库车坳陷中部构造分层差异变形特征和构造演化

发布时间：2020-03-31所属分类：工程师职称论文浏览：1216次

摘 要： 摘要：基于地表露头调查、地震资料解释、钻井及与盐相关的构造样式分析，对库车坳陷中部构造变形特征进行研究。结果表明：库车坳陷中部具有南北分带、东西分段、垂向分层的变形特征。以库姆格列木群膏盐岩为界可以分为盐上构造层、盐构造层、盐下构造层及基

　　摘要：基于地表露头调查、地震资料解释、钻井及与盐相关的构造样式分析，对库车坳陷中部构造变形特征进行研究。结果表明：库车坳陷中部具有南北分带、东西分段、垂向分层的变形特征。以库姆格列木群膏盐岩为界可以分为盐上构造层、盐构造层、盐下构造层及基底构造层4层结构。该区域主要发育收缩构造样式及盐构造样式，盐上构造层、盐构造层及盐下构造层的构造样式及分布具有明显差异。盐上层主要发育逆冲断层及褶皱，盐岩层则以盐流动构造样式为主，盐下层则发育逆冲叠瓦断层等大规模推覆构造。研究区具有明显的分段变形特征，可划分为博孜一却勒构造段、大北一西秋构造段、克深一西秋构造段、克拉3一东秋构造段，其差异性主要表现为地表线性褶皱带分布、盐构造样式、盐下构造变形的差异。区域构造演化剖面研究表明库车坳陷主要经历了中生代伸展坳陷盆地(三叠纪一白垩纪)、新生代早期“挠曲”盆地(古近纪一中新世)及新生代晚期前陆盆地(上新世一第四纪)的演化过程。现今构造主要形成于库车组沉积的中晚期。

　　关键词：库车坳陷中部;盐相关构造;构造样式;分段特征;构造演化;

　　1区域地质特征

　　库车坳陷位于塔里木盆地北部，是一个形成于新生代晚期的陆内前陆盆地¨J。根据构造变形及地层分布特征，库车坳陷可以分为西、中、东3个次级坳陷，其中中部坳陷整体呈向南收敛的弧形构造带，具体可划分北部单斜带、克拉苏构造带、拜城凹陷、秋里塔格构造带及南部斜坡带等构造单元(图1)。克拉苏构造带与秋里塔格构造带表现为强烈冲断及褶皱构造，拜城凹陷则为夹持于两个逆冲褶皱带间的沉积凹陷J。盆地内沉积古生界、中生界及新生界(图2)。

　　2库车坳陷中部结构模型

　　以膏盐岩层为界，库车坳陷中部垂向上可以划分为4层结构(图3)，分别为盐上构造层(古近系苏维依组一第四系)、盐构造层(古近系库姆格列木群)、盐下构造层(中生界三叠系一白垩系)及基底构造层。受盐构造层的影响，坳陷表现出明显的分层变形特征。盐上层主要为一系列线性逆冲断层及褶皱带，其中在克拉苏构造带表现为北部库姆格列木一巴什基奇克背斜带、南部吐孜玛扎一喀桑托开背斜带。秋里塔格构造带则由北秋里塔格背斜带及南秋里塔格背斜带组成。盐岩层具有明显的流动特征，在克拉苏构造带及秋里塔格构造带之下形成了两个大型盐丘构造，而拜城凹陷之上则沉积了巨厚的新生界，其下盐层较薄，具有明显的盐焊接特征。中生界的分布北厚南薄，其中白垩系分布较稳定，而侏罗系及三叠系逐渐向南部斜坡带减薄。在中生界内则发育一系列逆冲断层及褶皱构造，自造山带向盆地内部断层倾角逐渐变缓，其问所夹持的断背斜幅度逐渐降低。

　　根据地层卷入构造变形的范围，自北向南可以划分为若干个变形区。其中北部单斜带膏盐岩不发育盆地基底、中生界及新生界均卷入的构造变形，在高角度基底逆冲断裂的控制下，上盘地层大幅度抬升。克拉苏构造带则为四构造层变形区，盐上构造层、盐构造层、盐下构造层及基底构造层均发生较为强烈的构造变形，其中克拉苏断层北部的克拉苏背斜带基底变形强烈而克拉苏断层南部的克拉苏深部区带基底变形较弱。拜城凹陷为双构造层变形区，该段主要表现为盐上巨厚新生界沉积，盐岩层发生明显的流动减薄而盐下层基本未发生变形。秋里塔格构造带变形较为复杂。其北部整体表现为斜坡背景上的构造变形，基底变形微弱，盐上层受盐岩加厚的影响，表现为大幅度向斜构造。秋里塔格构造带中部具有与克拉苏构造带北部相似的变形特征，该段盐上层为两个大幅度的褶皱构造，盐岩层局部加厚，盐下层形成冲断构造，基底则卷入构造变形，因此该区段为四构造层变形区。向南至南部斜坡带，仅基底表现为微弱变形特征。

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　　3库车坳陷中部构造样式

　　库车坳陷中部主要发育收缩构造样式与盐构造样式5-7]。盐上层主要发育逆冲断层、褶皱等收缩构造。盐岩层可划分为垂向底辟构造及横向流动构造，盐下层则主要表现为受逆冲断层控制的一系列冲断及褶皱构造，基底构造层则为逆冲断块构造(图4)。

　　3.1盐上层构造样式

　　库车坳陷盐上层构造样式主要包括断层及褶皱样式，同时由于部分盐岩向上突破至地表，因此发育与盐刺穿相关的构造样式。盐上构造最主要的特征是逆冲断层往往与褶皱相伴生，有些表现为铲式逆冲断层特征，即断层上陡下缓在盐岩层内消失，有些则表现为破冲断层，即断层两侧地层近对称分布，且倾向相反。还有一类断层则完全由褶皱变形至一定程度而形成，可以表现出多种样式(表1)。

　　3.2盐岩层构造样式

　　含盐岩层是沉积岩层中的软弱层，受上覆静岩压力、构造应力、地热等动力驱动可能会发生底辟作用和塑性流动变形7.9。克拉苏构造带的库姆格列木群盐岩层的构造变形可以分为两种类型，其一主要是在上覆岩层静岩压力作用下发生底辟构造变形，其二是在区域挤压应力作用下发生收缩构造变形1]。尽管要严格区分这两种类型的变形是十分困难的，但是从盐岩层构造变形与盐上层、盐下层构造变形的关系上依然可以找到区分这两种类型构造变形的一些标志。依据盐岩层与上覆岩层的关系，盐底辟构造还可以分为隐刺穿、刺穿两类，而依据盐岩层在区域收缩构造变形中表现的形态特征亦可以分为褶皱相关盐构造变形和逆冲断层相关盐构造变形(表2)。

　　3.3盐下层构造样式

　　从卷入变形的地层来看，盐下层的断层包括益层滑脱断层和基底卷入断层”。从断层活动性质来看包括逆冲断层和走滑断层等，其中陡倾的逆断层的某些区段、某些时期可能还具有走滑断层位移特征¨。从断层活动时间上看包括侏罗纪一白垩系沉积时期同沉积断层(可能以正断层为主)、燕山运动(主要是晚白垩世)区域挤压形成的逆冲断层、喜马拉雅运动(主要是上新世)区域挤压形成的逆冲断层等，古近纪构造活动相对弱，但先存基底断层也可能有轻微活动。因此，盐下层的构造变形至少包括两大类：(1)与侏罗系一白垩纪区域伸展作用有关的伸展构造变形;(2)与燕山运动(主要是晚白垩世)、喜马拉雅运动(主要是上新世以来)区域挤压作用有关的收缩构造变形。表3是根据地震资料构造解释归纳的库车坳陷盐下层变形的几种基本样式。

　　4库车坳陷中部分段变形特征

　　库车坳陷中部构造具有明显的差异变形特征，根据构造变形样式、地层厚度分布，基底卷入程度等因素可以将其分为4个主要构造段。

　　4.1博孜一却勒构造段

　　该段由北部博孜构造带及南部却勒构造带组成，盐上层表现为大幅推覆构造，具有较大断距。盐岩层为多个沉积中心，其中北部发育大幅盐底辟构造，中部为受推覆体影响的局部盐拱构造，南部为低幅度盐丘构造。盐下层构造变形具有明显的分带性，北部为一系列逆冲叠瓦构造，中部为受基底断块影响的古隆起构造，南部为斜坡构造。构造变形主要集中于北部克拉苏构造带及中部却勒构造带(图5A)。

　　4.2大北一西秋构造段

　　此段位于博孜一却勒构造段东部的TB1井一DB3井之问，该构造带盐上层总体表现为冲断的滑脱褶皱，以及在该逆冲断层下盘由于盐体刺穿底辟引起新生界的“上拱”;盐岩层发育底辟构造和盐收缩构造变形，由于盐刺穿造成其上地层上拱并形成盐堤，其他盐构造样式有盐背斜(克拉苏构造带南部)、冲断盐楔(克拉苏构造带中部、北部)、冲断盐席(吐孜玛扎背斜下方);盐下层表现为由若干向北倾斜的逆冲断层构成的楔状叠瓦扇，北侧为高角度基底卷入的逆断层，向南断层倾角变缓有顺层滑脱的趋势，并在断层上盘形成背斜圈闭，具有良好的成藏条件。西秋里塔格构造带盐上层为冲断滑脱褶皱，南倾和北倾断层夹持的断块形成冲起构造，总体上褶皱近对称;盐岩层总体上为一大型盐枕，在盐枕上方由于逆断层的活动形成了两个刺穿盐体;盐下层为一条北倾断层和一条南倾断层形成的对冲构造，断层的断距较小，其上盘地层褶皱幅度不大(图5B)。

　　4.3克深一西秋构造段

　　此段位于大北一西秋构造段东部的KS1井一KS2井间。克拉苏构造带北侧褶皱冲断强烈，发育库姆格列木背斜和喀桑托开背斜，构造抬升强烈有中生界出露，新生界较薄;拜城凹陷新生界较厚，并显示出沉积中心向南迁移的现象;秋里塔格构造带褶皱变形强烈，发育南秋里塔格背斜和北秋里塔格背斜，背斜规模已变小且相距较近，褶皱形态近对称且保存完整，后期被断层冲断;塔北隆起新生界沉积连续、稳定。中生界总体由南向北增厚，塔北隆起三叠系、侏罗系较薄或缺失，而白垩系稳定;秋里塔格构造带中生界较南北两侧稍薄;克拉苏构造带中生界向北迅速增厚，且在北侧抬升强烈(图5C)。

　　4.4克拉3一东秋构造段

　　从地面露头、钻井和地震剖面来看，北侧的克拉苏构造带褶皱冲断构造发育，地表有巴什基奇克背斜、喀桑托开背斜，由于构造抬升KL3井揭示的新生界较薄，库姆格列木群的膏盐岩段400余米;南侧的东秋里塔格构造带地表为库车塔吾背斜，DQ8井揭示吉迪克组膏盐岩段1400余米，而库姆格列木群无膏盐岩段，说明该段位于两个盐岩滑脱层转换的部位，构造特征与库车中部有较大差异;最南端三叠系、侏罗系缺失，白垩系直接覆盖在奥陶系、寒武系之上，东秋与克拉苏构造带中、新生界连续沉积，并由南向北增厚(图5D)。

　　5库车坳陷中部中一新生代构造演化特征

　　构造演化剖面分析及区域地质研究表明，库车坳陷中部中一新生代构造演化阶段可以划分为3期：中生代(三叠纪一白垩纪)伸展坳陷盆地、新生代早期(古近纪一中新世)陆内挠曲盆地及新生代晚期(上新世一第四纪)陆内前陆盆地(图6)。

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