焉耆盆地中新生代构造抬升与热演化研究

摘要

焉耆盆地是在海西期褶皱基底之上形成和发展起来的一个中、新生代复合盆地。盆地呈NW向菱形形态，被西侧的霍拉山和东部的克孜勒山、南部的库鲁克塔格山和北部的萨阿尔明山所围限，前两者呈NW向展布，后两者呈近EW展布。盆地西界为铁门关断裂，东部为榆树沟—硫磺山断裂(中天山南缘断裂东段)，南界为库鲁克塔格山前的辛格尔断裂，北界为中天山南缘—桑树园子断裂。这四条断裂长期以来控制和影响着焉耆盆地的形成与演化。从构造几何学特征来看，现今盆地展布明显受南天山主要构造格架与断裂构造的控制。 现今焉耆盆地是一经过多期运动改造的残留盆地，侏罗纪盆地面貌与现今面貌相差很大，盆地的范围要比现今大很多。焉耆-库车盆地经过燕山运动晚期和喜山构造运动的改造，造成盆地内第三系与下伏地层的角度不整合。关于此次强烈挤压活动的时限，由于第三系直接覆盖在中侏罗统之上而难以确切厘定；从而造成认识上的不同。本文充分采用不受地层时代的限制，近年已成功地用于高原、造山带和盆地隆升剥蚀-冷却过程和时限研究的裂变径迹分析方法。通过其给出的岩石热演化冷却事件和相关年代学信息，探讨抬升-剥蚀时限及过程。其测试和分析结果同时可与有地层分布和构造变形记录的研究相互印证。 首先对盆地周边露头样品进行了分析，而后对盆地内部博湖南北坳陷钻井裂变径迹样品进行了分析，将焉耆盆地周边白垩纪构造运动划分为早白垩世晚期和晚白垩世晚期两个幕次，其中晚白垩世末为其主要活动时期。 通过对盆地内部博湖南北坳陷抬升-冷却年龄的综合分析，确定盆地内部构造抬升-冷却事件的时限为37～62Ma(始新世到古新世)。 燕山晚期挤压抬升的构造事件中，盆地不同地区受挤压作用的时间有先后，盆地边部最先受到挤压作用的影响，抬升较盆地内部早；在盆地博湖坳陷内部，南部坳陷以及种马场构较北部坳陷早；挤压作用效应表现为从盆地边部向盆地内部逐渐传递的过程。 裂变径迹热史分析表明，焉耆盆地博湖坳陷侏罗系在早白垩纪早期达到最大埋深，古地温是盆地形成以来最高的时期，其温度应当在130℃左右。此后盆地的古地温在持续降低，即使是新生代的埋藏也没有再次使盆地古地温达到使磷灰石裂变径迹受到显著退火的温度。白垩世抬升前北部古地温梯度约为3.61℃/100m，南部坳陷古地温梯度约为3.2～3.3℃/100m。 库鲁克塔格山受燕山晚期运动的影响表现为强烈的抬升。通过裂变径迹分析将库鲁克塔格白垩纪末的构造抬升运动划分为3个幕次：35±7Ma、59～61Ma、73±20Ma；其中59～61Ma(古新世早期)为大规模抬升的主要时期，抬升速率为39～47m/Ma。霍拉山大规模抬升时间约为75～87Ma(晚白垩世)，比库鲁克塔格山稍早些。抬升速率为32.8～38.1m/Ma。将盆地中新生代以来构造演化分成4个阶段：焉耆-库车前陆盆地；造山期后盆地发育阶段；挤压隆升剥蚀阶段；喜山期对冲构造。

目录

文摘

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前言

第一章盆地区域地质概况

第二章焉耆盆地构造特征

第三章库鲁克塔格与霍拉山隆升时限和期次探讨

第四章盆地构造抬升-冷却事件探讨

第五章盆地中新生代热史及构造演化

结论与认识

致谢

参考文献