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1、塔里木盆地构造特征及构造演化史摘要：塔里木盆地是在前震旦纪陆壳基底上发展起来的大型复合叠合盆地。盆地的形成经历了震旦纪中泥盆世、晚泥盆世三叠纪和侏罗纪第四纪 3 个伸展-聚敛旋回演化阶段。震旦纪到中泥盆世(古亚洲洋阶段或原特提斯洋阶段 ),盆地经历了陆内裂谷 -被动大陆边缘盆地-前陆盆地发展旋回;晚泥盆世到三叠纪(古特提斯洋阶段),塔西南边缘经历了陆内裂谷/被动大陆边缘盆地-弧后伸展盆地-弧后前陆盆地发展旋回 ;侏罗纪到第四纪(新特提斯洋阶段), 盆地经历了陆内裂谷(坳陷)-挤压调整作用-晚期前陆型盆地发展旋回。陆内裂谷 (坳陷 )-挤压调整作用出现了 3 个次级旋回。伸展期原型盆地地层层序较
2、稳定,聚敛期原型盆地地层侧向变化大。盆地演化与构造体制转换的地球动力学过程与方式决定了盆地具有复杂的叠加地质结构,制约着油气聚集与分布的基本特点。关键字：塔里木盆地；叠合盆地；构造特征；演化史1. 区域地质概况塔里木盆地位于新疆维吾尔自治区南部，介于天山、昆仑山与阿尔金山之间，面积达560000 km2。盆地腹部为塔克拉玛干大沙漠人称 “死亡之海” ，面积达 330000 km2。塔电木板块北与萨克斯坦板块相邻。我国境内的伊犁地块（伊犁科克契塔夫微大陆的一部分)、中天山、吐-哈、噶尔地块等均是哈萨克斯地板块的组成部分。塔里木板块与哈萨克斯坦板块的分界线一般置于南天北缘，即沿哈尔克山北地-巴仑台
3、库米什卡卢比布拉克一线 1。该线北侧为伊犁地块、中天山地块。向侧为塔里木板块北部边缘及库鲁克塔格断裂。一般认为该线向两延伸与尼占拉耶夫线相连，但车自成等(1994） 、李向东和李茂松 (1996)认为，该界线向两延伸进人原苏联境内，与纳伦地块南缘断裂带相连、尼方拉耶天线(卡拉套捷尔斯科伊断裂带) 延入中国境内相当于狭义中天山的北界，即阿登巾拉克拉尔墩断裂。塔里木盆地即是一个典型的长期演化的大型叠合复合盆地。它发育在太古代早中元古代的结晶基底与变质褶皱基底之上,震旦系构成了盆地的第一套沉积盖层。在震旦纪第四纪,塔里木盆地经历了复杂的构造演化历史。为了揭示这一复杂的地球动力学演化过程,前人从板块构
4、造环境及其演化,主要构造运动,区域不整合面,构造沉降史,以及构造变形与成因机制等出发,进行了卓有成效的探索,其中,应用构造- 地层或构造- 层序分析原理 ,研究相应时期的构造-沉积格架及盆地特点的方法获得了广泛的应用 2。图 1.塔里木盆地大地构造背景略图（据王鸿贞）图 2.塔里木盆地地质结构示意图 10林，1996）2.构造样式试图在前人工作的基础上，对塔里木盆地构造样式作系统分析，解剖 5 种基本构造样式，即挤压构造样式、引张构造样式、扭动构造样式、潜山披覆构造、样式和反转构造样式，研究其几何学和运动学特征、时空展布规律、垂向叠置型式及构造变形机制等 3，另外，塔里木盆地还发育多期的盐构造
5、 9。表 1.塔里木盆地构造样式2.1 挤压构造样式挤压构造样式是在挤压构造环境下形成的地质构造组合，与板块构造的聚敛运动有关。挤压构造是塔里木盆地分布最广泛的构造样式，也是盆地中最重要的油气圈闭样式 42.1.1 前陆褶皱冲断带出现在南天山山前的库车幼陷和西昆仑山山前的喀什叶城坳陷。这些地区中、新生代地层中发育了若干套滑脱层，它们在岩石力学性质上表现为非能干层。为褶皱冲断带的形成提供了物质条件，而造山带向盆内的强烈挤压逆冲推覆为褶皱冲断带的形成提供了动力学条件。(汤良杰，1992)。以库车前陆褶皱冲断带为例分析如下。库车前陆褶皱冲断带地表由一系列密集发育的背、向斜和冲断层组成，如沿库车河中新
6、生界碎屑岩系中发育有 10 个褶皱构造，背斜和向斜相间分布，一般向斜较为开阔，背斜相对紧闭，伴有一系列逆冲断层，断面大多北倾(汤良杰，1989 a，1991a) 。在逆冲断层发育的地方，地层倾角往往变陡、直立甚至倒转，构成地层陡立带。地质和地震资料还揭示，库车助陷发育滑脱型冲断层、反冲断层、三角带和双冲构造等。图 3.沿库车河褶皱-冲断带信手剖面2.1. 2 叠瓦冲断带根据区域填图和野外地质观察，柯坪隆起以发育叠瓦冲断带为特征，每一个断片或冲断席由古生界组成，逆冲推覆在新生界之上。在平面上，一系列冲断席呈近东西向展布略呈弧形向南凸出。剖面上可见冲断层断面北倾，在地表倾角较陡，往深部可能变缓，最
7、终归并于寒武系底部的底板逆冲断层。图 4.沿克孜勒苏河原始地震剖面(A)与解释剖面(B)2.1.3 基底冲断层基底冲断层属于基底卷入型构造，与深层次滑脱作用有关(汤良杰1992) 在沙雅隆起、中央隆起带和东南断隆带均有发育。东南断隆带基底冲断层所示，在地震反射剖面上，呈空白反射的前震旦系，逆冲推覆在具有较连续反射的海相古生界之上。由北向南可分为两个带，即前线断坡带和中部剪切滑动带。前缘断坡带表现为脆性破裂，发育较宽的断层破碎带，断面倾角较陡，往上切割至新生界。中部剪切滑动带表现为前震旦系基底沿古生界滑脱层的顺层剪切滑动。推测往后线深层将由脆性破裂向韧性变形过泼，最终变为韧性剪切带。这一受挤压形
8、成的大型推覆滑脱构造，由深层往浅层具有韧性变形顺层剪切滑动脆性变形的特征，经历了海西晚期和喜马拉雅期等多次构造变形。图 5.柯坪隆起叠瓦冲断带携剖面图2.1.4 挤压断块塔里木盆地背冲断块构造有两种类型，一类属基底卷入型，另一类不卷入基底。基底卷入型背冲断块构造所示，沙雅隆起北部亚南断裂(带) 和轮台断裂 (带)表现为相向倾斜的逆断层，二者共用一个上升盘控制着轮台背冲断块构造的发育。轮台构造上的沙 3 井在白至系之下钻遇前震旦系千枚岩，而在轮台和亚南断裂(带) 的下盘都有震旦系和古生界分布，表明基底卷入程度很高。轮台断裂(带)和亚南断裂( 带) 断面倾角上陡下缓，具铲状形态最大垂直断距可达 5
9、000m。该背冲断块构造带往西基底卷入程度逐渐降低，到雅克拉构造一带断块体除卷入的基底外，还包括古生代相今生代地层。 图 6.背冲断块构造演化示意剖面A 图：逆冲作用前平行于层理的缩短作用；B 图：逆冲作用后形成背冲断块构造2.1.5 断坡背斜、断滑背斜和盐背斜这些背斜的形成都与挤压作用、冲断层和滑脱层的存在有关。根据背斜与断层之间的几何关系，东河塘背斜属于典型的断坡背斜，受波斯坦冲断层控制，位于断坡部位。波斯坦冲断层下部断坪与古生界底部滑脱层吻合，上部断坪己遭受剥蚀，断坡切穿整个古生界；在该部位，古生代地层受断层的牵引和挤压，全部卷入断坡褶皱，其上的中生代地层则由于差异压实作用而形成披覆背斜
10、。类似的断坡背斜在麦盖提斜坡也有发育。利用计算机正演模拟，可以重现断坡背斜的形成过程。图 7.东河塘断坡背斜地震图图 8.沙西 2 号断滑背斜地震剖面图 9.萨依科甫第三系盐背斜地震剖面2.2 引张构造样式最新勘探成果表明，沙雅隆起中新生界油气田(藏) 有很大一部分受正断层或引张断块控制，如达里亚、阿克库勒、轮台、雅克拉、牙哈和沙西北部地区的一批中新生界油气田(藏) 。因此，塔里木盆地引张构造样式近年来引起了人们的关注和重视。早期的引张构造由于受后期挤压作用的改造很难保存下来。现存引张构造主要是后期形成的负反转构造。2.2.1 引张断块和正断层组合在沙雅隆起北线，受局部引张应力场的控制，可以发
11、育一些引张断块构造，断块体一般由新生代地层构成，有时包括中生代地层。这些引张断块规模不大，围限断块的正断层断距也较小，一般仅数十米，但具有成带分布的特征，呈北东东向断续延伸 200km 以上。这类引张断块和小型正断层组合是油气勘探的重要目标，一系列“小而肥”的油气田群可以组合形成大型或特大型油气富集带。2.2.2 箕状断陷和同生正断层在库车助陷西部温宿一带，存在同生正断层以及受该断层控制的箕状断陷。张光亚(1994)认为，该箕状断陷属于前陆伸展断陷盆地，其走向与区域构造方向一致，一侧以切入基底的正断层为界，呈半地堑形式。其中充填丁第三纪第四纪沉积，第三系各层均显示出往同生正断层方向加厚、往北变
12、薄的楔形，揭示出同沉积构造作用的特征。喜马拉雅晚期断层发生部分正反转。该同生正断层和箕状断陷的形成可能与山前强烈下沉、前陆盆地靠克拉通一男地壳翘曲引起的局部拉张( 纵张 )应力场有关，这些正断层产生的构造环境类似于海沟外斜坡处正断层的形成环境(张光亚1994)。2.3 扭动构造样式由于印度欧亚大陆碰撞而产生的走滑断层，是中国西北部重要的构造特征，北东向断层具左行位移，北西向断层具有行位移。下面主要讨论塔里木盆地走滑断裂带和雁列褶皱待征；分析走滑逆冲断裂带。2.3.1 走滑断裂带塔里木盆地走滑断裂带十分发育具有以下主要特征：断裂带规模巨大，往往构成盆地的边界断裂或划分构造单元的重要界线如阿尔金断
13、裂带，呈北东走向延伸 1600km 以上，宽 200400km，由阿尔金主干断裂、且末 星星峡断裂和策勒罗布庄断裂带等一系列北东向断裂群组成，构成了一条大型左行走滑断裂带。在剖面上，该断裂带呈正花状逆冲构造型式，中间的古老岩系分别向塔里木盆地和柴达木盆地方向逆冲到第三系甚至第四系之上。在平面上，断裂带两测伴生有斜向分支断裂和雁列褶皱群。 大型走滑断裂带附近的地层往往发生平面牵引现象，原来与断裂带走向近于垂直展布的地层，在靠近断裂带时产生畸变，其走向逐渐与断裂带走向接近一致，在平面上呈弧形展布，地层倾角变陡甚至直立或倒转，有的地层可以全部被拖曳到断裂带中。2.3.2 雁列褶皱雁列褶皱在塔里木盆地
14、广泛发育。它们位于大型走滑断裂带的旁侧，一方面可以为油气聚集提供有利的困闭条件，另一方面可以根据雁列褶皱群的展布特征来确定走滑断裂带的存在及其位移方向。如在沙雅隆起西侧，我们根据地表出露的喀拉玉尔陵雁列褶皱群，推测可能存在北西向走滑断裂，这一推测已被近年来的地面地质调查和地层反射剖面解释成果所证实，并且发现了与该走滑断裂带有关的深层因闭构造。柯吐尔断裂与喀拉玉尔接断裂在平面上呈雁行排列，在其旁侧也找到了完整的背斜困闭构造。2.4 潜山披覆构造样式2.4.1 断块潜山披覆背斜雅克拉潜山地层由震旦纪、寒武纪和奥陶纪碳酸盐岩组成，受轮台逆冲断裂控制。在轮台断裂上盘存在的一系列与其反向倾斜的次级逆断层
15、，构成了复杂的背冲断块潜山构造。被断层复杂化的古生界断块潜山储集体，表现为向南西方向倾伏的单斜层位又北东往南西方向变新，而由南西往北东方向则呈层状逐渐变薄直至尖灭。在海西期，该断块构造整体受轮台断裂逆冲惟覆而抬升道受风化剥蚀。在前中生界顶在构造图上，雅克拉构造表现为比高为 300m 左有的断块潜山。在断块潜山之上的中生界构造形态则表现为拉理背斜。已经分别在不整合面之下找到古生界断块潜山油气藏，在不整合面之上找到中生界披覆背斜油气藏，揭示了断块潜山和披覆背斜具有良好的油气前景。(2)阿克库木构造古生界是一个受相向倾斜的逆冲断裂系控制的背冲断块潜山构造，平面上呈近北西方向凸出的弧形展布。在构造顶部
16、，浴山储集体由奥陶纪碳酸盐岩组成，中生界直接披覆在古生界断块潜山之上，形成顶薄翼厚的褶皱。2.4.2 褶皱潜山披覆背斜(1)沙雅西 1 号构造古生界表现为发育良好的内幕背斜构造，在背斜轴部，石炭二叠系被剥蚀殆尽形成秃顶，志留泥盆系也遭受一定程度的剥蚀，前中生界侵蚀面构造表现为褶皱山，潜山储集体主要为志留泥盆纪碎屑岩，三叠侏罗系披覆在褶皱潜山之上。(2)东河塘构造位于波斯坦逆冲断层上盘的古生代地层受断层牵引作用而形成断坡背斜，海西运动使之抬升遭受风化剥蚀作用，再度埋藏后形成了褶皱潜山。中生界披覆在裙皱潜山之上。2.4.3 溶蚀残山披覆背斜溶蚀作用形成的残山见于展旦纪和早古生代碳酸盐岩地层户，一般分布在大型隆起带的区域性侵蚀面上，用于碳酸盐岩经受长期风化和浊蚀作用形成的古地形高。2.4.4 基岩潜山披覆背斜轮台构造属于典型的基岩潜山披覆背斜圈闭，在 T 不整合面之下为前震旦系基岩凸起。
