塔里木盆地西南部麥蓋提斜坡構(gòu)造演化過程的記錄
——生長地層及生長不整合

呂明1，2），湯良杰1，2），岳勇3）

1）油氣資源與探測國家重點實驗室，北京，102249；

2）中國石油大學(xué)盆地與油藏研究中心，北京，102249；

3）中國石化西北油田分公司，烏魯木齊，830011；

內(nèi)容提要：根據(jù)塔里木盆地西南部麥蓋提斜坡生長地層的發(fā)育模式，并結(jié)合不整合類型及發(fā)育特征的變化規(guī)律，探討了麥蓋提斜坡的構(gòu)造演化過程。認(rèn)為在早古生代時期，麥蓋提斜坡為一北傾的斜坡，構(gòu)造高點位于斜坡南部；晚古生代，麥蓋提斜坡的構(gòu)造演化過程具有明顯的分段性，斜坡西段主要的構(gòu)造演化時期始于早石炭世，并持續(xù)至早二疊世，構(gòu)造高點遷移至斜坡中部，呈現(xiàn)出＂中間高、兩頭低＂的古構(gòu)造特征；而斜坡東段的主要構(gòu)造演化時期推遲至晚二疊世。新生代，麥蓋提斜坡已反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡，構(gòu)造高點已遷移至斜坡北部，斜坡東段從前中新世開始進入構(gòu)造演化時期，而西段則推遲至中新世，且東段的構(gòu)造活動強度要大于西段。

生長地層是指在前陸盆地中，與斷裂、褶皺活動同時沉積的地層，是構(gòu)造活動與沉積作用同時作用的產(chǎn)物（Suppe et al.，1992）。Riba（1976）研究比利牛斯造山帶Ebro前陸盆地時，首次發(fā)現(xiàn)了逆沖造山帶前緣與斷層—褶皺相關(guān)的生長地層和生長不整合現(xiàn)象并將其命名為同構(gòu)造生長不整合。之后在美國新墨西哥州Guadalupe山上二疊統(tǒng)地層中（Douglas et al.，1996；Eduard and Dand，2005）、阿根廷 Andes山脈北部（Nuria et al.，2008）、比利牛斯山東南部（Mary et al.，1997）、西班牙北部 Almazan盆地（Casas-Sainz et al.，2002）、天山北緣（郭召杰等，2006）、塔里木西緣（陳杰等，2001）、準(zhǔn)噶爾盆地南緣以及帕米爾北緣烏帕爾沖斷帶（管樹巍等，2007）也發(fā)現(xiàn)了大量與逆沖—褶皺造山過程緊密聯(lián)系的生長地層和生長不整合。生長地層在背斜翼部具有幾何形態(tài)，即從背斜脊至向斜軸，其厚度逐漸增厚，地層傾角逐漸變緩（Poblet et al.，1997；Verges et al.，2001）。前生長地層是指構(gòu)造變形前的沉積地層（張廣良等，2006）。由于前生長地層先沉積，相伴的構(gòu)造變形會使它傾斜、褶皺，而上部的生長地層則在沉積過程中形成不整合面，隨著這個過程的持續(xù)，可以在不同的層面上形成不整合面，而生長地層開始沉積的時代即為該構(gòu)造帶褶皺變形的起始時間，因此相關(guān)的生長地層及不整合面清楚地記錄了褶皺發(fā)生和發(fā)展過程（Casas-Sainz et al.2002；陳杰等，2001；Suppe et al.，1992；Verges et al.，2001），識別與褶皺相關(guān)的生長地層，確定生長地層的層位、形態(tài)以及生長不整合的發(fā)育特征，可以幫助確定褶皺的起始時間及演化歷史。本文正是以此為切入點，通過研究塔里木盆地西南部麥蓋提斜坡各時期生長地層及不整合面的發(fā)育特征，來探討麥蓋提斜坡的構(gòu)造演化過程。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

麥蓋提斜坡位于塔里木盆地西南部，北側(cè)以色力布亞、海米羅斯、瑪扎塔格斷裂與巴楚隆起相隔，南側(cè)逐漸過渡至塔西南坳陷，是巴楚隆起與塔西南坳陷之間的一個過渡性構(gòu)造單元（呂海濤等，2010；丁文龍等，2008；馬紅強等，2006；付建奎等，1999）（圖1）。

圖1 塔里木盆地巴楚—麥蓋提地區(qū)構(gòu)造區(qū)劃圖Fig.1 Geotectonic map of Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

在巴楚地區(qū)發(fā)育前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系、新近系及第四系（表1）。其中三疊系僅分布于巴楚地區(qū)東北部，而白堊系、侏羅系在巴楚—麥蓋提地區(qū)大范圍缺失。

2 生長地層發(fā)育模式

根據(jù)生長地層間的接觸關(guān)系，可將生長地層分為 3種發(fā)育模式（Suppe et al.，1992；Riba，1976；Mary et al.，1997），如圖2所示，當(dāng)構(gòu)造活動不強烈時，地層沉積速率大于褶皺隆升速率，新沉積的地層就會逐層疊加于老地層之上，從而形成超覆生長層序（圖2a）；當(dāng)構(gòu)造活動劇烈發(fā)生時，褶皺的隆升速率大于地層沉積速率，便會形成退覆生長層序（圖2b）；隨著構(gòu)造活動強度的減弱直至平靜，地層沉積速率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于褶皺的隆升速率，上部的新生地層會整體覆蓋于下部老地層之上，便形成上超生長層序（圖2b）。可以看出，生長地層記錄了褶皺活動發(fā)生和發(fā)展過程，通過研究生長地層的發(fā)育模式，并結(jié)合不整合面與上部、下部地層的接觸關(guān)系，便可較準(zhǔn)確地推斷出構(gòu)造活動的期次、強弱、變形速率等，有助于重塑研究區(qū)構(gòu)造演化歷史。

3 生長地層發(fā)育特征

沿巴楚隆起走向選取了3條南北向剖面，對其發(fā)育的生長地層及不整合類型進行甄別和討論（圖3～圖5），以此來探討麥蓋提斜坡的構(gòu)造演化過程。

由圖3～圖5可以看出，在整個麥蓋提斜坡，丘里塔格下亞群及其以下地層（界面下部地層），無任何超覆、上超及退覆特征，且界面與上部、下部地層均呈現(xiàn)明顯的整合接觸關(guān)系，可以認(rèn)為丘里塔格下亞群及其以下地層具有前生長地層特征；奧陶紀(jì)，地層接觸關(guān)系顯現(xiàn)出明顯的生長地層特征，可以看出在斜坡南部，界面上部、下部地層呈現(xiàn)出明顯的退覆、超覆接觸關(guān)系，并且界面下部地層被界面削截，由此可以推斷出，進入早—中奧陶世，麥蓋提斜坡南部已初具隆起形態(tài)，并成為整個麥蓋提斜坡的構(gòu)造高點；向北，隆起幅度逐漸減小，整個麥蓋提斜坡呈現(xiàn)南高北低、北傾的斜坡形態(tài)，這樣的古構(gòu)造特征從界面與下部地層削截角度的變化、生長地層的分布以及地層的展布特征也可以看出。界面與下部地層削截角度由南向北逐漸減小，至剖面最北部，界面與下部地層變?yōu)檎辖佑|關(guān)系；生長地層僅在斜坡南部局限分布；上奧陶統(tǒng)界面與界面之間的地層）、由北向南逐漸減薄并在南部尖滅，這些均說明，在早—中奧陶世，麥蓋提斜坡呈現(xiàn)出南高北低、向北傾的斜坡形態(tài)。

圖2 生長地層發(fā)育模式Fig.2 Development models of growth strata

圖3 塔里木盆地西南部麥蓋提斜坡MGT08-272.6SN測線地震解釋剖面Fig.3 MGT08-272.6SN seismic line profile in the Maigaiti slope，southwestern Tarim basin

對比3條剖面，發(fā)現(xiàn)在麥蓋提東部，上奧陶統(tǒng)、志留系、中—下泥盆統(tǒng)均缺失（圖3），導(dǎo)致界面、界面界面合并，而另兩條剖面（圖4～圖5），志留系、中—下泥盆統(tǒng)還有殘余；且由東向西，在對應(yīng)位置上界面、界面界面與下部地層的削截角度逐漸減小：即在對應(yīng)位置上，圖3各界面與下部地層的削截角度＞圖4各界面與下部地層的削截角度＞圖5各界面與下部地層的削截角度，推斷出，構(gòu)造隆升強度在南北向變化的同時，在東西向上同樣具有遞變特征，構(gòu)造隆升強度由東向西逐漸減弱。

圖4 塔里木盆地西南部麥蓋提斜坡MGT07-204SN測線地震解釋剖面Fig.4 MGT07-204SN seismic line profile in Maigaiti slope，southwestern Tarim basin

在經(jīng)歷一段時間的構(gòu)造平靜期之后，麥蓋提斜坡又迎來了一次構(gòu)造活躍期，由圖3～圖4可以看出，在麥蓋提斜坡中部，上二疊統(tǒng)（界面與界面之間地層）之間呈現(xiàn)出明顯的超覆接觸的關(guān)系，但界面與下部地層呈現(xiàn)整合接觸關(guān)系，說明在上二疊統(tǒng)沉積之前，隆升活動并未發(fā)生；晚二疊世時期，隆升作用與沉積作用同時發(fā)生，但構(gòu)造活動并不十分劇烈，地層沉積速率大于隆升速率，造成了上二疊統(tǒng)（界面與界面之間地層）呈現(xiàn)出超覆生長地層特征（Suppe et al.，1992；陳杰等，2001；郭衛(wèi)星等，2007；Verges et al.，2001）。界面與上部、下部地層呈整合接觸關(guān)系，無削截、超覆等接觸關(guān)系，說明在晚二疊世末期，隆升幅度較小，沒有強烈的剝蝕作用，暗示出這期隆升活動趨于停止。

可以認(rèn)為，在麥蓋提斜坡東部，晚二疊世的這次隆升活動，持續(xù)時間短，活動強度弱，造成超覆生長地層僅分布于麥蓋提斜坡中部和界面與上部、下部地層呈整合接觸關(guān)系，但這次隆升活動使麥蓋提斜坡東部中段成為整個麥蓋提斜坡的構(gòu)造高點，這一構(gòu)造特征在研究區(qū)西部更為明顯。

與麥蓋提斜坡東部不同，在西部南北向剖面上（圖5），剖面中段界面與下部地層呈削截接觸關(guān)系，向南、向北削截角度逐漸減小直至變?yōu)檎辖佑|關(guān)系；說明在上石炭統(tǒng)（界面上部地層）沉積之前，在麥蓋提斜坡西部中段，有一次較明顯的隆升活動，這次構(gòu)造運動使界面與下部地層呈削截接觸關(guān)系，但削截接觸關(guān)系僅分布于中段，向南、向北削截角度逐漸變小直至呈整合接觸關(guān)系。

圖5 塔里木盆地西南部麥蓋提斜坡MGT08-172SN測線地震解釋剖面圖Fig.5 MGT08-172SN seismic line profile in Maigaiti slope，southwestern Tarim basin

與麥蓋提東部東段相比，西段的隆升時間較早，隆升強度較大，這兩次不同時間不同強度的隆升活動，使麥蓋提斜坡中段成為構(gòu)造高部位，整個斜坡呈現(xiàn)出南北低、中間高的古構(gòu)造格局。

新生代是巴楚—麥蓋提斜坡構(gòu)造活動最強烈的時期，在南北向擠壓構(gòu)造應(yīng)力的作用下，巴楚隆起周邊斷裂劇烈活動，巴楚隆起演化成為被巨型斷裂系統(tǒng)所圍限的斷?。ê挝臏Y等，2000；付建奎等，1999；肖安成等，2005）。作為這次強烈的構(gòu)造活動的響應(yīng)，麥蓋提斜坡北部發(fā)育了一系列生長地層及不整合。

圖6 塔里木盆地巴楚—麥蓋提地區(qū)上奧陶統(tǒng)蟲眼圖Fig.6 Supercrop map of Upper Ordovician in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

可以看出，始于前中新世這期構(gòu)造隆升活動，一直持續(xù)至上新世，且活動強度不斷增強，造成了在麥蓋提斜坡東部北段生長地層及不整合的發(fā)育，但不整合及生長地層的局限分布、不整合類型及削截角度在南北向上的變化，暗示出此時的麥蓋提斜坡東部呈現(xiàn)出南低北高的構(gòu)造格局，麥蓋提斜坡東段在前中新世（二疊紀(jì)之后）已經(jīng)反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡。

圖7 塔里木盆地巴楚—麥蓋提地區(qū)南閘組—卡拉沙依組（～）殘余厚度Fig.7 Residual thickness of Nanzha Fm.—Kalashayi Fm.～）in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

沿麥蓋提斜坡走向向西，同樣可以看出，在斜坡北段發(fā)育有生長地層及不整合，與斜坡東部北段相似（圖3），斜坡中部北段（圖4）界面與下部地層仍呈現(xiàn)削截接觸關(guān)系，而界面與上部、下部地層均為整合接觸關(guān)系，因此認(rèn)為始于前中新世（二疊紀(jì)之后）的這期構(gòu)造隆升活動，對段坡中部也有影響，但強度有所變化，斜坡中部北段的構(gòu)造隆升強度有所減弱，主要表現(xiàn)在：與斜坡東部北段相比界面上部地層發(fā)育超覆生長地層，而不是退覆生長地層，說明此時的地層沉積速率要大于隆升速率；、界面在對應(yīng)部位與下部地層的削截角度要明顯小于斜坡東部北段界面與下部層位的削截角度，揭示出雖然斜坡中部的同構(gòu)造隆升也持續(xù)至上新世，但在上新世的同構(gòu)造隆升強度已不如東部強烈。削截角度由南向北較小、削截接觸關(guān)系在剖面南部變?yōu)檎辖佑|關(guān)系，此時，斜坡中部也反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡。

沿走向繼續(xù)向西，會發(fā)現(xiàn)同構(gòu)造活動強度減弱的趨勢愈加明顯，在斜坡西部（圖5）界面與上部、下部地層呈現(xiàn)出整合接觸關(guān)系，界面與下部地層呈削截接觸關(guān)系，而上部地層具有超覆生長地層特征，說明與東部、中部相比，斜坡西部北段隆升活動發(fā)生在中新世。界面上部地層呈現(xiàn)超覆生長地層關(guān)系，界面在對應(yīng)部位與下部地層的削截角度小于中部、東部北段（圖3—圖4）界面與下部地層的削截角度，并且削截接觸類型的分布范圍也小于中部、東部，這揭示出，構(gòu)造隆升強度在西部進一步減弱。

綜上所述，可以認(rèn)為，與東部、中部相比，西段的構(gòu)造隆升活動發(fā)生時間晚，活動強度弱，同構(gòu)造隆升強度具有由東向西逐漸減弱的趨勢，斜坡東部、中部在前中新世已反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡，而西部則推遲至中新世。

4 麥蓋提斜坡古構(gòu)造格局的探討

圖8 塔里木盆巴楚—麥蓋提地區(qū)上二疊統(tǒng)沙井子組（～）殘余厚度Fig.8 Residual thickness of Upper Permian Shajingzi Fm.）in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

而在東西向上，由東向西出露地層依次為上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組（O3q）、良里塔格組（O3l）、志留系—中—下泥盆統(tǒng)（S—D1-2），說明麥蓋提斜坡東高西低的古構(gòu)造格局，東部構(gòu)造隆升作用的強度大于西部，導(dǎo)致東部的隆升幅度大于西部，并使志留系—中—下泥盆統(tǒng)（S—D1-2）在斜坡東部缺失。

而斜坡東部，由上二疊統(tǒng)沙井子組（T05～T15之間地層）的殘余厚度可以看出（圖8），晚二疊世，麥蓋提斜坡東部中段的殘余厚度最小，剝蝕強度最為劇烈，結(jié)合超覆生長地層的發(fā)育及生長地層在斜坡東部中段的局限分布，可以推斷出：在晚二疊世，麥蓋提斜坡東部中段成為整個斜坡構(gòu)造高點，向南、向北隆起幅度逐漸降低，殘余地層厚度逐漸增厚。

喜馬拉雅期強烈的構(gòu)造運動使巴楚周邊斷裂劇烈活動，巴楚隆起就此定型（呂海濤等，2010；丁文龍等，2008）。強烈的隆升幅度導(dǎo)致中新統(tǒng)在巴楚地區(qū)大范圍缺失。而作為巴楚隆起與塔西南坳陷的過渡性構(gòu)造單元，麥蓋提斜坡已反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡，由圖9可以看出，整個麥蓋提斜坡，在北部中新統(tǒng)殘余厚度最薄，向北逐漸增厚，呈現(xiàn)出北高南低的構(gòu)造格局，麥蓋提斜坡已反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡；而在東西向上，中新統(tǒng)殘余厚度由東向西增厚，結(jié)合、界面與下部地層削截角度、分布范圍及生長地層特征的差異，說明在麥蓋提斜坡，中新世斜坡東部隆升活動強度大于西部，使斜坡東部隆升幅度大于西部。

圖9 塔里木盆地巴楚—麥蓋提地區(qū)中新統(tǒng)～）殘余厚度Fig.9 Residual thickness of Miocene～）in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

5 結(jié)論

（1）麥蓋提斜坡大致經(jīng)過了3次構(gòu)造運動的改造，進而呈現(xiàn)出現(xiàn)今南傾斜坡的形態(tài)。早—中奧陶世—早石炭世的構(gòu)造運動對麥蓋提斜坡南部改造明顯，在南部發(fā)育了一系列生長地層及不整合，并使麥蓋提斜坡呈現(xiàn)南高北低、向北傾的斜坡形態(tài)；此外，隆升強度具有明顯的變化，隆升強度最大時期為晚奧陶世，導(dǎo)致上奧陶統(tǒng)在麥蓋提斜坡南部的缺失以及退覆生長地層的發(fā)育界面上部地層）；削截角度的變化及殘留地層展布的差異暗示出構(gòu)造隆升強度在南北向變化的同時，在東西向上同樣具有遞變特征，構(gòu)造隆升強度由東向西逐漸減弱。

（2）晚二疊世的構(gòu)造隆升活動對斜坡東部改造較明顯，使斜坡東部中段上二疊統(tǒng)（界面與界面之間地層）之間呈現(xiàn)出明顯的超覆接觸的關(guān)系，但這次隆升活動持續(xù)時間短，活動強度弱，造成超覆生長地層僅分布于麥蓋提斜坡中部；與麥蓋提東部中段相比，西段的隆升時間較早，始于早石炭世，且隆升強度較大，使界面與下部地層呈削截接觸關(guān)系并具有退覆生長地層特征，但生長地層及不整合只局限分布于中部，這兩次不同時間、不同強度的隆升活動，使麥蓋提斜坡中段成為構(gòu)造高部位，整個斜坡呈現(xiàn)出南北低、中間高的古構(gòu)造格局。

（3）在斜坡東部，第三次構(gòu)造隆升運動始于前中新世并一直持續(xù)至上新世，且活動強度不斷增強；而斜坡西部則推遲至中新世。這次隆升活動對整個斜坡北部改造明顯，形成一系列生長地層及不整合，但西部、東部生長地層及不整合發(fā)育特征的差異揭示出構(gòu)造隆升強度具有由東向西逐漸減弱的趨勢；而隆升活動時間及活動強度的差異使麥蓋提斜坡東段在前中新世（二疊紀(jì)之后）已經(jīng)反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡，而西段則推遲至中新世，至此，麥蓋提斜坡整體反轉(zhuǎn)為南傾的斜坡。

中國與地質(zhì)學(xué)有關(guān)主要期刊2012年度核心影響因子和核心總被引頻次