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.     

阿尔金断裂与周缘新生代盆地关系

通过野外填图工作,在阿尔金断裂附近填绘出一系列的新生代地层,对这些地层目前的展布与阿尔金活动断裂的关系分析认为,始新世以来阿尔金断裂对沉积盆地表现出明显的控制作用,表现为明显的左行走滑,并兼具向北西方向掀斜的逆冲活动。乌尊硝尔盆地(索尔库里盆地西部)中的主体沉积是第四系。盆地的东南边界是阿尔金南缘主断裂;盆地西南缘,第四系沉积受东西向北倾正断层控制;盆地北缘为近东西向北倾右行逆冲脆性断裂。盆地的西部边缘超覆在基岩之上,不受断裂控制。     

塔里木盆地南缘新生代沉积:对青藏高原北缘隆升和塔克拉玛干沙漠演化的指示

塔里木盆地南缘新生代沉积地层厚达万米以上。研究的叶城和阿尔塔什两个剖面分别厚4500m和7000m,基本代表了塔里木南部的新生代沉积。叶城剖面的底界年龄根据磁性地层测定约为8Ma。阿尔塔什剖面的底界年龄根据海相碳酸盐岩87Sr/86Sr的比值与全球Sr同位素曲线对比,约为30～35Ma。从岩性地层分析,剖面的下部为中新统乌恰群,主要由泥岩和粉砂岩组成,沉积相为低能环境的辫状河和曲流河。剖面的中部是上新统阿图什组,由红色泥岩、砂岩夹薄层砾岩以及埋藏风成黄土构成,沉积环境为冲-洪积扇的中远端。剖面的上部是上新统—下更新统西域组,由中粗砾岩夹块状粉砂岩透镜体(埋藏风成黄土)组成,主要是近源洪积扇沉积和风成沉积,以上地层层序可以进行很好的区域对比。塔里木盆地南缘新生代沉积由新近纪红层向上变化为逆粒序砾岩和碎屑流沉积,记录了青藏高原北缘隆升造成的沉积环境的变化,尤其是干旱化气候的阶段性演化。在约8Ma时,叶城和阿尔塔什两个剖面都发育了风成沙丘沉积。而在阿尔塔什剖面,沙丘沉积之下还发育了一套厚层的膏盐沉积,指示了塔里木盆地南缘在此前后已经相当干旱,只是仅凭这些证据还难以判断沙漠发育的规模。而上新世—更新世阿图什组和西域组中发育的埋藏风成黄土沉积,则指示了塔克拉玛干沙漠在此时已经发育到了相当规模,极度干旱的气候条件(可能类似于现在)已经形成。     

青藏高原东南缘活动断裂地质灾害效应研究现状

青藏高原东南缘不同性质、不同类型、不同特点活动断裂发育且较为活跃,自2008年汶川地震发生以来,相继发生了玉树地震、庐山地震、鲁甸地震等。地震引发、触发、诱发产生了大量地质灾害,造成了惨重的生命财产损失。通过收集与分析相关资料,对青藏高原东南缘活动断裂地质灾害效应研究进展与取得成果进行了归纳总结,从活动断裂地质灾害主要控制因素,地质灾害发育特征、空间分布规律、演化模式、形成机制,不同性质断裂控制效应、断裂两盘差异效应、地震动参数效应、地形地貌效应等地质环境效应和地质灾害力学效应等方面进行了综述。在此基础上,对活动断裂地质灾害效应研究中存在的如不同类型活动断裂和不同震级地震与地震地质灾害相关性、以及地震地质灾害监测与风险评估等问题或重点研究方向进行了探讨,其研究结果为地震地质灾害致灾机理、风险评估、防灾减灾等研究提供参考。      

阿拉善地块新生代构造作用——兼论阿尔金断裂新生代东向延伸问题

阿拉善地块在新生代的变形是青藏高原北部活动的直接结果,各方面的资料显示这种影响仅发生在中新世中晚期,前的活动性已经很低。阿尔金断裂的延伸并不能穿过阿拉善与南蒙古相关断裂相连,我们的研究更偏重认为阿尔金断裂没有进入阿拉善地区,而是经过金塔—花海盆地南缘的宽滩山—黑山地区与合黎山—龙首山南缘断裂相连,中新世中晚期,由于青藏高原北部重要的构造事件,青藏高原由南向北挤压河西走廊地区,造成了金塔—花海盆地内部由近南北向构造转变为近东西向构造。同时形成北山地区控制上第三系沉积(上新统)的东西向断裂。而阿拉善南缘产生右行走滑运动,地块的北部及内部则产生了近南北向的第三纪伸展构造,这些伸展构造以及金塔—花海盆地第三纪断裂控制的沉积与前人认为的强前陆、弱限制性边界的侧向挤出类似。我们认为阿拉善及蒙古地区中新世—上新世期间,由于受到青藏高原近南北向的挤压,产生区域性的"共轭"断裂系统,由于这些地区早期构造的控制,这些新活动的断裂主要迁就于老构造,以脆性活动为主,在蒙古国形成了沿阿尔泰山的北西—南东向断裂和东南部的北东—南西向"共轭"断裂系统,而阿尔金断裂与合黎山—龙首山南缘断裂则形成南侧的"共轭"断裂系统。北山以及金塔—花海地区则是这两组断裂的交汇地区,挤压作用明显,控制了新生代的沉积,并导致了新生代金塔—花海盆地的形成。阿拉善地块作为夹持在这两组断裂之间的地块,发生了一定程度的向东挤出运动,在其东缘贺兰山西侧形成了新生代的挤压构造,而在其东北缘和西南缘则迁就早期的韧性剪切带分别向北东和南西运动,产生相应的变形。该模型能够合理地解释阿拉善周围地区及其内部中新世以来的变形及其与青藏高原北部构造运动之间的关系。     

塔里木盆地西部的新生代断裂活动

研究区以塔里木盆地西部的巴楚隆起为核心,包括其南侧的麦盖提斜坡和北侧的北部坳陷(阿瓦提凹陷)。这里新生代断裂异常发育。以鸟山-古董山地区为重点,通过精细的地震剖面解释,在塔里木盆地西部识别出5期新生代断裂活动,分别发生于:白垩纪末-古近纪初(ca.65Ma)、中新世末-上新世初(ca.5Ma)、上新世末-更新世中期(ca.3~1.5Ma)、更新世中-晚期(ca.1~0.1Ma)和全新世(ca.0.01Ma)。中寒武统和古近系膏盐层构成了研究区的2个主滑脱面。ca.65Ma的冲断受控于基墨里中间大陆与亚洲大陆碰撞的远程效应;ca.5Ma、ca.3~1.5Ma、ca.1~0.1Ma和ca.0.01Ma的断裂活动(包括滑脱断层、冲断层、走滑断层和正断层)均受控于印度-亚洲碰撞的远程效应。晚新生代(中新世以来)的断裂活动以脉动式冲断为特征,两次相邻脉动式冲断之间为时间不等的短暂的构造间歇期;间歇期构造平静,甚至可以形成正断层。     

青藏高原东南缘新生代地壳运动的转换

在青藏高原东南缘保山地体东部上新世营盘组玄武岩中开展的古地磁学研究,获得了可靠的高温剩磁分量。地层校正后的特征剩磁分方向为Ds=166.5o, Is=–19.3o, k=41.9, a95=5.1o, N=22(采点)。褶皱检验显示其为原生特征剩磁分量。上新世古地磁数据显示,保山地体东部区域自上新世以来相对于东亚构造稳定区古地磁参考极发生了14.5o±4.8o的逆时针旋转运动。虽然保山地体东部上新世的逆时针旋转运动与保山地体其它区域古近纪至中新世的顺时针旋转变形截然相反,但是其与畹町走滑断裂和南汀河走滑断裂上新世以来的左旋走滑运动相吻合。本次研究通过保山地体和腾冲地体内部新生代古地磁数据及地体边界构造带活动演化的综合分析,指出自古近纪早期印度板块与欧亚大陆初始碰撞以来,青藏高原东南缘腾冲地块和保山地体在渐新世末期至早中新世时期,以及上新世早期分别发生了地壳运动方式的转换。保山地体地壳的运动学方式直接控制了地体边界走滑断裂的构造演化过程。     

塔里木盆地巴楚隆起断裂系统主要形成时代的新认识

巴楚隆起是塔里木盆地的一个次级构造单元,内部断裂走向以北北西向为主,北侧与之相邻的柯坪冲断带走向近东西向,属于南天山构造体系。两个断裂系统在平面上呈近于正交的关系。巴楚隆起大面积缺失中-新生界,其内部断裂体系起始活动时间的确定较为困难。本文通过对于巴楚和柯坪地区新生代地层序列特征对比研究及其接触关系分析,指出中新世巴楚隆起南北向断裂体系开始形成,向北一直延伸到柯坪构造带之中。同时对两个构造单元的南北向断裂的对应性进行了研究,指出柯坪东西向断裂系统的主要活动期是上新世(N2)以后,现今柯坪构造带南北向和东西向断裂体系是不同时期构造的叠加。以此给出了巴楚和柯坪断裂体系形成的构造地质模型。     

东、西昆仑山晚新生代以来构造隆升作用对比

东、西昆仑晚新生代以来隆升过程和程度存在明显差异。东昆仑山现代地貌格局主要是在第四纪以来经过早中更新世之交的昆黄运动和中更新世晚期的共和运动形成的,山系的崛起在时空演化上呈现出由北向南的迁移趋势,而西昆仑山在第三纪已有明显的地貌反差,第四纪地貌反差加剧。东昆仑地区在昆黄运动后尽管形成了近东西向的东流水系,但向南的强烈溯源侵蚀并奠定现代河流水系格局主要发生于中更新世晚期,与共和运动大体同时,而西昆仑地区向南的强烈溯源侵蚀主要发生于早更新世晚期,与东昆仑的昆—黄运动大体同时。在剥蚀程度上,东昆仑最上部3km的去顶至少延续了45Ma,而西昆仑公格尔—塔什库尔干地貌单元只延续了2~5Ma。控制东、西昆仑晚新生代构造隆升的动力背景可能取决于强烈加厚及强烈隆升的青藏高原岩石圈边缘的重力伸展垮塌与来自南部的挤压应力之间的动态平衡。考察青藏高原隆升过程与机制,不仅要注意隆升作用的共性,更要强调不同部位隆升过程及动力学的差异性。     

大别造山带东南缘中新生代盆地类型探讨

大别造山带东南缘中新生代盆地是一个多成因的叠合盆地,不同学者对其在不同演化阶段的成因特征和形成机制认识有较大差异。根据构造演化、盆地成因和性质、沉积特征、成盆时的应力状态和地球动力学过程等特点划分出大别造山带东南缘中新生代沉积盆地四种类型,提出了盆地的形成与演化经历了中晚三叠世前陆盆地,早中侏罗世坳陷盆地、晚侏罗世-早白垩世早期火山喷发-沉积盆地、早白垩世中期—古近纪裂陷盆地和新近纪的坳陷盆地共5个阶段的新观点,统一了对大别造山带东南缘中新生代盆地成因类型及其形成机制的认识,对深化盆地性质认识、正确评估盆地资源有重要意义。     

塔里木盆地东南缘中新生代变形史与构造演化

通过野外地质调查、地球物理资料解释和沉积相特征分析,构建了塔里木盆地东南缘地区地质大剖面。在平衡恢复的基础上,探讨了中新生代构造变形历史和盆地构造演化过程。结果表明,塔里木盆地东南缘经历了三叠纪末逆冲推覆变形,早侏罗世伸展变形,晚白垩世晚期-古近纪早期挤压变形,古近纪弱伸展变形和中新世以来逆冲-走滑变形;而塔东南地区盆地构造演化则经历了早侏罗世伸展断陷盆地阶段,中侏罗世-晚白垩世早期坳陷盆地阶段,晚白垩世晚期-古近纪早期挤压-抬升-剥蚀阶段,古近纪弱伸展盆地阶段和中新世以来陆内走滑型挤压挠曲盆地阶段等五个阶段的演化。     

渤海海域渤南地区新生代断裂体系与盆地演化

利用现今丰富的三维地震资料,将地震剖面解释与相干切片分析相结合,对渤海海域渤南地区断裂发育与盆地结构 进行研究,明确了断裂体系及构造演化特征。结果表明：新生代郯庐断裂渤南段可分为东、中、西三支,并与受郯庐走滑 断裂影响的近EW向、NW向和NE向主干断裂体系共同组成了渤南地区网格状的构造格局;而区域应力背景的改变导致渤 南地区走滑和伸展作用的强弱发生了变化,使得构造演化可划分为左旋走滑-强伸展、右旋走滑-强伸展和弱走滑-弱伸展 三个阶段,第一阶段孔店组~沙四段郯庐断裂东支强烈活动,中支和西支活动微弱,NW向和近EW向大断裂活动形成了黄 河口凹陷和莱州湾凹陷的盆地格局;第二阶段沙三段~东营组走滑断裂三支及其他方向主干断裂均活动,NE向和近EW向 次级断裂开始发育,各盆地持续性伸展断陷;第三阶段馆陶组-明化镇组右旋走滑减弱,郯庐断裂中支和西支发育呈一系 列NE向雁列断层,东支及其他方向主干断裂附近次级小断层继续增多,各盆地转为了整体的坳陷。     

塔里木盆地北缘新生代碱性玄武岩的地质地球化学

新生代碱性玄武岩是塔里木盆地北缘碱性岩带最晚期形成的,由第三系盆地中陆相中心式喷发的碱性橄榄玄武岩和其下古生代地层中的碱性橄榄辉长岩岩筒和岩脉组成。它们是来自富集地幔的同源碱性岩浆,在不同空间冷凝结晶形成。     

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。     

Late Cenozoic Tectonics Along the Northwestern Margin of the Tarim Basin: Interactions Between the Tarim Basin and the Southern Tian Shan, West China

LATE CENOZOIC TECTONICS ALONG THE NORTHWESTERN MARGIN OF THE TARIM BASIN: INTERACTIONS BETWEEN THE TARIM BASIN AND THE SOUTHERN TIAN SHAN, WEST CHINAgrants 4 98340 50and 4 9732 0 90fromtheNSFofChina;;andproject96 913 0 7 0 1fromtheMinistryofSci enceandTechnology ,China…     

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-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400~500 km,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,东西向挤压转变为不对称的南北向力隅作用,使得阿尔金造山带发生构造反转,右行转变为左行,统一的塔里木-敦煌盆地裂解.塔里木盆地向南漂移,距离达400多公里.塔里木盆地的向东俯冲使阿尔金造山带急骤隆起,同样,在阿尔金造山带内部发育了一系列小型盆地,形成了相应的复杂沉积建造.     

塔里木盆地与天山山脉晚新生代盆山耦合机制

根据塔里木盆地北缘地质构造几何学和运动学资料、油气勘探地震剖面、人工地震测深、地震层析成像以及地热资料,提出了塔里木盆地、准噶尔盆地岩石圈地幔在天山岩石圈之下碰撞并发生拆沉的盆山耦合机制的概念模型。由于印藏碰撞,青藏高原的北部前缘岩石圈地幔与塔里木盆地岩石圈地幔形成V字形碰撞结构,推动塔里木地块的高强度岩石圈向北运动并俯冲到天山岩石圈之下,以水平俯冲作用在中天山北缘岩石圈之下与准噶尔盆地向南俯冲的岩石圈地幔碰撞,并发生后剥拆离。塔里木岩石圈俯冲的过程中,形成库车再生前陆盆地和再生前陆冲断带以及再生天山山脉。冲断量约为塔里木俯冲量的20％。这一盆山耦合模型可以解释盆地构造、盆地沉降、山脉隆升、岩石圈深部构造和热特征。     

西昆仑—帕米尔造山带及其北缘前陆盆地板内变形构造

笔者总结了西昆仑—帕米尔造山带及塔西南前陆盆地板内变形的各类构造模式、构造分带、新生代变形格局及构造演化,提出其新生代板内变形具有弧形构造分段性和阶段性演化的特点,发现了依格孜牙、柯克亚、桑株—杜瓦、卡兹克—阿尔特薄皮弧形推覆构造、齐姆根主弧形构造段及玉力群—克里阳构造段的三角带构造及叶尔羌—棋盘对冲过渡型弧形构造。认为对冲过渡型弧形构造及各弧形构造分段间的斜冲走滑带是塔西南前陆盆地板内变形的特殊产物。