渭河單沖壓陷盆地的厘定及其控藏作用

， ，

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083;2. 陜西地礦集團(tuán)有限公司，陜西省礦產(chǎn)資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054；3. 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710064；4. 陜西地礦第六地質(zhì)隊(duì)，陜西 西安 710611)

把渭河盆地作為地塹的認(rèn)識(shí)是從1933年李連捷發(fā)表“渭河斷谷之地文”開始的；1956年李春顯以“對(duì)于渭河地塹的質(zhì)疑”一文提出質(zhì)疑，認(rèn)為渭河平原西北側(cè)的斷裂是由一系列覆瓦式排列的逆斷層所構(gòu)成，故渭河盆地不是地塹；之后地質(zhì)礦產(chǎn)部第三普查勘探大隊(duì)做了很多深部工作，尤其是對(duì)口鎮(zhèn)斷裂的研究，依據(jù)三原附近陡坡南側(cè)5km的鉆孔,在約2600m深處過上始新統(tǒng)進(jìn)二疊系，說明是一正斷層(寧崇質(zhì)，1995)。至此，渭河盆地是地塹的觀點(diǎn)漸漸得到大家的接受。之后，渭河盆地一直被作為地塹進(jìn)行研究，甚至把它作為一種類型來對(duì)待。例如，楊克繩(1936)把它作為中國(guó)中新生代沉積盆地箕狀斷陷對(duì)翹型、反翹型和單翹型3大類9種亞類之一的對(duì)翹型大類單斷對(duì)翹型對(duì)待。然而，隨著近年來中國(guó)大地構(gòu)造環(huán)境研究的深入，尤其是“深部探測(cè)技術(shù)試驗(yàn)與集成”、“華北克拉通破壞重大研究”、“中國(guó)巖石圈三維結(jié)構(gòu)”等專項(xiàng)的實(shí)施，大量新成果佐證渭河盆地大地構(gòu)造位置及其成因獨(dú)特，渭河盆地沉降期間并未有明顯的伸張，且長(zhǎng)期處于擠壓應(yīng)力環(huán)境下，其本身不斷隆升。盆地新生代沉積物總體以向斜構(gòu)造為主，中南部是主沉降中心，盆地構(gòu)造樣式以收縮構(gòu)造樣式為主體，未見明顯的伸展構(gòu)造樣式。臨潼隆起和北秦嶺均無根。渭河盆地兩側(cè)均表現(xiàn)為壓型構(gòu)造樣式。其南界秦嶺北坡山前斷裂是逆斷層，北界口鎮(zhèn)斷裂是逆斷層，北山斷裂帶北界是逆斷層，現(xiàn)今表現(xiàn)的整體特征是擠壓環(huán)境下逆沖斷裂帶邊沿應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，局部垂向主應(yīng)力場(chǎng)作用的結(jié)果。顯然前人的渭河地塹認(rèn)識(shí)有待進(jìn)一步研究。同時(shí)隨著研究工作的深入，人們漸漸的體會(huì)到，不同類型的沉積盆地，其沉積建造組合與含礦性往往不同，成礦(藏)模式也不同。揭示沉積盆地的成因類型可以做為成礦預(yù)測(cè)的一項(xiàng)標(biāo)志。

因此，重新厘清渭河盆地的成因類型是有意義的。筆者在充分綜合研究前人科研成果，尤其是近年來新的鉆井地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等資料的基礎(chǔ)上，開展了渭河盆地成因類型研究，重新厘定渭河盆地控盆構(gòu)造特征和基底構(gòu)造單元，采用馮建輝的構(gòu)造模型分類,提出了渭河盆地成因類型，并結(jié)合前人成果，給出了成藏預(yù)測(cè)區(qū)，以期對(duì)認(rèn)識(shí)渭河盆地形成演化及下一步油氣、氦氣勘查具有借鑒意義。

1 單沖壓陷盆地的證據(jù)

1.1 獨(dú)特的大地構(gòu)造位置和應(yīng)力環(huán)境

渭北盆地位于鄂爾多斯盆地與秦嶺造山帶之間，地處秦嶺緯向構(gòu)造體系、祁呂賀蘭山字型構(gòu)造體系、新華夏構(gòu)造體系和隴西旋卷構(gòu)造體系的交匯部位(權(quán)新昌，2005)，構(gòu)造位置極其獨(dú)特, 時(shí)空上表現(xiàn)為盆山耦合關(guān)系。其現(xiàn)今的構(gòu)造格架則是對(duì)統(tǒng)一的區(qū)域動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)作用結(jié)果繼承演化的體現(xiàn)。前人研究表明：其北側(cè)鄂爾多斯盆地在加里東期由于秦嶺洋盆向北俯沖及其與華北板塊碰撞，區(qū)域主壓應(yīng)力場(chǎng)方向呈北北東—南南西向和近南北向；在印支期由于羌塘地塊(Qiangtang massif)與歐亞大陸碰撞拼貼，區(qū)域主壓應(yīng)力場(chǎng)方向呈北西—南東向和北北東—南南西向、南北向；在燕山期由于受歐亞大陸板塊與古太平洋大陸板塊碰撞，區(qū)域主壓應(yīng)力場(chǎng)方向呈北西—南東向；而喜馬拉雅期由于受印度板塊和太平洋板塊與歐亞板塊俯沖碰撞的影響，區(qū)域主壓應(yīng)力場(chǎng)方向呈北北東—南南西向(徐黎明等，2006)。其南側(cè)北秦嶺中段自新生代以來存在3期應(yīng)力分別為：以280°～310°方向拉伸為主的松弛期；以305°～336°方向擠壓為主的壓縮期(徐文龍,1991)；以294°～340°方向拉伸、21°～68°方向擠壓的現(xiàn)代應(yīng)力場(chǎng)。白相東等根據(jù)前人的研究成果，利用斷塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)，結(jié)合GPS矢量的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，得到渭河盆地現(xiàn)今地塊運(yùn)動(dòng)模式和鄂爾多斯南緣中東部現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)整體為擠壓應(yīng)力環(huán)境(白相東等，2015)的結(jié)論(圖1)。

圖1 鄂爾多斯南緣現(xiàn)今擠壓動(dòng)力學(xué)模式圖(據(jù)白相東等，2015)Fig.1 Kinetic model diagram in Southern Ordos margin tectonic belt

可見，渭河盆地在加里東期、印支期、燕山期以及喜馬拉雅期均處于擠壓應(yīng)力環(huán)境下。出現(xiàn)的松弛是280°～310°和294°～340°方向的，是相對(duì)南北向和北西—南東向擠壓應(yīng)力而言。渭河盆地現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)乃為擠壓應(yīng)力環(huán)境。

1.2 與鄰區(qū)一致的壓型構(gòu)造樣式

渭河盆地南鄰北秦嶺是大地構(gòu)造上地處北秦嶺山前斷裂與丹鳳斷裂帶之間的特殊地帶，在構(gòu)造單元上屬北秦嶺褶皺帶(徐文龍,1991)。該帶自北而南依次出露寬坪巖群、二郎坪巖群、秦嶺巖群、松樹溝蛇綠巖片和丹鳳巖群，各巖群之間均以大型剪切帶和斷裂為界，相互逆沖疊置。在北秦嶺內(nèi)部雖然存在明顯的南北差異，并可以大體以洛南-欒川斷裂為界，將其分為南部帶和北部帶，南部帶主要出露元古宇變質(zhì)結(jié)晶基底和元古宇—古生界沉積建造。而北部帶主要出露華北型的基底和蓋層建造(董云鵬等，2003)。但無論組成如何，其整體構(gòu)造樣式顯示為向北逆沖推覆的厚皮疊瓦狀逆沖推覆構(gòu)造，屬于典型的擠壓構(gòu)造樣式。另外，其東南部的宜魯構(gòu)造帶也具有南→北向逆沖的疊瓦狀推覆構(gòu)造,且上地殼縮短率為52%(宋傳中等，2009)。

渭河盆地北鄰渭北隆起位于鄂爾多斯盆地南緣，北接陜北斜坡，與其具有統(tǒng)一的結(jié)晶基底(肖暉等，2013)，是鄂爾多斯盆地重要的組成部分。出露地層由老到新主要有中上元古界、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及下白堊統(tǒng)等，缺失地層為志留系—下石炭統(tǒng)和上白堊統(tǒng)，地層總體呈近東西—北東東向展布。構(gòu)造以逆沖構(gòu)造為特征，構(gòu)造應(yīng)力總體表現(xiàn)為擠壓應(yīng)力，且由南向北由強(qiáng)到弱，構(gòu)造變形規(guī)模從大到小(毛明陸，1997)。在麟游—永壽一帶表現(xiàn)為逆沖褶皺帶，主要發(fā)育近東西向展布的逆沖斷裂和褶皺，規(guī)模巨大(圖2)。在彬縣—銅川一帶表現(xiàn)為逆沖斷褶帶，主要發(fā)育北東向展布的逆沖斷裂(圖3)。斷距多小于1000m，斷面上陡下緩，具犁式特征，斷面多南傾，組合形式呈疊瓦狀。

圖2 基地?cái)鄩K隱伏逆沖使上覆地層呈視正斷層狀圖Fig.2 Base fault block buried thrust to the overlying strata is considered normal fault

圖3 逆斷層-視正斷層圖(據(jù)徐開禮，1989)Fig.3 Thrust fault-apparent normal fault a-b apparent normal fault b-c thrust fault

渭河盆地受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力控制，盆地?cái)嗔褍?nèi)構(gòu)造十分發(fā)育，形成東西向和北東向斷裂構(gòu)造控制著盆地邊界，區(qū)域性東西向斷裂控制盆地沉積，北西向控制著基底的隆升，即“凸-凹-凸-凹”的類似對(duì)拼三角組成的菱形格局。盆地主凹陷區(qū)內(nèi)的渭河斷裂、口鎮(zhèn)-關(guān)山斷裂、杜康溝斷裂在剖面上為逆沖型，組成“Y”字型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致地殼分層次斷褶壓縮，斷塹區(qū)形成向斜帶。盆地總體呈北淺南深的“殘破”菠箕狀基底，不發(fā)育伸展構(gòu)造調(diào)節(jié)帶的壓型小斷陷，獨(dú)立凹陷基底呈西淺東深的“殘破”菠箕狀基底，盆地沉積物總體以向斜構(gòu)造為主，中南部是主沉降中心，發(fā)育于向斜兩側(cè)的主干斷裂為逆沖型。例如，渭河斷裂帶北側(cè)的下古生界沉積巖系以發(fā)育自南而北推沖的不對(duì)稱緊閉褶皺及其相應(yīng)的逆沖疊瓦狀斷層為特征，中生界的巖系也以發(fā)育軸向近東西的寬緩褶曲和壓扭性斷層為特點(diǎn)(彭建兵，1992)，南側(cè)均為逆沖斷裂。整體構(gòu)成收縮構(gòu)造樣式特征。

1.3 獨(dú)特的邊界構(gòu)造

渭河盆地邊界斷裂成因的爭(zhēng)論是渭河盆地成因類型認(rèn)識(shí)的核心。渭河盆地南緣斷裂帶是渭河盆地的南界，西起寶雞，東到陜西潼關(guān)，全長(zhǎng)310多千米，是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大、活動(dòng)性最強(qiáng)烈的斷裂，其對(duì)渭河盆地的形成和演化具有決定性的作用。以往人們將藍(lán)田以東稱為華山山前斷裂，以西稱為秦嶺北緣斷裂(張安良等，1992)。

華山山前斷裂是渭河盆地南緣邊界斷裂的東段，西起藍(lán)田，東至潼關(guān)，總體走向北東，傾向北西，傾角65°，斷裂帶寬度數(shù)十米至數(shù)百米。帶內(nèi)構(gòu)造角礫巖和糜棱巖發(fā)育，局部可見幾厘米至幾十厘米厚的薄層狀斷層泥，總長(zhǎng)度約100km，是一個(gè)復(fù)雜的深大斷裂。雖然1988年國(guó)家地震局“鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系”課題組、李永善(1992)以南盤為古老的片麻巖和花崗巖，北盤為盆地的黃土和沖積物，將其厘定為新生代時(shí)期強(qiáng)烈活動(dòng)的正斷層，但其強(qiáng)烈的壓型構(gòu)造特征得到公認(rèn)。

秦嶺北緣斷裂是渭河盆地南緣邊界斷裂的西段，西起寶雞，東至藍(lán)田，長(zhǎng)約200km，寶雞—周至段走向北西，過周至轉(zhuǎn)為東西，斷層面總體北傾，傾角60°～80°。該斷裂是明顯的地貌分界線,南側(cè)山地與北側(cè)平原相對(duì)高差大于500m,沿線可見斷層三角面,角礫巖、糜棱巖等破碎帶痕跡。其寶雞段下馬營(yíng)黃土(Q2)與花崗巖(γ53)呈斷層接觸。益門附近,古老的太古宙地層逆沖于年輕的早第三系之上。寶雞溫水溝、眉縣西湯峪、蘭田湯峪等一系列溫泉沿?cái)嗔褞С雎?，水溫高達(dá)60℃。秦嶺北坡72峪內(nèi)多有懸谷出現(xiàn),峽外洪積扇發(fā)育,河多流短,表明它是一條至今仍在活動(dòng)的復(fù)雜斷裂帶(王景明，2012)。

由上斷裂構(gòu)造特征可以看出，北降南升是前人對(duì)斷層認(rèn)識(shí)的主要依據(jù)。眾所周知，正斷層、逆斷層、平移斷層是按照斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向劃分的，在通常情況下(即主應(yīng)力δ1水平的情況下)，正斷層和逆斷層常常被作為伸展構(gòu)造樣式和擠壓構(gòu)造樣式的典型代表。因而，在通常情況下(即主應(yīng)力δ1水平的情況下)，正斷層也往往被作為斷陷盆地伸展構(gòu)造環(huán)境判別的證據(jù)，這無可非議。但這一劃分并不足以反映自然界中所有正斷層和逆斷層的成因機(jī)制,在研究中前提條件是關(guān)鍵。這一前提即主應(yīng)力δ1水平的情況下，并非正斷層形成的充要條件。在斷層成因分析中，尤其是安德生(E.M.Andson)模式和哈弗奈(Hafner)模式2個(gè)被廣泛接受的斷層的成因模式中，水平拉張是正斷層的形成有利條件，但不是唯一條件，除了水平拉張之外，地塊上隆也是正斷層的形成有利條件。換句話說，在擠壓背景下的隆升地區(qū)，差異性升降，也可形成正斷層。因此，對(duì)斷層認(rèn)識(shí)中，如不考慮應(yīng)力狀態(tài)，則易把視正斷層認(rèn)為正斷層, 得出其成因是張應(yīng)力狀態(tài)(王頌禹，1997)的錯(cuò)誤論斷。可見，依次作為該斷裂是拉張環(huán)境下產(chǎn)物，就有待商討。

近年來，隨著深部物探的展開，大量成果涌現(xiàn)。北秦嶺-渭河地塹-鄂爾多斯南部的深反射大炮數(shù)據(jù)揭示北秦嶺莫霍面反射的雙程走時(shí)約為13s，自南向北緩慢抬升變淺至12.5s，顯示北秦嶺不存在山根。進(jìn)入渭河地塹，莫霍面加深至15s左右(李洪強(qiáng)等，2016)，顯示渭河盆地兩側(cè)的莫霍界面呈不對(duì)稱上隆。這與渭河盆地Moho面隆升的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)相悖。

榆林-咸陽(yáng)-涪陵地震剖面揭示沿涪陵-咸陽(yáng)-榆林剖面在大陸內(nèi)部形成的伸抵結(jié)晶地殼頂部的基底斷裂帶，是在東南亞板塊向北，西伯利亞板塊向南，兩大板塊近北南向擠壓作用下形成的?？阪?zhèn)-關(guān)山逆沖大斷裂略向南傾斜，向下延伸可達(dá)10km左右。秦嶺北側(cè)基底逆沖大斷裂，向下延伸可抵12km左右(滕吉文等，2014)。且具上部北傾下部南傾，總體南傾的特征。

西安坳陷深地震反射剖面，樁號(hào)33～35km的南北兩側(cè)，Moho過渡帶反射還表現(xiàn)出了明顯不同的反射組構(gòu)；樁號(hào)33km以北，Moho過渡帶反射表現(xiàn)一系列產(chǎn)狀近乎水平的疊層結(jié)構(gòu)；而在剖面樁號(hào)35km以南，Moho過渡帶出現(xiàn)北傾的反射，并與附近的反射事件RA發(fā)生干涉。很明顯，樁號(hào)33～35km下方，Moho面出現(xiàn)了明顯的錯(cuò)斷。從這些現(xiàn)象推斷，此處應(yīng)該存在一個(gè)高角度的深大斷裂，斷距達(dá)7～10km左右，初步認(rèn)為傾向南(任雋等，2013)。此外，雞深反射剖面揭示了10條斷裂,若根據(jù)各斷裂錯(cuò)斷的上部地層TE的形態(tài)判定，它們都是正斷層，但是如果結(jié)合Tg及其下面的波組形態(tài)總體來看，隴縣-馬召斷裂淺部為正斷層，深部為逆斷層，而總體表現(xiàn)為視正斷層(即逆斷層)。

綜上所述，可以得出以下結(jié)論。

(1)在不同深度表現(xiàn)為不同性質(zhì)，但整體顯示逆沖斷裂性質(zhì)的現(xiàn)象是渭河盆地南緣控盆邊界和控制沉積的近東西向斷裂的特點(diǎn)，是渭河盆地?cái)嗔牙^承性發(fā)展演化的結(jié)果。

(2)淺部北傾、深部南傾的秦嶺北坡斷裂是一條巨大的區(qū)域性逆沖斷裂。它既是無根體北秦嶺向北逆沖的邊界斷裂，也是構(gòu)成鄂爾多斯盆地南緣渭河盆地處地層受壓下陷，渭北隆起區(qū)受壓隆起構(gòu)造格架的單沖邊界斷裂。

(3)略向南傾斜，向下延伸可達(dá)10km左右的口鎮(zhèn)-關(guān)山逆沖大斷裂性質(zhì)的厘定，充分說明主要控盆構(gòu)造特征。這與前人地塹成因的實(shí)驗(yàn)研究所揭示的在伸張作用下形成地塹的斷層是正斷層相悖。同時(shí)，這些特征恰好與反映單沖壓陷盆地的斷裂特征一致，且可解釋由于受太平洋板塊、菲律賓(海)板塊、印度大陸、西伯利亞陸塊以及地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)中的動(dòng)力(高緯度向低緯度方向的擠壓力)的聯(lián)合作用，尤其是印度大陸由南向北的擠壓強(qiáng)烈，北秦嶺巖石圈地幔拆沉，深部物質(zhì)流(軟流圈物質(zhì))從西往東流動(dòng)(耿樹方等，2012)。

基底斷裂的存在是相對(duì)穩(wěn)定地塊(地體)基底的一種普遍想象，基底斷裂的逆沖隱伏活動(dòng)同樣也是其基底擠壓收縮變形的一種重要形式?；讛嗔央[伏活動(dòng)造成上盤上拱使上覆地層抬升, 而斷裂活動(dòng)下降盤受壓產(chǎn)生沉降，這樣深大斷裂在空間上就表現(xiàn)為淺部視正斷層，深部逆斷層的特點(diǎn)(圖2)。可見，渭河盆地南緣斷裂帶是壓扭性逆沖斷層的解釋更符合實(shí)際。這與王頌禹(1997)在試論斷層分類中逆斷層的一種視正斷層表現(xiàn)形式一致(圖3)。

北山南緣斷裂：渭河盆地北山南緣斷裂是渭河盆地的北部邊界，是由一系列由南向北形成年代逐漸變新的階梯狀斷層組成的,其主體分布于渭河盆地北部的北山南緣，地貌上是北側(cè)的基巖山地、黃土殘塬和南側(cè)的渭北黃土臺(tái)塬的分界線，走向北東—北北東，傾向南東，傾角40°～80°，全長(zhǎng)約168km，是一條以垂向運(yùn)動(dòng)為主，垂直差異升降特征明顯的復(fù)雜活動(dòng)構(gòu)造帶。習(xí)慣上我們將其稱為渭河盆地北緣斷裂帶，但縱觀前人研究，無論是對(duì)該斷裂的位置、分段，還是斷裂的性質(zhì)以及活動(dòng)時(shí)代的認(rèn)識(shí)，都存在分歧。

徐煜堅(jiān)等大致以涇河、洛河、黃河為界，將北緣斷裂帶劃分為3段；田勤虎等人(2012)以口鎮(zhèn)-關(guān)山斷裂為界，將北緣斷裂帶分為西段和東段2部分。從分段上看，田勤虎劃分的東段包括了徐煜堅(jiān)劃分的中段和東段。本次研究為與渭北構(gòu)造分區(qū)對(duì)應(yīng)，采用東西兩段劃分。西段由岐山-店頭斷裂、龍巖寺-乾縣斷裂和楊莊鎮(zhèn)-口鎮(zhèn)斷裂3條斜列的北東向邊界斷裂組成，整體性較好。東段由新興-馬額斷裂、耀縣-白水?dāng)嗔押晚n城-合陽(yáng)段組成(田勤虎等，2012)。

實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)斷裂帶各段特征基本一致。帶內(nèi)斷層具有平滑的斷層面，構(gòu)造巖具有明顯的分帶性特征(圖4、圖5)，強(qiáng)烈擠壓形成的伴生小褶皺。帶內(nèi)的第四紀(jì)斷層分布較廣，且絕大部分可見平直的清晰的滑動(dòng)面和擦痕，但多數(shù)斷距較小，為4～20m。

圖4 斷層構(gòu)造巖的理想分帶圖Fig.4 Ideal division of fault-related rocks

圖5 渭北斷層構(gòu)造巖的分帶圖Fig.5 The division of fault-related rocks in the Weihe basin

由以上特征可以發(fā)現(xiàn)，該帶內(nèi)斷層并不具有傳統(tǒng)張性斷層的一般特征:粗糙的斷層面,多呈棱角狀、次棱角狀,排列雜亂無章但破碎不強(qiáng)的斷層角礫巖,以及上下盤附近沒有強(qiáng)烈擠壓形成的伴生褶皺，而是具有平滑的斷層面、強(qiáng)烈破碎的構(gòu)造巖，厚層狀斷層泥及明顯的構(gòu)造巖分帶性分帶和強(qiáng)烈擠壓形成的伴生小褶皺。這些都是剪切正斷層的典型特征，前人以構(gòu)造反轉(zhuǎn)解釋。陳冒彥等(1997)認(rèn)為盆地各主干伸展斷裂都是區(qū)域性的，具有明顯擠壓特征和復(fù)雜的活動(dòng)歷史。尤其是在新生代以前,它們有的是逆沖推覆構(gòu)造，有的則是在壓扭性機(jī)制下形成的高角度逆沖斷層，都具有不同程度的擠壓變形。但在新生代以后,構(gòu)造發(fā)生了反轉(zhuǎn),有的斷層上盤相對(duì)下盤沿原斷層面回落，有的借助主斷裂面附近的次生斷裂面重新發(fā)育成新的“正斷層”,這樣在淺部剖面上則顯示逆斷層被正斷層所截，而在深部剖面上各斷裂又歸并回原來的逆沖主斷面。根據(jù)陳冒彥等的論述(陳冒彥等，1997)可以看出，擠壓特征是早期的、區(qū)域性的，也是目前公認(rèn)的，但是帶內(nèi)南早北晚，總體呈現(xiàn)由南向北由盆地中心向邊緣逐漸過度發(fā)展的特征，與拉張說相悖。那么新生代區(qū)域伸展作用下的反轉(zhuǎn)就有待商討。因?yàn)榭v觀至今渭河盆地的眾多研究成果，卻少見反轉(zhuǎn)構(gòu)造證據(jù)的陳述。筆者詳細(xì)梳理渭河盆地高精度物探成果發(fā)現(xiàn)：渭河盆地不但不存在早期上隆晚期沉降者的負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造(圖6)。相反，在秦嶺北坡斷裂處甚至出現(xiàn)疑似早期沉降晚期上隆者的正反轉(zhuǎn)(圖7)?？梢娦碌奈锾匠晒⒉恢С株惷皬┑鹊呢?fù)反轉(zhuǎn)說。至于反轉(zhuǎn)構(gòu)造發(fā)生的條件擠壓應(yīng)力場(chǎng)反轉(zhuǎn)為伸展應(yīng)力場(chǎng)就更有待商討了。

1、2.反轉(zhuǎn)前層序；3.反轉(zhuǎn)期層序；4.反轉(zhuǎn)后層序圖6 負(fù)反轉(zhuǎn)斷裂剖面模式圖Fig.6 Negative inversion fault section model

1.前裂陷層序; 2～5.同裂陷層序;6.后裂陷層序圖7 正反轉(zhuǎn)斷裂剖面模式圖Fig.7 Positive inversion fault section model

近年來，眾多學(xué)者(王建強(qiáng)等，2010；毛明陸，1997；任戰(zhàn)利等，2015；吳中海等，2003；萬景林等，2000；劉建輝等2010)利用磷灰石裂變徑跡分析渭北隆起的抬升期次及過程，其中代表成果有：王建強(qiáng)等認(rèn)為的分別發(fā)生于146Ma±，114～83Ma，59～63Ma的3期次抬升冷卻事件；肖暉等認(rèn)為的發(fā)生于146～125Ma；107～83.8Ma和40～27.3Ma的3期抬升事件；任戰(zhàn)利等認(rèn)為的102～107Ma主要發(fā)生在渭北隆起南帶的隆升，100～40Ma渭北隆起整體緩慢抬升，40～30Ma渭北隆起的主要隆升期,以及40Ma之后尤其是5.6Ma之后隆升速率加快。對(duì)華山裂變徑跡研究結(jié)果表明，華山晚白堊世以來也經(jīng)歷了持續(xù)的隆升過程。其中吳中海認(rèn)為的57～42Ma、32～22Ma和約8Ma以來是華山相對(duì)快速的隆升期，而120～57Ma、42～32Ma和22～8Ma，華山也處于相對(duì)緩慢隆升之中。萬景林認(rèn)為的華山山體抬升在20.59～29.26Ma，主峰、北峰樣品按高度分別排序,高度與年齡表現(xiàn)為“正序”。劉建輝等對(duì)秦嶺太白山的磷灰石裂變徑跡研究結(jié)果表明，秦嶺太白山新生代以來也發(fā)生了2期抬升事件：一個(gè)是約48Ma的小幅度加速抬升冷卻；另一個(gè)是9.6Ma的大幅度快速抬升冷卻。

可見，新生代渭河盆地南北兩邊皆為抬升狀態(tài)。如前述訴，渭河盆地在加里東期、印支期、燕山期以及喜馬拉雅期均處于擠壓應(yīng)力環(huán)境下。出現(xiàn)的松弛是280°～310°和294°～340°方向的，是相對(duì)南北向和北西—南東向擠壓應(yīng)力而言。渭河盆地現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)乃為擠壓應(yīng)力環(huán)境。換句話說，渭河盆地新生代不存在伸展應(yīng)力場(chǎng)。又據(jù)渭北北山南緣斷裂一線數(shù)個(gè)大的采石場(chǎng)挖出的新鮮斷面觀察到的北山南緣斷裂，可見清晰的平滑的斷層面、明顯的構(gòu)造巖分帶性分帶和強(qiáng)烈擠壓形成的伴生小褶皺，且斷層頂部的黃土層并沒有次生構(gòu)造痕跡。因此，根據(jù)這些特征認(rèn)為，渭河盆地北山南緣斷裂帶的斷裂是剪性正斷層，而非傳統(tǒng)的張性正斷層。由剪性正斷層空間應(yīng)力狀態(tài)可知，渭北隆起區(qū)南部邊沿應(yīng)力場(chǎng)是區(qū)域應(yīng)力環(huán)境下的一個(gè)典型的局部應(yīng)力場(chǎng)，該部最大主應(yīng)(動(dòng))力σ1垂直向上(圖8)，斷層兩盤相互作用力較弱。

圖8 斷層形成的應(yīng)力狀態(tài)圖解(據(jù)陳剛等，2005)Fig.8 State of stress in the formation of faults

1.4 渭河階地及山前沖洪積物垂向剖面特征

河流階地是區(qū)域環(huán)境演化的直接證據(jù)。階地的形成是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、基準(zhǔn)面升降和氣候變化等作用的結(jié)果?，F(xiàn)今研究成果表明(SEHUMM，1973),受基準(zhǔn)面升降變化影響的河流，距基準(zhǔn)面的距離一般小于400km，顯然，渭河階地的形成與基準(zhǔn)面的變化沒有關(guān)系。渭河階地上覆風(fēng)成黃土的底部都是古土壤，且渭河中游古洪水滯流沉積物表明渭河中游在3200～2800aBP間發(fā)生過3次古洪水事件，說明渭河在全新世大暖期晚期向以干旱和寒冷為標(biāo)志的全新世晚期氣候轉(zhuǎn)折，表明氣候變化在階地形成中發(fā)揮一定的作用(王恒松等，2012)。模擬地貌試驗(yàn)表明，一定的構(gòu)造抬升速率是階地的形成和保存的必要條件。雖然構(gòu)造抬升速率不能直接與河流下切速率對(duì)應(yīng)，但河流下切速率更易獲得，且在一定程度上反映了地表抬升的趨勢(shì)。因此，可利用河流下切速率分析階地形成和保存的控制因素。渭河流域內(nèi)上、中、下游不同區(qū)段的階地序列的研究結(jié)果(GAO,et al.,2016；陳云等，1999；SUN et al.,2005)表明，河流下切速率總體呈現(xiàn)“快、慢、快”的特征，且與昆黃運(yùn)動(dòng)和共和運(yùn)動(dòng)耦合，說明新生代夾持于秦嶺山脈和黃土高原之間的渭河盆地，整體受秦嶺造山帶和鄂爾多斯盆地的隆升作用，產(chǎn)生巨大的地勢(shì)比降。顯然，巨大的地勢(shì)比降是河流快速下切的主要因素。因此，渭河階地是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和氣候變化共同作用的結(jié)果，但構(gòu)造抬升是渭河非對(duì)稱階地和上疊型階地的形成主因。

1.5 渭河盆地Moho特征

渭河盆地Moho特征是渭河盆地的深部結(jié)構(gòu)構(gòu)造的地球物理學(xué)證據(jù)，長(zhǎng)期以來一直是眾多學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。人們對(duì)渭河盆地Moho的研究較多，20世紀(jì)90年代中期以前由于受觀測(cè)資料及研究方法的限制，人們對(duì)渭河盆地Moho的認(rèn)識(shí)僅限于個(gè)別剖面和一些零星分散的點(diǎn)，不能有效地揭示盆地下剖面間莫霍界面的連續(xù)性和莫霍界面全貌。此時(shí)期代表性成果有陜西省地震局《關(guān)中陜南地殼厚度圖工作報(bào)告》和陜西省地礦局物探隊(duì)《陜西省1∶50萬區(qū)城重力調(diào)查成果報(bào)告》?！蛾P(guān)中陜南地殼厚度圖工作報(bào)告》中，利用陜西測(cè)震臺(tái)網(wǎng)記錄到的7次人工爆破與鄰區(qū)10個(gè)中強(qiáng)地震資料，計(jì)算得到40個(gè)測(cè)點(diǎn)的地殼厚度(姜家蘭等，1986)，并采用內(nèi)插法繪制了關(guān)中陜南Moho等深度圖(圖9)。《陜西省1∶50萬區(qū)城重力調(diào)查成果報(bào)告》中采用不同場(chǎng)的不同計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)陜西省莫霍面的埋深，自東向西由淺變深，南北向上為南北淺中部深(申安斌，1997)。隨后，渭河盆地Moho隆升成了壓倒性的說法,雖然20世紀(jì)90年代中期以前受觀測(cè)資料及研究方法的限制，前人對(duì)渭河盆地Moho的認(rèn)識(shí)僅僅基于一些零星分散的點(diǎn)和極少的個(gè)別剖面，精度不高。物探學(xué)者仍在不斷地努力，以期揭示渭河盆地Moho的準(zhǔn)確特征，可多數(shù)地質(zhì)人員并未理會(huì)，仍然把渭河盆地Moho隆升作為渭河盆地拉張說的深部結(jié)構(gòu)的物探證據(jù)。2000年以后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，觀測(cè)資料激增、研究方法取得突破，有關(guān)渭河盆地Moho特征的研究成果也較多，其中橫跨渭河盆地的剖面有旬邑-涇陽(yáng)-丹鳳-西峽北西向剖面(任雋等，2012)，廣貨街-黃陵的北北東剖面(徐樹斌等，2013)，和2條近南北向剖面(賈萌等，2015；李洪強(qiáng)等，2016)(圖10)。此外，平頂山南-韓城-洛川北西向剖面(陸一鋒等，2012)跨越盆地東邊界，任梟等(2012)的成果解釋了鄂爾多斯盆地東南部的Moho特點(diǎn)。人們對(duì)盆地Moho的認(rèn)識(shí)逐步加深。尤其是2013年中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院下達(dá)陜西省地?zé)豳Y源現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)與區(qū)劃項(xiàng)目，2015年陜西工程勘察研究院提交的《陜西省地?zé)豳Y源現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)與區(qū)劃報(bào)告》，報(bào)告在對(duì)老資料和新資料研究的基礎(chǔ)上，給出了陜西省域莫霍面等深線示意圖(圖10)。

圖9 渭河地區(qū)地震與莫霍面等值線關(guān)系圖(據(jù)謝振乾，2011)地殼厚度資料來自陜西省地震局1985年“關(guān)中陜南地殼厚度圖工作報(bào)告”Fig.9 Relationship between seismic and Moho isoline in Weihe area

A-A′.旬邑-涇陽(yáng)-丹鳳-西峽北西向剖面;B-B′. 安康-延安近南北向剖面;C-C′.廣貨街-黃陵的北北東剖面;D-D′.咸陽(yáng)西近南北向剖面;E-E′.平頂山南—韓城—洛川北西向剖面圖10 陜西省域莫霍面等深線示意圖(據(jù)杜明等，2015)Fig.10 Sketch map of Moho depth isoline in Shaanxi Province

由圖10可知，渭河盆地下部Moho不存在3km隆升。這與李洪強(qiáng)等2016年深反射大炮南北向剖面的研究成果一致，且結(jié)合李洪強(qiáng)等深反射大炮研究成果分析認(rèn)為：①秦嶺微地塊莫霍面自南向北抬升，北秦嶺不存在山根。②進(jìn)入渭河地塹，莫霍面加深至15s左右，地塹兩側(cè)的莫霍界面呈不對(duì)稱上隆(李洪強(qiáng)等，2016)。③西安北東部東西向沉降帶向西部延伸。④鄂爾多斯盆地莫霍面呈翹斜狀，總體東淺西深，南淺北深。這恰好為單沖擠壓凹陷提供了完美的深部證據(jù)。

1.6 模型反演和沙箱實(shí)驗(yàn)

1.6.1模型反演

地塹是典型的伸展構(gòu)造，拉張過程中必然產(chǎn)生一定的伸展量。據(jù)此WERNICKE和BURCHIFEL通過幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,提出了較系統(tǒng)的伸展計(jì)算模式(ERNICKE,1982)。1988年EUGEN·Artyushkov基于對(duì)西西伯利亞盆地和汾渭地塹的研究，根據(jù)汾渭地塹剖面伸展率遠(yuǎn)小于按照伸展的解釋形成盆地所必需的擴(kuò)展率0.3，認(rèn)為渭河盆地在沉降期間沒有明顯的伸展。1969年DAHLSTROM提出平衡剖面,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于地學(xué)領(lǐng)域，用來恢復(fù)地層伸展、擠壓變形的原始環(huán)境和生長(zhǎng)斷層等古構(gòu)造。筆者利用渭河盆地典型的禮泉剖面和固市剖面，以剖面上地層長(zhǎng)度不變、各地層厚度不變和地層沿同一斷層位移量一致為原則, 通過手工恢復(fù)法恢復(fù)得到平衡剖面。發(fā)現(xiàn)無論禮泉剖面還是固市剖面N1、N22-1、N23雖被斷層錯(cuò)斷，但水平斷距很小，水平斷距與垂直斷距相比可忽略不計(jì)。平衡后的地層長(zhǎng)度L大于現(xiàn)在盆地寬度，說明受揚(yáng)子地臺(tái)和鄂爾多斯盆地南北擠壓環(huán)境的影響，作為盆地沉積主體地層開始縮短，表現(xiàn)為擠壓特征。利用拉伸構(gòu)造區(qū)古構(gòu)造恢復(fù)簡(jiǎn)單校正法(劉池洋,1988)驗(yàn)證，則伸展量為-1.2km。而陳躍輝(1994)旋轉(zhuǎn)平面狀正斷層控邊盆地模型驗(yàn)算，盆地破裂深度僅為2.6km。顯然，這些從伸張作用出發(fā)的模型的測(cè)量結(jié)果，并不支持渭河盆地拉張說。但卻從另一方面印證了平衡剖面的結(jié)果，為渭河盆地?cái)D壓說提供了證據(jù)。

此外，小震斷層面解反演區(qū)域平均應(yīng)力場(chǎng)(JULIEN，1980)也是一種模型反演方法，以汾渭地震帶為例的用小震斷層面解反演平均應(yīng)力場(chǎng)的結(jié)果(杜興信，1993)(表1)，與單沖壓陷盆地的結(jié)論一致。

表1 平均應(yīng)力場(chǎng)反演結(jié)果表(杜興信，1993)(°)Tab.1 The results of mean stress field inversion(°)

1.6.2 沙箱實(shí)驗(yàn)

構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)是模擬、再現(xiàn)構(gòu)造變形過程與成因機(jī)制的有效方法。近年來， 構(gòu)造物理模擬研究在擠壓地區(qū)取得了豐碩的成果,不僅表明構(gòu)造物理模擬是一種模擬、再現(xiàn)逆沖褶皺系統(tǒng)演化過程的有效工具，而且現(xiàn)有的沙箱實(shí)驗(yàn)成果也對(duì)新區(qū)的研究具有重要的借鑒作用，尤其是為建立沖斷帶演化的新運(yùn)動(dòng)學(xué)模型開展的模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)地表作用、沖斷結(jié)構(gòu)與沖斷層活動(dòng)特點(diǎn)的了解有重要的借鑒意義(寧飛等，2009)。因此，通過分析渭河盆地大地變形過程中所受的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、幾何條件、先存構(gòu)造條件、基地性質(zhì)以及地貌條件等主要控制條件，提取建模條件，利用相似理論建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，分析?shí)驗(yàn)結(jié)果，不僅可以了解研究區(qū)的詳細(xì)構(gòu)造演化過程(包括不同斷層的形成、擴(kuò)展、活動(dòng)等演化特征)，而且也可用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠矸囱荨⒗C該地區(qū)的構(gòu)造成因機(jī)制和邊界作用條件(童亨茂等，2009)，這必將為揭示渭河盆地成因機(jī)制提供有力的證據(jù)。

渭河盆地是位于鄂爾多斯盆地南緣的疊加盆地，其發(fā)展演化過程中所處的是同一個(gè)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)，它們不僅有著共同的基底，而且有著相似的沉積物，尤其是渭北隆升區(qū)，由近年來的新的科研資料可知，渭北隆升與渭河盆地古生代、中生代地層連續(xù)。可見，它的發(fā)展演化與渭河盆地的發(fā)展演化是一個(gè)復(fù)雜、完整的有機(jī)整體，有著密不可分的聯(lián)系。渭河盆地北部斷裂是在渭北隆起和渭河盆地共同的應(yīng)力場(chǎng)作用下的結(jié)果，研究時(shí)應(yīng)從全局出發(fā)，不可將渭河盆地與渭北隆起割裂。且由渭河隆起區(qū)出露的寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)地層可知，該套地層軟硬相間，由此可見，鄂爾多斯盆地基底由北向南逐漸變深，至渭河盆地以南下插到北秦嶺一下，北秦嶺被翹起。因此，渭河盆地北部斷裂構(gòu)造建模條件應(yīng)為基底收縮，單側(cè)擠壓條件。

渭河盆地南緣構(gòu)造位置獨(dú)特，南鄰北秦嶺由于長(zhǎng)期的擠壓造山運(yùn)動(dòng)，基底已經(jīng)初步形成為一個(gè)相對(duì)的、高密實(shí)度的剛體，再次遭受南北向的擠壓時(shí)，基底收縮量已經(jīng)很小，可以忽略不計(jì)。但北秦嶺及其以南是秦嶺地區(qū)強(qiáng)烈的擠壓區(qū)，擠壓應(yīng)力由南向北。因此，綜合分析渭河盆地大地變形過程中所受的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、幾何條件、先存構(gòu)造條件、基底性質(zhì)以及地貌條件等主要控制條件，提取的渭河盆地南緣-秦嶺北麓的擠壓建模條件即可簡(jiǎn)化為基底無收縮，單側(cè)擠壓條件。

利用松散石英砂、橡皮布構(gòu)建了主要用于剖面構(gòu)造研究的基底收縮單側(cè)擠壓模型和基底無收縮單側(cè)擠壓模型。由基底收縮單側(cè)擠壓模型砂箱實(shí)驗(yàn)(周建勛等，2002)可知，隨著擠壓量增大，后沖斷層首先出現(xiàn)，并迅速向應(yīng)力方向擴(kuò)展，其后，后沖斷層數(shù)量，早期形成的斷層傾角增大，最終形成以后沖疊瓦式斷層為特征的壓型構(gòu)造樣式(圖11)?？梢姡谉o收縮單側(cè)擠壓剖面模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果與鄂爾多斯盆地南緣構(gòu)造樣式、擠壓構(gòu)造特征以及演化結(jié)果一致。由基底無收縮單側(cè)擠壓模型砂箱實(shí)驗(yàn)(周建勛等，2002)可知，隨著擠壓量的增大，前沖斷層首先出現(xiàn)，并迅速向應(yīng)力方向擴(kuò)展，其后，在應(yīng)力方向前端出現(xiàn)模型邊界處出現(xiàn)高角度后沖斷層，最后形成以高角度后沖斷層為邊界，以前沖疊瓦式斷層為特征的壓型構(gòu)造樣式(圖12)。

圖11 基底收縮單側(cè)擠壓剖面模型試驗(yàn)結(jié)果圖(據(jù)周建勛等，2002)Fig.11 Experimental result of the section-model compressed from one direction with contractive substrate

圖12 基底無收縮單側(cè)擠壓剖面模型試驗(yàn)結(jié)果圖(據(jù)周建勛等，2002)Fig.12 Experimental result of the section-model compressed from one direction without contractive substrate

所以，渭河盆地處在獨(dú)特的大地構(gòu)造環(huán)境中，其應(yīng)變特征也很獨(dú)特，對(duì)其研究分析必須把區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和局部應(yīng)力場(chǎng)統(tǒng)一起來整體考慮。渭北地區(qū)顯示的以后沖疊瓦斷層發(fā)育為特征的構(gòu)造，北秦嶺顯示的以高角度后沖斷層為邊界，以前沖疊瓦式斷層為特征的壓型構(gòu)造樣式。充分說明，在渭河盆地北部基底的收縮，南部基底的對(duì)沖和上升是渭河盆地形成的主要作用。

綜上所述，渭河盆地在各個(gè)地史時(shí)期均處于擠壓應(yīng)力環(huán)境下，前人給出的松弛方向是斷塊受壓的擠出逃逸方向。主體收縮構(gòu)造樣式和斷裂發(fā)展順序表明渭河盆地不存在伸展的應(yīng)力環(huán)境。

淺正深逆總體顯示逆沖斷裂性質(zhì)的現(xiàn)象，是渭河盆地?cái)嗔焉舷卤P在擠壓應(yīng)力作用下差異性上升的結(jié)果，差異性上升是渭河盆地控盆斷裂的主要表現(xiàn)形式，垂直變形是區(qū)域演化的主體特征，上升而非沉降才是區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)總體特征。淺部北傾、深部南傾的秦嶺北坡斷裂是一條巨大的區(qū)域性逆沖斷裂，它既是無根體北秦嶺向北逆沖的邊界斷裂，也是構(gòu)成鄂爾多斯盆地南緣渭河盆地處地層受壓下陷，渭北隆起區(qū)受壓隆起構(gòu)造格架的單沖邊界斷裂。

盆地北部地層總體連續(xù)，盆地中心沉降區(qū)地層呈顯著的向斜特征。對(duì)略向南傾斜，向下延伸可達(dá)10 km左右的渭河和口鎮(zhèn)-關(guān)山逆沖大斷裂性質(zhì)的厘定，盆地兩側(cè)地塊抬升的時(shí)間和斷裂具有由盆地中心向外變新的趨勢(shì)，充分說明控制盆地沉積中心的主要構(gòu)造特征。

盆地北界斷裂帶的特征顯然與1982年鐘嘉獻(xiàn)等地塹成因的實(shí)驗(yàn)(鐘嘉猷等，1982)研究所揭示的在伸張作用下形成地塹的斷層是正斷層，主要斷裂幾乎都在地塹的最外緣，形成地塹的斷層的年齡是盆地中心新，越往外緣越老的規(guī)律相悖。相反卻與擠壓應(yīng)力場(chǎng)下形成的地塹的斷層，發(fā)育次序規(guī)律一致。但斷層傾向相反，故也不存在渭河盆地是擠壓應(yīng)力形成的地塹的可能。

基底收縮單側(cè)擠壓模型和基底無收縮單側(cè)擠壓模型較好的模擬了渭河盆地兩側(cè)的應(yīng)力環(huán)境，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與鄰區(qū)構(gòu)造特征以及演化結(jié)果一致。

另外，渭河盆地地處中國(guó)著名的活動(dòng)構(gòu)造帶，垂直差異性升降明顯，新生代以來，盆地沉積物厚度達(dá)6～7 km，相對(duì)于鄰區(qū)地殼垂直升降幅度達(dá)8～10 km(EUGEN，1988)。而渭河盆地內(nèi)斷層雖切斷地層，但斷距很小，地層幾乎是連續(xù),說明沒有明顯的伸展，且相對(duì)于巨大垂向升降，水平小斷距可忽略不計(jì)。所以認(rèn)為渭河盆地不是地塹而是一個(gè)單沖壓陷盆地。

2 渭河盆地的構(gòu)造單元

基于單沖斷陷盆地厘定，則渭河盆地就有了秦嶺北坡逆沖構(gòu)造南盤(北秦嶺)受壓由南向北逆沖，北盤渭河盆地受壓凹陷，渭北地區(qū)受擠作用隆起的格架。進(jìn)而依據(jù)盆地?cái)嗔岩?guī)模和展布、基巖出露與基巖起伏、沉積巖厚度變化，以及以重磁力場(chǎng)的特點(diǎn)，按照“中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”對(duì)含油氣盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?SY/T 5978-94)，重新劃分了渭河盆地的構(gòu)造單元，自南向北劃分出南部隆起、中部坳陷和北部斜坡等一級(jí)構(gòu)造單元3個(gè)，臨藍(lán)隆起、寶雞隆起、西安凹陷涇陽(yáng)鼻隆、固市凹陷、中部斜坡和東部斜坡等二級(jí)構(gòu)造單元7個(gè)，咸陽(yáng)斷裂帶、西安凹陷、戶縣斷裂帶、固市凹陷、華縣斷裂帶、禮泉單斜帶、咸陽(yáng)單斜帶、蒲城斷階帶和大荔單斜帶等三級(jí)構(gòu)造單元10個(gè)，構(gòu)造單元整體呈現(xiàn)出自南向北凸、盆、斜、階的非對(duì)稱格局(圖13)。

Ⅰ.南部隆起；Ⅰ1.臨藍(lán)隆起；Ⅰ2.寶雞隆起；Ⅱ.中部坳陷；Ⅱ1.西安凹陷；咸陽(yáng)斷裂帶；西安凹陷；戶縣斷裂帶；Ⅱ2.涇陽(yáng)鼻?。虎?.固市凹陷；固市凹陷；華縣斷裂帶；Ⅲ.北部斜坡；Ⅲ1.中部斜坡；禮泉斷階帶；咸陽(yáng)單斜帶；Ⅲ2.東部斜坡；蒲城斷階帶；大荔單斜帶圖13 渭河盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭DFig.13 Map showing Structural unit division of the weihe Basin

3 不同盆地結(jié)構(gòu)單元的成藏條件差異性

經(jīng)典的油氣成藏理論將油氣的成藏條件概括為生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保6個(gè)字。渭河盆地是發(fā)育于鄂爾多斯盆地南緣的疊合盆地，具有二元結(jié)構(gòu)特征。這使得它與鄂爾多斯盆地存在明顯的一致性和相似性。據(jù)此可依據(jù)成礦系列、煤系礦產(chǎn)等理論和鄂爾多斯盆地已發(fā)現(xiàn)的多種礦產(chǎn)資源的耦合關(guān)系(圖14)，對(duì)渭河盆地的成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)。同時(shí)，獨(dú)特的蓋層結(jié)構(gòu)和錯(cuò)綜復(fù)雜的斷裂體系使得盆地內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)單元的蓋層沉積充填結(jié)構(gòu)、構(gòu)造樣式等方面均存在著明顯的差異性，這也導(dǎo)致了盆地內(nèi)部不同構(gòu)造單元的生、儲(chǔ)、蓋、圈類型以及運(yùn)移體系的類型大不相同，進(jìn)而也使盆地內(nèi)不同結(jié)構(gòu)單元發(fā)育的成藏類型也具有明顯的差異。

3.1 斷階帶

渭河盆地?cái)嚯A帶位于北部乾縣、富平、蒲城一線，其北以北山斷裂為界，北鄰渭北隆起，南部以扶風(fēng)-禮泉斷裂和富平-蒲城斷裂為界，與盆地單斜帶相接，以富平斷階帶最為典型。斷階帶新生代蓋層為第四紀(jì)和新近系，厚度一般小于1 000 m，呈南厚北薄，東厚西薄的特點(diǎn)。古蓋層為下古生界奧陶系、寒武系，各期地層發(fā)育較全，厚度大。構(gòu)造主要表現(xiàn)為斷階，斷裂發(fā)育順序是南早北新。但蒲城一線斷裂多向北傾，乾縣一線多向南傾。該構(gòu)造單元缺乏有效氦源巖，新生代蓋層缺乏有效烴源巖，古蓋層烴源巖為薊縣系含藻白云巖烴源、下古生界奧陶系海相烴源巖。因此，該區(qū)不是氦氣資源的有利成藏區(qū)，油氣勘探應(yīng)以薊縣系含藻白云巖烴源、下古生界奧陶系海相烴源巖為重點(diǎn)。

圖14 多種礦產(chǎn)的賦礦層位-成礦時(shí)代組合關(guān)系圖(據(jù)陳剛等，2005)Fig.14 Relation of forming time and bearing sequences of multiple energy resources in Ordos basin

3.2 單斜帶

渭河盆地單斜帶位于北部興平、咸陽(yáng)、三原、大荔一線，北以扶風(fēng)-禮泉斷裂和富平-蒲城斷裂為界，南以渭河斷裂和關(guān)山斷裂為界，北鄰渭河盆地北部斷階帶，南與盆地中部坳陷相接，在平面上呈北東向展布，構(gòu)造剖面樣式總體呈一南傾單斜構(gòu)造。

新生代沉積蓋層和其下古蓋層各期地層發(fā)育較全。新生代沉積蓋層厚約2 500～3 500 m，各期地層發(fā)育較全，具有界面較為清晰、南傾、平緩的特征。古蓋層沉積蓋層厚度相對(duì)較小，也具有南傾、平緩的特征，但詳細(xì)劃分困難。該結(jié)構(gòu)單元的烴源巖有薊縣系含藻白云巖烴源、下古生界奧陶系海相烴源巖、上古生界煤系烴源巖、中生界三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7碳質(zhì)泥巖烴源巖、侏羅系延安組煤系烴源巖和新生代張家坡組六套烴源巖氦源巖，主要是張家坡組灰黑色泥巖和石炭、二疊系烴源巖，儲(chǔ)層主要為張家坡組、灞河組砂體及石炭、二疊系砂體。氦源巖有白堊系、 侏羅系、 三疊系以及二疊系和石炭系的高自然伽馬異常層，主要是中侏羅統(tǒng)直羅組和下白堊統(tǒng)志丹群，儲(chǔ)層主要為新生代砂體和斷裂構(gòu)造帶。蓋層是上覆第四紀(jì)黃土和新近系及石炭二疊系泥巖。運(yùn)輸體系種類較多，有源巖、斷層、砂體、不整合面以及源巖-斷層-骨架砂體-圈閉。因而，該區(qū)是油氣及其伴生資源的有利成藏區(qū)。

3.3 凹陷帶

凹陷帶位于盆地中南部，主要受秦嶺北緣斷裂、渭河斷裂、關(guān)山斷裂控制，呈東西向展布，新生代沉積厚度較大，西安、固市凹陷均超7 000 m，受其影響，物探資料對(duì)古生代、中生代地層界線揭示不清。但依據(jù)盆地鉆井資料，固市凹陷存在二疊系石盒子組，西安凹陷存在白堊系。故推測(cè)西安凹陷中生代沉積與鄂爾多斯盆地中生代一致，固市凹陷可能存在三疊系以上的地層。故凹陷帶中有勘探價(jià)值的烴源巖主要為新生代張家坡組和中生代三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7碳質(zhì)泥巖烴源巖和侏羅系延安組煤系烴源巖。凹陷帶構(gòu)造簡(jiǎn)單，總體為一向斜構(gòu)造，且僅在局部地段見有少量?jī)A斜褶曲，未見具有一定規(guī)模的背斜。地?zé)豳Y料顯示，地下熱為2億年的古熱水，流向向東，凹陷區(qū)地下熱水主要沿不整合面、斷裂活動(dòng)，不整合面為熱流體的水平運(yùn)移創(chuàng)造了有利的條件，頻繁活動(dòng)的斷裂構(gòu)造為流體垂向上的運(yùn)移提供通道。凹陷帶兩側(cè)為油氣及其伴生資源的存儲(chǔ)提供有利的場(chǎng)所，粗細(xì)變化沉積韻律層為油氣及其伴生資源的圈閉提供了條件。因此，凹陷帶兩側(cè)是渭河盆地主要的油氣及其伴生資源勘查區(qū)。

3.4 斷裂構(gòu)造帶

斷層構(gòu)造帶是2條以上斷裂構(gòu)造的復(fù)合帶，盆地內(nèi)主要有華縣斷裂構(gòu)造帶、咸陽(yáng)斷裂構(gòu)造帶和戶縣斷裂構(gòu)造帶，它們均呈東西向展布，其典型代表是華縣斷裂構(gòu)造帶。主構(gòu)造面呈鏟式，構(gòu)造剖面樣式種類單一，主要為“y”型。盆地內(nèi)斷裂構(gòu)造帶具多期活動(dòng)特征，它們不僅為熱流體活動(dòng)提供通道，也為熱流體儲(chǔ)藏提供空間，為盆地內(nèi)有利的地?zé)岬膬?chǔ)藏區(qū)，也是有利的水溶性氦氣的成藏區(qū)。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)淺部北傾、深部南傾的秦嶺北坡斷裂是一條巨大的區(qū)域性逆沖斷裂。它既是無根體北秦嶺向北逆沖的邊界斷裂，也是構(gòu)成鄂爾多斯盆地南緣渭河盆地處地層受壓下陷，渭北隆起區(qū)受壓隆起構(gòu)造格架的單沖邊界斷裂。

(2)渭河盆地北山南緣斷裂帶的斷裂非傳統(tǒng)的張性正斷層，而是淺部受局部應(yīng)力場(chǎng)作用下的剪性正斷層，但整體為逆斷層。

(3)渭河盆地不是地塹，而是一個(gè)單沖壓陷盆地。

(4)斷裂是渭河盆地最主要的控盆構(gòu)造形式，盆地結(jié)構(gòu)的差異性控制了各結(jié)構(gòu)單元的油氣及伴生資源的成藏條件和成藏規(guī)律:斷階帶不是氦氣資源的有利成藏區(qū)，油氣勘探應(yīng)以薊縣系含藻白云巖烴源、下古生界奧陶系海相烴源巖為重點(diǎn)。單斜帶是油氣及其伴生資源的有利成藏區(qū)，其北部最為有利。斷裂構(gòu)造帶是盆地內(nèi)有利的地?zé)岬膬?chǔ)藏區(qū)，也是有利的水溶性氦氣的成藏區(qū)。

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