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突尼斯东北部新近纪至更新世构造-沉积事件的多源数据解析:地表与地下资料的整合研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月21日 来源:Proceedings of the Geologists' Association 1.1
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本研究通过整合地表露头数据、地震反射剖面及石油钻井资料,系统分析了突尼斯东北部新近纪至更新世的构造-沉积演化。研究人员识别出托尔托阶(Tortonian)、墨西拿阶(Messinian)、上新世(Pliocene)和中更新世(mid-Pleistocene)四期区域性不整合面,揭示了晚中新世以来以挤压-走滑为主的构造反转事件对盆地结构的控制作用,为地中海西部板块边界动力学提供了关键证据。
在地中海西部复杂的板块构造格局中,突尼斯东北部作为非洲板块与欧亚板块碰撞的前缘地带,其新近纪至更新世的构造演化一直是地质学家争论的焦点。传统观点认为该区域主要受控于阿特拉斯造山带的挤压作用,但近年来有学者提出走滑断裂系统可能扮演更关键角色。这种认识分歧直接影响着对该区油气储层分布规律的预测。更棘手的是,先前研究多局限于单一数据源——或依赖地表露头分析,或仅用地球物理资料解释,导致对关键构造事件的时间-空间关联缺乏系统论证。
正是针对这些问题,突尼斯的研究团队在《Proceedings of the Geologists' Association》发表了这项整合多尺度数据的创新研究。通过综合19条地震剖面、8口石油钻井的测井数据及数字高程模型(DEM),团队首次建立了突尼斯东北部从新近纪到更新世的完整构造-沉积事件序列。研究发现该区在晚中新世至今经历了多期构造体制转换,其中四期区域性不整合面(托尔托阶、墨西拿阶、上新世和中更新世)与板块汇聚过程中的挤压-走滑事件密切关联。这些不整合面在空间上受控于NE-SW向逆冲断裂系统,证实了构造反转对盆地演化的主导作用。
研究采用了三项关键技术:1) 地表地质填图结合数字高程模型(SRTM)进行构造地貌分析;2) 石油公司提供的二维地震反射剖面(1983-1993年采集)解释;3) SEREPT石油钻井的测井曲线(W1-W8井)层序标定。这些多源数据通过地层不整合面识别、构造变形样式统计等方法进行整合分析。
【The tectonic and structural setting of the study area】
研究表明研究区自三叠纪以来经历了多阶段演化:泛大陆裂解期形成NE-SW向正断层系统;晚白垩世-始新世特提斯洋闭合引发挤压变形;而新近纪以来的关键转变是晚中新世(Tortonian)开始的构造反转事件,导致早期正断层再活化形成逆冲构造。
【Methodology】
通过地震剖面解释识别出三种构造样式:1) 反向断层控制的褶皱带;2) 走滑断裂相关的花状构造;3) 盐底辟构造。这些构造在空间上构成多个中等规模盆地的边界。
【Results and discussions】
四期不整合面的时空分布揭示:托尔托阶不整合面(Tu)与非洲板块顺时针旋转相关;墨西拿阶不整合面(Mu)对应地中海盐度危机事件;上新世不整合面(Pu)反映板块汇聚加速;中更新世不整合面(mPu)则记录了阿特拉斯山脉的最终隆升。地震剖面显示这些事件伴随逆冲断层、褶皱和地层削截现象。
【Conclusion】
该研究首次系统论证了突尼斯东北部新近纪以来的构造演化受控于挤压-走滑交替的复合机制。四期不整合面的精确厘定为区域油气勘探提供了新的年代地层框架,特别是墨西拿阶盐岩与不整合面的配置关系对深部储层预测具有指导意义。研究成果对理解地中海西部板块边界的应变分配模式提供了典型案例。
值得注意的是,Sofien Alyahyaoui和Hedi Zouari在讨论部分特别强调,研究区NE-SW向的Jebel Rhéouis褶皱带可能代表一条尚未充分认识的板块边界转换断层,这为后续研究指明了新方向。论文中展示的地震解释剖面清晰揭示了逆冲断层切割更新统地层的现象,为"现今仍在活动的构造反转"这一论点提供了直接证据,挑战了传统认为阿特拉斯造山带已趋稳定的观点。这些发现不仅具有理论意义,对区域地震危险性评估也具有实际价值。
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