塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析,对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究,重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理,并对盆地原型成因进行分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构,北部强烈角度不整合在南天山海西期褶皱带,南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上,南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲,克拉苏构造带为深湖,南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上,地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘,南天山洋闭合期为前陆隆起带,发育基底断裂和断块差异活动,在中生代有继承性活动,晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形,成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。     

库车坳陷新生代构造应力场恢复

库车坳陷的构造变形及演化与南天山造山带的发育密切相关。库车坳陷新近纪以来的喜马拉雅晚期构造运动最为强烈,形成了天山山前大型冲断带,并造就了现今的构造格局。通过对库车坳陷北部构造样式的识别及各种应力场指示标志的测量、统计和构造解析,对野外获得的应力场指示标志划分了期次,认为喜马拉雅晚期应力场标志为近南北向挤压。结合库车坳陷区域构造要素,如地质体几何形态、边界条件、岩石力学参数等,运用弹性力学有限元数值模拟的方法获得了喜马拉雅晚期库车坳陷的区域应力场。模拟结果表明,库车坳陷喜马拉雅晚期最大主压应力方向为近南北向,与古应力场标志拟合较高,可以为库车坳陷裂缝预测和评价提供依据,对勘探开发有应用价值。     

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。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用2D、3D地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明:①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

库车坳陷东部晚白垩世古隆起及构造应力场恢复

库车坳陷东部具有丰富的油气资源,其构造变形机制与南天山造山带密切相关。综合采用露头共轭节理及白垩系残余厚度分布,分析了库车坳陷东部晚白垩世古隆起特征及构造应力场属性。吐格尔明、克孜勒努尔沟、库车河、卡普沙良河、吉迪克以及库车河西6条剖面的共轭节理分析表明,库车坳陷东部新生代构造挤压应力为NNW-SSE向,而中生代的构造挤压应力为NE-SW向。原型盆地恢复显示,库车坳陷白垩纪的沉积中心大致位于大北1井―吐北2井―克拉2井一线,且发育秋里塔格―新和―牙哈―提尔根古隆起带,白垩系原始沉积厚度总体上北厚南薄。在晚白垩世区域抬升剥蚀的构造背景下,坳陷东部受压隆升遭受剥蚀,白垩系残余厚度减薄,呈西厚东薄的趋势。位于坳陷东部的吐格尔明背斜在石炭纪―三叠纪为一个长期存在的继承性沉积古隆起,晚白垩世进一步隆升形成构造古隆起,背斜周缘的白垩系残余厚度进一步减薄。吐格尔明背斜和背斜周缘白垩系残余厚度等值线以及库北1井和库车河剖面周缘白垩系残余厚度等值线的长轴方向均为NW-SE向,进一步证实了库车坳陷东部晚白垩世的构造应力为NE-SW向。库车坳陷东部晚白垩世古隆起与构造应力场属性主要与特提斯造山带中地体增生和拼贴作用导致的特提斯北缘盆地群中发生的区域性抬升有关。     

库车坳陷西段阿瓦特构造转换带盐构造演化特征及影响因素

为厘定库车坳陷西段盐岩沉积边界盐构造演化特征及影响因素,利用野外地质调查、工业地震剖面解析和三维沙箱物理模拟实验对阿瓦特构造带进行了综合分析.结果表明：（1）阿瓦特构造带是库车坳陷西段典型挤压构造转换带,由乌什凹陷至阿瓦特凹陷,形成了由叠瓦逆冲断层向盐相关褶皱过渡的构造转换特征;（2）塔拉克走滑断层发育于乌什凹陷和阿瓦特凹陷交界处,是一条发育于盐上覆层的滑脱形成调节性横断层.受该断层影响,在盐上覆地层中形成塔拉克向斜、塔拉克背斜等拖曳式盐相关构造.越靠近塔拉克走滑断层,褶皱拖曳揉皱作用越强,甚至容易发育褶皱相关断层,促使盐岩出露地表;（3）阿瓦特构造转换带新生代变形主要受区域挤压作用、盐层分布及基底断裂活动共同控制.     

晚新生代天山隆升与库车坳陷构造转换的沉积约束

对库车坳陷库车河剖面不同尺度沉积碎屑组分的系统分析发现 ,晚第三纪以来类磨拉石及其中不稳定碎屑矿物组合开始发育 ,并在中新世后发生显著增加。沉积体系研究表明 ,库车坳陷自白垩纪以来粗粒冲积体系前锋、沉积中心逐步向南迁移 ;但该规律自上新世开始发生了明显转变 ,表现为上新世库车组、上 -更新世西域组冲积体系整体大尺度南移 ,而沉积中心则相对北移 ,盆地北部沉积边界与现存盆山边界大致可以对比 ,并受到南倾同沉积正断裂的控制。对比天山区域构造、古气候演变资料 ,认为上述沉积记录是晚新生代强烈挤压应力作用下天山构造隆升加剧 ,并在上新世以后由于重力作用诱发库车坳陷 -天山浅部构造层伸展、坍塌的结果。对这一构造转换的认识修订了库车坳陷新生代构造调整的序列。     

塔北隆起-库车坳陷区中新生代基底-盖层构造变形机理

利用三维建模软件获取了塔北隆起-库车坳陷区现今及不同时期基底构造格局，为基底构造分析提供了新的技术方法。研究表明，三叠纪-古近纪，塔里木盆地北部块体的基底构造基本处于稳定状态，基底-盖层构造变形不明显；新近纪，克拉苏背斜带以北的塔里木盆地基底明显向天山倾斜，库车基底俯冲变形导致基底转折带逐渐向南迁移，库车前陆盆地形成；第四纪时期，库车-拜城盆地的基底整体向天山下倾斜，基底构造的强转折带迁移到塔北隆起带；新近纪以来库车坳陷的基底转折期与塔北隆起盖层的负反转构造形成期在时间上一致，在空间上，库车坳陷的基底在强烈沉降俯冲的同时，相邻塔北隆起的基底相对隆起，形成库车新生代前陆盆地的前隆；库车前陆冲断带的形成是在库车基底斜坡上伴随天山的推覆而形成的；塔北隆起为库车前陆盆地的前隆，基底俯冲变形及其转折带迁移导致塔北隆起盖层负反转构造的形成。     

天山地区碰撞后构造与盆山演化

研究表明,近东西向的天山造山带基本格架在古生代晚期已经初步形成;平行造山带广泛分布的二叠纪红色磨拉石证明当时造山隆升作用非常强烈,导致前陆盆地普遍发育。三叠纪,天山造山带遭受区域剥蚀夷平,盆山高差缩小,盆地规模进一步扩大。侏罗纪—古近纪,由于板内伸展作用,在准平原化的天山地区形成了一系列伸展盆地,呈近东西向分布。新近纪以来,受南面印度—欧亚陆—陆碰撞的影响,天山地区发生强烈陆内变形,以逆冲推覆和褶皱堆叠为特征;节理统计表明新生代的主压应力为南北方向。晚新生代,由印度和欧亚大陆碰撞产生的强烈挤压作用对大陆腹地的天山地区影响很大：前中生代块体发生剧烈隆升和褶皱,伴随大规模新生代坳陷的形成,导致盆山高差急剧增大;脆性剪切与挤压变形构造叠加在韧性变形的古生代岩层之上。同时,中生代拉伸盆地发生构造反转,形成新生代挤压盆地,盆山交接带变形以台阶状逆断层和断层相关褶皱为特征。由于盆地朝造山带的下插作用,使古生代的岩层呈构造岩片方式逆冲推覆在盆地边缘的中新生代岩层之上,当穿越不同地质构造单元时表现出不同的运动学特征。强烈挤压褶皱冲断是晚新生代盆山交接带的基本特征和最普遍的盆-山耦合方式,局部伴有小规模近东西向的走滑断层。中生代沉积岩的褶皱与断裂、侏罗纪煤层自燃及烧结岩的形成、强烈地震与断层活动、以及新疆独特的镶嵌状盆山格局,都是新近纪以来构造作用的产物。     

库车坳陷库车河剖面重矿物分布特征及其地质意义

沉积物中的重矿物分布受物源、构造背景和古气候、古环境等多种因素影响,是盆山演化研究的良好指示剂.本文通过对库车坳陷库车河剖面中新生代地层的野外观察和重矿物分析,将库车坳陷中生代沉积与南天山隆升的分异作用分为4个阶段,即早中三叠世、晚三叠世至早白垩世、第三纪古新世至中新世、上新世(5 Ma)以来,并认为最后一个阶段南天山隆升作用最强烈.将库车坳陷中新生代古气候演化分为3个阶段,即早三叠世(干旱-半干旱)、中晚三叠世-中晚侏罗世(湿润-半湿润)、晚侏罗世以来(半干旱-干旱).     

砂岩碎屑组份变化对库车坳陷和南天山盆山演化的指示

为研究库车坳陷中-新生代物源变化与南天山构造演化的关系,对该坳陷中-新生界砂岩进行了系统取样,应用Dickinson砂岩分析方法详细研究了其沉积背景和物源变化。库车坳陷中-新生代沉积物源始终为再造山旋回带,自老到新砂岩中不稳定岩屑组份的含量有规律地变化:从三叠系到侏罗系,岩屑组份中沉积岩岩屑含量最高;白垩系中变质岩岩屑增多;新生界特别是新近系,碳酸盐岩岩屑所占的比例很大。岩屑组份的这种变化反映了天山地区隆升和剥蚀的一个历史过程。随着山脉隆升幅度和剥蚀强度的加大,古生界变质岩和碳酸盐岩逐步接受剥蚀,并在白垩纪以后成为盆地沉积物的主要物源。根据风化指数半定量计算的结果,结合前人古气候的研究成果,早-中三叠世该区沉积物风化程度低,推测此时地形高差较大;在晚三叠世至晚侏罗世该区风化程度较高,地形起伏较低;白垩纪是一个转折期,沉积物风化程度由强转变为弱,地形高差在该期也有所增大;古近纪延续了这种趋势。新近纪以后地形高差显著加大,沉积物风化程度明显降低,说明此时南天山的隆升速率和库车坳陷的沉积速率都很快,源区与沉积区的距离很近。     

塔里木盆地西部吐木休克断裂带的主要特征和构造演化

塔里木盆地西部的吐木休克断裂带是中央隆起(前身是晋宁期碰撞造山带)的次级单元巴楚断隆与北部坳陷的次级单元阿瓦提凹陷之间的分界。本文以大量的地质和地球物理证据,证明它是一条内部结构复杂且切穿地壳的深断裂。结合区域构造演化恢复了断裂发育史,指出它经历过三期重大的冲断活动,分别发生在加里东期、海西期和新近纪。新近纪的冲断与巴楚断隆的南界断裂带有相同的构造样式,可分为两幕:中新世的冲断受制于南天山前陆冲断带的向南扩展,更新世的冲断主要受制于西昆仑前陆冲断带的向北扩展。吐木休克断裂带的东西走向段和北西走向段的构造特征尚有若干差异,前者在加里东期活动较强,反映了构造的继承性;北西走向段则是加里东期出现的新生构造,在海西期进一步发展,更新世时因被卷入西昆仑的前陆冲断作用,表现出强烈而复杂的变形。     

济阳地区埕岛—垦东构造带中生代的逆冲断层及其与郯庐断裂带的关系

济阳坳陷埕岛—垦东潜山构造带与郯庐断裂带相邻。4条地震剖面在桩西和埕岛地区中生界内揭示大量逆冲断层,据此分析了该构造带不同部位的沉积—变形特征。郯庐断裂带在中生代不同时期具有不同的活动性质。郯庐断裂带的复杂运动过程是桩西和埕岛地区逆冲断层乃至整个北西向构造带中生代以来构造演化的直接动力之一。埕岛—垦东构造带在中生代之前具有相同的构造演化过程,其后由于郯庐断裂带两侧地块发生复杂的斜向离散—斜向汇聚运动,造成构造带不同位置形成了截然不同的构造面貌,于晚白垩世时形成北西向的埕岛—垦东构造带;新生代时因济阳坳陷形成再次统一接受沉积成为潜山披覆构造带。     

天山南北缘前陆冲断构造对比研究及其油气藏形成的构造控制因素分析

天山南北缘分别发育了库车前陆冲断带和乌鲁木齐前陆冲断带,南缘前陆冲断带发育4排褶皱冲断构造,北缘前陆冲断带发育3排褶皱冲断构造。天山南北缘前陆冲断构造形成时间的对比研究表明,南缘第一排构造带起始时间为23.3Ma,构造形变从山前由北向南依次展开;北缘第一排构造带的形成时限为10~8Ma,构造形变从山前开始由南向北依次展开。平衡剖面研究表明,天山南北缘地壳缩短率也存在明显差异,南缘前陆冲断带地壳缩短率为31%~59%,北缘前陆冲断带地壳缩短率为15.13%~23.74%,南缘构造缩短量要大于北缘,这种差异正是印度板块和欧亚板块碰撞的远距离构造效应从南向北传播造成的,也真实反映了天山的陆内造山过程。目前天山南缘前陆变形构造中已经发现几个规模较大的油气田,北缘虽有多处油气显示和油气田的发现,但数量和规模均较南缘少和小。天山南北缘生储盖等石油地质条件基本相似,大型油气藏形成的差异可能主要是由天山南北缘前陆冲断带启动时间的不同造成的。     

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。     

塔里木北部地区北北西向构造变换带特征及对石油勘探的启示

库车油气系统发育近东西方向的线性构造,同时在横向上存在起调节作用的构造变换带,如塔拉克-喀拉玉尔衮一线即为一复杂的大型构造变换带.该构造带总体上为北北西向,由多个斜列的北西向背斜带组成,对盆地的构造样式沿构造线走向发生的变化起着重要的调节作用.分析认为西秋里塔格构造带是在早期北西向构造基础之上,受晚第三纪时期前陆地区由北向南的挤压作用形成的构造变换带,盐岩层及其相应的构造变形对该变换带的形成有重要影响.西秋里塔格构造变换带有利于石油运聚成藏,其南部有古构造背景、晚期无大规模气侵的圈闭是寻找石油的有利方向.     

新疆库车盆地东秋里塔格构造带新生代的构造演化

东秋里塔格构造带位于库车前陆盆地的南缘,新生代经历了强烈的构造挤压和构造沉降。平衡剖面分析、生长地层识别和重点井沉降史的数值模拟表明:古新-始新世库姆格列木群沉积期间构造活动微弱并沉降缓慢。渐新世苏维依组沉积期间,构造活动开始加强,沉降速度加快,并形成了一些小断距的逆断层。中新世构造活动进一步加强,沉降加速,沉积了厚层的吉迪克组膏盐层;康村组沉积时期,构造挤压使得膏盐层发生塑性流动,形成盐枕,康村组发育生长地层。随后的上新世库车组沉积期间,研究区先发生快速沉降,然后,随着南天山急剧隆升,冲断作用迅速向南扩展。约在早更新世,库车褶皱冲断带前锋到达东秋里塔格构造带,并最终定型,使得该区发生强烈的构造变形,形成大量的逆冲断裂构造带,膏盐层表现出明显的塑性流动,形成盐推覆构造。     

A Structural Interpretation Model and Restoration of the Mesozoic Proto-basin for the Kuqa Depression, Tarim Basin

A thrust-fold belt consisting of a series of thrusts and buckling folds developed in the Mesozoic and Cenozoic strata within the Kuqa Depression, Tarim Basin. In this study, a structural interpretation model of the Kuqa Depression is established and the Mesozoic proto-basin is reconstructed on the basis of outcrop geology along the basin margin, seismic,well-log and CEMP data. The model is called ‘delaminate contractional deformation’, which emphasizes the decoupling between the Cenozoic, Mesozo...     

塔里木盆地东北部英吉苏凹陷侏罗系沉积——构造背景

英吉苏凹陷位于塔里木盆地东北部,侏罗纪属中亚——中国西北超大型盆地的一部分,是早侏罗世形成的克拉通内盆地。基于钻井、地震剖面、砂岩骨架颗粒分析和地球化学资料,本文提出当时其北界可达库鲁克塔格,物源区主要是南边的古造山带,物源为晋宁期岛弧花岗闪长岩闪长岩及部分下古生界。受燕山运动影响,中侏罗世晚期-晚侏罗世该凹陷闭合隆起,白垩纪时重又沉陷成为塔里木北部坳陷的一部分。     

天山后峡盆地晚中生代反冲断层的发现及其地质意义

天山山脉是通过古生代陆壳增生和晚古生代陆-陆碰撞形成的,新生代又受到强烈的陆内挤压隆升与褶皱断裂作用的改造,但对天山造山带中生代的构造变形特征知之甚少。在北天山后峡盆地发现一系列北倾南冲的逆冲推覆构造,根据区域地质资料推测应属于晚中生代的反冲断层。区域资料,特别是磷灰石裂变径迹测试结果表明,天山造山带在中生代晚期经历了一次重要的构造隆升事件,后峡盆地的反冲构造就属于该期山脉隆升事件的构造表现方式。这对进一步认识天山造山带中生代的构造演化和印-亚碰撞对该地区的远程效应有重要意义。