塔里木盆地塔中隆起走滑斷裂的三層結(jié)構(gòu)模型及其形成機(jī)制

羅彩明，梁鑫鑫，黃少英，能 源，張 瑋，陳 石，曹淑娟

［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］

塔里木盆地滿加爾坳陷周緣發(fā)育塔北和塔中兩大古生界古隆起，是塔里木盆地內(nèi)有利的油氣富集區(qū)，經(jīng)過(guò)多年勘探已建成塔北和塔中古生界碳酸鹽巖兩大富油氣區(qū)帶。隨著勘探開(kāi)發(fā)工作的不斷深入，盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)由大量走滑斷裂系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜構(gòu)造體系［1-2］，而圍繞著走滑斷裂系統(tǒng)部署的井位也獲得許多重要的油氣發(fā)現(xiàn)［3-6］，如塔北哈拉哈塘油田、中國(guó)石化順北油田及塔中Ⅲ區(qū)均是位于走滑斷裂帶附近的高產(chǎn)油氣田。塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起帶中部，是加里東晚期形成的克拉通內(nèi)古隆起［1］。塔中地區(qū)近年來(lái)采集的高品質(zhì)三維地震資料顯示，除了塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶和塔中Ⅱ號(hào)斷裂帶等北西向逆斷層之外，在塔中隆起區(qū)以及塔中北部斜坡區(qū)發(fā)育一系列NNE 和NE 向走滑斷裂［7-16］。在勘探開(kāi)發(fā)的過(guò)程中在這些走滑斷層附近獲得了較高的油氣產(chǎn)量［10，13，17］，因此走滑斷裂的研究在近期得到越來(lái)越多的關(guān)注。

前人對(duì)塔中隆起發(fā)育的走滑斷裂開(kāi)展了構(gòu)造樣式、形成期次和發(fā)育機(jī)制等方面的大量研究工作，普遍認(rèn)為塔中隆起的走滑斷裂剖面上表現(xiàn)為高角度近直立斷面，垂向斷距較小，切割地層多，從基底至二疊系均見(jiàn)走滑斷裂發(fā)育。在奧陶系和志留系中發(fā)育花狀構(gòu)造，并且表現(xiàn)為上部負(fù)花狀構(gòu)造與下部正花狀構(gòu)造垂向疊置。在走滑斷裂兩側(cè)發(fā)育許多伴生構(gòu)造，在平面上表現(xiàn)為雁列構(gòu)造、馬尾構(gòu)造和羽狀構(gòu)造等樣式。通過(guò)地震剖面上斷層切割地層關(guān)系、地層不整合界面和平面組合規(guī)律等研究，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為塔中隆起走滑斷裂在古生代形成，并且經(jīng)歷兩期活動(dòng)［14-20］，但對(duì)于兩期活動(dòng)的具體時(shí)間上還存在不一致的看法，一些學(xué)者認(rèn)為是中、晚奧陶世—志留紀(jì)和二疊紀(jì)［14-15］；還有學(xué)者認(rèn)為第一期為志留紀(jì)末期—泥盆紀(jì)初期，第二期為二疊紀(jì)晚期［14，18］；另一部分學(xué)者認(rèn)為是中奧陶世和晚志留世—中泥盆世末兩期［15-17］。還有學(xué)者提出塔中走滑斷裂主要為志留紀(jì)—泥盆紀(jì)一期活動(dòng)［11］。在斷裂的形成機(jī)制方面，目前主流認(rèn)為塔中地區(qū)走滑斷裂在是在NE向基底結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在先期NW向逆沖斷裂（塔中Ⅰ號(hào)斷層）上發(fā)育的左行變換斷層，在中奧陶世形成，并在志留紀(jì)末—中泥盆世繼承性持續(xù)活動(dòng)［21-23］。后來(lái)該模型又細(xì)化為走滑斷裂在中奧陶世末的壓扭性活動(dòng)疊加中志留世—中泥盆世的張扭性活動(dòng)［15-16］。也有學(xué)者認(rèn)為，塔中隆起Ⅰ—Ⅳ號(hào)斷裂帶和走滑斷裂共同構(gòu)成單剪模式下的斷裂系統(tǒng)［9］。

總結(jié)目前塔中隆起走滑斷裂的相關(guān)研究，多基于早期低品質(zhì)地震資料，對(duì)于走滑斷裂的幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征、形成期次和形成機(jī)制還存在較大爭(zhēng)議。近年來(lái)，隨著塔中地區(qū)高品質(zhì)三維地震資料的獲取，對(duì)塔中走滑斷裂進(jìn)行更深入、更準(zhǔn)確的解剖成為可能。本研究基于塔中地區(qū)最新的三維地震資料，建立了塔中隆起走滑斷裂的三層結(jié)構(gòu)模型，并在此基礎(chǔ)上分析了走滑斷裂的形成期次和形成機(jī)制，取得了創(chuàng)新性認(rèn)識(shí)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木盆地位于新疆維吾爾自治區(qū)南部，面積約為5×104km2，是中國(guó)富含油氣的大型疊合盆地，盆地從震旦紀(jì)到現(xiàn)今經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)，多個(gè)原型盆地疊合［24-25］。該盆地位于哈薩克斯坦板塊、西伯利亞板塊、羌塘地塊和柴達(dá)木板塊交匯處［26］，周緣發(fā)育多期造山帶。

塔中隆起位于塔里木盆地塔克拉瑪干沙漠腹地，構(gòu)造位置上位于塔里木盆地中央隆起帶中部，西臨巴楚隆起，東接古城墟隆起，北部以斜坡形式連接阿滿過(guò)渡帶，隆起最南邊與塘古巴斯坳陷相接（圖1a）。塔中隆起整體呈NW-SE 向展布，從北西向南東收斂變窄，整體呈東南高、西北低的構(gòu)造形態(tài)。塔中隆起受北邊界塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶和南部邊界斷裂共同控制（圖1b），形成一個(gè)大型的復(fù)式背斜，在隆起高點(diǎn)處下古生界遭受強(qiáng)烈剝蝕［27］（圖2，圖3）。

圖1 塔里木盆地塔中隆起構(gòu)造位置（a）及斷裂系統(tǒng)分布（b）Fig.1 Tectonic position（a）and distribution of fault system（b）of Tazhong Uplift，Tarim Basin

塔里木盆地在漫長(zhǎng)地質(zhì)過(guò)程中，經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化。塔中隆起作為盆地中央隆起帶的次級(jí)構(gòu)造單元，其形成與發(fā)育過(guò)程受塔里木盆地的構(gòu)造演化控制，根據(jù)構(gòu)造特征將塔中隆起的演化過(guò)程劃分為5 個(gè)階段［28-29］：①孕育期（震旦紀(jì)—中奧陶世）。在前寒武紀(jì)到早奧陶世，塔里木盆地整體處于伸展的構(gòu)造背景之下［6，30-32］。中奧陶世晚期，塔里木盆地南緣發(fā)生應(yīng)力轉(zhuǎn)換進(jìn)入擠壓環(huán)境。塔中隆起的NW 向擠壓構(gòu)造在此時(shí)形成，塔中隆起此時(shí)已初具雛形。②形成期（晚奧陶世）。奧陶紀(jì)末期，塔中隆起在中奧陶世形成的逆沖斷裂持續(xù)活動(dòng)，并且發(fā)育新的逆沖構(gòu)造，鞏固了塔中隆起的構(gòu)造格局。③定型期（志留紀(jì)—泥盆紀(jì)）。古昆侖洋在晚奧陶世關(guān)閉，同時(shí)阿爾金造山帶開(kāi)始了強(qiáng)烈的隆升造山作用［33］，北部的南天山洋開(kāi)始消亡。早泥盆世，塔中地區(qū)南部強(qiáng)烈隆升，造成志留系遭受不同程度的剝蝕。泥盆紀(jì)之后，構(gòu)造活動(dòng)較弱，塔中隆起在泥盆紀(jì)定型。④改造期（石炭紀(jì)—二疊紀(jì)）。泥盆紀(jì)之后塔中地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)整體較弱，逆沖構(gòu)造在石炭紀(jì)之后停止發(fā)育［20］，二疊系中可見(jiàn)巖漿巖發(fā)育，早期發(fā)育的走滑斷層受到改造，部分復(fù)活切入二疊系。⑤埋藏期（中生代—新生代）。塔中地區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定埋藏期，地層平整，塔中隆起沒(méi)有經(jīng)受強(qiáng)烈的構(gòu)造變形［23-24］。

2 塔中隆起斷裂發(fā)育特征

塔中隆起整體上發(fā)育兩組斷裂，分別是NW 走向的逆沖斷裂體系和NE走向的走滑斷裂體系。

2.1 逆沖斷裂體系

NW 走向的逆沖斷裂控制了塔中隆起的宏觀構(gòu)造格局，北部塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶和南部中央主壘帶分別向北、向南逆沖，呈背沖式構(gòu)造型式，作為邊界斷裂限定了隆起的整體形態(tài)（圖2）。塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶向南傾斜，為上陡下緩的鏟式逆沖斷層，除了在西段和東段外，塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶大多未斷至基底，在寒武系膏巖層中滑脫消失，為蓋層滑脫型逆沖斷層，斷層向上終止于志留系底界，標(biāo)志著塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶的峰期活動(dòng)時(shí)限為晚奧陶世。中央斷壘帶向北傾斜，整體上產(chǎn)狀陡立，向下斷入基底，為基底卷入型逆沖斷層，主斷裂和次級(jí)斷裂夾持緊閉的斷展褶皺，斷層向上可以影響到志留系和泥盆系。在橫切塔中隆起的剖面上，可見(jiàn)受中央主壘帶逆沖抬升，塔中隆起向北掀斜，隆起上前志留系被抬升剝蝕，被志留系不整合削截，可見(jiàn)中央主壘帶至少存在晚奧陶世和志留紀(jì)—泥盆紀(jì)兩期主要活動(dòng)。在平面上，塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶和中央斷壘帶在塔中隆起的東端收斂匯聚在一起（圖1b）。

圖2 塔里木盆地過(guò)塔中隆起北東向地震剖面（圖1b中L1）Fig.2 NE?striking seismic section across the Tazhong Uplift，Tarim Basin（L1 in Fig.1b）

2.2 走滑斷裂體系

除了NW 走向的逆沖斷裂，塔中隆起最值得注意的是發(fā)育一系列與逆沖斷層大角度相交的走滑斷裂，呈NE，NEE 和NNE 走向延伸，近年來(lái)塔中地區(qū)在這些走滑斷裂帶附近取得了較高的油氣產(chǎn)量，使得這套走滑斷裂得到廣泛關(guān)注。這些斷裂主要發(fā)育在塔中隆起的西北部和中部，東南部走滑斷裂發(fā)育較少且延伸短。在縱切塔中隆起的地震剖面上可見(jiàn)，塔中隆起的走滑斷裂斷面普遍為高陡直立，斷裂向上發(fā)育分支斷層，剖面上呈花狀構(gòu)造，分支斷裂向下匯聚為一根主干斷裂（圖3）。斷層普遍可以向下斷至基底，大部分走滑斷裂向上終止于石炭系底界，部分切穿二疊系及以上地層，表明走滑斷裂在石炭系之前已經(jīng)定型，后期僅少部分活動(dòng)。在平面上，可見(jiàn)走滑斷裂在平面上延伸較遠(yuǎn)，走滑斷層通常切穿逆沖斷裂體系，或者發(fā)育在逆沖斷裂分段和拐彎的部位，部分走滑斷裂切穿塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶向滿加爾坳陷內(nèi)部延伸。通過(guò)錯(cuò)開(kāi)逆沖斷裂的相對(duì)位移來(lái)判斷，這套走滑斷裂的平面斷距不大，指示左行走滑剪切的運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)，這也是早期的研究共識(shí)［9，15，34］。

圖3 塔里木盆地過(guò)塔中隆起北西向地震剖面（圖1b中L2）Fig.3 NW?striking seismic section across the Tazhong Uplift，Tarim Basin（L2 in Fig.1b）

3 走滑斷裂三層結(jié)構(gòu)

基于精細(xì)的三維地震資料解釋發(fā)現(xiàn)，塔中隆起走滑斷裂與傳統(tǒng)的走滑斷裂存在顯著的差異，具有明顯的分層結(jié)構(gòu)。在不同的構(gòu)造層具有不同的樣式和寬度。

3.1 主要走滑斷裂特征

1）中古262 斷裂NE 向展布，向北一直延伸至阿滿過(guò)渡帶并和塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶相交。該斷裂向上在志留系內(nèi)部尖滅，向下切穿基底。該斷裂主斷裂直立，在寒武系中發(fā)育少量分支斷裂，中寒武統(tǒng)在斷裂兩側(cè)拱起。在上寒武統(tǒng)底面主斷裂呈線性展布，少量的分支斷裂表現(xiàn)為與主斷裂低角度斜交的斜列斷層（圖4）。斷裂在碳酸鹽巖頂面發(fā)育若干條分支斷裂，從剖面中不難發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖頂面發(fā)育的正花狀構(gòu)造，平面上較寒武系發(fā)育更多的低角度斜交分支斷裂。并且可以看出整條斷裂南部的活動(dòng)強(qiáng)度較北部高，斷裂所控制的隆起幅度從南到北逐漸降低。中古262 斷裂在志留系底界發(fā)育大量的分支斷裂，這些斷裂與主位移帶夾角大于上奧陶統(tǒng)內(nèi)分支斷裂與主位移帶的夾角，平面上呈NW走向平行排列。

圖4 塔里木盆地塔中隆起中古262斷裂平面及剖面特征Fig.4 Plane and sectional views of Zhonggu 262 fault in the Tazhong Uplift，Tarim Basin

2）中古15斷裂位于塔中隆起西北部中段，延伸較長(zhǎng)，向南可延伸至塔中Ⅱ號(hào)斷裂帶，北部在靠近Ⅰ號(hào)斷裂帶南部尖滅。該斷裂活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，下部寒武系到志留系—泥盆系均被切穿。中古15 斷裂在中寒武統(tǒng)內(nèi)主要為單一的斷面，局部發(fā)育分支斷裂（圖5），中寒武統(tǒng)內(nèi)走滑斷裂主要為壓扭性質(zhì)的，斷裂兩側(cè)地層變?yōu)樯瞎奥∑?。中?5 斷裂在碳酸鹽巖頂面的分支斷裂較少，僅在北部發(fā)育規(guī)模較大的分支斷裂。碳酸鹽巖頂面受早期和晚期斷裂同時(shí)控制，發(fā)生壓扭變形和張扭變形。志留系中走滑斷裂則主要表現(xiàn)為簡(jiǎn)單的“y”型負(fù)花狀構(gòu)造，且規(guī)模較大。

圖5 塔里木盆地塔中隆起中古15斷裂平面及剖面特征Fig.5 Plane and sectional views of Zhonggu 15 fault in the Tazhong Uplift，Tarim Basin

3）中古8 斷裂位于塔中隆起的中部（圖1b），NE向延伸，南部與塔中Ⅱ號(hào)斷裂帶相交，北部在ZG8井附近尖滅。該斷裂向下切穿寒武系至基底，在石炭系底界尖滅。主斷裂面直立，主斷裂斷面傾向由南至北不斷變換。中古8 斷裂在寒武系也表現(xiàn)為壓扭性質(zhì)的斷裂，上寒武統(tǒng)底界由線性斷裂和少量斜列斷層構(gòu)成，斷裂南部碳酸鹽巖頂面壓扭變形明顯（圖6）。在碳酸鹽巖頂面上該斷裂由3 條左階排列線性斷裂組成，斷裂的疊置區(qū)域形成拉分地塹。斷裂在志留系中表現(xiàn)出和其他斷裂基本一致的變形特征，也表現(xiàn)為受分支斷裂控制的地層下掉，斷裂局部受晚期運(yùn)動(dòng)影響持續(xù)活動(dòng)造成志留系的局部隆升，平面上與碳酸鹽巖頂面相似，由3 條左階排列的走滑斷裂組成，北部淺層分支斷裂也表現(xiàn)為雁列排列的一系列NW 走向斷裂，剖面上構(gòu)成負(fù)花狀構(gòu)造（圖6）。

圖6 塔里木盆地塔中隆起中古8斷裂平面及剖面特征Fig.6 Plane and sectional views of Zhonggu 8 fault in the Tazhong Uplift，Tarim Basin

4）中古10 斷裂是塔中隆起中部的NE 向走滑斷裂，貫穿整個(gè)三維工區(qū)，向北延伸至阿滿過(guò)渡帶內(nèi)部，向南一直延伸至工區(qū)范圍邊界。主干斷裂斷面接近垂直，斷層傾向沿走向發(fā)生變化。中古10 斷裂在寒武系中發(fā)育正花狀構(gòu)造，上寒武統(tǒng)頂面構(gòu)造圖展示出中古10 號(hào)斷裂帶南部發(fā)育很多與主斷裂銳角相交的分支斷裂，斷裂中部存在兩條斜列斷層，形成地塹。斷裂北部為走滑斷裂尾端特有的馬尾狀構(gòu)造。在碳酸鹽巖頂面（上奧統(tǒng)統(tǒng)桑塔木組頂）無(wú)明顯壓扭變形，多為晚期斷層控制的地層下掉，碳酸鹽巖頂面的分布特征與上寒武統(tǒng)底面基本一致，但是發(fā)育更多的與主斷裂近平行的小分支斷層。志留系斷層向下切至奧陶系形成負(fù)花狀構(gòu)造，晚奧陶世形成的較大伸展分支斷裂持續(xù)活動(dòng)至志留系，平面上則表現(xiàn)為兩條平行的走滑斷裂并排發(fā)育（圖7）。

圖7 塔里木盆地塔中隆起中古10斷裂平面及剖面特征Fig.7 Plane and sectional views of Zhonggu 10 fault in the Tazhong Uplift，Tarim Basin

根據(jù)以上對(duì)塔中隆起區(qū)走滑斷裂的描述總結(jié)出走滑斷裂在剖面上有以下特點(diǎn)：斷穿基底到志留系和泥盆系，斷面基本上都是直立，但是在不同層位斷層的幾何特征存在明顯差異性，主要分為3層結(jié)構(gòu)（圖8）。

圖8 塔里木盆地塔中隆起走滑斷裂三層結(jié)構(gòu)模型Fig.8 Schematic diagram showing the three?layer structure of strike?slip faults in the Tazhong Uplift，Tarim Basin

3.2 走滑斷裂分層變形特征

圖8 是塔中隆起典型走滑斷裂剖面，剖面中基底至中、下寒武統(tǒng)在斷裂兩側(cè)有明顯的隆起，中、下寒武統(tǒng)中發(fā)育的斷裂多為直立斷層，在平面上寒武系斷裂主要以線性構(gòu)造為主（圖9a），部分?jǐn)嗔寻l(fā)育與主干斷裂低角度斜交的分支斷裂。三維工區(qū)寒武系底面斷裂系統(tǒng)圖揭示，塔中隆起走滑斷裂在寒武系中均呈NE向或NNE 向的線性展布，沿著主干斷裂兩側(cè)發(fā)育少量的分支斷裂。

中層斷裂主要發(fā)育層位是上寒武統(tǒng)—上奧陶統(tǒng)，走滑斷裂在上寒武統(tǒng)—中、下寒武統(tǒng)以直立斷層為主，在上奧陶統(tǒng)桑塔木組底面斷裂發(fā)育分支斷裂，上奧陶統(tǒng)受這些壓扭性質(zhì)的分支斷裂的控制產(chǎn)生隆起變形，形成正花狀構(gòu)造；局部區(qū)域處于疊接拉分段或受上層雁列式斷層下切的影響，上奧陶統(tǒng)發(fā)育地塹或張扭構(gòu)造。通過(guò)上奧陶統(tǒng)桑塔木組底面的斷裂系統(tǒng)圖可見(jiàn)中層走滑斷裂和深層走滑斷裂走向一致，皆為NE或NNE線性展布（圖9b），但是中層走滑斷裂發(fā)育更多的分支斷裂，平面上沿主干斷裂兩側(cè)發(fā)育大量的斜列斷層。

淺層走滑斷裂主要發(fā)育的層位是上奧陶統(tǒng)-志留系和泥盆系，這一層斷裂在剖面上控制地層下掉形成負(fù)花狀構(gòu)造，并且切穿桑塔木組與中層斷裂疊置，形成負(fù)花狀構(gòu)造和正花狀構(gòu)造的復(fù)合花狀構(gòu)造。塔中隆起三維工區(qū)的志留系底界斷裂系統(tǒng)圖揭示出該層斷裂總體走向仍然是繼承深層斷裂的NE 和NNE 向，但這些斷裂平面上不再是單一的線性分布；部分?jǐn)鄬釉诒倍纬蔔W向沿?cái)嗔阎魑灰茙а懔惺脚帕校▓D9c）。

圖9 塔里木盆地塔中隆起寒武系底面（a）、桑塔木組底面（b）以及志留系底面（c）斷裂系統(tǒng)Fig.9 Diagrams showing the fault systems at the bottom of the Cambrian（a），at the bottom of Sangtamu Formation（b），and at the bottom of the Silurian（c）in the Tazhong Uplift，Tarim Baisn

塔中隆起走滑斷層具有分層差異變形的特點(diǎn)，可分為深層、中層和淺層，各層斷裂在剖面特征與平面組合上均存在差異。深層中、下寒武統(tǒng)斷裂平面上呈線性展布，剖面上斷裂兩側(cè)地層發(fā)生上拱變形。深部斷裂向上持續(xù)發(fā)育，切穿上寒武統(tǒng)和奧陶系，并在碳酸鹽巖頂面發(fā)育許多分支斷裂，剖面上表現(xiàn)為正花狀構(gòu)造，平面上表現(xiàn)為線性并發(fā)育多條斜列斷層。淺層走滑斷裂發(fā)育在上奧陶統(tǒng)-志留系和泥盆系內(nèi)，剖面上以負(fù)花狀構(gòu)造常見(jiàn)，平面上表現(xiàn)為該層特有的NW 向雁列斷層。這3 層斷裂在垂向上疊置，形成復(fù)雜的空間形態(tài)（圖8）。

4 走滑斷裂的演化

4.1 走滑斷裂活動(dòng)期次

根據(jù)走滑斷裂剖面的幾何學(xué)特征將走滑斷裂分為深層、中層和淺層結(jié)構(gòu)。地震剖面上深層和中層的地層變形特征都是以壓扭變形為主，從塔中隆起典型的走滑斷裂帶中可以發(fā)現(xiàn)深層寒武系受走滑斷裂控制的變形與上奧陶統(tǒng)變形并不協(xié)調(diào)，上奧陶統(tǒng)的隆升程度要大于寒武系（圖8）。由此認(rèn)為塔中走滑斷裂在中晚寒武世已經(jīng)形成。但是塔里木板塊南、北緣在寒武紀(jì)—早奧陶世均處于被動(dòng)大陸邊緣，塔里木板塊在當(dāng)時(shí)整體處于伸展環(huán)境［24，28，31，35］，并沒(méi)有壓扭應(yīng)力環(huán)境背景，所以推測(cè)深層的走滑斷裂形成時(shí)期，塔中地區(qū)可能受局部壓扭應(yīng)力作用。晚奧陶系中走滑斷裂呈典型的正花狀構(gòu)造樣式，且隆升幅度較寒武系大很多，和志留系—泥盆系中負(fù)花狀構(gòu)造具有明顯差異，因此晚奧陶世應(yīng)該為走滑斷裂發(fā)育的一個(gè)重要時(shí)期。淺層走滑斷裂發(fā)育一系列NW 向雁列正斷層，這些正斷層沿早期走滑斷裂發(fā)育，表明這一期斷裂受早期走滑斷裂控制。由上述分析，結(jié)合前人研究成果［16，20-22，36-41］，將塔中隆起走滑斷裂發(fā)育階段劃分為3期：早期斷裂是在中寒武世塔中地區(qū)局部壓扭應(yīng)力下發(fā)育，斷層控制的地層變形為逆斷距變形；中期晚奧陶世走滑斷裂再次活動(dòng)，并且活動(dòng)強(qiáng)度要比早期強(qiáng)；晚期活動(dòng)使早期走滑斷裂復(fù)活繼續(xù)發(fā)育，在志留系中形成分支正斷層。

4.2 走滑斷裂發(fā)育時(shí)間

許多學(xué)者對(duì)塔中隆起走滑斷裂的發(fā)育時(shí)間做過(guò)大量的研究，但是由于之前的資料限制，加之塔中隆起走滑斷裂的斷距很小，造成對(duì)走滑斷裂發(fā)育時(shí)間研究不能夠很精細(xì)，所以塔中隆起走滑斷裂的發(fā)育時(shí)間至今沒(méi)有統(tǒng)一的觀點(diǎn)［14，18-19，30，32］。本研究通過(guò)斷層和地層切割關(guān)系，以及地層不整合關(guān)系來(lái)厘定早期和晚期斷裂的形成時(shí)間。

4.2.1 早期活動(dòng)時(shí)間

基于高品質(zhì)三維地震剖面，通過(guò)厘定地層與斷層的關(guān)系可以確定斷裂的發(fā)育時(shí)間；斷層發(fā)育的時(shí)間晚于被切割地層或與該地層同期發(fā)育，并早于未改造地層。塔中隆起早期走滑斷裂向下插入基底，但是在中寒武統(tǒng)內(nèi)可見(jiàn)一期低角度的不整合（圖10），不整合以下地層變形基本一致，表現(xiàn)為寬緩的隆起，不整合上覆地層較平緩。深層走滑斷裂局部發(fā)育分支斷裂；分支斷裂向上切入中寒武統(tǒng)，與主斷裂組合形成正花狀構(gòu)造（圖6b）。下構(gòu)造層中不整合界面和正花狀構(gòu)造的發(fā)育表明，塔中隆起早期經(jīng)歷過(guò)一期走滑斷裂活動(dòng)，斷裂發(fā)育時(shí)間應(yīng)該晚于中寒武統(tǒng)沉積時(shí)期，早于晚寒武世。

4.2.2 中期活動(dòng)時(shí)間

塔中隆起走滑斷裂控制的中期壓扭變形向下與早期走滑斷裂連接，向上在上奧陶統(tǒng)中消失，從剖面中可以看到走滑斷裂兩側(cè)的上奧陶統(tǒng)桑塔木組發(fā)生明顯的隆升，因此走滑斷裂早期活動(dòng)時(shí)間晚于晚奧陶世桑塔木組沉積期。發(fā)生擠壓變形的上奧陶統(tǒng)遭受剝蝕，與上覆志留系之間呈角度不整合（圖10），志留系—泥盆系中沒(méi)有上奧陶統(tǒng)中這么強(qiáng)烈的擠壓變形，所以走滑斷裂中期活動(dòng)應(yīng)該發(fā)生于志留紀(jì)之前。綜上所述，塔中隆起走滑斷裂中期發(fā)育的時(shí)間應(yīng)該介于晚奧陶世桑塔木組沉積期和志留紀(jì)。

4.2.3 晚期活動(dòng)時(shí)間

晚期走滑斷裂剖面上表現(xiàn)為正斷層，這些斷裂向上消失在石炭系底界，向下可切至上奧陶統(tǒng)內(nèi)部，改造地層早期變形。但是在上奧陶統(tǒng)除了在局部發(fā)生地層加厚，例如拉分地塹、斜列斷層和馬尾斷層處，這些構(gòu)造是和早期斷裂同時(shí)形成，所以上奧陶統(tǒng)會(huì)有加厚現(xiàn)象，與晚期斷裂無(wú)關(guān)。除這些特殊的部位，上奧陶統(tǒng)其他地方?jīng)]有明顯的受斷裂控制的地層加厚現(xiàn)象，因此晚期走滑斷裂的形成時(shí)間晚于奧陶紀(jì)。在志留系—泥盆系中，受晚期斷裂控制的上盤(pán)地層可見(jiàn)地層加厚（圖10），斷裂在石炭系底界消失，所以晚期走滑斷裂的活動(dòng)時(shí)間早于石炭紀(jì)。綜合以上分析，塔中隆起走滑斷裂的第三期活動(dòng)時(shí)間介于志留紀(jì)—泥盆紀(jì)。

圖10 塔里木盆地塔中隆起與走滑斷裂相關(guān)的地層變形Fig.10 Stratum deformation related to strike?slip faults in the Tazhong Uplift，Tarim Basin

5 塔中隆起走滑斷裂形成機(jī)制探討

前人對(duì)塔里木盆地磁異常帶和現(xiàn)在的盆地?cái)嗔褞нM(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者分布特征有較高的統(tǒng)一性［42-44］，說(shuō)明晚期斷裂是在基底斷裂的基礎(chǔ)上發(fā)育的。有學(xué)者認(rèn)為在塔里木盆地南部一系列的NE 向線性磁異常帶是在基底中存在的NE 向軟弱帶［38-42］，這些軟弱帶為NE向走滑斷裂的形成提供了基礎(chǔ)，控制了走滑斷裂的分布［9-10，13-18，23，45-48］。

前人研究表明塔里木板塊南、北緣在寒武紀(jì)—早奧陶世均處于被動(dòng)大陸邊緣，塔里木板塊在當(dāng)時(shí)整體處于伸展環(huán)境［24，28，31，35］，并沒(méi)有壓扭應(yīng)力背景。過(guò)塔中隆起NE 向剖面（圖2）可見(jiàn)中寒武統(tǒng)內(nèi)發(fā)育一期低角度逆斷層，由此推測(cè)在中寒武世塔里木板塊整體伸展背景下，塔中地區(qū)存在構(gòu)造反轉(zhuǎn)事件。構(gòu)造反轉(zhuǎn)造成中寒武統(tǒng)發(fā)育低角度逆斷層，同時(shí)作用于基底軟弱帶局部發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)形成早期不連續(xù)、規(guī)模小的走滑斷裂（圖11a）。前人研究并未提及塔中地區(qū)中寒武世構(gòu)造反轉(zhuǎn)，塔中地區(qū)中寒武世構(gòu)造反轉(zhuǎn)事件的動(dòng)力學(xué)成因需要進(jìn)一步研究。

自早奧陶世末期古昆侖洋開(kāi)始俯沖，塔里木盆地南緣發(fā)生應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)變，盆地周緣的阿爾金洋和南天山洋也相繼開(kāi)始閉合［15-16，49-50］，造成塔里木板塊受到南、北兩個(gè)方向的擠壓力共同作用。在晚奧陶世塔里木板塊南緣古昆侖洋俯沖程度加劇，塔中地區(qū)受來(lái)自西南強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力發(fā)生強(qiáng)烈隆升，造成塔中隆起早期形成的NW 向擠壓構(gòu)造持續(xù)活動(dòng)，此時(shí)基底薄弱帶受強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力作用發(fā)生強(qiáng)烈斷裂活動(dòng)。阿爾金洋俯沖產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力從塔中地區(qū)東南緣作用于研究區(qū)，斜向作用于基底薄弱帶，使基底斷裂產(chǎn)生左旋活動(dòng)。整個(gè)盆地在這個(gè)時(shí)期都處于擠壓環(huán)境，所以塔中地區(qū)處于區(qū)域的壓扭應(yīng)力環(huán)境，晚奧陶世早期走滑斷裂連接形成延伸較長(zhǎng)的壓扭性質(zhì)左旋走滑斷裂（圖11b）。

塔里木板塊南緣古昆侖洋在志留紀(jì)最終閉合，西昆侖造山帶對(duì)塔中地區(qū)影響很小。東南緣阿爾金構(gòu)造域在志留紀(jì)—中泥盆世發(fā)生強(qiáng)烈造山作用，志留紀(jì)—泥盆紀(jì)塔里木南緣仍然處于擠壓構(gòu)造環(huán)境，塔中地區(qū)近東西向的逆沖斷層持續(xù)活動(dòng)。志留紀(jì)—中泥盆世時(shí)期研究區(qū)的深層走滑斷裂系統(tǒng)受來(lái)自東南方向的擠壓力作用活化［16］，發(fā)生左旋運(yùn)動(dòng)；淺層發(fā)育一系列右階雁列式正斷層（圖11c），剖面上表現(xiàn)為負(fù)花狀構(gòu)造。

圖11 塔里木盆地塔中隆起走滑斷裂形成模式Fig.11 Schematic diagrams showing the evolution modes of strike?slip faults in the Tazhong Uplift，Tarim Basin

6 結(jié)論

1）走滑斷裂斷穿基底到志留系和泥盆系，斷面直立，但是在不同層位斷層的幾何特征存在明顯差異性，主要分為3 層結(jié)構(gòu)：深層中、下寒武統(tǒng)斷裂平面呈線性展布，剖面上中、下寒武統(tǒng)在斷裂兩側(cè)上拱，局部發(fā)育分支斷裂構(gòu)成正花狀構(gòu)造；深部斷裂向上繼續(xù)切穿上寒武統(tǒng)和奧陶系，并在碳酸鹽巖頂面發(fā)育許多分支斷裂，剖面上表現(xiàn)為正花狀構(gòu)造，平面上為線性并發(fā)育許多斜列斷層；淺層走滑斷裂發(fā)育在上奧陶統(tǒng)-志留系和泥盆系內(nèi)，剖面上以負(fù)花狀構(gòu)造常見(jiàn)，平面上表現(xiàn)為該層特有的NW 向雁列斷層。這3 層斷裂在垂向上疊置，形成復(fù)雜的空間形態(tài)。

2）結(jié)合塔中區(qū)域構(gòu)造背景和斷裂幾何學(xué)特征，將塔中隆起走滑斷裂的演化階段劃分為3 期：中寒武世塔中地區(qū)受局部壓扭應(yīng)力作用發(fā)育規(guī)模較小的走滑斷裂；晚奧陶世走滑斷裂復(fù)活，形成正花狀構(gòu)造；志留紀(jì)—泥盆紀(jì)走滑斷裂持續(xù)活動(dòng)。

3）塔中隆起斷裂的形成受中寒武世局部壓扭應(yīng)力、晚奧陶世壓扭環(huán)境和志留紀(jì)—泥盆紀(jì)的壓扭環(huán)境控制，中寒武世塔中地區(qū)構(gòu)造反轉(zhuǎn)事件動(dòng)力學(xué)成因還需進(jìn)一步研究。