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位于青藏高原东部边缘的四川盆地和龙门山褶皱冲断带的是研究我国中新生代大陆构造演化的关键地区,其发育和形成经历了一个十分复杂的大陆动力学演化过程。本文以板块构造和前陆盆地理论为指导,综合地面地质、地层、地震、钻井分层等资料,运用古地磁、磁组构和层序地层学的研究手段,探讨了四川盆地的构造演化,对四川盆地西北部的有限应变特征进行了分析。 本文通过中国主要陆块晚古生代以来的古地磁研究,重点分析了华南和华北的拼贴碰撞过程,晚二叠世两者从东部开始,由东往西以剪刀状闭合,并最终在中侏罗世成为统一的整体。在分析四川盆地古地磁的基础上,本文从中国西部主要块体之间的相互作用出发,探讨造山带的形成演化,进而论述了四川盆地及其周边地区几个关键时期的大地构造背景,并且中新生代四川盆地相对于欧亚大陆和扬子地块并没有有效意义的旋转。 利用上三叠统须家河组层序地层学的资料,探讨了晚三叠世川西前陆盆地的构造沉积特征。须家河组可以划分成4个三级层序。研究表明须家河组沉积期龙门山前陆冲断带发生了四期幕式逆冲活动,与气候变化共同影响了盆地沉积速率和可容空间的变化及相互配置关系,控制了须家河组四个三级沉积层序的形成。须家河组的沉积表现为典型的前陆盆地楔状沉积样式,沉积范围逐渐往南东方向扩大,沉积厚度则往南东方向不断减薄。晚三叠世末期到早侏罗世初期,四川盆地北部发生低角度掀斜抬升,使得层序3和4遭到不同程度的剥蚀。该过程可能与华南板块俯冲产生的大陆岩石圈效应有关。 印支期以来,中国大陆小型克拉通的聚合拼贴引起了川西前陆盆地同造山沉积中心以四川盆地中心为核心在西部和北部的弧形迁移。四川克拉通周缘的前陆盆地在晚三叠世时期发育于龙门山山前,属于龙门山褶皱逆冲构造载荷所形成的前渊凹陷;侏罗纪早期的沉积地层呈面状分布,没有表现出显著的挠曲沉降,指示了一个构造相对平静的阶段;中侏罗世早期,前渊凹陷迁移至米仓山山前;中侏罗世的沉降中心又迁移到大巴山山前,构成了大巴山的前渊凹陷;晚侏罗世-早白垩世时期,沉降中心再次回到米仓山山前;白垩纪末-古近纪,前渊凹陷跃迁至龙门山南段前缘的雅安-名山地区。 利用磁组构研究了四川盆地西北部的有限应变特征。造山带内的热年代学研究及四川盆地西北部的磷灰石裂变径迹分析表明,中生代地层中的磁组构主要反映的是新生代变形。在研究区鉴别出了三种弱变形的磁组构类型:沉积磁组构、初始变形磁组构和铅笔状磁组构。由于沉积磁组构的存在,以及龙门山山前磁线理和地层产状一致性,本次研究的磁组构主要是构造变形的产物。在龙门山山前,磁线理平行于褶皱和断层走向,对应的主压应力为北西-南东方向,并且从造山带往盆地方向,磁组构所反映的变形强度逐渐减弱。在米仓山山前,磁线理没有表现出一致的方向,同时鉴别出了一种异常的磁组构,它是弱变形的沉积岩构造叠加地区两种竞争性的组构共同作用的结果。这类磁组构在四川盆地西南角的雅安剖面也有一定发现。 综合磁组构的研究成果,结合汶川地震的认识,提出了青藏高原东北缘及四川盆地西北部的新生代变形特征。新生代青藏高原东缘大型地块向东挤出,遭遇强硬的四川克拉通阻挡之后,沿着龙门山形成了一个右行的走滑挤压带,并且影响到邻近的四川盆地,形成北东向背斜。四川盆地北面也存在向东的挤出作用,这和汉中盆地主控断层的左行走滑性质是匹配的。四川盆地北面的地块挤出影响了米仓山前缘的四川盆地,由于龙门山和米仓山变形的叠加,使得最东面的南阳坝背斜相对于其它两个背斜在褶皱轴上发生了偏转。 本文最后在总结前人研究的基础上,整理出川西前陆盆地天然气勘探的五个理论依据。分析了四川盆地须家河组的典型油气藏:中坝、莲花山和八角场气田。本文分析了川南挤出构造和下地壳流动对四川盆地的影响,总结了四川盆地的晚新生代构造变形特征。以矿山梁构造为例分析了新生代变形对早期构造的叠加改造以及对油气勘探的影响,最后分析了两个典型的新生代构造:邛西及邛西南构造和盐井沟构造。