庫車前陸沖斷帶鹽構(gòu)造區(qū)平衡剖面研究.docxVIP

1、m14&第/期2009年1月技術(shù)應(yīng)用文章編號(hào)：1672-9854(2(X)9)-01-0057-04庫車前陸沖斷帶鹽構(gòu)造區(qū)平衡剖而研究余一度吃王瑞才3（1中國(guó)石油大學(xué)油氣資源與探測(cè)國(guó)家瓶點(diǎn)實(shí)臉室）（2中國(guó)石油大學(xué)盆地與油戴研究中心；3中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院杭州地質(zhì)研究院）摘要通過計(jì)算庫車前陸沖斷帶古近系庫姆格列木組含鹽層系初始沉積厚度，并以此作為地質(zhì)約束條件,果用分層復(fù)原法對(duì)該區(qū)地質(zhì)剖面進(jìn)行平衡復(fù)原。復(fù)原結(jié)果表明，庫車前陸沖斷帶南北向總縮短量為1831km.縮短率為16%34%。其中新生代交形強(qiáng)度信大，縮短率接近15%0新生代最強(qiáng)雙的構(gòu)造變形又是發(fā)生在庫車組開始沉積后的喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)晚期

2、，該時(shí)期縮短量巳超過新生代縮短量的80%,綿短速率達(dá)到2.43mm/a0關(guān)鍵詞庫車坳陷；苛陸沖斷帶；鹽構(gòu)造；平衡剖面中圖分類號(hào):TE111.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A余一株金一收1977年生，講師.2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）獲地質(zhì)資源與地質(zhì)工程專業(yè)博士學(xué)位.主要從事構(gòu)造地質(zhì)和含油氣盆地分析。發(fā)表論文20余篇，曾獲北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。通訊地址：102249北京昌平中國(guó)石油大學(xué)盆地中心；電話：（010）80950600平衡剖面技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家進(jìn)行構(gòu)造模型解釋和定量構(gòu)造解析的一種主要工具。與一般構(gòu)造區(qū)相比，鹽構(gòu)造區(qū)地質(zhì)剖面的平衡復(fù)原面臨若更大的難題。由于鹽體容易發(fā)生塑性流動(dòng)，從而能“流進(jìn)”

3、或“流出”剖面，這樣就不符合制作平衡剖面所要求的“二維面積平衡”原則。但Hossack在對(duì)墨西哥灣地區(qū)的鹽體塑性流動(dòng)及變形特征進(jìn)行研究后指出，在區(qū)域輸運(yùn)方向上，鹽體一般是在二維平面里發(fā)生變形，所以符合“二維面積平衡”原則。目前，依據(jù)墨西哥灣、北海、波斯灣和非洲被動(dòng)大陸邊緣等鹽構(gòu)造區(qū)的地質(zhì)剖面進(jìn)行過的平衡復(fù)原提出了多種鹽構(gòu)造區(qū)地質(zhì)剖面的平衡復(fù)原方法"j。本文主要針對(duì)我國(guó)塔里木盆地北部庫車前陸沖斷帶鹽構(gòu)造區(qū)地質(zhì)剖面的平衡復(fù)原進(jìn)行研究，并對(duì)平衡剖面縮短量與縮短率所反映出的構(gòu)造變形特征進(jìn)行分析。1地質(zhì)背景庫車前陸沖斷帶位于塔里木盆地北部南天山山前，其形成演化過程與南天山造山帶密切相關(guān)。不均衡

4、的構(gòu)造擠壓作用導(dǎo)致庫車地區(qū)形成一系列走向?yàn)楸睎|東向、南北方向上成排成帶發(fā)育的沖斷推覆構(gòu)造帶。庫車前陸沖斷帶整體為長(zhǎng)條型，從北向南依次可劃分為北部單斜帶、克拉蘇一依奇克里克構(gòu)造帶、拜城一陽霞凹陷帶、秋里塔格構(gòu)造帶和前緣隆起帶（圖Do在古近系和新近系沉積時(shí)期，庫車地區(qū)氣候干早，沉積了較厚的商鹽層。但在不同地區(qū)，膏鹽層的分布層位又有所差異。大致以庫車河為界，西部以古近系庫姆格列木組（E,_2Am）為主，東部以新近系吉迪克組（Nj）為主。在多種因素的共同影響下，鹽體向秋里塔格和克拉蘇構(gòu)造帶流動(dòng)，發(fā)生聚集增厚，形成了鹽枕、鹽墻、鹽推覆和鹽焊接等多種鹽構(gòu)造樣式詢。2鹽構(gòu)造平衡剖面本文主要使用地質(zhì)約束條件下

5、的分層復(fù)原法編收稿日期：2007-09-05；改回日期：2008-06-10本文受國(guó)家口然科學(xué)基金項(xiàng)LI（編號(hào)：40802030）資助圖1庫車前陸沖斷帶構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D制庫車前陸沖斷帶鹽構(gòu)造區(qū)平衡剖面，其基本原理是先計(jì)算含鹽層系初始沉積厚度，然后運(yùn)用該值對(duì)隨后的復(fù)原過程進(jìn)行約束。根據(jù)庫車前陸沖斷帶西部庫姆格列木組含鹽層系等厚圖，首先利用三維可視化具獲取庫姆格列木組三維立體圖像（圖2）,然后再對(duì)其體積進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明，庫車地區(qū)西部庫姆格列木組現(xiàn)今體積約為1.23xl0,3m而鉆井和地震資料均已證實(shí)，庫車地區(qū)普遍缺失上白堊統(tǒng),下白堊統(tǒng)基本為連續(xù)、等厚沉積。據(jù)此可認(rèn)為古近系庫姆格列木組初始沉積時(shí)在平

6、面上也是連續(xù)展布，厚度變化不大，并主要分布在秋里塔格構(gòu)造帶、拜城凹陷和克拉蘇構(gòu)造帶，平面展布面積約為10550km2o在不考慮出露地表鹽體發(fā)生溶解的情況下，可求得庫姆格列木組初始沉積厚度約為1166m。圖2庫車前陸沖斷帶西部庫蜩格列木組含鹽原系三雄立體顯示以求得的含鹽層系初始沉積厚度為約束條件,用分層復(fù)原法編制了庫車前陸沖斷帶鹽構(gòu)造區(qū)的平衡剖面（圖3）o從圖3可以看出，秋里塔格構(gòu)造帶鹽下古隆起雛形在侏羅紀(jì)就已開始形成。隨后，由于鹽下基底斷裂的發(fā)育和持續(xù)活動(dòng)，古隆起被斷裂復(fù)雜化，形成背沖斷塊構(gòu)造。克拉蘇構(gòu)造帶鹽下斷裂開始發(fā)育時(shí)期較早，但早期并未發(fā)生大規(guī)模的逆沖推覆。從庫車組沉積末期開始，鹽體從拜

7、城凹陷向南、北兩側(cè)發(fā)生明顯的塑性流動(dòng)，在秋里塔格和克拉蘇構(gòu)造帶聚集增厚，形成鹽枕和鹽推覆等多種鹽構(gòu)造樣式。3縮短量與縮短率本文選取了三條穿過庫車前陸沖斷帶不同地區(qū)的NNW向地質(zhì)結(jié)構(gòu)大剖面（分別編號(hào)為A-A'BB'、C-C',剖面位置見圖1）,并采用地質(zhì)約束條件下的分層復(fù)原法對(duì)其進(jìn)行了平衡復(fù)原。復(fù)原結(jié)果表明，庫車前陸沖斷帶南北向總縮短量為17-30km,縮短率為15.8%33.7%,且在東西方向上存在較明顯的差異（表1）。從不同地質(zhì)時(shí)期的變形強(qiáng)度來看，庫車地區(qū)新生代變形最強(qiáng)，而且不同地區(qū)的縮短率和縮短速率都比較接近，其中縮短率接近15%,縮短速率約為0.24mm/a（表1

8、）。這表明，自新生代以來，庫車前陸沖斷帶不同地區(qū)的沖斷構(gòu)造變形過程和強(qiáng)度已趨于一致，差異構(gòu)造變形主要發(fā)生在前新生代。新生代最強(qiáng)烈的構(gòu)造變形又是發(fā)生在距今5.4Ma以來的喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)晚期（庫車組開始沉積之后）（表1）。在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)晚期，庫車地區(qū)的南北向縮短量大于10km,已超過新生代縮短量的80%,平均縮短速率為2.43mm/a，小于青藏高原的710mm/a。這也說明庫車前陸沖斷帶的構(gòu)造變形過程可能與印度板塊和歐亞板塊碰撞所引起的遠(yuǎn)程效應(yīng)有關(guān)。前人也曾使用不同的平衡復(fù)原方法對(duì)庫車前陸沖斷帶的構(gòu)造縮短址和縮短率進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)分析，其結(jié)果都存在一定差異。李向東川認(rèn)為天山南緣沖斷594*J盧M層QNNN

9、EEKJTPCO6呂O呂呂呂呂IW0>)二農(nóng):系(P)沉積末余-欣等：庫車前陸沖斷帶鹽構(gòu)造區(qū)平衡剖面研究表1庫車前陸沖斷帶平衡剖面不同時(shí)期縮短量與縮短率一覽此"-仆血形喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)晚期測(cè)線編號(hào)現(xiàn)今長(zhǎng)度(km)總縮短量(km)總縮短率(%)(5.4Ma以來)變形強(qiáng)度縮短敏(km)場(chǎng)短率心)縮短速率(mm/a)縮短量(km)縮短率(%)縮短速率(mm/a)AA'852321317.215.90.2616.315.13.02BB'91.517.215.815.614.40.2412.211.22.26C-C'593033.713.415.10.2110.812

10、.12.0(a)石'炭系(C)沉枳末圖3庫車前陸沖斷帶鹽構(gòu)造平衡演化割面(割面位置見圖1中的A-A')帶新生代縮短量達(dá)30km。楊庚等認(rèn)為庫車地區(qū)沖斷構(gòu)造縮短率達(dá)到35%45%,其中三疊紀(jì)一侏羅紀(jì)縮短40-50km,白堊紀(jì)一上新世縮短27-37kmo張明山等認(rèn)為庫車地區(qū)縮短率約為30%40%,庫車組沉積后的縮短速率可能會(huì)達(dá)到1.5mm/ao施澤進(jìn)等g認(rèn)為庫車前陸沖斷帶縮短量超過35km,縮短率大于50%o與前人研究成果相比，本文計(jì)算得出的總縮短量與縮短率值總體偏小，但最大值較接近，所反映的新生代構(gòu)造變形特征也比較相似。4結(jié)論庫車前陸沖斷帶庫姆格列木組含鹽層系初始沉積厚度約為11

11、66m。自庫車組開始沉積后，鹽體發(fā)生明顯的塑性流動(dòng)，并在秋里塔格和克拉蘇構(gòu)造帶聚集增厚，形成多種鹽構(gòu)造樣式。平衡剖面分析結(jié)果表明，庫車前陸沖斷帶南北向總縮短量:為1730km,縮短率為15.8%33.7%。其中新生代變形最強(qiáng)，縮短率接近15%,縮短速率約為0.24mm/ao新生代最強(qiáng)烈的構(gòu)造變形又是發(fā)生在庫車組開始沉積之后的喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)晚期，該時(shí)期縮短址已超過新生代縮短量的80%,縮短速率為2.43mm/ao致謝：研充過程中得到了雷剛林、吳超和張核洲等的指導(dǎo)和幫助，在此一并致以深切的謝意，參考文獻(xiàn)1HossackJR.Geomrfricrulesofsectionbalancingfiirsa

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18、ructuralsettings,thebalancingofsaltstructuralsectionsfacesmoredifficultiesbecauseoftheviscousflowageofsaltbodies.Itisaddressedthatthebalancedcross-sectionsofsaltstructures,whicharerestoredonthebasisoftheoriginalthicknessofsaltlayersandgrowthstrataandtrianglesintheKuqaforelandthrustbeltinthenorthernp

19、artofTarimBasin.TheresultsrevealthatthePaleogeneKu-mugeiiemuFormationcommenceddepositingwithoutspatialvariationsinoriginalthicknessofabout1,130m.ThegrowthstrataandtrianglesshowthatthestrongeststructuraldistortionofsaltstructuresoccurredduringlaterHimalayanorogenyfromtheKuqaperiodtoQuaternary.UndertheinfluenceofSN-trendingcompressionalstresses,th