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准噶尔盆地构造演化阶段及其特征

摘要：准噶尔盆地由于受到周缘造山带的多期次的逆冲推覆作用，其发育演化过程不同于一般意义的前陆盆地，而是具有类前陆盆地的特征。准噶尔盆地经历海西、印支、燕山和喜山四个构造旋回的演化，形成了早二叠纪时期的裂谷盆地，中晚二叠纪的前陆盆地，三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地为特征的多期叠合型盆地。

关键词：准噶尔盆地 构造演化 类前陆盆地

引言
准噶尔盆地是我国西部发育的大型陆相盆地，对其盆地的类型及其演化，经历了很长一段研究探索过程，形成了对准噶尔盆地的形成过程的诸多认识和观点。20世纪90年代主要以二叠纪为裂谷和断陷为主，三叠－白垩坳陷，第三纪以后为上隆。一些学者分别提出了“陆内前陆盆地”(陈发景,1997) 、“再生前陆盆地”(卢华复等,1994) 及“类前陆盆地”(雷振宇,2001 ) 等概念。蔡忠贤 等（2000）认为准噶尔盆地在早二叠世为裂谷,晚二叠世为热冷伸展坳陷,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地,新第三纪至今为陆内前陆盆地。陈新和卢华复 等（2002）则将准噶尔盆地划分为地体形成、板块拼贴、前陆盆地、陆内坳陷和再生前陆盆地等6个阶段。陈业全（2004）划分盆地演化为晚泥盆世－早石炭世裂陷盆地、晚石炭世－二叠纪碰撞前陆盆地、三叠纪－古近纪陆内坳陷盆地和新近纪－第四纪再生(陆内俯冲型)前陆盆地4个阶段
通过对准噶尔盆地区域二维地震剖面的解释，结合钻井及测井资料，我们将准噶尔的演化划分为早二叠纪时期的裂谷盆地，中晚二叠纪的前陆盆地，三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地四个阶段。其中以中生代的复合类前陆盆地为最重要的一个阶段，与油气的关系最为密切。
一 地质构造背景
中国西部各盆地位于几个大的造山带及板块缝合带之间,属于古亚洲与特提斯—喜马拉雅构造域,处于西伯利亚板块和印度板块相对挤压和相对扭动的压扭性构造环境下形成的构造格局.在南北对挤和南北对扭的联合和复合的应力条件下产生的大量平移断裂控制着盆地的展布.
中国西部盆地主要受控于三向动力体系:北部主要受古亚洲动力系所作用,受控于古亚洲域;西部主要受特提斯动力系所作用,受控于特提斯域;南部的动力来源于印度板块的北上扩张.三大动力体系在时间、空间上的叠加、复合, 形成了具有明显的旋回性和阶段性多期叠合盆地,并且在不同演化阶段中具有不同的板块构造背景,盆地类型和性质也不相同。
中国西部盆地的演化大致可以分为三个阶段:
古亚洲洋开合阶段，新元古代晚期Rodinia古陆解体,使华北、扬子、华南、塔里木等小陆块从其上裂解出来。晚奥陶世开始地壳俯冲消减,至泥盆纪晚期碰撞闭合,成为克拉通内(挤压)盆地,发育一套海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。古亚洲洋在晚二叠世之前消减殆尽,华北、准噶尔—吐哈、塔里木等小陆块拼合在西伯利亚块体的南缘,形成古亚洲大陆。在拼合后的调整期,形成了准噶尔—吐哈、塔里木等P－T的盆地；特提斯洋(—古太平洋)开合阶段，Pangaea大陆解体,处于劳亚大陆与冈瓦纳大陆之间的向东开口的特提斯洋的演化制约了(C )T －K的盆地发育。中侏罗世晚期(巴柔期),特提斯洋—古太平洋再次向古亚洲大陆消减,整个中国大陆处于挤压、收缩状态。晚侏罗世末期的中燕山运动非常强烈,中国大陆西侧的班公湖—怒江洋消失导致拉萨地块与古亚洲大陆碰撞；印度洋阶段，始新世末期特提斯洋最终封闭,印度大陆与欧亚大陆碰撞及其后的持续向北推挤，导致中国中西部地区强烈的挤压造山作用及相关盆地系统的形成,发育了一系列新生代前陆盆地或与走滑有关的压扭性盆地,它们对前期盆地产生了多种样式的叠加或改造。

图1.中国西部盆地大地构造图
①蒙古-鄂霍次克缝合带;②克拉美丽-贺根山缝合带;③南天山缝合带④阿尔金走滑断层;⑤昆仑-阿尼玛卿缝合带;⑥金沙江缝合带;⑦怒江缝合带;⑧雅鲁藏布江缝合带;⑨喀喇昆仑走滑断层;⑩查曼走滑断层.1.逆断层;2.走滑断层;3.碰撞带4.板块运动主要方向

二 准噶尔盆地演化阶段
准噶尔盆地位于准噶尔地块的核心稳定区，处在哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块和塔里木板块的交汇部位。盆地基底由结晶岩系和盖层褶皱系组成，显示出双重结构特征。盆地的盖层岩系经历了海西，印支，燕山和喜马拉雅四个构造旋回的演化。盆地周缘被古生代造山带所围限，北东—北东东向的西准噶尔造山褶皱带构成了盆地的西部边界，西伯利亚古板块南缘阿尔泰褶皱造山带和东准噶尔褶皱造山带为准噶尔盆地的北东及东侧边界，而北天山造山褶皱带则构成了盆地的南部边界。准噶尔盆地形成演化受控于与其相邻的三大板块和盆缘造山带的构造作用密切相关。

1 裂谷盆地（P1时期）
在盆地的深层，下二叠统受正断层控制的伸展盆地的控制，区域地震剖面解释结果显示，这些断陷盆地呈NWW-SEE向，这些断陷盆地区域上主要分布于中央凹陷，石南凹陷和英西凹陷等，控制了下二叠统海陆交互相砂泥岩夹薄层硅质岩，和滨浅海砂泥岩夹石灰岩，一些地区火山岩夹石灰岩为主。晚期早海西造山运动结束了裂谷盆地的演化，形成了P2-3/P1之间的区域性角度不整合。这个时期是盆地坳隆构造格局形成、演化的最关键时期，是盆地中生代演化时期，盆地内部隆起发育的重要的构造背景。
2前陆盆地（P2-3时期）
早二叠世晚期-中晚二叠世初期，在构造动力学背景上，南特提斯构造域准噶尔地块，塔里木古地块，哈萨克斯坦地块等与西伯利亚地块之间俯冲碰撞。在准噶尔盆地周缘褶皱山系向盆地的冲断推覆作用下，深层断陷开始上隆。主要分布于中央凹陷和克拉美丽山山前凹陷，以陆缘近海湖相砂泥岩为特征。在西北缘，南缘和东北缘形成了三个独立发展的前陆盆地，早期为海相残留前陆盆地，晚期演化为陆相前陆盆地。同时由于该阶段强烈的挤压作用，导致早期正断层反转，形成反转构造。
3 复合类前陆盆地（T-J-K时期）
中、新生代时期，我国西部盆地的发展演化开始受控于新全球板块构造体制下，中亚统一板块西南缘地块群的俯冲与碰撞作用。与特提斯构造演化密切相关，自三叠纪开始准噶尔盆地进入复合类前陆盆地的构造发展阶段，表现为盆地周边山系向盆地内部逆冲，造成山系前缘岩石圈低幅度挠曲沉降，同时由于盆地内部基底构造的控制和影响，在盆地内部表现为多沉降中心同期发育的特点。
但由于动力源来自于西南,因此准噶尔盆地南侧为强挤压逆冲,东北和西北及西侧被动
响应，为弱挤压逆冲，表现在盆地的沉降上，在南侧形成了较深的盆地，而西北侧和东北侧形成浅盆。这个阶段经历了多幕逆冲挤压建设，每幕弱逆冲期以盆地边缘负载沉降，中部基底上隆为特征，弱挤压期则在盆地南部可成反转构造和挤压褶皱。盆地的基底整体向南或者南西缓倾。这种构造和沉降特点对盆地的物源，入盆水系和沉积体系特点有重要的控制作用。在盆地周缘山系弱挤压时期或者是构造平静时期，盆地的沉降主要受控于重力均衡作用，表现为总体沉降特征。
在准噶尔盆地中生代漫长的发育演化历史中，盆地经历了印支、燕山两个构造运动旋回，六个构造运动幕的强烈的改造和影响。根据各自的演化特征又将其划分为受印支运动影响的盆地整体沉降阶段（T）、受燕山运动Ⅰ-Ⅱ幕影响的中央隆升和边缘坳陷阶段（J）以及受燕山运动Ⅲ和Ⅳ幕控制的白垩纪整体坳陷阶段（K）。
燕山运动Ⅰ-Ⅱ幕是本区中生代期间发生的最为强烈的构造运动，在盆地内部表现为西
强东弱，昌吉坳陷西部，车莫古隆起大面积上隆，缺失中、上侏罗统，盆地西部边缘由强烈的逆冲，南缘山前断褶带形成。

4 类前陆盆地（E-N时期）
第三纪以来，印度板块向欧亚板块强烈俯冲，造成沿板内缝合带发生强烈造山运动。北天山地区受此影响也快速而大幅度地隆升，并向北冲断推覆，使盆地南部地壳遭受挤压而发生弯曲，从而在山前形成陆内造山型前陆盆地。盆地腹部和北部地区上升，南部沉降，沉积坳陷收缩到南缘沿天山一线，沉积了厚度4000—6000米的磨拉石建造，促使该区侏罗系煤系生烃层的成熟。同时扭压应力在盆地南缘形成了喜马拉雅期成排成带的雁列式褶皱和断裂，北缘一些基底断裂受其影响而复活，致使上覆浅层形成了一些平缓的低幅度背斜构造。
从上所述，准噶尔盆地是从晚古生代到新生代期间经历了四个构造话旋回控制和影响下、由性质各异盆地原型复合叠加而形成的大型叠加盆地。

三 盆地演化特征（机制？）

C-型俯冲发生在中国大陆内部前陆盆地形成之后,对前陆盆地的形成和发展有重要的作用.C-型俯冲导致造山带向相邻前陆盆地推覆挤压的作用,以及重力拓展产生的滑覆作用.当造山带内形成大量火成岩体时,更加强了这种侧向扩展、推挤作用.因此,在中国中西部前陆盆地的中、新生代构造演化中,C-型俯冲不仅使山前地带普遍发育逆冲断裂带,形成大量推覆体和滑覆体,而且影响着前陆盆地内中、浅层在燕山期、喜山期的变形机制和变形结果.
C-型俯冲是中国中西部中新生代陆内强烈造山的普遍动力学模式.其岩石圈动力背景是冈底斯地块和印度板块碰撞远端效应以及西伯利亚板块相应产生的被动反推效应,其造山带逆冲隆升的直接动力则源自相邻前陆盆地深部构造的俯冲作用.C-型俯冲发生在大陆内部前陆盆地形成之后,对早期板块碰撞形成的造山带雏形起加强作用. C-型俯冲往往沿古板块,古地块间拼合带发生,其俯冲带前身多是大陆边缘倾向大洋的同沉积断层,后期转成具有韧性剪切带性质的大型逆冲断裂带.
C-型俯冲还导致造山带向相邻前陆盆地推覆挤压的作用，以及重力扩展产生的滑覆作用。在中国中西部前陆盆地的中、新生代构造演化中，C-型俯冲不仅使山前地带普遍发育逆冲断裂带，形成大量推覆体和滑覆体，而且影响着前陆盆地内中、浅层在燕山期、喜山期的变形机制和变形结果。在中小型盆地中，这种影响往往由山前地带直达盆地腹部，控制了构造圈闭的类型和分布。

参考文献