塔北隆起X型走滑斷裂成因機(jī)制的新解釋

黃少英，宋興國(guó)，羅彩明，能 源，馬小丹，漆家福，陳 石

(1.中國(guó)石油塔里木油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 庫(kù)爾勒 841000；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；3.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；4.中國(guó)石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引 言

塔里木盆地是中國(guó)最大的陸內(nèi)含油氣盆地，而塔北隆起是盆地內(nèi)重要的控油隆起之一，油氣勘探潛力巨大[1-5]。塔北隆起發(fā)育大量的走滑斷層[6-8]，從寒武系至白堊系均有發(fā)育；在哈拉哈塘地區(qū)奧陶系一間房組頂面發(fā)育兩組走滑斷裂[6,8]，它們分別呈NNW走向和NNE走向延伸，并且呈X型相交，走滑斷層及分支斷層組成的斷裂系統(tǒng)切割并溝通了奧陶系碳酸鹽巖層系，而且沿走滑斷層發(fā)生了碳酸鹽巖的地層水淋濾溶解作用，形成了重要的油氣儲(chǔ)集空間[9-12]。走滑斷裂及其周?chē)芏唇M成的縫洞巖溶體系是目前塔北隆起重要油氣勘探方向[13-14]，沿走滑斷裂也不斷取得了重要的油氣勘探突破。

關(guān)于塔北隆起的走滑斷層已有許多學(xué)者對(duì)斷裂樣式分布、分段性、成因機(jī)制以及有利勘探區(qū)域預(yù)測(cè)[15-16]等方面做了細(xì)致的研究工作。關(guān)于塔北隆起X型走滑斷裂的成因機(jī)制，普遍認(rèn)為受控于晚奧陶世南天山洋俯沖以及古昆侖洋閉合產(chǎn)生的南北向擠壓應(yīng)力，整體符合純剪切模式下的共軛斷層發(fā)育機(jī)制[6,8,12,17-18]，單條斷層符合簡(jiǎn)單剪切模式[6]，主干斷層周?chē)l(fā)育R剪切分支斷層。然而，塔北隆起X型走滑斷層的兩組斷層交角普遍在40°左右，并由北向南交角略微減小，南部尾端的相交角度普遍在38°左右，明顯小于理想狀態(tài)下純剪切模式形成的共軛剪切斷層夾角(50°～60°)。對(duì)于塔北隆起小角度X型走滑斷裂的成因機(jī)制，目前還沒(méi)有合理的解釋。

本文在塔北隆起哈拉哈塘地區(qū)三維地震精細(xì)解釋資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人對(duì)于研究區(qū)走滑斷層成因機(jī)制的認(rèn)識(shí)，利用塔里木盆地重磁資料，對(duì)塔北隆起共軛X型走滑斷層的成因機(jī)制進(jìn)行了研究，并提出了新的成因模型。對(duì)認(rèn)識(shí)塔北隆起及其走滑斷裂的構(gòu)造演化具有重要意義，同時(shí)對(duì)沿走滑斷裂發(fā)育的縫洞巖溶體系下的油氣勘探提供新思路與方向。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

塔里木盆地位于新疆維吾爾自治區(qū)南部，面積約為40萬(wàn)km2，是中國(guó)富含油氣的大型疊合盆地[19-23]。塔北隆起位于塔里木盆地北部(圖1(b))，東西向的長(zhǎng)度約480 km，南北向的寬度約90 km，由北向南傾沒(méi)，是盆地重要的構(gòu)造單元[1]。隆起北鄰庫(kù)車(chē)坳陷，南邊與滿(mǎn)加爾凹陷相接，西部與阿瓦提凹陷相鄰，東部與庫(kù)魯克塔格隆起相鄰。塔北隆起內(nèi)部可劃分為7個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(圖1(a))，隆起區(qū)包括輪臺(tái)斷隆、英買(mǎi)力低凸起、輪南潛山、輪南低凸起和庫(kù)爾勒凸起，凹陷區(qū)包括哈拉哈塘凹陷和草湖凹陷。

圖1 塔北隆起構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D((a)據(jù)文獻(xiàn)[1]修改)、塔北隆起位置示意圖(b)及塔北隆起中西部構(gòu)造單元圖(c)Fig.1 Division of structural units in Tabei uplift ((a)modified after reference[1]),schematic diagram of the position of Tabei uplift(b),and structural units of middle-western Tabei uplift (c)

塔北隆起地層發(fā)育齊全(圖2)，從上元古界-新生界均有發(fā)育，其中上元古界-古生界主要為海相碳酸鹽巖，中-新生界地層為陸相碎屑巖。古生界自下而上發(fā)育有寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二疊系，其中奧陶統(tǒng)的一間房組(O2y)和中下奧陶統(tǒng)的鷹山組(O1-2y)發(fā)育縫洞巖溶體系，為重要的油氣儲(chǔ)集層，中上奧陶統(tǒng)土木休克組(O3t)、良里塔格組(O3l)和桑塔木組(O3s)發(fā)育的厚層泥巖為重要蓋層，垂向上形成重要的儲(chǔ)蓋組合。

圖2 塔北隆起地層綜合柱狀圖(據(jù)文獻(xiàn)[26]修改)Fig.2 Stratigraphic columns of Tabei uplift (modified after reference[26])

塔北隆起經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，其構(gòu)造演化可大致劃分為6個(gè)階段[24-25]：基底形成階段(前震旦紀(jì))、被動(dòng)大陸邊緣階段(震旦紀(jì)-中奧陶世)、穩(wěn)定抬升階段(晚奧陶世至石炭紀(jì))、前緣隆起發(fā)育階段(二疊紀(jì)至三疊紀(jì))、穩(wěn)定沉積階段(侏羅紀(jì)至古近紀(jì))以及調(diào)整定型階段(新近紀(jì)至今)。塔北隆起走滑斷裂的發(fā)育與演化主要發(fā)生于被動(dòng)大陸邊緣階段以及穩(wěn)定抬升階段，與南天山洋的演化密切相關(guān)[9]。

2 塔北隆起走滑斷裂構(gòu)造解析

塔北隆起發(fā)育的走滑斷層數(shù)量多，其中大多數(shù)走滑斷層為X型組合(圖1(c))，優(yōu)勢(shì)走向?yàn)镹NW和NNE向，主要分布在哈拉哈塘凹陷地區(qū)和輪南低凸起地區(qū)，部分在英買(mǎi)力低凸起地區(qū)。本文重點(diǎn)研究哈拉哈塘地區(qū)的X型走滑斷裂。

2.1 走滑斷裂分層變形特征

在對(duì)塔北隆起走滑斷裂的構(gòu)造解析發(fā)現(xiàn)，走滑斷裂在垂向上表現(xiàn)出明顯的分層性，在不同巖性的地層中表現(xiàn)出變形的差異性，同時(shí)也和斷裂的多期活動(dòng)有關(guān)，由下往上可劃分為三個(gè)構(gòu)造層：(1)震旦系-中寒武統(tǒng)下構(gòu)造層，該構(gòu)造層頂界為中寒武統(tǒng)沙依里克組鹽巖層頂面(TH3界面)，底界延伸至基底，主要包括中寒武統(tǒng)鹽巖層、下寒武統(tǒng)以及部分基底地層；(2)上寒武統(tǒng)-中奧陶統(tǒng)中構(gòu)造層，該構(gòu)造層頂界為奧陶系一間房組頂面(TO3t界面)，底界為中寒武統(tǒng)頂面(TH3界面)，整個(gè)構(gòu)造層基本都由碳酸鹽巖組成；(3)上奧陶統(tǒng)-泥盆系上構(gòu)造層，該構(gòu)造層頂界為二疊系火成巖巖系底面(TP界面)，底界為奧陶系一間房組頂面(TO3t界面)，主要包括上奧陶統(tǒng)、志留系和泥盆系，整個(gè)構(gòu)造層主要由泥巖和砂巖組成。

塔北隆起的走滑斷裂在三個(gè)構(gòu)造層表現(xiàn)出明顯的變形差異性，主要體現(xiàn)在構(gòu)造樣式、破碎帶寬度以及應(yīng)力機(jī)制的差異等方面。斷裂的分層變形特征以SHB5走滑斷裂最為典型，以圖3為例。在下構(gòu)造層中，基底逆沖斷層活動(dòng)性強(qiáng)，向上插入下寒武統(tǒng)，與走滑層垂向相接，地層發(fā)生明顯褶皺變形；寒武系鹽巖層中，走滑斷裂發(fā)育分支，具有壓扭性質(zhì)，發(fā)育正花狀構(gòu)造，膏鹽發(fā)生流動(dòng)變形。在中構(gòu)造層中，走滑斷裂在剖面上表現(xiàn)為垂向繼承性發(fā)育，下構(gòu)造層中的主干走滑斷層持續(xù)向上發(fā)育；斷裂在頂面一間房組頂面發(fā)育多條分支，表現(xiàn)為典型正花狀構(gòu)造，具有壓扭性質(zhì)，地層發(fā)生褶皺上拱變形。在上構(gòu)造層中，斷裂沿下部構(gòu)造層的斷裂系統(tǒng)繼承性發(fā)育，具有分支斷裂；斷裂所夾持?jǐn)鄩K發(fā)生明顯下掉，發(fā)育典型地塹構(gòu)造，具有張扭性質(zhì)。走滑斷裂在中構(gòu)造層碳酸鹽巖層系中破碎帶寬度最大，分支斷裂最多，在上構(gòu)造層和下構(gòu)造層中變形相對(duì)較弱。

圖3 YM20走滑斷裂平面圖((a)以?shī)W陶系一間房組頂面相干圖為基礎(chǔ)制作)、YM20走滑斷裂剖面圖(b)和YM20走滑斷裂地質(zhì)解釋剖面圖(c)Fig.3 YM20 strike-slip fault ((a)composed based on the top coherence map of Ordovician Yijianfang Formation),profile of the YM20 strike-slip fault (b),geological interpreted profile of the YM20 strike-slip fault (c)

2.2 主干走滑斷裂解析

塔北隆起的哈拉哈塘地區(qū)，X型走滑斷裂發(fā)育最為典型。選取塔中隆起NE向與NW向主干走滑斷裂各一條，分別為哈拉哈塘地區(qū)的NNW向走滑斷裂RP6和NNE向走滑斷裂HA13。通過(guò)對(duì)這兩條主干走滑斷裂的幾何學(xué)特征進(jìn)行詳細(xì)表征，研究塔北地區(qū)走滑斷裂的空間幾何學(xué)特征，可以反映NW向與NE向走滑斷裂的構(gòu)造特征差異。

2.2.1 RP6斷裂

RP6斷裂平面延伸長(zhǎng)度為57.13 km，在平面上走向不一致，可以大致分為兩段，北段接近南北走向，向南逐漸過(guò)渡為17.37°NW。斷裂在上寒武統(tǒng)和奧陶系碳酸鹽巖層中變形強(qiáng)烈活動(dòng)性強(qiáng)，在對(duì)應(yīng)的平面相干上(TH3和TO3t界面)(圖4(b)、(c))斷裂顯示清晰；在寒武系鹽下地層以及志留系碎屑巖層對(duì)應(yīng)相干上(TH1和TS界面)(圖4(a)、(d))，斷裂顯示強(qiáng)度較弱，但仍清晰可見(jiàn)。在奧陶系一間房組頂面(圖5(a))，斷裂發(fā)育特征具有分段性，北段及南段次級(jí)斷裂較少，以線(xiàn)性走滑為主；中段以羽狀走滑和斜交走滑為主，發(fā)育大量R斷裂、R’斷裂以及P斷裂等里德?tīng)柤羟邪樯鷶嗔眩c鄰近走滑斷裂相互作用，形成復(fù)雜的構(gòu)造變形區(qū)。

圖4 走滑斷裂平面特征圖Fig.4 Characteristic map of strike-slip fault(a)寒武系底面；(b)上寒武統(tǒng)底面；(c)奧陶系一間房組頂面；(d)志留系底面

圖5 RP6斷裂剖面特征圖Fig.5 Typical cross-section of the RP6 fault

RP6斷裂在剖面上分層變形特征明顯。斷裂下部直插基底，且基底中還發(fā)育有其他先存斷裂，以逆沖斷層和正斷層為主(圖5)。斷裂在下構(gòu)造層(TH3界面以下)中發(fā)育花狀構(gòu)造，根帶發(fā)育在下寒武統(tǒng)中，花帶主體分布在中寒武統(tǒng)鹽巖層中，鹽巖層受斷裂影響發(fā)生流動(dòng)變形(圖5(f))；花狀構(gòu)造樣式從北往南逐漸由正花狀(圖5(b))逐漸向負(fù)花狀(圖5(f))過(guò)渡。在中構(gòu)造層中(TH3-TO3t界面)，斷裂發(fā)育正花狀構(gòu)造特征明顯；從北往南垂向地層變形幅度逐漸減小，受到上部構(gòu)造層變形影響，南段剖面在TO3t界面上表現(xiàn)為“隆中凹”(圖5(f))；沿?cái)嗔迅浇按椤憋@示明顯，由北向南串珠逐漸減少。在上構(gòu)造層中(TO3t-TP界面)，正斷層大量發(fā)育，中段(圖5(d))斷層插入二疊系火成巖中，夾持地層發(fā)生劇烈下掉，形成典型地塹；斷層發(fā)育密度從北往南逐漸降低。

2.2.2 HA13斷裂

HA13斷裂位于哈拉哈塘凹陷的中部，在各層都有顯示，延伸距離約為52.79 km，走向上比較穩(wěn)定，為23.6°NE。斷裂的主要發(fā)育層位為上寒武統(tǒng)以及奧陶系碳酸鹽巖層系，在上寒武統(tǒng)底面(TH3)以及奧陶系一間房組灰?guī)r頂面(TO3t)，斷裂在相干上有清晰的線(xiàn)性顯示(圖4(b)、(c))；但是在志留系底界(TS)和寒武系底界(TH1)的層面相干上，斷裂幾乎沒(méi)有顯示(圖4(a)、(d))。在一間房組頂面(圖6(a))，斷裂具有較明顯分段性；北段分支斷裂較少，斷裂平面上主要表現(xiàn)為線(xiàn)形走滑，相鄰走滑斷裂較遠(yuǎn)，斷裂間連接發(fā)育的次級(jí)斷層較少，破碎帶寬度較窄；南段分支斷裂較多，相鄰走滑發(fā)育數(shù)量多，平行發(fā)育或共軛發(fā)育，且斷裂之間發(fā)育連接的次級(jí)斷層，斷裂交匯區(qū)域變形復(fù)雜，斷裂破碎帶寬度大。在志留系底界，斷裂的平面樣式為沿主位移帶發(fā)育的右階雁列式斷層(圖4(d))。相較于RP6，斷裂在寒武系底界面(TH1)和志留系底界面(TS)發(fā)育不明顯。

圖6 HA13斷裂剖面特征圖Fig.6 Typical cross-section of the HA13 fault

剖面上HA13斷裂也具有分層變形特征。然而相較于RP6斷裂，基底地層中斷裂發(fā)育數(shù)量少，活動(dòng)性弱，僅有部分基底斷裂可繼續(xù)向上發(fā)育至中寒武統(tǒng)膏鹽巖層中。下構(gòu)造層(TH3界面以下)破碎帶寬度較窄，表現(xiàn)為正花狀(圖6(b)、(d)、(e))、負(fù)花狀構(gòu)造(圖6(c))和直立走滑(圖6(f))，構(gòu)造變形主要發(fā)育在中寒武統(tǒng)鹽巖層中，下寒武統(tǒng)變形微弱；構(gòu)造樣式由北往南發(fā)育特征為，正花狀-負(fù)花狀-正花狀-直立走滑；斷裂南段正花狀構(gòu)造特征微弱，斷裂沒(méi)有切入基底(圖6(e)、(f))。中構(gòu)造層中(TH3-TO3t界面)，斷裂繼承性發(fā)育于下部斷裂系統(tǒng)，發(fā)育典型花狀構(gòu)造，破碎帶寬度和變形強(qiáng)度在各構(gòu)造層中最大；構(gòu)造樣式從北往南變化明顯，北段受淺層變形影響，表現(xiàn)為“隆中凹”(圖6(b))，向南逐漸過(guò)渡為典型正花狀構(gòu)造(圖6(d)、(e)、(f))，破碎帶寬度也逐漸增加；碳酸鹽巖層中發(fā)育大量碳酸鹽巖溶洞，在地震剖面上表現(xiàn)為“串珠”，主要分布在一間房組頂面和走滑斷裂附近，從北往南串珠數(shù)量逐漸增多。上構(gòu)造層(TO3t-TP界面)主要發(fā)育正斷層，向上可切穿至二疊系火山巖層中(圖6(b)、(c)、(d))；斷層繼承性發(fā)育于下部花狀構(gòu)造的分支，部分與中構(gòu)造層走滑斷裂相連組成負(fù)花狀構(gòu)造(圖6(b)、(c)、(d))，或懸空于構(gòu)造層中(圖6(e))；正斷層發(fā)育數(shù)量從北往南逐漸變少。

上述可見(jiàn)，塔北隆起的NW向與NE向走滑斷裂在寒武系鹽下至石炭系碎屑巖層系中均有發(fā)育，在中寒武統(tǒng)鹽巖層頂面(TH3)以及中奧陶世一間房組頂面(TO3t)斷裂發(fā)育特征清晰，斷裂活動(dòng)性強(qiáng)，上構(gòu)造層及下構(gòu)造層斷裂活動(dòng)性較弱。斷裂在垂向上都具有分層變形特征，總體上為三層變形：下構(gòu)造層的變形主要發(fā)育正花狀構(gòu)造，局部發(fā)育負(fù)花狀構(gòu)造；中構(gòu)造層中主要發(fā)育正花狀構(gòu)造，沿?cái)嗔哑扑閹е車(chē)l(fā)育“串珠”；上構(gòu)造層中主要發(fā)育正斷層。

對(duì)比塔北隆起NW向與NE向斷裂的發(fā)育特征可知，二者存在顯著差異。塔北隆起下寒武統(tǒng)底面(TH1)斷裂系統(tǒng)圖(圖7(a))顯示，塔北隆起在深層主體發(fā)育NW走向基底斷裂，NW向基底斷裂發(fā)育數(shù)量多且延伸距離遠(yuǎn)，平面上呈弧形展布，而NE向基底斷裂發(fā)育數(shù)量較少且連續(xù)性差；而在奧陶系一間房組頂面斷裂系統(tǒng)中可見(jiàn)(圖7(b))，NW走向斷裂開(kāi)始連接生長(zhǎng)，而NE走向斷裂開(kāi)始發(fā)育，并且和NW走向斷裂構(gòu)成X型斷裂組合；在志留系底界(TS)，可見(jiàn)NW走向斷裂持續(xù)活動(dòng)，在淺層形成雁列式正斷層(圖4(d))，而NE走向斷裂基本不活動(dòng)。結(jié)合對(duì)重點(diǎn)斷裂RP6和HA13斷裂的對(duì)比分析可見(jiàn)，哈拉哈塘地區(qū)的NW向斷裂活動(dòng)性強(qiáng)，在各構(gòu)造層中均有顯著斷裂特征發(fā)育，垂向連通性強(qiáng)，可能發(fā)育先存基底斷裂，而NE向斷裂主要發(fā)育在中部構(gòu)造層(TO3t)(圖7(b))，在下部構(gòu)造層和上部構(gòu)造層中斷裂特征發(fā)育不明顯。

圖7 塔北隆起平面斷裂系統(tǒng)圖Fig.7 Fault system map of Tabei uplift (a)寒武系底面(TH1);(b)奧陶系一間房組頂面(TO3t)

3 走滑斷裂發(fā)育與形成機(jī)制

走滑斷裂發(fā)育的機(jī)制有兩種，分別為純剪切模型(圖8(a))以及簡(jiǎn)單剪切模型(圖8(b))[27-28]。純剪切模式下發(fā)育的走滑斷裂為X型共軛剪切斷裂，斷裂與最大主應(yīng)力軸之間的夾角為45°-Φ/2(Φ為巖石內(nèi)摩擦角，一般為30°左右)，斷裂間的夾角為50°～60°。簡(jiǎn)單剪切又稱(chēng)為里德?tīng)柤羟校抢锏聽(tīng)栐跇?gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)并提出的；走滑斷裂的發(fā)育和演化過(guò)程中會(huì)發(fā)育大量分支斷裂，不僅發(fā)育單條線(xiàn)性走滑斷裂。

圖8 走滑斷裂形成機(jī)制Fig.8 Formation mechanism of strike-slip faults(a)純剪切模型；(b)簡(jiǎn)單剪切模型(據(jù)文獻(xiàn)[27-28]修改)

關(guān)于塔北隆起X型走滑斷裂的成因機(jī)制，前人做了大量相關(guān)方面的工作，普遍認(rèn)為斷裂的發(fā)育特征整體符合純剪切模型[6,8,12,17-30]，受控于大約460 Ma原特提斯洋閉合產(chǎn)生的近南北向遠(yuǎn)程擠壓作用，單條走滑斷裂表現(xiàn)為簡(jiǎn)單剪切特征發(fā)育大量次級(jí)斷裂[6]，NW向斷裂與NE向斷裂發(fā)育相繼滑動(dòng)作用，且尾端擴(kuò)張與相互作用以及連接生長(zhǎng)等非安德森模式也是斷裂生長(zhǎng)的主要機(jī)制[28]。但是塔北哈拉哈塘地區(qū)共軛X型走滑斷裂的夾角一般為30°～40°，遠(yuǎn)小于純剪切模式下共軛剪切斷裂理論上的60°夾角，前人的解釋尚不能合理解釋其成因。

基底先存斷裂和薄弱帶在地震剖面上較難識(shí)別與厘定，但通過(guò)航磁資料能顯示基底先存構(gòu)造的存在。塔里木盆地重磁特征[30-33]顯示，塔里木盆地中部沿40°N左右發(fā)育一條橫向正磁性異常條帶，分隔塔里木盆地南部與北部。塔里木南部磁力分布不均勻，一系列NE向正磁性異常條帶和負(fù)磁性條帶相間分布；塔里木盆地北部磁力發(fā)育相對(duì)均勻，以負(fù)極性地磁場(chǎng)為主，但塔北隆起區(qū)有NW向磁性異常條帶相間分布(圖9)。

圖9 塔里木盆地航磁異常等值線(xiàn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[31-33]修改)Fig.9 Contour aeromagnetic anomaly map of the Tarim Basin (modified after references[31-33])

塔北隆起走滑斷裂分層變形特征表明，斷裂的形成與演化具有多期性。走滑斷裂剖面特征顯示，斷裂在震旦系-中寒武統(tǒng)下構(gòu)造層(TH3界面以下)、上寒武統(tǒng)-中奧陶統(tǒng)中構(gòu)造層(TH3-TO3t界面)和上奧陶統(tǒng)-石炭系上構(gòu)造層(TO3t-TP界面)中構(gòu)造變形樣式和特征不同，各構(gòu)造層變形不協(xié)調(diào)，并且之間發(fā)育不整合，表明走滑斷裂的形成經(jīng)歷了三期活動(dòng)(圖10)：中寒武世末、中晚奧陶世、志留紀(jì)-石炭紀(jì)；平面相干上，斷裂在寒武系鹽巖層頂面(TH3)、奧陶系灰?guī)r頂面(TO3t)和志留系底面(TS)均有共軛特征顯示，表明共軛走滑斷裂可能從中寒武世末就開(kāi)始形成，持續(xù)發(fā)育至志留紀(jì)-石炭紀(jì)。

圖10 走滑斷裂分期變形示意圖Fig.10 Diagram of stage deformation of strike-slip fault(a)、(d)位置見(jiàn)圖3中的A-A’；(b)、(e)位置見(jiàn)圖5(a)中的B-B’;(c)、(f)位置見(jiàn)圖5(a)中的F-F’

結(jié)合塔北隆起重磁特征和斷裂幾何特征研究表明，走滑斷裂的演化和發(fā)育可能受到了NW向基底斷裂和薄弱帶的控制(圖11)。中寒武世末，塔北隆起在南北向弱擠壓作用的影響下，沿NW向先存基底斷裂帶或薄弱帶優(yōu)先發(fā)育走滑斷裂；在持續(xù)擠壓的作用下，NE向斷裂逐漸發(fā)育，主擠壓應(yīng)力方向與NW向基底斷裂的夾角小于45°-Φ/2，受NW向先存斷裂限制，與NE走向斷裂和先形成的NW向走滑斷裂組成小角度(40°左右)的共軛走滑斷裂；走滑斷裂主體處于壓扭應(yīng)力狀態(tài)，剖面上多表現(xiàn)為擠壓上拱的正花狀構(gòu)造。中晚奧陶世，受到南天山洋俯沖與古昆侖洋閉合的影響，塔北隆起處于南北向擠壓的應(yīng)力狀態(tài)，在早期形成斷裂系統(tǒng)基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)育共軛走滑斷裂；部分新發(fā)育的走滑斷裂僅發(fā)育在碳酸鹽巖層中，沒(méi)有貫穿鹽層插入基底；走滑斷裂整體處于壓扭環(huán)境，剖面上發(fā)育正花狀構(gòu)造。志留紀(jì)-石炭紀(jì)，南天山洋呈剪刀式閉合由東向西逐漸俯沖閉合[34]，塔北隆起受到的擠壓應(yīng)力方向由南北向逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽?南東向，先存走滑斷裂活化，表面地層發(fā)育雁列式正斷層；NW向斷裂與主應(yīng)力方向夾角更小，斷裂活動(dòng)性更強(qiáng)，平面上斷裂發(fā)育數(shù)量更多，連續(xù)性更強(qiáng)，而NE向走滑斷僅有少部分發(fā)生活動(dòng)。

圖11 塔北隆起共軛走滑斷裂發(fā)育模式圖Fig.11 Formation model diagram for the conjugate strike-slip faults in Tabei uplift

4 結(jié) 論

(1)塔北隆起X型共軛走滑斷裂分層特征明顯，依據(jù)巖性和變形特征，由下往上可分為三個(gè)構(gòu)造層：震旦系-中寒武統(tǒng)下構(gòu)造層(TH3界面以下)、上寒武統(tǒng)-中奧陶統(tǒng)中構(gòu)造層(TH3-TO3t界面)和上奧陶統(tǒng)-石炭系上構(gòu)造層(TO3t-TP界面)。斷裂在下構(gòu)造層整體處于壓扭環(huán)境，斷裂多發(fā)育正花狀構(gòu)造；斷裂在中構(gòu)造層中整體處于壓扭環(huán)境，多發(fā)育正花狀構(gòu)造；上構(gòu)造層中斷裂主要發(fā)育負(fù)花狀構(gòu)造或正斷層。

(2)NW向與NE向斷裂變形特征存在顯著差異。NW向斷裂活動(dòng)性強(qiáng)，在各構(gòu)造層中均有顯著斷裂特征發(fā)育，垂向連通性強(qiáng)，發(fā)育先存基底斷裂，而NE向斷裂主要發(fā)育在奧陶系碳酸鹽巖構(gòu)造層，在寒武系鹽下構(gòu)造層和淺層碎屑巖構(gòu)造層中斷裂發(fā)育不明顯。

(3)斷裂的形成與演化具有多期性。走滑斷裂剖面特征顯示，斷裂在各構(gòu)造層中構(gòu)造變形樣式和特征不同，變形不協(xié)調(diào)，并且構(gòu)造層之間發(fā)育不整合，表明走滑斷裂的形成經(jīng)歷了三期活動(dòng)：中寒武世末、中晚奧陶世、志留紀(jì)-石炭紀(jì)。

(4)X型走滑斷裂的形成受到了NW向基底斷裂和薄弱帶的控制。中寒武世末，NW向先存基底斷裂帶或薄弱帶優(yōu)先發(fā)育走滑斷裂，NE斷裂發(fā)育受NW向先存斷裂限制，基底與主擠壓應(yīng)力方向夾角小于45°-Φ/2，NE向斷裂和先形成的NW向走滑斷裂組成小角度(40°左右)的共軛走滑斷裂。