塔里木盆地前震旦—石炭纪构造演化与石炭纪原型盆地属性

塔里木盆地自前震旦－石炭纪经历了多期次的构造演化，前震旦纪盆地基底固结，震旦－奥陶纪为克拉通内坳陷、坳拉槽、被动大陆边缘；志留－泥盆纪为克拉通边缘隆升及石炭纪的克拉通内坳陷阶段。每次构造演化都与其周边的构造活动事件密切相关，从而控制了塔里木陆块内的沉积盆地样式及盆地属性的演化。本文讨论了塔里木盆地前震旦－石炭纪构造演化的阶段性，以及石炭纪原型盆地的属性，指出构造迁移现象是塔里木盆地构造演化的一个重     

塔里木盆地、柴达木盆地的开合旋回

塔里木、柴达木显生宙盆地演化经历了3个开合旋回,即震旦纪—中泥盆世(Z—D2)开合旋回、晚泥盆世—三叠纪(D3—T)开合旋回和侏罗纪—第四纪(J—Q)构造旋回,可能与古亚洲洋和特提斯洋在不同阶段伸展张裂、俯冲消减和闭合作用有关。塔里木、柴达木显生宙盆地演化可进一步划分为6个演化阶段:震旦纪—早奥陶世为克拉通内裂陷盆地阶段,中奥陶世—中泥盆世为克拉通内挤压盆地阶段熏晚泥盆世—早二叠世为弧后裂陷盆地阶段,晚二叠世—三叠纪为弧后前陆盆地阶段熏侏罗纪—古近纪为前陆盆地阶段,新近纪—第四纪在塔里木前陆盆地性质明显,而在柴达木则表现为强烈挤压坳陷。     

塔里木盆地满加尔坳陷的演化过程及石油地质特征

以盆地演化为背景，将满加尔坳陷的盖层演化过程划分为三大构造旋回、五个演化阶段：１．震旦－泥盆纪克拉通盆地旋回，２．石炭－二叠纪类前陆盆地旋回，３．中新生代前陆盆地和再生前陆盆地旋回；①震旦纪－早奥陶世克拉通裂解伸展阶段，②中奥陶世－泥盆纪挤压挠曲盆地阶段，③石炭－二叠纪克拉通内坳陷盆地阶段；④三叠－侏罗纪前陆盆地阶段，⑤白垩纪－新生代再生前陆盆地阶段．通过对“三套两类”生油岩（寒武－奥陶系、石炭系、三叠－侏罗系）及局部构造特征的研究，认为满加尔坳陷是烃类的生成供给区，而不是烃类聚集成藏的有利地区。油气勘探的重点是南、北及西侧斜坡地带的地层圈闭。     

塔里木显生宙盆地演化主要阶段

塔里木显生宙盆地演化经历了震旦纪－泥盆纪－石炭纪－二叠纪和中－新生代３个一级构造旋回。这种旋回性主要与板缘的拉张裂解，俯冲消减和碰撞闭等构块构造运动体制有关。每个一级构造旋回一般是以拉张体制下的盆地形成开始，尔后转化为挤压体制下的盆地，最终以构造反转结束。塔里木显生宙盆地演化可进一步分为６个二级演化阶段，即震旦一奥陶纪克拉通内裂隙盆地发展阶段，志留－泥留纪克拉通内挤压盆地演化阶段，石炭－二叠纪弧后     

塔里木显生宙盆地演化主要阶段

塔里木显生宙盆地演化经历了震旦纪—泥盆纪、石炭纪—二叠纪和中—新生代３个一级构造旋回。这种旋回性主要与板缘的拉张裂解、俯冲消减和碰撞闭合等板块构造运动体制有关。每个一级构造旋回一般是以拉张体制下的盆地形成开始，尔后转化为挤压体制下的盆地，最终以构造反转结束。塔里木显生宙盆地演化可进一步分为６个二级演化阶段，即震旦—奥陶纪克拉通内裂陷盆地发展阶段、志留—泥盆纪克拉通内挤压盆地演化阶段、石炭—二叠纪弧后裂陷盆地形成阶段、三叠纪弧后前陆盆地发展阶段、侏罗纪—老第三纪碰撞复活前陆盆地形成阶段和新第三纪—第四纪碰撞后继盆地演化阶段，其划分标志是以盆地性质及其构造格局的重大转变为依据的。     

卡拉库姆盆地晚二叠世-三叠纪的构造属性讨论

卡拉库姆盆地位于中亚地区图兰地台南部,北西走向,是中亚地区最重要的含油气盆地之一。对于盆地晚二叠世-三叠纪的构造属性一直都存在着很多争论,我们根据钻井、地球物理及露头资料,认为卡拉库姆盆地是以增生杂岩为基底形成的一个沉积盆地,晚二叠世-三叠纪具有弧后裂谷的性质。卡拉库姆盆地前侏罗纪的构造演化分为4个阶段:1)石炭纪之前古特提斯洋壳开始俯冲增生; 2)石炭纪-早二叠世形成丝路弧; 3)晚二叠世-三叠纪马什哈德-北帕米尔弧形成,卡拉库姆盆地处于弧后拉张的位置; 4)晚三叠世末伊朗等地块与欧亚大陆碰撞,卡拉库姆盆地进入短暂的周缘前陆盆地阶段。其晚二叠世-三叠纪的沉积中心在北阿姆河坳陷,木尔加布坳陷和科佩特山前坳陷,沉积环境主要为陆相,三叠纪发生海侵,部分地区接受海相沉积。岩石类型主要为陆源碎屑岩、火山岩及少量灰岩。     

柴达木震旦纪—三叠纪盆地演化研究

柴达木盆地震旦纪-三叠纪构造演化经历了2 个一级构造旋回,即震旦纪-中泥盆世开合旋回和晚泥盆世-三叠纪开合旋回,它们与祁连洋、赛什腾-锡铁山洋、昆仑洋和阿尔金洋在不同阶段伸展张裂、俯冲消减和闭合作用有关,其分划性时间界面分别为800Ma、377 Ma 和208 Ma,时间跨度分别为423 Ma 和169 Ma.第一个旋回自震旦纪开始张裂,柴达木形成大陆裂谷盆地;寒武纪-中奥陶世伸展为被动大陆边缘,柴达木表现为克拉通内(伸展)盆地;晚奥陶世开始俯冲消减,泥盆纪晚期碰撞闭合,柴达木形成克拉通内(挤压)盆地。第二个旋回表现为海西-印支期与南昆仑洋有关的弧后拉张-弧后造山事件,柴达木在晚泥盆世-早二叠世形成弧后裂陷盆地,晚二叠世-三叠纪形成弧后前陆盆地。在两个开合旋回的末期,均发生大规模盆地反转作用,导致柴达木及邻区构造格局、海陆分布和沉积特征发生根本变化。     

扬子克拉通南华纪-早古生代的构造-沉积旋回

根据影响克拉通盆地演化的板块活动所经历的威尔逊旋回,扬子克拉通南华纪-早古生代的构造-沉积旋回可分为5期,即南华纪-震旦纪的均衡调整期、寒武纪的扩张期、早-中奥陶世的汇聚期、中-晚奥陶世的碰撞期和志留纪新一轮的均衡调整期。发生在晚奥陶世的中加里东运动是加里东期最强烈的一次造山运动,而发生在晚志留世的晚加里东运动是一次地壳上升运动;相应的扬子古板块志留纪盆地的构造背景为造山期后的裂谷伸展环境,其原型盆地表现为周缘裂谷盆地与弱伸展的克拉通内盆地相间发育的格局。     

准噶尔盆地古生代沉积演化特征

准噶尔盆地位于新疆北部,面积13 × 104 km2。目前已发现30多个油气田,经多年研究认为该盆地具有前南华系结晶变质基底,在纬向、西域系和NE向构造体系控制下,发育广泛的古生代沉积。其特征:南华-奥陶纪为裂陷-克拉通盆地的深海-浅海相沉积; 志留-泥盆纪挤压克拉通盆地为较深海沉积; 石炭-二叠纪为克拉通内坳陷盆地浅海-陆相沉.      

四川盆地构造沉降特征及成因机制分析

盆地的沉降过程能够反映盆地的演化历史及成盆机制。为深入分析四川盆地构造沉降特征,本文基于最新钻井资料和地震数据,通过回剥反演方法,进行去压实、沉积负载、古水深和海平面变化校正,重建了四川盆地不同构造单元的构造沉降史。同时根据瞬时均匀伸展模型和裂后热坳陷模型进行正演模拟,对盆地成因进行分析。构造沉降史的恢复揭示了四川盆地具有典型的克拉通盆地沉降特征。四川盆地的形成演化可划分为震旦纪—早古生代、石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪3个构造沉降旋回,盆地经历了晚震旦世—早寒武世、早志留世、晚二叠世—早三叠世以及中晚侏罗世4幕快速沉降,第一幕和第三幕快速沉降期为岩石圈伸展减薄引起,另外两幕为前陆盆地发育过程中所引起的快速沉降。构造沉降正演结果表明四川盆地在寒武纪—奥陶纪和晚二叠世—三叠纪经历了两期“快速沉降—缓慢沉降”过程,快速沉降受控于岩石圈的伸展作用,缓慢沉降为岩石圈热冷却作用所主导。盆地在热冷却沉降阶段后进入前陆挠曲沉降,出现不同规模的剩余沉降。

     

Distribution of Palaeozoic tectonic superimposed unconformities in the Tarim Basin,NW China: significance for the evolution of palaeogeomorphology and sedimentary response

Seismic and drilling well data were used to examine the occurrence of multiple stratigraphic unconformities in the Tarim Basin, NW China. The Early Cambrian, the Late Ordovician and the late Middle Devonian unconformities constitute three important tectonic sequence boundaries within the Palaeozoic succession. In the Tazhong, Tabei, Tadong uplifts and the southwestern Tarim palaeo‐uplift, unconformities obviously belong to superimposed unconformities. A superimposed unconformity is formed by superimposition of unconformities of multiple periods. Areas where superimposed unconformities develop are shown as composite belts of multiple tectonic unconformities, and as higher uplift areas of palaeo‐uplifts in palaeogeomorphologic units. The contact relationship of unconformities in the lower uplift areas is indicative of truncation‐overlap. A slope belt is located below the uplift areas, and the main and secondary unconformities are characterized by local onlap reflection on seismic profiles. The regional dynamics controlled the palaeotectonic setting of the Palaeozoic rocks in the Tarim Basin and the origin and evolution of the basin constrained deposition. From the Sinian to the Cambrian, the Tarim landmass and its surrounding areas belonged to an extensional tectonic setting. Since the Late Ordovician, the neighbouring north Kunlun Ocean and Altyn Ocean was transformed from a spreading ocean basin to a closed compressional setting. The maximum compression was attained in the Late Ordovician. The formation of a tectonic palaeogeomorphologic evolution succession from a cratonic margin aulacogen depression to a peripheral foreland basin in the Early Caledonian cycle controlled the deposition of platform, platform margin, and deep‐water basin. Tectonic uplift during the Late Ordovician resulted in a shallower basin which was followed by substantial erosion. Subsequently, a cratonic depression and peripheral or back‐arc foreland basin began their development in the Silurian to Early–Middle Devonian interval. In this period, the Tabei Uplift, the Northern Depression and the southern Tarim palaeo‐uplift showed obvious control on depositional systems, including onshore slope, shelf and deep‐water basin. The southern Tarim Plate was in a continuous continental compressional setting after collision, whereas the southern Tianshan Ocean began to close in the Early Ordovician and was completely closed by the Middle Devonian. At the same time, further compression from peripheral tectonic units in the eastern and southern parts of the Tarim Basin led to the expansion of palaeo‐uplift in the Late Devonian–Early Carboniferous interval, and the connection of the Tabei Uplift and Tadong Uplift, thus controlling onshore, fluvial delta, clastic coast, lagoon‐bay and shallow marine deposition. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

兴地断裂构造特征及其演化历史

兴地断裂是塔里木盆地东北缘十分重要的大型控盆断裂,该断裂对塔里木盆地东北缘地层发育、构造古地理、库鲁克塔格断隆-满加尔坳陷的构造演化等具有重要的控制作用.根据断裂带中糜棱岩、构造角砾岩、构造透镜体、断层崖、断层三角面等不同构造形迹的性质,结合断裂对区域地层发育和构造古地理的控制作用,对断裂的变形期次和性质进行了划分,并讨论了断裂的演化历史及其形成的地球动力学背景.断裂经历了元古代—新生代漫长的构造演化历史,发生了多期次不同性质构造活动.其构造演化主要包括形成期(Pt2);伸展期(Pt3—O);挤压反转期(O2末期和O3末期);左旋压扭期(Pz2末期)、逆冲推覆期(E末期—Q3)和右旋张扭期(Q4)6个构造演化阶段.     

塔里木西北缘三叠纪伸展作用:来自柯坪辉绿岩地球化学、锆石U‐Pb年代学的证据

为了探讨塔里木北缘构造岩浆演化,采用锆石年代学、岩石地球化学方法对柯坪辉绿岩进行研究。LA‐ICP‐MS锆石U‐Pb结果表明其为中‐晚三叠世岩浆活动的产物。辉绿岩SiO2含量为45.68%~46.97%、TiO2为3.98%~4.03%、Al2O3为14.81%~14.90%、K2O/Na2O为0.39~0.42,属于高钾碱性系列。微量元素特征表明,有微弱的Ce负异常(δCe=0.95~0.99),Eu异常不明显(δEu=0.98~1.00),总体富集大离子亲石元素和LREE,高场强元素相对亏损。柯坪辉绿岩、阿图什辉绿岩与柯坪玄武岩、巴楚辉绿岩等具有相似的源区和一致的构造背景,均为拉张背景下形成,但却分属不同的构造事件。研究表明早石炭世南天山洋闭合,晚石炭世—早二叠世柯坪地区为塔里木北缘的具有前陆盆地性质的残留海盆,受地幔柱影响柯坪—巴楚地区出现大规模岩浆活动。二叠纪之后塔里木北缘为后碰撞伸展背景。三叠纪南天山—塔里木北缘为拉伸走滑的构造背景,本文的辉绿岩,正是在这种背景下形成的。     

南海南部礼乐盆地结构演化及其对区域地质背景的响应

运用丰富的二维地震资料,通过构造结构与地层结构的分析,对礼乐盆地的盆地结构演化与转型过程及其对南海地区复杂动力学背景的响应特征进行研究。结果表明:受控于NNE、NEE、NW和近EW向的断裂体系,礼乐盆地现今构造格局表现为"两坳一隆"的结构特征;两个关键的区域角度不整合T70和T50将礼乐盆地新生界自下而上划分为三层结构:陆缘裂陷层、漂移裂陷层和前陆-拗陷层;响应于太平洋板块俯冲、印度-欧亚板块碰撞、新南海扩张、古南海消亡和菲律宾海板块楔入等一系列周缘板块重组事件,礼乐盆地的盆地结构演化及转型经历了三个阶段:陆缘多幕裂陷阶段,盆地结构受控于NNE和NEE向断裂体系,南北坳陷连通;漂移裂陷阶段,NNE和NW向共轭断裂体系控制盆地格局,中部隆起形成,分隔南、北坳陷;前陆-拗陷阶段,前陆盆地结构形成,随后盆地因热沉降进入拗陷沉积阶段。     

中国西天山南缘盆山构造转换解析

在西天山南缘,天山造山带向塔里木盆地北缘的盆山过渡,是以前陆褶皱冲断构造形式向库车一拜城前陆盆地渐变,表现为一系列褶皱冲断组合的构造样式。根据独库公路南段构造变形分析,可组合成６个部分：库尔干一铁力买提达坂根带褶皱系、南天山南缘逆冲断裂带、前陆逆冲推覆构造带、前陆双冲褶皱构造带、前陆隐伏逆冲前缘构造带、沙雅一轮台前缘叠加变形构造带。前陆盆地的发展可以划分为晚二叠一早三叠世、中三叠世一侏罗纪、白垩一     

青藏高原东北缘何时卷入现今青藏高原构造系统?——来自西秦岭北缘漳县盆地新生代沉积记录的约束

新生代以来印度-欧亚板块持续碰撞汇聚形成号称世界第三极的青藏高原。青藏高原的扩展生长和构造变形系统形成的动力学过程是地球科学研究的重大科学问题。青藏高原东北缘新生代以来构造演化过程及其与印度-欧亚板块碰撞汇聚的动力学耦合关系研究对于揭示青藏高原扩展生长过程具有重要地质意义。尽管前人已经开展了大量研究探索,提出各种构造-隆升模型,但青藏高原东北缘何时卷入印度-欧亚碰撞汇聚的青藏高原构造系统尚未达成共识。作为青藏高原东北缘组成部分的西秦岭北缘构造带漳县地区不仅新生代地层记录齐全,而且断裂构造发育,构造变形现象丰富,是研究青藏高原东北缘新生代构造演化及印度-欧亚碰撞汇聚远程构造响应的良好区域。通过对西秦岭北缘构造带漳县地区新生代沉积盆地地层构造格架、沉积地层序列和沉积旋回等详细野外观测研究,结合区域断裂带几何学-运动学及变形历史分析,取得如下认识:(1)西秦岭北缘漳县地区新生代沉积地层主要由为不整合分隔的两套构造性质完全不同的构造地层单元组成,即渐新世—中新世伸展断陷盆地沉积和上新世再生前陆磨拉石盆地沉积;(2)渐新世—中新世时期的地壳伸展拉张构造环境与印度-欧亚碰撞汇聚的挤压环境相悖,指示了西秦岭北缘在渐新世—中新世尚未卷入现今的印度-欧亚碰撞汇聚构造系统;(3)上新世磨拉石盆地的发育标志着西秦岭北缘构造带从伸展到挤压的构造体制转换,可能指示了印度-欧亚碰撞汇聚的挤压构造作用这时才波及西秦岭北缘;(4)上新世粗砾岩、西秦岭造山带地层和中生代沉积地层共同经历了抬升剥蚀作用,形成了西秦岭北缘广泛发育的夷平面。第四纪以来夷平面的抬升和解体、现代河流侵蚀系统和多级河流阶地的出现,指示了青藏高原东北缘整体的不均匀大规模抬升而进入现今青藏高原构造系统。     

塔里木盆地巴楚地区上泥盆统-下石炭统沉积-物源记录及其构造演化

泥盆纪-石炭纪是南天山洋-塔里木盆地北部陆缘构造演化的关键时期.选取塔里木盆地巴楚地区上泥盆统-下石炭统露头剖面,在沉积体系、碎屑组分、重矿物组合分析基础上,重点通过LA-ICP-MS分析砂岩样品.结果表明,上泥盆统-下石炭统砂岩碎屑颗粒以单晶石英为主,(变质) 结晶岩岩屑极少,物源构造属性主要指示陆块物源区;重矿物组合以锆石、电气石和TiO₂矿物等稳定重矿物为主,反映相对远距离的源汇体系和稳定的构造背景;2个年代学样品具有类似的碎屑锆石U-Pb年龄组成和Hf同位素特征,主要反映了383~479 Ma、710~932 Ma、1 752~1 936 Ma、2 419~2 597 Ma共4期构造热事件,并以前两期为主.对比研究显示,上述碎屑物源以塔里木盆地内古隆起为主,同时还可能有来自阿尔金造山带、西昆仑造山带的再旋回沉积.但并没有记录到来自盆地北侧造山带和岛弧的物源信息,说明该时期南天山洋盆并没有闭合,塔里木盆地北缘西部可能不存在洋盆的向南俯冲,晚泥盆世-早石炭世其可能为被动大陆边缘.      

北天山前陆盆地中段成煤及后期构造演化

早石炭世哈萨克斯坦板与塔里木板块碰撞拼接，古亚洲洋闭合，褶皱隆起形成造山带，与其相邻的地块由于造山带隆升产生的构造负荷作用，引起岩石圈挠曲，在天山造山带南北两侧形成前陆盆地。前陆盆地演化过程中，不仅形成丰富的能源矿产，而且记载了造山发展演化的历史。     

塔里木盆地晚新元古代-早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应

塔里木盆地上新元古界-下奥陶统是我国超深层油气勘探的重要领域,但其盆地动力学研究程度低、认识分歧大,制约了塔里木盆地超深层油气地质评价。本文综合近年地质学、地球化学与地球物理资料,探讨塔里木盆地晚新元古代-早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应,提出以下5个方面认识：(1)新元古代-早古生代经历了前展-后撤-前展俯冲的板块构造演化;(2)南华纪发育后撤俯冲机制下的大陆裂谷沉积体系,不同于地幔柱机制;(3)震旦纪-寒武纪不是裂谷盆地的连续沉积,而是发育后撤-前展俯冲转换期的前寒武纪大不整合面;(4)寒武纪-奥陶纪,塔里木盆地缺乏被动大陆边缘背景,发育一套碳酸盐台地沉积,而且随着原特提斯洋闭合的前展俯冲作用增强,导致了中奥陶世晚期台地从东西分异转向南北分异的沉积演变;(5)晚奥陶世末在前展俯冲造山作用下形成复理石快速充填的类前陆盆地,但没有形成碰撞造山作用下的磨拉石前陆盆地。研究认为,塔里木板块晚新元古代-早古生代多期幕式后撤-前展俯冲机制形成了南华纪强伸展→震旦纪末挤压与寒武纪-早奥陶世弱伸展→中奥陶世晚期-志留纪强挤压的两大构造旋回,并造成了构造-沉积演化的差异性,不同于经典的威尔逊旋回模式及其成盆动力学机制。

     

塔里木盆地震旦系-中泥盆统层序地层分析

塔里木盆地震旦系-中泥盆统层序地层可划分为2个巨层序、6个超层序、17个层序。震旦纪-中泥盆世区域大地构造演化经历了古新疆克拉通板块的裂解与拼合,塔里木盆地演化则经历了震旦纪-奥陶纪克拉通边缘裂陷盆地和志留纪-中泥盆世弧后前陆盆地两个阶段。巨层序Ⅰ代表克拉通边缘裂陷盆地演化阶段的产物:其中超层序 Ⅰ A 代表震旦纪裂谷盆地充填沉积;超层序Ⅰ B 和Ⅰ C 代表寒武纪-早奥陶世克拉通边缘坳陷盆地的沉积;超层序Ⅰ D 代表中、晚奥陶世弧后拉张盆地充填沉积。巨层序Ⅱ代表弧后前陆盆地演化阶段的产物:其中塔东地区超层序Ⅱ A 代表志留纪挤压挠曲为主的弧后前陆盆地充填沉积;塔西南地区超层序Ⅱ B 代表中、晚泥盆世主要以构造负荷作用为主的周缘前陆盆地充填沉积。层序地层的研究表明,构造作用在大部分Ⅲ级层序形成中起着决定性的作用,只是在寒武纪-早奥陶世盆地处在稳定的被动大陆边缘盆地和克拉通盆地演化时期,全球海平面的升降变化才对其层序的形成起着重要的作用。