塔里木盆地中部构造背景与构造格架的探讨

塔里木盆地中部构造背景与构造格架的探讨

1沉积建造地质研究进展塔里木地块位于昆山湖和阿尔金山之间的造山带之间。由于广泛的第四纪沉积物和巨大的中新世沉积物，它长期以来一直制约着人们对其真实结构的理解。近几十年来,由于塔里木盆地油气资源的勘查和需求,使塔里木盆地沉积建造的研究取得了长足进展,提出了许多重要认识。新生代以来,塔里木盆地具有“三隆二凹”或“四隆二凹”的总体构造格架(塔里木盆地构造单元的划分,历来主要依据生物地层和沉积建造资料。多数学者认为塔里木盆地是与中朝地块相连的稳定陆块(在对塔里木盆地进行构造分析前,我们必需了解其周缘造山复合体在地质历史时期经历的几个重大构造事件:①塔里木地块是被周缘天山、西昆仑山和阿尔金山等古生代造山带围绕的山间陆块,这些造山带,普遍发育有与晚元古-早古生代板块活动相关的蛇绿混杂岩、高压变质岩、岛弧型花岗岩及深层韧性剪切带(2早古生代板块构造单元和边界断裂组成塔里木盆地周缘的天山复合造山带、西昆仑复合造山带和阿尔金复合造山带,总体上看,构造带近E-W向展布(图1),与天山复合造山带和西昆仑复合造山带早古生代板块构造演化相关的蛇绿混杂岩、岛弧型花岗岩、高压-超高压变质岩和深层韧性剪切带(阿尔金造山复合体自北而南由阿尔金北缘地体、北阿尔金活动陆缘增生带、北阿尔金断裂、北阿尔金俯冲杂岩带、阿尔金地体、南阿尔金活动陆缘增生带、南阿尔金断裂、南阿尔金俯冲杂岩带、南阿尔金地体和阿尔金南缘断裂等构造单元和边界断裂组成(图1、图2)。2.1蛇绿岩套岩的地球化学特征位于北阿尔金断裂以南的北阿尔金蛇绿混杂岩带(图2),发育有蛇绿岩套的主要组分超基性岩、洋脊玄武岩和深海硅质岩建造,岩石地球化学特征表明形成于洋盆扩张的构造环境(2.2金地体ptpt阿尔金地体由Pt3构造单元边界断裂三叠纪以来东昆仑-祁连复合地体的北向逆冲扩展和阿尔金左行走滑断裂的形成是塔里木盆地东缘最重要的构造事件(区域上的左旋走滑运动向西至少可追朔到和田、皮山一线,可见阿尔金左行走滑断裂远较西侧费尔干纳-喀喇昆仑右行走滑断裂对塔里木盆地构造格架的形成影响深远,在南阿尔金断裂至中塔里木断裂带以南的塔南/南阿尔金地体(图1、图4),存在有和阿尔金左行走滑断裂运动学程式完全一致的统一的左旋走滑运动。右旋构造应力场和左旋构造应力场在莎车、叶城一带对接,导致塔西南坳陷带在莎车、叶城一带的局部抬升,同时派生向NE方向挤压的次级构造应力场(图4)。塔里木盆地现代构造单元的边界断裂,特别是西部的构造单元边界断裂,大都是在这一构造应力场条件下定型的。塔里木盆地南、北两侧向盆地的挤压构造应力场和东侧的左旋构造应力场、西侧的右旋构造应力场造就的盆内复杂构造应力系统,制约了塔里木盆地现今断裂构造的发育,盆地现今构造单元的边界断裂基本上属于这一断裂构造系统或动力学系统。4盆内木磁异常分布塔里木盆地的磁异常带(体)和地表出露的构造岩浆岩带(岩体)(在磁异常图上,塔里木盆地可明显划分为2个异常区,大致以北纬39°30′～40°为界,北部为一大型块状负磁异常区,南部为正、负磁异常相间区,中部大致位于北纬39°30′～40°为强正磁异常带(图5)。4.1磁异常分区分析北纬39°30′～40°的E-W向高正磁异常带,异常宽、连续性好,强度大,平面上主体对应其东侧的阿尔金北缘变质杂岩带(图2、图5)。往东越过东经88°(阿尔干以东)后,磁异常带(体)逐渐转为北东东向和阿尔金断裂大致平行,直至北纬41°,越过北纬41°后,逐渐转变为断续延伸的、并以E-W向正磁异常为主,更类似于天山-北山构造带的磁异常特征,说明塔中高磁异常带是重要的区域磁异常分界。高强度的磁异常带由结晶基底和花岗质类岩石引起,根据其对应地表出露的阿尔金北缘Ar塔里木盆地残余厚度等值线图和古构造岩相图显示自震旦纪开始,在塔中1井北侧存在一相对隆起带,它制约了塔里木盆地南、北两侧坳陷和沉积建造的发育,北侧为克拉通坳陷和次生海相沉积区,南侧为鼻状隆起和局部坳陷区,这一沉积构造特点至少保持到奥陶纪(4.2s-n向正磁异常体北纬39°30′～40°E-W向高正磁异常带以北为一大型块状负磁异常区,磁异常体总体呈近东西向分布,从宏观上看,基本对应塔中隆起带以北的塔北坳陷区,高负磁异常由巨厚的沉积建造引起,也可能与深部热作用导致结晶岩的退磁作用或缺失太古界磁性结晶基底有关。在东经82°～83°和85°30′～86°30′出现局部的S-N向正磁异常体或弱的负磁异常体,将块状负磁异常区划分为大致与阿瓦提凹陷、库车-沙雅凹陷和库尔勒东凹陷等3个凹陷相对应的次级负异常区。构成塔里木盆地与天山复合造山带边界的塔里木盆地北缘断裂(图1),在磁异常图上(图5),86°以西与断裂对应的为一些不连续的星散状正异常体,磁常带特征不清晰,表明86°以西,塔里木盆地北缘断裂主要穿越沉积盖层区。但86°以东,出现连续性好、由斜列式NWW向正磁异常体组成的E-W向正磁异常带,总体和东南天山构造岩浆岩带相对应,但和库鲁克塔格地块相对应的为强负异常(图5),显示库鲁克塔格地块为无根的变质地体。异常带的总体特征反应南天山地体,特别是塔里木盆地和天山复合地体的结合部位,仅存在有中、浅层次的自北而南的基底卷入型逆冲、推覆构造,和塔里木盆地南缘盆山结合带的高正磁异常/强陆内俯冲带的构造特征(4.3高负磁异常区塔中高磁异常带南侧,大致位于北纬38°30′～39°30′,存在一复杂的磁异常带(图5),东经81°～88°间基本为高负磁异常区,大致对应塔里木中央隆起区的卡塔克隆起、巴楚隆起东段和古城墟隆起西段的巨厚沉积区;东经81°以西为主要由NEE向磁异常体构成的近于E-W向的正磁异常带,基本对应于南、北向挤压构造应力场对接部位的阿图什-乌恰背冲型构造区(4.3.1构造带和边界断裂带现有的勘探资料表明,塔里木盆地中央隆起带存在有多条NWW走向的断裂,如卡塔克隆起带内的塔中1号断裂、塔中10号构造带、塔中Ⅱ号构造带、巴楚断隆和麦盖地斜坡的边界断裂麻扎塔格断裂(南段)等(金之钧,2007;李丕龙,2007;竺知新,2007;任建业,2008;4.3.2w向断裂带与南、北边界断裂带的配伍中塔里木断裂带往东延伸,推测与阿尔金山腹地的E-W向断裂带相连(图2),后者是分别以NALF和SALF为北、南边界的大型E-W向断裂带,现今分别表现为向南、向北中等-高角度倾斜的脆韧性断裂(4.4磁异常带的地质特征NEE向正、负磁异常相间带大致位于北纬38°30′以南至西昆仑山前(图5),并有插入西昆北构造带的可能,东段和南阿尔金地体(图2)相对应,盆地内大致对应中塔里木断裂带以南至西昆仑山前的斜坡带和塔南坳陷。正磁异常带由单一E-W向高正磁异常体组成,除与阿尔金南缘断裂相对应的NEE向正磁异常带外,盆地内尚存在有于田、和田、皮山和莎车等4条NEE向高正磁异常带,往西越过英吉沙后,异常带逐渐转为E-W向,在西昆仑和南天山结合部位的阿图什-乌恰背冲构造带与北纬38°30′～39°30′的塔中E-W向正、负异常交替带合一。磁异常带的总体走向与阿尔金断裂带及阿尔金山前发育的一组NEE向断裂的走向一致,与阿尔金断裂带相对应的正磁异常带,单个异常体的长轴基本为NEE向和E-W向,和地表出露的花岗岩体及E-W向断裂走向一致,可见NEE向磁异常带受NEE向断裂和花岗质岩体双重因素制约。南阿尔金地体中发育的NEE向断裂明显切割了始于早古生代活动的E-W向逆冲断裂和韧性剪切带(图1、图2),可见NEE向断裂的形成要晚于E-W向断裂和韧性剪切带,其主要形成于三叠纪后(5中塔里木断裂带与构造格架的关系通过塔里木盆地周缘,特别是阿尔金山的变形构造研究,结合塔里木盆地以构造、沉积和磁异常资料为主的综合分析,对塔里木盆地的构造格架可以得出下列几点粗浅认识:(1)塔里木盆地存在有一近于E-W向的断裂带,作者谓中塔里木断裂带或中塔里木构造带,大致对应于现今的塔里木中央隆起带,往东和阿尔金复合造山带中的E-W向韧性剪切带相连,往西插入西昆仑和西天山结合部位的阿图什-乌恰背冲构造带。具有逆冲-走滑性质和沿不同构造深度的拆离层(或滑脱层)自西向东推移或流动扩展,并伴随垂向挤出的动力学特征;断裂带现今整体上具有背冲式(断背状)断裂组合;其形成始于早古生代,并经历了晚古生代断裂性质由俯冲→逆冲的转化,在T与J、K与E、E与N时期和N以来具有强烈抬升,塔里木中央隆起带的形成与中塔里木构造带的形成演化过程密切相关。但中塔里木断裂带的存在及其演化尚需要更多钻探和地质资料证实。(2)大致位于北纬39°30′～40°的E-W向高正磁异常带,由高磁性的结晶基底和花岗质类岩石引起,根据其对应地表出露的阿尔金北缘Ar(3)塔中隆起带至塔南前陆盆地的塔南坳陷区,以发育与阿尔金断裂走向完全一致的NEE向断裂系统为特征,与阿尔金断裂处于统一的左旋构造应力场中。NEE向断裂具有断隆和断凹相间的断裂组合形态,它是叠加在早期E-W向构造岩浆岩带之上、于三叠纪进入强烈活动期的后期断裂。其断裂组合和北阿尔金蛇绿混杂岩带以南阿尔金腹地的断裂组合完全可以类比(图6)。(4)塔里木盆地处于北侧天山向南推挤、南侧西昆仑向北推挤、东侧阿尔金断裂左行走滑和西侧喀喇昆仑右行走滑等4类不同性质的构造应力场中,南、北两侧的挤压构造应力场在中塔里木构造带对接,导致背冲型(断背状)断裂构造组合和垂直向上挤出及抬升,塔中隆起带形成。左旋构造应力场远较右旋构造应力场对塔里木盆地构造格架的形成影响深远。东、西两侧的走滑构造应力场在莎车、叶城一带对接,派生向NE方向挤压的次级构造应力场(图4),它是造成塔中隆起带西端巴楚断隆形成和中塔里木断裂带沿走向向北西方向转折的构造因素之一。塔里木盆地现今断裂构造系统和隆、坳相间的构造格架基本是在这一复杂的构造应力场条件下定型的。(5)假如塔里木中央隆起带和阿尔金地体在构造上可类比,即南阿尔金E-W向断裂带(韧性剪切带)是中塔里木断裂带的东延,说明塔里木盆地也曾经历过罗迪尼亚超大陆裂解事件,在晩元古-早古生代时期存在一向东可与北阿尔金-北祁连洋相连的洋盆。与标志北阿尔金洋盆北向俯冲的北阿尔金俯冲型韧性剪切带(或北阿尔金断裂)(图1、图2