩世代,晚于长石等矿物的溶解。岩屑砂岩和岩屑石英砂岩的方解石胶结物具有相同的来源,表现为高Mn/Fe特征;钙屑砂岩的方解石胶结物具低Mn高Fe特征,成分组成与白云石岩屑相似,推测流体可能受到白云石岩屑溶解的影响。

关键词：方解石胶结物扫描电镜—阴极发光成岩作用致密砂岩须家河组四川盆地

班公湖-怒江缝合带西段改则地区木嘎岗日群物源特征和形成环境

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成都理工大学学报（自然科学版） 2020年第3期47卷 274-289页

作者：刘升武王自剑杨文光朱利东童馗华天李轲李智武油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

中生代木嘎岗日群作为班公湖-怒江缝合带的标志性构造-地层单元,其形成环境与班公湖-怒江中特提斯洋的消亡过程密切相关;但由于后期遭受强烈的构造剪切,对其原始沉积环境和构造属性的认识分歧较大。本文针对班公湖-怒江缝合带西段改则... 详细信息

中生代木嘎岗日群作为班公湖-怒江缝合带的标志性构造-地层单元,其形成环境与班公湖-怒江中特提斯洋的消亡过程密切相关;但由于后期遭受强烈的构造剪切,对其原始沉积环境和构造属性的认识分歧较大。本文针对班公湖-怒江缝合带西段改则地区的木嘎岗日群,通过野外地质调查、砂岩薄片分析和碎屑组分统计,对其基本组成和碎屑物质来源进行分析,进而探讨其形成环境。木嘎岗日群主要由基质和岩块两部分构成,其中基质为一套深海复理石沉积,岩块主要为中基性火山岩岩块、大理岩化灰岩岩块以及由二者砾石构成的砾岩岩块。基质与岩块通常为构造接触,局部亦可见沉积接触关系。基质砂岩主要为岩屑石英砂岩类和岩屑长石砂岩类。岩屑石英砂岩类的碎屑组分以石英为主,磨圆度中等或中等偏差,分选性差,杂基的体积分数为2%~15%,表明其成分成熟度较高,结构成熟度较低;岩屑长石砂岩类的碎屑组分以长石和岩浆岩碎屑为主,分选性中等,磨圆度差,杂基的体积分数约10%,表明其成分成熟度中等,结构成熟度较低。碎屑组分Dickinson三角图解显示岩屑石英砂岩类在Qm-F-Lt图中主要落入再旋回造山带物源区,在Qp-Lv-Lsm图中主要落入碰撞缝合线及褶皱-逆冲带物源区,少量位于混合造山带物源区;岩屑长石砂岩类在Qm-F-Lt图中主要落入过渡弧物源区,在Qp-Lv-Lsm图中主要落入火山弧造山带物源区,少量位于混合造山带物源区。砂岩成分、结构和物源区构造背景判别一致表明,研究区木嘎岗日群基质砂岩的碎屑物质具有双物源供给的特点:岩屑石英砂岩类主要来自羌塘地体,岩屑长石砂岩类主要来自洋岛。综合前人研究结果,认为研究区木嘎岗日群是一套总体无序、局部有序且遭受强烈剪切变形的沉积混杂岩,形成于海沟外侧的大洋盆地。

关键词：班公湖-怒江缝合带木嘎岗日群砂岩碎屑组分物源沉积环境大洋盆地

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磁化率各向异性与剪切带

大地构造与成矿学 2021年第2期45卷 280-295页

作者：华天李金玺李智武冉波童馗王自剑袁梦雨蔡鸿燕陈涛李轲刘升武成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学地球物理学院地球勘探与信息技术教育部重点实验室四川成都610059 四川省煤田地质工程勘察设计研究院四川成都610072

岩石组构记录了地壳形成与演化的关键信息,提取这些信息对分析和恢复地球动力学过程具有重要意义。磁化率各向异性(AMS)是一种重要的岩石组构方法,可以有效地揭示岩石的应变特征,分析其地球动力学过程,是研究构造变形性质以及应力作用... 详细信息

岩石组构记录了地壳形成与演化的关键信息,提取这些信息对分析和恢复地球动力学过程具有重要意义。磁化率各向异性(AMS)是一种重要的岩石组构方法,可以有效地揭示岩石的应变特征,分析其地球动力学过程,是研究构造变形性质以及应力作用方式的有效手段。本文在梳理AMS的研究历史、主要成果和最新进展的基础上,系统阐述了AMS的基本原理以及在剪切带的应用:①岩石组构具有复杂性,AMS作为一种间接组构手段受控于矿物的物理特性、含量以及变形变质等多方面因素;②AMS可以提供剪切带的运动学以及不同部位应变状态的信息;③对于剪切带,AMS主要受控于磁性矿物(矿物成分和粒度的变化导致全岩磁化率各向异性的变化)、构造变形强度(决定磁线理发展的重要因素)以及流体的作用(流体导致磁性矿物的类型与定向性的变化)。

关键词：磁化率各向异性 AMS 剪切带岩石组构

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四川西昌盆地白垩纪恐龙足迹群的新发现

地质通报 2018年第10期37卷 1771-1776页

作者：童馗邢立达姜巽彭光照叶勇江山丑春永李轲李智武成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083 中国科学院南京地质古生物研究所/现代古生物学和地层学国家重点实验室江苏南京210008 自贡恐龙博物馆四川自贡643013

四川西昌盆地白垩系小坝组尚未发现骨骼化石记录,其白垩系恐龙动物群的信息全赖于足迹化石。2017年,在喜德县洛甘发现小坝组迄今最大型的恐龙足迹群。该足迹点保存了大量的兽脚类足迹。足迹保存条件较差,但具备了基本的形态学特征。总... 详细信息

四川西昌盆地白垩系小坝组尚未发现骨骼化石记录,其白垩系恐龙动物群的信息全赖于足迹化石。2017年,在喜德县洛甘发现小坝组迄今最大型的恐龙足迹群。该足迹点保存了大量的兽脚类足迹。足迹保存条件较差,但具备了基本的形态学特征。总体来看,兽脚类足迹具有尺寸较小(8~13cm),中等中趾前凹(0.5~0.6)和第Ⅱ趾和第Ⅳ趾间较宽趾间角(70°~100°)的特征;少量足迹保存了跖骨垫。初步分析认为,洛甘兽脚类足迹与四川盆地夹关组的兽脚类足迹Eubrontes和Grallator形态类型相似,为两地在白垩纪中期具有类似的恐龙动物群的观点提供了新的证据。该发现对于西昌盆地的古气候、古地理和地层对比都具有重要的意义,足迹详细分类还有待进一步研究。

关键词：恐龙足迹兽脚类小坝组白垩系西昌盆地

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川南长宁地区构造变形特征及演化过程

成都理工大学学报（自然科学版） 2023年第3期50卷 257-267,332页

作者：公子龙李智武李金玺罗超童馗张毫生黄瑞广刘傲东油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 地球勘探与信息技术教育部重点实验室(成都理工大学) 成都610059 中国石油西南油气田公司页岩气研究院成都610051 页岩气评价与开采四川省重点实验室成都610051

通过对川南长宁区块进行详细的三维地震解释以及对五峰组-龙马溪组底界地震构造解析,明确其构造样式,探讨其演化过程,为长宁区块页岩气构造保存的研究提供参考。长宁区块构造受双滑脱层控制,主滑脱层是基底薄弱层和中寒武统膏岩层,次滑... 详细信息

通过对川南长宁区块进行详细的三维地震解释以及对五峰组-龙马溪组底界地震构造解析,明确其构造样式,探讨其演化过程,为长宁区块页岩气构造保存的研究提供参考。长宁区块构造受双滑脱层控制,主滑脱层是基底薄弱层和中寒武统膏岩层,次滑脱层为筇竹寺组泥页岩,属厚皮构造;区块内挤压冲断构造较挤压褶皱更为强烈,冲断构造主要为逆冲断层、背冲断层、叠瓦状以及滑脱断层。燕山期以来,长宁地区至少经历了四期五幕构造变形,第一期为NW-SE向和SW-NE向联合挤压递进扩展,形成长宁背斜NW向主体构造;第二期为近S-N向挤压,可能与大娄山褶皱带向北递进扩展有关,形成近E-W向构造(长垣坝构造带、纳溪构造带等);第三期为SW-NE向挤压,与印度板块持续向北推进有关,长宁背斜NW-NWW向构造得到进一步加强;第四期为NW-SE向和近E-W向挤压,可能与始新世太平洋板块向西俯冲和青藏高原向东扩展有关,同时受南川-遵义断裂和华蓥山断裂控制,形成NE向以及N-S向构造,叠加于早期构造之上。

关键词：滑脱层构造变形构造演化五峰组-龙马溪组川南低陡构造带

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四川盆地水热型地热资源构造成因模式

地质科学 2023年第2期58卷 438-460页

作者：李金玺孙东李智武曹楠童馗廖俊张正鹏董建兴章旭地球勘探与信息技术教育部重点实验室成都理工大学成都610059 四川省地质环境调查研究中心成都610081 四川省华地建设工程有限责任公司成都610081 油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学成都610059

地处青藏高原东缘的四川盆地是一个群山环绕的叠合型沉积盆地,蕴含着丰富的地热资源。四川盆地具有突变型和渐变型两类盆山结构,二者的构造样式存在明显差异,对盆地及周缘的水热型地热资源分布具有明显的控制作用。通过解析盆地及周缘... 详细信息

地处青藏高原东缘的四川盆地是一个群山环绕的叠合型沉积盆地,蕴含着丰富的地热资源。四川盆地具有突变型和渐变型两类盆山结构,二者的构造样式存在明显差异,对盆地及周缘的水热型地热资源分布具有明显的控制作用。通过解析盆地及周缘地质构造,明确了盆地不同构造单元的构造样式;详细对比分析已有的地热勘查案例的异同性,提出了褶皱型、单斜型和褶皱—断裂复合型等3大类水热型地热资源的构造成因模式;认为四川盆地形成与演化过程中,构造运动与水热型地热资源的形成密切相关,主要表现在:1)频繁不均匀升降运动导致构造—沉积格局分异,控制着地热储盖层岩性、组合及区域展布;2)构造抬升形成的不整合面和古岩溶作用极大改善了地热储层的孔渗物性和流体输导能力,形成了优质的碳酸盐岩孔洞型热储;3)断裂可能是地下热水的补给通道和输导系统,亦或是阻隔屏障,取决于断裂类型和断层两盘岩性配置关系;4)地下热水易于沿具走滑分量断层和张性断层进行补给和输导。

关键词：地质构造构造样式地热储层地下热水四川盆地