塔里木盆地巴楚地区二叠纪以来构造应力场解析

通过构造地质演化分析, 将塔里木盆地西北部巴楚地区二叠纪以来具有较强构造变形的构造应力场分为3期:晚古生代二叠纪末、中生代三叠纪—古近纪和新生代新近纪以来。通过对巴楚地区岩墙、节理、擦痕、褶皱与断层等应力感构造的测量分析, 对各时代地层中应力感构造的发育特征进行对比与分期总结, 同时对节理等进行分期配套, 发现巴楚地区二叠纪末最大主压应力方向为北西向, 与中天山岛弧和塔里木板块的斜向碰撞有关; 三叠纪—古近纪为北北东向, 可能与侏罗纪塔里木盆地的顺时针旋转受到抑制有关; 新近纪以来由于印度板块与欧亚板块相互碰撞, 巴楚地区最大主压应力方向为南北向。利用二维有限元方法对巴楚地区新近纪构造应力场进行了数值模拟, 模拟结果与实际情况拟合较好。      

塔里木盆地玛扎塔格构造带断裂构造分析

玛扎塔格构造带是麦盖提斜坡与巴楚断隆之间的一条边界断裂带,其中已发现和田河气田。断裂构造对于圈闭的形成和油气运聚成藏具有决定性的制约作用。通过系统的地震剖面解释,在玛扎塔格构造带识别出3期断裂构造:第1期构造活动以中寒武统的膏盐层为主滑脱面,由麦盖提斜坡向巴楚断隆冲断,伴生有断层传播褶皱发育,形成于新生界沉积之前,玛扎塔格背斜形成;这期冲断构造是本次研究的一个新发现。第2期活动为基底卷入型挤压走滑断裂,由相互背冲、近于平行的玛南断层和玛北断层组成,形成于中新世末,玛扎塔格背冲断块背斜形成。第3期活动以古近系底部的膏盐层为主滑脱面,由麦盖提斜坡向巴楚断隆冲断,也伴有断层传播褶皱发育,形成于更新世—全新世。在此基础上讨论了区域构造演化对玛扎塔格构造带3期断裂活动的形成和发育的控制。     

巴楚—麦盖提斜坡区油、气、水成因分析及其勘探意义

针对巴楚—麦盖提斜坡区油气田的油、气、水特征存在较大差异性的现象,在对比油、气、地层水地球化学特征的基础之上,探讨分析了它们的成因。研究认为,和田河气田原油裂解气和干酪根裂解气的混合气在中—下寒武统膏岩封闭作用下发生硫酸盐热还原反应以后,以水溶气的方式运移至上覆奥陶系—石炭系圈闭中,形成了现今高干燥系数、重碳同位素特征的气藏,以及奥陶系风化壳顶面附近低矿化度、高变质系数的Na2SO4型地层水。中—下寒武统膏岩层对巴楚—麦盖提斜坡区油气形成、演化和分布有重要影响,膏岩层之下可以作为一个潜在的勘探领域。     

塔里木和中亚造山带西段二叠纪大火成岩省的两类地幔源区

对塔里木和中亚造山带西段二叠纪玄武质岩石地质、年龄、元素地球化学、同位素组成的系统总结表明,二叠纪火成岩在分布面积、岩石类型(以玄武岩占绝对优势)、活动时间(以275Ma左右为峰期)等方面均与世界典型的大火成岩省一致,将其命名为巴楚大火成岩省(Bachu LIP)。元素和同位素地球化学特征表明,塔里木玄武岩来自长期富集的岩石圈地幔,来源深度为60～80km。塔里木基性岩墙和超镁铁-镁铁杂岩的原始岩浆可能来自软流圈地幔(OIB)部分熔融。中亚造山带西段的玄武岩、基性岩墙和超镁铁-镁铁杂岩主要来自被俯冲带熔体交代的强烈亏损的岩石圈地幔,其中部分地区可能有软流圈物质的加入,如东天山和阿勒泰南缘高Ti系列的玄武质岩石。根据元素和同位素地球化学资料,将巴楚大火成岩省分为2个地幔省(mantledomain),即塔里木省和中亚省。这2个不同地幔省的成矿系列也有显著的差异,塔里木省为钒-钛磁铁矿矿床,而中亚则以铜-镍-(铂族金属)硫化物矿床为主,成矿作用的差异和岩浆地幔源区的差异是完全对应的。综合地质、地球化学和成矿作用,认为巴楚大火成岩省的形成和二叠纪地幔柱密切相关。     

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。     

新疆柯坪—巴楚地区志留纪含鱼化石地层序列与加里东运动

塔里木盆地西北缘柯坪—巴楚一带发育一套古生代红色岩系,包括塔塔埃尔塔格组、依木干他乌组和克兹尔塔格组,其中的生物群以鱼类、腕足类、双壳类和腹足类等为主。重新厘定这套红色岩系各组的定义,并依据鱼类化石资料,将其与华南板块扬子区的有关地层进行了对比,认为其皆为志留纪。现有资料表明,志留纪期间塔里木板块与华南板块同属一个鱼类古动物地理区系,即东原特提斯大区的泛华夏盔甲鱼类区系。依据地层格架和鱼群面貌等,两大板块在志留纪温洛克世之前曾连在一起或靠得很近,可能组成塔里木—华南联合板块;晚期加里东运动在两大板块上产生了同样显著的影响,皆表现为兰多维列世特列奇期之末发生的大规模整体上升。     

塔里木巴楚小海子正长岩杂岩体的岩石成因探讨

巴楚小海子正长岩杂岩体是二叠纪塔里木大火成岩省的重要组成部分.SIMS锆石U-Pb定年显示其形成于279.7±2.0Ma,与本区辉绿岩脉和石英正长斑岩岩脉近于同时侵位.根据矿物学特征,小海子正长岩体可分为铁橄榄石正长岩和角闪正长岩两类.前者主要由碱性长石、铁橄榄石、单斜辉石、角闪石和少量石英、斜长石组成,后者主要由碱性长石、角闪石、黑云母和少量的石英、斜长石组成.小海子正长岩体为铁质、碱性系列,轻稀土相对富集,重稀土亏损,具有明显的Eu正异常,无Nb、Ta负异常,相对低的(87Sr/86Sr);(0.7033 ～0.7038)和正的εNd(t)值(+3.1～+3.8),暗示它们来自亏损的地幔源区,没有地壳物质的加入.主微量和同位素地球化学分析,暗示巴楚小海子正长岩的母岩浆为碱性的幔源玄武质岩浆经橄榄石、单斜辉石分离结晶后的残余熔体,并且含有堆晶的碱性长石.这种含有碱性长石堆晶的熔体,在相对还原的条件下结晶,形成铁橄榄石正长岩;在相对氧化的条件下结晶,并经过不同程度斜长石的分离结晶形成角闪正长岩.     

塔里木盆地阿瓦提—巴楚地区石炭纪—早三叠世化石大孢子组合

通过对塔里木盆地阿瓦提－巴楚地区10口探井的石炭系－下三叠统的大孢子进行研究，建立了石炭纪－早三叠世大孢子组合5个（包括早石炭世，晚石炭世、早二叠世、晚二叠世及早三叠世大孢子组合各1个），并对国内外相关层位的大孢子组合进行了对比，讨论了其所在层位的地质时代。笔者为首次报道该地区早石碳世和二叠纪大孢子组合，对本区及邻区今后开展地层古生物研究及油气勘探研究意义重大。     

塔里木盆地西北缘柯坪-巴楚地区皮羌断裂与色力布亚断裂空间关系

塔里木盆地西北缘柯坪地区发育北东走向的逆冲断裂带,但地球物理资料揭示,该地区还发育北西走向的断裂构造.这两个方向的断裂系统在平面上呈近于正交的关系.北东向的柯坪逆冲带中发育北西向的皮羌走滑断裂,并在走向上与巴楚隆起南缘的色力布亚断裂一致,但两者构造样式存在明显的差异.研究表明,巴楚隆起向西延伸到柯坪逆冲带之下,该构造带中潜伏有早期发育的北西向构造.北西向的皮羌断裂的深层构造为基底卷入向南逆冲的楔形构造,浅层构造为走滑断裂,属于晚期形成的构造,与柯坪逆冲带的形成时代一致,为上新世至第四纪.色力布亚断裂上发育的生长地层指示深层构造形成时代为中新世至上新世.尽管在深层构造上,皮羌断裂与色力布亚断裂为同一条断裂,构造样式为卷入前寒武系(元古界)结晶基底向南逆冲的楔形构造,但它们在近地表或浅部倾向相反,形成时代不同,应当定义为皮羌走滑断裂与色力布亚断裂在柯坪逆冲带中的断裂复合.     

新疆巴楚爆破角砾岩筒矿物学特征及其对岩浆演化过程的约束

本文对新疆巴楚爆破角砾岩筒的矿物学进行了系统的研究.结果表明:爆破角砾岩主要由胶结物和超镁铁质包体构成,胶结物的主要造岩矿物有单斜辉石、橄榄石、角闪石和金云母,它们既有金伯利质岩浆本身结晶出来的矿物斑晶,也有与超镁铁质包体同源的捕掳晶.胶结物中晚期结晶的矿物比早期结晶的矿物更加富镁,矿物环带表现为反环带,指示岩浆在演化过程中发生了一定程度的岩浆混合作用.研究发现爆破角砾岩中超镁铁质包体与周围的层状岩体在矿物学上存在诸多不同,暗示包体可能不是来自于后者.对比发现,巴楚金伯利岩与中国东部华北地台含矿金伯利岩在克拉通固结年龄、岩石圈厚度、岩石出露位置及岩浆来源深度等方面均存在很大不同,这些对巴楚金伯利岩成矿构成了不利因素.