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1、本文由 “973” 项目(编号:2003BA613A202)资助。 改回日期:2004206208 ;责任编辑:宫月萱。 第一作者:吴孔友,男,1971年生,博士,讲师,从事油区构造与油气成藏教学与研究;E2mail : wky990104 。 中国科学院兰州地质研究所. 1985.准噶尔盆地构造特征及形成演化.准噶尔盆地构造演化与动力学背景再认识吴孔友1)查 明1)王绪龙2)曲江秀1)陈 新2)1)石油大学地球资源与信息学院,山东 东营,257061 ;2)新疆油田公司勘探开发研究院,新疆 克拉玛依,834000摘 要 准噶尔盆地是中国西部重要的含油气盆地,关于其演化历史,至今尚存在争议。地
2、球物理资料分析表明,准噶尔盆 地地质结构在平面和剖面上具前陆盆地系统的结构特征。本文运用前陆盆地理论,通过压陷2挠曲作用,以演化动力为背景, 将准噶尔盆地分为5个演化阶段: 碰撞2成盆阶段; 压陷2挠曲阶段; 挠曲2坳陷阶段; 坳陷2沉降阶段; 再生前陆盆地 阶段。石炭纪至二叠纪,准噶尔地块周围海槽先后关闭,发生陆2陆碰撞。首先是西北缘:早石炭世末期形成西北缘界山的雏 形;其次是东北缘:晚石炭世中晚期,形成了克拉美丽造山带;最晚是南缘:于早二叠世晚期风城组沉积期,形成南缘界山。随 着周缘界山的隆升,准噶尔盆地形成三大前陆盆地系统。三叠纪至古近纪,板块挤压作用减弱,准噶尔盆地由强烈压陷期逐 渐进
3、入坳陷2沉降阶段。新近纪至第四纪,受喜马拉雅运动的影响,北天山快速、 大幅度隆升,准噶尔盆地南缘再次挠曲下沉, 形成近EW向的再生前陆盆地。多期演化造就了盆地具有多套生、 储、 盖组合和多期次成藏,为油气的富集创造了条件。 关键词 准噶尔盆地 前陆盆地系统 压陷2挠曲作用 动力学背景 构造演化Further Researches on the Tectonic Evolution and Dynamic Setting of the Junggar BasinWU Kongyou1)ZHA Ming1)WANG Xulong2)QU Jiangxiu1)CHEN Xin2)1) School
4、of Resource and Information Technology , Petroleum University , Dongying , Shandong ,257061;2)Research Institute of Exploration and Development , Xinjiang Oilfield Company , Karamay , Xinjiang ,834000Abstract There still exist some different opinions concerning the evolution of Junggar basin , an im
5、portant oil2bearing basin in wes2tern China. An analysis of geophysical data shows that geological structures of Junggar basin in plane and in profile have the forelandbasin features. Based on the dynamic setting , the authors utilized the foreland basin systems and pressure2flexure action to divide
6、 theevolution of the Junggar basin into five stages:collision2basin2forming stage;pressure2flexure stage;flexure2depressionstage ;depression2sedimentation stage andforeland basin regeneration stage. From Carboniferous to Permian , the ocean troughsaroundJunggar massif were closed earlyor late and co
7、ntinent2continent collision took place. At first , the northeastern part wasformedduring the late period of Early Carboniferous. Then Kelameili orogenic belt was developed in the northwest during middle and late pe2riodsof Late Carboniferous. Finally , the southern part was formed during the late pe
8、riod of Early Permian. With the uplift ofmarginal mountains , three foreland basin systems were formed in Juggar basin. From Triassic to Palaeogene , the plate squeezing ac2tion weakened and Junggar basin gradually entered a depression2subsidence phase from the intense compressive phase. From Neogen
9、eto Quaternary , North Tianshan Mountains were uplifted quickly and extensively under the influence of Himalayan movement. Thesouthern part subsided again and formed the regenerated foreland basin from west to east. As a result of such a complex evolution ,Junggar basin developed more than one setso
10、f source2reservior2caprock assemblages and multiple periodsof hydrocarbon accumulation ,which provided favorable conditions for oil and gas accumulation.Key words Junggar basin foreland basin systems pressure2flexure action dynamic setting tectonic evolution20世纪80年代以来准噶尔盆地开展了大量的 地球物理和地质研究工作,中国科学院将盆地
11、构造演化划分为4个阶段,即早二叠世断陷,晚二叠世坳陷,三叠纪至新近纪断坳和第四纪上升阶段。 赵白(1992)将盆地演化划分为4个阶段,即二叠纪 为断陷阶段,三叠纪为断陷、 坳陷阶段,侏罗纪至古2005年6月 26卷3期:2172222地 球 学 报 ACTA GEOSCIENTICA SINICAJun. 2005 26(3) :2172222近纪为坳陷阶段,新近纪以后为萎缩上隆阶段。尤 绮妹等(1992)认为准噶尔盆地石炭纪至三叠纪应为 裂谷阶段,侏罗纪为中央隆升阶段,白垩纪以后为山 前坳陷阶段。张功成等(1998)认为该盆地晚石炭世 至二叠纪为碰撞前陆坳陷发育阶段,三叠纪至侏罗 纪为古造山
12、带复活期前陆坳陷继承发展阶段,白垩 纪至古近纪为天山山前统一前陆坳陷均衡沉降阶 段,新近纪以来天山山前统一前陆盆地强烈沉降阶 段。陈新等(2002)根据基底分层结构和近期研究成 果,将准噶尔地体及盆地演化分为两大时期和6个 阶段,其中盆地演化时期包括前陆盆地(二叠纪至三 叠纪)、 陆内坳陷(侏罗纪至古近纪)和再生前陆盆地 (新近纪至第四纪)3个阶段。赖世新(1999)进一步 将晚石炭世至二叠纪准噶尔前陆盆地的演化分为: 周缘前陆盆地阶段(晚石炭世至早二叠世)、 破裂前 陆盆地阶段(早二叠世上佳木禾组沉积期与风城组 沉积期)和前陆盆地消亡阶段(晚二叠世)。上述划 分意见的主要分歧在于对准噶尔盆地
13、盆山耦合关键 时期,即晚石炭世至二叠纪盆地性质的认识。孙肇 才(1998)主张应该放弃早期盆地是塌陷或张性的认 识,将该盆地看作是一个在石炭纪 二叠纪前陆基 础上,经过三叠纪 侏罗纪陆内进一步沉降,白垩纪 以来,主要是新生代后期才统一起来的典型复活前 陆盆地。而蔡忠贤等(2000)则认为盆地早期(二叠 纪)为裂陷盆地,中期(三叠纪至古近纪)为克拉通 盆地,晚期(新近纪以来)为冲断山前坳陷盆地。 本文在分析大量地球物理资料和消化前人研究成果基础上,从前陆盆地理论分析入手,通过压陷2 挠曲作用(Allen等,1990 ; Beaumont等, 1987)进一 步探讨盆地形成与演化的动力学机制。1
14、准噶尔盆地地质结构特征分析准噶尔盆地是中国西部大型含油气盆地,勘探 面积约13104km2,内部划分为多个构造单元。依 据基底形态划分(图1) ,总体特征具隆凹相间、 南北 分带、 东西分块的构造格局。隆起或坳(凹)陷的走 向与相邻造山带走向具平行(大部分地区)或垂直 (东部地区)相交。 石炭纪至二叠纪,准噶尔地块周围海槽先后关 闭,发生陆2陆碰撞,早期沉积物褶皱隆升,形成造山 楔并依次向盆地内逆冲。尽管准噶尔盆地自成盆期 以来经历了多期构造运动的改造和叠加,但从现今 的构造剖面图上,仍能清楚地分辨出具有前陆盆地 系统的结构特征。前陆冲断带、 挠曲(压陷)盆地(前 渊或称周缘前陆盆地)、 前缘
15、隆起及隆外凹陷(次前 渊或称破裂前陆盆地) ,周围造山带与盆地内部具有 较好的对应关系(图2) ,尤其是二叠系及以下构造 层。西北缘:玛湖凹陷对应挠曲盆地,达巴松凸起对 应前缘隆起,盆1井西凹陷对应隆外凹陷(图22a)。 南缘:早期昌吉凹陷对应挠曲盆地,中央隆起带对应 前缘隆起,中央坳陷带对应隆外凹陷;晚期天山山前 坳陷对应挠曲盆地,陆梁隆起对应前缘隆起,乌伦古 坳陷对应隆外凹陷(图22b)。博格达山前:早期博 格达山前坳陷对应挠曲盆地,三台2古牧地凸起对应图1 准噶尔盆地构造单元分区图Fig. 1 Structural units of the Junggar basin12隆起区;22坳陷
16、区;32剖面位置12uplift region; 22depression region; 32section location812地 球 学 报2005年图2 准噶尔盆地地质结构剖面(剖面位置见图1)Fig. 2 Geological structure section in Junggarbasin(Section location refer to Fig. 1)前缘隆起,阜康坳陷向东伸出部分对应隆外凹陷;晚 期北三台南斜坡至阜康断裂带区域对应挠曲盆地, 北三台凸起对应前缘隆起,北三台凸起与沙南凸起 之间鞍部对应隆外凹陷(图22c)。北缘(三叠纪时 期) :乌伦古坳陷对应挠曲盆地,陆梁隆起对应前缘 隆起,中央坳陷带对应隆外凹陷(图22b)。东北部: 早期(二叠纪)克拉美丽山前坳陷对应挠曲盆地,奇 台凸起(沙南凸起为其东沿部分)对应前缘隆起,奇 台凸起以南地区对应隆外凹陷(图22c) ;晚期(三叠 纪以后)受改造,形成与造山带近直交的隆凹格局, 刘和甫(19
