塔里木盆地断裂构造分期差异活动及其变形机理

本文的目的是探讨塔里木盆地断裂构造分期差异活动过程及其变形机理.在地震剖面解释、钻井资料和地质资料综合分析的基础上,通过编制塔里木盆地不同时期断裂系统图,提出控制塔里木盆地断裂构造形成和演化主要构造活动期次为:加里东早期、加里东中期、加里东晚期-海西早期、海西晚期、印支期、燕山期和喜马拉雅期.加里东早期断裂活动受伸展环境制约,沿先存基底断裂带形成张性正断层.加里东中期、加里东晚期-海西早期断裂活动以逆冲作用为主,在塔东、塔中、塘古巴斯、巴楚和麦盖提地区最为发育.海西晚期断裂活动也是以逆冲作用为特征,并从早期断裂强烈活动的塔中、塘古巴斯、玛东等地区,迁移到塔北隆起和东部地区.印支、燕山和喜马拉雅期,前陆地区断裂构造发育,形成叠瓦冲断带、褶皱-冲断带、双重构造、盐相关构造等;但在盆内稳定区,断裂构造不发育,活动性弱.古生代断裂构造发育分布的控制机理,主要与区域大地构造环境的变化和构造转换、先存基底断裂带、大型区域性不整合、滑脱带等要素密切相关.区域大地构造环境的变化和构造转换主要受控于塔里木周缘洋盆的伸展裂解、俯冲消减和洋盆闭合的时限和强度.先存基底断裂带或基底构造软弱带往往控制着后期断裂的发育位置和展布方向.大型区域性不整合和滑脱带控制着断裂构造的发育和分布层位.中、新生代断裂构造发育分布的控制机理,与区域大地构造环境及其构造转换、区域构造位置有关.中、新生代塔里木断裂构造主要分为三种环境,即前陆构造环境、盆内稳定区构造环境和隆升剥蚀区构造环境.盆内稳定区断裂构造不发育,活动性较弱.中、新生代断裂构造主体发育在前陆构造环境中,主要受控于周缘造山带强烈隆升、挤压冲断、走滑-逆冲或逆冲-走滑作用,同时与喜马拉雅晚期盆-山耦合作用及滑脱层的发育有关.     

塔北隆起北部叠加断裂构造特征与成因背景分析

塔北隆起在塔里木叠合盆地演化时期经历了古克拉通隆起、早期前陆前缘隆起、库车再生前陆盆地斜坡3个阶段。经过两期成盆构造变革阶段，塔北隆起北部垂向上叠加深、浅层两组断裂系统：深层断裂系统为基底逆冲断裂，发育冲断构造、背冲构造组合；浅层断裂系统为正断层，发育地堑、地垒构造样式组合。两组不同性质断裂系统的发育均对应于两期造山挤压背景下前陆盆地形成阶段。笔者认为，深层断裂并非是处于早期前陆变形区域，而是处于挤压背景下板内塔北古克拉通隆起“纵弯”构造变形中岩层破裂的结果。浅层断裂是库车再生前陆盆地阶段塔北隆起北部基底（前中生界构造层）受水平挤压翘曲变形（纵弯变形）导致上覆岩层引张破裂的结果。     

塔里木盆地东部地区构造特征及其演化

在综合地震、测井、地质等各类资料的基础上,系统分析了塔东地区的构造特征及断裂系统。塔里木盆地是一个典型的多期叠合的复合型盆地,塔东地区主要经历了四个构造演化阶段:基底形成阶段(前震旦纪)、残余古隆起形成阶段(前侏罗纪)、陆内坳陷盆地阶段(侏罗-白垩纪)、内克拉通盆地阶段(新生代)。塔东地区断裂系统的发育具有分组性、分期性的特点,北东向断裂体系形成较早(加里东-印支期),北西向和近南北向断裂体系形成较晚(印支-喜山期)。受断裂系统控制,塔东地区在垂向上可划分为前震旦系基底、古生界、中生界和新生界四大构造层,其中古生界与中新生界构造层在形成、演化上具有巨大的差异性,构造格局截然不同。在明确了构造格局与断裂系统的形成演化的基础上,进一步划分了塔东地区的三级构造单元,从而很好的指导了该区油气勘探工作的深入进展。     

克拉通内走滑断裂空间结构及派生构造新样式：以塔里木盆地顺北12号断裂为例

随着高精度连片三维地震资料的采集,塔里木盆地克拉通内部发育的中小滑移距走滑断裂呈现出复杂的空间结构与构造样式.为此,以顺北12号断裂为研究对象,开展了顺北12号断裂及派生构造的三维空间结构、活动特征和活动期次的精细解析与成因机制分析.结果表明：（1）顺北地区主干走滑断裂自西向东挤压变形逐渐增强,其中顺北12号断裂处于NE向走滑断裂体系的过渡位置,构造样式上既发育西侧弱挤压断裂体系的“拉分-平移-压隆”三段式分段结构,也发育东侧强挤压断裂体系的“压脊构造”.（2）顺北12号断裂碳酸盐岩顶面北部发育NE20°走向派生分支断裂,浅层发育沿下伏主干断裂走向展布的雁列正断层,上部雁列正断层活动强烈,连接形成扇形雁列带,下部主干断裂线性发育,从而形成了一种上部连片发育雁列正断层、下部发育高陡直立断裂的新的分层变形样式.（3）在盆缘动力背景影响下,顺北12号断裂及其派生分支经历了3期左行走滑活动：在加里东中期Ⅲ幕顺北12号断裂及其派生分支断裂初始活动;加里东晚期,深部断裂活化并相互影响,拖曳上覆地层形成第一期雁列正断层;海西中期,形成第二期雁列正断层.     

塔里木盆地鹰山组沉积期构造-沉积环境与原型盆地特征

盆地原型恢复有助于揭示盆地初始的构造-岩相古地理,是油气勘探的基础.利用最新的露头、钻井及地震资料,运用盆-山结合的思路,由点-线-面对沉积充填实体进行分析,重建了塔里木盆地鹰山组沉积期的构造-沉积环境,并在此基础上指出了其油气勘探方向.鹰山组沉积期塔里木盆地沉积具有东西分异的特征:西部为浅水台地相,东部为深水盆地相.塔西台地内沉积亦出现分异的特点:顺南-塘古巴斯-玉东一带鹰山组为潮下高能粒屑滩相,并间歇性受到风暴浪的改造;而其他地区鹰山组下段为局限潮坪-粒屑滩相组合、上段为开阔滩间海-台内滩相组合.该时期塔里木盆地构造环境经历了由伸展向南压北张的转变.受此影响,塔西台地构造古地理格局出现分异:顺南-塘古巴斯-玉东一带发育横卧人字形台洼（水深位于浪基面之上）,环台洼发育有台内坡折带.台洼内为高能沉积环境,而较浅水台地内为低能沉积环境.该时期塔西台地构造格局分异可能是响应于北昆仑和北阿尔金陆弧与塔里木克拉通拼贴产生的挠曲变形,在塔里木盆地南部表现出前陆盆地特征:北昆仑和北阿尔金为前渊区、塘南为水下前隆区和顺南-塘古巴斯-玉东为后隆坳陷区.      

祁连造山带构造演化与新生代变形历史

祁连造山带位于东特提斯北缘,蛇绿混杂岩带、(超)高压变质岩和弧岩浆岩等广泛发育,是前新生代华北克拉通与柴达木古地块之间多期次俯冲、碰撞和造山形成的复合造山带。现今的祁连山是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带,具有复杂的陆内变形构造和深部结构,记录了新生代高原生长过程中不同阶段的构造变形和盆-山演化历史。本文在区域地质研究资料的综合分析基础上,讨论祁连造山带元古宙变质基底属性、新元古代—古生代古海洋演化和中—新生代构造变形特征,探讨祁连(山)造山带的构造演化过程和陆内变形历史。祁连造山带发育新元古代早期和早古生代两期岩浆弧,分别代表了古祁连洋和(南、北)祁连洋的俯冲-碰撞事件;亲华北的基底属性指示了祁连洋实属陆缘海。新生代青藏高原东北缘发育两阶段构造变形和盆-山演化,在中新世完成了由新生代早期以逆冲断裂活动为主向走滑断裂和逆冲断裂共同作用的转变,随着东昆仑山的快速隆起将古近纪大盆地隔开成两个盆地,即现今的柴达木盆地和可可西里盆地。中新世中晚期以来,青藏高原东北缘的构造格局主要受控于东昆仑和海原两个近乎平行的大型转换挤压构造系统的发育、顺时针旋转和侧向生长。大型走滑断裂系统在造山带内的...     

塔北地区构造和演化特征及其对油气成藏的控制

塔北隆起为塔里木盆地最富有油气的构造单元之一,其纵向上可分为中新生界和古生界两大构造层,上下特征有较大的差异性:古生界受到六条基底逆断层及其伴生断裂控制,构造格局可以划分为"四隆两凹"的构造单元:英买力低凸起、轮台低凸起、哈拉哈塘凹陷、轮南低凸起、草湖凹陷以及库尔勒鼻隆,该格局长期继承性发育,并逐层遭受剥蚀形成整个塔北残余古隆起,其上构造圈闭十分发育,同时由于暴露时间长,碳酸盐岩储层非常发育;中新生界整体上表现为南高北低的北倾斜坡形态,受到下伏古生界断层的后期活化影响,发育局部圈闭。塔北当前的构造格局在演化过程中主要形成于海西期,后期变化较小。研究表明,塔北地区构造演化大致经历了三大阶段:晚加里东-早海西期的稳定抬升剥蚀期,塔北在南倾的大斜坡背景上形成了北东-南西走向的轮南大型背斜,英买力低凸起初具雏形;晚海西-印支期的挤压抬升期,塔北隆起在原背景之上继承发展;燕山-喜山期为调整定型期,形成现今塔北地区构造格局。整体古生界构造格局形成早,稳定时间长,是库车油气和满加尔油气的长期指向区,控制了塔北地区油气分布,而多期的构造演化则控制了塔北地区油气藏不同时期的破坏和形成,也造就了目前塔北地区同时存在沥青、稠油、轻质油和天然气。     

塔里木盆地北部断裂格架分析

通过对塔北６条区域性主干断理解力学性质及发育历史的分析，论述了控制本区构造变形的基本断裂格局，认为：（１）分地北缘南天山和西南缘昆仑山两板块边缘活动产生的挤压应力在塔联合和叠加，造成了该区现今“南北分带、东西分块”的构造格局，（２）挤压应力是塔北构造变形的主导应力，海西－印支期ＮＥＥ和ＮＷ向两组区域断裂分别平行于两板块边缘，均属压性逆冲断裂，平移分量极小，ＮＷ向断理解主体不是扭断裂，只是喜山期叠加     

塔里木盆地中奥陶世一间房组沉积时期构造-沉积环境与原型盆地特征*

盆地原型研究有助于恢复盆地构造-岩相古地理和揭示盆山耦合,对油气勘探具有重要的指导意义。文中利用最新的钻井、地震及露头资料,以沉积相为研究实体,运用盆-山结合的思路,由点→线→面进行分析,重建了塔里木盆地中奥陶世一间房组沉积时期的构造-沉积环境,研究了原型盆地特征及性质。一间房组沉积时期,巴楚—塔中和塘南台内隆起为暴露剥蚀区;顺南—塘古巴斯—玉东台内洼地区发育低能的泥晶灰岩相;塔北和古城台地区发育大面积的台内颗粒滩相;柯坪台盆区发育深水瘤状灰岩—黑色页岩相;塔东深水盆地区经历了黑色页岩相→陆源碎屑浊积岩相的演变;库鲁克塔格—罗西台地区为继承发育的开阔台地相。该时期塔里木盆地构造-沉积格局具有由早奥陶世东西分异的台盆格局向晚奥陶世南北分异的隆坳格局过渡的特征,表现为塔西台地古地貌的分异和塔东深水盆地沉积性质的反转。该时期塔里木盆地整体具有克拉通内拗陷与边缘拗陷复合的性质,但在塔西克拉通内坳陷的南部叠加了前陆盆地的性质(塘南前隆和顺南—塘古巴斯—玉东后隆坳陷),在其西北部叠加了裂陷盆地的性质(柯坪克拉通边缘裂陷)。该时期塔里木盆地构造-沉积环境与原型盆地特征是其对周缘大地构造运动的响应。     

塔里木盆地车尔臣断裂带构造--岩相特征及形成机理探讨

车尔臣断裂带的构造特征、寒武系-下奥陶统地层地震相特征与沉积相展布、构造与岩相之间关系的研究表明,车尔臣断裂构造带具有“三段式”结构。西段与东段相似,为巨厚的碳酸盐岩建造,刚性强,以断裂形式释放应力,所形成的构造带成排发育,圈闭面积小而个数多;中段塔东低凸起以泥岩建造为主,岩层刚性弱,以塑性变形为主,构造带不发育,构造样式主要为古生界的宽缓背斜,圈闭面积大而个数少。通过沉积相和构造综合研究证实存在2个岩性圈闭带：古城奥陶系礁滩相岩性圈闭带和罗布泊奥陶系礁滩相构造-岩性复合圈闭带。