淺析準(zhǔn)噶爾盆地四棵樹(shù)地區(qū)構(gòu)造演化階段

劉子超

摘要：準(zhǔn)噶爾盆地四棵樹(shù)凹陷油氣資源豐富，但地質(zhì)結(jié)構(gòu)及演化十分復(fù)雜，長(zhǎng)期以來(lái)一直存在較大爭(zhēng)議。本文基于最新勘探進(jìn)展及區(qū)域研究資料，重新梳理了該區(qū)的構(gòu)造變形特征和疊合演化過(guò)程。該研究成果對(duì)于推進(jìn)四棵樹(shù)地區(qū)的油氣勘探進(jìn)程具有推動(dòng)意義。

關(guān)鍵：準(zhǔn)噶爾盆地 四棵樹(shù)地區(qū) 構(gòu)造演化

準(zhǔn)噶爾盆地是我國(guó)大型含油氣盆地之一，位于哈薩克斯坦板塊、西伯利亞板塊一阿爾泰褶皺造山帶和天山褶皺造山帶之間，為一晚古生代一中、新生代的擠壓復(fù)合疊加盆地。自形成至今，經(jīng)歷了海西、印支、燕山、喜馬拉雅等四期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，構(gòu)造格局復(fù)雜。四棵樹(shù)凹陷屬于北天山山前坳陷的一部分，經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，晚海西期四棵樹(shù)凹陷作為西準(zhǔn)噶爾的一部分，開(kāi)始自西向東劇烈推覆，隆起遭受剝蝕，到晚三疊世停止推覆作用，并開(kāi)始下沉。后經(jīng)歷了印支-燕山期及喜馬拉雅期多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，構(gòu)造面貌較為復(fù)雜。總體認(rèn)為，該區(qū)可分為5個(gè)構(gòu)造演化階段。

1. 區(qū)域地質(zhì)背景

四棵樹(shù)凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣西段， 隸屬于北天山山前沖斷帶， 北部是車排子凸起， 西南邊界是伊林黑比爾根山， 東鄰昌吉凹陷， 即凹陷處于北天山構(gòu)造帶和西準(zhǔn)噶爾構(gòu)造帶交匯處；主體既歸屬西部隆起區(qū)一級(jí)構(gòu)造單元， 又屬于北天山山前坳陷帶， 主體走向?yàn)楸蔽魑?南東東。自下而上， 鉆井揭示的地層有中下侏羅統(tǒng)的八道灣組、三工河組、西山窯組和頭屯河組， 上侏羅統(tǒng)的齊古組， 白堊系的吐谷魯群和東溝組， 古近系的紫泥泉子組和安集海河組， 新近系的沙灣組、塔西河組和獨(dú)山子組和第四系。

2. 構(gòu)造演化階段劃分

2.1 二疊紀(jì)及以前，盆地基底形成階段

該區(qū)是在海西運(yùn)動(dòng)的背景下，形成了以石炭系為基底。盆地南部的北天山與準(zhǔn)噶爾盆地南部前陸盆地系統(tǒng)的發(fā)展密切相關(guān)，屬于天山褶皺系，發(fā)育泥盆—石炭系海相—陸相碎屑巖建造和火山巖建造。石炭系中酸性火山巖十分發(fā)育。北天山廣泛發(fā)育上石炭統(tǒng)，主構(gòu)造線方向近東西，以天山北緣斷裂與準(zhǔn)噶爾盆地分界。中寒武世—中炭世準(zhǔn)噶爾地塊南緣為被動(dòng)型大陸邊緣，石炭紀(jì)末期準(zhǔn)噶爾地塊與塔里木-中天山板塊碰撞，開(kāi)始了北天山推覆構(gòu)造和南部前陸盆地系統(tǒng)演化。與東、西準(zhǔn)噶爾界山的碰撞造山時(shí)間相比，北天山的造山時(shí)間更晚一些，前兩者為晚石炭世早期，而后者為晚石炭紀(jì)末期。

準(zhǔn)噶爾盆地初步形成于中、晚石炭世末—中海西期末，下二疊統(tǒng)是它成盆后的最早沉積蓋層。準(zhǔn)噶爾盆地是在周邊海槽閉合碰撞時(shí)多向擠壓應(yīng)力場(chǎng)中形成的。

2.2 晚三疊世晚期盆地裂陷，形成獨(dú)立的沉積單元

三疊紀(jì)時(shí)期，四棵樹(shù)地區(qū)開(kāi)始裂陷沉降，形成與準(zhǔn)噶爾盆地主體昌吉凹陷獨(dú)立的沉積湖盆，在石炭系基底之上沉積了上三疊統(tǒng)郝家溝組上部地層。受車排子凸起向南東推覆產(chǎn)生的右旋扭壓力影響，在凹陷內(nèi)形成一系列雁行排列的斷裂，高泉-固爾圖構(gòu)造帶及艾卡構(gòu)造帶的主要斷裂開(kāi)始形成。

2.3 侏羅紀(jì)早期-白堊紀(jì)早期，多次抬升下降，形成了相對(duì)獨(dú)立的沉積單元

早侏羅世—白堊紀(jì)早期，四棵樹(shù)凹陷經(jīng)歷多次抬升、坳陷，沉積了中下侏羅統(tǒng)八道灣組、三工河組及西山窯組含煤地層、以及白堊系清水河組、呼圖壁組地層。在南部地區(qū)，據(jù)地震剖面解釋，可以看到八道灣組存在明顯的超覆現(xiàn)象，其上三工河組及西山窯組、頭屯河組以及齊古組存在明顯的削蝕現(xiàn)象，說(shuō)明本區(qū)沉積之后有明顯的抬升作用存在。而白堊系的清水河組及呼圖壁組地層在局部地區(qū)也見(jiàn)到明顯的頂削底超的地層接觸關(guān)系，結(jié)合野外露頭以及鏡質(zhì)體反射率測(cè)試分析，認(rèn)為該區(qū)構(gòu)造演化在該時(shí)期有明顯的凹陷-抬升相互轉(zhuǎn)換的過(guò)程，從而形成了現(xiàn)今的地質(zhì)格局。

結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí)及野外觀察，推測(cè)侏羅紀(jì)早期原始沉積范圍可能遠(yuǎn)大于現(xiàn)今的分布范圍。此時(shí)，在南北向擠壓作用下，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)開(kāi)始加劇，伴隨斷裂活動(dòng)，高泉-固爾圖構(gòu)造帶及艾卡構(gòu)造帶基本形成。該階段沉降幅度大，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，一舉奠定了四棵樹(shù)凹陷的主體沉降格局及構(gòu)造格局，是凹陷最主要的形成階段之一。

2.4 白堊紀(jì)后期—古近紀(jì)快速沉降快速抬升階段

早白堊世早期，該區(qū)開(kāi)始緩慢下沉，湖盆范圍逐漸變大，在凹陷較大范圍內(nèi)沉積了吐谷魯群清水河組地層。早白堊世中晚期—晚白堊世，凹陷大范圍沉降再次停止，湖盆范圍迅速變小，只在卡因迪克及其以東局部地區(qū)沉積了呼圖壁組、勝金口組及連木沁組，而東溝組則大范圍缺失。古近紀(jì)早期凹陷快速下并沉接受大量沉積，相對(duì)于北部地區(qū)在凹陷東南部沉積了巨厚的古近系，后期整體抬升，剝蝕嚴(yán)重。該階段凹陷以整體沉降整體抬升為主，早期形成的斷裂基本上沒(méi)有發(fā)生大的變動(dòng)。

2.5 新近紀(jì)中新世—第四紀(jì)凹陷劇烈沉降階段

新近紀(jì)中新世以后，四棵樹(shù)凹陷做為北天山前陸盆地的一部分與整個(gè)盆地一起劇烈沉降，接受了巨厚的新近系沙灣組、塔西河組、獨(dú)山子組及第四系沉積。另外，由于印度板塊與歐亞板塊碰撞加劇，在天山隆升和山體擴(kuò)張所產(chǎn)生的強(qiáng)大南北向擠壓力作用下，山前推覆帶開(kāi)始形成，在推覆體之下形成一系列隱伏構(gòu)造。同時(shí)，凹陷內(nèi)中、新生代地層向北逐層位移，在燕山期雁行排列的斷裂部位發(fā)生褶皺，形成獨(dú)南、獨(dú)山子、西湖、卡因迪克等右旋走滑構(gòu)造體系，并使這些背斜成為斷裂增長(zhǎng)型背斜。該階段凹陷沉降幅度大，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)，為凹陷的另一個(gè)主要形成期。由于該期以側(cè)向擠壓為主的主應(yīng)力方向在昌吉凹陷段，因此四棵樹(shù)凹陷喜馬拉雅期斷裂活動(dòng)主要集中在凹陷南部山前帶，而凹陷主體部位早期形成的印支-燕山期斷層幾乎未發(fā)生變動(dòng)，只是形成少量規(guī)模較小的高傾角張扭性斷層。至此，四棵樹(shù)凹陷構(gòu)造面貌基本定型，并成為北天山山前坳陷帶的一個(gè)組成部分。

3. 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)四棵樹(shù)凹陷構(gòu)造體系的構(gòu)造特征分析，明確了該地區(qū)構(gòu)造演化階段：二疊系以前為盆地基底形成階段、晚三疊世盆地裂陷階段、侏羅早期-白堊早期相對(duì)獨(dú)立沉積階段、白堊后期-古近紀(jì)快速抬升階段、新近紀(jì)以來(lái)的劇烈沉降階段。該研究成果為下一步石油勘探奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)， 為尋找油氣圈閉提供了有力的根據(jù)。

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