張 迥，羅麗萍，劉應(yīng)冬

（中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，成都 610041）

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花狀構(gòu)造與成藏成礦的聚集關(guān)系

張 迥，羅麗萍，劉應(yīng)冬

（中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，成都 610041）

摘要：花狀構(gòu)造（Flower Structure）是走滑-拉分盆地的一種特有構(gòu)造，因在剖面上呈近直立的基底扭斷裂自下向上成花狀撒開而得名?；顦?gòu)造分為正花狀構(gòu)造、負花狀構(gòu)造和復(fù)合型花狀構(gòu)造，并總結(jié)了花狀構(gòu)造的鑒別標志。通過對花狀構(gòu)造的動力學(xué)機制、控制因素和成藏成礦的聚集關(guān)系，指出在盆地和造山帶中具有巨大的勘探潛力和廣闊的勘探前景，為油氣和固體礦產(chǎn)勘探提供新的思路。

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走滑構(gòu)造作為全球重要的構(gòu)造類型之一，它的形成、發(fā)展與演化決定了區(qū)域構(gòu)造樣式，同時控制了走滑帶內(nèi)沉積盆地的幾何形態(tài)、沉積相變和構(gòu)造演化，在一定程度上決定了油氣、煤和某些金屬礦床的聚集與分布?；顦?gòu)造（Flower Structure）作為走滑斷裂的重要鑒別標志之一，往往緊鄰生油凹陷，并且經(jīng)斷裂與烴源巖和礦液相通，是良好的油氣圈閉構(gòu)造和礦產(chǎn)聚集的理想場所。

1　花狀構(gòu)造類型及特征

1.1花狀構(gòu)造類型

花狀構(gòu)造是走滑盆地內(nèi)部一種特有的構(gòu)造現(xiàn)象，是走滑斷層活動的結(jié)果，剖面上表現(xiàn)為一條陡立的主斷裂和自下而上呈花狀散開的次級斷裂組合（圖1）。其基本結(jié)構(gòu)要素有兩個[3]，一是下部或中央的高角度走滑斷層或斷裂帶，二是上部或兩側(cè)的呈背沖形式的逆沖-褶皺變形帶或是呈向下收斂的正斷層及相伴的開闊褶皺。根據(jù)花狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)可分為正花狀構(gòu)造、負花狀構(gòu)造和復(fù)合型花狀構(gòu)造。

圖1　一個理想走滑斷層的主要剖面特征

正花狀構(gòu)造也稱“棕櫚樹構(gòu)造（Palm tree structure）”，是由收斂性走滑斷層在壓扭性應(yīng)力狀態(tài)下形成的。它由一條陡立走滑斷層向上分叉撒開，形成由逆斷層組成的背沖構(gòu)造。斷層面下陡上緩、凸面向上，被切斷的地層多成背形，但不具彎滑褶皺性質(zhì)。負花狀構(gòu)造也稱“郁金香構(gòu)造(tulipstrueture)”，是由離散性走滑斷層派生的、在張扭性應(yīng)力場中形成的構(gòu)造。負花狀構(gòu)造多發(fā)育于未強烈變形和疊加地區(qū)。按組合類型將負花狀構(gòu)造細分為三類，即對稱性正斷層組合(SNFG)、非對稱性正斷層組合(ANFG)、復(fù)合型正斷層組合(CNFG)[4]。

復(fù)合型花狀構(gòu)造經(jīng)歷多期斷裂復(fù)活疊加，兼具正、花狀構(gòu)造組合，如曾母盆地。

1.2花狀構(gòu)造特征

花狀構(gòu)造的地質(zhì)基礎(chǔ)是走滑斷裂、走滑-拉分盆地以及扭動構(gòu)造，而借助于地震勘探資料可迅速確定花狀構(gòu)造樣式[5]。

1）平面和剖面特征：與走滑構(gòu)造基本相似，通常直線延伸，斷裂線呈絲帶狀，走向在一定角度內(nèi)變化。遙感影像顯示良好的線形特征。在組合上，花狀構(gòu)造由于次生斷裂的存在，往往導(dǎo)致形成規(guī)模較大的斷裂帶。剖面上表現(xiàn)為主干斷裂和分支斷裂向上撒開，向下收斂、合并，主斷面陡立，斷入基底。其中正花狀構(gòu)造和負花狀構(gòu)造在剖面上分別表現(xiàn)為“擠壓、逆斷、背形”和“拉張、正斷、向形”形態(tài)。

2）斷裂特征：上緩下陡，向深部合并，陡立地插入基底，形成透入式的基底斷裂；基底斷裂兩側(cè)的斷裂由于扭應(yīng)力作用向內(nèi)彎曲(內(nèi)凸)；斷裂帶內(nèi)的斷片呈背形或塹背形，淺層幅度大、中深層幅度??；斷裂呈直線延伸，并水平錯斷基底；側(cè)翼同期派生褶皺和斷層呈雁行式展布。

3）地震學(xué)特征：地震剖面上總的特點是上緩、向下合并、陡立地插入基底，向上分叉、向外撒開[6]。葛雙成等[5]總結(jié)了花狀構(gòu)造的地震剖面特征：扭斷裂帶內(nèi)部強烈的剪切破碎，傾角陡，地層連續(xù)性差，從而反射品質(zhì)差；反射層位不相對應(yīng)，有時表現(xiàn)為兩盤某層厚度的急劇變異；深部斷層傾角陡，近直立插入基底；深淺層斷層性質(zhì)變異，即出現(xiàn)上正下逆或下正上逆的深淺不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。通過地球物理方法解譯，我國郯廬斷裂帶發(fā)現(xiàn)剖面上由一條走滑主斷裂、兩條邊界斷裂和淺層逆沖斷裂組成，整體表現(xiàn)為上寬下窄形態(tài)，地面寬度約22km，呈典型的正花狀構(gòu)造特征[7]，進而確定郯廬斷裂帶壓扭性走滑活動。

4）構(gòu)造-熱年代學(xué)特征：熱年代學(xué)研究是構(gòu)造研究的重要內(nèi)容，是確定構(gòu)造運動時間維這一關(guān)鍵參數(shù)的重要方法。我國中、西部中、新生代盆地中多發(fā)育正花狀構(gòu)造，東部盆地中以負花狀構(gòu)造為主[8]。花狀構(gòu)造的年代學(xué)報道多集中在新生代，可能極易受后期構(gòu)造-熱事件疊加改造，因此構(gòu)造-熱年代學(xué)只能作為花狀構(gòu)造形成與演化的輔助證據(jù)。

在精細構(gòu)造研究的基礎(chǔ)上，運用構(gòu)造-熱年代學(xué)研究往往獲得理想效果。阿爾金斷裂帶利用變形期新生礦物（白云母、綠泥石等）激光微區(qū)40Ar-39Ar構(gòu)造-熱年代學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)該斷裂帶早期階段（91-89Ma）呈中部層次花狀構(gòu)造，晚期階段（46Ma）遭受淺部層次花狀構(gòu)造疊加，充分說明區(qū)域性走滑作用過程伴隨花狀構(gòu)造多階段性與繼承性。南海西南部的曾母盆地的花狀構(gòu)造也具多期轉(zhuǎn)換，中新世發(fā)育于為一負花狀構(gòu)造，中新世末受擠壓反轉(zhuǎn)為正花狀構(gòu)造[9]。渤海灣盆地經(jīng)歷了牽引背斜形成和背斜脊部斷裂-塌落兩個發(fā)育階段，呈現(xiàn)新近系的背形負花狀構(gòu)造[10]。青東凹陷經(jīng)歷了古近紀伸展期似負花狀構(gòu)造形成階段和古近紀末反轉(zhuǎn)期背形構(gòu)造形成階段[11]。

2　區(qū)域構(gòu)造背景

花狀構(gòu)造是走滑-拉分盆地內(nèi)的典型構(gòu)造，形成環(huán)境不僅與沉積盆地和造山帶相關(guān)，近年發(fā)現(xiàn)與火山巖巖性也有重要的聯(lián)系[12-13]。走滑擠壓作用常形成走滑造山帶及正花狀構(gòu)造，并在造山帶兩側(cè)或一側(cè)形成走滑擠壓盆地；走滑伸展作用可以形成走滑盆嶺構(gòu)造及負花狀構(gòu)造，并在走滑帶附近形成拉分盆地或楔形裂陷[13]。印度板塊的楔入及西伯利亞板塊的阻滯在中國大陸中形成滑移線場，并在中國東部及中西部廣大地區(qū)發(fā)育走滑造山帶與走滑盆地的結(jié)合，同時調(diào)節(jié)中國大陸中、西部的收縮與中國大陸東部的滑逸或蠕散。走滑斷層常伴有一定趨向的滑動分量，是產(chǎn)生盆地或山嶺的構(gòu)造格局的基礎(chǔ)，因此劉和甫等[13]提出在中西部以發(fā)育走滑造山帶及走滑-撓曲盆地為主，而在東部以發(fā)育走滑盆嶺帶及拉分盆地為主。

2.1走滑斷裂與走滑盆地

花狀構(gòu)造是識別走滑斷裂和盆地的標志性構(gòu)造樣式。走滑斷層伸展彎曲或分枝常形成拉分盆地，剖面上常表現(xiàn)負花狀構(gòu)造，其斷層性質(zhì)主要為正斷層或變換斷層，常形成雁列壘一塹結(jié)構(gòu)。我國著名的巨型走滑帶-郯廬走滑斷裂帶，伴生寧蕪拉分盆地等，劉和甫等[13]認為這些盆地發(fā)育的時代最早為晚侏羅世，郯廬斷裂從碰撞帶轉(zhuǎn)化為走滑帶的時代為J3-Kl（157～97Ma)，提出與東太平洋的洋底擴展和西太平洋斜向俯沖時代（160～157Ma）基本一致。夏義平等[14]指出由走滑作用產(chǎn)生的褶皺帶的寬度通常較與傾向斷裂伴生的褶皺帶窄，且褶皺形態(tài)較為對稱。構(gòu)成花狀構(gòu)造的最外側(cè)的兩個“花瓣”（派生斷層）基本限定了褶皺變形的范圍，在“花”的內(nèi)部，地層產(chǎn)狀發(fā)生強烈而復(fù)雜的變化；而在“花”的兩側(cè)，地層產(chǎn)狀通常不會或很少受到走滑作用的影響。

2.2花狀構(gòu)造與造山帶

造山帶中廣泛發(fā)育花狀構(gòu)造。但造山帶經(jīng)歷過復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史，物質(zhì)的流變及變質(zhì)-變形物理化學(xué)環(huán)境具有分層性和不均一性。因此，造山帶中花狀構(gòu)造樣式識別較為困難。阿爾卑斯、喜馬拉雅、科迪勒拉和阿巴拉契亞等巨型造山帶，鑒別出花狀構(gòu)造的幾何特征；我國的哀牢山、天山、東祁連山、秦嶺一大別山、雪峰山等造山帶或構(gòu)造帶，都已證實具有地殼尺度的正花狀構(gòu)造組合樣式。索書田等[3]總結(jié)了造山帶內(nèi)正花狀構(gòu)造，具有不對稱性、多層次性等特征，強調(diào)變質(zhì)帶及多金屬礦化帶與正花狀結(jié)構(gòu)相匹配；走滑與縮短的位移場聯(lián)合或疊加的結(jié)果，造成復(fù)雜的變質(zhì)和變形圖象。

走滑造山帶常出現(xiàn)在壓縮彎曲或板塊斜向聚合地帶，由走滑斷層的壓扭作用形成。正花狀構(gòu)造主要產(chǎn)在走滑造山帶或隆起的邊界斷層內(nèi)，橫剖面的幾何形態(tài)類似于上沖斷層或沖斷層，表現(xiàn)為成對的逆斷層愈向下變得愈窄，到深部變陡，斷層的凸面向上。斷層帶內(nèi)側(cè)易形成與主走滑斷層帶大致垂直的背形構(gòu)造剖面形態(tài)，其構(gòu)造幅度隨深度增大而逐漸減小。小型的背形構(gòu)造是有利的油氣和礦產(chǎn)聚集部位。我國著名的哀牢山走滑造山帶、阿爾金走滑造山帶內(nèi)具有典型的正花狀構(gòu)造。

2.3走滑雙重構(gòu)造與花狀構(gòu)造

在局部伸展和收縮區(qū)域形成的走滑雙重構(gòu)造內(nèi)部的次級斷層，正花狀構(gòu)造和負花狀構(gòu)造在平面上分別表現(xiàn)為走滑拉張（張扭）和走滑擠壓（壓扭）的特征（圖1）。走滑斷層作用往往發(fā)生在斷裂的彎轉(zhuǎn)、斷錯(或稱階躍step over)和非連續(xù)里德爾破裂等部位發(fā)生會聚走滑和離散走滑，形成一組次級的同向疊瓦狀走滑斷裂，兩側(cè)被主走滑斷層所圍限，同時在斷裂的端部則可能形成疊瓦扇構(gòu)造(圖2)。這樣的構(gòu)造在平面上的表現(xiàn)形式稱為走滑雙重構(gòu)造，在剖面上則稱為花狀構(gòu)造。即花狀構(gòu)造和走滑雙重構(gòu)造是由走滑斷層作用形成的同一種構(gòu)造樣式在不同觀察方向上的不同表現(xiàn)形式。與正、負花狀構(gòu)造相對應(yīng)的走滑雙重構(gòu)造分別是收縮雙重構(gòu)造和伸展雙重構(gòu)造(圖3、圖4)。在疊瓦式走滑斷層中，次級同向剪切的持續(xù)發(fā)育使走滑雙重構(gòu)造呈網(wǎng)結(jié)狀。將走滑雙重構(gòu)造和花狀構(gòu)造統(tǒng)一起來加以系統(tǒng)分析，有利于全面把握造山帶和盆地的構(gòu)造特征。

圖2　花狀構(gòu)造的平面和剖面圖（據(jù)woodcock等，2003，有改動）

Woodcock et al[15]對英國北西部的斷層系統(tǒng)與花狀構(gòu)造進行了總結(jié)，提出了正花狀構(gòu)造與伸展走滑雙重收縮構(gòu)造的演化模式。王金榮等[16]通過對柴達木盆地花狀構(gòu)造的綜合研究，認為形成主要有三種途徑：在走滑擠壓斷裂帶的彎曲會聚區(qū)，由于巖層收斂擠壓而形成；在兩條或兩條以上的斜列走滑擠壓斷裂帶之間的重疊離散區(qū)，由擠壓及非共軸遞進變形作用而發(fā)展；在沉積蓋層中，由于基底斷裂的走滑擠壓作用而導(dǎo)致的復(fù)合型花狀構(gòu)造。

3　花狀構(gòu)造控制因素及力學(xué)機制

正花狀構(gòu)造一般發(fā)育于扭動后相對上隆處，負花狀構(gòu)造常發(fā)育于扭動后相對下陷處。

3.1控制因素

花狀構(gòu)造發(fā)育程度主要受4個因素控制[5]：走滑作用期間相鄰巖塊收斂或發(fā)散的程度；走滑量；已變形沉積巖和巖石的物理性質(zhì)(剛性或柔性)；早先存在的構(gòu)造型式。索書田等[3]認為造山帶正花狀構(gòu)造最基本的因素是陸-陸斜向會聚和碰撞的地球動力學(xué)背景，可能是陸塊運動矢量與其邊界斜交，也可能是陸塊邊界的不平直造成的。

圖3　正花狀平面和剖面構(gòu)造樣式

圖4　負花狀平面和剖面構(gòu)造樣式

圖5　右旋走滑造山帶、盆地及伴生構(gòu)造的受力方式[13]

3.2動力學(xué)機制

拉張性或擠壓性“花狀”構(gòu)造與花狀構(gòu)造形成運動學(xué)差別在于前者斷層是非同時的，而后者是同時的。右旋走滑造山帶、盆地及伴生構(gòu)造的受力方式見圖5。

4　花狀構(gòu)造與成藏成礦的關(guān)系

4.1花狀構(gòu)造與油氣成藏

花狀構(gòu)造一般發(fā)育在走滑主斷裂的內(nèi)部，切穿較深處烴源巖的主斷裂成為花狀構(gòu)造圈閉的運移通道；加上內(nèi)部斷裂發(fā)育，儲層孔滲性好，可成為良好的油氣圈閉。

我國主要含油氣盆地已廣泛鑒別出了典型的花狀構(gòu)造。其中，西部與中部地區(qū)通常為正花狀構(gòu)造，東部地區(qū)則以負花狀構(gòu)造為主?；顦?gòu)造對油氣的控制作用因地應(yīng)力作用的差異而有所不同，當(dāng)其為開啟性質(zhì)時，將導(dǎo)致油氣泄露，使先成油藏遭受破壞；當(dāng)其封閉性質(zhì)時，則成為油氣有利的聚集場所。

這一成油理論已在多地具成功實例的報道。候揚善等[17]報道了南馬莊油田馬2斷塊花狀構(gòu)造正是造成斷塊圈閉、斷層的遮擋作用而使油氣聚集；而且中拐地區(qū)花狀構(gòu)造對油氣的運聚成藏具有重要的雙重控制作用，它既能作為有效的運移通道，又能夠起遮擋作用而形成圈閉[18]；青東凹陷復(fù)合型花狀構(gòu)造[11]，在凹陷內(nèi)表現(xiàn)為構(gòu)造高帶，對油氣成藏具有重要的控制作用。上述油氣存在的原因，主要由于地層受擠壓上隆形成背斜構(gòu)造，空間上與斷裂共同構(gòu)成了有利于油氣運移、儲集的圈閉類型，為油氣資源的勘探開發(fā)提供良好的理論依據(jù)[16]。徐懷民等[19]認為準噶爾盆地西北緣花狀走滑斷層與其伴生斷層往往構(gòu)成次級扭動斷塊、斷彎褶皺和斷展褶皺等構(gòu)造圈閉，成為油氣聚集的有利場所；而簡單走滑斷層則主要起溝通不同層系和深度油源層作用，使油氣由源巖進入有利儲集體而成藏，與逆斷層、不整合面形成立體油氣疏導(dǎo)通道。

4.2花狀構(gòu)造與金屬礦產(chǎn)

礦產(chǎn)與構(gòu)造關(guān)系較為密切，既是礦液運移的通道，也是金屬礦產(chǎn)沉淀的場所。從已搜集到的資料分析，花狀構(gòu)造出現(xiàn)的地方，往往是礦化的產(chǎn)生或礦床的形成。如湖北銀洞溝正花狀構(gòu)造對銀金礦床控礦作用[20]；唐智等[21]總結(jié)出冕寧大橋一帶地區(qū)正花狀構(gòu)造與Au、Cu的礦化或礦床有關(guān)；負花狀構(gòu)造易形成Cu、Pb、Zn的礦化或礦床。汪勁草等[22]通過對內(nèi)蒙古常福龍金礦床研究后認為受正花狀節(jié)理系控制，礦床由一系列平面上、剖面上呈透鏡狀、串珠狀的小礦體群組成，礦體在橫剖面上構(gòu)成非對稱的花狀結(jié)構(gòu)。在具正花狀構(gòu)造的造山帶或某些段落，金及貴金屬礦化亦呈規(guī)律性展布，如桐柏-大別山帶的金礦化為例。礦化溫度由花狀構(gòu)造的中央主走滑剪切帶(桐柏-商城剪切帶及新城-烯水剪切帶)向其兩側(cè)逐漸降低，礦化類型及礦物組合均有相應(yīng)變化。

5　花狀構(gòu)造與似花狀構(gòu)造

似花狀構(gòu)造是指在區(qū)域擠壓或者拉張背景下，并且同時伴有扭應(yīng)力作用，形成扭張或扭壓斷裂構(gòu)造。似花狀構(gòu)造常與拆離式斷裂構(gòu)造相伴生，剖面上看形態(tài)與花狀構(gòu)造類似，所以稱為似花狀構(gòu)造?；顦?gòu)造的識別并不是一件容易的事，很可能與其它構(gòu)造混淆，特別是在資料收集不全或質(zhì)量不好的情況下，鑒別更應(yīng)慎重[23]。嚴俊君等[23]強調(diào)花狀構(gòu)造只能作為配合平面鑒別標志的一種輔助性的剖面標志。

實際資料中，由于深部反射信息不清或扭動性質(zhì)不易判斷，花狀構(gòu)造往往易與某些構(gòu)造現(xiàn)象混淆。T.P Harding歸納并總結(jié)了容易混淆的構(gòu)造現(xiàn)象，包括易與正花狀構(gòu)造混淆的有壓性斷塊、縮短的地壘、脫頂箱狀褶皺、三角形構(gòu)造、巖侵褶皺、正向構(gòu)造倒轉(zhuǎn)、階狀逆斷層、斷裂背形等；易與負花狀構(gòu)造混淆的包括拉張斷塊、拉張地塹、脫頂正斷層、斷裂向斜、溶解塌陷、負向構(gòu)造倒轉(zhuǎn)等。楊克繩等[6]應(yīng)用地震信息提出拆離型及伴生構(gòu)造與透入型構(gòu)造的本質(zhì)差別，透入型的花狀構(gòu)造是以扭應(yīng)力為主形成的；正拆離型的背沖和扇狀褶皺斷裂構(gòu)造是以區(qū)域性擠壓為主形成的；負拆離型馬尾狀構(gòu)造是在區(qū)域拉張翹傾運動中形成的。楊克繩等[6]對花狀構(gòu)造樣式鑒別進行了總結(jié)，其體現(xiàn)在存在區(qū)域性走滑殼斷裂、平面附于走滑深斷裂展布、向下直立切入基底、同期派生褶皺和斷層呈雁行式展布、水平錯動、上緩下陡、陡立的插入基底的“花干”主斷裂、內(nèi)凸等基本特征。

6　結(jié)語

花狀構(gòu)造是一種主要的構(gòu)造變形樣式，與區(qū)域性走滑斷裂密切相關(guān)。它既能作為有效的運移通道，又能夠起遮擋作用而形成聚集的構(gòu)造圈閉，改善了油氣和礦液的運聚條件，從而導(dǎo)致大規(guī)模的油氣和固體礦產(chǎn)的聚集。世界上若干大型油氣田與花狀構(gòu)造發(fā)育相關(guān)性有力地證明了這一點。中國中西部地區(qū)克拉2氣田、霍爾果斯油田、青西窟窿山油田等一系列新發(fā)現(xiàn)，展現(xiàn)出中西部盆地和造山帶中具有巨大的勘探潛力和廣闊的勘探前景，也為油氣和固體礦產(chǎn)勘探提供新的思路。

花狀構(gòu)造與拆離型構(gòu)造的比較[5-6,23]

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On the Relation of Flower Structure with Hydrocarbon Accumulation and Ore Formation

ZHANG Jiong LUO Li-ping LIU Ying-dong
(Chengdu Institute of Comprehensive Utilization of Minerals,CAGS,Chengdu 610041)

Abstract:Flower structure is characteristic of a strike-slip pull apart basin.It may be divided into palm tree structure,minus flower structure and composite flower structure.This paper deals with identification marks,dynamic mechanism,controlling factors of flower structure and its relation to hydrocarbon accumulation and ore formation.

Key words：flower structure; characteristic; hydrocarbon accumulation and ore formation; relation

作者簡介：張迥(1985-)，男，四川南充人，助理工程師，主要從事基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局子項目（編碼：12120114005101、12120113048600）資助

收稿日期：2015-04-09

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.017

中圖分類號：P618.130.1

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0995（2016）01-00 -05

關(guān)鍵字：花狀構(gòu)造；特征；成藏成礦；關(guān)系