塔里木盆地巴楚隆起断裂特征及古隆起迁移演化规律

摘要

巴楚隆起为经历了多旋回演化的复合叠加型古隆起，其隆升过程受到了西昆仑、南天山以及阿尔金造山带形成演化的共同控制作用，因此研究巴楚隆起的形成演化过程可以从盆地内部提供周缘造山带的演化证据。另一方面，古近纪中晚期巴楚隆起已经演化成为塔北和塔西南前陆盆地的复合前缘隆起，不整合面的发育位置为前缘隆起迁移提供了有力证据，补充了隆起迁移研究的不足。
　　本文以断层相关褶皱几何学、运动学及板块动力学等理论方法为指导，以地震资料解释、钻井资料分析为基础，综合应用演化剖面制作、沉积厚度分析等手段，研究巴楚隆起主要断裂带的构造样式和叠加改造过程，进一步分析巴楚隆起迁移规律及其动力学机制。主要得到了如下认识和结论:
　　1.以断裂的几何学为基础，提出了研究区构造变形样式。巴楚隆起的断裂构造样式分为:伸展、挤压、走滑和反转构造样式，各构造样式相互叠加改造而形成复杂的组合类型。其中，边界断裂以三角剪切型逆冲构造样式为主，由于兼具走滑的构造性质而在剖面上多呈“y”字形和反“y”字形构造特征。同时，南侧边界发育浅层滑脱断层，与下部的基底卷入断层形成垂向的叠加构造样式。隆起内部主干断裂表现出多期活动特征，为早期正断层反转或早期的逆冲断层被后期压扭断层错断的构造样式。而隆起内部的次级断裂带，由于受控于不同时期应力场而发育正花状（隆起东段）、负花状（边界断裂上盘）等构造样式。
　　2.根据断裂带的平面走向以及发育期次，确定了断裂系统的动力学属性。在巴楚隆起划分出加里东早期伸展断裂系统、加里东中期挤压断裂系统、海西晚期伸展断裂系统和喜山期压扭断裂系统，并首次提出加里东晚期-海西早期走滑断裂系统。将上述断裂系统与周缘造山带演化相联系，指出加里东早期伸展断裂系统和加里东中期挤压断裂系统主要受控于古昆仑洋的开启和闭合;加里东晚期-海西早期走滑断裂系统主要与古阿尔金洋的碰撞相关;海西晚期伸展断裂系统受南天山的演化影响较大;而喜山期的压扭断裂系统则受到南天山与西昆仑山造山带的共同控制作用。
　　3.通过巴楚隆起古构造恢复分析，认为巴楚隆起为一个多期活动的复合叠加型古隆起，其演化过程可分为四个主要演化阶段:(1)加里东-海西早期，随着古昆仑洋和古阿尔金洋的开启、消减和闭合，巴楚地区处于坳陷-隆起交替发育阶段;(2)海西中、晚期-印支期，巴楚隆起差异演化阶段:海西中、晚期南天山碰撞造山导致巴楚西段开始局部隆升，而巴楚地区东段由于南侧和田古隆起的抬升，巴楚地区东部处于相对坳陷阶段;印支期，受羌塘微陆块碰撞影响，巴楚、柯坪、塔西南等地处于统一隆起状态，巴楚地区依然处于西高东低的构造格局;(3)燕山期，塔里木盆地处于周缘坳陷盆地发育阶段，巴楚地区处于相对隆升状态，侏罗系与白垩系地层完全缺失;(4)喜山期，受印藏碰撞远程效应控制，研究区南北两侧的边界断裂强烈活动，构造负载及板内应力导致岩石圈挠曲，巴楚隆起快速隆升，进入前缘隆起演化阶段。
　　4.结合断裂系统的演化和隆起的隆凹格局变迁，指出断裂活动对隆起形成演化重要的控制作用，及隆起形态对断裂活动时间的启示作用。断裂活动对隆起的形成演化的控制主要体现在三个时期:加里东中期挤压断裂系统控制了加里东中期巴楚东段水下低隆的形成;喜山早期阿恰断裂和吐木休克断裂西段活动，控制了古近纪古隆起北部的分布范围;喜山中期，巴楚隆起南北两侧边界断裂发生强烈的逆冲活动，断裂活动完全控制了隆起发育位置。另一方面，由于隆起的发育与断裂活动的一致性，隆起的形态对地层缺失区域断裂的活动时间具有一定的启示作用。
　　5.根据巴楚隆起新生代的隆升机制及造山带演化过程，建立了塔里木盆地新生代再生前陆盆地系统的前缘隆起演化模式，以及前缘隆起迁移模式。主要可分为三个演化阶段:喜山早期前缘隆起雏形阶段，喜山中期前缘隆起发展阶段，喜山晚期前缘隆起埋藏阶段。古近纪中晚期，西昆仑山已经开始隆升活动，塔西南与塔北前陆盆地开始形成，巴楚隆起成为前陆盆地的前缘隆起;中新世，由于印-藏碰撞的远程效应导致塔里木板块承受较大的板内挤压应力作用，巴楚隆起由于薄弱的基底强度而发生强烈隆升剥蚀;上新世开始，西昆仑与南天山造山带进入快速隆升阶段，快速的剥蚀与沉积物搬运导致巴楚前缘隆起带开始接受沉积，沉积负载加剧了巴楚前缘隆起的沉降、埋藏。在新生代整个演化过程中，巴楚前缘隆起表现出阶梯式的由南向北迁移，反应了西昆仑造山带的不断向克拉通方向推进。但由于北侧边界断裂的长期活动，造成前缘隆起北侧迁移的停滞，取而代之的是纵向上的发展，促进高幅度前缘隆起的形成。

目录

声明

致谢

摘要

1．引言

1．1 选题背景及意义

1．2 研究现状与存在的问题

1．2．1 研究现状

1．2．2 存在的问题

1．3．研究方案

1．3．1 研究的主要内容

1．3．2 研究方法和技术路线

1．4 主要工作量与创新性成果

1．4．1 完成的主要工作量

1．4．2 取得的创新性成果

2．区域地质概况

2．1 大地构造背景

2．1．1 古昆仑洋构造旋回

2．1．2 古特提斯洋构造旋回

2．1．3 新特提斯洋构造旋回

2．2 地层及沉积特征

2．3 地震反射波地质属性的标定

3．巴楚隆起断裂特征

3．1 边界断裂构造样式与复合叠加构造特征

3．1．1 色力布亚-亚松迪断裂带

3．1．2 阿恰断裂带

3．1．3 吐木休克-巴东断裂带

3．2 隆起内部主要断裂带构造样式与多期活动特征

3．2．1 古董山断裂带

3．2．2 卡拉沙依断裂带

3．2．3 和4井断裂带

3．2．4 东南侧台地边缘坡折带

3．3 次级断裂构造变形特征及机制

3．3．1 加里东晚期NE向走滑断裂

3．3．2 海西晚期NW向拉张断层

3．3．3 喜山期主干断裂派生正断层

3．4 断裂系统平面演化规律

3．4．1 加里东早期

3．4．2 加里东中期

3．4．3 加里东晚期-海西早期

3．4．4 海西晚期

3．4．5 喜山期

4．巴楚隆起迁移演化规律

4．1．主要研究方法

4．1．1 等厚图法及其组合

4．1．2 构造演化剖面方法

4．2 巴楚隆起时空变迁规律

4．2．1 主要构造期古隆起恢复

4．2．2 巴楚隆起时空变迁规律

4．3 巴楚隆起东西段差异演化过程

4．4 断裂系统与隆起演化的关系

4．4．1 断裂活动对隆起演化的控制作用

4．4．2 隆起形态对断裂活动时间的启示作用

5．巴楚隆起构造演化动力学背景分析

5．1 NE向走滑断裂动力学机制

5．2 巴楚隆起新生代前缘隆起演化机制探讨

5．2．1 喜山早期前缘隆起雏形阶段

5．2．2 喜山中期前缘隆起发展阶段

5．2．3 喜山晚期前缘隆起埋藏阶段

5．3 新生代巴楚前缘隆起迁移规律

6．结论

参考文献

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