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研究方向
区域及大地构造
油区构造解析
瞄准区域及大地构造、油区构造解析两个研究方向,擅长通过野外露头地质、室内地质与地球物理,以及构造应力场模拟和物理模拟对区域构造和油气区构造进行综合研究,在构造的几何形态、运动方式、动力学机制和年代学研究及其对油气的控制方面形成了一定的科研优势。
华北克拉通东南部伸展构造研究
(1)华北克拉通东南部晚中生代以来伸展滑脱断块研究
鲁西隆起及济阳坳陷南缘和埕岛油田部分地区寒武系/太古宇不整合面、石炭系-二叠系/奥陶系假整合面不再是沉积界面,它们已转换为构造面,是一种缓倾斜的顺层滑脱断层。陡倾斜控凹正断层与滑脱断层组成的伸展滑脱断块是华北克拉通南部晚中生代以来伸展构造的主要样式。它们最早的发育时间大致相同,均为晚中生代晚侏罗世-早白垩世,在新生代持续发育,陡倾斜断层在中、下地壳拆离滑脱。在深部背景方面,伸展滑脱断块受控于晚三叠世-早侏罗世沿作为转换断层的郯庐断裂带发生的扬子板块和华北板块近东西向俯冲、碰撞引起地幔物质上涌,进一步揭示两板块晚中生代早期的俯冲、碰撞存在多方向性。上述研究工作得到了国家自然科学基金项目资助,相关研究发表在《Progressin NaturalScience》、《地球物理学报》、《地质科学》、《地质论评》、《中国地质》等SCI或国家级期刊上,并在2010年成都举办的“盆地构造研究前缘与进展”研讨会上作了发言。
(2)鲁西地块NW向拆离断层特征研究
不同于华北克拉通广泛发育NE向断层,鲁西地块发育特征明显的NW向断层,三叠纪-早侏罗世为走滑断层或逆断层,中侏罗世-早白垩世反转为具有张扭性质的正断层,古新世-始新世继续活动,且南早北晚。它们在22-29km处中、下地壳低速层倾角变平,成为拆离断层。
磷灰石/锆石裂变径迹证据分析得出NW走向断层的活动存在差异。南部非控盆断层可能在早侏罗世约184Ma开始活动,43Ma之后不再活动。控盆断层于早白垩世约141Ma、晚白垩世80~75Ma活动,新生代活动时间为约61Ma,49~42Ma以及36~32Ma。总体上,NW走向断层由早到晚由南向北发育,并控制了凹陷的向北发育。中生代以来区域构造应力场的变化和郯庐断裂带的走滑作用是导致两类NW走向断层差异演化的根本原因,在深部则受控于晚三叠世以来华北、扬子板块陆陆碰撞和古太平洋板块俯冲方向和速度的改变。印支期后挤压到伸展的转变,加上郯庐断裂带的左行走滑,使靠近华北克拉通南缘的前端NW走向断层首先发育,因倾角较大故不控制盆地发育;向北的后端相对伸展,成为控盆断层。
NW走向断层大致向北迁移的同时,早侏罗世相应碱性岩浆活动也出现在南部断层,由于碱性岩浆活动是岩石圈伸展减薄的开始,隐示华北克拉通破坏可能始于早侏罗世或晚侏罗世,且由南向北逐渐拆沉。横切渤海湾盆地和郯庐断裂带的横剖面上,烟台-五莲断层之下对应高速体,向NWW方向斜插于华北板块之下,其上、下为低速体,这样的高速体被解释为俯冲板片残留体,即扬子板块呈北西西向俯冲、下插于华北板块之下。上述两大板块发生在中生代早期的陆内俯冲、碰撞,很可能动摇了华北克拉通的“根基”,成为克拉通破坏的发端。来自地球化学学者的研究支持这一推论,早白垩世鲁西地区EM2型的岩石圈地幔,是由220~ 130 Ma扬子板块的陆壳俯冲改造成富集地幔、又经130~110Ma期间古太平洋板块的俯冲造成岩石圈减薄和地幔物质上涌的再次改造形成的。该研究对探讨华北克拉通破坏开始的时间和机制具有重要意义。研究获得国家自然科学基金面上项目资助,相关成果发表在《地质科学》和《地质学报》上。
(3)伸展盆-岭耦合研究
认为鲁西隆起与济阳坳陷前新生代经历了相同的演化,新生代存在伸展盆-山耦合关系,济阳坳陷现今地貌形成的关键时期也在44-37Ma和23-20Ma,得出华北克拉通南部伸展盆-山耦合控制着成油气系统的迁移。
鲁西隆起新生代三期抬升史与济阳坳陷沉降/抬升史存在对应关系。鲁西隆起新生代开始抬升,但抬升速率不大,此时济阳坳陷开始沉降,二者是一个相连的大盆地,44Ma鲁西隆起整体快速隆升使二者分隔开来,进入各自的隆、拗演化史,并造成坳陷大幅度沉降,进而控制着烃源岩的形成、油气运移时间和油气分布由南向北迁移;约23Ma,隆起区和济阳坳陷区共同抬升,因此,济阳坳陷现今地貌形成的关键时期为44-37Ma和23-20Ma,后者在坳陷区产生的裂缝、溶洞由于形成时间与油气的运移时间相匹配,为潜山油藏提供了有效的储集空间和运移通道,是潜山油气藏形成的关键。相关研究发表在《Journalof Earth Science》、《岩石学报》上。
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