塔里木盆地中部構(gòu)造背景與構(gòu)造格架的探討

1沉積建造地質(zhì)研究進展塔里木地塊位于昆山湖和阿爾金山之間的造山帶之間。由于廣泛的第四紀沉積物和巨大的中新世沉積物，它長期以來一直制約著人們對其真實結(jié)構(gòu)的理解。近幾十年來,由于塔里木盆地油氣資源的勘查和需求,使塔里木盆地沉積建造的研究取得了長足進展,提出了許多重要認識。新生代以來,塔里木盆地具有“三隆二凹”或“四隆二凹”的總體構(gòu)造格架(塔里木盆地構(gòu)造單元的劃分,歷來主要依據(jù)生物地層和沉積建造資料。多數(shù)學(xué)者認為塔里木盆地是與中朝地塊相連的穩(wěn)定陸塊(在對塔里木盆地進行構(gòu)造分析前,我們必需了解其周緣造山復(fù)合體在地質(zhì)歷史時期經(jīng)歷的幾個重大構(gòu)造事件:①塔里木地塊是被周緣天山、西昆侖山和阿爾金山等古生代造山帶圍繞的山間陸塊,這些造山帶,普遍發(fā)育有與晚元古-早古生代板塊活動相關(guān)的蛇綠混雜巖、高壓變質(zhì)巖、島弧型花崗巖及深層韌性剪切帶(2早古生代板塊構(gòu)造單元和邊界斷裂組成塔里木盆地周緣的天山復(fù)合造山帶、西昆侖復(fù)合造山帶和阿爾金復(fù)合造山帶,總體上看,構(gòu)造帶近E-W向展布(圖1),與天山復(fù)合造山帶和西昆侖復(fù)合造山帶早古生代板塊構(gòu)造演化相關(guān)的蛇綠混雜巖、島弧型花崗巖、高壓-超高壓變質(zhì)巖和深層韌性剪切帶(阿爾金造山復(fù)合體自北而南由阿爾金北緣地體、北阿爾金活動陸緣增生帶、北阿爾金斷裂、北阿爾金俯沖雜巖帶、阿爾金地體、南阿爾金活動陸緣增生帶、南阿爾金斷裂、南阿爾金俯沖雜巖帶、南阿爾金地體和阿爾金南緣斷裂等構(gòu)造單元和邊界斷裂組成(圖1、圖2)。2.1蛇綠巖套巖的地球化學(xué)特征位于北阿爾金斷裂以南的北阿爾金蛇綠混雜巖帶(圖2),發(fā)育有蛇綠巖套的主要組分超基性巖、洋脊玄武巖和深海硅質(zhì)巖建造,巖石地球化學(xué)特征表明形成于洋盆擴張的構(gòu)造環(huán)境(2.2金地體ptpt阿爾金地體由Pt3構(gòu)造單元邊界斷裂三疊紀以來東昆侖-祁連復(fù)合地體的北向逆沖擴展和阿爾金左行走滑斷裂的形成是塔里木盆地東緣最重要的構(gòu)造事件(區(qū)域上的左旋走滑運動向西至少可追朔到和田、皮山一線,可見阿爾金左行走滑斷裂遠較西側(cè)費爾干納-喀喇昆侖右行走滑斷裂對塔里木盆地構(gòu)造格架的形成影響深遠,在南阿爾金斷裂至中塔里木斷裂帶以南的塔南/南阿爾金地體(圖1、圖4),存在有和阿爾金左行走滑斷裂運動學(xué)程式完全一致的統(tǒng)一的左旋走滑運動。右旋構(gòu)造應(yīng)力場和左旋構(gòu)造應(yīng)力場在莎車、葉城一帶對接,導(dǎo)致塔西南坳陷帶在莎車、葉城一帶的局部抬升,同時派生向NE方向擠壓的次級構(gòu)造應(yīng)力場(圖4)。塔里木盆地現(xiàn)代構(gòu)造單元的邊界斷裂,特別是西部的構(gòu)造單元邊界斷裂,大都是在這一構(gòu)造應(yīng)力場條件下定型的。塔里木盆地南、北兩側(cè)向盆地的擠壓構(gòu)造應(yīng)力場和東側(cè)的左旋構(gòu)造應(yīng)力場、西側(cè)的右旋構(gòu)造應(yīng)力場造就的盆內(nèi)復(fù)雜構(gòu)造應(yīng)力系統(tǒng),制約了塔里木盆地現(xiàn)今斷裂構(gòu)造的發(fā)育,盆地現(xiàn)今構(gòu)造單元的邊界斷裂基本上屬于這一斷裂構(gòu)造系統(tǒng)或動力學(xué)系統(tǒng)。4盆內(nèi)木磁異常分布塔里木盆地的磁異常帶(體)和地表出露的構(gòu)造巖漿巖帶(巖體)(在磁異常圖上,塔里木盆地可明顯劃分為2個異常區(qū),大致以北緯39°30′～40°為界,北部為一大型塊狀負磁異常區(qū),南部為正、負磁異常相間區(qū),中部大致位于北緯39°30′～40°為強正磁異常帶(圖5)。4.1磁異常分區(qū)分析北緯39°30′～40°的E-W向高正磁異常帶,異常寬、連續(xù)性好,強度大,平面上主體對應(yīng)其東側(cè)的阿爾金北緣變質(zhì)雜巖帶(圖2、圖5)。往東越過東經(jīng)88°(阿爾干以東)后,磁異常帶(體)逐漸轉(zhuǎn)為北東東向和阿爾金斷裂大致平行,直至北緯41°,越過北緯41°后,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗬m(xù)延伸的、并以E-W向正磁異常為主,更類似于天山-北山構(gòu)造帶的磁異常特征,說明塔中高磁異常帶是重要的區(qū)域磁異常分界。高強度的磁異常帶由結(jié)晶基底和花崗質(zhì)類巖石引起,根據(jù)其對應(yīng)地表出露的阿爾金北緣Ar塔里木盆地殘余厚度等值線圖和古構(gòu)造巖相圖顯示自震旦紀開始,在塔中1井北側(cè)存在一相對隆起帶,它制約了塔里木盆地南、北兩側(cè)坳陷和沉積建造的發(fā)育,北側(cè)為克拉通坳陷和次生海相沉積區(qū),南側(cè)為鼻狀隆起和局部坳陷區(qū),這一沉積構(gòu)造特點至少保持到奧陶紀(4.2s-n向正磁異常體北緯39°30′～40°E-W向高正磁異常帶以北為一大型塊狀負磁異常區(qū),磁異常體總體呈近東西向分布,從宏觀上看,基本對應(yīng)塔中隆起帶以北的塔北坳陷區(qū),高負磁異常由巨厚的沉積建造引起,也可能與深部熱作用導(dǎo)致結(jié)晶巖的退磁作用或缺失太古界磁性結(jié)晶基底有關(guān)。在東經(jīng)82°～83°和85°30′～86°30′出現(xiàn)局部的S-N向正磁異常體或弱的負磁異常體,將塊狀負磁異常區(qū)劃分為大致與阿瓦提凹陷、庫車-沙雅凹陷和庫爾勒東凹陷等3個凹陷相對應(yīng)的次級負異常區(qū)。構(gòu)成塔里木盆地與天山復(fù)合造山帶邊界的塔里木盆地北緣斷裂(圖1),在磁異常圖上(圖5),86°以西與斷裂對應(yīng)的為一些不連續(xù)的星散狀正異常體,磁常帶特征不清晰,表明86°以西,塔里木盆地北緣斷裂主要穿越沉積蓋層區(qū)。但86°以東,出現(xiàn)連續(xù)性好、由斜列式NWW向正磁異常體組成的E-W向正磁異常帶,總體和東南天山構(gòu)造巖漿巖帶相對應(yīng),但和庫魯克塔格地塊相對應(yīng)的為強負異常(圖5),顯示庫魯克塔格地塊為無根的變質(zhì)地體。異常帶的總體特征反應(yīng)南天山地體,特別是塔里木盆地和天山復(fù)合地體的結(jié)合部位,僅存在有中、淺層次的自北而南的基底卷入型逆沖、推覆構(gòu)造,和塔里木盆地南緣盆山結(jié)合帶的高正磁異常/強陸內(nèi)俯沖帶的構(gòu)造特征(4.3高負磁異常區(qū)塔中高磁異常帶南側(cè),大致位于北緯38°30′～39°30′,存在一復(fù)雜的磁異常帶(圖5),東經(jīng)81°～88°間基本為高負磁異常區(qū),大致對應(yīng)塔里木中央隆起區(qū)的卡塔克隆起、巴楚隆起東段和古城墟隆起西段的巨厚沉積區(qū);東經(jīng)81°以西為主要由NEE向磁異常體構(gòu)成的近于E-W向的正磁異常帶,基本對應(yīng)于南、北向擠壓構(gòu)造應(yīng)力場對接部位的阿圖什-烏恰背沖型構(gòu)造區(qū)(4.3.1構(gòu)造帶和邊界斷裂帶現(xiàn)有的勘探資料表明,塔里木盆地中央隆起帶存在有多條NWW走向的斷裂,如卡塔克隆起帶內(nèi)的塔中1號斷裂、塔中10號構(gòu)造帶、塔中Ⅱ號構(gòu)造帶、巴楚斷隆和麥蓋地斜坡的邊界斷裂麻扎塔格斷裂(南段)等(金之鈞,2007;李丕龍,2007;竺知新,2007;任建業(yè),2008;4.3.2w向斷裂帶與南、北邊界斷裂帶的配伍中塔里木斷裂帶往東延伸,推測與阿爾金山腹地的E-W向斷裂帶相連(圖2),后者是分別以NALF和SALF為北、南邊界的大型E-W向斷裂帶,現(xiàn)今分別表現(xiàn)為向南、向北中等-高角度傾斜的脆韌性斷裂(4.4磁異常帶的地質(zhì)特征NEE向正、負磁異常相間帶大致位于北緯38°30′以南至西昆侖山前(圖5),并有插入西昆北構(gòu)造帶的可能,東段和南阿爾金地體(圖2)相對應(yīng),盆地內(nèi)大致對應(yīng)中塔里木斷裂帶以南至西昆侖山前的斜坡帶和塔南坳陷。正磁異常帶由單一E-W向高正磁異常體組成,除與阿爾金南緣斷裂相對應(yīng)的NEE向正磁異常帶外,盆地內(nèi)尚存在有于田、和田、皮山和莎車等4條NEE向高正磁異常帶,往西越過英吉沙后,異常帶逐漸轉(zhuǎn)為E-W向,在西昆侖和南天山結(jié)合部位的阿圖什-烏恰背沖構(gòu)造帶與北緯38°30′～39°30′的塔中E-W向正、負異常交替帶合一。磁異常帶的總體走向與阿爾金斷裂帶及阿爾金山前發(fā)育的一組NEE向斷裂的走向一致,與阿爾金斷裂帶相對應(yīng)的正磁異常帶,單個異常體的長軸基本為NEE向和E-W向,和地表出露的花崗巖體及E-W向斷裂走向一致,可見NEE向磁異常帶受NEE向斷裂和花崗質(zhì)巖體雙重因素制約。南阿爾金地體中發(fā)育的NEE向斷裂明顯切割了始于早古生代活動的E-W向逆沖斷裂和韌性剪切帶(圖1、圖2),可見NEE向斷裂的形成要晚于E-W向斷裂和韌性剪切帶,其主要形成于三疊紀后(5中塔里木斷裂帶與構(gòu)造格架的關(guān)系通過塔里木盆地周緣,特別是阿爾金山的變形構(gòu)造研究,結(jié)合塔里木盆地以構(gòu)造、沉積和磁異常資料為主的綜合分析,對塔里木盆地的構(gòu)造格架可以得出下列幾點粗淺認識:(1)塔里木盆地存在有一近于E-W向的斷裂帶,作者謂中塔里木斷裂帶或中塔里木構(gòu)造帶,大致對應(yīng)于現(xiàn)今的塔里木中央隆起帶,往東和阿爾金復(fù)合造山帶中的E-W向韌性剪切帶相連,往西插入西昆侖和西天山結(jié)合部位的阿圖什-烏恰背沖構(gòu)造帶。具有逆沖-走滑性質(zhì)和沿不同構(gòu)造深度的拆離層(或滑脫層)自西向東推移或流動擴展,并伴隨垂向擠出的動力學(xué)特征;斷裂帶現(xiàn)今整體上具有背沖式(斷背狀)斷裂組合;其形成始于早古生代,并經(jīng)歷了晚古生代斷裂性質(zhì)由俯沖→逆沖的轉(zhuǎn)化,在T與J、K與E、E與N時期和N以來具有強烈抬升,塔里木中央隆起帶的形成與中塔里木構(gòu)造帶的形成演化過程密切相關(guān)。但中塔里木斷裂帶的存在及其演化尚需要更多鉆探和地質(zhì)資料證實。(2)大致位于北緯39°30′～40°的E-W向高正磁異常帶,由高磁性的結(jié)晶基底和花崗質(zhì)類巖石引起,根據(jù)其對應(yīng)地表出露的阿爾金北緣Ar(3)塔中隆起帶至塔南前陸盆地的塔南坳陷區(qū),以發(fā)育與阿爾金斷裂走向完全一致的NEE向斷裂系統(tǒng)為特征,與阿爾金斷裂處于統(tǒng)一的左旋構(gòu)造應(yīng)力場中。NEE向斷裂具有斷隆和斷凹相間的斷裂組合形態(tài),它是疊加在早期E-W向構(gòu)造巖漿巖帶之上、于三疊紀進入強烈活動期的后期斷裂。其斷裂組合和北阿爾金蛇綠混雜巖帶以南阿爾金腹地的斷裂組合完全可以類比(圖6)。(4)塔里木盆地處于北側(cè)天山向南推擠、南側(cè)西昆侖向北推擠、東側(cè)阿爾金斷裂左行走滑和西側(cè)喀喇昆侖右行走滑等4類不同性質(zhì)的構(gòu)造應(yīng)力場中,南、北兩側(cè)的擠壓構(gòu)造應(yīng)力場在中塔里木構(gòu)造帶對接,導(dǎo)致背沖型(斷背狀)斷裂構(gòu)造組合和垂直向上擠出及抬升,塔中隆起帶形成。左旋構(gòu)造應(yīng)力場遠較右旋構(gòu)造應(yīng)力場對塔里木盆地構(gòu)造格架的形成影響深遠。東、西兩側(cè)的走滑構(gòu)造應(yīng)力場在莎車、葉城一帶對接,派生向NE方向擠壓的次級構(gòu)造應(yīng)力場(圖4),它是造成塔中隆起帶西端巴楚斷隆形成和中塔里木斷裂帶沿走向向北西方向轉(zhuǎn)折的構(gòu)造因素之一。塔里木盆地現(xiàn)今斷裂構(gòu)造系統(tǒng)和隆、坳相間的構(gòu)造格架基本是在這一復(fù)雜的構(gòu)造應(yīng)力場條件下定型的。(5)假如塔里木中央隆起帶和阿爾金地體在構(gòu)造上可類比,即南阿爾金E-W向斷裂帶(韌性剪切帶)是中塔里木斷裂帶的東延,說明塔里木盆地也曾經(jīng)歷過羅迪尼亞超大陸裂解事件,在晩元古-早古生代時期存在一向東可與北阿爾金-北祁連洋相連的洋盆。與標(biāo)志北阿爾金洋盆北向俯沖的北阿爾金俯沖型韌性剪切帶(或北阿爾金斷裂)(圖1、圖2