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四川盆地中部高陡斷裂構(gòu)造變形特征與斷裂性質(zhì)*

2023-02-09 02:02田方磊趙小輝何登發(fā)張巧依
地質(zhì)科學(xué) 2023年1期
關(guān)鍵詞:正斷層斷裂帶剖面

田方磊 趙小輝 劉 歡 何登發(fā) 魯 國(guó) 張巧依

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院 北京 100083;2.海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083;3.中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司西南物探研究院 成都 610213)

近年來,相對(duì)穩(wěn)定的克拉通盆地內(nèi)走滑斷層的研究吸引了諸多學(xué)者的關(guān)注。隨著高精度三維地震資料的大量采集和運(yùn)用,在國(guó)內(nèi)的塔里木盆地、鄂爾多斯盆地內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了大量延伸長(zhǎng)、識(shí)別特征清楚的走滑斷裂帶(Lan et al.,2015;劉永濤等,2015;鄧尚等,2018,2019,2021;馬德波等,2018a;Deng et al.,2019)。在勘探家的不懈探索下,塔里木盆地深層、超深層碳酸鹽巖層系發(fā)育的走滑斷裂帶被證實(shí)為優(yōu)異的油氣富集帶。隨后“斷溶體”油氣藏、“斷控巖溶縫洞型”油氣藏等新的油氣成藏模式先后建立(魯新便等,2015;漆立新,2016;焦方正,2018;漆立新等,2021)。塔里木盆地的成功經(jīng)驗(yàn)為中國(guó)幾大克拉通盆地的油氣勘探開拓了新思路。近年,一些研究也指出四川盆地中部發(fā)育走滑斷裂,其產(chǎn)狀高陡,在剖面上呈正/負(fù)花狀構(gòu)造、“Y”字型與反“Y”字型構(gòu)造、高陡直立斷層等樣式。沿?cái)嗔褞ё呦颍@些斷裂則表現(xiàn)出雁列式展布和分段變形特征(殷積峰等,2013;馬德波等,2018b;焦方正等,2021)。此外,由于這些斷裂帶存在顯著的伸展變形,因此,前人也將其稱為“張扭走滑斷裂”(馬德波等,2018b)。然而,對(duì)川中地區(qū)這類斷裂體系的研究尚處于初期,目前對(duì)其構(gòu)造特征仍然缺乏系統(tǒng)、全面的認(rèn)識(shí),這導(dǎo)致人們?nèi)匀浑y以界定這類斷裂的性質(zhì)。

鑒于上述問題,本文充分利用大面積覆蓋川中地區(qū)的三維連片資料,通過層面、剖面精細(xì)構(gòu)造解析,對(duì)川中地區(qū)主要高陡斷裂帶的構(gòu)造變形特征進(jìn)行準(zhǔn)確厘定。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)其斷裂性質(zhì)展開討論。

1 地質(zhì)背景

四川盆地是一個(gè)大型的疊合、復(fù)合超級(jí)含油氣沉積盆地(汪澤成等,2022),其經(jīng)歷了早期的陸塊拼合統(tǒng)一基底形成階段、新元古代早期(拉伸紀(jì))陸內(nèi)裂谷形成與發(fā)展階段、新元古代晚期(成冰紀(jì))裂谷填平補(bǔ)齊和冰期蓋層形成階段、新元古代末(震旦系)克拉通內(nèi)坳陷盆地形成階段。隨后,自早古生代—晚三疊世,四川盆地又經(jīng)歷了多旋回的古隆起發(fā)育與深埋藏過程,導(dǎo)致盆地中部中-上寒武統(tǒng)、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、三疊系雷口坡組等遭受大規(guī)模剝蝕并完全或部分缺失,P/AnP 不整合面、T3x/T2l不整合面等區(qū)域性削截型不整合面廣泛發(fā)育于樂山—龍女寺古隆起、瀘州古隆起及其鄰區(qū)(圖1c)。而從晚三疊世開始,由于盆地周緣的龍門山構(gòu)造帶、米倉—大巴褶皺沖斷帶、江南—雪峰構(gòu)造帶、大涼山—大婁山構(gòu)造帶等陸續(xù)形成,周緣前陸盆地發(fā)育,盆地構(gòu)造—沉積環(huán)境發(fā)生了翻天覆地的變化,奠定了現(xiàn)今的盆—山構(gòu)造格局。經(jīng)歷漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化歷史后,四川盆地形成了川西坳陷帶、米倉—大巴褶皺沖斷帶、川東高陡褶皺帶、川南低陡褶皺帶和川中平緩褶皺帶等5 大構(gòu)造單元(圖1a)(何登發(fā)等,2020)。

與盆地周緣復(fù)雜沖斷褶皺帶相比,川中平緩褶皺帶構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,地層相對(duì)平緩,前人所指的“走滑斷裂”即發(fā)育于該地區(qū)(馬德波等,2018b;焦方正等,2021)。通過川中地區(qū)大面積三維高精度地震數(shù)據(jù)的解釋和分析,一般認(rèn)為川中地區(qū)高陡斷裂(走滑斷裂)廣泛發(fā)育于高石梯—磨溪—龍女寺地區(qū)及北部斜坡區(qū)。自北向南Ⅰ級(jí)NWW-SEE(或近E-W)走向的高陡斷裂帶有12 條(FI1~FI12),這些Ⅰ級(jí)斷裂帶間還發(fā)育有若干Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)斷裂帶(圖1b 中紅色線條標(biāo)記的斷層)。除此之外還有一組NE-SW 走向的Ⅱ級(jí)高陡斷層(FII18~FII21),其主體發(fā)育于連片三維西南部(圖1b 中藍(lán)色線條標(biāo)記的斷裂),與NWW-SEE(或近E-W)向高陡斷裂近乎垂直相交。

2 高陡斷裂構(gòu)造變形特征

通過高精度三維地震資料平面、剖面綜合構(gòu)造解析,我們發(fā)現(xiàn)川中地區(qū)的高陡斷裂,即前人所指的“走滑斷裂”具有高陡正斷層的變形特征,同時(shí)在一些主要斷裂帶上還發(fā)現(xiàn)了標(biāo)志性的走滑(剪切)變形證據(jù)。這表明川中地區(qū)的高陡斷層是“伸展+走滑”復(fù)合變形的結(jié)果。下面,我們將詳細(xì)闡述川中地區(qū)高陡斷裂的構(gòu)造變形特征。

2.1 斷裂的分布與伸展變形特征

通過對(duì)高石梯—磨溪地區(qū)寒武系底界進(jìn)行精細(xì)層位追蹤和50 m×50 m 為網(wǎng)格的高精度層面制圖,可以觀察到川中地區(qū)近NWW-SEE(或近E-W)走向的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)高陡斷裂和NE-SW 走向的Ⅱ級(jí)高陡斷裂交織成網(wǎng)狀,將高石梯、磨溪、龍女寺構(gòu)造高分割成不同的斷塊帶。在斷裂帶的局部位置還可見顯著的斷控洼陷帶,是斷裂曾發(fā)生伸展變形的重要證據(jù)(圖1b,圖2a)。從側(cè)視圖中觀察寒武系底界三維層面模型,可以更加直觀的看到FI5、FI6、FI7、FI8、FI9 等斷裂帶發(fā)生伸展變形形成的一系列斷層陡坎(圖2b)。通過層面、剖面綜合解析(圖2,圖3),我們還可以觀察到這些斷裂具有如下的分布和伸展變形特征。

圖1 四川盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨按ㄖ凶呋瑯?gòu)造研究區(qū)位置(a),川中地區(qū)寒武系底界高陡斷裂分布圖(b),川中地區(qū)Z1 井、K1 井地層綜合柱狀圖(c)Fig.1 Tectonic units of Sichuan Basin and the location of study area(a),distribution of deep-rooted and steep faults at the bottom of Cambrian(b)and integrated stratigraphic profiles of well Z1 and well K1 in the central Sichuan Basin(c)

(1)FI5、FI8 斷裂帶斷層跡線呈單式或復(fù)式“弓”形(圖2a),為整體向北傾的高陡正斷層。在剖面中,這兩條斷裂帶的主斷層與其北側(cè)的次級(jí)張性斷層可以組成“Y”字型負(fù)花狀構(gòu)造(如FI8 斷裂帶,圖3b)或更復(fù)雜的負(fù)花狀構(gòu)造(如FI5 斷裂帶,圖3a)。除此之外,二者都是次級(jí)構(gòu)造單元的邊界,如FI5 斷裂帶是龍女寺構(gòu)造高的北邊界斷層;而FI8 斷裂帶則是高石梯—磨溪構(gòu)造低(向斜區(qū))的北邊界斷層(圖2,圖3)。

圖2 川中高石梯—磨溪地區(qū)寒武系底面三維俯視圖(a)與三維側(cè)視圖(b)(位置見圖1b)Fig.2 3D top view(a)and 3D side view(b)of the bottom of Cambrian in Gaoshiti-Moxi area,central Sichuan Basin(location refers to Fig.1b)

(2)FI9 斷裂帶作為高石梯—磨溪構(gòu)造低(向斜區(qū))的南邊界斷層,其變形強(qiáng)度明顯弱于FI8 斷裂帶,整體也呈復(fù)式“弓”形。沿FI9 斷裂帶走向觀察,可以進(jìn)一步看出其斷距最大、變形最強(qiáng)烈的區(qū)段位于H1 井和G1 井之間,在G1 井以西10 km 范圍內(nèi),F(xiàn)I9斷裂幾乎沒有可識(shí)別的斷距,但斷裂北側(cè)地層向高石梯—磨溪構(gòu)造低方向傾斜,為一個(gè)顯著的單斜構(gòu)造(圖2,圖3b)。

圖3 川盆地中部高石梯—磨溪地區(qū)典型剖面(A-A',B-B'剖面)構(gòu)造特征(剖面位置見圖2)Fig.3 Structural characteristics of typical sections(A-A',B-B')in Gaoshiti-Moxi area,central Sichuan Basin(location refers to Fig.2)

(3)FI6、FI7斷裂帶主體發(fā)育于磨溪—龍女寺構(gòu)造高位,它們向西穿過燈2、燈3-4臺(tái)緣進(jìn)入北部斜坡區(qū)(圖2),目前可識(shí)別的延伸長(zhǎng)度在所有斷裂帶中最長(zhǎng),達(dá)170 km 以上(圖1b)。A-A'剖面構(gòu)造解析表明FI7 斷裂帶在龍女寺地區(qū)傾向SSW 方向,由FI7-1 和FI7-2 兩條分支高陡正斷層組成(圖2a,圖3a)。B-B'剖面構(gòu)造解析則揭示FI7 斷裂帶向北傾,由一條高陡正斷層組成。寒武系底界T0圖中也可以更加直觀的觀察到上述現(xiàn)象(圖2)。事實(shí)上,F(xiàn)I6 斷裂帶也和FI7 斷裂帶一樣,在龍女寺地區(qū)向SSW 傾,也由兩條次級(jí)分支高陡正斷層組成(FI6-1 和FI6-2);在鄰近燈3-4 臺(tái)緣的區(qū)段上,F(xiàn)I6 斷裂同樣傾向NNE 方向(圖2,圖3a)。

整體上,川中高石梯—磨溪地區(qū)高陡斷裂具有顯著的伸展變形特征,剖面上可解釋為高陡、斜列分布的板狀正斷層。除FI6、FI7 斷裂帶在東段和西段傾向相反,東段都分叉為兩條高陡正斷層外,F(xiàn)I5、FI8、FI9 斷裂帶的傾向在不同區(qū)段整體都保持一致,均向北傾,且均呈單式或復(fù)式“弓”形(圖1b,圖2,圖3)。

2.2 主要斷裂帶走滑變形特征

前人在界定川中地區(qū)高陡斷裂是不是走滑斷裂時(shí),大多采用以下3 類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

(1)根據(jù)剖面構(gòu)造變形特征進(jìn)行厘定。認(rèn)為斷層高陡、直立、斷入基底,縱向上和沿?cái)嗔炎呦蛏?,斷距明顯變化的為走滑斷層(焦方正等,2021)。

(2)根據(jù)斷層的水平位錯(cuò)進(jìn)行厘定。如若斷裂帶沿其走向存在明顯的水平滑移量,我們也可以確定斷層的走滑屬性。其中比較可靠的是斷層對(duì)早期沉積體、早期構(gòu)造(如:臺(tái)緣、古河道、古斷層)造成的錯(cuò)動(dòng)(鄧尚等,2019;潘家偉等,2022)。然而,此處必須要說明的是由于斷層效應(yīng),三維地震數(shù)據(jù)水平切片中觀察到的水平位錯(cuò)不能作為斷層存在走滑變形的證據(jù)(Haakon,2016)。因此,采用此方法獲取的走滑位移數(shù)據(jù)需要慎重使用。

(3)根據(jù)主斷裂帶與兩側(cè)次級(jí)伴生構(gòu)造的組合關(guān)系進(jìn)行厘定。理論研究、物理模擬、數(shù)值模擬研究和野外觀察均表明:當(dāng)斷裂帶發(fā)生走滑(剪切)變形時(shí),主剪切帶兩側(cè)往往會(huì)伴生一系列次級(jí)剪切破裂或剪切斷層,如R 剪切、R'剪切、P 剪切和T 破裂(即次級(jí)張性破裂)(圖 4)(Sylvester,1988;Rao et al.,2011;Dooley and Schreurs,2012;Gogonenkov and Timurziev,2012;鄧尚等,2018;焦方正等,2021;潘家偉等,2022;Tian et al.,2022)。因此,可以根據(jù)主斷裂帶與兩側(cè)次級(jí)伴生構(gòu)造的組合關(guān)系厘定斷裂帶是否存在走滑變形。對(duì)于川中地區(qū)的高陡斷裂,如若在斷裂帶兩側(cè)發(fā)現(xiàn)可靠的次級(jí)伴生構(gòu)造,也可以判定斷裂帶是否存在走滑變形。

圖4 走滑變形系統(tǒng)構(gòu)造組成要素Fig.4 Structural components of the strike-slip deformation system

對(duì)于四川盆地中部的高陡斷層,其特殊性在于:盡管這些斷層貫穿了早期的燈3-4、燈1-2 臺(tái)緣,但這些臺(tái)緣帶并未遭受顯著的錯(cuò)斷(焦方正等,2021)。除此之外,川中地區(qū)的這些高陡斷裂帶再無可靠的水平錯(cuò)斷標(biāo)志可供識(shí)別。因此,一個(gè)關(guān)鍵問題是:川中地區(qū)的高陡斷裂存不存在走滑變形?它們的走滑變形具體有什么表現(xiàn)?對(duì)此,我們將對(duì)FI5、FI6、FI7、FI8、FI9 等發(fā)現(xiàn)可靠走滑變形標(biāo)志的斷裂帶展開詳細(xì)闡述,明確其走滑變形特征。

(1)近東西向Ⅰ級(jí)斷裂帶走滑變形特征

1)FI5、FI8、FI9 斷裂帶走滑變形特征

對(duì)于FI5、FI8、FI9 等3 條整體呈“弓”形的Ⅰ級(jí)斷裂帶,我們?cè)谥鲾嗔褞蓚?cè)都發(fā)現(xiàn)了一系列次級(jí)張性斷層。通過主、次級(jí)斷層組合關(guān)系的分析,我們認(rèn)為這3 條斷裂帶均發(fā)生過右行走滑變形。其中最典型的當(dāng)屬FI8 斷裂帶。

針對(duì)FI8 斷裂帶,我們?cè)诙B系底界T0圖(圖5a、圖5b)、龍王廟組底界T0圖(圖5c、圖5d)和寒武系底界T0圖中都發(fā)現(xiàn)了發(fā)育在主斷裂帶兩側(cè)的次級(jí)張性斷層。這些次級(jí)張性斷層延伸長(zhǎng)度一般4~10 km。其中,北側(cè)的次級(jí)張性正斷層與主斷層的銳夾角均指向東;而南側(cè)次級(jí)張性斷層與主斷裂帶的銳夾角均指向西。通過仔細(xì)觀察,我們可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這些次級(jí)張性斷層的一端均終止于FI8 主斷裂帶上,表明二者存在顯著的同期伴生關(guān)系?;趦蓚?cè)次級(jí)張性斷層與主斷層存在的這種特定規(guī)律,我們認(rèn)為FI8 斷裂帶經(jīng)歷過右行走滑變形(圖5),主斷裂南北兩側(cè)的這些次級(jí)張性斷層相當(dāng)于走滑變形系統(tǒng)中的張性破裂(tensile crack)(圖4)。

通過剖面C-C',我們進(jìn)一步觀察到FI8 斷裂帶的上盤(北盤)地層發(fā)育有顯著的正斷層牽引向斜,而主斷裂南側(cè)成對(duì)的次級(jí)張性斷層則構(gòu)成“Y”字形負(fù)花狀構(gòu)造,也指示曾經(jīng)發(fā)生顯著的伸展變形。

綜上,F(xiàn)I8 斷裂帶實(shí)質(zhì)上發(fā)生了“伸展+右行走滑”的復(fù)合變形,兼具伸展變形和走滑變形特征。與FI8 斷裂帶類似,在FI5、FI9 斷裂帶的北側(cè),也發(fā)現(xiàn)了與主斷裂伴生的次級(jí)張性斷層。這些次級(jí)張性斷層的一端同樣終止于FI5、FI9 斷裂帶上(圖5,圖7)。在這些次級(jí)張性斷層之間,往往還發(fā)育有小型的斷控洼陷(圖7),指示其形成于伸展背景。與次級(jí)張性斷層的應(yīng)力背景一致,F(xiàn)I5、FI9 主斷裂也具有正斷層的特征,形成于伸展背景?;谶@些次級(jí)張性斷層與主斷層的構(gòu)造特征和組合關(guān)系,也可以確定FI5、FI9斷裂帶是“伸展+右行走滑”復(fù)合變形的產(chǎn)物。

圖5 FI8 斷裂帶走滑變形在層面T0圖上的表現(xiàn)(位置見圖1b)Fig.5 Strike-slip deformation characteristics of the FI8 fault zone in T0 diagrams(location refers to Fig.1b)

圖7 FI5 斷裂帶走滑變形平面特征(a,位置見圖1b)和剖面特征(b,位置見左圖)Fig.7 Strike-slip deformation characteristics of the FI5 fault zone and typical seismic profile

2)FI6、FI7 斷裂帶走滑變形特征

與FI5、FI8、FI9 斷裂帶不同,F(xiàn)I6、FI7 主斷裂帶兩側(cè)(圖2)沒有可識(shí)別的次級(jí)張性破裂。但是,在P1 井區(qū)附近,在二疊系底界上下5 ms 的相干圖中發(fā)現(xiàn)了指示這兩條斷裂帶存在走滑變形的關(guān)鍵證據(jù):沿?cái)嗔褞ё呦虬l(fā)育的雁列正斷層組或張性帚狀構(gòu)造(圖8b、圖8d)。組成雁列正斷層組、張性帚狀構(gòu)造的小型正斷層延伸長(zhǎng)度為1~5 km,整體呈左階雁列展布。其變形特征、構(gòu)造組合關(guān)系與下伏寒武系底界相干圖所揭示的單條斷裂不同,表明在該地區(qū),F(xiàn)I6、FI7 斷裂帶存在顯著的縱向差異變形(即分層變形)。基于這些雁列正斷層組的構(gòu)造變形特征、組合關(guān)系及其與深部主剪切帶的上下構(gòu)造配置關(guān)系,可以進(jìn)一步確定FI6、FI7 斷裂帶在P1 井區(qū)附近曾發(fā)生右行張扭走滑變形,剪切方向與FI5、FI8、FI9 斷裂帶一致(圖8)。

圖8 FI6、FI7 斷裂帶走滑變形平面構(gòu)造特征(位置見圖1b)Fig.8 Structural characteristics of strike-slip deformation of FI6 and FI7 fault zones(location refers to Fig.1b)

對(duì)于FI6、FI7 斷裂帶,除了在P1 井區(qū)發(fā)現(xiàn)有雁列正斷層組和張性帚狀構(gòu)造等指示右行張扭走滑變形的證據(jù)外,在FII19 斷裂帶北部的斜坡區(qū),我們發(fā)現(xiàn)了更多指示這兩條斷裂帶曾發(fā)生右行張扭走滑變形的雁列正斷層組(圖9)。通過在北部斜坡區(qū)追蹤筇竹寺中-上部的一根強(qiáng)振幅、連續(xù)性很好的波谷反射界面(反射界面位置見圖10b),并進(jìn)行50 m×50 m 的層面制圖,可以清晰的觀察到這些雁列正斷層組在該反射界面上的變形特征。

整體上,組成這些雁列正斷層組的小型正斷層延伸長(zhǎng)度普遍在2~5 km,部分?jǐn)鄬娱L(zhǎng)度可達(dá)10 km,如圖9a 中E-E'剖面所揭示的3 號(hào)斷層(圖10)。通過與深部主斷裂帶的構(gòu)造位置進(jìn)行對(duì)比,大概可以將這些雁列正斷層組分為FI6-01ENFA(FI6 斷裂帶西端01分支的雁列正斷層組;ENFA,即En echelon Normal Fault Array,下同)、FI6-02ENFA(FI6 斷裂帶西端02 分支的雁列正斷層組)、FI7-ENFA(FI7 斷裂帶西端的雁列正斷層組)和FNE01-ENFA(北東向01 號(hào)斷裂帶上發(fā)育的雁列正斷層組)。除此之外,還有①~⑤雁列正斷層組零散分布于該地區(qū)(圖9b 中由紅字標(biāo)記的①~⑤)。整體上,這些小斷層或長(zhǎng)、或短,集群發(fā)育,左階排列,具有顯著的規(guī)律性,指示FI6-01、FI6-02、FI7 等I 級(jí)斷裂帶的西部末梢曾發(fā)生右行張扭走滑變形。

圖6 FI8 斷裂帶走滑變形剖面構(gòu)造特征(剖面位置見圖5)Fig.6 Structural characteristics of the FI8 strike-slip fault zone in seismic profiles(location refers to Fig.5)

在E-E'剖面上,上述雁列正斷層組產(chǎn)狀高陡,呈板狀斜列,主體發(fā)育在前燈影組—寒武系,向上未突破P/AnP 不整合面。通過垂向斷距測(cè)量,其中一些雁列正斷層組在寒武系內(nèi)的斷距可達(dá)30~40 ms,約90~120 m,表明這些雁列正斷層組變形強(qiáng)烈。在所追蹤的波谷反射界面(圖10b)和P/AnP 不整合面之間,還可以看到寒武系(筇竹寺組)在局部地區(qū)顯著增厚,表明這些雁列正斷層組控制著局部微型地塹的發(fā)育(圖10)。此處,難以界定上述的地層增厚現(xiàn)象是地層剝蝕后的殘余還是斷層同沉積增厚。但是,不論如何,可以肯定的是這些雁列正斷層組在P/AnP 不整合面形成以前發(fā)育并定型。

圖10 FI6、FI7 斷裂帶在北斜坡區(qū)走滑變形產(chǎn)生的雁列正斷層組剖面構(gòu)造特征(剖面位置見圖9)Fig.10 Structural characteristics of the En echelon normal fault groups generated by the strike-slip deformation of the FI6 and FI7 fault zones in the northern slope area(location refers to Fig.9)

(2)北東向斷裂帶走滑變形的厘定

對(duì)于北東向斷裂帶,在T0圖中可以觀察到FNE01 斷裂南北兩側(cè)發(fā)育有一系列雁列正斷層組(即FNE01-ENFA),它們沿著FNE01 斷裂帶分布,與該斷裂帶具有相似的幾何交切關(guān)系,表明FNE01 斷裂帶也曾發(fā)生右行走滑變形(圖9)。

圖9 FI6、FI7 斷裂帶走滑變形產(chǎn)生的雁列正斷層組(位置見圖1b)Fig.9 En echelon normal fault groups caused by strike-slip deformation of FI6 and FI7 fault zones(location refers to Fig.1b)

除了這些雁列正斷層組可以作為FNE01 斷裂帶具備右行走滑變形的證據(jù)外,在FNE01斷裂帶和FNE02(FII19)斷裂帶之間我們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)菱形的微型地塹,其結(jié)構(gòu)與走滑“拉分盆地”類似。該菱形地塹兩邊長(zhǎng)分別約8 km 和10 km(圖9)。通過兩條貫穿該菱形微地塹的地震反射剖面的精細(xì)解析,進(jìn)一步確認(rèn)了該菱形微地塹的存在:從剖面中,可以看到筇竹寺中-上部強(qiáng)波谷反射界面和P/AnP 不整合面之間的地層增厚明顯受限于FNE01、FNE02(FII19)邊界斷層(圖11a)和FNW01、FNW02 邊界斷層(圖11b)。

圖11 川中北斜坡北東向斷裂帶走滑變形剖面構(gòu)造特征(剖面位置見圖9)Fig.11 Strike-slip deformation characteristics of the NE striking fault zones in the north slope of the central Sichuan Basin(location refers to Fig.9)

一般情況下,可能認(rèn)為發(fā)育在FNE01、FNE02 邊界斷層之間的這個(gè)菱形的微地塹是這兩條北東向高陡斷裂右行走滑變形形成的“拉分盆地”。倘若如此,可以很容易的知道FNE01、FNE02 這兩條斷裂帶承擔(dān)的走滑位移約為10 km。然而,沿著FNE02(FII19)斷裂帶往東,我們并未觀察到FNE02(FII19)斷裂帶將燈1,燈2,燈3-4 臺(tái)緣錯(cuò)開(臺(tái)緣帶形成于震旦紀(jì)燈影期)(圖1b,圖2)。這表明在FNE01、FNE02(FII19)邊界斷層之間的這個(gè)菱形的微地塹不是這兩條邊界斷層右行走滑變形的產(chǎn)物,其形成的原因有待進(jìn)一步研究。

綜上,盡管發(fā)育在FNE01、FNE02 邊界斷層之間的這個(gè)菱形的微地塹不能作為北東向高陡斷層曾發(fā)生走滑變形的證據(jù),但是FNE01 斷裂帶南、北兩側(cè)發(fā)育的雁列正斷層組表明FNE01 斷裂帶曾發(fā)生過右行走滑變形。但是,對(duì)于FNE02(FII19)斷裂帶及發(fā)育在高石梯、磨溪地區(qū)及西部海槽區(qū)的其他北東向高陡斷裂,它們?cè)?jīng)是否發(fā)生過走滑變形,仍然缺少可靠的鑒別標(biāo)志。

3 討論:川中高陡斷裂的性質(zhì)

通過精細(xì)的層面、剖面綜合構(gòu)造解析,已經(jīng)明確川中地區(qū)高陡斷裂的兩個(gè)典型變形特征:

(1)存在顯著的伸展變形分量。發(fā)育在川中地區(qū)的高陡斷裂,不論NWW-SEE 向(或近E-W 向)還是NE-SW 向,不論Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)還是Ⅲ級(jí),均具有顯著的伸展變形特征。在剖面上,這些斷裂產(chǎn)狀陡直,呈板狀斜列分布,具有正斷層的特征。

(2)證實(shí)FI5、FI6、FI7、FI8、FI9 及FNE01 等主要斷裂帶存在走滑變形,且剪切變形機(jī)制均為右旋剪切。

基于對(duì)川中地區(qū)高陡斷裂構(gòu)造變形特征的準(zhǔn)確掌握,一個(gè)需要進(jìn)一步討論的問題就是:川中高陡斷裂的斷層性質(zhì)是什么?

顯然,不能單純用“陡直正斷層”或“右行走滑斷層”來定義川中地區(qū)的這些高陡斷裂。這些斷層的形成不是純粹的伸展變形或純粹的右行走滑變形的結(jié)果,而是二者復(fù)合變形,因此前人提出的“張扭走滑斷層”這一觀點(diǎn)可以較好的描述川中地區(qū)這些高陡斷層的基本性質(zhì)(馬德波等,2018b)。從構(gòu)造變形時(shí)間上看,大部分兼具右行走滑變形和伸展變形的斷層,其上端點(diǎn)均終止于P/AnP 不整合面,部分向上斷穿該不整合面,終止于二疊系及三疊系內(nèi)。這表明“走滑+伸展”的復(fù)合變形在二疊系沉積前(相當(dāng)于加里東期—海西期早期)就已經(jīng)發(fā)生,在隨后的海西期晚期、印支期,再次疊加“伸展+走滑”變形,從而形成我們現(xiàn)今觀察到的高陡斷裂體系。

因此,川中地區(qū)這些高陡斷裂的性質(zhì),可以概括為:加里東期—海西早期發(fā)育并部分定型,部分在海西期晚期—印支期復(fù)活的“右行張扭走滑斷裂”。

4 結(jié) 論

通過精細(xì)的綜合構(gòu)造解析,準(zhǔn)確厘定川中地區(qū)高陡斷裂的構(gòu)造變形特征和斷裂屬性,得出如下結(jié)論:

(1)川中地區(qū)的高陡斷裂,不論NWW-SEE 向(或近E-W 向)還是NE-SW 向,不論Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)還是Ⅲ級(jí),均具有顯著的伸展變形分量。在剖面上,這些斷裂產(chǎn)狀陡直,呈板狀斜列分布,具有正斷層的變形特征。

(2)證實(shí)川中地區(qū)的FI5、FI6、FI7、FI8、FI9 及FNE01 等主要斷裂帶存在走滑變形分量,且剪切變形機(jī)制均為右旋剪切。

(3)川中地區(qū)高陡斷裂的性質(zhì)可以概括為:加里東期—海西早期發(fā)育并部分定型,部分在海西期晚期—印支期復(fù)活的“右行張扭走滑斷裂”。

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