准噶尔盆地南缘山前带阿什里背斜精细构造建模

准噶尔盆地南缘山前冲断带经历了多期叠加构造活动,构造变形特征复杂,对研究陆内造山变形机制具有重要意义。阿什里背斜处于北天山后方前陆部位,构造样式为分层滑脱变形体系控制的复式叠加背斜,垂向上包括浅层薄皮推覆构造系统和中深层复合构造楔系统。钻井和地震反射信息揭示,阿什里地区主要滑脱层为基底滑脱层,石炭系、二叠系泥岩层,中下侏罗统八道湾组、西山窑组煤层。阿什里背斜侏罗系底部不整合面受基底发育的叠加构造楔(由2~3个冲断席构成)控制,反冲断层之上石炭系-三叠系构成不对称背斜。阿什里西南大型石炭系推覆体之下发育泥盆系-石炭系组成的冲断席,构成(楔端点向上方突破的)构造楔。阿什里背斜北侧以一向斜与喀拉扎背斜过渡,指示冲断位移沿浅部滑脱层向北继续传播。阿什里及邻区发育的石炭系与三叠系-中下侏罗统不整合、二叠系内部不整合、二叠系与三叠系削截不整合、三叠系与侏罗系不整合、新近系与第四系不整合揭示了中-晚二叠世以来多期构造活动。其中,阿1井核部二叠系梧桐沟组之下钻遇的凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb同位素分析结果显示其年龄为289.1±7Ma(95%置信度),指示了晚海西期的构造活动。根据阿什里地区地震剖面的精细构造几何学、运动学解析,结合关键不整合面,划分了5个关键构造演化期次:中二叠世阿什里西南逆冲推覆形成古隆起;晚二叠世-晚三叠世阿什里地区存在两期小规模冲断活动;侏罗纪整体稳定沉降或弱坳陷;白垩纪-古近纪多幕隆升构造活动使阿什里地区沿基底发育叠加构造楔;中新世北天山剧烈造山活动中阿什里基底构造楔向北突破形成阿克屯-喀拉扎背斜。     

北天山构造带晚侏罗世构造隆升与沉积学响应

天山构造带是经历了多期次隆升—剥蚀过程而呈现今地形地貌特征的。在北天山山前的准噶尔盆地南缘雀尔沟一带上侏罗统喀拉扎组中发现一系列软沉积变形构造,如负载构造、液化砂岩脉、纹层卷曲变形、V型地裂缝等,属于典型的地震岩,为探讨晚侏罗世构造—沉积关系提供了重要的研究载体和时限约束。对喀拉扎组古水流方向及砾石成分分析的结果显示,喀拉扎组主要物源来自南侧依连哈比尕山地区石炭纪的火山—碎屑岩系。结合相对构造变形序列,认为北天山构造带—准噶尔盆地南缘于晚侏罗世（喀拉扎组沉积期）发生强烈的构造抬升,形成早期山前断裂带及喀拉扎组地震岩事件沉积。区域构造—沉积过程分析表明,沿北天山构造带—准噶尔盆地南缘边界断裂发生的多期次隆升、逆冲构造,揭示了盆—山构造边界和盆地沉积边界向北迁移的动态演化过程。多阶段构造隆升的动力学机制尚不明确,进一步开展构造—沉积过程研究以精细刻画盆—山结构动态演化过程,可能是理解其地球动力学机制的有效途径。     

南天山库车褶皱-冲断带喀拉玉尔滚构造带新生代变形特征及其控制因素

喀拉玉尔滚构造带是南天山库车褶皱-冲断带的变形前缘, 其地下深层变形特征仍然不清楚.结合野外地质调查结果、数字高程模型数据、钻井数据和高品质二维地震反射剖面, 厘定喀拉玉尔滚构造带背斜的平面展布、几何学和运动学特征及变形时间, 并结合前人研究成果探讨喀拉玉尔滚构造带新生代变形控制因素.喀拉玉尔滚构造带为典型的挤压构造带, 近EW向延伸约165km, 由一系列带状背斜组成, 且背斜核部发育多条隐伏逆冲断层.喀拉玉尔滚构造带新生代变形特征主要表现为5个方面: (1)北喀背斜为盐枕构造; (2)中喀背斜和南喀背斜的几何形态不对称、背斜倾伏方向相反, 分别为向北和向南, 二者交汇处发生了位移转换; (3)羊塔克背斜和英买力背斜为基本对称的低幅度滑脱褶皱; (4)背斜幅度整体上从西往东逐渐降低; (5)背斜变形时间从西往东逐渐变新.研究结果表明, 喀拉玉尔滚构造带新生代变形主要受区域挤压作用、盐层和基底构造共同控制.      

楔形构造在山前冲断构造位移量消减中的作用

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果。前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定。准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式。准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减。紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带。准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度。     

The Effect of Wedge Structure on Displacement Subduction of Piedmont Thrust Structure: A Case Study of the Southern Margin of Junggar Basin

介于复活的天山造山带与稳定的准噶尔克拉通之间的准噶尔盆地南缘前陆冲断带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的远距离效应产物,也是新近纪以来青藏高原隆升并向北推挤的直接结果.前陆冲断带吸收了来自造山带的水平缩短构造位移量后,克拉通一侧构造趋于稳定.准噶尔盆地南缘与世界上多数前陆冲断带构造地质特征相似,通过区域地震剖面的精细构造几何学和运动学解析,发现其中的楔形构造非常典型,是前陆冲断带内部冲断构造位移量消减的主要方式之一,控制着前陆冲断带分布范围和变形方式.准噶尔盆地南缘构造变形主要由南侧的天山造山带向北逆掩冲断,但是大部分冲断构造位移量是通过楔形构造反向传递后消减.紧邻天山北麓的齐古-喀拉扎-昌吉等构造带,山前深部的楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成霍-玛-吐第二排构造带和安集海-呼图壁第三排背斜带.准噶尔盆地南缘第二、三排构造带中-新生界内部发育多个小型的构造楔型体,这些互相叠置的楔型构造横向延伸不大,加大了构造变形的复杂性和构造圈闭识别的难度.     

天山北麓晚新生代独山子-安集海褶皱冲断带构造分析及其对河流改道的影响

新生代以来，受印度极块与欧亚大陆的碰撞和持续汇聚作用的影响，天山强烈变形隆升，并在南北两侧形成了一系列冲断推覆构造．大山北缘由南向北发育了3排褶皱-冲断带，第三排独山子-安集海构造形成于第四纪以来．根据野外地表考察结果并利用二维反射地震剖面资料，定量分析了独山子背斜和安集海背斜的构造几何学和运动学特征，确定了他们的变形时间和变形量．独山子背斜和安集海背斜的最小缩短量分别为4340m和l240m，缩短率分别为15．74％和7．2％，由于构造降升幅度的差异，造成了发育于北天山山前的一系列河流发生横向迁移，奎屯河和安集海河偏流向东发生河流改道．     

准噶尔盆地南缘中生代正反转构造分析

本文以地质露头、钻井和测井资料为约束,运用断层相关褶皱理论解释了新处理的准噶尔盆地南缘94条工业地震反射剖面,并通过数值模拟实验以及平衡剖面恢复技术,合理地再现了准噶尔盆地南缘第一排褶皱冲断带中生代构造演化的运动学过程。研究结果表明准噶尔盆地南缘中三叠世-中侏罗世为拉张环境,喀拉扎正断层、昌吉正断层发育,并控制中-上三叠统-中-下侏罗统沉积; 中-晚侏罗世转变为挤压环境,早期正断裂发生反转,同时控制第一排背斜带的齐古逆断裂开始发育,齐古背斜、昌吉背斜雏形形成; 上新世(N₂)再次发生强烈挤压,齐古背斜、昌吉背斜和喀拉扎背斜最终定型。     

基于多空间分辨率遥感影像的喀拉玉尔滚构造带研究

喀拉玉尔滚构造带包括喀拉玉尔滚走滑断裂、北喀背斜、中喀背斜、南喀背斜及其次生构造。其中,北喀背斜、中喀背斜为塔北地区重要的背斜圈闭,同时也是塔里木油田的重点勘探对象。利用15m空间分辨率的ETM＋影像（多光谱和全色波段融合）及0．61m空间分辨率的QuickBird影像构成的多空间分辨率遥感影像集,结合少量野外地质资料,成功地提取了北喀、中喀背斜上的25条次生小断裂,其后又运用里德尔单剪理论对新发现的小断裂性质进行了解释,最后利用ETM＋影像确定了喀拉玉尔滚右旋走滑断裂的走向和位置,提出了对喀拉玉尔滚构造带的4点认识。     

天山北缘晚新生代快速变形时间的确定及其成藏意义

生长地层分析及区域研究成果表明天山北缘冲断带晚新生代快速变形主要形成于10～7Ma以来。10Ma以来准南前陆冲断带持续扩展,形成现今地表可见的三排褶皱冲断带,其构造形成时间明显晚于天山南缘,显示印-藏碰撞引起的区域构造变形由南向北传播的特征。10Ma以来的变形强度显示天山北缘乌鲁木齐以西—齐古背斜地区的构造变形相对较弱,向两侧剥蚀作用、构造变形有所增强。晚新生代快速变形与晚期成藏匹配良好,决定冲断带前缘是油气成藏的有利部位,而山前构造带的剥蚀、隆升强烈,构造变形较弱的构造(带)应是早期成藏得以保存的有利部位。     

准噶尔盆地南缘前陆冲断带形成时间的初步厘定

一般认为生长地层的时代就是构造形成的时代（Suppe等,1992;Shaw 等,1994）.准噶尔盆地南缘前陆冲断带发育地表可见的三排构造带：以齐古-喀拉扎背斜-清水河构造为主的第一排构造、以霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁背斜为主的第二排构造、以独山子-安集海背斜-呼图壁背斜为主的第三排构造,卷入三排构造的地层有侏罗系、白垩系、第三系和第四系,形成了现今复杂的地貌地形和地层分布,三排构造带的形成时间对油气评价和油气勘探意义重大.     

塔里木盆地北缘库车前陆褶皱──冲断构造分析

库车前陆褶皱－冲断带是以断坪－断坡式的台阶状逆断层作为滑动机制的盖层薄皮推覆构造，它们在剖面上形成一个向南变薄尖灭的推覆构造楔，底部沿脱面在北侧深南侧浅，推覆变形也是自北向南传递。依据其构造形态和变形特点可分为五个构造亚带：（1）南天山前缘楔状构造带；（2）库姆格列木－依奇克里克断层扩展褶皱构造带：（3）吐格尔明－吉迪克断层弯曲褶皱构造带：（4）秋里塔格断层扩展褶皱与断层弯曲褶皱叠加构造带；（5）库车－亚肯生长断层弯曲褶皱构造带。     

Late Cenozoic Deformation Sequence of a Thrust System along the Eastern Margin of Pamir, Northwest China

A thrust belt formed in the basin along the eastern margin of Pamir. The thrust belt is about 50 km wide, extends about 200 km, and includes three compressive structures from south to north: the blind Qipan structural wedge and Qimugen structural wedge, and the exposed Yengisar anticline. The thrust belt displays a right-stepping en echelon pattern. The Qipan structural wedge dies out northward to the west of the Qimugen structural wedge, and the Qimugen structural wedge dies out northward to the west of the Yengisar anticline. Detailed analysis of seismic reflection profiles of the western Tarim Basin reveal that fan-shaped growth strata were deposited in the shallow part of the thrust belt, recording the deformation sequence of the thrust belt. The depth of the Cenozoic growth strata decreases from south to north. The growth strata of the Qipan structural wedge is located in the middle-lower section of the Pliocene Artux Formation (N2a), the growth strata of the Qimugen structural wedge is close to the bottom of the Pleistocene Xiyu Formation (Q1x), and the growth strata of the Yengisar anticline is located in the middle section of the Xiyu Formation (Q1x). Combined with magnetostratigraphic studies in the western Tarim basin, it can be preliminarily inferred that the deformation sequence of the thrust belt along the eastern margin of Pamir is progressively younger northward. The geometry and kinematic evolution of the thrust belt in the eastern margin of Pamir can be compared with previous analogue modeling experiments of transpressional deformation, suggesting that the thrust belt was formed in a transpressional tectonic setting.     

塔里木盆地库车坳陷中生代盆地性状及成因分析

库车坳陷充填有厚约4000~5000 m(局部最大厚度可达6000 m)的中生界陆相地层。地面特征和地震资料表明,库车坳陷北部地区中生界与下伏强烈变形、变质的古生界呈角度不整合接触,南部地区中生界与下伏寒武系-奥陶系呈平行不整合或微角度不整合接触。按照地层厚度趋势推测的中生界在山前地带有强烈的剥蚀,沉积厚度轴线位于南天山晚古生代造山楔之上,显示库车坳陷中生代盆地是上叠在塔里木克拉通北部边缘隆起和南天山晚古生代造山楔过渡带上的拗陷盆地。三叠纪-侏罗纪沉降-沉积中心向后陆(造山带)迁移,早白垩世向前陆迁移,且盆地同沉积期区域规模的断裂活动不明显,据此推测晚古生代造山作用后的岩石圈热作用及地壳均衡作用是中生代盆地沉降的主控动力学因素。     

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。     

塔里木盆地南部玛东早古生代褶皱-冲断带

玛东褶皱-冲断带位于塔里木盆地南部,走向NE-SW,由NW向SE方向冲断。褶皱冲断带发育于寒武-奥陶系,以中寒武统膏-盐层为主滑脱面。中志留统及其以上地层不整合于褶皱冲断带之上。它是世界上保存最好的早古生代褶皱冲断带之一。根据卷入变形最新地层、不整合于褶皱-冲断带之上的最老地层和上奥陶统上部的生长地层,玛东褶皱-冲断带的变形时间为晚奥陶世-早志留世。玛东褶皱-冲断带与其东南侧的塘南褶皱-冲断带同为塔里木盆地南缘早古生代前陆褶皱-冲断带的组成部分,塘南褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带主体的残余,其向NW的主冲断方向代表该前陆褶皱-冲断带的主冲断方向;玛东褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带的前锋,其向SE的冲断具有反冲性质。它们是昆仑早古生代造山作用的重要记录,也是昆仑早古生代碰撞造山带的组成部分,现今保存最好的部分。     

扬子北缘晚造山阶段弧形构造特征与盆地演化

扬子北缘晚造山阶段(即晚侏罗世—晚白垩世)发育以弧形构造为特征的前陆薄皮逆冲—褶皱构造,包括了沿秦岭—大别造山带发育的北西向的大洪山和大巴山弧形带,以及沿江南—雪峰造山带发育的北东向的川东—湘鄂西弧形带。详细的构造解析、盆地沉积及物源特征综合分析表明,弧形构造不仅将早期的前陆序列卷入变形,并且控制了晚侏罗世—晚白垩世的盆地演化和古地理格局。总结扬子北缘晚造山阶段的盆山演化特征,可以将其划分为3个阶段:(1)晚侏罗世—早白垩世早期,大洪山和大巴山弧形带的发育控制了四川盆地东北部及秭归盆地上侏罗统蓬莱镇组的沉积,川东—湘鄂西弧形带限制了盆地的东南边界,加之位于四川盆地西部的龙门山逆冲带,三面围限构成具前渊沉降的克拉通内盆地或称为“墙围盆地”(walled sedimentary basin);(2)早白垩世中期—早白垩世晚期,大洪山和大巴山弧形带的逆冲构造变形逐渐减弱,而川东—湘鄂西弧形带继续向北西扩展,构造线呈北东向展布,在弧形带前缘的宜昌地区形成沉积中心,并覆盖了现今的黄陵背斜;(3)晚白垩世,川东—湘鄂西弧形带继续向北西推进,构造线呈北北东向展布,弧形带北翼的黄陵背斜初始隆起,沉积中心分别位于北翼宜昌地区及南翼习水地区。与此同时,在弧形带内部薄皮构造的向斜部位形成楔顶沉积,发育如恩施盆地、黔江盆地、来凤盆地等一系列规模较小的背驼式盆地。     

库车再生前陆盆地冲断构造楔特征

库车再生前陆盆地冲断构造楔由一系列向南运动的逆冲断层和相关褶皱组成。冲断楔的北部以断层转折褶皱、断层传播褶皱、双重逆冲构造为主。断层楔的前缘发育了很好的滑脱膝折背斜,全为盲断层控制,形成隐蔽式前锋。冲断层的就位从中新世开始,自北向南迁移,前锋的构造形成在第四纪。造成逆冲断层的地壳水平缩短作用速度在中新世较慢,平均为0．355mm/a,上新世中期达0．82mm/a,而到上新世晚期和第四纪速度增大了约一个数量级,达到1．29－3mm/a。     

库车新生代构造性质和变形时间

库车构造位于南天山古生代碰撞造山带之南,为塔里木盆地最北的一个构造带。它自北而南可分为边缘逆冲（ 隐伏构造楔） 、斯的克背斜带、北部线性背斜带、拜城盆地、南部背斜带。每个背斜带又包含有若干逆冲断层相关褶皱,它们是断层转折褶皱、断层传播褶皱、滑脱褶皱、断层传播 滑脱混生褶皱、双重逆冲构造、突发构造、三角带构造。底部逆冲断层向南变浅,堆叠逆冲岩席向南变薄,总体上形成一个向南的逆冲构造楔。逆冲断层在斯的克背斜带侵位最早（２５ Ｍａ） ,在北部线性背斜带为１６９ Ｍａ,拜城盆地中的大宛其背斜为３６ Ｍａ,南部背斜带为５３ Ｍａ（ 北部） 和１８ Ｍａ（ 南部） ,变形作用向南变新。库车构造是印 藏板块碰撞的内陆构造响应,是二叠纪前陆盆地复活而成的再生前陆盆地变形带