塔里木盆地中央地区的断裂系统:几何学、运动学和动力学背景

塔中低凸起位于塔里木盆地中央隆起的中段,发育4组不同方向的断裂,以北西向的塔中Ⅰ号断裂带为主干断裂,其南的近北西向断裂和近东西向断裂与之组成"入"字形构造,向西撒开;剖面上则因塔中Ⅰ号断裂带活动强度自东向西减弱而出现不同的断裂组合样式。基于地层记录和区域演化分析了该区断裂系统的活动时期和活动方式,两次重大的挤压—剪切事件分别发生在奥陶纪末和晚志留-中泥盆世,因而塔里木盆地中央隆起可能是晋宁期山体在后期重新活动形成的加里东期陆内造山带。北西向断裂是二叠纪岩浆侵入或玄武岩喷溢的通道,之后全区断裂基本处于平静状态。结合塔里木周边造山带的演化,认为古生代—三叠纪时塔中地区的盆地发育主要受西昆仑造山带演化制约,同时叠加有古阿尔金剪切造山带的影响,这是为塔中地区特殊的构造位置决定的。侏罗纪—新近纪,该地的盆地主要与阿尔金断裂的剪切造山作用耦合发育,仅早白垩世时与塔北—库车地区同属南天山的"盆""山"系统。断裂的运动学特征取决于其动力学背景,实际上受制于邻侧的造山带发育。断裂系统的发育是塔中地区能形成复式油气田的关键条件之一,本文的研究对推进复式油气成藏的机理研究、明确近期的重点勘探靶区等有积极意义。     

塔里木盆地西部巴楚断隆南界断裂带的主要特征 和构造演化

塔里木西部巴楚断隆的南界断裂带晚中生代开始形成,内部结构十分复杂。在逐条介绍各断裂特征的基础上综述了该断裂带的主要几何学和运动学特征。该断裂带经历了白垩纪、中新(—上新)世和更新(—全新)世3期重大的冲断,前者与巴楚断隆北界断裂的演化不同步,后两者则与北界断裂带同步发育。白垩纪、更新(—全新)世的向北冲断与西昆仑山前褶皱冲断系的向北扩展有关,中新(—上新)世的向南(西)冲断受南天山褶皱冲断系向南扩展的制约。这3期冲断都伴有剪切变换构造发育,尤其是白垩纪的北西向右行走滑断裂,在造就南界断裂带的分段性和复杂面貌中起了重要作用。     

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。     

塔里木盆地车尔臣断裂系地质结构与构造演化

车尔臣断裂系地质结构东西分3段,塘古地区以西发育南倾叠瓦状逆冲席;古城地区为典型和复杂的前陆盆地构造样式;塔东地区以东发育简单的背斜.形成不同构造样式的主要原因是相同的挤压应力遇到不同的地块导致应力释放时影响的范围不同所致.构造演化表明车尔臣断裂系主要受阿尔金山两期活动影响:一期于晚加里东-早海西期活动,挤压应力源来自北部,盆山边界位于于田北-塘古1井北-古城2井北-塔东2井南一线;二期于印支晚期-燕山早期活动,挤压应力源自东向西逐渐南移,盆山边界位于现今阿尔金山前.两期构造运动叠加造成了车尔臣断裂系现今的构造样式.     

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。     

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。     

塔里木盆地西部色力布亚断裂和康西断裂的主要特征及活动时代

塔里木盆地西部麦盖提斜坡和巴楚断隆两大构造单元的分界线的西段,原称色力布亚断裂带,呈北北西—南南东向展布,长约120km。本文基于系统的地震剖面解释,认为该断裂带内包括了切割深度、倾向和活动时代等均有不同的两条断裂,西部仍称色力布亚断裂,东部由本文新命名为康西断裂。前者是基底卷入型冲断层,由不同级别的背冲构造与主干断裂构成复杂的断裂带,向南东变窄;主干断裂向北东倾,中新世活动,背冲断层在上新世仍有活动。康西断裂是盖层滑脱型冲断层,向南西倾,加里东期活动,之后长期稳定,更新世复活。区域上,色力布亚断裂属巴楚北北西向断裂系,康西断裂属塔中北西向断裂系。这些新认识可能成为麦盖提斜坡区油气勘探的新思路。     

塔里木盆地早古生代构造古地理演化与烃源岩

塔里木陆块为一具前寒武系基底的克拉通盆地,早震旦世—寒武纪陆块内和边缘发生裂解,至中奥陶世转为被动大陆边缘,组建塔北和塔中两个遥相对应的碳酸盐台地和边缘斜坡,其间的阿瓦提—满加尔地区为克拉通内浅海—深水盆。满参1井以东至满加尔为欠补偿的深海槽盆,早期沉积了富生物营养链的烃源岩,晚奥陶世克拉通转为前陆碎屑岩沉积,满加尔坳陷反转为浊流盆地。碎屑岩由东向西、由南东向北西迁移,造成向塔北和塔中海侵上超,结束碳酸盐台地演化的同时,沉积了局限台地型和台缘斜坡灰泥丘相的烃源岩。奥陶纪时塔里木盆地演化和沉积相的配置,是加里东期盆山转换的重要反响,形成多个沉积-构造转换面。早加里东运动,造成下早奥陶统与寒武系的假整合;中加里东运动即晚奥陶世始,塔里木转为前陆盆地,塔北和塔中分别为前陆隆起,阿瓦提—满加尔为复合隆间盆地;晚加里东运动(始于早志留世)发生了大规模的海退。     

塔里木地区早古生代海平面波动特征:来自地球化学及岩溶的证据

下古生界是塔里木盆地内最有潜力找到大油气田的层位。通过盆地内48口钻至下古生界钻井的沉积层序与沉积相分析、9800km地震剖面的地震相分析、大量Sr、C同位素及微量元素分析,并结合相关资料,开展了寒武纪—奥陶纪的以世或期为单位的岩相古地理研究,定性探讨海平面变迁。在此基础上,运用沉积地球化学定量探讨海平面的波动。分析表明,早古生代塔里木地区经历了两次大规模的海侵与海退过程,寒武纪和奥陶纪各经历了一次。每个海侵与海退过程内各包含了两个较高频的海平面升降旋回,即早寒武世早期海侵—早寒武世中期至中寒武世晚期海退、中寒武世末期海侵—晚寒武世晚期海退、早奥陶世早期至中奥陶世中期海侵—中奥陶世晚期海退、晚奥陶世早期海侵—晚奥陶世中至晚期海退。在上述2次大规模的海侵与海退以及4个较高频的海平面升降旋回中,两次大的海侵分别发育于早寒武世早期以及晚奥陶世早中期,三次较大的海退出现于中寒武世晚期、晚寒武世末期、晚奥陶世早期。岩溶在地层格架中的发育支持了上述结论。     

塔里木盆地下古生界白云岩类型及成因*

塔里木盆地下古生界白云岩勘探潜力巨大。在下古生界构造演化、沉积背景分析的基础上, 结合前人的白云岩分类方案, 首先根据形成时期将塔里木盆地下古生界白云岩分为准同生白云岩和准同生后白云岩两大类。在此基础上, 综合运用岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、碳氧稳定同位素资料, 对上述两类白云岩进一步细分。其中准同生白云岩, 可进一步分为云坪型准同生白云岩、潟湖型准同生白云岩与微生物白云岩, 云坪型、潟湖型准同生白云岩是在准同生阶段由蒸发泵白云化形成的;本次研究首次在膏模孔内发现完整哑铃状白云石, 拓宽了微生物白云岩的存在范围。准同生后白云岩包括浅埋藏白云岩、中—深埋藏白云岩和热液白云岩3类, 浅埋藏白云岩由调整白云化及渗透回流白云化形成;中—深埋藏白云岩主要为埋藏白云化的产物;热液白云岩由沿断裂或裂缝的热液白云化所形成。     

青藏高原东南缘滇西早古生代早期造山事件

野外观察、LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和Hf同位素分析结果表明:青藏高原东南缘滇西芒市地区存在奥陶系底砾岩与前寒武-寒武系之间的地层不整合;龙江眼球状片麻岩锆石边部U-Pb年龄约为502 ～ 518Ma,代表原岩花岗岩结晶时代;继承性锆石核部具有与拉萨地体相似的年龄谱,说明早古生代早期腾冲地体与拉萨地体属于统一陆块;锆石边部具有负的、变化范围较大的εHf(t)值(-15.7 ～-2.0),结合眼球状片麻岩野外、岩相学特征及区域构造背景说明原岩花岗岩来源于古老地壳部分熔融,并伴随不同程度幔源物质的注入,可能为岩浆弧的一部分.综合野外观察及锆石同位素研究结果,明确了青藏高原东南缘存在早古生代早期造山事件.与喜马拉雅、拉萨、羌塘等地体的同一时代构造事件对比,认为青藏高原东南缘滇西地区早古生代早期造山带为形成在冈瓦纳大陆北缘的安第斯型造山带的一部分,为认识冈瓦纳大陆北缘早古生代演化提供新的证据.     

塔里木盆地晚志留世-石炭纪伸展构造的发现及其地质意义

通过精细的地震资料解释,在塔里木盆地中部的满西地区发现晚志留世-石炭纪伸展构造。伸展构造由一系列规模不大的正断层组成,平面上组成两条北东-南西向的左行雁列状正断层带,剖面上构成负花状构造和堑垒构造。根据生长系数计算结果,正断层形成于晚志留世,在泥盆纪和石炭纪持续活动,于石炭纪末停止活动。正断层活动的高峰期为晚志留世。该期伸展构造在塔中和塔北地区也有发育,反映当时塔里木盆地处于区域性伸展构造背景。塔里木盆地晚志留世-石炭纪的伸展构造,是昆仑早古生代晚期（晚奥陶世-中志留世）碰撞造山后构造应力松弛作用的产物。     

塔里木盆地西部断层的活动性与封闭性

研究区位于塔里木盆地西部,主要跨越巴楚断隆和阿瓦提凹陷两个构造单元.自寒武纪以来,本区主要经历了三次挤压作用,形成了第一期北西向、第二期南北向和第三期北西向褶皱和断裂构造.断层活动性是断层封闭性研究的基础和关键.活动断层的主体部分是开启的,但即使是强烈活动的断层,只要在储层或生油层附近发育较多的泥岩层构成与之相接的泥岩剪切带,断层的这些部分仍然具有封闭性.断层的封闭性应该在断层活动性研究的基础上作进一步分析.塔里木盆地西部断层的活动性与封闭性研究表明,第一期北西向断层在中寒武世-泥盆纪和第三纪-第四纪、第二期南北向断层在晚二叠世和第三纪-第四纪、第三期北西向断层自老第三纪形成以来主体部分分别处于开启状态.