北天山后峽盆地地質(zhì)特征及形成演化*

梁則亮 姜顏良 冀冬生 吳孔友 王 俊 肖立新 趙進(jìn)雍

1 中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所，新疆烏魯木齊 830013 2 中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580

1 概述

夾持在東歐、西伯利亞、塔里木和華北克拉通之間的中亞巨型復(fù)合造山帶是全球規(guī)模最大的顯生宙增生造山帶(圖1-a)(Keltyetal.，2008；Xiaoetal.，2010)。與環(huán)太平洋造山帶、阿爾卑斯—喜馬拉雅造山帶不同，中亞巨型造山帶以古生代多陸塊拼合造山和中新生代山盆耦合為重要特征(方世虎等，2005)。天山造山帶是中亞巨型復(fù)合造山帶的中國境內(nèi)部分，位于哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊的匯聚部位。近年來，伴隨著油氣的大規(guī)模勘探開發(fā)，在天山造山帶兩側(cè)的準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地的中新生代地層中相繼發(fā)現(xiàn)了大量的油氣資源，使天山造山帶中新生代構(gòu)造演化歷史及其與兩側(cè)盆地之間的盆—山耦合關(guān)系成為研究的熱點(diǎn)(湯良杰等，2012；朱志新等，2013；石鑫等，2018；王凱等，2019；王熠哲等，2019；朱明等，2020)?，F(xiàn)有研究和油氣勘探表明，天山兩側(cè)前陸沖斷帶油氣源區(qū)與中生代侏羅紀(jì)地層關(guān)系密切(王彥君，2020；許淑梅等，2020；王珂等，2021)。然而，對于天山地區(qū)的研究，目前主要集中在古生代地塊間的拼貼碰撞歷史方面。上述工作對研究天山的構(gòu)造演化及盆—山耦合關(guān)系至關(guān)重要，但目前對天山及鄰區(qū)中生代特別是侏羅紀(jì)盆地的面貌和盆山關(guān)系還有不同的認(rèn)識(湯良杰等，2012；楊威等，2017；秦翔，2021)，特別是對天山內(nèi)部中生代小型沉積盆地的研究較少，而該類盆地的構(gòu)造屬性及其成因演化可能更直接地反映天山的構(gòu)造演化歷史及盆—山耦合關(guān)系，是認(rèn)識天山地區(qū)晚古生代陸塊拼合和新生代山盆耦合、陸內(nèi)再造山的窗口。

1—上泥盆統(tǒng)天格爾組；2—石炭系；3—中石炭統(tǒng)前峽組；4—下石炭統(tǒng)奇爾古斯套群；5—二疊系至三疊系；6—下侏羅統(tǒng)八道灣組；7—下侏羅統(tǒng)三工河組；8—中侏羅統(tǒng)西山窯組；9—中侏羅統(tǒng)頭屯河組；10—上侏羅統(tǒng)齊古組；11—古近系；12—新近系；13—第四系；14—逆斷層；15—向斜；16—背斜；17—實(shí)測路線；18—不整合超覆點(diǎn)位；19—開闊向斜核部點(diǎn)位；20—緊閉背斜核部點(diǎn)位；21—盆山斷層接觸點(diǎn)位；22—地名圖1 中亞造山帶構(gòu)造位置(a，據(jù)Xiao et al.，2010；有修改)、新疆北部構(gòu)造單元(b，據(jù)李忠等，2003，有修改)和后峽盆地地質(zhì)簡圖(c)Fig.1 Tectonic location of the Central Asian Orogenic Belt(a，modified from Xiao et al.，2010)，tectonic unit of northern Xinjiang(b，modified from Li et al.，2003)and geological diagram of Houxia Basin(c)

后峽盆地是位于北天山造山帶內(nèi)的中生代小型山間盆地，僅有少數(shù)學(xué)者對后峽盆地的沉積地層特征(方世虎等，2005；郭召杰等，2005；房亞男等，2016)、逆沖斷裂特征(李麗等，2008)及盆地格局(方世虎等，2005；郭召杰等，2005)進(jìn)行了研究。郭召杰等(2005)依據(jù)沉積學(xué)研究和古流向統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為后峽盆地在侏羅紀(jì)不是一個獨(dú)立的盆地，而是與準(zhǔn)噶爾南緣相連的統(tǒng)一盆地；并根據(jù)磷灰石裂變徑跡年齡，結(jié)合構(gòu)造分析資料，提出是晚新生代以來的天山快速隆升過程和前陸沖斷推覆構(gòu)造，分隔了后峽盆地和天山北緣侏羅系。李麗等(2008)依據(jù)野外與區(qū)域資料研究了后峽盆地內(nèi)部發(fā)育的逆沖推覆構(gòu)造，認(rèn)為天山地區(qū)在晚中生代存在1期顯著的構(gòu)造—熱事件，后峽盆地發(fā)育的逆沖推覆斷層就是該時(shí)期的產(chǎn)物。除了上述學(xué)者對后峽盆地進(jìn)行的初步研究之外，目前尚沒有其他學(xué)者對后峽盆地的成因、構(gòu)造變形特征及形成演化進(jìn)行相關(guān)研究。為了進(jìn)一步明確后峽盆地的發(fā)育特征及成因演化，本次研究綜合利用野外踏勘、地震相解釋、平衡剖面恢復(fù)等研究手段，將野外實(shí)測調(diào)查、室內(nèi)分析和前人研究成果結(jié)合起來，對北天山后峽盆地地質(zhì)特征及其成因和演化進(jìn)行了系統(tǒng)研究。該成果對明確天山造山帶的構(gòu)造演化及指導(dǎo)相鄰盆地油氣勘探具有重要意義。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

后峽盆地是天山北麓準(zhǔn)噶爾盆地南緣的一個小型山間坳陷，呈東西走向，海拔在2000 m以上，盆地東寬西窄，東西長40～50 km，南北寬5～15 km，平面上呈楔狀(圖1)。該盆地距烏魯木齊市約60 km，行政區(qū)劃屬新疆烏魯木齊縣管轄，區(qū)域內(nèi)侏羅紀(jì)煤系地層出露較好，是重要的煤炭基地。大地構(gòu)造位置位于天山興蒙造山系準(zhǔn)噶爾—吐哈地塊中西部準(zhǔn)噶爾地塊與依連哈比爾尕—博格達(dá)裂陷盆地交界處的晚古生代巴音溝裂陷槽中(匡薇等，2017)。前寒武紀(jì)以來經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動，石炭紀(jì)是該區(qū)最重要的板塊碰撞、陸內(nèi)造山運(yùn)動時(shí)期，主要表現(xiàn)為褶皺帶隆升、古海域面積從縮小到消失、巖漿島弧和増生雜巖等地質(zhì)體間的碰撞拼貼(李麗等，2008)。這一過程背后最主要的動力來源是泥盆紀(jì)之后位于天山造山帶南部的塔里木古陸向北做長距離推擠(崔建軍，2006)。侏羅紀(jì)早期，準(zhǔn)平原化的天山地區(qū)處于板內(nèi)伸展作用階段(舒良樹等，2004)，多處見早侏羅世地層與古生代地層呈正斷層接觸，斷面中—高傾斜，其上被新近紀(jì)巖層近水平覆蓋。高精度地震資料分析及盆地構(gòu)造沉降與地層層序和巖漿活動分析結(jié)果也顯示，早侏羅世—中侏羅世早期準(zhǔn)噶爾盆地南緣處于弱伸展環(huán)境(陳發(fā)景等，2005；何登發(fā)等，2018)；中侏羅世—晚侏羅世，受周緣塊體調(diào)整影響，盆地處于壓扭活動期(何登發(fā)等，2018)，使得該地區(qū)在侏羅紀(jì)經(jīng)歷了一個伸展—擠壓的完整旋回。楊庚和錢祥麟(1995)、王彥斌等(2001)、陳正樂等(2006)和宮紅良等(2007)通過磷灰石裂變徑跡測年和隆升剝蝕研究認(rèn)為，天山造山帶在晚中生代存在顯著的構(gòu)造—熱作用事件，發(fā)生了明顯的快速隆升。后峽盆地是在這種大聚合的背景下的1次小開合，經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動的疊加。

3 地層學(xué)特征

圖2 北天山后峽盆地侏羅系綜合柱狀圖(旋回劃分參考鮑志東等，2002；金若時(shí)等，2016；董雪潔，2019)Fig.2 Comprehensive column of the Jurassic in Houxia Basin，North Tianshan Orogenic Belt(cycles division after Bao et al.，2002；Jin et al.，2016；Dong，2019)

對后峽盆地地質(zhì)資料分析發(fā)現(xiàn)，該盆地的基底主要由上泥盆統(tǒng)天格爾組(D2t)和下石炭統(tǒng)奇爾古斯套群(C1qt)、中石炭統(tǒng)前峽組(C2qx)組成，以灰質(zhì)砂礫巖和凝灰質(zhì)角礫巖為主(時(shí)小松等，2018)，主要出露于盆地的邊界。基底之上依次沉積了下侏羅統(tǒng)八道灣組(J1b)和三工河組(J1s)、中侏羅統(tǒng)西山窯組(J2x)和頭屯河組(J2t)、上侏羅統(tǒng)齊古組(J3q)及新生代沉積，缺失二疊系、三疊系和白堊系(圖2)。下石炭統(tǒng)奇爾古斯套群主要為一套淺海—半深海沉積，巖性為灰黑色凝灰質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、砂礫巖、泥質(zhì)硅質(zhì)巖和灰黑色凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)角礫巖、凝灰砂巖及少量的鈉長石化硅質(zhì)巖，厚度大于500 m(郭召杰等，2005；李麗等，2008)，與下伏天格爾組為斷層接觸。侏羅系與石炭系呈明顯的角度不整合接觸。下侏羅統(tǒng)八道灣組至中侏羅統(tǒng)西山窯組為連續(xù)沉積，中侏羅統(tǒng)頭屯河組至上侏羅統(tǒng)齊古組(J3q)亦為連續(xù)沉積，但由于準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)生由弱伸展拗陷向擠壓性盆地的轉(zhuǎn)變，造成了西山窯組與頭屯河組之間呈不整合接觸(張弛等，2021)。各地層在盆地的出露特征、沉積特征顯示了較大的差異性。

八道灣組為一套以湖相、湖泊—三角洲相、沖積扇相為主的沉積(李麗等，2008)。底部以發(fā)育沖積扇沉積為特征；下部為厚層狀砂礫巖和碳質(zhì)泥巖夾煤層交替沉積，其中厚層砂礫巖含較多透鏡體，單個透鏡體向上粒度逐漸變細(xì)，發(fā)育大型交錯層理，底部見明顯的沖刷構(gòu)造；中部發(fā)育2套含煤地層；上部為湖相、湖泊—三角洲相暗色泥巖夾薄層砂巖。

三工河組多出露于后峽盆地北西向和南東向邊緣，為一套以湖泊—三角洲相為主體的沉積(李麗等，2008)。巖性為灰綠色、灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，夾中—細(xì)砂巖、粉砂巖與泥巖互層，含植物碎片化石。底部為灰白色、深灰色砂礫巖，礫徑3～10 mm，呈次圓狀，分選性較差，可見炭化植物碎屑。

西山窯組多呈條帶狀出露于后峽盆地周緣，為一套湖沼相的煤系地層(李麗等，2008)，厚度介于300～500 m之間，煤層層數(shù)多、厚度大、穩(wěn)定性好，為該地區(qū)主要的含煤層位。厚煤層普遍集中在西山窯組中下部，是良好的區(qū)域性對比標(biāo)志；上部多為薄煤層或煤線，見大面積燒變巖。根據(jù)沉積特征和巖性旋回，將西山窯組分為2段：下段以細(xì)粒相巖層及煤層為主，為一套湖泊相、湖濱相、泥炭沼澤相沉積(黃福清，2012)，由深灰色、灰白色粉砂巖和細(xì)砂巖、灰綠色泥巖和碳質(zhì)泥巖、灰白色厚層狀中粗砂巖和含礫中粗砂巖、煤層及燒變巖組成；上段以細(xì)粒相巖層為主，為一套河流相、沼澤相沉積(黃福清，2012)，由灰綠色、灰白色粉砂巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖及中細(xì)砂巖、含礫中粗砂巖、薄煤層及煤線組成。

頭屯河組在后峽盆地出露較全，巖性較粗，礫巖含量多。下段主要為黃綠色、灰綠色砂礫巖粗粒沉積，交錯層理發(fā)育，紋層高角度斜交，多套砂體疊置切割。上段巖性為灰白色、灰綠色泥巖、灰白色中細(xì)砂巖、含礫中砂巖、粉砂巖夾泥灰?guī)r。自下向上，紫色紅、褐紅色粉砂巖、泥巖條帶逐漸增多，反映了水體變淺、氣候干旱的古環(huán)境。該套沉積具典型的“二元結(jié)構(gòu)”，表現(xiàn)出“泥包砂”的特征，且單套砂體底部可見沖刷面，垂向上呈正韻律，具有典型的河流沉積特征(張弛等，2021)。

齊古組為一套河湖相紅色、褐紅色碎屑巖夾少量凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、灰綠色砂質(zhì)泥巖、砂巖。巖相、巖性比較穩(wěn)定，單套砂體底部可見泥礫，磨圓度較高，多呈次圓狀。發(fā)育槽狀交錯層理、板狀交錯層理等牽引流成因沉積構(gòu)造，未見植物化石。在后峽盆地該套地層剝蝕嚴(yán)重，僅局部出露。

4 地質(zhì)構(gòu)造特征及其成因

4.1 地質(zhì)構(gòu)造特征

受區(qū)域差異升降運(yùn)動的控制，后峽地區(qū)泥盆系、石炭系形成高山，而中生界賦存在相對低洼區(qū)域(時(shí)小松等，2018)。后峽盆地形態(tài)主要受基底坳陷構(gòu)造活動的控制：在盆地南界發(fā)育1條走向近東西、南傾北沖的高角度邊界逆沖斷層F1，傾角70°～80°，上盤為上泥盆統(tǒng)天格爾組，下盤為侏羅系，控制著盆地的侏羅紀(jì)地層沉積。野外實(shí)測發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1斷層破碎帶寬度可達(dá)500 m(圖3-a)，發(fā)育大量的斷層角礫巖(圖4-c)、碎裂巖和斷層泥，也可見斷層擦痕(圖4-b)。依據(jù)穿過后峽盆地的典型NE-SW向地震剖面解釋(測線HX2006-X，圖5)，認(rèn)為后峽盆地中部和北界也發(fā)育有逆沖斷層F2和F3，但斷層傾角比南界的逆沖斷層小。中部發(fā)育有1個背斜構(gòu)造，其與逆沖斷層F2明顯具有成因聯(lián)系，且F2在近于地層淺處產(chǎn)狀明顯變緩，上盤地層向上逆沖形成蛇頭構(gòu)造。

圖3 北天山后峽盆地侏羅系實(shí)測剖面(剖面位置見圖1)Fig.3 Field measured section of the Jurassic in Houxia Basin，North Tianshan Orogenic Belt(section location shown in Fig.1)

a—盆地邊界逆沖斷層F1(位置43°27′24.59″N；86°37′18.82″E)；b—斷層擦痕(位置43°27′24.50″N；86°37′19.64″E)；c—斷層角礫巖(位置43°27′26.78″N；86°37′22.89″E)；d—緊閉背斜轉(zhuǎn)折端(位置 43°28′6.85″N；86°37′55.99″E)；e—開闊向斜轉(zhuǎn)折端(位置 43°29′41.24″N；86°41′11.80″E)；f—超覆不整合接觸關(guān)系遠(yuǎn)景(位置43°31′45.36″N；86°46′19.42″E)；g—超覆不整合接觸關(guān)系近景(位置43°31′46.32″N；86°46′18.67″E)圖4 北天山后峽盆地侏羅系構(gòu)造特征Fig.4 Outcrop characteristics of the Jurassic field geological structure in Houxia Basin，North Tianshan Orogenic Belt

圖5 北天山后峽盆地地震剖面解釋(剖面位置見圖1:HX2006-X)Fig.5 Seismic interpretation of Houxia Basin，North Tianshan Orogenic Belt(profile position shown in Fig.1:HX2006-X)

將地震剖面解釋與野外實(shí)測相結(jié)合進(jìn)行“地質(zhì)戴帽”，可見后峽盆地發(fā)育的3條斷層在剖面上構(gòu)成逆沖疊瓦狀構(gòu)造，南部盆地邊緣處發(fā)育1個緊閉背斜，背斜北翼地層沿走向發(fā)生“S”型撓曲現(xiàn)象(圖3)，使局部地層產(chǎn)狀發(fā)生了較大的變化。撓曲構(gòu)造以北的地層產(chǎn)狀逐漸變緩，傾角介于 20°～50°之間。背斜南翼地層受撓曲構(gòu)造的影響，傾角明顯大于北翼，在40°～90°之間。向斜則比較平緩開闊(圖3；圖5)，整體具隔槽式褶皺的特點(diǎn)。野外踏勘中也發(fā)現(xiàn)，在盆地北部盆山交界處的侏羅系三工河組地層產(chǎn)狀為260°∠38°，下伏奇爾古斯套群產(chǎn)狀150°∠82°，2套地層之間呈明顯的超覆不整合接觸關(guān)系(圖3-b；圖4-f)。

4.2 地質(zhì)構(gòu)造成因分析

在安德森模式中，淺層地層條件下發(fā)育的逆沖斷層常是低角度的(戴俊生，2006)，受區(qū)域差異升降運(yùn)動的控制。而后峽盆地侏羅系雖然埋深較淺，但盆地兩側(cè)都發(fā)育高角度的逆沖斷層，特別是在盆地南界發(fā)育的高角度逆沖斷層位于緊閉同斜褶皺的一翼，并且斷層傾向與褶皺軸面傾向一致，傾角也大致相同，屬于典型造山帶中與褶皺同時(shí)發(fā)育的高角度逆沖斷層，故推測其成因是在水平側(cè)向擠壓下造山帶物質(zhì)垂向差異塑性流動的一種表現(xiàn)(戴俊生，2006)。區(qū)域資料特別是磷灰石裂變徑跡測試結(jié)果表明，天山造山帶在中生代中晚期經(jīng)歷了1次重要的構(gòu)造隆升事件(楊庚和錢祥麟，1995；王彥斌等，2001；郭召杰等，2005；陳正樂等，2006；宮紅良等，2007)，因此后峽盆地遭受的自南向北的水平側(cè)向擠壓可能就來源于此事件，發(fā)育的逆沖疊瓦狀構(gòu)造屬于該期山脈隆升事件的構(gòu)造表現(xiàn)。另外，筆者認(rèn)為在早侏羅世—中侏羅世早期，準(zhǔn)噶爾盆地南緣處于弱伸展環(huán)境，后峽盆地兩側(cè)發(fā)育的高角度逆沖斷層在該時(shí)期應(yīng)該是高角度正斷層，這符合安德森斷層成因模式；到了中侏羅世—晚侏羅世，研究區(qū)經(jīng)歷了較強(qiáng)的構(gòu)造隆升事件，使先前形成的正斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)，強(qiáng)烈的水平側(cè)向擠壓使反轉(zhuǎn)構(gòu)造表現(xiàn)出逆沖斷層的性質(zhì)。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析和前人研究成果，結(jié)合野外實(shí)測，認(rèn)為后峽盆地地震剖面顯示的3條斷層應(yīng)屬于中生代中晚期形成的逆沖斷層(圖5)。

5 討論

5.1 沉積物來源

郭召杰等(2005)、方世虎等(2005)對后峽地區(qū)侏羅系中可以用來判斷古流向的斜層理、不對稱波痕等沉積構(gòu)造進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為后峽地區(qū)八道灣組、三工河組、西山窯組的古流向主要是N-NW向，天山是該地區(qū)的重要物源區(qū)，其對后峽地區(qū)早侏羅世沉積具有持續(xù)控制作用。這表明至少在早、中侏羅世，后峽盆地還不是獨(dú)立的沉積盆地，而是與準(zhǔn)噶爾盆地南緣處于同一沉積水體，屬于準(zhǔn)噶爾南緣沉積盆地的邊緣相，因此現(xiàn)今看到的后峽殘留山間坳陷，應(yīng)是后期構(gòu)造運(yùn)動分隔所致。方世虎等(2004a，2004b)研究表明，分隔后峽山間坳陷和山前盆地的卡拉扎背斜的形成年齡為10 Ma左右，也就是說原屬同一個侏羅紀(jì)盆地的后峽盆地與頭屯河地區(qū)被分隔開來的時(shí)間在10 Ma前后。野外觀察及地震剖面顯示，后峽盆地北側(cè)侏羅系與下覆地層呈超覆不整合接觸關(guān)系，也證實(shí)了侏羅紀(jì)時(shí)，石炭系基底為一處水下低突起，并未隆升成山來分隔盆地南北的沉積地層。

圖6 北天山后峽盆地開闊向斜南翼和北翼中侏羅統(tǒng)西山窯組地層對比Fig.6 Stratigraphic comprison of the Middle Jurassic Xishanyao Formation between south and north wings of open syncline in Houxia Basin，North Tianshan Orogenic Belt

a—開闊向斜南翼頭屯河組地層粒度特征(位置43°28′36.51″N；86°38′45.05″E)；b—開闊向斜北翼頭屯河組地層粒度特征(位置43°31′7.80″N；86°45′1.67″E)；c—開闊向斜南翼西山窯組地層粒度特征(位置43°28′17.56″N；86°38′29.02″E)；d—開闊向斜北翼西山窯組地層粒度特征(位置43°31′23.41″N；86°45′27.45″E)圖7 北天山后峽盆地中侏羅統(tǒng)頭屯河組和西山窯組露頭粒度特征Fig.7 Outcrop characteristics of rock particle size of the Middle Jurassic Toutunhe and Xishanyao Formations in Houxia Basin，North Tianshan Orogenic Belt

圖8 北天山后峽盆地構(gòu)造演化(剖面位置見圖1:HX2006-X)Fig.8 Tectonic evolution of Houxia Basin，North Tianshan Orogenic Belt(profile position shown in Fig.1:HX2006-X)

野外實(shí)測表明，在靠近后峽盆地南界發(fā)育的緊閉背斜北翼(開闊向斜南翼)，西山窯組厚度為528.6 m，而靠近后峽盆地北界的開闊向斜北翼，西山窯組厚度為316.1 m(圖6)，實(shí)測地層厚度與地質(zhì)剖面顯示的地層厚度變化一致，呈現(xiàn)南厚北薄、“楔形”展布的特征。另外，頭屯河組在開闊向斜南翼以中粗礫巖為主(圖7-a)，在開闊向斜北翼則以含礫中粗砂巖為主(圖7-b)；西山窯組在開闊向斜南翼以含礫粗砂巖、中細(xì)砂巖、泥巖夾薄層細(xì)砂巖、粉砂巖為主(圖7-c)，在開闊向斜北翼則以泥巖與煤層為主(圖7-d)，整體上顯示出從南向北沉積粒度由粗變細(xì)的特征，且北部地區(qū)的礫石磨圓度也明顯好于南部(圖7-a，7-b)，也證明了古流向?yàn)閺哪舷虮保碧焐绞呛髰{地區(qū)的重要物源區(qū)。

5.2 后峽盆地演化史

在后峽盆地野外露頭剖面和沉積相分析的基礎(chǔ)上，對后峽盆地的典型地震測線(HX2006-X)經(jīng)地震同相軸追層、斷層解釋和時(shí)深轉(zhuǎn)換及后峽盆地特1井井位標(biāo)定后，應(yīng)用平衡剖面技術(shù)，得到其構(gòu)造平衡演化剖面(圖8)。結(jié)合前人研究成果，綜合現(xiàn)有區(qū)域資料和野外地質(zhì)資料，分析了后峽盆地的形成演化歷史。

1)晚古生代—中生代早期：是天山發(fā)展的轉(zhuǎn)折期，即天山及鄰區(qū)的古裂谷已完全消亡，塔里木、哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊、歐亞大陸發(fā)生再次拼合，天山地區(qū)進(jìn)入新一輪的造山后陸內(nèi)發(fā)展時(shí)期(蘇春乾等，2006)。石炭系為后峽盆地直接基底，沉積穩(wěn)定，升降運(yùn)動比較緩慢。中生代早期處于古隆起狀態(tài)，缺少該時(shí)期沉積。

2)侏羅紀(jì)八道灣組、三工河組和西山窯組沉積時(shí)期：開始發(fā)生水進(jìn)，水體淺而寬廣，研究區(qū)不斷接受沉積。該套地層與北天山準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū)為同一套地層，屬于一個統(tǒng)一的沉積盆地。該時(shí)期研究區(qū)處于伸展環(huán)境，受區(qū)域差異升降運(yùn)動的影響，沉積物賦存在相對下降的低洼處。盆地邊緣發(fā)育控制沉積的邊界伸展斷裂，這造成后峽盆地古地形坡度大、湖面寬窄不一、水體南深北淺，形成“斷陷盆地—天山”型盆—山耦合關(guān)系。同時(shí)，沉積區(qū)域距南部山前物源區(qū)較近，大量沉積碎屑物向湖盆填充，整體表現(xiàn)為一個水進(jìn)過程。

3)侏羅紀(jì)頭屯河組和齊古組沉積時(shí)期：雖然盆地南緣受到造山帶隆升的影響，但整個盆地主體是在穩(wěn)定陸塊內(nèi)沉降形成的(呂嶸，2005)。此時(shí)，湖盆已開始大面積縮小，物源區(qū)的匯水面積減小，經(jīng)過長時(shí)間的剝蝕夷平和充填作用，洪泛平原形成。之后，后峽盆地經(jīng)歷了強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓作用，使侏羅紀(jì)地層發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造變形，先前形成的高角度邊界伸展斷層在擠壓應(yīng)力作用下發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，在后峽盆地中央形成新的逆沖斷層，地層發(fā)生相應(yīng)的褶皺變形。伴隨著地殼快速抬升和冷卻剝蝕，地層遭受嚴(yán)重的風(fēng)化剝蝕，與準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū)的同組地層發(fā)生間斷，部分地層被分割開來。

4)白堊紀(jì)：屬于穩(wěn)定陸塊發(fā)育階段，構(gòu)造運(yùn)動相對穩(wěn)定，南緣地層穩(wěn)定沉積，更接近克拉通盆地的特點(diǎn)。后峽地區(qū)保持了晚侏羅紀(jì)的隆升狀態(tài)，未接受新沉積。

5)早新生代：天山造山帶在印度板塊與歐亞大陸板塊遠(yuǎn)程碰撞效應(yīng)下再度復(fù)活，發(fā)生陸內(nèi)較強(qiáng)烈的俯沖作用，導(dǎo)致天山不斷隆升和向盆地方向的沖斷推覆，后峽盆地與北天山準(zhǔn)噶爾盆地南緣的分水嶺不斷向北遷移，后峽盆地基本保持了侏羅紀(jì)末期的形態(tài)，但褶皺構(gòu)造更加緊閉，逆沖斷層幅度變小，地層剝蝕不斷加劇。

6)晚新生代：源自特提斯構(gòu)造域的強(qiáng)大擠壓應(yīng)力使北天山快速大幅度隆升，并向盆地沖斷。受前陸沖斷推覆和地殼抬升剝蝕的影響，研究區(qū)逐漸出露石炭紀(jì)地層，并進(jìn)一步向北擴(kuò)展，將后峽盆地與準(zhǔn)噶爾盆地南緣分隔開來，形成了現(xiàn)今看到的后峽殘留山間盆地。

6 結(jié)論

1)后峽盆地內(nèi)部發(fā)育的背斜呈緊閉狀態(tài)，向斜呈開闊狀態(tài)，3條南傾北沖的斷層呈逆沖疊瓦狀展布，地層呈南厚北薄、“楔形”展布。盆地內(nèi)部侏羅紀(jì)沉積與邊界石炭系基底主要為超覆不整合接觸，局部呈現(xiàn)出的斷層接觸是后期構(gòu)造運(yùn)動的結(jié)果。

2)后峽盆地沉積物源主要來自于南部天山，北側(cè)石炭紀(jì)基底在侏羅紀(jì)時(shí)為1處水下低突起，并未分隔該時(shí)期的沉積。

3)后峽盆地的形成經(jīng)歷了伸展—擠壓的復(fù)合應(yīng)力作用，其中伸展主要發(fā)生在早侏羅世—中侏羅世早期，擠壓主要發(fā)生在中侏羅世—晚侏羅世及喜馬拉雅期，且晚侏羅世的強(qiáng)烈擠壓破壞了先前的伸展構(gòu)造，促使盆地定型，而喜馬拉雅期的擠壓主要表現(xiàn)為地層的抬升剝蝕和構(gòu)造幅度的變化。