塔北隆起晚奧陶世—中泥盆世古隆起格局演變

陳槚俊，何登發(fā)，孫方源，田方磊

[1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 能源學(xué)院 ，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083]

古隆起是盆地內(nèi)部的大型正向構(gòu)造單元，通常以不整合面、斷裂和褶皺在時(shí)空上的有序組合為特征。克拉通內(nèi)古隆起所反映的地形起伏、地理單元分布等通常受巖石圈板塊水平運(yùn)動(dòng)與深部地幔動(dòng)力學(xué)的聯(lián)合控制[1]，是構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的直接響應(yīng)，因而古隆起格局演變能夠?yàn)闃?gòu)造應(yīng)力場(chǎng)演變提供有效信息[2]。在油氣地質(zhì)理論中，古隆起也是影響油氣生成、運(yùn)移(分隔槽和匯聚梁)和聚集(構(gòu)造圈閉)的關(guān)鍵因素，例如地形起伏影響著烴源巖的埋深、油氣高、低勢(shì)區(qū)以及圈閉的分布[3]。

古隆起的演化，即古隆起格局的演變伴隨著局部地區(qū)地層的抬升、剝蝕以及大氣水淋濾，而一旦有可溶性巖石(灰?guī)r和白云巖等)存在，就可能形成理想的巖溶型儲(chǔ)層。塔北隆起晚奧陶世—中泥盆世構(gòu)造格局的演變則反映了奧陶系巖溶儲(chǔ)層頂面的構(gòu)造起伏，直接影響著表生巖溶作用的分布(圖1a)。目前的勘探已經(jīng)證實(shí)，塔北隆起內(nèi)多個(gè)大型油氣田(塔河油田、哈拉哈塘油田和英買力油田等)的主要勘探目標(biāo)正是奧陶系巖溶儲(chǔ)層[4-9]。因此，研究塔北隆起晚奧陶世—中泥盆世古隆起格局演變對(duì)認(rèn)識(shí)巖溶儲(chǔ)層的分布規(guī)律具有指導(dǎo)意義。

不整合面、斷裂和褶皺的傳統(tǒng)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)分析是認(rèn)識(shí)古隆起構(gòu)造格局演變的有效手段，前人已經(jīng)建立了塔北隆起的基本構(gòu)造格架[10-11]，認(rèn)為塔北隆起在中奧陶世末因南北向的擠壓應(yīng)力場(chǎng)形成近東西向展布的古隆起[上奧陶統(tǒng)與中奧陶統(tǒng)不整合(O3/O1-2)，志留系與上奧陶統(tǒng)不整合(S/O3)]，晚古生代由北西-南東向的擠壓應(yīng)力場(chǎng)疊加改造(上泥盆統(tǒng)-下石炭統(tǒng)與下伏地層不整合，三疊系與二疊系不整合)。然而志留系頂、底界在塔里木盆地主要以微角度不整合-平行不整合為特征，尤其是志留系底部不整合面。這導(dǎo)致志留系底不整合面的分布與結(jié)構(gòu)難以精確厘定，對(duì)塔北隆起晚奧陶世末—中泥盆世古隆起分布范圍的厘定缺乏精度以及詳細(xì)的論證。

本次研究基于大量的鉆井和地震資料，對(duì)晚奧陶世—中泥盆世期間的地層進(jìn)行精細(xì)的地層對(duì)比(尤其是志留系底部)，重新厘定塔北隆起地區(qū)志留系不整合面的結(jié)構(gòu)和分布。通過對(duì)地層和不整合面的分析，建立精細(xì)的年代地層格架，從而厘定塔北隆起晚奧陶世—中泥盆世構(gòu)造格局演變，即塔北古隆起的分布范圍、古地形等關(guān)鍵要素，最終結(jié)合古構(gòu)造格局演變的分析結(jié)果，探討塔北古隆起早古生代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)演變。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木盆地是一個(gè)發(fā)育在前震旦系陸殼基底之上的大型復(fù)合疊合盆地[12]。塔北隆起位于塔里木盆地北緣，北鄰庫(kù)車坳陷(以溫宿北-野云溝斷裂為界)，南鄰北部坳陷(以沙井子斷裂、中奧陶統(tǒng)灰?guī)r頂面6 500 m等深線[13]和巴里英斷裂為界)，西與柯坪褶皺沖斷帶相接(以印干斷裂為界)，東緣則延伸到盆地邊界，與庫(kù)魯克塔格山相接(以盆地邊界斷裂為界)(圖1b)。

塔北隆起地區(qū)震旦系下統(tǒng)發(fā)育一套海陸-濱海相沉積的碎屑巖，上統(tǒng)為一套濱海-淺海相碎屑巖、云灰?guī)r。寒武系-中奧陶統(tǒng)發(fā)育巨厚的白云巖、膏鹽巖和灰?guī)r沉積序列(圖1c)，為塔北地區(qū)重要的生儲(chǔ)蓋組合，該層系已發(fā)現(xiàn)大量油氣資源(如塔河油田)。志留系-中泥盆統(tǒng)為一套海相碎屑巖，石炭系-中二疊統(tǒng)為砂巖、泥巖與碳酸鹽巖互層。上二疊統(tǒng)以發(fā)育流紋巖、褐色角礫狀凝灰?guī)r為特征。中生界為砂泥巖互層，向下粒度變粗。新生界沉積了巨厚的陸相碎屑巖，厚度自北向南減薄。

圖1 塔里木盆地大地構(gòu)造位置(a)、塔北隆起構(gòu)造單元?jiǎng)澐?b)及地層柱狀圖(c)Fig.1 Tectonic location of the Tarim Basin (a),distribution of the structural units (b) and the stratigraphic column (c) of the North Tarim UpliftⅠ.溫宿凸起；Ⅱ.北部斜坡；Ⅲ.英買力低凸起；Ⅳ.輪臺(tái)凸起；Ⅴ.輪南低凸起；Ⅵ.庫(kù)爾勒鼻狀凸起；Ⅶ.孔雀河斜坡；Ⅷ.阿瓦提凹陷；Ⅸ.順托果勒低隆起；Ⅹ.滿加爾凹陷F1.溫宿北斷裂；F2.溫巴什斷裂；F3.野云溝斷裂；F4.新和斷裂；F5.亞南斷裂；F6.沙井子斷裂；F7.沙雅斷裂；F8.輪臺(tái)斷裂；F9.庫(kù)南斷裂；F10.巴里英斷裂

塔北隆起經(jīng)歷了多期構(gòu)造疊加改造(早古生代形成、晚古生代定型、中生代改造、新生代埋藏)，其形成演化過程深受塔里木盆地周緣的古亞洲(阿爾泰)和特提斯兩大構(gòu)造體系影響[14]。早震旦世至中奧陶世(Z1-O2)，塔里木盆地基本屬于克拉通內(nèi)穩(wěn)定的坳陷、斷陷和周緣受拉張作用形成的裂陷-被動(dòng)大陸邊緣盆地[12,15]。晚奧陶世—中泥盆世，塔里木盆地南緣受北昆侖洋和北阿爾金洋閉合以及后期碰撞造山的影響，擠壓構(gòu)造環(huán)境在盆地內(nèi)部自南向北傳遞，溫宿北-野云溝斷裂的活動(dòng)使塔北古隆起初具雛形[16]。與此同時(shí)，盆地北緣大部分地區(qū)仍處于弱伸展或克拉通環(huán)境(即南壓北張的整體構(gòu)造環(huán)境)，也有學(xué)者認(rèn)為盆地東北緣已受到南天山洋盆東段向中天山板塊下俯沖的影響[17-18]，盆地內(nèi)存在擠壓隆升的沉積響應(yīng)[19]。晚泥盆世—二疊紀(jì)，盆地北緣受南天山洋剪刀式閉合的影響，塔北地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的擠壓變形[20-21]，古隆起隨著沙井子、沙雅和輪臺(tái)斷裂的強(qiáng)烈逆沖而定型。中生代，塔里木盆地先后經(jīng)歷了周緣前陸盆地演化階段以及新特提斯開合交替背景下斷陷-坳陷盆地演化階段[12]，此時(shí)塔北隆起的構(gòu)造響應(yīng)相對(duì)較弱，僅存在局部的改造。自古近紀(jì)以來，塔里木盆地受印度板塊和歐亞板塊碰撞的強(qiáng)烈影響，盆地南北緣都表現(xiàn)為強(qiáng)烈的造山隆升和擠壓變形[22-23]，而塔北隆起則進(jìn)入快速埋藏階段。

2 古隆起厘定方法

盆地內(nèi)古隆起的形成主要以地層的褶皺和抬升為特征，它常常伴隨著后期的沉積間斷、剝蝕以及年輕地層的超覆現(xiàn)象?！跋孪魃铣毙筒徽系拇嬖谑枪怕∑鹱畹湫偷默F(xiàn)象，各種不同類型的“下削上超”不整合在地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面與對(duì)應(yīng)的年代地層格架上表現(xiàn)出各自的特點(diǎn)。對(duì)于長(zhǎng)期發(fā)育且多期構(gòu)造疊加的古隆起，地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為不整合超覆型和同沉積超覆型[24]兩種(圖2a,b)。地質(zhì)結(jié)構(gòu)上古隆起的不整合面都表現(xiàn)為較老地層削截以及年輕地層沿地勢(shì)起伏的逐層超覆，年代-地層格架上較老地層表現(xiàn)為“凹”字型地層缺失，年輕地層表現(xiàn)為上“凸”型地層缺失，且較老地層和年輕地層的缺失中心是基本一致的。

古隆起的形成必然會(huì)導(dǎo)致地層的局部抬升與構(gòu)造起伏，隆起范圍內(nèi)為角度不整合接觸，隆起范圍外為平行不整合或整合接觸。那么根據(jù)這一特點(diǎn)，年輕地層超覆的起始點(diǎn)可認(rèn)為是隆起范圍的邊界(圖2c)，在年代地層上對(duì)應(yīng)于上凸的地層缺失轉(zhuǎn)折點(diǎn)(圖2a,b)。且地層產(chǎn)狀與不整合面的夾角(0～90°)可以判斷隆起的幅度，隆起的幅度越大，年輕地層與不整合面的夾角越大，在年代地層格架上對(duì)應(yīng)于年輕地層缺失的上“凸”面的斜面越陡(圖2)。

圖2 古隆起厘定方法示意圖Fig.2 Schematic diagram showing the determination of paleo-upliftsa1,a2.同沉積褶皺型古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面示意圖及其年代地層格架;b1,b2.褶皺超覆型古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面示意圖及其年代地層格架；c.基于不整合面結(jié)構(gòu)厘定的古隆起平面展布示意圖

3 志留系劃分方案

塔里木盆地及周邊地區(qū)志留系研究歷史悠久，先后有勃里塔耶夫(1933—1936)、別良耶夫斯基(1936—1938)、E.諾林(1928—1932)、瑞格諾爾(1941)、前蘇聯(lián)保礦部13航測(cè)隊(duì)(1952—1953)、地質(zhì)部十三大隊(duì)(1955—1958)、新疆地質(zhì)局(1959—2000)等涉及到志留系的地層劃分[25]。

志留系柯坪塔格組通常細(xì)分為3段：1) 下段(下暗色砂泥巖段)為灰綠、深灰色中-厚層狀粉砂巖、細(xì)砂巖與泥頁(yè)巖互層；2) 中段(暗色泥巖段)為灰綠色泥頁(yè)巖、粉砂質(zhì)泥巖、夾粉-細(xì)砂巖和泥質(zhì)粉砂巖；3) 上段(上暗色砂泥巖段)為灰綠暗紫色厚層粉砂巖、細(xì)砂巖及灰綠、深灰色頁(yè)巖。

新分層將下志留統(tǒng)柯坪塔格組下段暗色砂泥巖段歸入新劃分的上奧陶統(tǒng)鐵熱克阿瓦提組。鐵熱克阿瓦提組為中國(guó)石油采用的在上奧陶統(tǒng)中新劃分出的組，該組劃分的依據(jù)是原柯坪塔格組下段產(chǎn)出的化石除露頭頂部的筆石Normalograptusnikolayevi帶和幾丁石B.postrobusta帶的時(shí)代屬早志留世早期，其余都屬于晚奧陶世晚期[26-28]。本文采用了大量來自中國(guó)石化和中國(guó)石油的鉆井資料，所用的分層既有較新的方案也有較早的方案[25]，在進(jìn)行地層對(duì)比時(shí)難以統(tǒng)一起來。因此為了分層的統(tǒng)一以及便于開展地層對(duì)比工作，本文采用新的地層劃分方案。以果勒2井為例，將原柯坪塔格組下段(細(xì)砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖為主)劃分到上奧陶統(tǒng)鐵熱克阿瓦提組上段，其下段還包含一套以暗色泥巖為主的地層，間夾少量泥質(zhì)粉砂巖，與下部以大套暗色泥巖為主的桑塔木組不同。

塔塔埃爾塔格組巖性為紫紅、淺灰色薄-中厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，夾泥巖，下段較細(xì)，上段較粗。依木干他烏組巖性為紫紅色泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、灰綠色薄層粉砂巖、細(xì)砂巖及極少量砂質(zhì)灰?guī)r和鮞狀灰?guī)r透鏡體，各地巖性穩(wěn)定，均以紫紅色泥巖和泥質(zhì)粉砂巖為主要特征。克茲爾塔格組的歸屬問題(志留系或泥盆系)也是一個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)議的論題，本次研究的塔北隆起地區(qū)缺失這套地層，因此不在本文詳細(xì)論述。

4 晚奧陶世—中泥盆世不整合面厘定

4.1 鉆井資料

志留系底部在南北向上可識(shí)別較明顯“下削上超”的不整合面特征(圖4)：連井剖面AA′展示了塔北隆起中部哈拉哈塘地區(qū)的南北向地層展布特征，躍南1井鉆揭志留系柯坪塔格組上段(未穿)、塔塔埃爾塔格組以及依木干他烏組(391.0 m)。躍南2井鉆遇了依木干他烏組(273.0 m)、塔塔埃爾塔格組以及柯坪塔格組中、上段以及鐵熱克阿瓦提組上部。而躍進(jìn)1X井鉆探結(jié)果缺失依木干他烏組，表明這套地層向北被剝蝕尖滅。北部哈拉哈塘地區(qū)的哈6井僅鉆揭柯坪塔格組較薄的中暗色泥巖段(24.0 m)和上暗色砂泥巖段，鐵熱克阿瓦提組的地層尖滅點(diǎn)位于躍進(jìn)1X與哈6井之間。上部塔塔埃爾塔格組僅厚162.5 m,同樣向北超覆尖滅。東河20井僅鉆揭下志留統(tǒng)塔塔埃爾塔格組，厚度僅37.0 m,與南部的哈6井地層對(duì)比可判斷柯坪塔格組中段和上段依次向北超覆尖滅。哈拉哈塘地區(qū)北緣的東河3井未鉆遇志留系，與東河20井的地層對(duì)比可判斷塔塔埃爾塔格組底部向北超覆，而頂部向北削蝕尖滅。另外，上奧陶統(tǒng)剖面上表現(xiàn)為厚度向北減薄，地層向北削蝕，體現(xiàn)志留系底部“下削上超”的不整合特征。

在東西向上，志留系底部的“上超下削”不整合現(xiàn)象也可以通過地層對(duì)比識(shí)別出來(圖5,圖6)：塔北隆起英買力低凸起地區(qū)(南斜坡西側(cè))英買2井鉆遇的志留系厚度達(dá)到599.5 m，缺失中統(tǒng)依木干他烏組，頂部被三疊系削截。其中柯坪塔格組中段和上段厚度分別為161.5 m和201.0 m，具有向東減薄的趨勢(shì)。位于哈拉哈塘地區(qū)的新墾9井鉆遇的地層特征與英買2井一致，僅在厚度上略有減薄，頂部被上泥盆統(tǒng)東河塘組削截。哈6井鉆遇的柯坪塔格組中段很薄，僅24.0 m,而上部塔塔埃爾塔格組厚度為162.5 m。艾丁4井僅鉆遇柯坪塔格組上段，厚度82.0 m，與東西兩側(cè)的地層對(duì)比可判斷志留系頂部削截、底部超覆的現(xiàn)象。從各井鉆遇的上奧陶統(tǒng)的情況來看，地層厚度也有自西向東減薄、最終在塔深3井區(qū)域(輪南低凸起地區(qū))削蝕尖滅的特點(diǎn)。

圖3 塔北隆起志留系地層綜合柱狀圖[25-26]Fig.3 Stratigraphic column of the Silurian in the North Tarim Uplift[25-26]

圖6 塔北隆起東南緣上奧陶統(tǒng)-志留系東西向CC′連井剖面(剖面位置見圖1b)Fig.6 EW-striking well-tie section of the Upper Ordovician-Silurian at the southeastern margin of North Tarim Uplift (see Fig.1b for the location of section CC′)

志留系底部“下削上超”的不整合結(jié)構(gòu)在輪南低凸起東緣也有分布(圖6)。位于滿加爾凹陷北緣(巴里英斷裂下盤)的草1井鉆遇的地層較全，上奧陶統(tǒng)鐵熱克阿瓦提組厚度達(dá)235.5 m，向西快速減薄尖滅。志留系厚度達(dá)419.5 m，向西快速尖滅。上部塔塔埃爾塔格組厚度達(dá)180 m，頂部被東河塘組削截。波1井位于輪南古隆起東緣，鉆遇柯坪塔格組上段(厚度達(dá)141 m)和中段(未穿)，缺失塔塔埃爾塔格組。西側(cè)相鄰的波1井顯示志留系的缺失情況更為嚴(yán)重，僅鉆遇69 m厚的柯坪塔格組中段，與東西兩側(cè)鉆遇的地層對(duì)比可判斷出志留系頂部向西削截，底部向西超覆尖滅的特征。庫(kù)爾勒鼻狀凸起南緣尚未發(fā)現(xiàn)志留系向東超覆的現(xiàn)象，巴里英斷層下盤志留系與奧陶系之間為較穩(wěn)定的平行不整合結(jié)構(gòu)。

4.2 地震資料

在大量鉆井資料限定的基礎(chǔ)上，志留系頂、底的地震地質(zhì)層位橫向?qū)Ρ茸粉櫈樽R(shí)別不整合面結(jié)構(gòu)提供了良好的依據(jù)。在英買力低凸起地區(qū)，志留系底部整體低角度向北超覆，英買力背斜南、北翼都表現(xiàn)為“下削上超”不整合的結(jié)構(gòu)(圖7a)。而志留系頂界(上泥盆統(tǒng)底界)在該區(qū)表現(xiàn)為由背斜翼部向核部超覆的現(xiàn)象，即南翼向北超覆，北翼向南超覆。哈拉哈塘地區(qū)志留系底部和頂部分別為向北超覆和削截的結(jié)構(gòu)(圖7b)。輪南低凸起西側(cè)志留系底、頂界面分別為自西向東的超覆和削截的結(jié)構(gòu)(圖7c)。輪南低凸起南緣志留系底界仍然為自南向北的超覆結(jié)構(gòu)，且超覆現(xiàn)象更為明顯，即志留系內(nèi)部的地層趨勢(shì)和不整合面的夾角更大(圖7d)。同樣較為明顯的志留系底部超覆現(xiàn)象也可在輪南低凸起西側(cè)識(shí)別出來(圖7e)。大量的地震資料顯示，志留系在塔北隆起南斜坡地區(qū)都表現(xiàn)為底部向北超覆，頂部向北削截的不整合結(jié)構(gòu)。然而在庫(kù)爾勒鼻狀凸起西南緣，不僅在連井剖面上未發(fā)現(xiàn)明顯的“下削上超”不整合，地震剖面上也表現(xiàn)為削截-整一型不整合結(jié)構(gòu)(圖7f)。志留系頂部在該區(qū)域則分別向東、西兩側(cè)削截。

整體上看，志留系底部不整合面在南斜坡東部的超覆現(xiàn)象比西部明顯，地層趨勢(shì)與不整合面的夾角較西部大。不整合面的超覆方向在各次級(jí)構(gòu)造單元略有不同，西部整體往北西向超覆而東部整體往北東向超覆。志留系頂部(上泥盆統(tǒng)底部)的不整合整體也表現(xiàn)為向北的超覆結(jié)構(gòu)，但在英買力低凸起地區(qū)，上泥盆統(tǒng)向背斜核部、輪南低凸起核部以及庫(kù)爾勒鼻狀凸起地區(qū)的超覆現(xiàn)象尤為明顯。

4.3 不整合面的分布與結(jié)構(gòu)

志留系在塔北地區(qū)分布范圍較廣，除輪南低凸起與庫(kù)爾勒鼻狀凸起地區(qū)缺失外，南部斜坡的奧陶系均被志留系覆蓋。鉆井和地震資料顯示志留系底部不整合面在北部坳陷地區(qū)為平行不整合，而在塔北隆起南部斜坡上為“下削上超”不整合面(圖8a)?！跋孪魃铣辈徽厦娼Y(jié)構(gòu)僅分布于英買力低凸起、哈拉哈塘凹陷以及輪南低凸起，超覆方向以輪南低凸起軸部為界，西側(cè)表現(xiàn)為北東向超覆結(jié)構(gòu)，東側(cè)表現(xiàn)為北西向超覆結(jié)構(gòu)且地層產(chǎn)狀與不整合面高角度相交。塔北隆起西緣及東緣尚未發(fā)現(xiàn)志留系底部明顯的超覆現(xiàn)象，西緣被沙井子斷裂錯(cuò)斷，東緣被后期抬升改造而削蝕尖滅。南北向剖面上，奧陶系向北削蝕，削蝕程度在哈拉哈塘地區(qū)較小，向輪臺(tái)凸起地區(qū)快速增大，地層年代間隔最長(zhǎng)可達(dá)45 Myr(圖9a)。東西向剖面上，以輪南低凸起軸部為界，西側(cè)奧陶系頂部向東逐漸削蝕，志留系底部向東逐漸超覆，而西側(cè)奧陶系向西逐漸削蝕，志留系向西逐漸超覆(圖9b)。

圖8 塔北隆起及鄰區(qū)下古生界、志留系底不整合面(a)及上泥盆統(tǒng)底不整合面(b)分布Fig.8 Distribution of the Lower Paleozoic and Silurian unconformities (a) and the Upper Devonian unconformities (b) at the base,North Tarim Uplift and its adjacent areasF1.溫宿北斷裂；F2.溫巴什斷裂；F3.野云溝斷裂；F4.新和斷裂；F5.亞南斷裂；F6.沙井子斷裂；F7.沙雅斷裂；F8.輪臺(tái)斷裂；F9.庫(kù)南斷裂；F10.巴里英斷裂AnD3d.晚泥盆世之前沉積的地層

圖9 塔北隆起南斜坡南北向(a)和東西向(b)年代地層格架Fig.9 NS- (a) and WE-striking (b) chronostratigraphic frameworks at the southern slope of the North Tarim Uplift

覆蓋在志留系之上的上泥盆統(tǒng)東河塘組除分布于塔北隆起西部地區(qū)外，在輪南低凸起東緣(原草湖凹陷)也有發(fā)育。志留系頂部(上泥盆統(tǒng)底部)為削蝕-整一型不整合[29]，即不整合面之下地層被削蝕，之上為整一接觸，并在塔北隆起南部斜坡區(qū)向英買力低凸起和輪南低凸起微角度超覆。北部坳陷地區(qū)向東超覆尖滅，在輪南低凸起東緣則向西超覆尖滅。由于上泥盆統(tǒng)東河塘組與石炭系為平行-微角度不整合接觸關(guān)系[30-33]，大部分超覆區(qū)已被后期削蝕，因此上泥盆統(tǒng)與志留系的分布情況類似，原始超覆尖滅區(qū)范圍比現(xiàn)今剝蝕尖滅點(diǎn)所限定的范圍大。南北向剖面上，志留系頂部剝蝕程度向北逐漸(隆起方向)增大，上泥盆統(tǒng)東河塘組底界年齡向北逐漸減小，地層年代間隔約80～90 Myr。東西剖面上，志留系與泥盆系之間的不整合表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)上的差異，志留系頂以英買力低凸起，輪南低凸起以及庫(kù)爾勒鼻狀凸起為剝蝕中心，且上泥盆統(tǒng)底界年齡也以上述3個(gè)低凸起為中心向兩側(cè)逐漸增大。

5 討論

5.1 晚奧陶世—中泥盆世古隆起的分布與演變

新厘定的志留系底不整合超覆起始點(diǎn)所限定的范圍顯示，塔北晚奧陶世末古隆起(圖10)受控于深層主干斷裂(溫宿北-野云溝斷裂，新和斷裂以及亞南斷裂)[34]，古隆起長(zhǎng)軸近東西向，短軸近南北向。由于隆起北翼志留系缺失，推測(cè)該時(shí)期的北部邊界為溫宿北-野云溝斷裂以北5 km(不受邊界斷層影響的范圍)。而南部邊界可以通過志留系底部不整合面結(jié)構(gòu)的厘定清晰地展現(xiàn)出來，晚奧陶世古隆起南北向地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面顯示南部斜坡較緩。東西向地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面顯示，古隆起以輪南低凸起為中心，西側(cè)為較緩的斜坡，構(gòu)造起伏較小，而東側(cè)為較陡的斜坡，構(gòu)造起伏較大。平面上，該時(shí)期的古隆起南斜坡在西側(cè)為向南西傾的單斜構(gòu)造，而東側(cè)為南東傾向、傾角較大的斜坡。

圖10 塔北古隆起晚奧陶世末與中泥盆世末分布圖與動(dòng)力學(xué)分析Fig.10 Distribution and dynamic analysis of the North Tarim Paleo-uplift at the end of the Late Ordovician and the end of the Middle DevonianⅠ.溫宿背斜；Ⅱ.溫巴什背斜；Ⅲ.野云溝背斜；Ⅳ.新和背斜；Ⅴ.輪臺(tái)背斜；Ⅵ.喀拉玉爾滾背斜；Ⅶ.哈拉哈塘向斜；Ⅷ.輪南背斜；Ⅸ.庫(kù)爾勒背斜F1.溫宿北斷裂；F2.溫巴什斷裂；F3.野云溝斷裂；F4.新和斷裂；F5.亞南斷裂；F6.沙井子斷裂；F7.沙雅斷裂；F8.輪臺(tái)斷裂；F9.庫(kù)南斷裂；F10.巴里英斷裂

志留系頂(上泥盆統(tǒng)底)不整合面的結(jié)構(gòu)顯示，塔北中泥盆世末古隆起的展布與形態(tài)發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變(圖10)，古隆起的北部也由于地層缺失難以確定其準(zhǔn)確的展布范圍，而古隆起軸部受先存構(gòu)造的影響，構(gòu)造走向仍呈東西向。古隆起南部斜坡的范圍在輪南低凸起西部(哈拉哈塘地區(qū))有所減小(圖10)，同時(shí)庫(kù)爾勒地區(qū)也經(jīng)歷構(gòu)造隆升，從而形成了海西早期的3個(gè)古凸起(英買力低凸起、輪南低凸起以及庫(kù)爾勒鼻狀凸起)(圖9,圖10)，表現(xiàn)出南斜坡隆坳相間的構(gòu)造格局。平面上，南斜坡的古隆起展布呈現(xiàn)出北東-南西的構(gòu)造走向(英買力背斜-哈拉哈塘向斜-輪南背斜-草湖向斜-庫(kù)爾勒背斜-孔雀河背斜)。

不整合面的厘定結(jié)果表明，塔北古隆起在晚奧陶世末為一組近東西向的背斜，而在中泥盆世末隆起的南部斜坡轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M向南西方向傾伏的褶皺，隆起的展布范圍在各次級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的增減。

5.2 晚奧陶世—中泥盆世構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)演變

塔北隆起在晚奧陶世末期為長(zhǎng)軸近東西向的隆起，隆起北部斜坡因受到溫宿北-野云溝斷裂的控制而表現(xiàn)為傾角較陡的斜坡[35]。而志留系底部低角度超覆在南部斜坡上，表明南斜坡在晚奧陶世末為傾角較低的斜坡(圖7)。古隆起的形態(tài)表明晚奧陶世塔北古隆起地區(qū)主要受到了近南北向的擠壓應(yīng)力，這種古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與始特提斯洋盆的俯沖消減和阿爾金-祁連山早古生代中期造山帶形成密切相關(guān)[14]。西昆侖地體、阿爾金地體與塔里木地體的相互作用，應(yīng)力由南向北傳遞，在塔北隆起地區(qū)表現(xiàn)為近南北向的擠壓應(yīng)力。塔里木盆地北緣在該時(shí)期可能處于弱伸展的構(gòu)造環(huán)境，盆地內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)與塔北隆起地區(qū)志留系不整合面成因的直接證據(jù)。

塔北隆起南部斜坡在中泥盆世末期的3個(gè)古凸起整體走向?yàn)楸睎|-南西向。這種展布特征表明中泥盆世末期塔北隆起地區(qū)疊加了一期北西-南東向的擠壓應(yīng)力，與當(dāng)時(shí)塔北隆起地區(qū)斷裂的右旋壓扭性質(zhì)相匹配[16]。

6 結(jié)論

1) 不整合面的分布與結(jié)構(gòu)表明塔北隆起在晚奧陶世末為一個(gè)近東西向的隆起，中泥盆世末期在古隆起南部疊加了北東-南西向傾伏的褶皺，而隆起軸部由于先存構(gòu)造的控制仍呈東西構(gòu)造走向。

2) 塔北古隆起晚加里東期構(gòu)造格局的改變指示古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)由晚奧陶世末期的南北向擠壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)橹心嗯枋滥┢诘谋蔽?南東向擠壓應(yīng)力。本文為前人已取得的關(guān)于“塔北隆起晚加里東期古隆起格局”的認(rèn)識(shí)提供了重要科學(xué)依據(jù)并給予了詳細(xì)的論證。