准噶尔盆地南缘四棵树凹陷构造变形特征分析

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷构造变形特征分析孟元库;施发剑;汪新文【摘要】ThesouthernJunggarbasinhasbecometheimportantoilexplorationarea.Duetotheunder-prospecting,thestructureofSikeshusaghasnotbeenfullystudied,whichobviouslyinspiresthefurtherprobeintoitsoilreserveinthisvirginland.ThispaperillustratesgeologicalstructurecharacteristicsoftheSikeshusagindetail,whichdividesthestructureintofivecategories：（1）thefracturedstructuresystemofsouthSigu;（2）anticlinefromSikeshutowestlakeandsouthKuitun;（3）fracturedstructureofGuertu;（4）fracturedstructureofAikaxi;（5）fracturedstructuralofKayindike.Inthispaper,eachstructuralsystemisexplainedsequentiallyintheorderofthesectionofseismicgeologytomanifestthedetailedgeo-structure,theageofformedstructureaswellasthedynamiccharacteristics.%鉴于准噶尔盆地南缘地区已经成为新疆石油勘探的重要靶区，但由于其勘探程度低，四棵树凹陷的构造研究不够深入，无法进行彻底的油区构造分析,对进一步寻找油气圈闭造成了困难.文中对四棵树凹陷地质构造特征进行了详细的分析，将其分为五大构造体系：（1）四固南断裂构造体系;（2）四棵树一西湖一奎屯南背斜;（3）固尔图断裂构造体系;（4）艾卡西断裂构造体系;（5）卡因迪克断裂构造体系;然后分别对每个构造体系进行逐一解剖，即主要从地震剖面入手,一一进行地震地质剖面解释，将其划分为每个具体构造，讨论其形成的时期以及动力学特点重点是建立四棵树凹陷的构造格架，为进一步四棵树凹陷的油气勘探提供了有力的证据.【期刊名称】《宁波大学学报（理工版）》【年（卷），期】2012（025）002【总页数】5页（P116-120）【关键词】四棵树凹陷;构造体系;地震剖面;构造格架【作者】孟元库;施发剑;汪新文【作者单位】北京中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083;北京中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083;北京中国地质大学地球科学与资源学院，北京100083【正文语种】中文【中图分类】P552四棵树凹陷位于准噶尔盆地南缘西段,隶属于北天山山前冲断带[1],北部是车排子凸起，西南边界是伊林黑比尔根山,东邻昌吉凹陷，即凹陷处于北天山构造带和西准噶尔构造带交汇处（图1）;主体既归属西部隆起区一级构造单元,又属于北天山山前坳陷带,主体走向为北西西-南东东.它主要形成于印支-燕山中期，沉积了较厚的三叠纪和侏罗纪地层[2],燕山期-喜山早期该区沉降变缓,造成白垩纪和（古近纪）地层在凹陷西部的缺失、尖灭，喜山中期以后该区和准噶尔盆地一起剧烈沉降，接受了巨厚的（古近纪-新近纪）沉积.受印支-燕山期以及喜山期挤压或挤压兼走滑作用的改造，形成了凹陷最终的构造格架（图2）.其中，中-北部地区以印支-燕山形成的隐伏构造体系为主;南部山前一带以喜山期形成的构造体系为主，该区的断裂以简单的基地卷入为主,盖层滑脱变形相对次要一些,以东部地区相对发育一些，且常与新生界的泥岩或者泥膏岩的发育及其塑性变形有关.主体构造可能分为5个受主干断裂控制的构造带或构造体系.该断裂构造体系位于凹陷南缘山前,主体受四固南大断裂带控制,主要包括四固南断裂带、固尔图南1号、2号断裂等.它们在剖面可能组成叠瓦状或叠瓦扇状逆冲结构,在平面上组成西部逐渐归并、东部略微散开的“入”字形构造，因此,我们可以称之为四固南“入”字形构造体系.从剖面上看，该构造组合可能具有后展发育特征,越靠近山前带,断裂活动规模越大、越新（图3）.四固南断裂:靠近山前断褶带，逆断距很大，断层上盘可见石炭纪地层直接出露地表,下盘为第三纪-第四纪地层;断面南倾,倾角为60°,垂直短距超过7km,为简单的断块型构造.该断裂自喜山期以来持续活动，现今形成巨大的地貌差.固尔图南断裂:位于四古南断裂北侧的下盘，该断裂在喜山中期（中新世晚期-上新世初期）活动剧烈，在晚期逐渐减弱.固尔图南背余一高泉背斜带:受该断裂体系的控制而形成.沿该构造体系西段由于主要表现为断块作用,大型的挤压褶皱作用不明显主要形成了一些断裂分布的牵弓I褶皱及断鼻构造（固尔图南断鼻等）.在东段，褶皱作用逐渐明显.除断裂带边缘褶皱明显外，还由于层内的滑脱断层或盐构造发育,使褶皱作用进一步增强,形成固尔图南滑脱褶皱、高泉东背斜带等.西部的固尔图南背斜、固尔图3号、4号背斜等发育于山前的四古南大断裂以北地区（图4）;其深层主要发育倾向北、向南逆冲的断裂,并与倾向南而向北逆冲的断裂组成“Y”字型冲起构造，同时形成深层的背斜构造;这些断层主要发育于中生界，向上延伸至中新统地层中,向下延伸可进入基底岩系.在该构造的上部，则发育产状南倾、向北逆冲的固尔图断层,具有台阶状滑脱断层性质，主要在中新统上部（塔河西组）或上新统底部滑脱;向南侧深部延伸可能也进入基底.东部高泉及高泉东背斜浅层为滑脱背斜（图5及图6）,滑脱层为古近系安集海河组泥岩层底,受挤压时滑脱面形成叠瓦状逆冲断层和背斜.深层可能为基底卷入型单冲背斜和“Y字”形背冲冲起背斜以及与高泉背斜南边的对向冲凹构造.该构造展布于四棵树凹陷东部的近中央地带，呈近东西向延伸,主要由四棵树（或称高泉北）背斜、西湖背斜和奎屯南背斜组成.西湖背斜位于乌苏县城南侧,近东西-北西西向延伸,在地表上表现为一低隆起.由于该构造发育于车排子隆起西南斜坡，其侏罗系地层残留厚度小,下伏基底岩系相对较浅;在下部的侏罗-白垩系中,沿基底隆起的斜坡发育倾向北侧前陆的西湖断裂,并相应产生逆冲断层上盘背斜;西湖断裂可能断穿侏罗纪地层，向下延伸至基底.在西湖背斜的较浅部，则发育滑脱断层,断层由下部的下白垩统滑脱层向北、向上扩展至中新统滑脱层系，并由此进一步加强了浅部地层的变形幅度（图4）.四棵树（或高泉北）背斜展布于四棵树附近,近东西向延伸;主要由新生界组成;背斜构造宽缓，其形成主要与新生界底部的滑脱作用和中新统地层的塑性变形有关，由于层内的叠瓦扇构造使下部地层加厚,具有一定的双重构造特点,主要受喜山期由南向北的推挤作用形成（图7）.其深层的基底略有隆起变形和一定程度的卷入.奎屯南背斜构造位于中部III区块西南部，独山子背斜北侧独山子隐伏断裂下盘;背斜轴向与独山子背斜平行,呈近东西-北西西向展布;背斜南翼宽缓,北翼较陡;圈闭面积与幅度上大下小，在白垩系、古近系底等T0均有显示.新近系底高点埋深4460m,圈闭幅度40m;古近系底高点埋深5780m,圈闭幅度220m.奎屯南背斜构造主要形成于喜山晚期;但在古近纪之前，该构造所处构造背景为南倾的斜坡，即车排子隆起的南延部分,可见古近系下部紫泥泉子组厚度向构造高部位减薄,反映该构造伴随车排子隆起具有继承性发育特征.奎屯南背斜构造向南与变形较强的独山子背斜呈过渡,属于准噶尔南缘山前褶皱冲断带前锋挤压背斜构造,其形成与山前褶皱冲断带密切相关;形成机制上主要与其深部的侏罗-白垩系及基底岩系中发育的隐伏逆冲岩席的向北扩展有关（图8）.位于四棵树凹陷中南部,主体受固尔图断裂带控制,主要包括固尔图断裂、固尔图1号、2号断裂、固尔图东断裂等.它们在剖面组成叠瓦状或“Y”结构;在平面上组成西部逐渐归并、东部散开的“入”字形构造;因此,也可称之为固尔图“入”字形构造体系.这些构造形成于燕山期,主要为侏罗纪晚期一侏罗纪末的构造运动形成.固尔图背余一固尔图东背斜带：由固尔图断裂带控制形成.其深层主要发育倾向北、向南逆冲的断裂,并与倾向南而向北逆冲的断裂组成“Y”字型冲起构造，同时形成深层的背斜构造;这些断层主要在中生界中发育，向上延伸至中新世地层中，向下延伸可进入基底岩系.西部的固尔图背斜（固1井钻探）、固尔图东背斜（固2井钻探）等的发育;主要与深层侏罗系中发育的北倾南冲断层有关，有时为单一的逆冲断层,有时则由多条组成隐伏的叠瓦状构造，或与南倾北冲的次级断层组成“Y”字型结构，这些断层一般可向下延伸进入基底岩系中;背斜构造发育于逆冲断层上盘（图9）.该带西部主要由艾卡西构造带组成，亦呈NWW向展布,包括下部中生代地层中的多个逆冲断块、断鼻构造和背斜构造;总体上位于四棵树凹陷的北侧一车排子隆起的西南侧，与卡因迪克背斜带呈侧列式相接（图9）.该构造带主要受艾卡西断裂控制，主要发育于下部的侏罗纪一三叠纪地层中，向下延伸进入基底岩系，向上一般未切穿白垩系;包括多条断裂，主要断裂为向北倾、向南逆冲，与向南倾、向北逆冲的断裂组成背冲和对冲结构,形成冲隆、冲陷构造;背斜构造发育于冲隆上或逆冲断层的上盘.在平面上组成西部逐渐归并、东部散开的“入”字形构造;因此,也可称之为艾卡西〃入”字形构造体系.这些构造发育于印支期,定型于燕山期.白垩纪以后基本停止活动.艾卡西牵弓构造及断鼻构造群主要由艾卡断裂带的逆冲牵弓I和断块作用控制形成,沿主干和分支断裂带边缘分布.该构造带展布于四棵树凹陷的东北缘，由卡因迪克断裂带和卡因迪克背斜带组成；呈NWW向展布,包括多个次级背斜或断鼻构造，其发育主要受卡因迪克断裂带的控制.总的来看，卡因迪克背斜带分布于车排子古隆起的西界,断裂和背斜分布受断阶控制往隆起方向,侏罗纪地层缺失.卡因迪克背斜带发育于倾向北的卡因迪克断层上盘,剖面上常分布有“Y”字型逆冲断裂结构,逆冲断层上盘或冲起构造上方发育背斜构造;卡因迪克断裂断穿侏罗纪地层,向下可能延伸至基底，因而具有基底卷入的特征(图6);平面上看,次级的断裂及褶皱具有雁列式特征，反映其形成过程中受到了右行剪切作用或受其叠加、改造.四固南断裂构造体系为散开的〃入”字形构造,在剖面上组成叠瓦扇或者叠瓦逆冲结构,具有典型的后展发育特征.四棵树一西湖一奎屯南背斜带靠近凹陷中央带,呈近东西向分布.西湖背斜为—低凸起，在其背斜的较浅部，发育滑脱断层,使得浅部地层变形幅度加强;四棵树背斜具有双重构造特点,基底具有轻微的变形和卷入.奎屯南背斜为山前褶皱冲断带前锋挤压型背斜构造.⑶固尔图断裂构造体系为一“Y”字型冲起构造,在剖面上呈现为叠瓦状.⑷艾卡西断裂构造体系:呈现为NWW向展布,主要由逆冲断块、断鼻和背斜构造组成.在平面上组成西部逐渐归