新疆阿克苏地区新元古代沉积特征对裂谷发育过程的指示

阿克苏地区地处塔里木克拉通西北部的盆-山结合部位,新元古代地层齐全且发育前寒武纪蓝片岩,保留了新元古代从洋壳俯冲汇聚到陆壳拉张伸展过程的记录,是近年塔里木新元古界研究的热点及重点地区。但阿克苏地区新元古代地层层序和沉积体系的研究较为薄弱,构造对沉积充填的控制作用仍不清楚,由此也制约着对塔里木克拉通初期裂谷发育演化的认识。本文综合地层学、沉积学等多种研究手段,分析阿克苏地区新元古代地层展布及垂向发育特征,将多处实测剖面与钻井-地震剖面结合,构建了阿克苏地区新元古代地层发育序列及空间对比格架。明确了由裂陷控制的沉积相类型及演化：南华纪巧恩布拉克组先后发育冲积扇/扇三角洲、水下-冰川亚相（冰碛岩）及深水陆棚相;尤尔美那克组,早期以陆上-冰川沉积为主,晚期以冲积扇沉积为主;震旦纪苏盖特布拉克组由冲积扇过渡到辫状河三角洲和潮坪相;奇格布拉克组以碳酸盐岩台地沉积为主。通过盆-山构造结合沉积序列分析,确定新元古代经历了三个构造-沉积演化阶段：（1）局限深裂谷发育阶段（南华纪）,充填冲积扇/扇三角洲及深水陆棚相沉积,其中发育两期不同环境的冰川沉积;（2）裂谷扩张期（震旦纪早期）,火山活动强烈,发育冲积扇-辫状河三角洲、潮坪相沉积;（3）坳陷发育期（震旦纪晚期）,广盆浅海环境,发育碳酸盐岩台地。     

青海共和盆地东北部干热岩岩浆侵位结晶条件及深部结构初探

秦岭、祁连、昆仑造山带结合处的共和盆地记录了复杂的构造、岩浆、变质和沉积作用事件,是研究青藏高原北部构造-岩浆演化的关键地区。近年来,共和盆地花岗岩类高温干热岩的发现使得该区成为新型地热资源的战略基地。然而,有关干热岩原岩的组成、侵位时代、结晶温压及其时空分布等特征仍不清楚,制约着干热岩地热能勘查开采及该区构造-热演化历史的认识。本文以共和盆地东北部恰卜恰地区3口干热岩钻井岩芯和野外露头样品为基础,结合区域地质调查资料,开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学和矿物温压计研究。研究发现,该区干热岩主要由花岗闪长岩、英云闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩等花岗岩类组成,偶见闪长岩包体。电子探针分析显示,样品中多数角闪石为铁角闪石。角闪石-斜长石矿物对温压计研究表明,岩体的结晶压力属于中低压（1.91~3.52kbar）,温度为中低温（681~693℃）,其岩浆结晶深度约在7.2~13.2km。锆石Ti饱和温度计分析表明,该区岩浆结晶温度主要为643~804℃,而恰卜恰北部的沟后杂岩体相较干热岩钻井岩芯钻揭的杂岩体具有更高的结晶温度。锆石U-Pb年代学分析表明,共和盆地东北部恰卜恰地区干热岩原岩形成时间主要为243~236Ma和225~210Ma两个时期,存在不同时期、不同源区的侵入,与印支期青藏高原北部古特提斯洋盆的俯冲消减相关。之后,共和干热岩经历了至少4.2km的隆升剥露。结合前人多种地球物理研究资料,构建了该区深部四层结构构造剖面,干热岩热源可能与地幔上涌、中下地壳存在局部熔融体有关,且受多条隐伏断裂的影响,盆地基底下的干热岩地热藏具有分区性。     

塔里木盆地塔中西部地区奥陶系岩溶 作用及对油气储层的制约

塔中西部地区下奥陶统—上奥陶统良里塔格组, 发育了巨厚的、多种岩性的海相碳酸盐岩地层。根据对该区钻井岩芯、测井和地质化验分析资料综合研究结果, 奥陶系存在同生岩溶、风化壳岩溶、埋藏岩溶等三种不同的岩溶作用类型。同生岩溶沿上奥陶统良里塔格组台地边缘相带分布, 大气成岩透镜体发育频繁, 但规模较小;风化壳岩溶主要分布于中奥陶世中1低隆起及塔中Ⅱ号构造带;埋藏岩溶主要存在3期, 在断裂构造带及火成岩区较为发育。岩相和沉积相、岩溶作用、构造裂缝等是奥陶系岩溶储层发育的主要控制因素, 制约了不同层段、不同部位岩溶储层发育。     

塔里木盆地中部航磁异常带新解译

横亘于塔里木盆地中部的纬向航磁高ΔTa异常带,一直是探讨盆地及深部基底的物质组成及结构构造的焦点。根据钻井及地震资料综合分析,发现满加尔坳陷中南部上奥陶统内发育大型地震反射异常体,平面上主要由8个地震反射异常体近东西向呈带状展布,与盆地中部航磁高ΔTa异常带相关。从地层发育及地震相特征分析,这些地震反射异常体应为辉绿岩-玄武岩等基性火成岩体,且与航磁ΔTa异常带上的磁力高相对应。异常体具有垂直向下的通道,与断裂及岩浆活动通道有关。盆地中部高航磁异常带为多期构造易活动带,反映了满加尔坳陷震旦纪与中晚奥陶世处于拉张的构造背景。     

塔里木盆地构造不整合成因及对油气成藏的影响

本文利用钻井及区域地震资料,对塔里木盆地6个关键构造不整合的结构特征、分布范围开展了详细的研究,确定了不整合面与下伏地层的夹角、遭受剥蚀的方向、剥蚀程度及不整合面的分布,对不整合的成因及其油气成藏作用进行了探讨。加里东中期形成的志留系与上奥陶统构造不整合(T⁰₇)主要为由南向北剥 蚀,向北剥蚀范围可达阿-满坳陷南部;在盆地南部西昆仑、阿尔金早古生代中期造山构造作用下,形成和田古隆起和卡塔克古隆起,塔北隆起仅在西部有活动。加里东晚期形成的上泥盆统-石炭系与中下泥盆统不整合(T⁰₆)主要表现为双向角度不整合特征,盆地受来自南缘和北缘造山带的挤压作用,形成了北、东、南三面连接的周缘环形隆起,塔北隆起构造活动强度及范围大于卡塔克隆起、和田-巴楚隆起。海西期形成的三叠系与二叠系不整合(T⁰₅)主要为由北东向南西的剥蚀,存在两个剥蚀阶地现象,盆地主要遭受来自北东和北部的挤压,在塔北隆起西部形成了高角度不整合。印支运动形成的侏罗系与前侏罗系不整合(T⁶₄)主要存在于盆地的东北部及西南部,塔北和孔雀河地区形成了中等角度单斜型角度不整合,塔东隆起形成了褶皱角度不整合,巴楚隆起成为塔西南坳陷的前缘隆起。燕山期形成的白垩系与前白垩系不整合(T⁰₄)表现为北北东-南南西、北北西-南南东两组方向的抬升剥蚀,盆地西南、东南断隆剥蚀强度大。喜马拉雅早期主要受南北向挤压,形成古近系与前古近系双向的角度不整合(T¹₃),后期巴楚隆起持续抬升剥蚀,大部分缺失白垩系-古近系,盆地受挤压、走滑构造作用明显增强。构 造不整合的形成与区域构造运动及不同时期盆地周缘的造山带形成响应,不同时期构造运动的主要作用范围、强度,不仅控制了构造不整合的结构特征和分布,而且控制着古隆起的发育演化,构造不整合对不整合圈闭油气成藏有控制作用。     

不整合结构构造与构造古地理环境 ——以加里东中期青藏高原北缘及塔里木盆地为例

不整合结构与不整合面结构具有不同的属性及特征.本文在分析不整合三层结构的基础上,进一步剖析了平行不整合、角度不整合、异岩不整合等3大类不整合的结构构造,划分出10个具有不同结构特征的不整合亚类.重点针对不整合面下的构造变形特征、不整合结构类型的平面分布、不整合面上的初始沉积物、物源及其层序结构等展开了精细研究,对不同结构类型的不整合形成运动学及动力学进行了初步探讨.并以塔里木盆地志留系与奥陶系不整合为例,在盆地尺度,解析不同区域不整合结构类型的特征、性质及差异.现今保留的志留系与奥陶系不整合在盆地中南部广大地区呈角度不整合,在阿瓦提-满加尔坳陷南部、巴楚隆起中西部、塔中隆起北部为低角度、北倾的单斜角度不整合;在塘古兹巴斯凹陷表现为中-低角度的断褶不整合,呈北东向展布,在巴楚隆起东部及塔中隆起的南部局部也存在北东向展布的断褶不整合.在盆地北部塔北隆起西部局部存在褶皱不整合,东部存在低角度、南倾、单斜不整合.而盆地中部在阿瓦提-满加尔凹陷中北部、塔东凹陷东北则以平行不整合为特征.结合沉积地层发育及构造演化分析,恢复了志留系沉积前构造古地理,塔里木盆地大部分为混积陆棚沉积、中部碳酸盐岩台地被逐渐淹没,满加尔及英吉苏凹陷为盆地相沉积.伴随着盆地南缘西昆仑-库地洋、南阿尔金洋的闭合及碰撞造山,在盆地南部主体为南北向的缩短,塘古兹巴斯凹陷为南东-北西向缩短,且变形强度明显大于南北向的缩短.因此,盆地南部的南东-北西向挤压作用是该期最活跃的构造作用,和田古隆起北部、塘古兹巴斯凹陷北东向加里东期褶皱带西北部,应是塔里木盆地第一期油气大规模运移聚集的有利区,值得进一步探索.本文通过对不同时期不整合结构的解剖,尝试区别分析不同期次构造事件的作用及效应,识别单一构造事件(或构造运动)在构造古地理重建及成藏、成矿中的作用.     

西藏安多地区早古生代及中生代造山记录:来自安多微陆块-南羌塘锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究

安多地区位于青藏高原腹地,为拉萨地体、羌塘地体及安多微陆块的结合部位,是研究拉萨地体、羌塘地体起源以及特提斯造山过程的关键位置。我们对采自安多地区的前中生代基底岩石及侏罗系沉积岩样品进行了岩石学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究。研究结果表明:安多花岗片麻岩中锆石同时记录了510～505Ma岩浆年龄以及187Ma变质年龄;187Ma的变质锆石与510～505Ma的岩浆锆石具有相似的Hf同位素模式年龄(1.7～1.5Ga),表明寒武纪花岗岩主要来源于古老地壳重熔。碎屑锆石年代学分析结果揭示了安多微陆块石英岩具有498～484Ma、800～1000Ma和1800～1950Ma的年龄峰值,与南羌塘地体及特提斯喜马拉雅碎屑锆石年龄分布特征相似,表明其在早古生代时位于冈瓦纳大陆北部印度陆块边缘。南羌塘坳陷东南部中侏罗世砂岩及钙质砂岩碎屑锆石年代学分析结果显示其具有182～171Ma、450～600Ma、800～1000Ma、1800～1950Ma及2400～2600Ma的年龄峰值,这种年龄分布特征与安多微陆块及南羌塘地体相似,而与拉萨地体不同,说明南羌塘坳陷东南部下-中侏罗统物源主要来自安多微陆块及南羌塘地体,在早-中侏罗世时安多微陆块与南羌塘地体已经发生了碰撞造山。     

塔里木盆地顺托果勒地区早中志留世震积岩——高分辨构造事件的记录

在塔里木盆地塔中隆起与满加尔坳陷结合部——顺托果勒地区的深钻井岩心中,发现了大量早中志留世软沉积变形构造。其中主要包括液化砂岩脉、液化角砾岩、触变底劈构造、触变楔、负载构造、球-枕构造和复合混插构造等。通过系统地观察软沉积变形构造的岩石组成、构造形貌及样式、垂向分布的循环性、横向分布的延展性、沉积环境及与古活动断裂的关系,确定其为震积岩。结合该区断裂早中志留世的发育特征,推测发震断裂主要可能是塔中隆起与满加尔坳陷结合部的北东向走滑逆冲断裂以及北西向剪切拉张断裂。在早志留世柯坪塔格组沉积时约4 Ma中最少发生了26次古地震事件(震级M5)。这些古地震记录不仅反映了研究区志留纪构造的活动性,也是弥补主构造运动中高频次构造事件脉动性、循环性的重要证据,为重建中古生代的古构造提供新的线索。     

裂变径迹方法约束的塘古兹巴斯坳陷中-新生代热演化史——来自青藏高原构造运动的响应

塘古兹巴斯坳陷中生代地层缺失严重,中生代以来的构造发育、隆升过程,是该区构造-沉积演化的难点。裂变径迹低温热年代学技术是近年来用于沉积盆地热史研究的新技术,在地质热事件定年、地质体热演化历史、构造区隆升与剥蚀等方面应用十分广泛,在确定隆升过程及热历史上有其独到的优越性。本文通过塘参1井钻井岩心样品的裂变径迹实验和热演化史模拟,结合地层发育情况,揭示了塘古兹巴斯坳陷中-新生代存在5个冷却抬升-增温沉降旋回,即248~240Ma(早-中三叠世)、199~120Ma(三叠纪末-早白垩世)、72~55Ma(晚白垩世-古新世)、24~15Ma(晚渐新世-早中新世)和7.4~2.2Ma(中新世晚期-上新世)等5个抬升冷却期,期间为沉降沉积期。此5个冷却阶段的平均冷却速率的变化具有先增后降的过程,从三叠纪至中新世期,平均冷却速率逐渐增大;在早中新世达到最大为4.22℃/Myr;晚中新世至今,平均冷却速率逐渐减小。反映了中-新生代以来隆升最快的时期为喜马拉雅中期(24~15Ma)。持续最长时间的抬升表现在侏罗纪-早白垩世中期,塘古兹巴斯坳陷处于前缘隆起,未接受沉积,并使中上三叠统沉积地层遭受剥蚀。且塘古兹巴斯坳陷中古生代及晚古生代早期沉积地层,在早-中三叠世前经历了较高的古地温,致使磷灰石样品发生完全退火,锆石样品部分退火,不同于相邻的巴楚地区。塘古兹巴斯坳陷热演化过程中冷却(抬升)及增温(沉降)事件的发生时期,与古特提斯、新特提斯闭合及印度-亚洲碰撞的关键时刻相吻合,可作为青藏高原多阶段构造运动的响应。     

塔里木盆地新元古代裂陷群结构构造及其形成动力学

塔里木盆地新元古界的构造属性及结构构造长期以来存在争议,也是深层研究的重点及难题.通过区域探井和地震资料联合解释,结合航磁资料综合研究发现,塔里木盆地深层存在近20个大小不等的南华纪-晚震旦世裂陷.裂陷发育在前寒武纪变质结晶基底上,与上覆显生宙盖层构造格局迥异.受正断层控制呈半地堑、不对称地堑及垒堑相间的构造样式,从东北到西南可分为NWW、NEE、NW向展布的三个裂陷群,地层最大厚度可达4100m.从南华纪到震旦纪主要断裂继承性活动,断陷沉降中心沿断裂向东迁移,震旦纪末期至早寒武世断裂活动减弱至停止.断裂走向及沉降中心展布表明,新元古代塔里木陆块不同部位分别处于NNE-SSW、NNW-SSE向拉张古应力场(相对现今),并伴有顺时针旋扭作用.根据同沉积断裂的活动性差异、岩浆活动、裂陷充填沉积物及与航磁异常的协调性分析,裂陷的构造属性多以大陆裂谷及陆内断陷为主.裂陷的主要发育期在0.8～0.61Ga,其形成与南阿尔金-西昆仑洋、南天山洋的初始打开为响应,且是Rodinia超大陆主要裂解期的产物.