白垩纪以来库车坳陷碎屑重矿物组成变化

碎屑沉积是山脉隆升和盆地沉积的直接记录,包括碎屑重矿物研究在内的碎屑沉积物的分析是开展盆山耦合研究的必要手段。本文对库车坳陷白垩系—新近系砂岩中重矿物含量特征进行了系统的研究,并应用电子探针技术分析碎屑石榴石和电气石的化学组成。研究表明:库车坳陷白垩-新近系源区主要由高级变质岩和沉积岩以及中-酸性火成岩组成。白垩纪和古近纪砂岩中的石榴石富钙镁铝榴石组份,与来自西南天山低温高压变质岩中石榴石组成相似,而新近系砂岩中的石榴石中富铁铝榴石组份,多来自高级变质沉积岩,而非高压变质岩。这些分析表明南天山的大规模隆升和剥蚀发生在渐新世以来,由于它的隆升遮挡了西南天山对库车坳陷的物质贡献。     

库车坳陷中-新生界碎屑组分对物源类型及其构造属性的指示

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径.天山南麓库车坳陷不同剖面的砾岩碎屑、砂岩骨架颗粒、碎屑重矿物组分显示,它们的成熟度及演变时限总体可以类比,表明其成因演化主要受控于物源区--(古)天山的构造活动与造山作用.对碎屑沉积记录的综合分析进一步指示,天山物源总体以"再旋回造山带"类型为特征,其演变细节包括五期:①早三叠世古天山继承石炭纪以来的构造挤压和隆升,物源岩石类型主要为沉积岩、中高级变质岩,以"碰撞造山和褶皱冲断带"及"混合造山带"类型为特征;②中三叠世-中侏罗世构造活动较弱,代表高成熟度的"锆石-金红石-电气石"重矿物组合发育,主要物源岩石类型包括变质岩和酸性火山岩,与"弧造山带"以及"混合造山带"类型关系密切;③晚侏罗世-白垩纪,天山开始新一轮的构造挤压隆升,物源岩石类型复杂;④第三纪(特别是中新世)构造挤压和隆升活动加强,稳定性极差的碎屑"角闪石-辉石"组合增多,物源组分东西分异明显,西部沉积岩相对较多,物源构造属性趋向"碰撞造山和褶皱冲断带";东部结晶岩相对较多,物源构造属性复杂或以"混合造山带"类型为特征;⑤上新世南天山强烈隆升和向南推进,与前一阶段相比沉积岩物源增多,但物源构造属性基本同上.第④⑤两个阶段砾岩层和不稳定碎屑组合的发育除受控于天山强烈隆升外,可能还与气候环境的频繁变化密切相关.     

库车坳陷中一新生界碎屑组分对物源类型及其构造属性的指示

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径。天山南麓库车坳陷不同剖面的砾岩碎屑、砂岩骨架颗粒、碎屑重矿物组分显示,它们的成熟度及演变时限总体可以类比,表明其成因演化主要受控于物源区——(古)天山的构造活动与造山作用。对碎屑沉积记录的综合分析进一步指示,天山物源总体以“再旋回造山带”类型为特征,其演变细节包括五期：①早三叠世古天山继承石炭纪以来的构造挤压和隆升,物源岩石类型主要为沉积岩、中高级变质岩,以“碰撞造山和褶皱冲断带”及“混合造山带”类型为特征;②中三叠世一中侏罗世构造活动较弱,代表高成熟度的“锆石一金红石一电气石”重矿物组合发育,主要物源岩石类型包括变质岩和酸性火山岩,与“弧造山带”以及“混合造山带”类型关系密切;③晚侏罗世一白垩纪,天山开始新一轮的构造挤压隆升,物源岩石类型复杂;④第三纪(特剐是中新世)构造挤压和隆升活动加强,稳定性极差的碎屑“角闪石一辉石”组合增多,物源组分东西分异明显,西部沉积岩相对较多,物源构造属性趋向“碰撞造山和褶皱冲断带”;东部结晶岩相对较多,物源构造属性复杂或以“混合造山带”类型为特征;⑤上新世南天山强烈隆升和向南推进,与前一阶段相比沉积岩物源增多,但物源构造属性基本同上。第④⑤两个阶段砾岩层和不稳定碎屑组合的发育除受控于天山强烈隆升外,可能还与气候环境的频繁变化密切相关。     

碎屑重矿物分析对库车坳陷白垩—第三纪物源变化的指示

碎屑沉积是山脉隆升和盆地沉积的直接记录，包括碎屑重矿物研究在内的碎屑沉积物的分析是开展盆山耦合研究的必要手段。对库车坳陷白垩系—第三系砂岩中重矿物含量特征进行了系统的研究，并应用电子探针技术分析碎屑石榴石和钛铁矿的化学组成，研究表明库车坳陷白垩—第三系源区主要由沉积岩、变质岩和酸性火山岩组成。白垩系砂岩中的石榴石来自西南天山蓝片岩和低级变质岩的比例较大，而第三系砂岩中的石榴石中富铁铝榴石组分，多来自高级变质岩。白垩系砂岩中的钛铁矿多来自变质岩，上第三系砂岩中来自火成岩的钛铁矿比例增加。由此可以认为南天山的大规模隆升和剥蚀发生在第三纪以来，由于它的隆升遮挡了南天山北缘古生代增生杂岩体对库车坳陷的物质贡献，并且随着剥蚀的加深，高级变质岩和火成岩的出露越来越多。     

塔里木盆地库车坳陷中生代沉积演化

塔里木盆地库车坳陷中生代为一前陆坳陷,其内沉积了一套厚度巨大的冲积-湖泊碎屑沉积体,可识别出5种相类型、15种亚相及38种微相。坳陷呈北陡南缓的箕状,沉积体北厚南薄,沉降中心与沉积中心发生明显的错位。中生代,坳陷内湖泊经历了深陷-充填-变浅加宽的过程;三叠纪为深陷期,沉积区范围小;早、中侏罗世为充填期;晚侏罗世至白垩纪湖泊变浅加宽。气候变化总体趋势为:干旱-潮湿-干旱;早、中三叠世为干旱气候;晚三叠世至中侏罗世气候潮湿,煤系地层广泛发育;晚侏罗世至白垩纪气候转为干燥,沉积物皆呈红色     

库车坳陷北缘早白垩世源区特征:来自盆地碎屑锆石

通过对下白垩统亚格列木组79颗碎屑锆石的LA—ICP—MS U—Pb微区定年分析,结果表明该时期库车坳陷的物源年龄构成复杂,主要集中在427~389 Ma,379~339 Ma、321~283 Ma,266~239 Ma,162~150 Ma五组及前寒武纪基底年龄。结合对潜在的物源区天山造山带岩石属性、年龄构成调研以及以往盆地碎屑组分、重矿物研究成果,作者认为早白垩世时期库车坳陷北缘物源受南天山皱褶带和伊犁—中天山弧造山带源区共同控制,即南天山、塔里木北缘的南天山花岗岩—碱性岩带,伊犁—中天山(包括中天山南缘断裂的古生代花岗岩—火山岩带)均为潜在的物源。并且,前寒武纪基底年龄的发现反映源区剥露程度较深,天山造山带可能存在元古代—太古代结晶基底,但对此类锆石的成因机理尚需进一步研究。另外,碎屑锆石年龄162~150 Ma暗示了天山地区可能存在晚侏罗世岩浆活动,但有待进一步的证实。     

库车坳陷侏罗系砂岩碎屑组分及物源分析

库车坳陷位于塔里木盆地的北部,其侏罗系发育良好,为一套陆相含煤沉积,可分为中、下部的煤系地层和上部的杂色碎屑沉积两部分。侏罗系包括阿合组、阳霞组、克孜勒努尔组、恰克马克组、齐古组和喀拉扎组。该区砂岩碎屑成分以石英为主,其次是长石及各种岩屑,有时含少量云母及绿泥石等碎屑矿物。砂岩结构不一,粗砂、中砂和细砂状结构均有,很少一部分为含砾结构。砂岩分选性以中等为主,少量分选好或分选差。砂粒的磨圆度各层位有所差异。本文对库车坳陷侏罗纪地层的砂岩进行了骨架矿物统计分析,通过碎屑岩矿物成分与结构的变化研究了库车坳陷侏罗系沉积岩石学特征,并应用Dickinson的分析理论及结果,对库车坳陷的碎屑岩进行物源与板块构造关系的分析与探讨,重点对库车河剖面的砂岩作了系统采样和测定,显微镜下观察了砂岩的碎屑组分,并对各组分采用点记法进行整个全视域薄片的砂岩的骨架矿物成分统计工作,根据碎屑组分特征与重矿物组合特征,结合区域构造、沉积古地貌及盆地演化史,对库车坳陷的物源进行了探讨。认为侏罗系下部的碎屑岩物源区以再旋回造山带为主,已经过一段时间的风化开始隆升,遭受强烈剥蚀,反映了前陆盆地形成时的早期旋回阶段的特征,来自三叠纪古前隆的物源较少,母岩以沉积岩为主;侏罗系中上部碎屑物源仍以盆地边缘再旋回造山带为主,但三叠纪古前缘隆起提供物源已比较明显。除此之外,在盆地边缘形成的早期沉积物经水流机械破碎、改造作用的泥砾沉积物增多,受双物源区的控制,母岩为沉积岩。     

库车坳陷中部新生代构造形成机制与演化

通过区域大剖面平衡恢复、构造物理模拟实验分析库车坳陷中部的整体变形特征,发现受膏盐岩层滑脱作用影响,库车坳陷中部盐上、盐下构造变形不一致.克拉苏构造带盐下地层缩短量大于盐上地层,秋里塔格构造带盐下地层缩短量小于盐上地层,两个构造带单独做平衡剖面恢复是不平衡的,但整体是平衡的,构造变形具整体挤压、分层变形特点,盐构造物理...     

塔里木盆地库车坳陷盐构造特征及形成演化

通过地表地质调查,确定了库车坳陷吐北、克拉苏、却勒和西秋四个不同地区盐构造的变形样式。结合地质和地震资料,建立了不同地区的地震地质结构剖面。应用平衡剖面研究方法,恢复了不同地区的盐构造形成演化历史,并对库车坳陷盐构造的形成机制进行了探讨。     

盆山耦合机制驱动下的库车坳陷铀成矿作用响应

库车坳陷周缘的铀矿化非常活跃,蕴藏于上新统库车组下段的砂岩型铀矿的控矿要素、成矿机理、成矿规律,特别是远景选区是近年来铀矿地质学家关注的重点.笔者充分依据区域地质资料、野外地质调查和勘查钻孔资料,通过综合分析,试图在构造-沉积-地形地貌的盆山耦合机制中,遵循砂岩型铀矿的普遍成矿机理、按照由源到汇的研究思路,剖析砂岩型铀矿形成发育的关键控矿要素、时空配置关系,从铀成矿系统分析的角度揭示库车组关键控矿要素的协同控矿机理,以期为铀矿勘查提供战略服务.主要认识有：新生代南天山造山带的大规模陆内逆冲推覆作用既控制了库车组含铀岩系的充填演化过程,也制约了库车组下段铀成矿的基本格局和成矿作用过程,盆山耦合机制是驱动砂岩型铀矿形成发育的原始驱动力.南天山造山带岩浆岩分布规模虽然有限,但在托木尔峰一带存在富铀花岗岩.充分发育的地表水流域系统,一方面能够携带造山带的碎屑物堆积于库车坳陷,从而分阶段形成系列的大型物源-沉积朵体,造就了潜在的含铀岩系和优质的铀储层.另一方面,穿越造山带富铀花岗岩的流域系统,不仅通过物理搬运为铀储层提供了原始微量铀的积累,而且通过衍生的地下含矿流体系统促进了区域层间氧化带的发育...     

南天山西段南缘断裂构造特征及对乌什凹陷发育的控制

乌什凹陷位于南天山西段以南,新生代受南天山崛起的陆内造山作用制约,与库车坳陷有相同的成盆动力学背景。因乌什凹陷南有温宿凸起阻挡了挤压应力的传播,东与库车坳陷间有北西向的构造变换带(西秋里塔格构造带)所隔,新生代变形与库车地区有不同的特征。以吉迪克组的泥岩层为滑脱面,乌什凹陷的中-新生界可分为上、下两个构造层,总体看上构造层以背冲构造为特征,下构造层则发育基底卷入的对冲构造。乌什凹陷的这一变形特征还与新生代挤压应力场自东向西迁移和走滑作用吸收了部分冲断变形有关,反映了南天山新生代构造对海西-印支期碰撞构造的继承性。文章简述了南天山造山带的构造演化,介绍了乌什凹陷周缘的主要断裂的特征,恢复了乌什凹陷中-新生代的演化并与库车坳陷进行了对比。在此基础上探讨了乌什凹陷的成盆动力学机制,分析了乌什凹陷与南天山造山带的耦合演化,指出该区的油气勘探应以三叠系为主要目的层。     

库车坳陷沉降与天山中新生代构造活动

位于塔里木盆地北缘、天山南侧的库车坳陷为中新生代发育的构造单元。坳陷与天山造山带在成因上紧密相连，坳陷的沉降是由于天山山体隆升扩展引起的岩石圈挠曲响应。根据纵横向不同位置盆地沉降史的分析对比，该坳陷为典型的挤压盆地。推测中生代时期天山造山带以走滑和逆冲作用为主，新生代时期至少在库车坳陷北缘，天山造山带以向南冲断作用为主。库车坳陷强烈沉降时期并不对应于粗碎屑沉积，而对应于细碎屑沉积时期，即天山造山带构造强烈活动时期。天山造山带强烈活动造成库车坳陷强烈沉降，其主要原因与塔里木板块南侧的羌塘地体、拉萨地体、科西斯坦杂岩和印度次大陆的增生碰撞有关。     

南天山库车褶皱冲断带构造几何学和运动学

印度板块与欧亚大陆的汇聚作用和持续碰撞使中亚内陆沿天山、昆仑山、阿尔金山发生变形,山脉前沿发育褶皱冲断带。南天山库车褶皱冲断带中段库车河地区发育3～4排东西走向的逆冲(掩)断层和相关褶皱,逆冲(掩)断层由北向南扩展,断层和褶皱的形成时代自北向南逐渐变新,北部山前带的变形发生于前中新世,南部秋立塔克背斜带和亚肯背斜带的变形时代为上新世(5.2±0.2Ma)。通过构造几何学和运动学分析,作者提出了库车褶皱冲断带的构造变形方式和演化模型。     

库车坳陷第三纪断层滑动分析与古构造应力恢复

研究构造应力场的时空变化对于认识和理解褶皱冲断带的构造变形过程和油气构造圈闭的最终定型具有重要意义.基于对库车坳陷内第三系和同时卷入变形的白垩系中发育断层的野外观测,采用断层滑动数据反演方法,对库车坳陷的第三纪构造古应力进行恢复.结果表明:库车坳陷第三纪的构造应力方向在空间位置上变化不大,在时间上经历了从NNW-SSE向到NWW-SEE的转变,构造挤压变形经历了两个阶段:即NNW-SSE向逆冲挤压变形和相对较晚的NWW-SEE向逆冲挤压变形.结合库车坳陷油气成藏期,第二阶段的构造挤压变形发生在库车组沉积期间,为坳陷内油气的聚集提供了良好的圈闭条件.文中还探讨了造成库车坳陷内挤压应力场的两种可能动力成因.     

天山北麓晚新生代沉积及其新构造 与古环境指示意义 *

天山山脉隶属中亚造山带,晚新生代时期印度板块向亚洲板块俯冲的构造效应同样影响到天山地区,使这一晚古生代形成的造山带重新复活。天山南北两侧的晚第三纪和第四纪时期的地层正是对印度板块-亚洲板块碰撞带的响应,发生构造变形,形成了一系列逆冲断层和褶皱,指示这一区域的地壳在晚新生代变短和加厚。文章对天山北缘晚中新世以来的沉积进行了详细的磁性地层学和沉积学研究,结果表明:在研究的独山子背斜地区,磨拉石沉积最早出现于约7百万年前,说明天山山脉自7百万年前开始有一次构造隆升,研究区内7.00~2.58Ma间的巨厚砾石沉积主要是构造抬升的结果。而早更新世的西域砾岩沉积在很大程度上与第四纪时期全球冰期的来临,特别是北半球开始发育大规模冰川作用有关,因此西域砾岩应当是在第四纪冰川作用(气候变冷)及新构造运动共同作用下的产物。     

东天山新元古代—古生代大地构造格架与演化新认识

基于基础地质调查获得的新资料,对涉及东天山新元古代-古生代大地构造演化格局存在争议或认识模糊的准噶尔-吐哈地块、北天山洋盆和康古尔洋盆的属性及相互时空关联进行了重新界定。提出准噶尔-吐哈地块为相对刚性的、深部为0.8~0.55 Ga新生地壳但表层存在>1.0 Ga古老陆壳残片的具有大洋高原性质的统一块体,北界范围随着北部边缘的裂拚演化过程而随时间发生变化。基于对吐哈地块与中天山之间新发现的大草滩蛇绿岩以及其他蛇绿混杂岩带的系统梳理,提出古生代两阶段不同性质的洋盆演化模型。具有显著不同板块分隔意义的北天山洋盆主要出现于寒武-中泥盆世,代表长期分隔准噶尔-吐哈地块与中天山-塔里木板块的主大洋,而康古尔古洋盆是石炭纪-早二叠世早期叠加在已经缝合的北天山洋盆的古大陆边缘体系之上重新打开的持续时间较短的有限小洋盆。结合近年来其他相关研究新成果,重新构建了东天山地区新元古代-古生代构造演化模型。      

新疆南天山山前地区中生界成藏条件及勘探潜力

库车坳陷和喀什凹陷是塔里木盆地南天山山前的东、西两个勘探热点地区,已发现以克拉2气田为代表的多个油气田和含油气构造.两个地区的中生界为河流-湖泊-沼泽相含煤碎屑岩沉积建造,是主要的烃源岩,煤系源岩以生气为主,生气强度大,湖泊相烃源岩以生油为主,油气源充足.喜马拉雅期,在南天山强烈挤压和推覆作用下,山前形成一系列成排成带展布的褶皱-逆冲断层带,并表现为南北分带、东西分段和上下分层的特征,圈闭发育,类型以断层相关褶皱为主.库车坳陷和喀什凹陷发育多套优质的储盖组合,并以古近系巨厚膏泥岩与白垩系砂岩构成储盖组合为主.南天山山前已发现的油气主要来源于三叠-侏罗系湖相、湖沼相烃源岩和石炭系碳酸盐岩,以晚期成藏为主,有利于油气的保存.因此,南天山山前具有形成大-中型油气田的成藏地质条件,勘探潜力巨大,既是塔里木盆地天然气勘探的主战场,也是石油勘探的重要地区.     

塔里木盆地库车坳陷盐构造特征及其与油气的关系

库车坳陷发育古近系和新近系两套膏盐层,其分布特征各异.膏盐层的塑性流动形成多种类型的盐构造.盐构造演化可大致分为4个阶段.前两个发育阶段与盐序列本身及其上覆地层的差异负载作用有关,后两个发育阶段主要与南天山的山前冲断构造作用有关.盐构造在不同的演化阶段具有不同的形态特征,因而对库车坳陷的油气成藏至关重要.盐构造不仅有利于储层发育、油气保存和圈闭形成,而且有利于油气运聚,构成了油气成藏的界限.盐构造发育区是大-中型油气田勘探的有利地区.     

那拉提断裂晚第四纪活动及其反映的天山内部构造变形

对天山内部大型断裂带晚第四纪以来变形特征的研究是认知天山现今构造变形特征的重要途径。在大比例尺遥感影像解译的基础上,利用野外调查测量、探槽开挖及热释光测年的方法,对那拉提断裂进行了研究。那拉提断裂是一条晚第四纪以来仍有较强活动的大型逆冲左旋走滑断裂带,断裂带宽度巨大,由多条倾向不同的次级断裂组成,分布在南北宽数公里的范围内,这些滑动面是逆冲走滑断裂在地表分散形成的“正花状”构造。晚第四纪期间,那拉提断裂曾多次发生过断错地表的强震事件,是天山内部一条重要的地震构造带。断裂断错了那拉提山前晚第四纪以来的各级地貌面,主要表现为断层陡坎、冲沟水系和地貌面的左旋位移,根据实测陡坎高度和对应地貌面的定年,获得断裂所造成的南北向地壳缩短速率在0.8~1.1mm/a左右,表明天山内部同样存在明显的构造变形。结合目前已有的地震地质研究资料,对天山山前和天山内部吸收的变形量分配进行了讨论,认为天山南北两侧山前对变形量的吸收调节作用并不显著高于天山内部。那拉提断裂具有左旋走滑特征的发现,对于理解天山现今变形方式以及应变分配具有重要的意义。