塔中隆起古生代構(gòu)造演化的分段差異性分析?

李萌逄思宇郭健

1.中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300

2. 中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京 100013

塔中隆起古生代構(gòu)造演化的分段差異性分析?

李萌1*逄思宇2郭健1

1.中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300

2. 中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京 100013

應(yīng)用平衡剖面技術(shù)探討了塔中隆起東、西段古生代構(gòu)造演化的時空差異性。結(jié)果表明，早奧陶世塔中西段在伸展背景下拉張沉降，而塔中東段已出現(xiàn)隆起雛形。中奧陶世-晚奧陶世，塔中隆起構(gòu)造形態(tài)基本定型，東段構(gòu)造變形和隆升強度高于西段。該區(qū)東強西弱的分段差異性持續(xù)到中泥盆世末期。推測與來自阿爾金方向的壓扭應(yīng)力自東向西逐漸遞減有關(guān)，同時形成了塔中隆起東斂西散的構(gòu)造形態(tài)。

塔中隆起 古生代 構(gòu)造演化 分段差異

塔里木盆地自震旦紀以來，先后經(jīng)歷了加里東中期、海西早期、海西晚期、印支期、燕山期、喜山期等6個主要的構(gòu)造演化階段。對于塔中隆起而言，在加里東中期Ⅰ幕已初現(xiàn)雛形，加里東中期Ⅲ幕至海西早期持續(xù)隆升并定型，接受海西晚期疊加改造，在經(jīng)歷印支期調(diào)整之后，塔中隆起整體深埋進入差異沉降階段。對塔中隆起孕育（雛形）→形成→定型→疊加改造→調(diào)整→差異沉降的形成演化過程，前人已做了大量研究，普遍認為中奧陶世末（加里東運動中期Ⅰ幕）、晚奧陶世末（加里東中期Ⅲ幕）和中泥盆世末（海西早期）是塔中隆起形成演化過程中的關(guān)鍵構(gòu)造變革期【1～3】。然而，針對塔中隆起形成演化過程的分段差異性，如東、西段構(gòu)造變形和隆升剝蝕強度的不同，至今依然缺乏詳細的討論。本文通過精細的平衡剖面恢復(fù)，探討了塔中東、西段古生代構(gòu)造演化的時空差異性，對加深該區(qū)形成演化過程具有重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔中隆起位于塔里木盆地中部，北界為塔中Ⅰ號斷裂，南部呈斜坡向塘古孜巴斯坳陷過渡。該區(qū)斷裂構(gòu)造特別發(fā)育，有數(shù)十條規(guī)模不同的斷裂（圖1），主要包括兩組走向：塔中Ⅰ號斷裂、塔中Ⅱ號斷裂、塔中10號斷裂、塔中南緣斷裂等，以NW向展布為主；塔中3號斷裂、塔中8號斷裂等則是 NEE向展布，并延伸到塘古孜巴斯坳陷。另外，塔中隆起上還發(fā)育一些NE向的走滑斷裂，形成于志留紀-泥盆紀。

塔中隆起除凸起主體部位部分缺失奧陶系、志留系、泥盆系和侏羅系－白堊系外，其它古生界、中生界和新生界地層均較完整分布。由于該區(qū)先后經(jīng)歷的加里東中期、海西、印支、燕山和喜山等構(gòu)造運動【4～5】，相應(yīng)引起了海平面的大規(guī)模相對升降變化，形成了區(qū)域性T74、T70和T60等重要的地層不整合面（表1）。

2 塔中隆起構(gòu)造演化階段

針對塔中隆起，采用平衡剖面分析方法，選擇了分別對塔中隆起東、西段的2條剖面進行精細的平衡剖面恢復(fù)，估算剝蝕量與剖面縮短率，以探討塔中隆起及其內(nèi)部構(gòu)造演化的時空差異性。

圖1 塔中隆起構(gòu)造位置圖Fig.1 Tectonic location map of the Tazhong Uplift

表1 塔中隆起層序分層表Table 1 The stratigraphic columnar section of Tazhong Uplift

2.1 塔中隆起西段構(gòu)造演化

寒武紀－早奧陶世，塔中西段處于相對穩(wěn)定北傾的碳酸鹽臺地，碳酸鹽巖地層向北逐漸加厚，多發(fā)育北傾正斷層。

中奧陶世末，塔中西段塔中Ⅱ號和塔中 10井斷裂沿中、下寒武統(tǒng)膏鹽巖滑脫，逐漸顯現(xiàn)出隆起的形態(tài)（圖2）。該時期隆升活動比較強烈，剝蝕厚度最高約1000m，剖面整體縮短率1.47%，中奧陶統(tǒng)一間房組剝蝕殆盡，同時鷹山組遭不同程度剝蝕。

晚奧陶世良里塔格組沉積末期，塔中西段再次遭受強烈的擠壓作用，隆起形態(tài)已基本成型。塔中Ⅰ號、Ⅱ號、塔中南緣、5井和10井等斷裂強烈活動，塔中西段遭受強烈剝蝕，剝蝕量達到1500～2000m，剖面整體縮短率達到11.4%。晚奧陶世，塔中隆起西段的構(gòu)造形態(tài)基本形成（圖2）。

圖2 塔中隆起西段L1剖面構(gòu)造演化圖（剖面位置見圖1）Fig.2 Structural evolution of the profile L1 in western Tazhong Uplift (location of the seismic profile in Fig.1)

志留紀至中泥盆世為持續(xù)時間較長的穩(wěn)定沉積階段，至中泥盆世末期塔中西段再次遭受擠壓活動，剝蝕量約800m，剖面整體縮短率約0.87%。塔中西段在向擠壓作用下進一步褶皺隆升，上覆志留－中泥盆統(tǒng)，成為埋藏于地層下部的隆起。

二疊紀末期，塔中隆起西段在近南北向擠壓下古生界輕微變形，沿中央構(gòu)造帶隆升顯著，部分斷裂再次活動，局部火山巖活動，古隆起形態(tài)得以強化。

2.2 塔中隆起東段構(gòu)造演化

早及中寒武世，塔里木克拉通處于四周拉張階段，而塔中東段在局部擠壓背景下形成微微隆起的碳酸鹽臺地，發(fā)育背沖逆斷層，膏鹽巖地層發(fā)生塑性流動（圖3）。

圖3 塔中隆起東段L2剖面構(gòu)造演化圖（剖面位置見圖1）Fig.3 Structural evolution of the profile L2 in eastern Tazhong Uplift (location of the seismic profile in Fig.1)

中奧陶世末，塔中東段遭受擠壓變形，塔中Ⅰ號和塔中5井斷裂開始活動，其中塔中5井斷裂沿中、下寒武統(tǒng)膏鹽巖大規(guī)?；摗Ｋ?井斷裂上盤剝蝕量達到 1200m，剖面整體縮短率3.34%（圖3）。

晚奧陶世良里塔格組沉積末期，塔中東段再次遭受強烈的擠壓作用，隆起形態(tài)已基本成型。塔中Ⅰ號和5井等斷裂強烈活動，塔中東段遭受強烈剝蝕，塔中5井斷裂上盤剝蝕量達到3000m，剖面整體縮短率達到10.35%。晚奧陶世是塔中隆起東段重要的形成時期，也是該區(qū)構(gòu)造變形最為強烈的時期，塔中隆起東段的構(gòu)造形態(tài)基本形成。

印支期，塔中隆起東段也發(fā)生微弱變形，是上泥盆統(tǒng)－三疊系發(fā)生同步褶皺變形。燕山期以來，塔中東段始終處于穩(wěn)定沉降階段，地層未受明顯的改造變形，亦無明顯斷裂活動。

2.3 塔中隆起東、西段差異構(gòu)造演化分析

寒武紀－早奧陶世，塔里木克拉通處于四周拉張、離移階段【6】，塔中西段在伸展背景下拉張沉降，多發(fā)育北傾向正斷層；而塔中東段已出現(xiàn)隆起雛形，在局部擠壓背景下形成微微隆起的碳酸鹽臺地，發(fā)育背沖逆斷層，膏鹽巖地層發(fā)生塑性流動。

中奧陶世末，塔里木克拉通周緣由大陸伸展環(huán)境轉(zhuǎn)向聚斂構(gòu)造環(huán)境，塔中西段剝蝕厚度最高約1000m，剖面整體縮短率1.47%；塔中東段活動強度稍大于西段，塔中5井斷裂上盤剝蝕量達到1200m，剖面整體縮短率3.34%（圖4）。

圖4 塔中隆起東、西段剖面縮短率Fig.4 Change of shortening rate in Tazhong Uplift

加里東中期Ⅲ幕（晚奧陶世末期），在古昆侖洋及阿爾金洋的俯沖消減作用下【7】，塔中地區(qū)強烈構(gòu)造變形，隆起的構(gòu)造形態(tài)基本定型。塔中西段遭受強烈剝蝕，剝蝕量達到 1500～2000m，剖面整體縮短率達到 11.4%；塔中東段的構(gòu)造變形范圍小于西段，剖面整體縮短率為10.35%（圖4），但其活動強度仍高于西段，塔中5井斷裂上盤剝蝕量達到3000m。在加里東中期Ⅲ幕不整合底板圖上，塔中古隆起的形態(tài)比較清晰，其中東段由于剝蝕作用較強，因而缺失上奧陶統(tǒng)較多（圖5）。

圖5 塔中隆起加里東中期III幕和海西早期不整合古地質(zhì)圖Fig.5 Ancient geological map of Tazhong Uplift in Middle Caledonian (Ⅲ phase)and Early Hercynian

海西早期（志留紀－早、中泥盆世）繼承加里東中期的構(gòu)造格局，塔中西段再次遭受擠壓活動，剝蝕量約800m，剖面整體縮短率約0.87%（圖4），東段該時期斷裂活動微弱，變形強度不大。在海西早期不整合底板圖上，塔中古隆起繼承性發(fā)育，東段大范圍缺失志留－中下泥盆統(tǒng)，其隆升剝蝕強度仍高于西段（圖5）。

海西晚期（早－中二疊世），塔里木盆地發(fā)育大規(guī)模玄武質(zhì)巖漿作用和伸展作用[8]。巖漿作用影響到塔中隆起西段，局部可見火山巖活動，東段該時期則相對平靜。三疊紀之后，塔中隆起東、西段活動微弱，隆起的形態(tài)一直保持到現(xiàn)今。

3 結(jié)語

寒武紀－早奧陶世，塔中西段在伸展背景下拉張沉降，多發(fā)育北傾向正斷層；而塔中東段已出現(xiàn)隆起雛形。中奧陶世－晚奧陶，塔中隆起構(gòu)造形態(tài)基本定型，東段構(gòu)造變形和隆升強度高于西段。中泥盆世末期，塔中西段再次遭受擠壓變形，東段變形強度不大，但其隆升強度仍高于西段，大范圍缺失志留－中下泥盆統(tǒng)。推測來自阿爾金方向的壓扭應(yīng)力自東向西逐漸遞減，造成塔中隆起東段收斂、西段發(fā)散的構(gòu)造形態(tài)，同時在構(gòu)造變形和隆升剝蝕上出現(xiàn)分段差異性。

1 李明杰，鄭孟林，馮朝榮，等. 塔中低凸起的結(jié)構(gòu)特征及其演化[J]. 西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，19(4): 43～45

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3 李本亮，管樹巍，李傳新，等. 塔里木盆地塔中低凸起古構(gòu)造演化與變形特征[J]. 地質(zhì)論評，2009，55(4): 521～530

4 李傳新，賈承造，李本亮，等. 塔里木盆地塔中低凸起北斜坡古生代斷裂展布與構(gòu)造演化[J]. 地質(zhì)學(xué)報，2009，83(8): 1065～1073

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7 湯良杰，漆立新，邱海峻，等. 塔里木盆地斷裂構(gòu)造分期差異活動及其變形機理[J]. 巖石學(xué)報，2012，28(8): 2569～2583

8 陳漢林，楊樹鋒，王清華，等. 塔里木板塊早－中二疊世玄武質(zhì)巖漿作用的沉積響應(yīng)[J]. 中國地質(zhì)，2006，33(3): 545～552

SEGMENTED DIFFERENCES OF THE PALEOZOIC TECTONIC EVOLUTION OF TAZHONG UPLIFT, TARIM BASIN

Li Meng1Pang Siyu2Guo Jian1
1. Institute of Mineral Resource Research, China Metallurgical Geology Bureau, Beijing 101300, China;
1.General Institute of Chemical Geology Survey of China Chemical Geology and Mine Bureau,Beijing100013,China

Segmented differences of the Paleozoic tectonic evolution of Tazhong uplift were analyzed by using the balanced section technology. The analysis results indicate that western Tazhong uplift was in the extensional subsidence stage in the Early Ordovician, while morphology of the paleo-uplift had emerged in east part. The Tazhong uplift was formed basically in the Late Ordovician and structural deformation and uplift of eastern Tazhong uplift was stronger than the west part. This segmented differences continued until the late Middle Devonian. It is speculated that this is related to the torsional pressure from Altun direction, which is gradually decreasing from east to west, and the Tazhong uplift structural feature which is gathered in the east, dispersed in the west is formed simultaneously.

Tazhong uplift; Paleozoic; Tectonic evolution; Segmented differences

P542

A

1006–5296（2016）04–0215–06

?國家重點研發(fā)計劃（2016YFC0600210）；國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃973項目（2012CB214804）

* 第一作者簡介：李萌（1984～），男，主要從事含油氣盆地構(gòu)造研究和地質(zhì)勘探工作，博士研究生

2016-11-15；改回日期：2016-11-18