库车坳陷库车河剖面重矿物分布特征及其地质意义

沉积物中的重矿物分布受物源、构造背景和古气候、古环境等多种因素影响,是盆山演化研究的良好指示剂.本文通过对库车坳陷库车河剖面中新生代地层的野外观察和重矿物分析,将库车坳陷中生代沉积与南天山隆升的分异作用分为4个阶段,即早中三叠世、晚三叠世至早白垩世、第三纪古新世至中新世、上新世(5 Ma)以来,并认为最后一个阶段南天山隆升作用最强烈.将库车坳陷中新生代古气候演化分为3个阶段,即早三叠世(干旱-半干旱)、中晚三叠世-中晚侏罗世(湿润-半湿润)、晚侏罗世以来(半干旱-干旱).     

库车坳陷沉降与天山中新生代构造活动

位于塔里木盆地北缘、天山南侧的库车坳陷为中新生代发育的构造单元。坳陷与天山造山带在成因上紧密相连，坳陷的沉降是由于天山山体隆升扩展引起的岩石圈挠曲响应。根据纵横向不同位置盆地沉降史的分析对比，该坳陷为典型的挤压盆地。推测中生代时期天山造山带以走滑和逆冲作用为主，新生代时期至少在库车坳陷北缘，天山造山带以向南冲断作用为主。库车坳陷强烈沉降时期并不对应于粗碎屑沉积，而对应于细碎屑沉积时期，即天山造山带构造强烈活动时期。天山造山带强烈活动造成库车坳陷强烈沉降，其主要原因与塔里木板块南侧的羌塘地体、拉萨地体、科西斯坦杂岩和印度次大陆的增生碰撞有关。     

南天山西段南缘断裂构造特征及对乌什凹陷发育的控制

乌什凹陷位于南天山西段以南,新生代受南天山崛起的陆内造山作用制约,与库车坳陷有相同的成盆动力学背景。因乌什凹陷南有温宿凸起阻挡了挤压应力的传播,东与库车坳陷间有北西向的构造变换带(西秋里塔格构造带)所隔,新生代变形与库车地区有不同的特征。以吉迪克组的泥岩层为滑脱面,乌什凹陷的中-新生界可分为上、下两个构造层,总体看上构造层以背冲构造为特征,下构造层则发育基底卷入的对冲构造。乌什凹陷的这一变形特征还与新生代挤压应力场自东向西迁移和走滑作用吸收了部分冲断变形有关,反映了南天山新生代构造对海西-印支期碰撞构造的继承性。文章简述了南天山造山带的构造演化,介绍了乌什凹陷周缘的主要断裂的特征,恢复了乌什凹陷中-新生代的演化并与库车坳陷进行了对比。在此基础上探讨了乌什凹陷的成盆动力学机制,分析了乌什凹陷与南天山造山带的耦合演化,指出该区的油气勘探应以三叠系为主要目的层。     

库车坳陷东部晚白垩世古隆起及构造应力场恢复

库车坳陷东部具有丰富的油气资源,其构造变形机制与南天山造山带密切相关。综合采用露头共轭节理及白垩系残余厚度分布,分析了库车坳陷东部晚白垩世古隆起特征及构造应力场属性。吐格尔明、克孜勒努尔沟、库车河、卡普沙良河、吉迪克以及库车河西6条剖面的共轭节理分析表明,库车坳陷东部新生代构造挤压应力为NNW-SSE向,而中生代的构造挤压应力为NE-SW向。原型盆地恢复显示,库车坳陷白垩纪的沉积中心大致位于大北1井―吐北2井―克拉2井一线,且发育秋里塔格―新和―牙哈―提尔根古隆起带,白垩系原始沉积厚度总体上北厚南薄。在晚白垩世区域抬升剥蚀的构造背景下,坳陷东部受压隆升遭受剥蚀,白垩系残余厚度减薄,呈西厚东薄的趋势。位于坳陷东部的吐格尔明背斜在石炭纪―三叠纪为一个长期存在的继承性沉积古隆起,晚白垩世进一步隆升形成构造古隆起,背斜周缘的白垩系残余厚度进一步减薄。吐格尔明背斜和背斜周缘白垩系残余厚度等值线以及库北1井和库车河剖面周缘白垩系残余厚度等值线的长轴方向均为NW-SE向,进一步证实了库车坳陷东部晚白垩世的构造应力为NE-SW向。库车坳陷东部晚白垩世古隆起与构造应力场属性主要与特提斯造山带中地体增生和拼贴作用导致的特提斯北缘盆地群中发生的区域性抬升有关。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用2D、3D地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明:①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

中新生代天山剥蚀与塔里木盆地北缘沉积耦合过程:新疆库车河剖面的低温热年代学证据

天山造山带中新生代快速剥露对于了解天山构造演化过程意义重大.然而,人们对于中新生代精确的冷却时间还一直存在争议.本文报道了塔里木盆地北缘库车河剖面中生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹数据和早二叠世流纹岩热史演化模拟结果. 热年代学年龄趋势显示碎屑磷灰石裂变径迹的主要年龄组分为143.0~148.9 Ma和35.7~38.1 Ma,其中较年轻的组分已经完全重置,揭示了库车坳陷的剥露信息. 热史模拟结果显示了160~140 Ma的快速冷却事件. 结合库车河剖面前人的碎屑锆石U-Pb和重矿物数据,笔者认为欧亚南缘拉萨地体的拼贴是通过刚性的塔里木将挤压应力传递至天山,导致其在晚侏罗世?早白垩世强烈隆升剥蚀,大量碎屑被搬运沉积在塔里木盆地北缘,造成库车坳陷中广泛发育的早白垩世亚格列木组砾岩及其与晚侏罗世地层之间的角度不整合. 在欧亚板块南缘多块体持续拼贴的远程效应下,天山经历始新世快速隆升变形,变形持续向南扩展,导致库车坳陷在晚始新世遭受变形和抬升.      

塔里木盆地库车坳陷中生代沉积演化

塔里木盆地库车坳陷中生代为一前陆坳陷,其内沉积了一套厚度巨大的冲积-湖泊碎屑沉积体,可识别出5种相类型、15种亚相及38种微相。坳陷呈北陡南缓的箕状,沉积体北厚南薄,沉降中心与沉积中心发生明显的错位。中生代,坳陷内湖泊经历了深陷-充填-变浅加宽的过程;三叠纪为深陷期,沉积区范围小;早、中侏罗世为充填期;晚侏罗世至白垩纪湖泊变浅加宽。气候变化总体趋势为:干旱-潮湿-干旱;早、中三叠世为干旱气候;晚三叠世至中侏罗世气候潮湿,煤系地层广泛发育;晚侏罗世至白垩纪气候转为干燥,沉积物皆呈红色     

新疆库车坳陷中部新近系－第四系沉积演化

新疆库车坳陷发育巨厚的新近系-第四系沉积物。本文通过考察野外露头、观察岩心和岩屑、分析测井曲线和地震资料,研究了该沉积层序及其演化规律。库车坳陷新近系吉迪克组及康村组沉积时期为浅水氧化湖泊环境,自北向南发育扇三角洲-湖泊沉积体系,为均衡沉积;新近系库车组一第四系广泛发育冲积扇沉积,自下而上冲积扇的规模不断增大,代表了盆地填平补齐的过程。库车坳陷新近纪剧烈构造活动期应从库车组末期开始,第四纪早期构造活动达到最剧烈时期。     

塔里木盆地库车坳陷古近系库姆格列木群底砂岩段沉积古地理和物源体系

库车坳陷古近系库姆格列木群底砂岩段沉积可划分为北缘砂砾岩带冲积扇粗碎屑沉积-下切辫状水道充填-河流-三角洲沉积、温宿凸起边缘近端冲积扇-扇三角洲沉积和塔北凸起西南缘的下切谷充填-河流三角洲-滨浅湖滩坝3个相带,中部为干旱盐湖-泻湖-海湾沉积.物源体系分析表明,西部的温宿凸起、北边的南天山造山带和塔北隆起上的大陆蚀源区为坳陷提供物源.库车坳陷碎屑物基本上来自于南天山和温宿凸起再循环造山带,坳陷北缘的逆冲造山和隆升作用形成了长期的物源供给区,沿坳陷东北缘发育了巨厚的冲积扇.西部的温宿凸起早期存在物源,沿凸起边缘发育有小型的边缘扇或扇-辫状河三角洲.塔北隆起在古近纪早期提供一定的物源,克拉201井附近结晶基底的剥蚀是南部大陆蚀源区的主要物质来源.却勒1井、羊塔5井等地的碎屑物极可能来自3个物源区.研究区物源体系的分析与总体的古构造、古地理格局相一致,库车坳陷古近系基底东高西低,有大量陆源碎屑由东向西推进,东、西两侧的低凸起带和北缘的前陆前渊带构成的古构造特征决定着物源和岩相分布的总体格局.     

白垩纪以来库车坳陷碎屑重矿物组成变化

碎屑沉积是山脉隆升和盆地沉积的直接记录,包括碎屑重矿物研究在内的碎屑沉积物的分析是开展盆山耦合研究的必要手段。本文对库车坳陷白垩系—新近系砂岩中重矿物含量特征进行了系统的研究,并应用电子探针技术分析碎屑石榴石和电气石的化学组成。研究表明:库车坳陷白垩-新近系源区主要由高级变质岩和沉积岩以及中-酸性火成岩组成。白垩纪和古近纪砂岩中的石榴石富钙镁铝榴石组份,与来自西南天山低温高压变质岩中石榴石组成相似,而新近系砂岩中的石榴石中富铁铝榴石组份,多来自高级变质沉积岩,而非高压变质岩。这些分析表明南天山的大规模隆升和剥蚀发生在渐新世以来,由于它的隆升遮挡了西南天山对库车坳陷的物质贡献。     

新疆库车盆地晚三叠世-早侏罗世沉积碎屑矿物成分及其物源区示踪与构造意义

通过同构造沉积物质记录了解物源区剥蚀作用过程进而探索盆山构造相互关系,是大陆构造动力学研究的一个重要方面。砂岩骨架成分分析和重矿物及部分标型矿物分析方法,已被较多地用来探索新疆天山造山带与其南部库车盆地晚中生代以来的相互关系和构造演变过程,但是关于中生代较早时期库车盆地构造属性及北部造山带隆升剥蚀过程的认识仍存在较大分歧。本文运用电子探针微区成分分析方法,对库车盆地北缘中段晚三叠世和早侏罗世砂岩中具代表性的15个砂岩样品中的38颗碎屑长石和26颗碎屑白云母矿物进行了矿物化学成分分析。结果表明,长石主要来自变质岩物源区,25颗碎屑白云母均属多硅白云母,表明其源区岩石曾经历了高压变质作用。这些多硅白云母中Si原子含量显示它们比目前保留在天山造山带高压变质带蓝片岩和榴辉岩中的多硅白云母形成的压力要低,可能反映了源区高压变质岩的正常剥露顺序。这项研究结果表明,至少在晚三叠世-早侏罗世时期,库车盆地北部天山造山带中的高压变质岩已经剥露于地表并遭受剥蚀成为物源供给区。具体是中天山南缘早古生代高压变质带还是晚古生代南天山高压变质带作为重要物源区,尚需进一步的研究工作。     

塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析,对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究,重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理,并对盆地原型成因进行分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构,北部强烈角度不整合在南天山海西期褶皱带,南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上,南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲,克拉苏构造带为深湖,南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上,地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘,南天山洋闭合期为前陆隆起带,发育基底断裂和断块差异活动,在中生代有继承性活动,晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形,成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。     

ALLUVIAL STYLES AND ARCHITECTURE AS GUIDES TO CENOZOIC TECTONIC AND ENVIRONMENTAL EVENTS AT THE NORTHERN MARGINS OF THE QINGHAI—XIZANG PLATEAU

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砂岩碎屑组份变化对库车坳陷和南天山盆山演化的指示

为研究库车坳陷中-新生代物源变化与南天山构造演化的关系,对该坳陷中-新生界砂岩进行了系统取样,应用Dickinson砂岩分析方法详细研究了其沉积背景和物源变化。库车坳陷中-新生代沉积物源始终为再造山旋回带,自老到新砂岩中不稳定岩屑组份的含量有规律地变化:从三叠系到侏罗系,岩屑组份中沉积岩岩屑含量最高;白垩系中变质岩岩屑增多;新生界特别是新近系,碳酸盐岩岩屑所占的比例很大。岩屑组份的这种变化反映了天山地区隆升和剥蚀的一个历史过程。随着山脉隆升幅度和剥蚀强度的加大,古生界变质岩和碳酸盐岩逐步接受剥蚀,并在白垩纪以后成为盆地沉积物的主要物源。根据风化指数半定量计算的结果,结合前人古气候的研究成果,早-中三叠世该区沉积物风化程度低,推测此时地形高差较大;在晚三叠世至晚侏罗世该区风化程度较高,地形起伏较低;白垩纪是一个转折期,沉积物风化程度由强转变为弱,地形高差在该期也有所增大;古近纪延续了这种趋势。新近纪以后地形高差显著加大,沉积物风化程度明显降低,说明此时南天山的隆升速率和库车坳陷的沉积速率都很快,源区与沉积区的距离很近。     

长江口区晚新生代沉积物粒度特征和沉积地貌环境演变

对长江河口区的三个晚新生代钻孔作了地层对比和粒度分析,据此探讨晚新生代长江河口的沉积地貌环境演变过程。结果表明,SG6和J18A孔上新世厚层含砾砂质沉积物粒度特征,反映了洪积扇和冲积扇相沉积环境,沉积物搬运距离短;而SG13孔缺失上新世沉积,反映古地势较高,以剥蚀为主。因此上新世长江三角洲地区古地势高差较大,侵蚀区和沉积区共存。早更新世,本区继承了上新世的冲、洪积扇沉积环境,但SG6孔泥质沉积明显变厚,J18A孔此时则以厚层含砾砂沉积为主,SG13孔也开始接受泥质沉积,反映在构造沉降作用下,冲、洪积扇体向西、南部迁移,沉积盆地范围扩大。中更新世,沉积物普遍变细且以悬浮沉积为主,显示了曲流河或曲流河冲积平原的沉积环境。晚更新世初,本区又发育含砾砂层,特别是SG13孔出现厚层含砾砂,但是粒径显著小于上新世和早更新世沉积物,反映本区再次发生显著构造沉积,河流地貌广泛发育。晚更新世中晚期和全新世沉积物以粘土和粉砂质粘土为主,悬浮沉积占优,说明本区已演变为滨、浅海沉积环境。因此在构造沉降、剥蚀和沉积的共同作用下,本区的地貌演变经历了自上新世至中更新世和自晚更新世至全新世的两次准平原化过程。     

天山南麓库车晚新生代褶皱-冲断带

库车褶皱冲断带位于天山南麓,由近东西走向的多条构造带组成。三叠系暗色泥岩、侏罗系煤层、古近系库姆格列木组膏盐层和新近系吉迪克组膏盐层构成库车褶皱冲断带的区域性主滑脱面。褶皱冲断带底面由北向南逐渐抬高。褶皱冲断带主体发育盖层滑脱-冲断构造(薄皮构造),基底卷入型冲断构造(厚皮构造)见于北缘的根带。新生界膏盐层之上构造变形以滑脱褶皱为特色,之下以冲断构造为特色。库车褶皱冲断带是印度-亚洲碰撞远程效应下,(南)天山晚新生代造山过程的产物。褶皱冲断带构造变形的动力来源主要是造山楔向塔里木盆地推进所形成的挤压构造应力。褶皱冲断带构造变形的起始时间为约23Ma,构造变形具有阶段式加速的特点,已经识别出约23Ma、约10Ma、5~2Ma和1~0Ma共4个变形加速期。褶皱冲断带的演化过程为前展式,褶皱冲断带前锋向南推进的同时,后缘持续变形。     

塔里木盆地南部塘古孜巴斯坳陷发现晚新生代伸展构造

通过认真、系统的地震资料解释,在塔里木盆地南部的塘古孜巴斯坳陷及周缘首次发现晚新生代正断层。在塘古孜巴斯坳陷内部发现的晚新生代正断层走向为北西-南东向,剖面上组合成地堑或堑-垒构造,与巴楚隆起东北缘所发育的晚新生代正断层相似。塘古孜巴斯坳陷西北缘发现的两条晚新生代正断层走向为北东-南西,剖面组合成一地堑构造,与阿瓦提凹陷西北缘沙井子断裂带上发育的晚新生代张扭性正断层带走向一致,但不具备张扭性变形特征。正断层形成于上新世晚期(约3 Ma),持续演化至更新世早期(约2 Ma)。正断层的活动时间也与阿瓦提凹陷周缘的晚新生代正断层一致。它们形成于一个区域性弱伸展构造应力场内,代表印度-亚洲碰撞远程效应下,塔里木盆地脉式挤压(-冲断)过程中的一个构造间歇期。