準噶爾西北緣中生代構(gòu)造形跡及構(gòu)造事件*

易 逸 曾 超

(1.江西省地質(zhì)科學(xué)研究所;2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院)

構(gòu)造事件可以產(chǎn)生各種各樣的構(gòu)造變形標志，通過對該類構(gòu)造變形進行系統(tǒng)分析，可以識別出重要的構(gòu)造旋回。對于該區(qū)域中生代的陸內(nèi)造山活動及構(gòu)造演化的主流認識有:①準噶爾盆地中生代可劃分為三疊紀—侏羅紀斷坳盆地和白堊紀坳陷盆地2個階段［1］;②準噶爾西北緣中生代沉積盆地演化可分為3個階段，即三疊紀擠壓坳陷盆地發(fā)育階段、早中侏羅世走滑伸展盆地發(fā)育階段、晚侏羅世—白堊紀擠壓坳陷盆地發(fā)育階段［2］;③三疊紀為斷坳階段、侏羅紀—老第三紀為坳陷階段、新第三紀以后為萎縮上隆階段［3］;④準噶爾西北緣三疊紀—侏羅紀是板內(nèi)擠壓陸內(nèi)坳陷盆地階段［4］;⑤準噶爾西北緣二疊紀—三疊紀為前陸盆地，從早侏羅世開始轉(zhuǎn)化為拉張型陸內(nèi)盆地［5］。以上認識是基于準噶爾盆地不同地點得出的，因而不可避免具有一定的局限性。為此，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，對研究區(qū)內(nèi)中生代的構(gòu)造變形事件進行了厘定。

1 二疊紀、三疊紀之交的構(gòu)造變形標志

二疊紀、三疊紀之交的造山運動基本奠定了該地區(qū)現(xiàn)今的構(gòu)造地貌格局，中新生代的構(gòu)造活動是對該期構(gòu)造地貌格局的繼承和發(fā)展。該期構(gòu)造事件最明顯的標志主要體現(xiàn)在地層不整合面的發(fā)育、近EW向劈理的發(fā)育和NE向左旋走滑斷裂的活動。

該期構(gòu)造事件對應(yīng)的不整合標志為二疊紀地層和三疊紀地層的不整合，具體表現(xiàn)為上覆三疊系與下覆地層或巖體之間的削截或超覆關(guān)系，以及二疊系的褶皺變形。在克拉瑪依西北盆山結(jié)合部，普遍可見小泉溝組(T2-3x)與太勒古拉組(C1-2t)呈角度不整合接觸，而在克拉瑪依巖體東南緣，可見花崗巖體被小泉溝組(T2-3x)地層所覆蓋。在鐵廠溝鎮(zhèn)南西盆山結(jié)合部，可見白礫山組(T3b)覆蓋于晚古生代花崗巖之上，且白礫山組(T3b)和小泉溝組(T2-3x)底礫巖成分復(fù)雜，以花崗巖為主，膠結(jié)物以長石為主，可見其物源為該區(qū)域普遍發(fā)育的后碰撞花崗巖。對比和什托洛蓋盆地與準噶爾盆地不難發(fā)現(xiàn)，在露頭上，二者均僅發(fā)育上三疊統(tǒng)，較之準噶爾盆地，和什托洛蓋盆地變形抬升更為強烈，而不發(fā)育下、中三疊統(tǒng)。由地震剖面(圖1)可以看出，烏爾禾組(P2w)與三疊系底部之間以角度不整合關(guān)系接觸，強烈的構(gòu)造運動使得該區(qū)域缺失了上烏爾禾組［6］。

該期構(gòu)造事件對應(yīng)的另一顯著標志體現(xiàn)在準噶爾西北緣地區(qū)古生代地層中普遍發(fā)育區(qū)帶性、方位十分穩(wěn)定的近EW向劈理。代表一期近SN向的區(qū)域擠壓，該期構(gòu)造對早期近SN向褶皺構(gòu)造發(fā)生橫跨疊加，造成早期SN向褶皺構(gòu)造以及早期平行于南北構(gòu)造線方向的花崗巖脈、石英閃長巖脈發(fā)生S形或蛇形彎曲，如在柳樹溝見到近EW向劈理對近SN向延伸的硅泥質(zhì)巖層的置換，形成近EW向的無根褶皺，而包絡(luò)面總體保持原近SN向延伸。因此在不同部位，近EW向的劈理與層理呈不同角度的交切關(guān)系，或者造成先期形成的近SN向壓性斷裂或節(jié)理發(fā)生EW向擴展而轉(zhuǎn)為正斷層或走滑斷層性質(zhì)，產(chǎn)生近SN向的張性斷裂-裂隙系統(tǒng)。近EW向的劈理對早期近SN向褶皺置換總體自南向北增強，層理的包絡(luò)面總體為近SN向或NEE向，而劈理穩(wěn)定為高角度近EW向。

圖1 P2w與T呈不整合接觸

該期構(gòu)造事件還促使了EW向左旋走滑斷裂的復(fù)活或發(fā)育，以達爾布特斷裂及克拉瑪依斷裂帶為代表。其中達爾布特斷裂帶以左旋為主，兼具逆沖性質(zhì)，這也與該期區(qū)域SN向擠壓應(yīng)力場相一致。在野外地質(zhì)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，達爾布特斷裂帶限制了中晚二疊世山間盆地沉積，庫吉爾臺組(P2-3k)僅出露于柳樹溝達爾布特斷裂帶內(nèi)，出露范圍受達爾布特斷裂控制，NW—SE向兩側(cè)均被NE向斷裂限定，受斷裂活動的影響，斷陷帶中的庫吉爾臺組(P2-3k)總體呈現(xiàn)出向NW向掀斜的單斜構(gòu)造，地層傾角呈現(xiàn)出往北西方向逐漸增大趨勢，且?guī)旒獱柵_組(P2-3k)為一套巨厚的沖積扇相-礫質(zhì)辮狀河相礫巖。礫石定向排列恢復(fù)的古水流方向(SW—NE向)與達爾布特斷裂走向相平行，為達爾布特斷裂走滑活動的響應(yīng)。同時達爾布特斷裂左旋錯移段拖拽了紅山花崗巖體，故而可以明確推斷，達爾布特斷裂的主體活動時期為二疊紀、三疊紀之交。

2 二疊紀、侏羅紀之交的構(gòu)造變形標志

早中三疊世，全區(qū)構(gòu)造活動都很微弱，但到了三疊紀末期，發(fā)生了三疊紀以來最為強烈的一次構(gòu)造運動［7］，形成了大范圍的三疊系與侏羅系的不整合面。由于研究區(qū)三疊紀出露不全，露頭尺度上僅見到上三疊統(tǒng)和下侏羅統(tǒng)的不整合。經(jīng)?？梢砸姷较沦_統(tǒng)八道灣組(J1b)平行不整合或角度不整合于上三疊統(tǒng)白礫山組(T3b)和小泉溝組(T2-3x)之上。如在鐵廠溝東10 km處見到八道灣組(J1b)灰白色底礫巖角度不整合于白礫山組(T3b)灰白色-土黃色泥巖之上。在白礫山南坡，也可以見到八道灣組(J1b)與白礫山組(T3b)呈平行不整合接觸關(guān)系，二者一起形成褶皺變形。在白礫山西坡，可以見到八道灣組(J1b)覆蓋接觸于白礫山組(T3b)之上，二者間可以見到清晰的沖刷面。以上三疊紀與侏羅紀之交不整合現(xiàn)象均發(fā)育于和什托洛蓋盆地中，在準噶爾盆地西北緣也可見到大量的不整合現(xiàn)象，不過相較于和什托洛蓋盆地，準噶爾盆地西北緣中的不整合現(xiàn)象多以平行不整合或微角度不整合為主。如在克拉瑪依東面的大侏羅溝可見到八道灣組(J1b)灰白色底礫巖平行不整合于小泉溝組(T2-3x)灰色-灰白色泥巖之上。另外，在地震剖面上(圖2)，也可以非常明顯地見到該期的不整合面;下侏羅統(tǒng)八道灣組出(J1b)削截不整合于三疊系頂部地層之上，而且三疊系發(fā)生了較為明顯的褶皺變形。綜上所述，高角度不整合多出現(xiàn)于和什托洛蓋盆地中與準噶爾盆地靠近山前的地段，而其他地段特別是瑪湖凹陷等斜坡帶以南區(qū)域則更多的以平行不整合相接觸，這也印證了該期主應(yīng)力仍然來自于北方。

圖2 侏羅系與三疊系角度不整合接觸關(guān)系

該期構(gòu)造事件還促使了褶皺和斷裂構(gòu)造的發(fā)育，在實地調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)克拉瑪依東北的小泉溝組(T2-3x)地層發(fā)生了寬緩的褶皺變形，其樞紐走向總體為近EW向，卷入褶皺的巖性以土黃色泥巖夾薄層狀細礫巖為主。另外，在小泉溝組(T2-3x)還發(fā)現(xiàn)有高角度逆沖斷裂的發(fā)育，破碎帶寬約5 m，破碎帶中由呈構(gòu)造透鏡體產(chǎn)出的灰白色粉砂質(zhì)泥巖、強片理化泥巖和砂巖組成，主破裂在露頭尺度上呈弧形彎曲，通過對破碎帶中不對稱構(gòu)造透鏡體及擦痕的觀察可以斷定斷層為逆斷層性質(zhì)。

3 侏羅紀、白堊紀之交的構(gòu)造變形標志

早燕山運動在中國西北地區(qū)有著廣泛的影響，研究區(qū)也受該期運動的影響，在晚侏羅世—早白堊世構(gòu)造應(yīng)力發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從早中侏羅世的伸展拉張環(huán)境變?yōu)閿D壓環(huán)境，發(fā)生了強烈的快速擠壓隆升，產(chǎn)生了諸多構(gòu)造變形方面的證據(jù)。從野外的觀察及裂變徑跡資料來看，該期構(gòu)造運動也分為2個主構(gòu)造期，分別為中晚侏羅世之交和早白堊世早期。

在不整合構(gòu)造行跡方面，無論是在準噶爾盆地還是和什托洛蓋盆地，都可以見到2期主構(gòu)造運動產(chǎn)生的不整合標志，通常為白堊系與下覆地層的不整合關(guān)系以及上侏羅統(tǒng)與下覆地層之間的角度不整合關(guān)系。如在克拉瑪依黑油山附近見到齊古組(J3q)角度不整合在小泉溝群(T2-3x)之上，印證了中晚侏羅世之交的這一構(gòu)造運動。在哈拉阿拉特山東南緣和白堿灘北西山前均可見白堊系吐谷魯群K1Ta段超覆于早中石炭世之上，而且吐谷魯群K1Ta段底部為一套分選磨圓極差的粗碎屑沉積，為近緣堆積的產(chǎn)物，反映了早白堊世早期的快速隆升作用。另外，野外地質(zhì)調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，在和什托洛蓋盆地中普遍缺失上侏羅統(tǒng)地層，中侏羅統(tǒng)與白堊系直接以角度不整合接觸，但在準噶爾盆西北緣發(fā)育上侏羅統(tǒng)，僅上侏羅統(tǒng)齊古組(J3q)與白堊系直接以平行不整合相接觸，這也在一定程度說明了該期變形的主應(yīng)力來自北方，和什托洛蓋盆地變形較強，整體處于隆升區(qū)，從而缺失上侏羅統(tǒng)，而準噶爾盆地中的變形則較弱。在地震剖面(圖3)上也可以清楚見到侏羅系與白堊系之間的平行不整合或者微角度不整合現(xiàn)象。

此次強構(gòu)造運動改造了之前的地層，使其發(fā)生了褶皺變形。如在和什托洛蓋盆地中，發(fā)現(xiàn)了白堊紀之前的地層普遍發(fā)生了褶皺變形，在遙感影像上亦十分清晰，在實地查看發(fā)現(xiàn)了侏羅系和三疊系以平行不整合關(guān)系接觸，該期構(gòu)造使二者同時發(fā)生了變形。

綜上所述，該期構(gòu)造運動的主應(yīng)力應(yīng)該來自北方，和什托洛蓋盆地的變形較準噶爾盆地更為強烈，在應(yīng)力作用下，和什托洛蓋盆地整體抬升而缺失上侏羅統(tǒng)，并且白堊紀之前的地層普遍發(fā)育了較為緊閉的褶皺變形，之后沉積了白堊系，而在準噶爾盆地中，侏羅系變形較弱，僅形成寬緩的褶皺變形，之后沉積了上侏羅統(tǒng)。

圖3 白堊紀與石英系及侏羅系角度不整合接觸

4 晚白堊世末期開始形成的構(gòu)造變形標志

受晚白堊世時期岡底斯地塊與拉薩地塊發(fā)生碰撞的影響［8］，準噶爾西北緣地區(qū)從晚白堊世末期開始經(jīng)歷新一期的擠壓變形階段。由于缺失上白堊統(tǒng)，該期運動的構(gòu)造形跡匱乏，但從野外地質(zhì)調(diào)查資料來看，該期構(gòu)造運動以垂向抬升為主，水平變形微弱。如研究區(qū)的白堊系普遍未變形，產(chǎn)狀近水平，但該期構(gòu)造致使準噶爾西北緣大部分地區(qū)發(fā)生了抬升，使其中的某些地層遭受了剝蝕，如在白楊河?xùn)|西兩岸均發(fā)育有不整合現(xiàn)象，見到八道灣組(J1b)與塔西河組(N1t)呈平行不整合接觸，塔西河組灰白色圓礫巖直接覆蓋于八道灣組灰白-土黃色泥巖之上，二者間缺失了上侏羅統(tǒng)及白堊系，雖然不能直接斷定上侏羅統(tǒng)及白堊系均由該期構(gòu)造運動的抬升而剝蝕的，但起碼該期構(gòu)造運動造成了白堊系的剝蝕。二者的平行不整合接觸也從另一方面說明了該期構(gòu)造運動變形較弱，僅導(dǎo)致了局部地段的抬升。

受中新世以來印度板塊拼合與歐亞板塊南緣遠程效應(yīng)的影響，新構(gòu)造運動的改造在研究區(qū)形成了許多標志，如和什托洛蓋盆地中白堊系受到掀斜影響而完全遭受剝蝕，僅在哈拉阿拉特山附近部分出露。而且哈拉阿拉特山受此次近SN向擠壓構(gòu)造作用的影響又一次重新抬升，呈現(xiàn)重新分割和什托洛蓋盆地和準噶爾盆地的趨勢。新構(gòu)造運動還造成了基底地層的上隆，如白礫山底辟上隆，造成了侏羅系圍繞白礫山向外傾斜。但無論是白礫山的底辟上隆還是哈拉阿拉特山的重新隆升，其幅度遠沒有準噶爾盆地南緣北天山在晚新生代的快速隆升幅度大，這印證了中亞造山帶受喜馬拉雅碰撞與青藏高原隆升的影響，越向北擴展，強度越弱。

新構(gòu)造運動造成了新近系與第四系的角度不整合接觸及新近系的褶皺變形，如在鐵廠溝西2 km河邊見到新近系塔西河組(N1t)發(fā)生了寬緩的褶皺變形，之后被第四系覆蓋，二者以角度不整合相接處。在白楊河附近，見到塔西河組(N1t)呈高角度產(chǎn)出，與第四系呈角度不整合接觸。該期構(gòu)造運動的多幕性也促使了斷裂發(fā)育的多期性，在白楊河西岸塔西河組(N1t)見到了3期發(fā)育的斷層:第1期斷層面F1產(chǎn)狀為266°∠76°，指示斷層性質(zhì)為右行逆沖;第2期斷層面F2產(chǎn)狀為31°∠87°，正階步和反階步均發(fā)育，正階步指示早期右行逆沖性質(zhì)，反階步指示晚期左行正斷性質(zhì)，這一晚期的反階步也印證了2期構(gòu)造幕之間的短暫伸展拉張環(huán)境;第3期斷層面F3呈鏟式產(chǎn)出，切過前2期斷層面，斷層面產(chǎn)狀為145°∠52°，斷層帶寬約5～10 cm，帶內(nèi)構(gòu)造透鏡體指示為逆沖性質(zhì)。

綜上所述，該時期準噶爾西北緣地區(qū)受到了歐亞板塊南緣各地體向北貼合的遠程效應(yīng)的影響發(fā)生了一系列構(gòu)造變形，可能由于應(yīng)力源是脈沖式的，因此，在該期變形中見到了自始新世之后數(shù)期拉張伸展與構(gòu)造擠壓交替的過程。

5 結(jié)論

(1)二疊紀末期—早三疊世是快速擠壓隆升造山階段。隨著西伯利亞板塊向南擠壓以及哈薩克斯坦板塊向東運動，準噶爾西北緣地區(qū)結(jié)束了晚石炭世—二疊紀的后碰撞伸展環(huán)境，構(gòu)造屬性轉(zhuǎn)化為SN—SSE向的擠壓環(huán)境，以發(fā)育單剪走滑運動為主，走滑運動的分量造成了扎伊爾山—哈拉阿拉特山和齊吾爾喀葉爾山—謝米斯臺山的隆升，基本形成了現(xiàn)今的盆山地貌格局，相應(yīng)的準噶爾盆地性質(zhì)也轉(zhuǎn)為前陸擠壓盆地。

(2)三疊紀、侏羅紀之交的構(gòu)造變形事件。相較二疊紀末期的構(gòu)造變形事件，該期構(gòu)造變形強度較弱，但仍然導(dǎo)致了三疊紀地層褶皺變形及不整合面的發(fā)育，大量逆沖斷層的發(fā)育也印證了該期構(gòu)造變形事件的存在。

(3)侏羅紀、白堊紀之交的快速擠壓變形階段。在晚侏羅世—早白堊世，受歐亞板塊南緣拉薩地塊的拼合影響，研究區(qū)再次發(fā)生了擠壓縮短抬升，致使和什托洛蓋盆地中的上侏羅統(tǒng)缺失，下中侏羅統(tǒng)發(fā)生了褶皺變形而遭受剝蝕。準噶爾盆地西北緣受其影響，上侏羅統(tǒng)也發(fā)生了抬升剝蝕，普遍發(fā)育了上侏羅統(tǒng)地層與下白堊統(tǒng)地層的角度不整合關(guān)系，這時準噶爾盆地的性質(zhì)應(yīng)歸屬于前陸盆地，這一擠壓變形事件被眾多的侏羅紀地層褶皺變形、不整合面的發(fā)育所記錄。

(4)白堊紀末期以來持續(xù)擠壓變形階段。受晚白堊世岡底斯地塊與拉薩地塊發(fā)生碰撞的影響，研究區(qū)從白堊紀末期以來構(gòu)造屬性發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，開始轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓環(huán)境，但該期構(gòu)造變形的強度不大，以垂向運動為主。嚴格來講，白堊紀末期之后的構(gòu)造變形分為2個主要階段，古近紀階段主要是受岡底斯地塊與拉薩地塊發(fā)生碰撞的影響，而新近紀以來的新構(gòu)造運動受中新世印度板塊向北與歐亞板塊碰撞的遠程效應(yīng)的影響。大量不整合面、褶皺的發(fā)育以及逆沖斷裂都記錄到了該期的變形作用。

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