区域地质背景

Answer 1

1.1.1　塔里木盆地的大地构造位置

自70年代初，我国一些地质学者开始应用板块构造理论探索塔里木、天山、昆仑山大地构造演化规律以来，获得了许多有重要意义的认识。

塔里木板块是新元古代固结的大陆板块，北以哈里克套南坡—巴仑台—库米什深大断裂与伊犁—伊塞克湖板块分界；东北以吐鲁番—哈密大断裂与准噶尔—哈萨克斯坦板块相接；南以康西瓦—木孜塔格北坡大断裂与羌塘板块为界。在古生代，塔里木板块与周围相邻的板块皆以大洋相隔，板块活动边缘的俯冲带，发生洋壳俯冲、消减、碰撞或造山，使大陆不断增生，洋壳随之消亡，从而形成较大的陆壳板块。

塔里木板块的稳定地壳部分称为塔里木地块，是中国西部大陆起核心作用的主要地块，最后固结于700—800Ma前。塔里木地块北为天山褶皱系，南为昆仑褶皱系，东邻祁连褶皱系，随着地块边缘的库鲁克塔格、柯坪、阿尔金和铁克里克的先后隆起，中间地区被动下沉，自晚二叠世后，逐渐演化成为塔里木盆地，见图1—1。

图1—1　塔里木盆地区域构造位置图（据新疆石油管理局资料）

1.断层；2.盆地；3.城镇

1.1.2　地层发育及展布特点

塔里木盆地北部地层发育齐全，露头和钻井资料表明，前震旦系为浅变质的结晶基底。震旦系—古生界可划分为两个大的海进、海退沉积旋回：下旋回为震旦系—泥盆系，以海相碳酸盐岩为主，往上过渡为碎屑岩和泥质岩；上旋回为石炭系—二叠系，石炭系以碎屑岩、碳酸盐岩和膏泥岩为主，二叠系为陆相红层夹火山岩。中新生界亦划分为两大沉积旋回：三叠系—下第三系为下旋回，以断陷—坳陷型陆相含煤碎屑岩和红层为主；上第三系为上旋回，为全区大面积覆盖的红色和黄灰色碎屑岩。在四大旋回之间以角度不整合和超覆不整合为边界。

塔里木盆地北部，震旦系为不整合于前震旦系之上的第一套沉积盖层。分布于新和南—齐满—轮台一线以南，以北则遭剥蚀而缺失。在轮台—达里亚一线以西的广大地区，地层岩性为含葡萄状藻球粒的白云岩、碳酸盐岩与泥质碳酸盐岩互层。由该线向东，地层迅速加厚，厚度在2000m以上。库鲁克塔格露头剖面表明，其为深海滑塌重力流—浊积岩相的岩性组合和沉积构造。

塔北地区寒武纪—奥陶纪是一套以碳酸盐岩为主的地层体系。分布于英买力北—齐满—沙4井一线以南，以北因剥蚀而缺失。北西薄，向南厚度达4700m，并有向东南急剧增厚之趋势。平面上大致可分为三个沉积相区，即①盆地相区，分布于草湖以东，主要为浊积岩和海相泥质岩；　②斜坡相区，分布于达里亚以东、草湖以西地区，为台地相与盆地相过渡区，可能发育有滑塌的重力流沉积；　③台地相区，分布于达里亚以西的广大地区，主要为深灰、灰褐色灰质泥岩与浅灰色泥灰岩互层，夹灰色砂质泥岩、粉晶灰岩及钙质砂岩条带，为台地相沉积。

塔北地区志留系—泥盆系为一套陆源碎屑沉积体系。除在沙雅隆起高部位（包括沙西凸起和阿克库勒凸起）上缺失外，其它地区均有分布。在东河塘—阿布干那一线以西，南厚北薄，此线以东向阿克库勒凸起减薄。在达里亚以东地区向东急剧增厚。

从总体上看，志留—泥盆系属深水凹槽海盆环境和滨岸环境中形成的陆源碎屑沉积（沙11井、沙21井揭示的志留—泥盆系均为一套向上变粗的陆源碎屑海退沉积序列）。与寒武—奥陶纪不同，在志留—泥盆纪整个塔北地区处在不断抬升、海域范围不断退缩的状态中。其岩性主要为泥质岩、粉砂岩和砂岩。志留—泥盆系与奥陶系为不整合接触。

石炭纪—二叠纪地层除在沙西凸起高部位及雅克拉—轮台凸起之上缺失外，塔北地区均广泛分布。总趋势为南厚北薄。在沙西凸起以西厚达1300多米，塔里木河一线厚度为500—900m，并有向南加厚之趋势。地震、钻井资料表明，本区下石炭统分布广泛，可与巴楚露头对比，由上至下分别为卡拉沙依组和巴楚组，哈1井、沙30井揭示卡拉沙依组岩性主要为砂泥岩薄互层。巴楚组上部为一套薄层灰岩，称为“双峰灰岩”；中部为泥岩，至沙10井则变为膏盐岩；下部主要为一套石英砂岩，称之为“东河砂岩”，为东河塘油气藏的储集层，主要分布于东河塘和哈拉哈塘地区。石炭—二叠系与志留—泥盆系呈角度不整合接触关系。上石炭统主要分布于达里亚以东地区，厚度100多米，岩性主要为生物灰岩。二叠系仅存下二叠统，分布于东河塘—雅克拉以南、阿克库勒以西，为陆相碎屑岩和火山岩。不整合于石炭系之上。

在塔北地区，三叠—侏罗纪地层除在沙西凸起北部至雅克拉—轮台断凸北部一带缺失外，其它地区均有分布，总体南厚北薄，向北超覆。三叠系是本区找油的主要目的层之一，是塔北阿克库勒等几个油田的储油层。由于受古地理环境的影响，在西部阿瓦提断陷，三叠系巨厚。在其以东受隆起和断裂系统的控制，多发育冲积扇、三角洲和滨浅湖沉积。侏罗系在库车坳陷发育齐全，塔北仅有下侏罗统。据钻井揭示其岩性为棕褐、褐紫色泥岩、深灰、灰色泥岩与浅灰、棕灰色细粒长石石英砂岩、泥质粉砂岩不等厚互层，并夹煤层及灰黑色炭质泥岩薄层。

白垩纪—早第三纪地层在本区广泛分布，主要为洪积—河流相的棕褐色砂砾岩，局部夹砂质泥岩或灰绿色粉砂质泥岩，其中的卡普沙良群底部砾、砂岩段广泛分布于东部雅克拉、阿克库勒等一系列凸起的构造部位，是良好的储集层。

上第三系与第四系以陆相红层碎屑岩为主，全区覆盖。上第三系为冲积平原—河流—湖泊相红色碎屑岩沉积，第四系为冲积、风积、湖积及山麓粗碎屑堆积。

1.1.3　区域构造特征及演化

1.1.3.1　震旦纪—古生代构造旋回

塔里木地区震旦纪—二叠纪为克拉通盆地发育阶段，经历了一个完整的威尔逊旋回，其中震旦纪—泥盆纪和石炭纪—二叠纪又分别构成两大发展演化阶段（表1—1）。

1.震旦纪构造演化

“古中国大陆”形成后经历了相对稳定的时期，形成“地台型”沉积，仅在少数地区形成所谓的坳拉谷（aulacogen），如东北部的库鲁克塔格。震旦系呈北东向展布的楔形断陷槽，沉积厚度达5000多米，大陆坡的各种重力流和滑塌堆积发育，并有“双峰式”火山岩。向北至卡瓦布拉克很快变为缺失隆起，向南至孔雀河一带迅速减薄。在阿瓦提—满加尔一线震旦系厚度稳定，为“克拉通内碟形坳陷”沉积。在盆地的北部可能还存在着尚未被认识的坳拉谷。总之，少数狭窄的坳拉谷及相对沉降的边缘与大面积稳定的碟形坳陷明显的差异性，成为震旦纪古构造突出的特点。它反映拉张初期拉张活动强度不大的面貌。

2.寒武—奥陶纪构造演化

区域性拉张从寒武纪开始明显加强并逐渐达到高峰。库鲁克塔格坳拉谷呈现更强烈的拉张断陷，沉降中心南移，并使相邻的满加尔坳陷在寒武纪和早奥陶世出现半深海相饥饿型沉积，厚度仅千米。中晚奥陶世开始向补偿型沉积转变，坳陷中部沉积明显加厚，厚度可达4000m。从此，改变了震旦纪盆地内部的均一状态，出现了相间隆坳（如沙雅隆起和满加尔坳陷）。东西分异开始出现，海侵规模增大，寒武—奥陶纪出现了最大海侵期。

3.志留—泥盆纪构造演化

在塔里木外围地区强烈拉张的制约下盆地内部出现相对挤压状态，库鲁克塔格地区隆起并向西延至轮台，沙雅隆起进一步上隆成为满加尔坳陷的物源区，坳陷西部变成补偿—超补偿的类前陆盆地沉积，厚达4000m。志留及泥盆系向隆起顶部尖灭。

泥盆纪末，海西早期运动使天山的一些活动带处于相对收缩状态并产生压性构造形变，盆地内部形成一系列的东西向断裂、褶皱，并出现大规模的侵蚀间断面（

）。

总之，震旦纪到泥盆纪盆地内部形成了以东西向为主的大型隆起和坳陷，为盆地的进一步发展奠定了基础。

表1—1　塔里木盆地北部构造运动与界面性质

4.石炭—二叠纪构造演化

石炭纪—二叠纪本区进入新的演化阶段，塔里木盆地周围区域性拉张活动在石炭纪达到空前规模。天山和昆仑山发育了一系列陆内—陆间裂谷，它们在石炭纪末或早二叠世末闭合。海西晚期运动使大陆再拼合，最终导致强烈挤压变形。

受周围强烈拉张的影响，盆地内表现为相对挤压，北部的隆起进一步抬升，使大部分地区隆起为陆。沉降中心向西迁移，使南北隆坳背景上的东西分异再次明显出现，以致形成早石炭世海湾向西开口的马蹄形大陆包围的格局。至早二叠世晚期，塔里木地区大部分为陆，隆起部位古生界遭受剥蚀并且构造形变加剧。同时，还出现岩浆喷发和基性岩浆侵入，如哈拉哈塘和沙西地区等。这些火成岩被认为是相对拉张条件下的产物。

海西晚期盆地完全处于挤压环境中，盆地周围造山活动加剧，地层变形、褶皱，并伴有以酸性岩浆为主的侵入活动，特别是塔北出现了大量的褶皱和断裂。最终，海水全部退出，并造成地层长期暴露剥蚀，形成全区性的不整合面（

）。

1.1.3.2　中、新生代构造演化

海西晚期，随着盆地周围地槽带的关闭，塔里木盆地成为板内克拉通盆地。中—新生代可分为三叠纪—侏罗纪和白垩纪—早更新世两大构造演化阶段。

1.三叠纪—侏罗纪构造演化阶段

早、中三叠世：早、中三叠世，塔里木北部的构造演化经历了一个由断陷—坳陷的构造发展阶段。受海西末期南天山的褶皱上隆和后期应力的相对松弛影响，库车坳陷开始以断陷形式下坳，沙雅隆起定型并与柯坪隆起和库鲁克塔格隆起分隔北部库车坳陷与南部的阿瓦提和满加尔坳陷。南部沉降中心在阿瓦提—满加尔一线，以河沼、湖相沉积为主，为残留的克拉通坳陷盆地。北部库车坳陷形成沿山缘东西向狭长展布的北深南浅不对称坳陷，发育河沼、湖泊含煤碎屑沉积，形成前陆盆地的雏形。

晚三叠世—晚侏罗世：晚三叠世开始，古特提斯洋向北“潜没”挤压，并逐渐加强直到侏罗纪晚期，塔北受到明显影响。阿瓦提—满加尔地区西部抬升，湖水向满加尔退缩，至早侏罗世，沉降中心已向东迁至库鲁克塔格山前，随着抬升的加剧，在中、晚侏罗世湖水全部退出塔北，造成大范围的中、上侏罗统的缺失。

2.白垩纪—早更新世构造演化阶段

白垩纪时，由于新特提斯洋向欧亚大陆“潜没”作用，印度板块向北漂移、拼接、碰撞，随之由于天山的抬升及反冲作用，使塔北进入了统一的前陆盆地发展阶段。早期相对分隔的水体趋于一体化，沉积作用从天山山前扩展到中央隆起北缘，形成广泛的红色粗碎屑岩。总体构造格局变为北低南高的单斜式不对称坳陷。进入晚白垩世，构造活动逐渐加强，形成覆盖全盆地的广泛沉积。晚第三纪，构造活动表现剧烈，周围山系高峻，向盆内提供大量碎屑，使盆内沉积加厚，范围扩大，塔里木北部前陆盆地的演化进入到更趋完善的阶段。这一时期的构造处于燕山和喜马拉雅活动时期，由于印度板块持续向北推移、俯冲和最后碰撞拼合以及喜马拉雅山脉的崛起，天山、昆仑山褶皱带进一步活动，使盆地最终演化为四周高山围绕的干旱内陆盆地。受喜马拉雅晚期运动的影响，盆内受到挤压，塔北地区山前边缘中新生界沿古剥蚀面出现大规模的逆冲推覆，形成多种形式的断褶带和褶皱带。