(一)对“褶皱-冲断”(fold-thrust或fold nappe)及其类型的理解
在历史上,对“褶皱-冲断”的形成有两种不同的主张,一种意见,似乎强调褶皱或先有褶皱,冲断是因为褶皱的不对称直至倒转而产生的(A.Heim,1921)。另一种认识,似乎是从研究北美西部落基山地区,特别是从研究加拿大落基山地区得出的,认为大型的推覆构造,如图2-28所示,不一定有强烈的褶皱相伴随,是一种相对简单的低角度的板状推覆体(席),因而主张将这种造山带侧翼上的构造称作冲断推覆(thrust nappe 相当后来的Overthrust)(O.Ampferer,1920)。
图2-28 阿尔伯达(西加)特纳河谷地区构造横剖面图
示一个典型前陆盆地活动翼上的薄皮滑脱褶皱及示逆掩断裂带的组合及特点
1—第三系;2—卡狄姆;3—中生代碎屑岩;4—古生代碳酸盐岩;5—前寒武系
最近几年,在与冲断相联系的褶皱问题上(thrus-related folds),以J.Suppe(1983)《断弯褶皱几何学和运动学》为基础,以J.M.M.Dobson的《前陆褶皱和冲断带动力学》一文为代表(1991),如图2-29所示,将加拿大落基山地区的褶皱分成三类,一类是发生在阶段初期(断坡尚未产生)下断坪上的“拆离褶皱”(detachment fold);一类是阶段中期位于断坡上的“断层传播褶皱”(fault propagation fold),以及“后期的”褶皱上下盘跨断坡及上断坪的传送断层传播褶皱(transport fault propagation fold)(K.R.McClay,2004)。
图2-29 冲断带中与冲断相联系的褶皱
(据McClay,2004,修编)
从1983年Suppe的断弯(fault-bend folding)到Dobson的①拆离褶皱(detachment)、②断层传播褶皱(Fault-propagation fold)及③输送断层传播褶皱(Transported Fault-propagation fold)(随着断层位移增加)②是共面的(Coplaner),③是非共面的(Noncoplaner),后者跨断坪和断坡
在由W.K.Wallace和T.X.Homza执笔的《依势断层传播褶皱(FPF)而转移的拆离褶皱(DF)和它们与冲断削截面之间关系》文章中(Mcllay,2004),作者根据冲断褶皱与滑脱面之间的削截关系及传播点的位置,将冲断褶皱分成在下断坪拆离褶皱(DF)基础之上的断坡上共面的断层扣留(arrest)褶皱(FAF)、非共面的跨断坡和上断坪的断层传播褶皱(FPF)和限于后翼的断弯褶皱(FBF)(参阅表2-3及图2-30)。
根据笔者当年对西加山麓冲断带的观察,以及对龙门山和鄂尔多斯西缘冲断带的认识,想对经常与油(气)田分布(如西加及川东)有密切联系的褶皱-冲断前缘带(OWF=山麓带=笔者的C带)上的薄皮滑脱构造特点,作以下强调:
表2-3 褶皱与冲断终点之间的相互关系
图2-30 据共面(a)和非共面(b)对两种终端褶皱成员的划分
(据Wallace,2004)
(1)主要分布于活动翼前缘上的薄皮滑脱,是一种分层的上部复杂,下部从简单到消失和无根的外来或异地(allochthone)系统(虽然变位并不大)。
(2)代表一种非强烈的变形和变位,是一种纵向上有分层,平面上可以分带的褶皱冲断同时发育的系统。
(3)经常呈叠瓦状的犁式(Listric)断层之间形成一种向上发散向下收敛的透入(Pentrate)系统,就是断片的端点是接续的。
(4)冲断席的滑移和畸变,被认为是一种是众多小位移的累积效应,也是主滑面经常与递进不整合有关联的动力学解释。
(5)本带上的油气聚集,经常与晚期成藏的内涵相联系。
(二)国内外冲断带上的油气田,主要分布在冲断带前缘楔体(WOF)——薄皮型滑脱带或称“山麓”带上
造山带侧翼上的冲断褶皱,在一侧压力不减的情况下,总是向前陆方向增长。就像在案例二中,我们将川东-湘西褶皱带分成自东向西的a、b、c三个带那样。伴随冲断楔体滑动面,向前和向上层位上的变新,最前面的冲断楔体WOF,即山麓地带的楔体,一定是薄皮型的。
在西加盆地,几乎全部冲断带上的气田,都集中在山麓带上,图2-31是一张山麓区的形变阶段模式图。1981年我们访问该区时已发现了特纳谷(Turner Valley)和沃特顿(Waterton)为代表的30多个气田,主要位于山麓地带东南部。近20多年来,据M.Cooper(2004)报道,在山麓带中北部Monkman区,新发现的气田已近30个,是上世纪80年代的一倍(图2-32,图2-33)。
图2-31 西加盆地山麓带的形变阶段模式
(据埃索石油公司所赠材料,1981)
图2-32 西加落基山地区内部结构单元新的划分
(据M.Cooper,2004)
图2-33 西加山麓带中部Monkman地区天然气田分布
(据M.Cooper,2004)
在中国中西部8个产油气的前陆冲断上,虽然有些前陆的冲断宽度不及落基山区,但仍可进行如图2-32中的DCM及DM的划分。我们已发现的油气田,除库车的依奇克里克及北天山山前带的齐古油田外,到目前为止,发现的重要油气田,像独山子、呼图壁、柯可亚、中坝以及川东七曜山以西川东-湘西褶皱冲断前锋带上的五百梯、福成寨、相国寺、大石干井、卧龙河等气田,都位于前陆褶皱冲断锋线楔体上。近几年,在库车发现的克拉2、3号大气田,虽然位置不在锋线楔体前缘,但都属于山麓地带的薄皮滑脱褶皱类型。正因为如此,在褶皱冲断或“与冲断相联系的褶皱”被国内外关注研究同时,有关逆冲推覆体内部形变规律,以及冲断锋线(thrust fronts)分类的研究(Modey,1986),早已引起国外学者的注意。