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1、准噶尔盆地乌伦古坳陷索索泉凹陷地质设计说明书一、基本数据二、区域地质简介 1、地层构造概况乌参1井位于准噶尔盆地乌伦古坳陷索索泉凹陷。准噶尔盆地位于我国新疆北部，盆地周边被山地环绕，西北面有总体走向NE-NNE向的扎伊尔山、哈拉阿拉特山，东北面有总体走向NW向的青格里底山和克拉美丽山，南面有总体走向NWW近EW向的伊林黑比尔根山和博格达山，使之呈三角形形态，面积约13万平方千米，是我国西部重要的含油气盆地之一。区域构造背景上，准噶尔地块是欧亚大陆的重要组成部分，北邻西伯利亚板块，西接哈萨克斯坦板块，南邻塔里木板块，处于阿尔泰褶皱带、西准噶尔褶皱带、东准噶尔褶皱带和依林黑比尔根山（北天山）褶皱带
2、所夹持的三角地带。肖序常等（2001）完成的国家305项目新疆地壳结构与地质演化专题中，将准噶尔盆地划分在哈萨克克斯坦准噶尔板块，并认为这一板块是由前寒武纪破裂后漂移在北天山洋（古亚洲洋的中支）的多个陆块最终在古生代晚期完成拼合而成的，与南部的塔里木板块和北部的西伯利亚板块之间都有大型的深断裂和板块缝合带焊接（图1）。这些深断裂和缝合带附近分布有蛇绿岩套、蛇绿混杂岩体、蓝片岩带和强烈褶皱冲断带，它代表古洋壳、洋壳俯冲带和陆-陆碰撞曾经发育的地带。根据晚海西期盆地隆坳构造格局以及印支、燕山、喜马拉雅运动对盆地构造改造作用以及构造单元划分习惯，将准噶尔盆地划分为乌伦古坳陷、陆梁隆起、中央坳陷、西部
3、隆起、东部隆起和天山山前冲断带等6个二级构造单元，又可细分为44个三级构造单元。习惯上将西部隆起的乌夏断阶带、陆梁隆起的石英滩凸起和英西凹陷以及滴北斜坡、乌伦古坳陷的索索泉凹陷和红岩断阶带等构造单元统称为准噶尔盆地北缘地区（图2）。图1 准噶尔盆地构造位置图额尔齐斯断裂；克拉美丽-麦钦乌拉缝合线；达尔布特断裂带；艾比湖星星峡缝合线；汗腾格里库米什断裂带；准噶尔盆地；博格达陆间裂谷褶皱带；吐哈盆地；觉罗塔格构造带图2 准噶尔盆地北缘构造单元划分图乌伦古坳陷为准噶尔盆地的一个二级构造单元，呈北西西向近菱形展布，东抵克拉美丽山前一侧收缩变窄，西至德伦山乌兰林格断裂，北抵青格里底山山前一带，南界以陆梁
4、-三个泉断裂为界（图2）。坳陷内部以吐丝托依拉断裂和乌伦古东断裂为界，分为南部的索索泉凹陷和北部的红岩断阶带两个构造单元。布格重力异常图揭示坳陷内重力低带对应为索索泉凹陷。 2、构造演化盆地构造演化与区域大地构造演化密切相关。准噶尔盆地及周边经历了多旋回的构造运动，盆地本身也是一个多旋回发育的沉积盆地。沉积地层、岩浆岩及区域构造变形记录了区域构造演化特征。准噶尔古地块在石炭纪之前主要经历有如下2个阶段：（1）前震旦纪结晶基底发育阶段。准噶尔古陆块在新元古代属于罗丁(Rodinia)超级大陆的一部分，至少是在新元古代的构造作用中就已经形成了结晶基底。例如盆地北部德伦山南缘露头区和盆地北部陆梁隆起
5、西段英1井的两块下白垩统砂岩的锆石U-Pb测年数据中，首次发现准噶尔地区元古代-太古代的古老锆石U-Pb年龄记录。其中，英1井下白垩统砂岩样品的锆石U-Pb测年给出26826Ma和709758Ma的谐和年龄记录，德伦山南缘下白垩统露头砂岩样品的锆石U-Pb测年给出149613Ma、120767Ma和736845Ma的谐和年龄记录。这两块样品的单颗粒锆石的阴极发光图像呈现具岩浆成因的明显环带结构，微量元素分析结果表明这些锆石来自于地壳重熔或地壳混染花岗岩成因的岩浆，这表明研究区所在的准噶尔地区有可能存在0.712.6Ga的古老地块（陈刚等，2008）。罗丁古陆最终拼合是在1300-1000Ma的
6、构造运动（相当于晋宁运动）中完成的，大致在800Ma前后的裂陷作用使古大陆完全解体。（2）震旦纪至泥盆纪早期的“多陆洋”的开合阶段。新疆不同区域零星有震旦系出露，主要是陆源碎屑岩、火山碎屑岩和火山岩。其中火山岩以玄武岩、流纹岩为主，显示双峰式的成分特征，表明震旦纪的区域大地构造以裂陷伸展环境为主。寒武纪仍然是以裂陷伸展环境作用为主，准噶尔古陆块与其主大陆（东冈瓦纳古陆）完全分开，使准噶尔古陆块成为古亚洲洋中的微型大陆（当时准噶尔古陆块与吐哈古陆块应该是联接在一起的），并且古陆块周边发育大陆边缘盆地（以被动大陆边缘为主）。奥陶纪志留纪，准噶尔古陆块东北缘（现方位）开始转为主动大陆边缘，并在奥陶纪
7、继阿尔泰地块之后增生到西伯利亚古板块南缘，泥盆纪早期拼合的西伯利亚南部大陆边缘又开始裂陷出现一些小洋盆（如准噶尔陆块与阿尔泰之间的克拉美丽小洋盆，小洋盆经历小规模的开合之后，最终在石炭纪完全焊接在西伯利亚板块南部边缘。西部边缘、南部边缘的古洋盆在奥陶纪也开始收缩，但是仍然为被动大陆边缘盆地特征，至泥盆纪才开始出现以岛弧为特征的主动大陆边缘盆地特征，古洋盆最终也是在石炭纪完全闭合的。据肖序常等(1992)、Y. Feng 等(1989)、Coleman等(1989)资料,准噶尔盆地及其邻区在早古生代发育有唐巴勒晚寒武-早奥陶世、玛依内志留纪、达拉布特、克拉美丽早、中泥盆世、阿尔曼太中、晚泥盆世和
8、北天山巴音沟早石炭世多期小洋盆。陈发景等（2005）根据蛇绿混杂岩和蓝片岩时代，弧前盆地和岛弧火山岩的时代，推测在本区有奥陶纪末、志留纪末、泥盆纪末和早石炭世末4期洋壳消亡。泥盆纪末和早石炭世末,哈萨克斯坦板块的准噶尔块体最终分别与西伯利亚板块和塔里木板块拼贴在一起，但是并未完全闭合。由于小洋盆和陆壳块体范围小，碰撞性质为软碰撞，表现为残留海沉积。准噶尔盆地北缘早古生代至晚古生代早期发育的三条大的区域断裂带就与该时期的多陆洋的开合密切相关：（1）额尔齐斯布尔根蛇绿岩混杂岩带，代表哈萨克斯坦准噶尔板块与西伯利亚板块缝合带的一级构造单元边界，规模大、连续性好；（2）和布克赛洪古勒楞阿尔曼泰蛇绿混杂
9、岩断裂带，该断裂带主体沿北西西至南东东走向、呈向北凸出的弧形展布。西段以和布克赛和洪古勒楞蛇绿混杂岩最为典型，对其形成时代目前仍存在较宽时间域的争议，但主要集中在志留纪泥盆纪(白文吉等，1986；肖序常等，1992；张良臣，1995；黄建华，1995；涂光炽，2003)；东段以扎河坝和阿尔曼泰蛇绿混杂岩最为典型，形成时代主体集中在460500Ma(刘伟等，1993；何国琦等，2001；金成伟等，2001；简平等，2003；肖文交，2006)。由此来看，该蛇绿混杂岩断裂带的形成年龄虽然东、西不完全相同，但主体集中于早古生代、部分延续至晚古生代的泥盆纪，表明这是一条以加里东早海西期为主要构造侵位期
10、的蛇绿混杂岩断裂带，并造成断裂带以北相应时期沉积岩石地层单元的变质变形，构成哈尔交萨尔托海PZ1-D沟弧体系及其加里东-早海西期的复合变形区；（3）达拉布特克拉美丽蛇绿混杂岩断裂带，该断裂带与和布克赛洪古勒楞阿尔曼泰蛇绿混杂岩断裂带近于平行并置，主体沿北西西至南东东走向、呈向北凸出的弧形展布。西段发育有唐巴勒蛇绿岩和达拉布特蛇绿岩，唐巴勒蛇绿岩主要为地幔橄榄岩和熔岩，伴有蓝闪片岩(肖序常等，1992)，并被下志留统恰尔尕也组陆缘碎屑沉积层不整合覆盖，Rb-Sr等时线年龄为42165.7Ma(白文吉，1995)；达拉布特蛇绿岩以方辉橄榄岩为主、含少量二辉橄榄岩、纯橄岩以及镁铁质橄长岩、辉长岩、辉
11、绿岩和火山岩(枕状熔岩和块状玄武岩)，主要形成于晚志留世泥盆纪(杨瑞瑛等 2000，姜勇 2003)。东段的克拉麦里蛇绿岩主要为蛇纹岩、变质辉长岩、辉绿岩和玄武岩组合，形成于泥盆纪早石炭世(李锦轶等，1990)，并被石炭系下统上部的南明水组不整合覆盖。因此，该断裂带一条以早中海西期为主要构造侵位期的蛇绿混杂岩断裂带，并造成断裂带以北相应时期沉积岩石地层单元的变质变形，构成托里库普三塘湖D-C沟弧体系及其早中海西期复合变形区(图3)。这些超基性岩带都是古生代（主要是晚古生代）洋盆消减的标志，超基性岩带一侧或两侧有古生代陆缘或岛弧火山岩及具有大陆边缘盆地特征的古生代沉积岩层。反映了古生代准噶尔及周
12、边地区开合的地质演化历史。陈刚等（2008）根据准北区域古生代蛇绿岩与花岗岩构造年代学的统计分析，结合区域地质构造研究表明，古生代洋盆扩张期主要发生在早古生代晚寒武世早奥陶世的490Ma和晚古生代早泥盆世的410Ma；中晚泥盆世早石炭世进入了古洋盆俯冲消减与多岛弧增生拼合的构造演化阶段，其中，碰撞型花岗岩老年龄组和蛇绿混杂岩年轻年龄组叠合分布给出了早石炭世末310315Ma一组重要峰值年龄事件，对应于克拉美丽缝合带的闭合时限，表明研究区古生代洋盆最终闭合-消亡事件主要发生在早石炭世末的早海西构造期。因此，准噶尔古生代有限洋盆的形成演化至少可划分为两个阶段，一是早古生代晚古生代早泥盆世古洋盆有限
13、扩张阶段，二是中晚泥盆世生代早泥盆世古洋图3 准北山前带前中生代缝合带分布图（陈刚等，2008）盆有限扩张阶段，二是中晚泥盆世早石炭世古洋盆俯冲消减与多岛弧增生拼合残余(洋)海盆阶段。结合区域构造演化特征和野外露头、地震、钻井和地球化学资料，乌伦古坳陷自石炭纪以来经历了海西至喜山期多次构造活动改造，可分为2个大的阶段，即过渡层发育阶段（D3-P11）和盖层发育阶段(P12-Q)。在奥陶纪以前，阿尔泰地块面对萨彦洋盆具有被动陆缘的特征，阿尔泰地块与准噶尔地块之间为阿尔曼太洋盆（李锦轶等,2004； 1988；1989；1990；1991，1991a，1991b）；奥陶纪期间，萨彦洋盆闭合，阿尔泰
14、地块与西伯利亚古板块拼接；奥陶纪-志留纪期间，表现为准噶尔地块与阿尔泰地块的碰撞。志留纪末，阿尔曼太洋盆关闭（肖序常等，1992；张良臣，1995），形成阿尔曼太缝合带，准噶尔地块与阿尔泰地块之间形成残留浅海环境（图4）。（1）过渡层发育阶段（D3-P11）：晚古生代，准噶尔盆地北部主要表现为微陆块与小样盆相间的古构造格局。早泥盆世，伸展作用广泛发育于西伯利亚古陆及其边缘地区，在准噶尔地块与阿尔泰地块之间形成了克拉美丽洋盆和额尔齐斯小洋盆。根据该蛇绿岩图4 准噶尔地区古生代构造演化示意剖面图带硅质岩中含有泥盆纪和早石炭世的放射虫化石表明该蛇绿岩是泥盆纪初形成，在早石炭世晚期关闭的洋盆（李锦轶等
15、，1990a；舒良树等，2002）。该期张性环境可能与早古生代末的碰撞褶皱所诱发，也可能与该区地幔对流体制有关；中泥盆世，从该时期开始，本区又进入洋盆聚敛演化阶段，克拉美丽洋壳向北俯冲，额尔齐斯洋壳向阿尔泰地块发生俯冲；晚泥盆世末，额尔齐斯洋盆完全闭合，形成额尔齐斯缝合带。此时，克拉美丽洋盆尚未闭合；早石炭世早-中期，克拉美丽洋壳继续向北俯冲，在阿尔曼太缝合带南侧形成一些水下岛弧，乌伦古坳陷与五彩湾位于这些水下岛弧的两侧，属于浅海相、海陆过渡相环境；早石炭世晚期，克拉美丽洋盆晚期闭合（舒良树等，2003），被石炭世晚期至晚石炭世残余海盆堆积物不整合覆盖，约300Ma的晚石炭世的花岗岩岩基侵入（
16、李锦轶，1995），其南侧被动陆缘沉积岩系之上沉积早石炭世晚期山梁砾石组厚达1600m的砾石（新疆地质矿产局，1999），形成克拉美丽缝合带，也结束了区内洋陆格局的演化，并于克拉美丽缝合带南侧五彩湾及邻区形成残余的陆缘海（李亚萍，2007），克拉美丽缝合带北侧乌伦古坳陷发育浅海相沉积，局部地区发育火山岩；晚石炭世，区内火山活动强烈，火山岩十分发育，克拉美丽缝合带南北两侧乌伦古坳陷与五彩湾凹陷沉积环境基本相当，为浅海相沉积，五彩湾东侧为海陆过渡相，局部地区缺失石炭系上统地层。东准噶尔晚石炭世形成的有限裂陷槽迅速关闭，构造回返，发生向北大规模挤压推覆，形成克拉美丽山前冲断带，发育前陆型盆地-东道海子北五彩湾-大井-石钱滩凹陷。北准噶尔覆盖区地幔物质上涌，伴随岩浆的上拱也产生一些规模较大的逆断层，受哈萨克斯坦与西伯利亚板块不对称挤压右行扭动及乌伦古地体抵触作用，沿陆梁隆起中部及盆地中部
