塔里木盆地巴楚隆起断裂差异活动特征及成因演化

巴楚隆起是塔里木盆地重要的含油气构造单元,因其断裂构造特征与演化异常复杂,严重制约了对该地区构造特征及演化的认识和油气勘探工作。本文通过对地震资料精细构造解释,并结合塔里木盆地构造演化背景及最新的钻井、露头等资料,阐明了巴楚隆起断裂活动具有明显的分期差异性和分区、分带、分段及分层差异性。巴楚隆起断裂构造主要经历了4期差异活动,即加里东早期发育张扭性断裂、海西晚期断裂挤压反转、喜马拉雅山中期断裂强烈压扭逆冲与分区差异变形、喜马拉雅山晚期西南缘断裂带分段分层差异改造与叠加。断裂演化主要受控于加里东早期、海西晚期和喜马拉雅山中-晚期构造运动及对应时期塔里木古陆周缘洋盆开合与造山作用,喜马拉雅山中期是巴楚隆起断裂活动关键期,因受西昆仑和西南天山强烈挤压,隆起西段发生“屈服型”冲断隆升与走滑旋转,东段相应发生“受限型”弧形逆冲与向南掀斜,喜马拉雅山晚期断裂主要活动表现在隆起西北缘和西南缘,特别在西南缘断裂带发生了强烈的分段、分层差异叠加改造,其成因与西昆仑强烈隆升和向北挤压密切相关。     

塔里木盆地南部中生代碰撞相关构造及其在古特提斯研究中的意义

地震资料解释和野外地质调查,在塔里木盆地南部发现中生代碰撞相关构造。同碰撞构造发育于西昆仑山前、阿尔金山前和麦盖提斜坡,为晚三叠世冲断构造。既有晚三叠世新形成的冲断构造,也有先存构造的复活（如车尔臣断裂）。碰撞后构造见于西昆仑和阿尔金山前,是一些规模不大的侏罗纪-白垩纪正断层及其控制下形成堑-垒构造。晚三叠世构造应力场的最大主压应力方向,在西昆仑山前和麦盖提斜坡均为NNE-SSW;冲断方向是由造山带向塔里木盆地,在麦盖提斜坡有反冲。它们是塔里木板块南缘一次碰撞造山的同碰撞构造。这是北羌塘-塔里木碰撞,是古特提斯洋复杂的闭合过程中的一次重要的构造事件。塔里木南部的侏罗纪-白垩纪伸展构造是其碰撞后构造。     

西昆仑山北缘盆山构造转换解析

根据新藏公路南段、穿越玉龙喀什河谷至和田以北的剖面考察解析及山前钻井和物探解释,结合杜瓦及皮阿曼等地综合考察分析,西昆仑山北缘向塔里木盆地的盆山过渡,是以帕米尔-西昆仑逆冲断裂系的构造形式向塔里木西南前陆盆地(简称前陆盆地)渐变,表现为一系列褶皱冲断组合的构造样式.研究表明,帕米尔-西昆仑前缘逆冲断裂系的形成发育,是控制帕米尔-西昆仑造山带(简称造山带)和前陆盆地发育的重要变形机制,逆冲断裂系的扩展大致可分4个时段.     

西昆仑-塔里木盆地盆-山结合带的中、新生代变形构造及其动力学

西昆仑—塔里木盆地盆-山结合带可划分为西昆仑北带和塔里木地块南缘拗陷带(塔南拗陷带)两个构造单元,后者由塔西南拗陷带和塔东南断陷带两部分组成。西昆北带分别以库地—喀什塔什断裂和西昆北冲断裂与西昆中带和塔里木地块南缘拗陷带相隔。盆-山构造经历了长期、叠次的形成、演化过程,但不同时期、不同层次的变形构造具有极大的统一性,总体表现为以西昆中断裂(其主体为库地—喀什塔什断裂)为根带,以北向逆冲扩展作用为主导,向北至塔南拗陷带腹部,逐渐转化为以垂直向上的构造伸展作用为主导。塔南拗陷带的逆冲断裂与具强烈深层流变组构的西昆北逆冲断裂属统一地球动力学系统中不同构造层次的成分,前者是后者向浅层脆性应变域扩展的产物。导致盆-山构造形成的驱动力来自昆仑构造带以南的持续、强烈的北向逆冲扩展作用,至少在塔南拗陷带的前早更新统地层分布区不存在塔里木地块自北向南俯冲的直接证据。西昆仑—塔里木盆地南缘的造盆、造山作用过程可简单地归纳为三个形成演化阶段:晚侏罗世—早白垩世的快速隆升和快速拗陷(沉降)期、晚白垩世—古近纪的深层拆离-缓慢隆升和均匀拗陷(沉降)期和新近纪至今的挤压-急剧隆升和强烈拗陷(沉降)期。造盆、造山作用的动力学过程表明,中—上新世是造盆造山作用机制发生重大转折时期,早更新世末的构造运动基本上奠定了西昆仑—塔里木盆地南缘的盆-山构造格架。     

南天山晚新生代褶皱冲断带构造特征

南天山晚新生代褶皱冲断带位于南天山南麓,是南天山陆内造山作用过程中,南天山造山楔向塔里木盆地推进的结果.褶皱冲断带的构造变形以挤压冲断构造为主,伴生有挤压走滑构造和盐相关构造.以盖层滑脱冲断为特征,伴生有基底卷入型冲断构造.褶皱冲断带的主滑脱冲断层由造山带向盆地方向逐渐抬升,而且,"厚皮"构造向造山带方向越来越发育,"薄皮"构造向盆地方向越来越发育.整个褶皱冲断带从东到西冲断作用发生的时间基本一致,起始于中新世中-晚期并一直持续到现今;冲断高峰发生于新近纪晚期-第四纪.褶皱冲断带的形成过程为前展式,由南天山向塔里木盆地推进.受地层剖面结构、沉积建造、基底起伏、所处的构造部位等因素控制,南天山褶皱冲断带的构造变形特征沿走向具有明显的分段性,从东到西划分出4个次级褶皱冲断带:库车、乌什、柯坪和喀什北褶皱冲断带.每个次级褶皱冲断带在共性的基础上,都有自己独特的构造变形特点.     

西昆仑山前晚三叠世古构造特征及对侏罗-白垩纪沉积的控制

造山带和盆地是在时空发展和形成机制上具有密切联系的构造系统。青藏高原内部晚三叠世古特提斯造山带的形成,对北缘的塔里木盆地产生了重要的影响,导致了盆地内部西昆仑山前地区发生了强烈的冲断构造变形,而这一冲断构造变形所形成的古构造-古地貌对后期侏罗-白垩纪的沉积具有重要的控制作用,同时也决定了该地区的油气分布。本文基于对西昆仑山前露头区中生代地层分布详细的野外考察和盆地覆盖区钻井资料的整理,结合对盆-山结合带清晰地震剖面的详细解释,开展西昆仑山前的晚三叠世古构造特征及侏罗-白垩纪沉积充填过程研究,以期揭示晚三叠世的古构造-古地貌特征及对沉积的控制作用。通过研究发现,西昆仑山前地区发育晚三叠世前陆褶皱冲断带,冲断带根部发育基底卷入构造,锋带发育叠瓦状构造;古生界受逆冲断裂控制,形成一系列的北陡南缓的背斜隆起,冲断带前锋位置与新生代构造前锋位置相近。三叠纪末古地貌形态由于特提斯造山带的强烈隆升,总体呈南高北低的地貌形态,但是褶皱冲断构造带受地表风化剥蚀作用,背斜核部形成南缓北陡的古隆起,而断层破碎带形成南陡北缓的洼地,是侏罗系发育前的基本地貌格架。早侏罗世受特提斯造山带造山后伸展的影响,西昆仑山前发育4个箕状断陷,控陷断层发育于古造山带一侧;受大型控陷断层的影响,在断陷内部呈北高南低的地形特点,断陷内侏罗系逐渐向北部斜坡超覆。晚三叠世形成的古构造-古地貌与早侏罗世断陷叠加形成的古地理格架一直控制了侏罗纪-早白垩世的沉积,直到晚白垩世沉积时才没有起到控制作用。     

塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构与冲断带变形特征

塔西南新生代前陆盆地受西昆仑山造山带南北向挤压和帕米尔弧形构造带向北突进的影响,导致盆山结构与盆地冲断带构造变形在平行造山带方向表现出明显差异。本文通过地震资料解释,系统研究了塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构与冲断带的构造变形特征,认为塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构表现为西昆仑造山带向北大规模冲断,盆地区挠曲沉降,前陆地区发育宽的褶皱冲断带,冲断带前锋已扩展至捷得背斜一线,褶皱冲断带与前渊坳陷存在大范围重叠。盆地东段的褶皱冲断带在纵向上可以分为基底卷入变形带、滑脱变形带。山前第一排变形带受多期构造叠加影响,产生横向变形的分异:西段柯东段早期为构造楔形体变形形成的背斜构造,后期被甫沙–克里阳右行走滑断裂改造,剖面呈现复杂的变形特征;东段克里阳段构造变形以早期的逆冲推覆为主。结合生长地层与磁性地层分析,冲断带的变形总体表现出前展式的构造变形特征,上新世阿图什组沉积期开始形成柯东构造带;随后变形向北传播,在上新世早中期形成柯克亚构造带;至早中更新世晚期,构造变形扩展至固满–合什塔格构造带。     

塔里木地块-柴达木地块碰撞相关的同碰撞和碰撞后构造——塔里木盆地地震资料解释成果

位于塔里木盆地南侧的阿尔金山和西昆仑山是特提斯超级造山带最北部的两条缝合带。该处的早古生代造山作用是原特提斯构造演化的重要组成部分。根据地震资料解释在塔里木盆地发现的碰撞相关构造指示, 早古生代的碰撞事件发生于塔里木地块的东南侧, 是塔里木地块与柴达木地块之间的碰撞造山作用。这次碰撞形成了阿尔金早古生代碰撞造山带。其同碰撞构造主要包括前陆褶皱冲断带(塘沽孜巴斯前陆褶皱冲断带)和大型基底卷入型背斜构造(轮南、塔东和塔中背斜), 形成于晚奥陶世-早志留世。碰撞后构造为一系列正断层及其组合成的雁列状张扭性断层带, 形成时间是中志留世-中泥盆世。根据塔里木盆地内发现的碰撞相关构造分析, 结合造山带内的蛇绿岩和俯冲-碰撞相关岩浆岩、变质岩研究成果推论, 作为原特提斯洋分支的古阿尔金洋, 其洋壳自晚寒武开始向柴达木地块之下俯冲。至中奥陶世末-晚奥陶世初, 洋壳俯冲完毕, 古阿尔金洋闭合, 塔里木地块-柴达木地块碰撞开始。该碰撞造山作用持续至早志留世末结束, 然后进入中志留世-中泥盆世碰撞后应力伸展构造演化阶段。迄今, 尚无碰撞相关构造指示塔里木克拉通西南缘曾经发生早古生代碰撞造山事件。早古生代, 阿尔金山发生的是增生-碰撞型造山, 西昆仑山发生的是增生型造山作用。

     

大陆盆地的聚敛-闭合过程研究:以塔里木盆地为例

印度与欧亚大陆第三纪以来碰撞汇聚,造成亚洲大陆内部强烈缩短变形。塔里木盆地如何发生相应的变形调节和应变分解,成为中亚板内构造的重要问题。塔里木陆块新生代以来被板内造山带及走滑断裂系环绕,盆地内部以刚性为特征,未发生强烈构造变形。区域大断裂与塔里木盆地的冲断、走滑构造边界共同作用,形成盆地边缘复杂的构造系。其新生代构造变形主要集中于盆地的构造边界上,4条构造边界显示差异性的运动特征和构造交切关系。盆地边缘构造带叠加并向盆内扩展,造成盆地总体上水平缩短,并发生应变分解。盆地内部发生沉积-构造分异,发育前陆盆地、前缘隆起、复合前陆盆地、拉分盆地等单元。其中,盆地西北缘及西南缘发生陆内俯冲,形成前陆盆地及前陆冲断带,对盆内构造演化有重要影响。区域构造研究表明,塔里木盆地新生代主要发生了4期区域构造变形,第三纪以来还发生顺时针旋转。大陆盆地构造边界上的运动组合、盆内不均匀阻挡和滑脱拆离,造成其变形扩展方式的差异,并影响盆内单元构造演化。因此,塔里木盆地是认识大陆盆地聚敛与闭合过程的天然实验室。     

大陆盆地的聚敛-闭合过程研究:以塔里木盆地为例

印度与欧亚大陆第三纪以来碰撞汇聚,造成亚洲大陆内部强烈缩短变形。塔里木盆地如何发生相应的变形调节和应变分解,成为中亚板内构造的重要问题。塔里木陆块新生代以来被板内造山带及走滑断裂系环绕,盆地内部以刚性为特征,未发生强烈构造变形。区域大断裂与塔里木盆地的冲断、走滑构造边界共同作用,形成盆地边缘复杂的构造系。其新生代构造变形主要集中于盆地的构造边界上,4条构造边界显示差异性的运动特征和构造交切关系。盆地边缘构造带叠加并向盆内扩展,造成盆地总体上水平缩短,并发生应变分解。盆地内部发生沉积-构造分异,发育前陆盆地、前缘隆起、复合前陆盆地、拉分盆地等单元。其中,盆地西北缘及西南缘发生陆内俯冲,形成前陆盆地及前陆冲断带,对盆内构造演化有重要影响。区域构造研究表明,塔里木盆地新生代主要发生了4期区域构造变形,第三纪以来还发生顺时针旋转。大陆盆地构造边界上的运动组合、盆内不均匀阻挡和滑脱拆离,造成其变形扩展方式的差异,并影响盆内单元构造演化。因此,塔里木盆地是认识大陆盆地聚敛与闭合过程的天然实验室。     

塔里木盆地西部喀什地区新生代褶皱冲断带构造解析

基于纵贯喀什地区4条地震剖面的精细构造解析,建立了喀什地区新生代褶皱冲断带的构造地质模型,认为该区新生代晚期不仅受南天山造山带南冲挤压的控制,也受到来自西昆仑的北冲推覆作用的影响,从而将喀什地区的冲断构造划分为北部的"南天山前陆冲断系统"(西段可称"阿图什前陆褶皱冲断带")和南部的"西昆仑前陆冲断系统"两部分。通过平衡恢复技术,定量计算了这两部分的最小水平构造缩短量分别为43.7 km和4 km,剖面总的缩短率为50%。综合构造演化序列和保存条件分析,认为北部深层成藏条件较好,优质储层是否发育是钻探成功的关键因素。     

TECTONIC SIGNIFICANCE OF THE WEST KUNLUN FOLD-THRUST-BELT AND THE TARIM SOUTHWEST DEPRESSION

TECTONIC SIGNIFICANCE OF THE WEST KUNLUN FOLD-THRUST-BELT AND THE TARIM SOUTHWEST DEPRESSION     

塔里木盆地晚第三纪-第四纪沉积特征、构造变形与石油地质意义

通过对塔里木盆地晚第三纪-第四纪沉积环境、沉积中心分布特征、构造变形特征及其动力学成因的分析,认为塔里木盆地晚第三纪-第四纪的沉积和构造变形过程明显受控于阿合奇-西昆仑-阿尔金左行剪切挤压构造。它加速了生油岩的成熟过程,形成新的背斜和断层圈闭构造,而且还控制了新生代油气的运移和聚集。非构造圈闭和断层遮挡圈闭所形成的次生油气藏是巴楚断隆的有利勘探目标。     

新疆天山(独山子)-西昆仑(泉水沟)地学断面地震与重力联合反演地壳构造特征

利用滑动平均的布格重力异常剖面结合地震资料和大地电磁资料,参考介质纵波速度与密度的经验转换关系,通过二维均匀介质模型人机交互式计算得到了新疆天山(独山子)-西昆仑(泉水沟)地学断面走廊域中心剖面的地壳构造特征.所得的反演结果表明,准噶尔盆地与北天山地体、中天山地体为一整体;准噶尔盆地和天山构造带的中、下地壳之间存在低密度层,但塔里木盆地不存在低密度层;由于受到南北两侧板块挤压,造成塔里木盆地的地壳结构在横向上似一南陡北缓、中部隆起的不对称"拱形"弯曲;塔里木盆地南缘与西昆仑构造带间呈"V型盆山耦合关系",其下方恰好是莫霍面上隆区.     

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.     

塔里木盆地西南缘的岩石组合及其构造演化

塔里木盆地西南缘可划分为喀喇昆仑、西昆仑、塔里木等三个地层区和康西瓦、库地等两个缝合带。自震旦纪以来,该区经历了震旦纪—泥盆纪和石炭纪—第四纪两大构造旋回。对应每一旋回,喀喇昆仑地层区和塔里木地层区发育有被动大陆边缘盆地和碰撞造山两种类型的岩石组合。西昆仑地层区发育了被动大陆边缘盆地、俯冲消减带和碰撞造山等三种类型的岩石组合。康西瓦缝合带是康西瓦洋经历了震旦纪—中泥盆世和早石炭世—晚侏罗世两次开合后的遗迹,它既是喀喇昆仑和西昆仑两个地层区的分界线,又是羌塘和塔里木两个板块的分界线;库地缝合带则是库地洋经历早石炭世—早二叠世一次开合的遗迹,分割了西昆仑和塔里木这两个地层区。     

塔里木盆地西部吐木休克断裂带的主要特征和构造演化

塔里木盆地西部的吐木休克断裂带是中央隆起(前身是晋宁期碰撞造山带)的次级单元巴楚断隆与北部坳陷的次级单元阿瓦提凹陷之间的分界。本文以大量的地质和地球物理证据,证明它是一条内部结构复杂且切穿地壳的深断裂。结合区域构造演化恢复了断裂发育史,指出它经历过三期重大的冲断活动,分别发生在加里东期、海西期和新近纪。新近纪的冲断与巴楚断隆的南界断裂带有相同的构造样式,可分为两幕:中新世的冲断受制于南天山前陆冲断带的向南扩展,更新世的冲断主要受制于西昆仑前陆冲断带的向北扩展。吐木休克断裂带的东西走向段和北西走向段的构造特征尚有若干差异,前者在加里东期活动较强,反映了构造的继承性;北西走向段则是加里东期出现的新生构造,在海西期进一步发展,更新世时因被卷入西昆仑的前陆冲断作用,表现出强烈而复杂的变形。     

塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制

基于系统的地震剖面解释及其与塔中地区的对比,本文探讨了塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制。玛东断裂带是一条宽阔的北东向盖层滑脱型褶皱冲断带,前展式向东南扩展,冲断作用发生在奥陶纪末。巴东断裂(吐土休克Ⅱ号断裂)为北西向基底卷入型冲断带,奥陶纪末和中二叠世末发生冲断。巴西断裂和塔参2井南断裂是海西期的正断层。塔里木古板块古生代的发育受邻侧的造山带演化制约,近东西向和北东向断裂奥陶纪末的冲断是继承基底构造发育的。塔中地区的近北西向断裂是晚寒武世的新生断裂,加里东运动可分为两幕:奥陶纪末的冲断(艾比湖运动)和晚志留-中泥盆世的冲断-走滑,后者向西明显减弱。塔里木西部的部分北西向断裂(如康西断裂)可归入塔中北西向断裂系。北东向的玛东断裂带是其西的向北(东)冲断的吐木休克断裂带与其东的向南偏东冲断的塔中8-1井——塔中5井断裂带之间的调节断层。     

复杂构造解析中的几何学方法与应用

复杂构造地区的地震反射资料并没有直观地反映出深、浅层构造的真实形态。综合地表、地震和钻井、测井资料,应用等倾角区划分和轴面分析确定断层形态和褶皱形态在几何学上的定量关系,以达到预测地震资料较差地区的构造形态之目的,是行之有效的构造解释方法。在获得解释方案后可通过断层相关褶皱分析获得构造变形量、变形机制、变形过程和变形时间,进而定量模拟不同时代和不同序次台阶状逆断层及其相关褶皱的叠加过程。本文提供了塔里木盆地周边和准噶尔盆地南缘4个冲断带的研究实例,实例1详述了应用等倾角区划分和轴面分析开展构造精细解析的步骤;实例2从几何学和运动学的角度探讨帕米尔北缘乌帕尔冲断带在形成过程中断层形态、褶皱形态与位移量之间的定量关系;实例3从西昆仑山前甫沙冲断带三排背斜的生长地层底界由南向北逐渐抬升的现象阐述深部台阶状逆断层的"前列式"扩展作用;实例4运用构造趋势分析解释库车前陆盆地秋里塔格背斜带中段地表背斜轴线扭曲的运动学机理。