準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古坳陷中-新生代構(gòu)造演化及成因機(jī)制*

文磊 孫相燦 李程 周新桂 杜小弟 高永進(jìn) 易立 龔曉星

1. 中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100083

中亞造山帶地處亞洲大陸中心，周圍被西伯利亞板塊、俄羅斯克拉通、塔里木板塊和華北克拉通所圍限(圖1a)，是全球顯生宙陸殼增生與陸內(nèi)改造作用最顯著的地區(qū)，在十億年來的陸殼演化過程中，經(jīng)歷了陸緣增生、后碰撞和陸內(nèi)造山作用3個階段，完備的大陸演化過程以及豐富的礦產(chǎn)和能源資源使得中亞造山帶成為研究大陸演化過程及其成礦機(jī)理的天然實(shí)驗(yàn)室(Jahnetal., 2000；Jahn, 2004；肖文交等，2008；Xiaoetal., 2009, 2010, 2013；Xiao and Santosh, 2014；郭召杰等，2010)。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地及研究區(qū)位置圖(據(jù)Xiao et al., 2009; Ma et al., 2012；趙淑娟等，2014；Tang et al., 2015；Yang et al., 2015; Wen et al., 2017修改) Fig.1 Location of the Junggar Basin and studied area (modified after Xiao et al., 2009; Ma et al., 2012; Zhao et al., 2014; Tang et al., 2015; Yang et al., 2015; Wen et al., 2017)

圖2 烏倫古坳陷構(gòu)造位置及其構(gòu)造單元劃分圖(據(jù)任新成，2008; 王學(xué)斌等，2014；Tang et al., 2015)位置見圖 1；圖3-圖6剖面位置見此圖 Fig.2 Tectonic location and tectonic units divide of the Wulungu depression (modified after Ren, 2008; Wang et al., 2014; Tang et al., 2015) Location shown in Fig.1; profile location of Fig.3-Fig.6 shown in this figure

天山造山帶位于中亞造山帶的南緣(圖1b)，是晚古生代-中生代形成的碰撞造山帶，受印度-歐亞板塊碰撞作用遠(yuǎn)程效應(yīng)的控制形成了天山新生代陸內(nèi)造山帶及其陸內(nèi)前陸盆地(李曰俊等，2001, 2009；汪新等，2002；方世虎等，2004；郭召杰等，2006, 2007；漆家福等，2008；楊庚等，2016；文磊等，2016)。其中北天山新生代陸內(nèi)造山作用在準(zhǔn)噶爾盆地南緣形成了強(qiáng)烈的褶皺沖斷構(gòu)造，并對準(zhǔn)噶爾盆地新生代構(gòu)造格局、變形特征和沉積演化等產(chǎn)生了重要影響(方世虎等，2004；管樹巍等，2006；楊庚等，2016)。

阿爾泰造山帶位于中亞造山帶腹部，南與準(zhǔn)噶爾盆地相鄰，北進(jìn)入蒙古、俄羅斯和哈薩克斯坦境內(nèi)(圖1b)，是晚古生代西伯利亞板塊和哈薩克斯坦板塊碰撞形成的(鄭常青等，2003；徐學(xué)純等，2005；肖文交等，2008；陳漢林等，2006；任寶琴等，2011)，并于中生代以來進(jìn)入陸內(nèi)造山階段，在準(zhǔn)噶爾盆地東北緣形成了強(qiáng)烈的擠壓沖斷構(gòu)造(袁萬明等，2004；趙淑娟等，2014)。

準(zhǔn)噶爾盆地位于中亞造山帶南部，整個盆地呈三角形夾持在南部的天山造山帶、東北部的阿爾泰造山帶和西北部相互隔斷的扎伊爾山和哈拉阿拉特山之間(圖1b)，是發(fā)育在古生代基底之上的中-新生代沉積盆地，中-新生代盆地的形成演化受控于周圍造山帶同期構(gòu)造活動的制約(馬宗晉等，2008；宋傳春，2012)。

烏倫古坳陷是準(zhǔn)噶爾盆地東北部的一個大型一級構(gòu)造單元，呈NW走向近菱形展布，東北以青格里底山-福津盆地為界，西南與陸梁隆起相鄰，北西抵德倫山一帶，東南到達(dá)克拉美麗山前(圖2)。坳陷以石炭系為基底，上覆沉積地層主要為上三疊統(tǒng)、侏羅系、白堊系和新生界。根據(jù)構(gòu)造變形特征和沉積地層特征可將烏倫古坳陷劃分為紅巖斷階帶、索索泉凹陷和南部斜坡帶三個二級構(gòu)造單元(任新成，2008；楊朝等，2015)。紅巖斷階帶為烏倫古坳陷東北部逆沖推覆帶，逆沖斷層規(guī)模大，中生界幾乎全部被抬升剝蝕，新生界直接不整合覆蓋在石炭系之上。坳陷內(nèi)主要發(fā)育吐絲托依拉斷裂、倫2井南斷裂、烏倫古東斷裂、紅盆斷裂和喀拉薩依斷裂等(圖2)。索索泉凹陷為一北深南淺的NW-SE向長條形凹陷，侏羅系和白堊系沉積厚度大，為烏倫古坳陷的主體部分。南部斜坡帶基底朝陸梁隆起方向逐漸抬升，侏羅系朝陸梁隆起方向逐漸減薄，上三疊統(tǒng)朝陸梁隆起方向略有減薄。

阿爾泰造山帶在中生代發(fā)生了強(qiáng)烈的陸內(nèi)造山作用(趙淑娟等，2014)，在烏倫古坳陷形成了強(qiáng)烈的擠壓構(gòu)造，并沉積了較厚的中-粗粒碎屑巖系(Howardetal., 2003)。晚白堊世-古近紀(jì)早期阿爾泰及周緣地區(qū)經(jīng)歷了廣泛的準(zhǔn)平原化作用(Dobretsovetal.,1996;De Graveetal.,2007a, b, 2009)，在烏倫古坳陷表現(xiàn)為古近系底的區(qū)域性不整合，新生界較為平整的覆蓋在該不整合面之上。

表1烏倫古坳陷地層簡表(據(jù)林璐等，2011；Tangetal., 2015)

Table 1 Stratigraphical table of the Wulungu depression (modified after Linetal., 2011; Tangetal., 2015)

界系統(tǒng)組代號厚度(m)巖性描述資料來源新生界第四系Q100～500砂巖、泥巖和砂礫巖新近系N0～500泥巖、砂質(zhì)泥巖夾透鏡狀礫巖古近系E50～150泥巖、粉砂巖,頂部和底部為含礫砂巖新福地1井、倫8井、倫2井、倫參1井、烏參1井等中生界白堊系侏羅系三疊系上統(tǒng)下統(tǒng)中統(tǒng)下統(tǒng)上統(tǒng)東溝組K2d50～200灰白色砂巖、灰色礫巖、褐色泥巖、砂質(zhì)泥巖吐谷魯群K1tg500～1600褐色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖、底部為灰綠色角礫巖頭屯河組J2t100～600雜色砂巖、泥巖夾礫巖西山窯組J2x100～800砂、泥巖互層,夾碳質(zhì)泥巖及煤線,底部為砂礫巖三工河組J1s100～650灰綠色泥巖為主夾砂巖八道灣組J1b100～600灰色砂巖夾泥巖,含煤,底部為礫巖白堿灘組T3b20～400上部砂巖與泥巖互層,下部泥巖夾少量薄層砂巖倫8井、倫5井、倫3井、倫參1井、烏參1井等古生界石炭系C灰色凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖夾灰黑色凝灰質(zhì)泥巖新福地1井、倫5井、倫8井

烏倫古坳陷新生代構(gòu)造變形較弱，針對該區(qū)新生代構(gòu)造變形特征和演化過程的研究較少。新生代準(zhǔn)噶爾盆地南緣強(qiáng)烈的褶皺沖斷作用與烏倫古坳陷相對平靜的新生代構(gòu)造形成了明顯的反差。究竟印度-歐亞板塊碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)在烏倫古坳陷產(chǎn)生了什么影響？從中生代到新生代該區(qū)構(gòu)造變形強(qiáng)弱演化發(fā)生了什么樣的轉(zhuǎn)變？這對于探索中亞造山帶在中-新生代的演化過程及其大陸動力學(xué)機(jī)制具有重要意義。

1 地層概況

烏倫古坳陷是發(fā)育在石炭系基底之上的中-新生代坳陷，構(gòu)造演化控制了地層沉積特征。石炭系基底之上主要沉積地層有上三疊統(tǒng)、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系，缺失二疊系和下、中三疊統(tǒng)(表1)。

石炭系(C)是烏倫古坳陷的基底構(gòu)造層(林璐等，2011；Tangetal., 2015)，以火山巖夾沉積巖為主，新福地1井、倫5井和倫8井等鉆揭的石炭系主要為一套凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖夾凝灰質(zhì)泥巖。

上三疊統(tǒng)白堿灘組(T3b)在全區(qū)穩(wěn)定分布，以湖相三角洲砂巖、泥巖為主，局部含碳質(zhì)泥巖。

侏羅系(J)沉積厚度大，以辮狀河流、三角洲、濱淺湖相砂泥巖為主。下侏羅統(tǒng)八道灣組(J1b)為一套含煤巖系，以粗碎屑巖為主，底部常沉積一套底礫巖。下侏羅統(tǒng)三工河組(J1s)以含礫砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖為主。中侏羅統(tǒng)西山窯組(J2x)為灰色砂礫巖、砂巖、泥巖、煤層或碳質(zhì)泥巖組成的2～3個正粒序沉積旋回，煤層在全區(qū)穩(wěn)定分布。中侏羅統(tǒng)頭屯河組(J2t)為灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖與褐灰色砂巖不等厚互層，并組成多個正粒序旋回。

白堊系(K)發(fā)育下統(tǒng)吐谷魯群(K1tg)和上統(tǒng)東溝組(K2d)。吐谷魯群(K1tg)主要為灰綠色細(xì)砂巖與棕色、褐紅色、灰綠色泥巖夾粉砂巖，底部發(fā)育一套灰綠色角礫巖。東溝組(K2d)上部為紫紅色泥巖與泥質(zhì)粉砂巖互層，下部為紫紅色粉砂巖夾紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，底部為雜色、灰黑色砂礫巖夾紫紅色泥巖。

古近系(E)沉積較為穩(wěn)定，厚度50～150m，巖性以泥巖、粉砂巖為主，頂部和底部均發(fā)育含礫砂巖。

新近系(N)沉積厚度變化大，地層厚度0～500m，巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，局部夾透鏡狀砂礫巖。

第四系(Q)厚度100～500m，呈半固結(jié)-固結(jié)狀，巖性以砂巖、泥巖和砂礫巖為主。

圖3 烏倫古坳陷北東-南西向地震剖面A-A’構(gòu)造解釋圖Fig.3 Seismic profile A-A’ across the Wulungu depression

圖4 烏倫古坳陷北東-南西向地震剖面B-B’構(gòu)造解釋圖Fig.4 Seismic profile B-B’ across the Wulungu depression

2 構(gòu)造變形樣式

2.1 晚新生代伸展構(gòu)造：新近紀(jì)-第四紀(jì)正斷層

在精細(xì)的地震剖面解釋基礎(chǔ)上，我們首次發(fā)現(xiàn)烏倫古坳陷發(fā)育新近紀(jì)-第四紀(jì)正斷層(圖3c、圖4b, c)。這些正斷層有的成對相間發(fā)育組成塹-壘構(gòu)造(圖3④)，有的發(fā)育在早期逆斷層之上，形成負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造(圖3③)。正斷層斷穿最新地層顯示這些正斷層活動時間主要為新近紀(jì)-第四紀(jì)(圖4b, c)。由于烏倫古坳陷中新生代主體以擠壓構(gòu)造變形為主，且正斷層發(fā)育規(guī)模小，所以這些正斷層極易被研究者所忽略。在區(qū)域擠壓構(gòu)造背景下，這些正斷層的發(fā)現(xiàn)對于研究區(qū)域中-新生代構(gòu)造演化過程具有重要意義。

2.2 陸梁隆起隆升過程的同沉積地層：南部斜坡帶上三疊統(tǒng)、侏羅系生長地層

前人依據(jù)烏倫古坳陷侏羅系內(nèi)部不整合面、生長背斜、逆沖斷層等，認(rèn)為烏倫古坳陷侏羅紀(jì)主要構(gòu)造變形為強(qiáng)烈的擠壓沖斷構(gòu)造，并對擠壓構(gòu)造變形特征和形成時間等展開了大量的研究，獲得了較好的研究成果(林璐等，2011；王學(xué)斌等，2014；趙淑娟等，2014；楊朝等，2015；曹高社等，2017)。侏羅紀(jì)擠壓構(gòu)造變形確實(shí)存在，但上三疊統(tǒng)、侏羅系沿著陸梁隆起北坡，即烏倫古坳陷南部斜坡帶發(fā)育的生長地層(圖3②、圖4②、圖5②)則指示了更清晰的地質(zhì)信息。這些地質(zhì)信息清楚地記錄了陸梁隆起在中生代的活動過程，為烏倫古坳陷中生代構(gòu)造格局和構(gòu)造演化過程的重塑提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。上三疊統(tǒng)整體沉積厚度較為穩(wěn)定，朝著陸梁隆起方向有輕微的減薄，生長地層特征最弱，部分地區(qū)三疊系被陸梁隆起邊界斷裂所截。而侏羅系向陸梁隆起方向減薄的趨勢更加明顯，生長地層非常發(fā)育，相對而言侏羅紀(jì)的擠壓構(gòu)造變形僅僅表現(xiàn)為寬緩褶皺和局部的沖斷構(gòu)造，而生長地層則指示了陸梁隆起從晚三疊世開始持續(xù)到晚侏羅世長時期的隆升過程，并控制了烏倫古坳陷的構(gòu)造格局及地層沉積特征。

圖5 烏倫古坳陷北東-南西向地震剖面C-C’構(gòu)造解釋圖Fig.5 Seismic profile C-C’ across the Wulungu depression

2.3 三大區(qū)域不整合面：上三疊統(tǒng)底不整合面、侏羅系頂不整合面和古近系底不整合面

除了侏羅系內(nèi)部、白堊系內(nèi)部或新生界內(nèi)部發(fā)育的次級不整合面(不整合面上一般發(fā)育底礫巖，以平行不整合或小角度不整合為主)，烏倫古坳陷中新生代主要發(fā)育三大區(qū)域不整合面，分別為上三疊統(tǒng)底不整合面、侏羅系頂?shù)南魑g不整合面和古近系底的削蝕不整合面。

烏倫古坳陷缺失二疊系和下、中三疊統(tǒng)，上三疊統(tǒng)直接覆蓋在石炭系之上，形成了上三疊統(tǒng)與石炭系基底之間的區(qū)域性不整合面(圖3a、圖4a、圖5a)。該不整合面是從二疊紀(jì)持續(xù)到中三疊世區(qū)域隆升剝蝕形成的，石炭系頂部遭受了一定程度的剝蝕，直到晚三疊世烏倫古坳陷才開始沉降重新接受沉積。地震剖面上該不整合面非常明顯，不整合面之下石炭系反射雜亂，局部有地層反射軸但不連續(xù)，該區(qū)石炭系地表出露較少，鉆井部分揭示為認(rèn)識石炭系的主要來源；不整合面之上中新生界反射軸清晰且連續(xù)。該不整合面為該區(qū)二疊紀(jì)持續(xù)到中生代早期的一次重要的構(gòu)造事件，推測為烏倫古晚古生代碰撞造山隆升剝蝕形成的產(chǎn)物，由于篇幅所限，本文不做詳細(xì)討論。

侏羅系殘留地層整體表現(xiàn)為一個朝陸梁隆起減薄的楔狀體，一方面是因?yàn)樵汲练e朝著陸梁隆起減薄，另一方面是晚侏羅世-白堊紀(jì)初陸梁隆起的持續(xù)隆升，導(dǎo)致侏羅系頂部遭受剝蝕，且越靠近陸梁隆起剝蝕量越大。在殘留侏羅系頂面可以清楚地看到侏羅系層面被頂面切割(圖3①、圖4①、圖5①)，表明侏羅系頂被削蝕，形成了侏羅系頂削蝕不整合面。越靠近陸梁隆起，不整合面切割侏羅系層面的角度越大，侏羅系殘留厚度越小，說明剝蝕中心在陸梁隆起，成因是陸梁隆起持續(xù)不斷地隆升。

白堊紀(jì)末-古近紀(jì)初區(qū)域抬升，烏倫古坳陷幾乎均為隆起剝蝕區(qū)，并形成了古近系底區(qū)域不整合面，在紅巖斷階帶表現(xiàn)為古近系與前中生界地層(石炭系)之間的不整合，在索索泉凹陷和南部斜坡帶表現(xiàn)為古近系與白堊系之間的小角度不整合。紅巖斷階帶中生界全部遭受隆升剝蝕，說明紅巖斷階帶隆升幅度非常大。越靠近紅巖斷階帶，白堊系頂不整合越明顯，白堊系頂?shù)南魑g量越大。相反，往陸梁隆起方向白堊系削蝕量減少，并逐漸從角度不整合過渡到平行不整合。說明這一不整合形成的動力來源于紅巖斷階帶方向，往紅巖斷階帶方向抬升幅度增加，往陸梁隆起方向抬升幅度減小。

2.4 上超沉積：白堊系超覆沉積于侏羅系頂不整合面之上

通過精細(xì)的地震剖面解釋發(fā)現(xiàn)，白堊系朝著紅巖斷階帶方向具有超覆沉積特征(圖3①、圖4①、圖5①)。說明紅巖斷階形成過程中，紅巖斷階下盤侏羅系被拖拽抬升，形成朝陸梁隆起方向傾斜的斜坡，白堊系從西南往北東方向超覆沉積于該斜坡之上。整個過程經(jīng)歷了侏羅系被紅巖斷階帶拖拽抬升、白堊系超覆沉積的過程，這兩個事件發(fā)生時間是緊密相連或幾乎是同時的。

3 構(gòu)造演化過程

在前人研究基礎(chǔ)上，通過詳細(xì)、系統(tǒng)地地震剖面解釋，結(jié)合最新鉆井認(rèn)識，依據(jù)生長地層、不整合和卷入變形地層的時代，作者對烏倫古坳陷中-新生代構(gòu)造變形時間進(jìn)行了重新厘定，重塑了其構(gòu)造演化過程，并對地震剖面B-B’進(jìn)行了平衡剖面恢復(fù)(圖6)。

圖6 過烏倫古坳陷的平衡演化剖面B-B’ Fig.6 Balanced cross section B-B’ across the Wulungu Depression

3.1 二疊紀(jì)-中三疊世：區(qū)域隆升剝蝕，地層缺失

烏倫古坳陷整體缺失二疊系和下、中三疊統(tǒng)，表明從二疊紀(jì)以來到中三疊世，研究區(qū)整體處于隆升剝蝕階段，缺失沉積地層。烏倫古坳陷缺失二疊系與準(zhǔn)噶爾盆地其他地區(qū)有二疊系沉積的特征相反，使之具有獨(dú)特的二疊紀(jì)隆升構(gòu)造格局，推測為烏倫古地區(qū)晚古生代碰撞造山隆升剝蝕形成的(由于篇幅所限，本文不作詳細(xì)討論)。早、中三疊世仍然延續(xù)了二疊紀(jì)時期的隆升格局，烏倫古坳陷缺失下、中三疊統(tǒng)，石炭系頂面發(fā)生剝蝕，上三疊統(tǒng)直接覆蓋在石炭系基底之上。

3.2 晚三疊世-中侏羅世：陸梁隆起持續(xù)隆升，形成生長地層和擠壓構(gòu)造

對于烏倫古坳陷三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)構(gòu)造變形的研究，前人往往強(qiáng)調(diào)了其擠壓沖斷構(gòu)造變形(林璐等，2011；王學(xué)斌等，2014；趙淑娟等，2014；楊朝等，2015；曹高社等，2017)，而忽視了陸梁隆起的隆升過程以及隨之形成的同沉積地層。C-C’地震剖面上，紅盆斷裂上盤下侏羅統(tǒng)三工河組(J1s)相對下盤發(fā)生了較大的減薄(圖5d)，證明在早侏羅世晚期(三工河組沉積后期)發(fā)生了較強(qiáng)烈的擠壓逆沖構(gòu)造。除了逆沖斷層，烏倫古坳陷靠近陸梁隆起的南部斜坡帶還發(fā)育了生長構(gòu)造，下、中侏羅統(tǒng)表現(xiàn)出了明顯的生長地層特征，地層厚度朝著陸梁隆起方向減薄，向索索泉凹陷方向增厚。上三疊統(tǒng)厚度往陸梁隆起方向略有減薄，生長地層特征不是很明顯，說明晚三疊世時期陸梁隆起剛開始隆升，隆升幅度較小，可能代表了阿爾泰陸內(nèi)造山帶在中生代復(fù)活的起始時間。上三疊統(tǒng)和侏羅系的生長地層表明在晚三疊世-中侏羅世期間陸梁隆起經(jīng)歷了持續(xù)隆升過程。南部斜坡帶下、中侏羅統(tǒng)明顯的生長地層表明陸梁隆起在早-中侏羅世發(fā)生了快速隆升，且沉積物源充足，地層巖性特征主要為一套中-粗粒陸源碎屑巖(表1)，可能是北東部造山帶剝蝕的產(chǎn)物。

上三疊統(tǒng)和侏羅系(尤其是侏羅系)朝著索索泉凹陷方向厚度增大，在陸梁隆起上沉積厚度最小，局部甚至缺失，屬于典型的前陸盆地前隆帶的沉積特征。前隆帶的隆升指示阿爾泰中生代陸內(nèi)造山活動，陸內(nèi)造山作用從阿爾泰山向準(zhǔn)噶爾盆地擴(kuò)展，形成了阿爾泰山南緣中生代陸內(nèi)前陸盆地。

3.3 晚侏羅世-早白堊世初期：陸梁隆起持續(xù)隆升，侏羅系頂被削蝕

晚侏羅世-早白堊世初期，烏倫古坳陷整體依然為擠壓構(gòu)造背景，逆沖斷層繼續(xù)活動，并形成斷層相關(guān)褶皺(圖4a、圖5c, d)。根據(jù)前文分析，侏羅系頂面的削蝕不整合面非常明顯，且削蝕作用主要受控于陸梁隆起的隆升過程。索索泉凹陷的侏羅系殘留厚度最大，頂部最新地層為中侏羅統(tǒng)頭屯河組，頭屯河組頂部與白堊系之間的角度不整合面證明了這里的削蝕作用發(fā)生在頭屯河組沉積之后(圖4e)。

晚三疊世-早白堊世初期，陸梁隆起持續(xù)隆升，上三疊統(tǒng)-侏羅系生長地層形成，隨著陸梁隆起隆升的速度大于沉積速度，侏羅系頂面開始剝蝕，最終形成了上三疊統(tǒng)-侏羅系朝陸梁隆起方向減薄、朝索索泉凹陷方向增厚的楔狀殘留地層格架。

3.4 白堊紀(jì)：紅巖斷階帶形成，白堊系超覆沉積，逆沖構(gòu)造強(qiáng)烈發(fā)育

關(guān)于紅巖斷階帶的形成時間仍存在爭議。部分地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為紅巖斷階帶形成始于晚古生代，直到中生代仍有活動(曲國勝等，2008；趙淑娟等，2014)。但多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為主要形成于侏羅紀(jì)初到白堊紀(jì)末(林璐等，2011；王學(xué)斌等，2014；楊朝等，2015；曹高社等，2017)。根據(jù)生長地層特征、斷層、褶皺和不整合面分析，作者進(jìn)一步判斷紅巖斷階帶主要形成期為白堊紀(jì)。

第一，雖然紅巖斷階帶中生界幾乎全部被剝蝕，侏羅系從索索泉凹陷到紅巖斷階帶被斷層平整截斷，侏羅系從南部斜坡帶到紅巖斷階帶下盤持續(xù)增厚，靠近紅巖斷階帶的侏羅系厚度與索索泉凹陷中央侏羅系厚度并未出現(xiàn)其他異常變化，據(jù)此判斷在紅巖斷階帶上盤侏羅系有原始沉積，從索索泉凹陷到紅巖斷階帶侏羅系連續(xù)沉積且厚度有增厚的趨勢。因此，至少在侏羅系沉積的時候，紅巖斷階帶還沒形成。

圖7 阿爾泰中生代陸內(nèi)前陸盆地演化模型(剖面位置見圖 1)Fig.7 Evolution model of the Altai Mesozoic intracontinental foreland basin (profile location shown in Fig.1)

圖8 北天山新生代陸內(nèi)前陸盆地交叉疊加于阿爾泰中生代前陸盆地之上(剖面位置見圖 1)Fig.8 Evolution model of the north Tianshan Cenozoic intracontinental foreland basin (profile location shown in Fig.1)

第二，根據(jù)前文分析，侏羅紀(jì)末-早白堊世早期陸梁隆起持續(xù)隆升，侏羅系頂被削蝕，但往紅巖斷階帶方向削蝕量減少，說明早白堊世早期之前地勢還處于陸梁隆起高、紅巖地區(qū)低的格局，紅巖斷階帶在早白堊世早期前還未形成。

第三，根據(jù)前文分析，紅巖斷階帶隆升，其下盤侏羅系被拖拽抬升形成斜坡，白堊系朝著侏羅系頂面斜坡超覆沉積，說明紅巖斷階帶的形成時代和白堊系的沉積時代相同或至少緊密相連，主要為早白堊世晚期-晚白堊世。

白堊紀(jì)紅巖斷階帶形成，逆沖斷層非常發(fā)育，紅巖斷階上盤中生界遭受強(qiáng)烈隆升剝蝕，中生界幾乎全部被剝蝕完(僅在倫2井區(qū)三角區(qū)域殘留中生界)，古生界出露地表，之后被新生界沉積覆蓋。

白堊紀(jì)末-古近紀(jì)初，烏倫古坳陷發(fā)生短暫的區(qū)域抬升，區(qū)域地層遭受一定程度的剝蝕，且從南部斜坡帶到紅巖斷階帶剝蝕量增大，形成了古近系底小角度不整合面。

3.5 古近紀(jì)：均衡沉降階段，古近系穩(wěn)定沉積，構(gòu)造變形弱

古近紀(jì)初烏倫古坳陷延續(xù)了白堊紀(jì)末的區(qū)域抬升格局，形成了古近系底的不整合面，在索索泉凹陷和南部斜坡帶表現(xiàn)為古近系和白堊系之間的小角度不整合或平行不整合，在紅巖斷階帶表現(xiàn)為古近系與古生界(石炭系)之間的角度不整合。

在短暫的隆升剝蝕之后，烏倫古坳陷發(fā)生區(qū)域沉降，穩(wěn)定地沉積了古近系，構(gòu)造變形較弱。古近紀(jì)應(yīng)該為阿爾泰中生代陸內(nèi)造山后期均衡沉降階段，造山作用減弱。

3.6 新近紀(jì)-第四紀(jì)：發(fā)育逆斷層和正斷層

在經(jīng)歷古近紀(jì)均衡沉降階段后，新近紀(jì)以來烏倫古坳陷再次進(jìn)入造山活動階段。與準(zhǔn)噶爾盆地南緣強(qiáng)烈的褶皺沖斷構(gòu)造相比，烏倫古坳陷遠(yuǎn)離北天山造山帶，新近紀(jì)-第四紀(jì)擠壓構(gòu)造變形相對較弱(圖3b、圖4c、圖5a)，期間還發(fā)育了一系列的正斷層(圖3c、圖4b, c)。這些正斷層規(guī)模和新近紀(jì)-第四紀(jì)逆斷層的規(guī)模相當(dāng)，有的斷距甚至更大(圖3c)，而且正斷層與逆斷層相對獨(dú)立發(fā)育，并無伴生或派生關(guān)系，應(yīng)該屬于與逆斷層不同年代形成的區(qū)域性伸展構(gòu)造，為北天山晚新生代陸內(nèi)造山作用間歇期擠壓應(yīng)力松弛階段形成的伸展構(gòu)造。

4 成因機(jī)制討論

4.1 中生代構(gòu)造演化主要受阿爾泰陸內(nèi)造山帶控制

根據(jù)地震剖面解釋及平衡演化剖面恢復(fù)，烏倫古坳陷中生代構(gòu)造變形的應(yīng)力來源為阿爾泰山方向。中生代，烏倫古坳陷為阿爾泰陸內(nèi)造山帶南緣前陸盆地系統(tǒng)的一部分，其構(gòu)造演化過程主要受阿爾泰造山帶在中生代的活動控制(圖7)。

早-中三疊世，烏倫古坳陷繼承了二疊紀(jì)以來的隆升剝蝕環(huán)境，缺失中、下三疊統(tǒng)，應(yīng)為烏倫古地區(qū)晚古生代碰撞造山隆升剝蝕作用延續(xù)到中三疊世形成的。

晚三疊世，烏倫古地區(qū)開始沉降接受沉積，同時陸梁隆起緩慢隆升，指示阿爾泰山剛開始復(fù)活，但強(qiáng)度不大，上三疊統(tǒng)厚度整體變化不大。

侏羅紀(jì)，阿爾泰陸內(nèi)造山帶楔頂帶波及到了阿爾曼太斷裂，此時紅巖斷階帶還未形成，烏倫古坳陷處于陸內(nèi)前陸盆地的前淵帶，而陸梁隆起作為前隆帶持續(xù)隆升。侏羅系在陸梁隆起帶沉積最薄，往索索泉凹陷方向增厚，阿爾泰造山帶山體隆升剝蝕為陸源碎屑的快速沉積提供了豐富的物源。晚侏羅世到早白堊世初期，隨著陸梁隆起的不斷隆升，隆升速率大于可容納沉積空間的增速，侏羅系頂部發(fā)生剝蝕。

白堊紀(jì)，阿爾泰陸內(nèi)前陸盆地楔頂帶繼續(xù)往南擴(kuò)展到紅巖斷階帶，中生界遭受抬升剝蝕，石炭系出露地表(后期被新生界沉積覆蓋)，紅巖斷階帶下盤侏羅系被拖拽抬升形成朝著陸梁隆起傾斜的斜坡，白堊系朝著該斜坡超覆沉積，與侏羅系頂削面構(gòu)成了上超下削的不整合面特征。白堊紀(jì)末期，陸內(nèi)造山作用持續(xù)推進(jìn)，烏倫古坳陷從東北往西南方向遭受抬升剝蝕，形成了古近系底的不整合面，該不整合面從紅巖斷階帶的角度不整合逐漸過渡到南部斜坡帶的小角度不整合或近平行不整合。

古近紀(jì)阿爾泰陸內(nèi)造山作用逐漸減弱，地層穩(wěn)定沉積。

4.2 新生代構(gòu)造演化主要受北天山陸內(nèi)造山帶控制

新生代歐亞大陸最重要的構(gòu)造事件就是印度-歐亞板塊碰撞，該事件直接造成了喜馬拉雅山脈和青藏高原的強(qiáng)烈隆升，跨過塔里木盆地導(dǎo)致了天山造山帶的復(fù)活。烏倫古坳陷遠(yuǎn)離天山山脈，但依然受北天山新生代陸內(nèi)造山帶的控制，為阿爾泰中生代前陸盆地系統(tǒng)和北天山新生代前陸盆地系統(tǒng)的交叉疊加區(qū)(圖8)。

古近紀(jì)，北天山陸內(nèi)造山作用還較弱，烏倫古坳陷較為地穩(wěn)定了古近系。

新近紀(jì)-第四紀(jì)，北天山發(fā)生了強(qiáng)烈的陸內(nèi)造山作用，形成了北天山新生代陸內(nèi)前陸盆地，在準(zhǔn)噶爾盆地南緣形成了強(qiáng)烈的褶皺沖斷構(gòu)造，沉積了巨厚層的新近系-第四系。烏倫古坳陷遠(yuǎn)離北天山，擠壓構(gòu)造變形較弱，地層厚度較小。

另外，本文新發(fā)現(xiàn)的新近紀(jì)-第四紀(jì)正斷層應(yīng)該是北天山陸內(nèi)造山帶造山間歇期應(yīng)力松弛的產(chǎn)物。造山間歇期內(nèi)擠壓應(yīng)力松弛，伸展構(gòu)造發(fā)育，在原本擠壓變形區(qū)形成了一系列小型正斷層。事實(shí)上，在塔里木盆地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了廣泛分布的造山間歇期形成的晚新生代正斷層，這些正斷層活動代表印度-歐亞板塊碰撞遠(yuǎn)程效應(yīng)下，中亞地區(qū)脈動式擠壓沖斷過程中的一個構(gòu)造間歇期(李曰俊等，2013；Lietal., 2015, 2016; 張洪安等，2017；楊素舉等，2017；李洪輝等，2019)。

5 結(jié)論

(1)烏倫古坳陷早-中三疊世延續(xù)了二疊紀(jì)的區(qū)域隆升格局，形成了上三疊統(tǒng)與石炭系基底之間的區(qū)域不整合面。

(2)烏倫古坳陷中生代主要受阿爾泰陸內(nèi)造山作用控制。晚三疊世-侏羅紀(jì)陸梁隆起持續(xù)隆升，在烏倫古坳陷形成了生長地層。白堊紀(jì)阿爾泰陸內(nèi)前陸盆地楔頂帶擴(kuò)展到紅巖斷階帶，形成了強(qiáng)烈的逆沖構(gòu)造，中生界幾乎全部被剝蝕，新生界直接覆蓋在古生界之上，下盤侏羅系被拖拽抬升，白堊系超覆沉積其上。

(3)烏倫古坳陷新生代主要北天山陸內(nèi)造山作用控制。古近紀(jì)構(gòu)造活動較弱，地層較穩(wěn)定沉積。新近紀(jì)-第四紀(jì)北天山陸內(nèi)造山活動強(qiáng)烈，烏倫古坳陷擠壓構(gòu)造變形發(fā)育，正斷層為陸內(nèi)造山間歇期擠壓應(yīng)力松弛形成的區(qū)域伸展構(gòu)造。

致謝感謝審稿專家和編輯部提出的寶貴修改意見！