塔里木盆地巴楚隆起古董山断裂带构造分析

古董山断裂构造带位于塔里木盆地西部的巴楚隆起上,走向北西-南东,延伸140 km左右。基于地震剖面的详细解释,识别出4期构造变形：寒武-奥陶纪正断层、二叠纪正断层、中新世冲断层、上新世-更新世冲断层及其伴生的正断层。中新世基底卷入型冲断层是古董山构造带的主控断裂构造,构成断裂带的主体,构造变形样式为断层传播褶皱。寒武-奥陶纪正断层形成复式地垒,隐伏于中新世主干断层之下。二叠纪正断层可能伴生有岩浆活动。先存的正断层和岩浆岩对古董山中新世断裂活动具有明显的控制作用;后期的断裂活动,即上新世-更新世逆冲断层和正断层,对中新世形成的断裂构造有改造作用。古董山断裂带东南端与玛扎塔格构造带西端交汇,但两者不是同一条断裂带。     

青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化

海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世-中新世NWSE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期-上新世NNESSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末-早更新世NESW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENEWSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NESW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末-早更新世NESW向强烈逆冲活动,后期ENEWSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。     

巴楚隆起亚松迪断裂带构造特征及几何学模型

基于地震剖面的精细地质解释,识别出塔里木盆地巴楚隆起亚松迪断裂带及邻区三期冲断褶皱构造,并建立了其几何学模型。第一期活动的为沿中寒武统膏盐层滑脱的巴什托断裂,该断裂走向为NWW,形成于二叠纪之后、古近纪之前;第二期为基底卷入型的色力布亚断裂,该断裂走向为NNW,形成于晚中新世;第三期为分别沿中寒武统和古近系膏盐层滑脱的亚松迪深、浅层断裂,这两条断裂走向均为NW,形成于更新世-全新世。平面上,亚松迪断裂的发育位置受控于古近系膏盐层的分布范围。剖面上,与先存的巴什托断裂和色力布亚断裂的复合发育造成了亚松迪断裂带东、中、西三段不同的构造样式：东段发育断层传播褶皱(上)与突破型滑脱褶皱(下);中段发育断层传播褶皱(上)、突破型滑脱褶皱(中)和基底卷入构造(下);西段则发育滑脱褶皱(上)与断层转折褶皱(下),该段滑脱褶皱为亚松迪浅层断裂的西端点。最后,我们利用计算机数值模拟的方法对这三种冲断褶皱模型进行了验证。     

西昆仑山前冲断带的分段变形特征及控制因素

本文在精细地表构造地质学解析的基础上,利用塔里木油田公司在塔里木盆地西南缘完成的高分辨率地震资料、钻井资料,开展新生代构造变形的精细几何学解析,确定不同构造部位的变形几何学和运动学特征,分析不同构造部位构造变形特征的差异性及其变化规律,探讨构造变形分段性的控制因素。根据西昆仑山前冲断带的变形特征,可以将冲断带划分为5个构造段,自西北向东南分别为:乌泊尔段、苏盖特段、齐姆根段、柯东段与和田段,且各段又可分为1~4个的构造带。各段的构造样式存在较大差异,乌泊尔段表现为受主帕米尔断裂(MPT)和帕米尔北缘断裂(FPT)控制,帕米尔北缘断裂表现为地表突破和大规模的垂向位移,限定了冲断作用的往北传播,浅部发育了上新世以来的背驼盆地;苏盖特段表现为走滑逆冲作用导致的构造变形的特点,构造样式总体上靠近山前地区为堆垛构造,盆地内部为薄皮的叠瓦扇构造;齐姆根段受深部右行走滑断裂带控制,形成了向北东突出的走滑构造;柯东段则以逆冲作用为主,变形向盆地内部发生大规模的薄皮传播;和田构造段表现为南部发育高角度的铁克里克断裂及基底卷入构造,北部发育断层转折褶皱。北西向的喀什-叶城转换系统、北东向的库尔干右行压扭断裂带和齐姆根深部右行走滑断裂带、古近系的膏盐滑脱层、新近纪同构造沉积作用和乌拉根古隆起等对西昆山山前冲断带分段变形起到了重要的控制作用。     

帕米尔东北缘地区构造变形特征与盆山结构

帕米尔东北缘乌泊尔地区是正确认识帕米尔北缘盆山结构和构造变形特征非常关键的地区,本文利用连续电磁剖面(CEMP)资料和地震资料,并结合野外地质调查资料和钻井资料,对帕米尔东北缘乌泊尔地区的盆山结构和构造变形特征进行了研究。认为帕米尔东北缘及其以北地区的盆山结构表现为帕米尔造山带向北冲断和南天山向南冲断所形成的对冲结构;帕米尔山前为基底卷入式构造,古生界—中生界沿高角度的逆冲断层推覆到新近系和第四系之上,形成山前的古生界—中生界逆冲推覆带;北侧由受乌泊尔断裂控制的深部隐伏冲断体系和浅部的第四纪背驮盆地所构成。研究区的新生代构造变形时间开始于上新世晚期,并持续变形至今,形成了下更新统西域组(Q_1x)与下伏上新统、Q_2与Q_1和Q_(3-4)与Q_2之间的不整合。研究区最小构造缩短量为48.6 km,缩短率为48.1%。     

龙门山北东段山前涪江第四纪冲洪积扇地貌演化及其构造响应

青藏高原东缘龙门山北东段山前涪江冲积扇在武都盆地内的覆盖面积约为25 km2,区域构造上为江油断层、香水-让水断层等组成的江油断裂带右旋走滑构造域。通过宇宙核素成因埋藏年龄测试技术精确地测定发源于龙门山北东段主要河流-涪江自第四纪以来发育的三期冲积扇形成年代,即早更新世冲积扇（1.84 Ma）、中更新世冲积扇（0.54 Ma）和全新世冲积扇。由于龙门山北东段-江油断裂的右旋走滑兼逆冲运动,导致涪江早更新世冲积扇扇头右旋错动约3.2 km,之后形成新的冲积扇（中更新世积扇）。随着江油断裂继续的继续活动,中更新世冲积扇扇头又被右旋错动了约0.8 km,之后形成全新世的冲积扇。涪江形成以来总共右旋错动距离约为4 km。同时,早、中更新世冲积扇褶皱隆升了约50 m,早更新世冲积扇总共褶皱隆升了约100 m。这在一定程度上反映了龙门山构造带北东段第四纪以来沉积对构造演化的响应过程。     

柴达木盆地北缘第四纪左旋斜冲推覆构造运动

柴达木盆地北缘第四纪发育比较强烈的左旋斜冲构造运动,形成长达百余公里、宽度超过30km的大型推覆构造,由斜冲断层、逆冲岩席和褶皱构造等组成。根据野外观测相关资料,柴达木盆地北缘第四纪发生两期构造变形： 早更新世不同规模的逆冲岩席如中新元古代中深变质岩、古生代浅变质岩与中生代沉积地层沿北西西－北西向断层发生左旋斜冲构造运动,导致下伏中新统和上新统湖相沉积地层强烈褶皱变形,上覆不同规模的逆冲岩席; 晚更新世中晚期构造运动导致中晚更新世砾石层发生宽缓褶皱变形。估算柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动产生的最小缩短量约为 17～18km,平均缩短速率约为 6.6～6.9mm/a。柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动是青藏高原北部新生代逆冲推覆构造运动自南向北扩展迁移的重要表现形式。     

巴布亚新几内亚奥雷褶皱冲断带构造几何学与运动学特征

奥雷褶皱冲断带是巴布亚新几内亚油气勘探的重要区域,但对褶皱冲断带的构造变形样式与演化认识不清。利用覆盖全区的2D和3D地震资料、钻井和地质信息,结合前人在该地区的地质研究成果,以断层相关褶皱理论为指导,对地震资料进行了闭合解释,系统分析了该区褶皱冲断带的构造几何学与运动学特征。研究结果表明:奥雷褶皱冲断带沿走向可以分为东段、中段和西段3段,其构造变形具有明显的差异性:(1)沿倾向从NE向SW具有变形层次渐浅、卷入层系渐新、变形程度渐弱的变化特征;(2)沿走向从NW向SE表现为扩展范围渐小、前陆沉积层系渐新、构造变形时间渐晚、缩短率渐大、缩短量渐小的特征;(3)西段和中段垂向上分层解体,东段为继承性变形。本次研究将助力巴布亚新几内亚的油气勘探,并为澳大利亚北缘区域构造演化研究提供盆内证据。     

库车坳陷克深地区先存被动盐底辟挤压变形数值模拟

库车褶皱冲断带是一个典型的复杂含盐褶皱冲断系统。文章基于地震资料构造解析，采用离散元数值模拟方法，设计了2组数值模拟实验来探究先存被动盐底辟对含盐的双滑脱层褶皱冲断带构造形态及演化的影响，从而分析克深5构造区沿走向分段差异的盐构造变形特征和机制，并对盐下断层活动进行精细的定量分析。模拟结果表明先存被动盐底辟作为挤压构造变形优先发育的位置，是应力释放的优先区域，影响了盐上断层顺序和盐下断层的活动性，进而控制了构造沿走向的差异演化。通过将模拟结果与库车坳陷克深5构造区构造特征进行对比分析，吐孜玛扎背斜是盐盆地内部先存被动底辟受后期挤压变形的产物。吐孜玛扎背斜吸收大部分的缩短量，造成紧邻的盐下断片显著抬升，盐上受同构造沉积影响在背斜北侧形成一个宽缓的向斜，抑制了向斜内乱序断层的形成。先存被动盐底辟构造是控制克深5区域构造变形的主要控制因素之一。研究区东段不含先存被动盐底辟，依次发育有库木格列木背斜和喀桑托开背斜，背斜变形幅度向盆地方向减小，盐下断裂活动强度向盆地方向减弱，研究区西段含先存被动盐底辟，发育吐孜玛扎背斜，先存被动盐底辟的盐下断裂活动强度强于毗邻的断层。     

北天山北缘构造剖面测量及多期构造变形

天山北缘为典型的大陆内部活动构造特征,发育准噶尔盆地南缘逆冲带,主要表现为新生代时期形成的多排平行山体的背斜和逆冲断层。为了详细研究该区主要构造变形特征和变形形成时间,2005年我们对天山北缘进行了详细的地表地质剖面测量,之后进行了多年地表地质区域调查,落实了关键砾岩地层时代,充分结合卫星遥感影像资料、二维三维地震剖面和钻井测井资料,应用断层相关褶皱理论,完成了一条近SN向的长度50 km的金钩河-安集海河构造地质大剖面。野外观察和地质测量以及生长地层和生长地层不整合分析表明,安集海深层背斜初始形成时间为中新世早期,在第四纪西域组（Q1x）、乌苏群(Q2)和第四纪中晚期(Q4)最终定型的浅表背斜,深层为断层转折褶皱和中浅层反冲的楔形构造叠加组合而成;霍尔果斯深层背斜初始形成时间为中新世晚期,在第四纪中晚期Q4最终定型,构造样式为深层断层转折褶皱、中深层楔形构造和浅层断层扩展背斜叠加组合而成。区域地质调查发现一条近东西走向285°,发育在中生界地层的准南走滑断层,该断层位于准南边界逆冲断裂以北,形成时间最晚（Q4）。根据准南安集海背斜、霍尔果斯背斜和准南边界逆冲断裂初始形成时间,可以认为准南构造初始逆冲次序为后展式,然后整个逆冲带从第四纪早期西域组晚期开始一直活动到现今。     

帕米尔弧东段逆冲推覆构造特征

帕米尔弧形构造带是青藏高原碰撞挤压表现最明显的地区之一。通过构造剖面和地震剖面解释,认为帕米尔弧东段逆冲推覆构造具有分带性特点,自南西向北东方向可以划分为逆冲推覆构造的根带、中带、锋带与锋前带,相应地发育叠瓦状逆冲断层、冲断褶皱、断层相关褶皱、单斜构造等不同的构造组合。对逆冲推覆锋带中苏盖特和阿克陶生长背斜、生长地层及形成时序分别进行了研究,确定了帕米尔弧形逆冲推覆构造以前展式（背驮式）向前陆方向扩展,逆冲推覆始于上新世,并一直持续到早更新世。弧形构造东西两段逆冲推覆运动方式和地层缩短量有很大差异：西段为与挤压方向垂直的逆冲,而东段为斜冲兼顺时针走滑;西段地层缩短量大于东段。     

THE CENTRAL PAMIR—AN ALPINE COLLISION ZONE

THE CENTRAL PAMIR—AN ALPINE COLLISION ZONE     

帕米尔隆升过程中地壳的一种重要缩短机制--以齐姆根构造转换域为例

区域构造显示,在帕米尔－西昆仑前陆地带大致以齐姆根为中心的范围内,山前构造变形呈现分阶段发育的特征,前陆冲断带和前陆沉降带横向不能连接,形成喀什和叶城－和田两个沉降坳陷中心。这是由于造山带前陆的逆冲断裂带向盆地大规模逆掩和推覆过程中大幅度构造叠覆而形成,长距离构造拆离使许多地质记录被掩盖和破坏,给地质构造发展史重建造成很大困难,齐姆根由于地处连接帕米尔、西昆仑2个前缘逆冲断裂系及其前陆沉降带的应力转换和调整部位,构造以斜向走滑为主、逆冲推覆程度相对较弱,因而得以保留许多塔里木西南构造演化过程中形成的地质信息,该区域是正确认识东帕米尔地区构造演化的关键点之一,因此笔者引入“域”的概念,将其命名为“齐姆根构造转换域”,其原型背景是目前帕米尔－西昆仑前缘唯一保存较为完整的沉积盆地,规模不大却显示了较为典型的前陆盆地沉积构造样式,结合区域事件同位素年龄证据,基本可以确定塔西南前陆盆地发育下限不晚于侏罗纪早期,178.4-113.3Ma为初期活动的主要时期。侏罗纪发育有限规模前陆盆地,是在塔里木西南前陆盆地发育的初期阶段,同时盆地的展布受到古近纪以来帕米尔构造结“突刺”状楔入的强烈影响,使侏罗纪原始盆地走向发生偏转。研究表明,该构造转换域与康西瓦断裂一起构成一系列构造应力转换系统,自三叠纪古特提斯闭合以来一直承接着印度板块向北挤压和帕米尔隆升过程产生的巨大地壳缩短量。     

新疆塔什库尔干温泉地区花岗岩体侵入与新生代构造变形:对东北帕米尔中新世构造演化的启示

帕米尔高原是受到印度-亚洲大陆碰撞、持续汇聚影响最显著的地区之一,以强烈地壳增厚和缩短、大量断裂和片麻岩穹窿的形成以及广泛的陆内岩浆活动为特征。以往有关帕米尔陆内岩浆岩的讨论多集中于对其地球化学成分及其所指示的构造背景的研究方面,而对岩浆形成与大型新生代构造之间的联系研究较少。本文通过对东北帕米尔塔什库尔干温泉地区新生代花岗岩及其围岩中锆石U-Pb和Ar-Ar年代学研究,结合该地区新生代构造变形分析,揭示岩浆侵入与区域构造变形之间的关系。U-Pb及Ar-Ar测年结果显示温泉地区花岗岩脉形成时代为中新世（11.8±0.2Ma）,其及其围岩在10.8±0.1Ma冷却到300℃左右;中新世花岗岩脉中继承锆石及围岩片岩中碎屑锆石U-Pb的年龄分布特征迥异,它们分别具有类似松潘-甘孜地体以及中帕米尔地体的物质来源。花岗岩内部几乎无变形,围岩片岩变形主要体现为近E-W向的伸展构造,反映其形成于拉张为主的构造应力环境。结合区域构造背景,推测温泉中新世花岗岩脉为公格尔山、慕士塔格峰构造单元岩石部分熔融产物,是在东北帕米尔地壳从挤压增厚向局部伸展转换的过程中形成的,此时,公格尔伸展断裂系可能已经开始发育;此后,直到6~4Ma,公格尔伸展断裂系开始快速运动,与之相伴公格尔-慕士塔格片麻岩穹窿快速折返。     

塔里木盆地巴楚隆起北缘的吐木休克断裂与巴东断裂

吐木休克断裂位于塔里木盆地西部,巴楚隆起和阿瓦提凹陷之间,是一条大型基底卷入型冲断构造。走向NW‐SE,呈弧形向NEE凸出;倾向巴楚隆起。根据构造变形特征,断裂自NW向SE可以划分为4段。Ⅰ和Ⅲ段为简单基底卷入型冲断构造段;Ⅱ段发育背冲断层,与主干断层呈“y”字型剖面组合关系;Ⅳ段为基底卷入型楔状构造,主冲断层顶部出现一条向巴楚隆起逆冲的反冲断层。断裂上盘发育背斜,下盘有明显的“牵引构造”,显示吐木休克断裂可能是由吐木休克背斜北翼突破形成的,是一条褶皱相关断层。吐木休克断裂形成于中新世晚期至上新世初,持续演化至第四纪。断裂带上发育的上新世末—第四纪初正断层代表印度—亚洲碰撞脉动式远程效应的一个构造间歇期。吐木休克断裂东侧的巴东断裂是巴楚隆起与塔中隆起的过渡构造带,雏形形成于奥陶纪晚期—志留纪,晚新生代复活。     

TECTONIC TRANSFER ON THE EASTERN EDGE OF PAMIR

TECTONIC TRANSFER ON THE EASTERN EDGE OF PAMIR     

帕米尔东北缘-西昆仑的构造地貌及其构造意义

帕米尔东北缘-西昆仑位于青藏高原西北部,受三条大型断裂:康西瓦断裂、主帕米尔-铁克里克断裂和公格尔断裂的制约.通过野外考察、卫星遥感图像解译、ASTER GDEM高程数据的分析,对上述三条断裂及整个区域进行构造地貌研究,并探讨其构造意义.结果表明:康西瓦断裂为左行走滑断裂;主帕米尔-铁克里克断裂为逆冲断裂;公格尔断裂和塔什库尔干断裂分别为右行、左行走滑正断层,连接两者的是塔合曼正断裂.通过ASTER GDEM高程数据的高程分布、局部高程差和坡度分析,表明帕米尔东北缘-西昆仑至塔里木盆地存在三级特征地貌(塔里木盆地、塔里木盆地南缘山前褶皱逆冲带和帕米尔东北缘-西昆仑);西昆仑地区受印度/亚洲板块碰撞而产生垂向物质运动,由于三条大型断裂控制在西侧断裂附近存在水平方向的物质运动,垂直和水平两种运动的存在促使靠近康西瓦和公格尔断裂形成高山地貌.     

Active faults and magnitudes of left-lateral displacement along the northern margin of the Tibetan Plateau

The northern margin of the Tibetan Plateau (NMTP) is a major intracontinental Cenozoic transpressional zone that comprises a series of active strike-slip faults and thrust faults. It is important to document cumulative horizontal displacements along the NMTP in order to understand quantitatively strain partitioning in East Asia since the India–Eurasia collision. Based on an analysis of horizontal slip along major active faults, the total amount of horizontal displacements is estimated up to 700 km between the Tibetan Plateau and the Tarim Basin since the convergence of India and Eurasia. Along the western and middle segment of the Altyn Tagh fault to the northern margin of the Qaidam Basin, there are abundant evidence that show that the net displacement is 400 km since 40–35 Ma, and along the Shulenan Shan and southeast of middle Qilian Shan since 25–17 Ma, the amount of offset is 150 km. The largest horizontal slip in Qilian Shan–Hexi Corridor to the northeast of the Altyn Tagh fault is also 150 km since late Oligocene to early Miocene. It decreases to only 60 km along the Haiyuan fault (since late Miocene) and to 25 km along the Zhongwei–Tongxin fault since the Pliocene (about 5.3–3.4 Ma), at the northeast margin of the Tibetan Plateau. This clearly implies northeastward diminishing of the total horizontal displacement and temporal getting younger of the fault slip along the NMTP. However, this tendency is very complicated at different times and different segments as a result of the uplift, growth and rotation of different segments of the NMTP at different stages during the convergence of India and Eurasia.