李 樂，侯貴廷，潘文慶，琚 巖，張慶蓮，舒武林，肖芳鋒，鞠 瑋

(1.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871;2.北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100871;3.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 100871;4.塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，庫爾勒 841000)

塔里木盆地巴楚地區(qū)二疊紀(jì)以來構(gòu)造應(yīng)力場解析

李 樂1，2，3，侯貴廷1，2，3，潘文慶4，琚 巖4，張慶蓮1，2，3，舒武林1，2，3，肖芳鋒1，2，3，鞠 瑋1，2，3

(1.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871;2.北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100871;3.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 100871;4.塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，庫爾勒 841000)

通過構(gòu)造地質(zhì)演化分析，將塔里木盆地西北部巴楚地區(qū)二疊紀(jì)以來具有較強(qiáng)構(gòu)造變形的構(gòu)造應(yīng)力場分為3期:晚古生代二疊紀(jì)末、中生代三疊紀(jì)—古近紀(jì)和新生代新近紀(jì)以來。通過對(duì)巴楚地區(qū)巖墻、節(jié)理、擦痕、褶皺與斷層等應(yīng)力感構(gòu)造的測量分析，對(duì)各時(shí)代地層中應(yīng)力感構(gòu)造的發(fā)育特征進(jìn)行對(duì)比與分期總結(jié)，同時(shí)對(duì)節(jié)理等進(jìn)行分期配套，發(fā)現(xiàn)巴楚地區(qū)二疊紀(jì)末最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽飨?，與中天山島弧和塔里木板塊的斜向碰撞有關(guān);三疊紀(jì)—古近紀(jì)為北北東向，可能與侏羅紀(jì)塔里木盆地的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)受到抑制有關(guān);新近紀(jì)以來由于印度板塊與歐亞板塊相互碰撞，巴楚地區(qū)最大主壓應(yīng)力方向?yàn)槟媳毕?。利用二維有限元方法對(duì)巴楚地區(qū)新近紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與實(shí)際情況擬合較好。

塔里木盆地;巴楚地區(qū);構(gòu)造應(yīng)力場;最大主壓應(yīng)力

區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的研究不僅從歷史演化角度，而且在力學(xué)機(jī)制上對(duì)闡明沉積盆地形成、演化的大地構(gòu)造環(huán)境有著不可替代的功能。同時(shí)，構(gòu)造應(yīng)力場對(duì)于研究裂縫發(fā)育與油氣運(yùn)移的關(guān)系，進(jìn)而找尋有利油氣圈閉也具有重要的指導(dǎo)作用［1］。前人已對(duì)塔里木盆地構(gòu)造應(yīng)力場進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)為盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，但對(duì)巴楚地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場分期未作系統(tǒng)分析。本文將通過盆地周緣應(yīng)力感構(gòu)造測量與數(shù)據(jù)處理分別論述各時(shí)期應(yīng)力場特征。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

研究區(qū)位于塔里木盆地的西北緣，地處阿恰斷裂帶與色力布亞斷裂帶之間。西北與柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶相鄰，東北以阿恰斷裂帶與阿瓦提凹陷分隔，西南以色力布亞斷裂帶與麥蓋提斜坡相連，東南為巴楚隆起［2～3］。該區(qū)在地質(zhì)歷史時(shí)期經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，對(duì)其進(jìn)行構(gòu)造應(yīng)力場研究不僅有助于盆地內(nèi)部構(gòu)造形變的分析，而且有助于對(duì)整個(gè)盆地的構(gòu)造演化及所處的大地構(gòu)造背景的進(jìn)一步研究。研究區(qū)的區(qū)域構(gòu)造位置處于柯坪逆沖推覆構(gòu)造帶和巴楚隆起的結(jié)合部位 (見圖1)。

圖1 塔里木盆地西北緣地區(qū)構(gòu)造簡圖及工作路線Fig.1 Simple structural map of the northwest region of Tarim basin

古生代時(shí)期，柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶與巴楚隆起帶無論在地層系統(tǒng)、巖石組合、古生物和沉積相特征等方面均存在可比性，表明柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶和巴楚隆起帶在前中生代是連為一體的，同屬塔里木盆地西北緣的一部分［4］。該區(qū)在晚石炭世中期為克拉通內(nèi)拗陷碳酸鹽巖臺(tái)地，并一直持續(xù)到早二疊世早期。早二疊世晚期，由于古特提斯洋向北俯沖，使已經(jīng)成為歐亞大陸南緣的塔里木板塊處于弧后伸展環(huán)境，深部地幔熱物質(zhì)上涌，并伴隨巖漿活動(dòng)，而此時(shí)本區(qū)處于盆地的西北部，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，形成了巴楚小海子水庫東部的麻扎塔格基性巖體以及數(shù)以百計(jì)的巖墻和巖脈［5］。隨后，在中生代三疊紀(jì)末期，由于塔里木的南緣羌塘地體與塔里木陸塊碰撞增生，形成塔里木西部的柯坪—巴楚隆起，并且在侏羅—白堊紀(jì)持續(xù)隆升，一直到古近紀(jì)早期［3］。中生代柯坪構(gòu)造帶和巴楚隆起帶形成雛形，并且它們之間的斷裂活動(dòng)加強(qiáng)。新近紀(jì)以來由于印度板塊與歐亞板塊碰撞的遠(yuǎn)距離效應(yīng)和西南天山地區(qū)板內(nèi)造山影響，陸陸碰撞劇烈的構(gòu)造作用不僅使盆地南緣的昆侖山系抬升，其遠(yuǎn)距離效應(yīng)導(dǎo)致了天山山系重新崛起，其構(gòu)造活動(dòng)在本區(qū)表現(xiàn)明顯，造成了強(qiáng)烈的沖斷抬升和推覆。在上新世末—更新世初柯坪構(gòu)造帶沿柯坪塔格—沙井子斷裂發(fā)生強(qiáng)烈擠壓，形成五排逆沖推覆構(gòu)造帶，逆沖到巴楚隆起的北部之上［5］。

綜上分析得出，二疊紀(jì)以來塔里木盆地西北部巴楚地區(qū)經(jīng)歷了3期較為明顯的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，具有較強(qiáng)構(gòu)造變形的構(gòu)造應(yīng)力場分為3期:二疊紀(jì)、三疊紀(jì)末—古近紀(jì)初、新近紀(jì)以來。

2 盆地周緣應(yīng)力感構(gòu)造測量與數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行古構(gòu)造應(yīng)力場研究時(shí)，最基本的方法是利用野外巖石中現(xiàn)存的構(gòu)造形變特征反推形變作用發(fā)生時(shí)的構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)，而將這些可被利用的構(gòu)造變形形跡稱之為具有應(yīng)力感的構(gòu)造［6～7］。應(yīng)力感構(gòu)造包括:節(jié)理、褶皺、斷層、擦痕、巖墻、構(gòu)造線理等［8～10］。在野外充分根據(jù)現(xiàn)場情況和前人的研究成果，對(duì)各時(shí)代地層中應(yīng)力感構(gòu)造的發(fā)育特征進(jìn)行對(duì)比與分期總結(jié)，同時(shí)利用限制、切錯(cuò)、疊加、置換等關(guān)系及節(jié)理尾端特征，對(duì)節(jié)理等進(jìn)行分期配套。

研究區(qū)廣泛發(fā)育各種應(yīng)力感數(shù)據(jù)，如:共軛節(jié)理、斷層擦痕、褶皺兩翼產(chǎn)狀和軸面劈理產(chǎn)狀等。數(shù)據(jù)處理主要利用赤平投影求最大主應(yīng)力方位:①根據(jù)墻群的產(chǎn)狀及時(shí)代確定某時(shí)期的構(gòu)造應(yīng)力場方向;②分別根據(jù)每對(duì)共軛節(jié)理的產(chǎn)狀，求出其所代表的最大主應(yīng)力方位(兩個(gè)節(jié)理面的銳角平分線)，最后求出所有最大主應(yīng)力優(yōu)勢(shì)方位;③根據(jù)褶皺兩翼地層的產(chǎn)狀用貝塔圖解求出褶皺軸面及褶皺兩翼的平均產(chǎn)狀，然后求得主應(yīng)力方位;④根據(jù)擦痕和斷層產(chǎn)狀 (正、逆斷層)，利用斷層形成應(yīng)力條件確定最大主應(yīng)力方位。

根據(jù)上述對(duì)應(yīng)力感構(gòu)造的處理方法，沿著柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶從柯坪地區(qū)開始，經(jīng)過一間房地區(qū)、巴楚地區(qū)對(duì)研究區(qū)內(nèi)所有野外測量的褶皺、共軛節(jié)理、擦痕、斷層等應(yīng)力感構(gòu)造進(jìn)行處理，得出最大主壓應(yīng)力走向等密度圖 (見圖2a)與最大主壓應(yīng)力走向玫瑰花圖 (見圖2b)。

圖2 巴楚地區(qū)最大主壓應(yīng)力方位圖Fig.2 Directions of maximum principal stress in Bachu area

由圖2可以明顯得出研究區(qū)最大主壓應(yīng)力存在3個(gè)優(yōu)勢(shì)方位，其方向分別為北西—南東方向、北北東—南南西方向、近南北向。根據(jù)獲得的應(yīng)力感數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，依次按晚古生代、中生代、新生代的順序分析本區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場。

3 二疊紀(jì)應(yīng)力場構(gòu)造解析

3.1 巖墻構(gòu)造應(yīng)力解析

巖墻群代表一種區(qū)域性的構(gòu)造節(jié)理系統(tǒng)，反映了巖墻侵位時(shí)古構(gòu)造應(yīng)力場作用下的脆性破裂［11］。巖墻群實(shí)際上是在一定的應(yīng)力系統(tǒng)作用下形成的小節(jié)理群或薄弱面，后期繼承擴(kuò)展成為大節(jié)理群，隨后基性巖漿侵位到這些先存的大節(jié)理群內(nèi)形成的。未變形未變質(zhì)的基性巖墻群一般產(chǎn)狀直立，走向穩(wěn)定，具有區(qū)域地質(zhì)對(duì)比意義，成為構(gòu)造應(yīng)力場的有效標(biāo)志。張性節(jié)理所形成的巖墻，一般具有追蹤張?zhí)卣鳎蚓哂袖忼X狀或波狀邊界形態(tài)，從而區(qū)別于剪節(jié)理形成的巖墻，其走向指示最大主壓應(yīng)力方向，垂直于巖墻的走向?yàn)樯煺狗较颍?2～13］。研究這樣的大型巖墻群有助于建立區(qū)域古應(yīng)力場和了解巖墻形成前后的變形事件［14］。

在巴楚小海子地區(qū)發(fā)育的大量二疊紀(jì)巖墻群的優(yōu)勢(shì)走向?yàn)楸蔽飨?(見圖3)。本區(qū)的小海子巖墻群，其空間分布受到了區(qū)域性的張性構(gòu)造控制，具有追蹤張、鋸齒狀、波狀邊界形態(tài)特征，未變質(zhì)或輕微變質(zhì)，并且傾角以近直立為主，所以它保持了巖墻形成時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。遙感影像中巖墻的線性影紋方位可以代表其巖墻的走向［15］，所以可以利用遙感影像技術(shù)，對(duì)巴楚小海子地區(qū)的巖墻走向進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，走向介于0°～45°的巖墻共有10條，走向介于45°～90°的巖墻共有7條，走向介于90°～135°的巖墻共有14條，走向介于135°～180°的巖墻共有81條。

圖3 巴楚地區(qū)小海子巖墻指示二疊紀(jì)末最大主壓應(yīng)力方位圖Fig.3 Directions of Permian maximum principal stress derived from Permian dykes in Xiaohaizi，Bachu area

根據(jù)前人研究，小海子巖墻群正長巖體的年齡為277～282 Ma，輝綠巖脈的年齡為266～278 Ma，正長斑巖脈的年齡為269～277 Ma［16～18］，為二疊紀(jì)巖墻群。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的巖墻走向，作出最大主壓應(yīng)力走向等密度圖 (見圖3a)與最大主壓應(yīng)力走向玫瑰花圖 (見圖3b)。

根據(jù)巖墻走向玫瑰花圖和巖墻走向優(yōu)勢(shì)方位圖 (見圖3)所顯示的結(jié)果，可知最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向 (約333°)，這與野外測量的應(yīng)力感構(gòu)造得出的一期較強(qiáng)構(gòu)造變形應(yīng)力場的方向也是一致的 (約332°)(見圖2)。因此，柯坪—西克爾地區(qū)在二疊紀(jì)時(shí)期的構(gòu)造應(yīng)力場最大主壓應(yīng)力的方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向。

鄰區(qū)塔里木盆地東北緣庫魯克塔格地區(qū)分布有數(shù)以千計(jì)的緊密排列近平行的鐵鎂質(zhì)巖墻，走向?yàn)楸蔽鳌蠔|向 (330°)。巖墻群K-Ar等時(shí)線年齡為287 Ma，這也指示二疊紀(jì)時(shí)期最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽鳎?9～20］。該期構(gòu)造應(yīng)力場的形成與早二疊世南天山弧后盆地和北部古大洋消亡，塔里木板塊與中天山地塊、哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊最終碰撞拼貼有關(guān)［21］。

3.2 褶皺構(gòu)造應(yīng)力解析

在宏觀上，褶皺可以反映與它們的走向相垂直的水平擠壓應(yīng)力的存在，即褶皺軸面的傾向與同期最大主壓應(yīng)力方向相同［22］。巴楚西側(cè)西克爾地區(qū)石炭-二疊系中普遍發(fā)育褶皺構(gòu)造，類型以向斜為主，無強(qiáng)烈擠壓特征，并在上覆地層中亦無同類構(gòu)造出現(xiàn)，僅出露于石炭-二疊系。依據(jù)4個(gè)向斜剖面的野外產(chǎn)狀數(shù)據(jù)，用向斜貝塔圖解 (見圖4)可以明顯地看出4向斜所求得水平最大主應(yīng)力方向?yàn)?40.5°，336.8°，343.1°和325.4°，為北西向。因此，巴楚地區(qū)二疊紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場的最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽飨颉?/p>

圖4 西克爾地區(qū)二疊系向斜貝塔圖Fig.4 Beta analysis of Permian folds，Xikeer area

4 中生代應(yīng)力場構(gòu)造解析

三疊紀(jì)塔里木盆地板塊南緣發(fā)生古特提斯洋向北強(qiáng)烈俯沖，羌塘地塊與塔里木板塊碰撞，進(jìn)入前陸盆地構(gòu)造發(fā)展階段。三疊紀(jì)末，塔里木盆地在經(jīng)歷了二疊紀(jì)—三疊紀(jì)的擠壓作用后，最大主壓應(yīng)力方向?yàn)?6°。侏羅紀(jì)—古近紀(jì)進(jìn)入應(yīng)力松馳狀態(tài)，為斷陷盆地發(fā)展時(shí)期，侏羅紀(jì)—古近紀(jì)古緯度未發(fā)生明顯變化，巴楚地區(qū)侏羅紀(jì)局部應(yīng)力場最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸北睎|向，主壓應(yīng)力軸方位為北北東向17°。白堊紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場基本延續(xù)了侏羅紀(jì)的特點(diǎn)，主壓應(yīng)力軸方位15°［23］。這表明晚三疊紀(jì)末開始研究區(qū)是北北東—南南西向的區(qū)域擠壓背景，塔里木盆地及周緣山系抬升，缺失沉積，這種背景可能與侏羅紀(jì)塔里木盆地的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)受到抑制有關(guān)。塔里木盆地的邊界并非自由邊界，在經(jīng)歷一段時(shí)間的旋轉(zhuǎn)調(diào)整之后受到阻礙，從而出現(xiàn)短期的擠壓背景，導(dǎo)致南天山山前沖斷帶復(fù)活，地形變陡，出現(xiàn)扇三角洲、沖積扇沉積。同時(shí)這種沖斷負(fù)荷作用造成板緣的撓曲沉降，堆積了磨拉石建造。這些都反映了塔里木盆地北緣中生代存在擠壓作用。古近紀(jì)的構(gòu)造應(yīng)力場仍延續(xù)白堊紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場［23］。

利用斷層和擦痕的產(chǎn)狀及斷層性質(zhì)求最大主應(yīng)力方向的方法前人早有研究［24～25］。從野外測量結(jié)果來看，一間房地區(qū)廣泛發(fā)育斷層及擦痕，巴楚隆起上的一間房地區(qū)逆斷層切割二疊紀(jì)巖墻 (見圖5a)，并被新生代的柯坪塔格構(gòu)造帶逆掩推覆，也說明巴楚隆起上的這些構(gòu)造是中生代構(gòu)造。對(duì)該區(qū)中生代逆斷層及擦痕構(gòu)造產(chǎn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以得出最大主壓應(yīng)力走向等密度圖 (見圖5b)與最大主壓應(yīng)力走向玫瑰花圖 (見圖5c)，表明中生代本區(qū)的最大主壓應(yīng)力優(yōu)勢(shì)方位為17°，是北北東向。

圖5 巴楚地區(qū)一間房地區(qū)逆斷層及最大主壓應(yīng)力方向Fig.5 The profile of YJF reverse fault in Bachu area and the maximum principal stress directions

根據(jù)全區(qū)應(yīng)力感構(gòu)造的最大主應(yīng)力走向等密度圖 (見圖2a)和最大主應(yīng)力走向玫瑰花圖 (見圖2b)分析，奧陶紀(jì)以來地層中存在3組最大主壓應(yīng)力方向，即北西向、北北東向和近南北向。新近紀(jì)的應(yīng)力感構(gòu)造表明最大主壓應(yīng)力為近南北向 (詳見下文)，而二疊紀(jì)末本區(qū)最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽飨颍纱税训貙訌?fù)平之后，也可以得出本區(qū)中生代最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸睎|—南西向。

5 新近紀(jì)以來應(yīng)力場的構(gòu)造解析及數(shù)值模擬

塔里木盆地西北緣的新生代構(gòu)造應(yīng)力場與塔里木盆地和天山地區(qū)的新生代構(gòu)造演化及周邊板塊的碰撞密切相關(guān)。新生代新近紀(jì)以來塔里木板塊巴楚區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場主要為近南北向的擠壓作用［26］，局部由于受到先存褶皺沖斷帶或基底斷裂的影響發(fā)生較小偏轉(zhuǎn)。中新世以來印度板塊與歐亞板塊的碰撞及其持續(xù)擠壓推移的遠(yuǎn)程效應(yīng)控制了塔里木盆地近南北向擠壓的構(gòu)造應(yīng)力場，如:柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶的褶皺軸向近東西向，現(xiàn)今最大主壓應(yīng)力方向?yàn)榻媳毕颍c壓扭性、壓性構(gòu)造線近于正交［3～4，27］;同時(shí)青松采石場及托普朗地區(qū)未充填的共軛節(jié)理所記錄的最大主壓應(yīng)力方向也為近南北向 (見圖6)，這些構(gòu)造切錯(cuò)或改造了所有前期的構(gòu)造。各種應(yīng)力感構(gòu)造反映研究區(qū)新近紀(jì)以來構(gòu)造應(yīng)力場特征為區(qū)域性近南北向擠壓應(yīng)力場起主要控制作用。

圖6 青松采石場及托普朗地區(qū)新近紀(jì)以來共軛解理解析圖Fig.6 Map of the maximum principal stress derived from conjugate joints in Qingsong quarry and Tuopulang area

為了進(jìn)一步了解構(gòu)造應(yīng)力場的空間分布與變化特征，利用二維有限元方法對(duì)巴楚地區(qū)新近紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場進(jìn)行了數(shù)值模擬。二維有限元模擬可分為以下幾個(gè)步驟:地質(zhì)模型的建立;幾何模型和力學(xué)模型的建立 (包括巖石力學(xué)參數(shù)和邊界條件的選擇);加載計(jì)算 (本文采用的有限元模擬軟件為Ansys10.0);結(jié)果分析。

為了簡便起見，設(shè)該模型塊體為均質(zhì)體，即各項(xiàng)同性的純彈性體。楊氏模量E取值40 GPa，泊松比υ取值0.25。邊界條件確定方面，北西邊界采用柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶，北東邊界采用阿恰斷裂帶，南西邊界為色力布亞斷裂帶，南東邊界為各個(gè)斷裂的起點(diǎn)或終點(diǎn)的連線。由于巴楚地區(qū)主要受西端向東南方向和東端構(gòu)造系向西南方向兩種構(gòu)造力的作用［28］，因此固定北西邊和北東邊，對(duì)南西邊和南東邊加載，載荷大小為50 MPa。計(jì)算幾何模型、邊界條件、加載以及結(jié)果見圖7。

圖7 塔里木盆地巴楚地區(qū)新近紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力場模擬Fig.7 Simulation of the structural stress fields since Neogene，Bachu area

巴楚西南緣柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶的形成時(shí)代為新近紀(jì)，其構(gòu)造跡線是良好的構(gòu)造應(yīng)力場擬合標(biāo)志 (見圖7);根據(jù)震源機(jī)制解分析伽師地區(qū)東北部最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸北睎|向［29］;鉆孔崩落、斷層滑動(dòng)等地應(yīng)力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明巴楚地區(qū)最大主壓應(yīng)力方向?yàn)槟媳毕颍鋿|北部為北北西向。同時(shí)，柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶中部所記錄的最大主壓應(yīng)力方向也為近南北向［30～31］。模擬結(jié)果在以上各區(qū)擬合非常理想，由此驗(yàn)證了模擬結(jié)果的可信度。

6 討論與結(jié)論

由以上結(jié)果可進(jìn)一步對(duì)塔里木盆地西北緣巴楚地區(qū)新近紀(jì)以來構(gòu)造應(yīng)力場及構(gòu)造活動(dòng)進(jìn)行分析:

① 整 個(gè)盆地最大主壓應(yīng)力方向以南北向?yàn)橹?巴楚地區(qū)最大主壓應(yīng)力為南北向，巴楚西南方向延伸至色力布亞斷裂區(qū)域最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸睎|向;整個(gè)東部地區(qū)最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽飨颉?/p>

② 根 據(jù)模型，西北部沿柯坪塔格逆沖推覆構(gòu)造帶一線構(gòu)造應(yīng)力場的最大主壓應(yīng)力方向在空間上發(fā)生旋轉(zhuǎn) (見圖7)，斷裂帶東部為北北西向而西部變?yōu)榻媳毕驍嗔选?/p>

③ 巴 楚地區(qū)西南方向色力布亞斷裂是先存斷裂，為加里東中期在低幅度隆起背景上形成，早期是深層的北東向南西方向逆沖［32］。到了新近紀(jì)晚期，由于受到來自西南方向的擠壓作用力，此應(yīng)力狀態(tài)使該斷裂帶發(fā)生逆轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛晌髂舷驏|北對(duì)沖逆掩 (見圖7)，形成色力布亞淺層逆掩推覆斷裂。

綜上所述，塔里木盆地北緣巴楚地區(qū)二疊紀(jì)以來構(gòu)造應(yīng)力場分為3期:二疊紀(jì)末、中生代和新近紀(jì)，其最大主壓應(yīng)力方向分別為北西向、北北東向和南北向。這3期構(gòu)造應(yīng)力場分別對(duì)應(yīng)了3期區(qū)域構(gòu)造作用，即二疊紀(jì)末塔里木盆地中天山島弧與塔里木板塊斜向碰撞事件、中生代北北東—南南西向的擠壓作用和新近紀(jì)近南北向的天山陸內(nèi)造山作用。

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STUDY ON STRUCTURAL STRESS FIELDS SINCE PERMIAN，BACHU AREA，TARIM BASIN

LI Le1，2，3，HOU Gui-ting1，2，3，PAN Wen-qing4，JU Yan4，ZHANG Qing-lian1，2，3，SHU Wu-lin1，2，3，XIAO Fang-feng1，2，3，JU Wei1，2，3
(1.School of Earth and Space Science，Peking University，Beijing 100871，China;2.The Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution，Ministry of Education，Beijing 100871，China;3.Institute of Oil and Gas Research，Peking University，Beijing 100871;4.Institute of Exploration and Development，Tarim Oil and Gas Branch Company，Korla 841000，Xinjiang，China)

Three periods of structural stress fields can be recognized since Permian in northwest of Tarim Basin and adjacent areas based on structural evolution analysis，which is the end of Permian，the Triassic to paleogene and Neogene.Based on the research of stress-response structures of dykes，joints，slickensides，folds and faults，and analysis of the comparison characters of field of stress，it is found that the direction of the maximum principal stress formed by the collision of middle Tianshan island arc and Tarim basin was NW.The direction of maximum principal stress Triassic to paleogene was NNE，which developed by repression of dextrorotary of Tarim basin.And it was N-S direction since Neogene in Bachu area as a result of the collision of Indian plate with Eurasian plate.Furthermore，the authors simulated the stress field since Neogene based on 2D finite-element method，to deeply analyze the distribution and direction of stresses in the research area.

Tarim Basin;Bachu area;structural stress fields;maximum principal stress

1006-6616(2011)03-0262-12

2011-03-22

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (編號(hào):40772121)和塔里木油田資助。

李樂 (1985-)，男，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院在讀博士，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究方向。E－mail:ye41lile@163.com