準噶爾盆地西北緣三期走滑構造及其油氣意義

陳　石，郭召杰，漆家福，邢向榮

[1.中國石油大學(北京) 油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；2.中國石油大學(北京) 地球科學學院，北京 102249；　3.北京大學 地球與空間科學學院 造山帶和地殼演化教育部重點實驗室，北京 100871；4.中國石油 新疆油田公司 風城油田作業(yè)區(qū) 油田地質研究所，新疆 克拉瑪依 834000]

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準噶爾盆地西北緣三期走滑構造及其油氣意義

陳石1,2，郭召杰3，漆家福1,2，邢向榮4

[1.中國石油大學(北京) 油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；2.中國石油大學(北京) 地球科學學院，北京 102249；3.北京大學 地球與空間科學學院 造山帶和地殼演化教育部重點實驗室，北京 100871；4.中國石油 新疆油田公司 風城油田作業(yè)區(qū) 油田地質研究所，新疆 克拉瑪依 834000]

準噶爾盆地西北緣的紅淺-車排子、克拉瑪依-百口泉以及烏爾禾-夏子街斷裂帶是影響和控制油氣成藏的關鍵要素之一，但目前對準噶爾盆地西北緣斷裂帶的屬性與時限仍存在較大分歧。通過區(qū)域構造背景分析，以區(qū)域地質資料為基礎，結合前人的研究成果，討論準噶爾盆地西北緣的構造屬性問題。研究發(fā)現(xiàn)，由于處于特殊的大地構造位置，西準噶爾地區(qū)在不同的演化階段，以發(fā)育北東向展布的走滑構造為顯著特征，主要存在3期：第一期是晚石炭世造成白堿灘和達拉布特蛇綠混雜巖帶就位的左行走滑斷裂帶；第二期是晚二疊世—中晚三疊世之間，由于準噶爾地塊和西準噶爾相對于成吉斯弧的反時針旋轉，進而形成的克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街右行走滑逆沖帶，它們伴生的構造圈閉，是油氣成藏的關鍵；第三期是指形成于新生代的達拉布特左行走滑斷裂，對盆地北緣有一定的改造，但是總體變形分布范圍較窄，在實際分析中應當和中生代走滑構造注意區(qū)分。

蛇綠巖；構造屬性；走滑斷裂；圈閉；油氣成藏；準噶爾盆地西北緣

準噶爾盆地西北緣介于西準噶爾山系與準噶爾地塊之間，是我國油氣資源最為豐富的地區(qū)之一，在二疊系和中生界中先后發(fā)現(xiàn)克拉瑪依、白堿灘、百口泉、烏爾禾、風城和夏子街等油氣田。其中克拉瑪依油田是新中國發(fā)現(xiàn)的第一個大油田，以克拉瑪依油田為代表的準西北緣也是準噶爾盆地油氣勘探的主戰(zhàn)場。近來，中國石油新疆油田公司和中國石化集團公司在該區(qū)不斷取得勘探突破，使得以準噶爾盆地西北緣油氣勘探為核心的研究工作更加備受關注。

多年的研究和勘探表明，準噶爾盆地西北緣發(fā)育于扎伊爾山和哈拉阿拉特山山前的以紅淺-車排子、克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街斷裂帶為代表的構造帶，是影響和控制油氣成藏的關鍵要素之一，然而時至今日對準西北緣斷裂帶的屬性與活動時限，以及與之相關的盆地屬性問題，仍然存在較大分歧。準西北緣構造帶被認為是形成于古生代晚期-中生代早期的前陸沖斷帶[1]，克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街斷裂帶被解釋為薄皮的大型疊瓦狀前陸沖斷推覆系統(tǒng)[1-5]，由此把盆地西北緣在二疊紀到三疊紀之屬性劃分為前陸盆地[2,6]，而所謂的前陸沖斷帶下盤掩伏帶也認為是準噶爾西北緣下一步勘探的重點方向[7-8]。近期的研究認為準噶爾西北緣構造帶是形成于古生代末期—中生代早期的與造山事件不相關的走滑構造帶[9-11]，其勘探方向顯然不同于前陸沖斷帶模式。

對于上述分歧的原因，主要是因為前人在西準噶爾地區(qū)開展工作，通常將西準噶爾古生界山系與準噶爾盆地西北緣作為毗鄰的兩個不同構造單元分開研究，這對于準噶爾西北緣的盆山演化關系和盆地屬性的研究存在局限。本次研究，將西準噶爾古生界山系、準噶爾盆地西北緣、準噶爾地塊聯(lián)合考慮，結合區(qū)域背景，研究走滑構造在西準噶爾地區(qū)從晚古生代到新生代的洋陸格局和盆山演化過程中的角色，及其對準噶爾盆地西北緣油氣成藏的控制作用。

1　西準噶爾區(qū)域地質特征

新疆北部，發(fā)育一系列古生代的以蛇綠巖為標志的縫合帶，以準噶爾盆地北部的庫吉拜-洪古勒楞蛇綠巖帶，東準噶爾阿爾曼太蛇綠巖帶和卡拉麥里蛇綠巖帶，以及北天山巴音溝蛇綠巖帶等為代表，由北向南將新疆北部劃分為中國阿爾泰、東準噶爾、西準噶爾、準噶爾盆地以及天山等地質單元(圖1a)。西準噶爾地區(qū)以博什庫爾-成吉斯弧和北天山造山帶為南北界，西接巴爾喀什弧，東臨準噶爾盆地(圖1a)。西準噶爾西邊的巴爾喀什弧同伊犁弧連接，構成哈薩克斯坦山彎構造的最東端[12]。西準噶爾東邊的準噶爾盆地被中新生代的沉積物充填，準噶爾盆地的基底目前普遍被解釋為一個古生代的島弧、增生楔、捕獲的洋殼和陸殼碎片的聚合體[13-16],在本文的討論中稱之為準噶爾地塊。不同于新疆北部阿爾泰山、東準噶爾和北天山構造帶，主要以近東西向或者北西西向的構造線展布，西準噶爾地區(qū)的構造線展布方向為北東向，與準噶爾地塊的西邊界平行[17]。在區(qū)域大地構造方面，西準噶爾地區(qū)位于非常獨特的位置。整個新疆北部向西部延伸，就是宏偉的哈薩克斯坦山彎構造。準噶爾地塊夾持于哈薩克斯坦山彎構造的最東段，地塊以西的西準噶爾地區(qū)則是山彎構造的最內部區(qū)域(圖1a)。受準噶爾地塊的支撐和限制，哈薩克斯坦山彎構造在彎曲形成過程中，其兩端不可能完全對折匯聚，而山彎構造內部的古洋盆也不能完全消減閉合，而是西準噶爾地區(qū)在晚古生代保留了一個殘余洋盆[18]。這一結論也和西準噶爾的區(qū)域地質特征相符。在西準噶爾達拉布特—白堿灘區(qū)域，發(fā)育一套主體為石炭系，由海相復理石到濱淺海相沉積，再到陸相沉積，從而構成水體向上變淺的沉積層序。在石炭系的底部，新識別并厘定出形成于泥盆紀末期(～364 Ma)的熔積巖(peperite)層系，它是由具有類似OIB 性質玄武質熔巖和海相沉積巖相互作用產生的(圖1b)，是一種標志著殘余洋盆的洋殼組分。該層系連同上覆的石炭系構成一個穩(wěn)定的沉積層序，是該地區(qū)自泥盆紀末期(～360 Ma)保留的殘余洋盆在幾乎整個石炭紀被逐漸充填閉合的洋盆充填層序[19]。

從上述討論可見，由于特殊的大地構造位置，西準噶爾地區(qū)在晚古生代洋陸格局以一種特殊的方式演化，即殘余洋盆的被動垮塌充填為主的方式[19]，并且殘余洋盆在晚石炭世(～310 Ma)閉合[18-20]，之后西準噶爾地區(qū)與北疆大部分地區(qū)一樣進入后碰撞伸展階段。由于區(qū)別于傳統(tǒng)的從古洋盆俯沖閉合—碰撞造山—陸內成盆的演化方式，準噶爾盆地西北緣不具備發(fā)育大規(guī)模前陸沖斷系統(tǒng)的條件，不應該出現(xiàn)區(qū)域性逆沖構造。而相對應的，在晚古生代塔里木板塊和西伯利亞板塊南北向擠壓的大背景下，新疆北部各地體從北向南逐漸拼貼，并且伴隨著哈薩克斯坦山彎構造的彎曲成型，同時受特殊構造位置和邊界條件的控制，準噶爾地塊和西準噶爾之間發(fā)生相對剪切運動或者斜向的擠壓作用，伴隨產生了與準噶爾地塊西邊界相平行的北東向展布的走滑構造為主體的構造樣式(圖1)。這一地質條件決定了在西準噶爾地區(qū)，北西向展布的走滑體系貫穿晚古生代的殘余洋盆充填階段，洋盆閉合之后的中生代陸內調整盆地演化階段，乃至新生代對印度大陸與歐亞大陸強烈碰撞和青藏高原大幅度隆升的變形響應階段，對西準噶爾地區(qū)的洋陸格架以及準噶爾盆地西北緣的構造屬性起到持續(xù)的控制作用，并且是準噶爾盆地西北緣的油氣成藏的關鍵因素。

圖1　新疆北部構造框架(a)和西準噶爾盆地地質簡圖(b)Fig.1　Schematic tectonic map of North Xinjiang (a) and geologic map of West Junggar Basin(b)

2　準噶爾盆地西緣3期走滑構造概述

從古生代晚期到新生代，西準噶爾地區(qū)發(fā)育3期顯著的走滑構造，分別對應侵位于晚石炭世的白堿灘和達拉布特蛇綠混雜巖帶，形成于晚二疊世—中晚三疊世之間的克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街斷裂帶和新生代活動的達拉布特斷裂。

2.1石炭紀走滑構造

出露于西準噶爾古生界山系的，呈北東向帶狀延伸的白堿灘和達拉布特蛇綠混雜巖帶其實是兩條走滑斷裂帶(圖1b)，代表著西準噶爾地區(qū)最早的走滑構造。

白堿灘蛇綠混雜巖帶沿準噶爾盆地西北邊緣盆山結合部位出露，總體走向50°左右，寬0.5～2 km，延伸長度約20 km(圖1b)?；祀s帶整體上表現(xiàn)為幾條北東向延伸的陡立的斷層帶，超基性巖作為斷層帶中的基質，兩側均與石炭系的沉積層序呈高角度的斷層接觸關系(圖2a,b)。達拉布特蛇綠混雜巖帶與白堿灘蛇綠巖帶相互平行且相距大約40 km，呈北東向延伸，基本貫穿整個研究區(qū)域，出露寬度小于2 km，一系列條帶狀的混雜巖巖片在達拉布特斷裂的北側呈串珠狀分布延伸大約100 km(圖1b)。其構造特征和白堿灘蛇綠混雜巖帶基本一致，以高角度的斷裂為界，在兩側均和石炭系圍巖地層構造接觸。從整體構造特征上來看，白堿灘和達拉布特蛇綠混雜巖帶均呈現(xiàn)走滑剪切帶的典型特征?；祀s巖帶受近直立的斷層帶控制(>70°)，蛇紋巖基質中的片理近直立(>75°)，走向和斷層帶的走向一致，呈北東向，混雜帶中不同位置斷層面上發(fā)育的擦痕和礦物拉伸生長線理近水平(<20°)，走向北東。在這兩條混雜帶中，發(fā)育典型的、一致的指示左行水平剪切的運動學指向標志，具體包括斷層面上發(fā)育的礦物生長線理(圖2c)，發(fā)生塑性變形并旋轉的巖塊(圖2d)，蛇紋巖基質片理中發(fā)育的S-C組構(圖2e)，超基性巖巖塊中發(fā)育的被蛇紋石充填的剪切張裂隙(圖2f)等等。

圖2　西準噶爾盆地石炭紀走滑構造野外特征Fig. 2　Field features of the Carboniferous strike-slip fault systems in West Junggar Basina.蛇綠巖帶沿著陡立的斷層帶出露；b.蛇綠巖帶與周圍石炭系層序呈高角度斷層接觸；c.近直立的斷層面上發(fā)育的蛇紋石生長纖維束顯示左行水平剪切；d.S型的超基性巖巖塊指示左行水平剪切；e.蛇紋巖基質片理中S-C組構以及S形的橄欖巖巖塊指示左　　行水平剪切；f.橄欖巖巖塊中蛇紋石脈在雁列狀排列的張裂隙中定向生長，指示水平左行剪切

因此，從構造特征來看，達拉布特和白堿灘蛇綠混雜巖帶其實是兩條北東向延伸的左行走滑斷裂帶，卷入到這期走滑變形的最年輕的巖石單元是區(qū)域上發(fā)育的石炭系沉積巖巖塊，對砂巖巖塊進行碎屑鋯石定年獲取了330～320 Ma最年輕的峰值[18]，標志著這期走滑構造變形時代的下限。在區(qū)域上廣泛分布的花崗巖，峰期活動年齡為～310 Ma[21-22]，它們同時侵入到西準噶爾地區(qū)石炭系和這兩條蛇綠混雜巖帶中。其中在薩爾托海的也格孜卡拉花崗巖體，時代為308 Ma±3 Ma[20]，直接侵入到達拉布特綠混雜巖帶中(圖1b)，它們的時代最直接地限定了這期走滑構造變形時代的上限——石炭紀。

2.2晚二疊世—晚三疊世走滑構造

在準噶爾盆地西北緣中新生代覆蓋區(qū)，發(fā)育主體呈北東-南西向展布的烏爾禾-夏子街構造帶，主要由克拉瑪依-百口泉斷裂帶和烏爾禾-夏子街斷裂帶組成，其中克拉瑪依-百口泉斷裂帶平面呈“S”型展布，而烏爾禾-夏子街斷裂帶呈北東東-南西西向延伸(圖1b)。

最新的研究發(fā)現(xiàn)，克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街斷裂帶其實是走滑構造帶[9-10]。在準噶爾盆地西北緣的二維、三維連片地震剖面和大地電磁測深(MT)資料都顯示，克拉瑪依-百口泉斷層和夏紅北斷層是產狀近直立的走滑斷層，斷層規(guī)模較大，延伸數(shù)十至上百公里(圖1b)。而逆沖斷層往往規(guī)模較小，延伸幾公里至十幾公里，產狀相對較緩，向深部合并于陡立的走滑斷層。逆沖斷層同時伴生短軸狀的傾伏背斜和半背斜，逆沖斷層和伴生的短軸背斜屬于走滑斷層活動派生的次級應力場下產生的擠壓構造，它們和走滑斷層斜交，斜交的銳夾角指示主斷層發(fā)生右行走滑(圖1b)。例如夏紅北走滑斷層派生的烏爾禾、夏紅南、紅旗壩逆沖斷層和烏爾禾、夏子街、紅旗壩背斜呈雁行排列，與北西西向的夏紅北斷層銳角相交，指示夏紅北斷層發(fā)生右行走滑(圖1b)。

這期走滑構造時限的限定和變形響應可以在西準噶爾古生界山系找到依據(jù)。西準噶爾地區(qū)出露大量的花崗巖侵入體，沒有發(fā)生變形，穿切和侵入西準噶爾石炭系層序和蛇綠混雜巖帶，標志著西準噶爾古生代洋盆演化和造山運動的終結。與花崗巖同期并且略微滯后的中基性巖墻群也廣泛穿插于花崗巖和石炭系當中，它們均屬于造山后伸展背景下的產物。目前對西準噶爾地區(qū)的晚古生代花崗巖和巖墻群做了大量的地質年代學研究,顯示花崗巖年齡范圍變化在318～276 Ma，而巖墻群的年齡為265～255 Ma[21-25]，說明西準噶爾地區(qū)的造山后伸展背景持續(xù)到晚二疊世。準噶爾盆地西北緣的二疊系沉積主要集中在瑪湖凹陷，是盆地西北緣主要的生油巖系。三疊系的沉積繼承了二疊系的沉積范圍，在瑪湖凹陷大量發(fā)育并有所擴大。其中上三疊統(tǒng)白堿灘組在克拉瑪依市西北山麓一帶和鐵廠溝巖體西側阿克塔木一帶也有出露，而之后侏羅系的沉積范圍進一步擴大(圖3)。下侏羅統(tǒng)超覆不整合覆蓋于上三疊統(tǒng)之上，并且地層產狀平緩，沒有發(fā)生大規(guī)模的褶皺與變形(圖4a)。在克拉瑪依西南發(fā)現(xiàn)了早侏羅世的堿性玄武巖(193 Ma±1.3 Ma)(圖4b)[26]，表明準西北緣盆地在侏羅紀處于板內伸展狀態(tài)。在克拉瑪依以西和鐵廠溝，可見克拉瑪依巖體和鐵廠溝巖體被上三疊統(tǒng)白堿灘組的底礫巖不整合覆蓋，并且白堿灘組產狀平緩，沒有發(fā)生變形(圖1b，圖4c,圖4d)。這意味著在準噶爾盆地西北緣晚二疊世的造山后伸展背景，到晚三疊世乃至侏羅紀的板內伸展環(huán)境之間，存在一起顯著的構造運動，使古生代晚期侵位的花崗巖抬升至地表并剝蝕，然后被上三疊統(tǒng)不整合覆蓋。這期構造事件便對應克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街斷裂帶所代表的走滑構造，在地震剖面上的研究完全驗證了上述推論。在克拉瑪依-百口泉地區(qū)，受走滑構造活動的影響，二疊系遭受強烈的變形，并且上二疊統(tǒng)烏爾禾組遭受剝蝕，然后被三疊系不整合覆蓋，表明變形可能開始于晚二疊世。在烏爾禾-夏子街地區(qū)，走滑伴生的烏爾禾背斜卷入二疊系與三疊系，并且背斜兩翼的上三疊統(tǒng)發(fā)育生長地層，表明晚三疊世的持續(xù)變形，之后烏爾禾背斜被未變形的下侏羅統(tǒng)超覆不整合覆蓋[10]。綜合上述分析，由克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街斷裂帶所代表的走滑構造發(fā)生在晚二疊世—晚三疊世。

2.3新生代走滑構造

準西北緣地區(qū)新生代地質作用強烈，大型走滑斷裂發(fā)育是新生代構造作用最主要的特征之一。代表性的走滑斷裂有巴爾雷克斷裂、托里斷裂和達拉布特斷裂，這些大型新生代強烈活動斷裂帶控制了西北緣地區(qū)現(xiàn)今地形地貌的形成與演化。

圖3　西準噶爾地區(qū)二疊系-中侏羅統(tǒng)沉積范圍(據(jù)文獻[23]改編)Fig. 3　The Permian-Mid-Jurassic depositional ranges of West Junggar Basin(modified after[23]).

圖4　西準噶爾盆地中生代地層和巖漿巖野外特征Fig. 4　Field features of the Mesozoic strata and volcanic rocks in West JunggarBasina.下侏羅統(tǒng)產狀平緩，未發(fā)生變形和褶皺；b.早侏羅世堿性玄武巖；c,d.晚石炭世花崗巖被上三疊統(tǒng)白堿灘組底礫巖不整合覆蓋

圖5　西準噶爾盆地新生代走滑構造野外特征Fig. 5　Field features of the Cenozoic strike-slip fault system in West Junggar Basina.達拉布特斷裂陡立的斷層面；b.斷層面上發(fā)育擦痕指示左行走滑；c.達拉布特斷裂附近石炭系發(fā)生褶皺，軸面與斷層呈小角度相交，指示斷層發(fā)生左行走滑；d.紅山花崗巖體被達拉布特斷裂拖拽變形，拖曳量見圖1b

準西北緣地區(qū)最顯著的走滑構造是達拉布特走滑斷裂，規(guī)模很大，沿達拉布特—薩爾布依拉山呈北東方向展布，走向50°，傾向北西，傾角較陡，長度約400 km，北東段延入準噶爾盆地(圖1b)。達拉布特斷裂在地貌上出現(xiàn)陡峭的斷層崖，伴隨產生板劈理和脆性斷層巖等脆性變形產物。在斷層面上擦痕發(fā)育，擦痕統(tǒng)計的優(yōu)選產狀為40°∠25°，產狀近水平，指示了斷層兩盤的相對平移運動(圖5a，b)。斷裂還伴生次級斷層和褶皺，在斷裂西北側觀察到石炭系發(fā)生褶皺，褶皺的軸面與斷層呈小角度相交，指示達拉布特斷層發(fā)生左行走滑(圖5c)。除此之外，紅山花崗巖體被達拉布特斷裂拖拽變形，向南西拖尾，具有一定長度的延展(圖5d)，拖曳量延伸約15 km(圖1b)。斷裂東南部的次級一家人斷裂錯斷克拉瑪依花崗巖體(圖1b)，均顯示達拉布特斷層發(fā)生左行走滑。達拉布特斷裂北東段延入盆地，在烏爾禾一帶，古近系烏倫古河組被斷裂左旋錯開約20 km(圖1b)，判定達拉布特斷層是活動在新生代古近紀之后的左行走滑斷層。

3　走滑構造動力學成因及其油氣意義

上述所描述的3期走滑構造，是在西準噶爾地區(qū)特殊的構造位置和地質背景下，在不同的構造演化階段所伴生的產物，對準噶爾盆地西北緣的油氣成藏具有關鍵的控制作用。

3.1石炭紀走滑構造

進入晚石炭世，新疆北部的古洋盆演化已經接近尾聲，發(fā)生一系列的洋盆俯沖消減，地體碰撞，形成了橫跨整個新疆北部的庫吉拜-洪古勒楞-阿爾曼太縫合帶，以及東準噶爾的卡拉麥里縫合帶。由于準噶爾地塊的支撐保護，在西準噶爾地區(qū)的古洋盆不能完全消減閉合，而保留了一個殘余洋盆，并且逐漸地被充填。在石炭紀末期，北天山洋閉合，哈薩克斯坦山彎構造彎曲定型，伊犁弧和準噶爾地塊發(fā)生碰撞。這次碰撞事件導致準噶爾地塊和西準噶爾殘余洋盆之間發(fā)生相對的左旋運動，在殘余洋盆內誘發(fā)一系列的左行走滑深斷裂。這些走滑深大斷裂的活動，裂解了殘余洋盆的洋殼和上覆的洋盆充填沉積物；同時上地幔物質遇水發(fā)生蛇紋石化，并沿著深大斷裂帶發(fā)生底辟上侵，然后和裂解形成的巖塊在斷裂帶內混雜堆疊，形成達拉布特和白堿灘蛇綠混雜巖帶在左行走滑斷裂帶內的就位(圖6a)[18]。這期走滑構造，標志著西準噶爾地區(qū)洋盆的閉合和造山事件的終結，也奠定了西準噶爾地區(qū)的構造格架。

3.2晚二疊世—晚三疊世走滑構造

以出現(xiàn)大量的后碰撞花崗巖和中基性巖墻群為標志，西準噶爾地區(qū)乃至整個北疆地區(qū)均進入造山后的伸展松弛階段。在西準噶爾地區(qū)，后碰撞花崗巖和巖墻的時代一直持續(xù)到晚二疊世(～255 Ma)。準噶爾盆地西北緣在整個二疊紀處于一個伸展背景下的陸內成盆階段，形成瑪湖凹陷并沉積二疊系，同時發(fā)育基性火山巖，符合伸展斷陷盆地的屬性特征。而三疊系在繼承二疊系沉積范圍的基礎上不斷擴大，至侏羅系沉積范圍最廣，地層產狀平緩，并且不整合超覆于古生界和三疊系之上(圖3)[23]。在早侏羅世出現(xiàn)堿性的板內玄武巖(～193Ma)[26]，表明準噶爾盆地西北緣在侏羅紀處于伸展坳陷階段。而準噶爾盆地西北緣的克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街構造帶，是在一個長期的伸展背景下，發(fā)生在二疊紀的斷陷階段和侏羅紀的坳陷階段，具有右行走滑特征的走滑逆沖反轉構造，或者稱轉換擠壓構造。顯然，這期走滑構造及其所伴生的沖斷構造，與西準噶爾地區(qū)晚古生代的造山事件毫不相關，不可能是造山期的前陸沖斷帶。而在這樣一個長期的伸展構造大背景下，如何產生如此大規(guī)模的走滑逆沖帶，值得深入探討。從區(qū)域構造的角度來分析，有學者對西準噶爾塔城盆地沉積的上泥盆統(tǒng)、上石炭統(tǒng)和下二疊統(tǒng)進行全面的古地磁和地質年代學研究，發(fā)現(xiàn)自晚二疊世起到三疊紀，準噶爾地塊和西準噶爾地區(qū)相對于成吉斯弧發(fā)生了大幅度的逆時針旋轉[27]。這一事件是西準噶爾-哈薩克斯坦地區(qū)在二疊紀末期發(fā)生的一次顯著的陸內變形，這樣的逆時針旋轉使準噶爾地塊和西準噶爾地區(qū)發(fā)生相對的右旋運動，相應地在準噶爾盆地西北緣誘發(fā)形成克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街右旋走滑逆沖帶(圖6b)。研究還發(fā)現(xiàn)在二疊紀末期到三疊紀，位于準噶爾地塊南北兩側的阿拉口-準噶爾斷層和額爾齊斯斷層發(fā)生了顯著的走滑活動[28-32]，也符合這樣的構造背景。

圖6　西準噶爾盆地3期走滑構造成因示意圖Fig. 6　Schematic diagram showing the origins of the three stages of strike-slip fault system in West Junggar Basin

這期走滑構造是一期相對獨立的構造變形，僅集中在準噶爾盆地西北緣。與前人的解釋不同[9-10]，這期構造與新生代喜馬拉雅山期活動的達拉布特斷層不同。因為在西準噶爾山系，石炭系的殘余洋盆充填層序(包括泥盆紀末期的熔積巖層序)、晚石炭世已就位的達拉布特蛇綠巖帶以及晚石炭世侵入的花崗巖和巖墻群均沒有大幅度的錯位和變形，所以并沒有達拉布特斷層在晚二疊世—三疊紀發(fā)生明顯走滑活動的證據(jù)。這期發(fā)生在晚二疊世—晚三疊世的匯聚型走滑活動造成北側的石炭系基底和花崗巖發(fā)生強烈抬升出露地表，然后被侏羅系和白堊系披覆不整合覆蓋。走滑斷層活動同時造成了瑪湖凹陷的構造反轉，其側向擠壓伴生的逆沖斷層和褶皺形成以斷塊、鼻狀構造、斷背斜和雁行式排列的背斜等類型為主的構造圈閉，而瑪湖斜坡帶中二疊系和中生界齊全，構造變形微弱，發(fā)育多期不整合，地層超覆明顯，形成大量的地層巖性圈閉(圖7)。這些圈閉在晚三疊世基本定型，而三疊紀之后瑪湖凹陷的烴源巖進入大量生排烴階段，均與圈閉形成期有較好的配置關系，是準噶爾盆地西北緣油氣成藏的關鍵因素。目前盆地西北緣發(fā)現(xiàn)的油氣藏以斷塊和鼻狀構造油氣藏為主，也與走滑構造所伴生的構造圈閉類型相符。

3.3新生代走滑構造

準噶爾盆地西北緣白堊紀至新生代的變形相對于南緣強度明顯減弱，在印度板塊和歐亞板塊引發(fā)的南北向擠壓遠程效應下，同樣是受準噶爾地體的隔擋和保護。西準噶爾地區(qū)同樣以出現(xiàn)走滑構造為主要表現(xiàn)，發(fā)育巴爾雷、托里和達拉布特等走滑斷裂，控制了西準噶爾地區(qū)的現(xiàn)今面貌(圖6c)。目前達拉布特斷裂中不存在中生代乃至古生代活動的確實證據(jù)，其活動發(fā)生在新生代，斷距約20 km。盡管達拉布特左行走滑斷裂的延伸距離很大，但影響范圍不大(圖1b)。新生代的達拉布特走滑構造在南西段主要集中在西準噶爾古生界山系，與克拉瑪依-百口泉走滑構造沒有直接聯(lián)系。而在北東段哈拉阿拉特山一帶延伸到準噶爾盆地內部，并疊加烏爾禾-夏子街斷裂帶，對準噶爾盆地北緣盆地有一定的改造。這一地段的構造變形應該考慮兩期走滑構造的疊加作用(圖1b)，但是變形分布的范圍較窄，強度較弱，在實際分析中應當和中生代走滑構造加以區(qū)分?？傮w來說，準噶爾盆地西北緣在新生代沒有發(fā)生顯著構造變形，這是準噶爾盆地西北緣油氣藏沒有被構造活動破壞而得以保存的重要因素。

圖7　準噶爾盆地西北緣構造及成藏典型剖面(據(jù)文獻[30]修編)Fig.7　Representative profile showing the structures and different trap types at the northwestern margin of Junggar Basin (modified after reference[30]) T3b.上三疊統(tǒng)白堿灘組；T2k.中三疊統(tǒng)克拉瑪依組；T1b.下三疊統(tǒng)百口泉組；P1j.下二疊統(tǒng)佳木河組；P1f.下二疊統(tǒng)風城組；P1x.下二疊統(tǒng)夏子街組；P2w.上二疊統(tǒng)烏爾樂組

4　結論

1) 從古生代晚期到新生代，西準噶爾地區(qū)存在不同的演化階段，以發(fā)育3期北東向展布的走滑構造為顯著特征。

2) 3期走滑構造分別為：完成于晚石炭世的造成白堿灘和達拉布特蛇綠混雜巖帶就位的左行走滑構造，形成于晚二疊世—中晚三疊世之間的克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街右行走滑構造和形成于晚新生代的達拉布特左行走滑斷裂。

3) 克拉瑪依-百口泉、烏爾禾-夏子街斷裂是晚二疊世—三疊紀的由準噶爾地塊和西準噶爾的反時針旋轉而形成的具有右行走滑特征的走滑逆沖帶，是發(fā)生在準噶爾盆地西北緣二疊紀的斷陷階段和侏羅紀的坳陷階段的一次轉換擠壓反轉構造。它們與西準噶爾造山事件無關，不是造山期的前陸沖斷帶，同時也與達拉布特斷裂也沒有聯(lián)系。走滑構造造成了瑪湖凹陷的構造反轉，并且伴生的逆沖斷層和褶皺形成以斷塊、鼻狀構造、斷背斜和雁行式排列的背斜等類型為主的構造圈閉，是盆地西北緣油氣成藏的關鍵因素。

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(編輯董立)

Three-stage strike-slip fault systems at northwestern margin of Junggar Basin and their implications for hydrocarbon exploration

Chen Shi1,2,Guo Zhaojie3,Qi Jiafu1,2,Xing Xiangrong4

[1.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China;2.CollegeofGeosciences,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China;3.KeyLaboratoryofOrogenicBeltsandCrustalEvolution,MinistryofEducation,SchoolofEarthandSpaceSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China;4.ResearchInstituteofOilfieldGeology,FengchengOilfield,PetroChinaXinjiangOilfieldCompany,Karamay,Xinjiang834000，China]

The Hongqian-Chepaizi,Karamay-Baikouquan,and Wuerhe-Xiazijiefaultzones faulted zones,developed at the northwestern margin of the Junggar Basin,are considered to be key controls on the development of hydrocarbon reservoirs in the area.However,the timing and span of the fault zones' evolution,and their characteristics are still under intensive debate.Our purpose here is to determine the structure attributes of the northwestern margin of Junggar Basin based on analysis of regional tectonic setting as well as previous studies.The result shows that West Junggar is dominated by NE-trending strike-slip fault systems caused by the Paleozoic-Cenozoic tectonic evolution of the basin.Three main stages of NE-trending strike-slip fault systems have been distinguished.The first stage is the Late Carboniferous sinistral strike slip fault belt that resulted in the emplacement of the Baijiantan and Darbut ophiolitic belts.The following second stage is the dextral strike-slip fault system that was expressed by the development of the Late Permian-Mid-late Triassic Karamay-Baikouquan and Wuerhe-Xiazijie dextral strike-slip fault belts.These two fault belts were resulted from the Late Permian-Triassic counterclockwise rotation of the Junggar Plate and the West Junggar relative to the western part of the Chingiz Range.The faulted noses,blocks and en echelon anticlines derived from the relevant thrust faulting and folding may account for the development of main structural traps in the West Junggar.The third stage is characterized by the development of the Cenozoic Darbut sinistral strike-slip fault,resulting in limited deformation confined in the north margin of the Basin.In field analyses,this younger imprint shall be distinguished from the Mesozoic strike-slip faults.

ophiolite,structure attribute,strike-slip fault,hydrocarbon trap,hydrocarbon reservoiring,northwestern margin of Junggar Basin

2015-07-10;

2016-03-07。

陳石(1986—)，男,博士、講師，構造地質學。E-mail:chenshi4714@163.com。

國家自然科學基金項目(41502208)。

0253-9985(2016)03-0322-10

10.11743/ogg20160304

TE121.2

A