第三章 构造样式与运动学分析
频率多为40~50HZ,往南多见向上超覆现象,往北常与②号断裂呈“切割式”接触。该波组主要分布于北部地区,为第三系底界反射。
TT3波组:一般为2~3个相位组成,视频率为30—40HZ,盆地的北部和东部能量较强、特征明显、同相轴较连续,能在大部分剖面连续追踪对比。剖面上可见到其下伏反射波组被削截,以及上覆反射波组的上超现象。T (见SD9495T3反射波组在盆地周缘地区已被逆冲或抬升至地面—3、SD9495—4、SD94—Ⅳ地震剖面),而在中、新生代地层覆盖的广大区域见其分布,该波组相当于上三叠统或侏罗系底界反射(即印支不整合面反射)。
TP2波组:常以2~3个相位出现(追踪对比其下相位),视频率为25~35HZ,局部地方反射波能量较强,相位较连续;大部分地区反射能量较弱,相位不连续。根据区域构造和沉积地层特征分析认为该波组相当于上二叠统底界反射(东吴构造面反射)。
TD波组:常以2~3个相位出现(追踪对比其上相位),频率低,平均视频为20~30HZ,局部地方反射能量较强,相位较连续;其他地区隐约可见,波阻抗特征不明显。TD以下大部分为杂乱反射,绕射波较发育,应为基底岩系的反映,从地震剖面的反射特征和区域地质、钻井资料表明该波组相当泥盆系底界反射(即加里东不整合面反射)。
三、几条主要地震剖面的构造特征
(1)SD9495-1地震剖面(剖面位置见图3-1,下同)
该剖面位于十万山盆地西南端,穿过宁明新生代盆地,走向近南北,全长为51.42km(图3-14)。在剖面北端的宁明盆地为一半地堑断陷盆地,主控断层位于北侧,倾向南或南西,该断层下切深度很大,深切基底地层,相当于5.5秒,根据区域地质构造分析它相当于宁明-沙坪断裂。在主控断层的上盘,泥盆系~下二叠统地层厚度变化不大;而上二叠统~中、下三叠统为一楔状地层,南部厚、北部薄;上三叠统为更为明显的楔状地层,南部巨厚,北部至宁明盆地之下逐渐尖灭。在宁明盆地南侧发育一背斜构造,即百马构造,其成因可能与下方的隐伏逆冲断层有关。百马构造以南发育牛头山向斜和那支隘背斜。其中,那支隘背斜变形较强,它与两条断层形成背冲式逆冲构造有关,其主断层向北倾,即峙浪断裂,使上盘地层向南逆冲抬升,该断裂可能在下部的上三叠统底滑脱,并与深部的叠瓦状构造沟通。侏罗系下统地层反射波组连续性较好,层位稳定,可进行区域性对比,其底界一般为1秒左右。侏罗系中、上统地层波组能量小,连续性差,信噪比较低,在其顶部可见因挤压形成的小褶皱,应为燕山运动的产物。在剖面中段深部,主要发育一组倾向北或北西的叠瓦状逆断层。
(2)SD95-2地震剖面
该剖面全长为64.2km,它为一条切过海渊新生代盆地西侧边缘走向为北西-南东向的地震剖面(图3-15)。剖面形态较为简单,在剖面的南端,发育“Y”形逆冲断层组合,表现为向南倾的基底主断层限制了向北倾的一组(三条)断层。从解释剖面上看,基底断层表现为在寒武系内滑脱,根据区域地质分析,该主断层应为宁明~沙坪断裂,其北侧还发育一条缓倾角的主要断裂,剖面内未出露地表,根据位置推测应为凭祥~东门断裂。在该剖面上,上三叠统明显为楔状地层,其南部较厚,向北在海渊盆地之下尖灭,与下伏地层呈角度不整合接触关系,上三叠统底部为重要的构造滑脱面,深部的一些叠瓦状逆断层在此面滑脱,形成双重构造。总体看,侏罗~白垩系地层组成一大型复式向斜,在中部发育一条延入地腹深处的较大型反冲断层,即那楠-平福断裂;在测线南端发育一条倾向南的逆断层,产状较陡,在地表上相当于南屏-沙坪断裂。
(3)SD9495-3地震剖面及SD98-54地震剖面
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第三章 构造样式与运动学分析
SD9495-3地震剖面全长59.66km,走向北北西,经过上思新生代盆地的西部(图3-16)。在该剖面的北端,发育大型的基底大断裂,即宁明-沙坪断裂带,其在印支运动前可能为控盆正断层,印支运动后发生过构造反转,表现为逆冲断层的性质;喜山期该断层再次活动下陷,新生代地层同沉积形成上思盆地,出露宽度为6.8km。上思新生代盆地北边的白垩系地层与新生代地层为断层接触,该断层切穿主控断层,并把白垩系地层抬升压在新生代盆地上。CMP2401下方可能发育隐伏的双重构造,它们到上三叠统底部滑脱,表现为逆冲性质。CMP1501~2101之间的断层样式总体为叠瓦状逆断层,地表可能相当于南坪~沙坪断裂带和那楠~平福断裂带,这些倾向南的逆冲断层在上三叠统的底部接触面上滑脱,倾向北的侏罗系中正断层受到了它们的限制。在该剖面南部(CMP601附近)为扶隆-小董断裂带,该处在地表表现为三条叠瓦式逆冲断层,向下汇聚于TP-T反射层中的隐伏逆断层之上,下部由于加里东花岗岩体的破坏不太明显。它使上三叠统地层推覆倒转。台马岩体在该剖面上比较明显,接触面清楚,波组不具成层现象,反射比较均一。在剖面上为一不规则形,岩体延入较深部,有根,并不是所谓的推覆无根岩体,在地表宽度约为10km,穿插在上二叠统地层中,区域上北东-南西向分布。SD98-54地震剖面长为33.06km,在SD9495-3地震剖面东10km处,剖面形态与SD9495-3地震地质解释剖面非常相似。
(4)SD95-4地震剖面以及SD94-70地震剖面、SD98-74地震剖面 SD95-4地震剖面长73.72km,横切上思新生代盆地中部(图3-17)。该剖面北端发育规模较大的宁明~沙坪断裂带,其剖面构造样式表现倾向南东的铲状断层,浅部控制了上思新生代断陷盆地的北侧边缘,并被后期倾向北的逆冲断层破坏。该断裂带在印支运动之前对其下的地层起到了控制作用,表现为上盘地层厚度大于下盘地层;其对侏罗纪地层的控制作用在该剖面上表现不明显,在上盘只有下侏罗统地层,而且向南在远离断层的地方反而变厚,可能反映了燕山期的反转逆断层活动。剖面南部的台马岩体表现为“M”型,主要侵入于古生界地层之中,显示为有根的侵入体。在侵入体北侧发育一系列逆冲断层,即扶隆-小董断裂带。在该剖面的南端为一条大型逆断层,在地表上相当于灵山-钦州断裂,它在3秒处延志留系地层的底层面滑脱,从其形态来判断,该断层曾经历了较大距离的逆冲推覆运动,表现为在断层发育的地方,志留系地层明显增厚。SD94-70地震地质剖面和SD98-74地震地质剖面与该剖面比较相似,只是剖面较短,在这里不再描述。
(5)SD94-Ⅳ地震剖面以及SD98-98地震剖面
SD94-Ⅳ地震剖面长为99.3km,剖面走向为北西-南东向,是本区最长的一条,它在剖面的中部切过万参一井,层位标定较为准确,可信度高(图3-18)。在该部面北部(CMP3302以北剖面上)出露地层主要为台地相的泥盆系至二叠系,以碳酸盐岩为主,构造变形较弱,主要分布着六条逆断层,规模一般,表现为叠瓦状及背冲、对冲逆断层组合样式,其中靠近十万山盆地边缘的几条逆断层可能为凭祥~东门断裂带的组成部分,但规模并不大。凭祥~东门断裂在该剖面上看,其控盆作用并不明显。在该剖面,十万山盆地总体表现为由上三叠统、侏罗系和白垩系组成的大型复式向斜;中部发育规模较大宁明~沙坪深大断裂带;上三叠统仅发育于的南部地区,并呈明显的楔状地层。在万参1井地区的深部,上古生界地层中发育一系列(四条)叠瓦状的隐伏逆冲断层,断层面向北或北西倾,上盘向南或南东逆冲抬升,并遭受剥蚀,使得万参1井钻遇侏罗系与石炭系直接不整合接触,其间缺失大量地层,反映该隐伏叠瓦状逆冲断层系主要形成于印支期。CMP2102处的宁明-沙坪断层,从剖面上来看,断层在印支运动以前为可能控盆正断层,印支期及以后发生了多期反转逆断层活动,其
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图 3-16 SD9495-3地震地持解释剖面 图 3-15 SD95-2地震地持解释剖面 第三章 构造样式与运动学分析
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图 3-14 SD9495-1地震地持解释剖面
第三章 构造样式与运动学分析
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图 3-19 SD98-98地震地持解释剖面 图 3-18 SD94-Ⅳ地震地持解释剖面 图 3-17 SD94-4地震地持解释剖面 第三章 构造样式与运动学分析
北侧控制形成了一个大型的侏罗~白垩系向斜构造,表层有地层倒转现象。在剖面南部(CMP1502附近)为扶隆~小董断层,剖面上表现为向上分叉的逆冲断层带,断层向南东倾,上盘向北西逆冲,在该处附近的上三叠统地层发生了倒转。台马岩体形状呈为规则的分枝状,穿插在志留系、泥盆系~中、下三叠统等地层之中。剖面南边断裂发育,在剖面上均有表现,特别以灵山~钦州断裂带最具代表性,该断裂带倾向南,在地表对应于CMP302的三条逆断层,因它的作用,使得志留纪地层叠加巨厚。SD98-98地震地质解释剖面紧邻该剖面(图3-19),其特点与之比较相似,断层样式也比较接近,只是剖面较短,主要反映了宁明~沙坪断裂带两侧的构造特征。
四、地震剖面反映的构造层特征
本次研究中分别对切过十万山盆地的十条地震剖面进行了解释。在这次解释过程中,侧重于对TJ、TT、TP-D等反射层的划分,在剖面的南端划分了TS反射层,另外台马岩体等侵入岩体也进行了解释。根据地震剖面解释结果,纵向上可划分为四个构造层:
①加里东基底构造层:由志留系~奥陶系~寒武系地层构成,主要为复理石建造的浅灰、深灰色中~厚层状砂泥岩互层,它们在加里东运动时期经历过强烈的构造变形和浅变质作用,在扶隆~小董断裂带以北的主体地区缺失志留系~奥陶系,仅发育寒武系,在地震剖面上表现为一套反射层次丰富、连续性好、反射频率较低的反射特征,顶部可见明显的剥蚀现象,层内断层较为发育,南部主要以灵山~钦州断裂带为代表。
②泥盆系~下二叠统早海西构造层:在扶隆~小董断裂带以北的十万山盆地,该构造层主要是一个能干层组合,由泥盆系、石炭系及下二叠统组成,岩性主要为浅海相的碳酸盐岩建造,此组合地层的上下界面分别为两组强反射波组,在局部可见剥蚀现象。在扶隆~小董断裂带以南的钦防褶皱带地区,该构造层主要为一套非能干性岩性组合,以深水-次深水建造为主,经历了较强烈的东吴运动的构造变形。
③上二叠统~中三叠统伸展~反转构造层:这是一个能干性中等的层系,由上二叠统和中~下三叠统组成,岩性的横向变化较大,以碎屑岩、碳酸岩、硅泥质岩和火山岩等为主,上下界面反射波组较强,其内部波组能量一般,连续性较差,可见明显的上超尖灭现象。东吴运动后,在大陆边缘的大陆架和大陆斜坡转折处可能产生破裂,形成铲式的伸展断层,发育了该构造层;中三叠世末强烈的印支运动,该构造层发生反转褶皱与断裂,早期的伸展断层也发生反转逆冲活动,并控制了变形构造格架。
④上三叠统~白垩系滑脱褶断构造层:这是一个非能干性构造层系,主要包括上三叠统、侏罗系和白垩系。上三叠统从南至北为一明显的楔状地层,其内部反射波组波组能量一般,连续性较好,具弧形弯曲,但其上波组非常强,连续性也非常好;标志层上所显示的侏罗系地层波组能量大,连续性好,可明显的见到因挤压造成的层内小褶皱。该构造层岩性为灰黄、紫红色中~厚层状砂岩、粉砂岩及砂质泥岩。一般在上三叠统底部存在滑脱层系,其上的本构造层主要经历弱强的燕山运动,形成了一系列的滑脱型褶皱与断裂构造。
⑤新生界构造层:发育于小型伸展盆地内,为红色碎屑岩,变形微弱,分布局限。
五、地震剖面构造解释的几点认识
宁明~沙坪断裂可能是控制十万山盆地发展演化的最重要断裂带之一。该断裂在上述主干剖面中均出现,该断层走向为近东西,延伸可达88km,向南倾,从剖面上来看,该断层产状上陡下缓,呈铲状。该断层可能形成于海西期,在晚二叠世至早三叠世可能具有明显的伸展同生
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