四川盆地及周緣背斜谷、向斜山現(xiàn)象

李繼白

摘 要：研究首次提出四川盆地及周緣地區(qū)存在背斜谷向斜山現(xiàn)象，對這一現(xiàn)象進(jìn)行了描述定義，通過四川盆及周緣地區(qū)多個實(shí)例表明背斜谷向斜山現(xiàn)象在該地區(qū)是普遍現(xiàn)象，對這一現(xiàn)象的意義進(jìn)行了探討，并思考對油氣勘探和頁巖氣勘探的意義，最后對形成這一現(xiàn)象的原因進(jìn)行了一個初步思考。

關(guān)鍵詞：背斜谷;向斜山;頁巖氣

1 現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和定義

通過對川東南進(jìn)行研究解釋過程中，在結(jié)合地表衛(wèi)星地圖和高程進(jìn)行研究時，發(fā)現(xiàn)了很有意思的一個現(xiàn)象：研究區(qū)內(nèi)背斜成谷向斜成山現(xiàn)象，這在研究區(qū)內(nèi)非常普遍。一般情況下，背斜巖層向上拱起，在地貌上常常形成山嶺;向斜巖層向下彎曲，在地貌上常常形成谷地或盆地，背斜頂部地層老兩翼地層新，向斜中部地層新兩翼地層老。但在研究區(qū)內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了完全相反的情況，通過對四川盆地龍泉山及華鎣山等區(qū)域初步分析了解，發(fā)現(xiàn)在這一區(qū)域內(nèi)，普遍有背斜成谷，向斜成山的現(xiàn)象。表現(xiàn)為侏羅系及以下地層在地表以下的構(gòu)造形態(tài)和地表不一致;在背斜構(gòu)造的高部位，對應(yīng)地貌上是溝谷或者山間小平原，在地貌上是最低的地方;而向斜的最核心部位是地貌上的山峰，一般是白堊系的山峰;如桃子蕩背斜構(gòu)造的核心部位在地貌上表現(xiàn)為是河流，河流兩岸是高山（見圖1），在最低位置河流下是構(gòu)造的高點(diǎn)，地貌的最低位置反而是構(gòu)造最高部位。

我們對公開研究進(jìn)行嘗試檢索，對于背斜成谷向斜成山這一現(xiàn)象的研究成果和論文少之又少，只有金閂等人進(jìn)行了簡單的一些分析，金閂從順地貌和逆地貌的角度并以南京實(shí)例描述向斜成山和背斜成谷現(xiàn)象[1]。而在中學(xué)地理教科書中也簡單提到這一現(xiàn)象，寥寥數(shù)筆。

因此，筆者通過結(jié)合研究經(jīng)歷覺得有必要對這一現(xiàn)象進(jìn)行定義和描述，以便后續(xù)進(jìn)行更深入研究打下基礎(chǔ)。

向斜山是指是一種向下凹曲的褶曲，其核部由新巖層組成，自核部向兩翼巖層由新變老。同一地層向斜核心部位位置最低，但在地表地形向斜核心部位表現(xiàn)為高山，核心部位地層最全地層也最多，總地層厚度最大。

背斜谷則是指是一種向上凹曲的褶曲，其核部由老巖層組成，自核部向兩翼巖層由老變新。同一地層向斜核心部位位置最高，但在地表地形背斜核心部位表現(xiàn)為地緩河谷或平原，核心部位地層最全地層也最少，總地層厚度最薄。

2 四川盆地及周緣“背斜谷”和“向斜山”現(xiàn)象

為了進(jìn)一步驗證這一發(fā)現(xiàn)，我們對四川盆地及周緣地區(qū)地區(qū)結(jié)合地震剖面信息，Google衛(wèi)星信息及構(gòu)造圖結(jié)果等信息進(jìn)行了綜合分析，進(jìn)一步對這一現(xiàn)象進(jìn)行了核實(shí)。發(fā)現(xiàn)四川盆地及周緣地區(qū)“背斜谷”“向斜山”現(xiàn)象是普遍存在的一個事實(shí)，盆地內(nèi)從川東南的四面山到龍泉山多處實(shí)際資料支撐這一現(xiàn)象廣泛存在，盆地周緣地區(qū)到云南綏江，貴州紫云等均有表現(xiàn)，這些證據(jù)均表明在四川盆地及周緣地區(qū)不是孤例，是一個非常常見的地質(zhì)現(xiàn)象。

在四川盆地內(nèi)除了如圖1為代表的桃子蕩構(gòu)造外，在川東南多處可以很好的觀察到這個現(xiàn)象，如四面山向斜山是非常典型的一個代表，盆地內(nèi)川東南寶元地區(qū)也也是很明顯的，可以從衛(wèi)星地圖結(jié)合剖面和地下構(gòu)造圖來展示這一現(xiàn)象。

從圖3可以看出寶元構(gòu)造核心部位在地表上對應(yīng)是山谷，山谷內(nèi)地勢平坦，但從構(gòu)造圖上可以看到，山谷對應(yīng)的是背斜，背斜核心部位同一地層最高，如二疊系地層背斜核心是隆起，但隆起高部位上部地表地層最薄，如圖2所示，隆起部位核心上部地表地形線展示為地表最低部位，因此水源也豐富，而寶元構(gòu)造兩翼向斜則為高山，該地勢平坦區(qū)域一直延伸到興文--古藺斷裂附近，和中石油高木頂背斜帶是一個比較完整的區(qū)域，在寶元構(gòu)造的北部太和--旺隆構(gòu)造上也是如此，構(gòu)造核心高部位為地勢平坦地帶為地表最低部位，而向斜核心部位為高山。這些證據(jù)均展示了典型的背斜谷向斜山現(xiàn)象。

在中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心對云南綏江進(jìn)行頁巖氣勘探的過程中，在云南綏江地區(qū)對背斜成谷向斜成山現(xiàn)象進(jìn)一步進(jìn)行了驗證，如圖4所示研究區(qū)內(nèi)的凹陷對應(yīng)的是地表為山脈區(qū)域，地表低凹河谷對應(yīng)的是隆起背斜。

在中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心對貴州紫云等地頁巖氣勘探的過程中，同樣發(fā)現(xiàn)在貴州紫云等地背斜谷向斜山現(xiàn)象也有很好的體現(xiàn)，如圖5所示火花背斜對應(yīng)的地表為低凹地帶，而頁巖氣目標(biāo)區(qū)下廠向斜和邑繞向斜在構(gòu)造圖上展示為標(biāo)準(zhǔn)的向斜部位，兩個向斜地表對應(yīng)的是高山。

通過這些實(shí)例可以觀察到四川盆地及周緣地區(qū)的背斜谷和向斜山現(xiàn)象非常普遍，也是四川盆地及周緣地區(qū)的一個比較典型的地質(zhì)特征。國內(nèi)有學(xué)者在研究喀斯特地貌的時候提出江南地區(qū)地形倒置，向斜山海拔一般高于背斜山地[2]。對于江南地區(qū)筆者也研究不多，但對于四川盆地及周緣地區(qū)，背斜谷向斜山現(xiàn)象是比較明確的。

3 這一現(xiàn)象的意義

隨著四川盆地及周緣地區(qū)常規(guī)油氣和頁巖氣勘探的推進(jìn)，涪陵頁巖氣田，正在進(jìn)行勘探采集的隆盛三維，以及貴州和湖南頁巖氣等四川盆地東南周緣勘探比較多，同時龍門山中石油前海相油氣的突破，四川盆地及周緣迎來更多的勘探和投資。這一現(xiàn)象也是在研究中發(fā)現(xiàn)并提出，筆者也希望更多的同行對這進(jìn)行更深入的研究。

對常規(guī)油氣開采來說，這一關(guān)現(xiàn)象對本區(qū)很有意義。當(dāng)在地形的深溝或者峽谷是下面構(gòu)造層的構(gòu)造頂部位，對于本區(qū)有很好的指導(dǎo)意義，對于勘探井位部署等有一定作用，這一特點(diǎn)也使得我們的有利部位埋深相對淺了，降低開采勘探成本。

對頁巖氣來說，當(dāng)頁巖氣主要目標(biāo)處于背斜斜坡帶時候，對頁巖氣背斜構(gòu)造斜坡帶埋深減小有很大意義，使得可開采面積增加。但當(dāng)頁巖氣目標(biāo)是向斜目標(biāo)的時候，頁巖氣埋深大大增加，特別在四川盆地及周緣地區(qū)背斜寬緩，向斜狹窄，開采和勘探成本大幅度提升，這種情況下對頁巖氣勘探非常不利。

4 這一現(xiàn)象形成原因初探

我們嘗試對這一現(xiàn)象進(jìn)行初步分析，有學(xué)者提出薄皮構(gòu)造現(xiàn)象，但通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)薄皮構(gòu)造（thin skinned tectonics）是瑞克（J.L.Rick，1934年）提出。前陸沉積蓋層在基底上滑脫變形，基底沒有被卷入，蓋層變形的褶皺--逆沖帶向下終止于巨大的底板滑脫面上，因而蓋層與基底構(gòu)成顯著的構(gòu)造不協(xié)調(diào)現(xiàn)象?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的這一現(xiàn)象和薄皮構(gòu)造和國內(nèi)其它學(xué)者所描述的薄皮構(gòu)造現(xiàn)象不是一回事。

通過現(xiàn)有資料及我們的發(fā)現(xiàn)和思考，我們對此進(jìn)行了初步分析，至于具體成因則需要進(jìn)一步研究。我們此次主要對這一現(xiàn)象提出，也是本研究區(qū)的規(guī)律：總結(jié)為背斜成谷，向斜成山;背斜和向斜形態(tài)針對侏羅系下地層;而“谷”和“山”指地表地貌或者白堊地層。

對這一現(xiàn)象分析認(rèn)為主要是褶皺構(gòu)造的背斜頂部因受張力作用，容易形成張性裂縫而被侵蝕成谷地，而向斜槽部受到擠壓，不易被侵蝕，反而成為山嶺，這是其中因素之一。

另外一個重要因素是白堊和侏羅系區(qū)域內(nèi)存在不整合接觸，白堊系地層沉積于老地層的向斜內(nèi)，在背斜等高部位沒有沉積或者很薄，后期的持續(xù)擠壓活動使得白堊地層被持續(xù)擠壓抬高，向斜繼續(xù)變窄，使得向斜內(nèi)壓力加大，對白堊地層更加壓實(shí)緊密;同時背斜部位繼續(xù)收窄，背斜抬升張裂，背斜高部位無白堊或者很薄，更加容易被剝蝕沖刷，加上白堊在向斜內(nèi)沉積也厚，重力作用使得向斜槽部位壓實(shí)等因素;綜合這些因素，形成了背斜谷向斜山現(xiàn)象。當(dāng)然，對于這現(xiàn)象的成因可能比較復(fù)雜。這一現(xiàn)象對本區(qū)有比較好的意義，對勘探評估提出一定的指導(dǎo)意義就達(dá)到本次研究的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]金閂.向斜·背斜·成山·成谷的原因分析[J].合肥學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，1998.

[2]楚玉春.重慶喀斯特地貌研究[M].重慶：西南大學(xué)，2010.