塔里木盆地东南缘新生代构造变形特征研究

塔里木盆地东南缘新生代变形特征研究对探讨阿尔金构造带新生代的活动特征及阿尔金构造带与西昆仑构造带的相互作用具有重要意义。本文在野外地质调查的基础上,结合地球物理和沉积学资料,探讨了塔里木盆地东南缘的新生代变形及演化特征。塔里木盆地东南缘新生代构造变形受西昆仑构造带、阿尔金构造带和车尔臣断裂带的控制,且变形由西向东减弱。西南部的构造样式主要表现为受西昆仑向北冲断作用控制的冲断构造;东南部为受阿尔金断层走滑作用控制的走滑-冲断构造;而北部则为受车尔臣断层走滑作用控制的基底卷入走滑-冲断构造。中新世,盆地东南缘受西昆仑构造带大规模的冲断活动影响,导致民丰山前盆地挠曲沉降和冲断层发育,而车尔臣断裂仅有微弱活动;上新世开始,构造变形扩展到整个研究区,不仅西昆仑构造带和车尔臣断裂带表现出强烈变形,而且阿尔金断层走滑作用强烈,导致北侧次级断层的强烈走滑冲断作用和若羌山前挤压挠曲盆地的形成。新生代时期,西昆仑构造带北向冲断作用要早于阿尔金构造带的走滑变形,阿尔金构造带的走滑作用对西昆仑构造带北向冲断构造有强烈的改造。     

塔里木盆地塔中低凸起北斜坡古生代断裂展布与构造演化

通过对塔中低凸起北斜坡4500km2三维地震数据体的精细解析,根据不整合面和生长地层分析以及断层与地层之间的接触关系,厘定划分出四期不同应力性质的断裂体系,分别为寒武-早奥陶世拉张断裂,晚奥陶世冲断挤压和北西向走断裂,志留-泥盆纪北东向走滑断裂以及二叠纪的岩浆刺穿。寒武-早奥陶世拉张断裂展布形态和发育规模奠定了后期构造活动的基础;晚奥陶世断裂呈发散的帚状,向东南方向收敛,断裂分布具有明显的分带和分段性,东部主要为逆冲断裂,中西部发育北西向走滑断裂,晚奥陶世断裂体系可划分为六组呈北西向展布的弧型断裂带,各弧形断裂带由多条断裂组成,其形成可能与古生代阿尔金北缘北西向冲断挤压有关;塔中志留-泥盆纪走滑断裂体系主要是在挤压应力环境下形成的,呈北东向展布,走滑断裂体系由三部分组成：主干边界断裂、尾端羽列断裂和拉分地堑,其中主干断裂剖面上表现为高角度近似直立断面,直插基底,延伸较远,剖面上呈花状构造,尾端羽列断裂在主干断层的尾端发育,主要位于主干断裂的北端,拉分地堑平面上呈菱形,受多级断层控制;二叠纪岩浆刺穿在塔中三维区呈点状或条带状,岩浆刺穿对早期断裂进行叠置和改造,岩浆侵入和底辟作用致使地层隆升,形成一系列逆断层性质的“正花状构造”。构造活动决定了断裂发育,早古生代塔里木盆地及其周缘地区伸展－聚敛构造演化构成了一个较为完整的威尔逊旋回,寒武纪－早奥陶世塔里木周缘古大洋拉张裂解,早奥陶世末－晚奥陶世部分古大洋俯冲消减,晚奥陶世－泥盆纪周缘大洋部分闭合,发生弧陆或陆陆碰撞,二叠纪岩浆活动代表了另一个构造旋回的开始。     

柴达木盆地西部新生代沉积特征及其对阿尔金断裂走滑活动的响应

柴达木盆地西部新生代沉积的发育受昆仑山(及青藏高原)崛起和阿尔金断裂的走滑活动控制。基于对该地新生界尤其是下油砂山组沉积环境的剖析,并与邻区的索尔库里北盆地进行对比,对阿尔金断裂的新生代的活动提出以下认识。1)古近纪为右行走滑,中新世起变为左行走滑,在盆地北缘伴随走滑发生的冲断作用,早期向北东扩展,晚期向南西扩展。2)阿尔金断裂的斜冲作用在始新世和上新世表现尤为明显,控制了下干柴沟组上段和狮子沟组异常高的沉积速率和沉积中心自西向东迁移。3)中新世是阿尔金断裂的松弛期,在次级北东向正断层的联合作用下可能在柴西形成拉分盆地,因而盆地发育特征明显不同于邻区的索尔库里北盆地。4)新近纪阿尔金断裂在左行走滑的大背景下经历了一个陆内的拉张—挤压旋回。     

甘肃石包城盆地新生代沉积特征及与阿尔金断裂的关系研究

阿尔金断裂是由阿尔金主干断层及其它次级断裂组成的巨型走滑断裂系,其分布规律符合左行走滑挤压模式。石包城盆地位于阿尔金断裂带内,为祁连山所围限,面积大约为3 000 km~2。通过对盆地上新统地层、砾岩砾石成份、古流向等沉积特征的综合研究分析表明:盆地南部边缘位于土大坂以南,主要由砾岩和含砾砂岩组成,其中灰岩占砾石成份80%以上;盆地东部边缘在石包城乡地区,砾岩砾石成份以花岗岩、片岩和片麻岩等变质岩居多,夹杂少量硅质岩;盆地的沉降中心位于双泉井子附近,靠近阿尔金断裂一侧;石包城盆地古水流方向为北西和北北西方向,说明该地区地势自南东至北西方向逐渐降低,盆地南东方向应为隆起区;石包城盆地双泉井子以西物源区应为盆地南缘的大雪山等一系列山体,而东北部物源应来自石包城乡附近的山体。石包城盆地是阿尔金断裂带中主干断层与分枝断层联合作用形成的走滑分枝盆地,从上新世以来,盆地至今扩张量约为30～40 km。按相同的位移速率,本文估算了阿尔金主干断层石包城段自渐新世以来的走滑量,大约为218 km。     

甘肃昌马盆地构造特征与成因

阿尔金断裂是由阿尔金主干断层及其他次级断裂面组成的巨型走滑断裂系，其分布规律符合左行走滑挤压模式。昌马盆地位于阿尔金断裂带东段，它的古应力场与阿尔金断层的运动方向一致。昌马盆地北界是阿尔金主干断层；南界由锯齿状相交的半截子井－野马山断层、野观山断层、石板墩－龚岔口断层、中祁连北缘断层组成，分别是阿尔金主干断层的S面、小型Y面、P面、S面；东界由香毛山西断层、马舌头断层、青石岩断层组成，分别是阿尔金主干断层的X面、S顶、R’面，昌马盆地是由这些断层围限的狭长三角形。因此，昌马盆地是阿尔金断裂带中主干断层与分枝断层联合作用形成的走滑分枝盆地。盆地经历了侏罗纪－白垩纪的拉张作用，接受了巨厚的沉积；晚第三纪到第四纪由于阿尔金断裂左行走滑运动，盆地反转，处于受挤压状态，形成走滑分枝盆地。通过对昌马盆地石油地质特征的分析，认为昌马盆地具有形成油气的有利地质条件，应加强勘探力度。     

塔里木盆地西北缘沙井子构造带断裂构造分析

沙井子构造带位于塔里木盆地西北缘,是分隔阿瓦提凹陷和温宿凸起的边界断裂。它是塔里木盆地研究最薄弱的大型断裂构造带之一。根据系统、精细的地震资料解释,沙井子构造带存在3套断裂体系:深部楔状冲断构造、狭义沙井子断裂和浅部的伸张构造。深部楔状冲断构造形成于志留纪—泥盆纪,由北西倾向的主冲断层和南东倾向的反冲断层形成构造楔; 构造楔主要由前寒武纪变质岩组成,冲断前锋楔入于寒武系中部,造成上覆地层向温宿凸起方向的急剧抬升。狭义的沙井子断裂,即通常所说的沙井子断裂,为一条高角度基底卷入型挤压走滑断裂,形成于二叠纪末—三叠纪初,错断了早期的深部冲断楔。浅部的伸展构造形成于第四纪早-中期,为一系列较小规模的正断层,沿狭义沙井子断裂呈右步雁列状排列,构成左行剪切张扭性断裂带。深部的楔状冲断构造和浅部的伸展构造是本次研究的新发现。     

阿尔金断裂新生代构造活动的两阶段性——来自地震属性分析的证据

自新生代以来,柴达木盆地西北缘各构造单元受青藏高原持续挤压和阿尔金断裂走滑的影响,构造变形复杂,发育有多种不同性质,不同规模的断裂.地震属性技术是三维(3D)地震资料解释和构造分析的可靠依据,有助于客观、准确的揭示断裂的空间分布情况,是复杂地区地质解释的重要工具.本文利用地震属性技术,对位于阿尔金断裂南侧柴达木盆地西部的小梁山背斜深、浅层进行详细的断裂解译,发现该地区深部发育早期EW向逆冲断层;晚期由于阿尔金断裂大规模走滑的作用,形成由深部引发的NW向“楔形”逆冲断层,深部NW向断层的活动引发浅层的滑脱褶皱.综合分析认为阿尔金断裂新生代的活动分为早期隆升形成EW向斜向逆冲断层,晚期走滑运动发育控制现今背斜形态的NW向断层,具有两阶段活动的特点.     

柴达木盆地西北缘咸水泉背斜新生代变形特征及意义

柴达木盆地西北部的新生代变形受北东向的挤压冲断和北东东向左旋走滑剪切的共同控制,我们依据地表地质调 查、钻井以及三维地震资料,精细分析盆地西部英雄岭北端的咸水泉背斜的变形特征和机制。生长地层显示咸水泉背斜于 晚中新世开始活动,更新世快速生长。背斜主要受北北西向的右旋基底逆冲断裂控制,具有明显的南北分段特征。南段受 阿尔金断裂的影响很小,主要表现为北北西向的次级背斜及北西向的反冲断裂,缩短量较小;北段受阿尔金左旋走滑断裂 的影响较大,主要表现为北西西向的次级背斜和反冲断裂,缩短量较大。本研究支持柴达木盆地整体为一挤压型盆地,西 北侧阿尔金左旋走滑断裂对其变形的影响仅局限在有限的范围内。     

索尔库里盆地的形成,演化及其与阿尔金断裂带的关系研究

阿尔金走滑断裂带主要由阿尔金主干断层与和条近于平行的左行走滑断层和斜交断层组成,其空间分布规律可用左行走滑简单剪切模型解释。索尔库里盆地是阿尔金断裂带中一个新生代断陷盆地,属于典型松弛分叉型走滑拉分盆地。索尔库里盆地扩张开始于上新世,至今扩张量约为４０ｋｍ,其扩张速率约为０．８ｃｍ／ａ。按相同的位移速率,本文估算了阿尔金主干断层自始新世晚期以来的走滑量,大约为３２０ｋｍ。     

阿尔金盆地群构造类型与演化

阿尔金走滑断裂带主要由阿尔金主干断层与几条近于平行的左行走滑断层和斜交断层组成,其空间分布规律可用左行走滑简单剪切模型解释。     

阿尔金山及邻近地区深部地电结构探讨

探讨了阿尔金山、柴达木盆地、塔里木盆地的深部地电结构特征和各构造单元之间的地电接触关系。指出阿尔金隆起、柴达木和塔里木盆地地壳深部存在壳内高导层。塔里木盆地东南部和柴达木盆地百北部均存在规模较大的逆掩推覆构造，它们的形成、发展和阿尔金断裂系的构造演化密切相关。     

阿尔金造山带中、新生代的演化

塔里木盆地东缘的阿尔金造山带中、新生代经历了一个复杂的大地构造演化历程：中生代早期(T)为隆升夷平,中生代中后期(J-K)为裂陷沉积阶段;自古新世一中新世因塔里木盆地向东挤压使得阿尔金造山带东南缘出现了右行走滑仰冲,柴达木壳体向阿尔金造山带之下俯冲,阿尔金造山带隆起。塔里木盆地相对柴达木盆地向北移动,最大距离可达400～500km,使得原来统一的塔里木-敦煌-柴达木联合盆地裂解。由于逆冲走滑使阿尔金造山带内部发育了一系列小型的走滑盆地,形成了复杂的盆地沉积建造,并伴有动力变质及火山作用;中新世末,东西向挤     

新生代阿尔金断层中、东段右行走滑特征

从柴达木、准噶尔、塔里木3个地块近4个古地磁样品中得出的古纬度数据表明,新生代阿尔金断层中、东段的右行走滑特征明显。白垩纪以来,新疆板块相对柴达木地块向北移动了0.6°-5.4°。据此将断裂两侧各地块复原到白垩纪末的位置,天山-北山地体与祁连山地体相联,柴达木地体成为塔里木地体的东延部分。     

阿尔金-康西瓦剪切-推覆系统和帕米尔推覆构造的遥感解析

通过对遥感图像的解译,发现了阿尔金康西瓦剪切推覆构造系统,并从宏观上阐述了它和帕米尔推覆构造的主要构造特征及两者间的复合关系。认为该系统使塔里木板块沿阿尔金左行平移断裂向WS仰冲于青藏地块之上,康西瓦断裂掩覆了阿什库勒、泉水沟等陆缘盆地和阿克赛钦隆起带,对研究区大地构造特征进行了全新的遥感构造解析。     

从地震信息看阿尔金断裂带构造和塔里木盆地花彩弧断裂体系

阿尔金断裂带由多条断裂组成,主要有阿尔金断裂、且末断裂、三危山断裂。其中阿尔金断裂为主断裂,它呈左旋走滑兼具逆冲性质,中生代—古近纪为左旋走滑,新近纪由东南向西北逆冲推覆。且末断裂和三危山断裂均具左旋走滑性质。且末断裂受统一的阿尔金断裂带左旋应力场控制,但又叠加了塔里木台盆区向南挤压的应力场,从而具有双重属性。塔里木盆地的断裂总体上组成古生界塔北花彩弧断裂束和塔南花彩弧断裂束,展布成全盆地的菱形断裂系统,且末断裂构成其东南边界。在该菱形断裂系统的北弧顶和菱形内的中央轴部为背冲式的构造断裂带,显示挤压特征;在花彩弧两翼转弯处展布正花状构造样式,显示走滑特征。阿尔金断裂带及其两侧,主要在柴达木、塔里木两大盆地发现了大油气田,两者都是由断层控制油气的垂向运移与分布。柴达木盆地具有双重断—坳的特点,但油气田只分布在中—新生界构造层内;塔里木盆地,南北翘板式的构造运动是其形成复式油气区的最重要的地质构造条件。     

从地球物理场信息探讨阿尔金断裂带东北尾端效应和延伸

据区域地球物理资料分析,阿尔金—祁连山弧形巨型重力梯级带展布在青藏高原东北边缘,构成青藏地块与塔里木、华北地块的分界,NEE向密集重力梯级带反映出阿尔金断裂带呈左行走滑兼有逆冲;祁连山西段NWW向弧形重力高、重力低相间分布,反映出祁连造山带内挤压推覆、逆冲叠置、盆山耦合的构造格局;在敦煌—金塔之间,基于阿尔金左行走滑断裂带东北段存在尾端效应,产生一系列与NEE向走滑断裂伴生的NNE向拉分断陷盆地,大陆碱性玄武岩充填在拉分空间,引起与重力低对应的磁异常;由于能量的消减和转换致使阿尔金断裂终止于金塔盆地花海断陷,向东并未延伸。     

阿尔金断裂系的组成及相关中新生代含油气盆地的成因特征

阿尔金构造带是多次俯冲—碰撞而形成的塔里木板块东南边缘,构造带内的走滑活动始于奥陶纪中晚期,中新生代强烈活动,并将北部不同构造单元的一些地质体拖曳到断裂带中,形成北山与敦煌构造楔。北山—阿拉善及断裂两侧的其他地质体受到走滑拉分作用的强烈改造,形成许多中新生代含油气盆地,共同构成我国中西部一条巨型走滑断裂系。     

阿尔金构造带对塔东南油气地质条件的制约

阿尔金构造带包括阿尔金碰撞造山带和阿尔金逆冲-走滑断裂系。阿尔金造山带是塔里木盆地周边已知的最古老的碰撞造山带,以高压-超高压变质作用为标志的峰期碰撞造山作用发生于晚寒武-早奥陶世,这次碰撞造山作用很可能引起相邻塔东南地区的大幅度隆升,导致塔东南地区的中-上奥陶统遭受剥蚀,并使塔东南地区在志留-二叠纪期间总体处于不利于沉积的地质环境,隆升作用也在一定程度上推迟了寒武-奥陶系烃源岩的生排烃时间。从中生代开始的阿尔金逆冲-走滑断裂系错移并改造了阿尔金碰撞造山带,并在阿尔金山和塔东南地区造成了一系列的侏罗纪沉积盆地,这些盆地中沉积了塔东南地区重要的烃源岩和储集岩。阿尔金断裂系的压扭特性容易在断裂两侧形成次生的构造圈闭,隐伏的车尔臣断裂两侧是这种次生构造圈闭发育的有利部位,它们应该是重要的油气勘探区域。柴达木盆地西部阿尔金斜坡带油气勘探的成功经验从侧面说明,塔东南地区的油气勘探应该加强寻找山前冲积扇-水下扇储集体内发育的油气藏,并且在地面油砂附近寻找残存的油气藏。     

阿尔金断裂研究的科学问题与研究思路

摘 要　 阿尔金断裂是青藏高原的西北边界,分隔了塔里木与柴达木盆地,是新生代中亚大 陆内一条重要的走滑断裂带,目前已成为中、外地学界瞩目的研究热点。作者阐明了在该项 研究中应解决的３个科学问题,并提出了研究思路：（１） 关于断裂形成时代的研究,目前存 在３种不同认识。其一,认为早古生代阿尔金断裂就已存在,强调自早古生代以来断裂的多 期活动;其二,认为断裂从华力西—印支期就开始活动;其三,作者根据柴达木盆地中由于 阿尔金断裂左行走滑而引起的 “反犛型” 同沉积构造的雏型从始新世晚期才开始出现,因而 认为阿尔金断裂从始新世晚期才开始出现,解决这一问题需要查明断裂带内出露的不同时代 的地层岩块究竟属于原地岩块还是异地岩块？同时应对断裂本身进行变形年代学研究;（２） 断裂运动学特征的研究。这关系到断裂两侧原有构造带、地块和原型盆地的构造复位问题, 作者认为通过断裂旁侧牵引构造形成的过程来研究断裂运动学演化的特征是一重要途径;（３） 断裂对中国西北大陆构造的影响。这３个科学问题的解决,对于重新认识中国西北大陆构造 的格架,对于中国西北地区找油勘探的战略部署都有重要意义。     

Regional Fault Systems of Qaidam Basin and Adjacent Orogenic Belts

The purpose of this paper is to analyze the regional fault systems of Qaidam basin and ad-jacent orogenic belts. Field investigation and seismic interpretation indicate that five regional fault sys-tans occurred in the Qaidam and adjacent nment.qin belts, controlling the development and evolution of the Qaidam basin. These fault systems are: (1)north Qaidam-Qilian Mountain fault system; (2) south Qaidam-East Kunhm Mountain fault system;（3）Altun strike-slip fault system; (4) Elashan strike-slip fault system, and (5) Gansen-Xiaochaidan fault system. It is indicated that the fault systems controlled the orientation of the Qaidam basin, the formation and distribution of secondary faults within the basin,the migration of depocenters and the distribution of hydrocarbon accmnulation belt.