甘肅敦煌盆地侏羅紀(jì)原型盆地性質(zhì)與沉積環(huán)境演化

馮懷偉,許淑梅, 崔紅莊，侯旭波，王金鐸

1) 濰坊科技學(xué)院，山東濰坊，262700； 2) 中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東青島，266100；3) 中國海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點實驗室，山東青島，266100；4) 中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營，257000

內(nèi)容提要: 為研究敦煌盆地侏羅紀(jì)原型盆地性質(zhì)及沉積環(huán)境演化，本文利用地震資料、航磁資料、野外地質(zhì)考察資料、同位素定量測年數(shù)據(jù)，基于前人在阿爾金斷裂系構(gòu)造理論成果，對敦煌盆地基底巖性組成、深部動力學(xué)背景、盆地發(fā)育時限和盆地性質(zhì)做了系統(tǒng)研究，認(rèn)為敦煌盆地與塔里木盆地、柴達木盆地、酒泉盆地的前侏羅紀(jì)基底組成不相同，是一個相對獨立的盆地。敦煌地塊的南部邊界為紅柳溝—拉配泉斷裂，西部邊界為民豐—且末斷裂帶，阿爾金主斷裂為敦煌盆地的東部邊界。三危山斷裂是分割敦煌盆地南北凹陷的控凹斷裂，民豐—且末斷裂、紅柳溝—拉配泉斷裂、阿爾金主斷裂是控盆斷裂。青藏高原南緣的北向超深俯沖、北緣陸內(nèi)南向的淺俯沖、深部地幔羽結(jié)構(gòu)等多元驅(qū)動機制導(dǎo)致敦煌地塊顯生宙以來大部分時間處于隆升剝蝕狀態(tài)，很少接受沉積，至侏羅紀(jì)塌陷形成敦煌湖盆。敦煌盆地在三疊紀(jì)和晚侏羅世—早白堊世青藏高原兩次重大的碰撞造山之間的松弛拉張期形成了侏羅紀(jì)沉積盆地。敦煌盆地發(fā)育經(jīng)歷3個階段：早侏羅世填平補齊階段，中侏羅世斷陷階段和晚侏羅世坳陷階段，其中中侏羅世斷陷階段為主成盆期。

敦煌盆地地處我國西部，呈北東東向展布的楔形。從板塊位置來講，其東部為華北板塊，西部為塔里木板塊，北部為準(zhǔn)噶爾板塊，南部為青藏高原各板塊。敦煌盆地處在連接不同板塊，且分隔并改造古構(gòu)造系的特殊構(gòu)造位置。從區(qū)域構(gòu)造位置來講，敦煌盆地東起馬鬃山的西澗泉，與阿拉善地塊的酒泉盆地相連；南部受阿爾金左旋走滑大斷裂的制約，與柴達木地塊相鄰；北緣以北山南緣斷裂為界，與北山構(gòu)造帶相接(圖1，圖2)。

圖1 甘肅敦煌盆地及周緣區(qū)域大地構(gòu)造位置圖 Fig. 1 The geotectonic location of the Dunhuang Basin, Gansu Province, and its surrounding area

圖2 甘肅敦煌盆地地質(zhì)簡圖Fig. 2 The geological map of the Dunhuang Basin, Gansu Province

中生代開始，我國昆侖山—阿尼瑪卿山以北以東大部地區(qū)進入板內(nèi)(陸內(nèi))強烈構(gòu)造變形時期，發(fā)育了眾多中、新生代陸內(nèi)沉積盆地，敦煌侏羅紀(jì)盆地即在相對穩(wěn)定的敦煌地塊之上形成。由于敦煌盆地所處大地構(gòu)造位置的復(fù)雜性和地理位置的特殊性，目前對敦煌盆地的構(gòu)造歸屬、性質(zhì)、邊界、沉積沉降中心的位置及遷移規(guī)律等方面爭論大、疑點多。關(guān)于敦煌盆地的構(gòu)造歸屬概括起來有5種觀點：①主要依據(jù)地球物理資料，將敦煌盆地劃歸到塔里木板塊，認(rèn)為敦煌侏羅紀(jì)盆地是塔里木盆地的自然東延(中國石油地質(zhì)志編纂委員會，1989；田在藝等，1997；甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997；趙應(yīng)成，2003；郭濤等，2019)；②認(rèn)為敦煌盆地與塔里木迥然不同，其基底是和塔里木地臺并列的一個獨立大地構(gòu)造單元——敦煌地塊(宋立勛，1988；許志琴等，1999；鄭孟林等，2003)；③將敦煌盆地劃歸為祁連地層區(qū)，認(rèn)為敦煌盆地早侏羅世與金塔—花海盆地屬于統(tǒng)一的泛盆(鄧勝徽等，2003)；④ 認(rèn)為敦煌盆地、吐拉盆地、酒泉盆地、索爾庫里盆地、柴達木盆地屬于與阿爾金斷裂系活動相關(guān)的盆地群(車自成等，1996；郭召杰等，1988,1998；孫松領(lǐng)等，2019)；⑤根據(jù)地球化學(xué)證據(jù)，認(rèn)為敦煌地塊是中亞造山帶的一部分(Zhao Yan et al., 2016; 趙燕, 2017; Feng Lamei et al., 2018; Gan Baoping et al., 2020)。

前人不但對敦煌盆地的歸屬認(rèn)識不同，對敦煌盆地性質(zhì)的認(rèn)識也同樣存在諸多爭議，主要包括以下5 種觀點：① 敦煌盆地是以基底撓曲為主的坳陷盆地，早中侏羅世，敦煌盆地與花海盆地的西南部是連通的，中—晚侏羅世沉積范圍縮小，與花海盆地呈現(xiàn)分隔狀態(tài)(靳久強等，1999；鄧勝徽等，2003)；② 敦煌盆地早中侏羅世為板內(nèi)南北向伸展作用背景下形成的南斷北超的斷陷盆地，晚侏羅世—白堊紀(jì)為中特提斯洋關(guān)閉后板內(nèi)走滑伸展盆地。盆地北部的五墩凹陷、灣窯凹陷與南部的紅柳溝凹陷和大壩凹陷被盆地中部的三危山隆起分割，總體表現(xiàn)為東西分段，南北分帶特點(圖2；宋立勛，1988；郭召杰等，1998；江平等，2005；賈超，2019)；③ 敦煌盆地群是中生代在區(qū)域擠壓應(yīng)力下發(fā)育的擠壓性盆地，侏羅紀(jì)以基底撓曲為主。早侏羅世為分割的山間盆地，以近源快速堆積的沖積扇、辮狀河沉積為特色。中侏羅世水域擴大，各凹陷形成統(tǒng)一的泛盆。晚侏羅世構(gòu)造活動強烈形成新的山間盆地(趙澄林等， 2002)；④ 敦煌盆地早侏羅世末開始走滑拉分，于中侏羅世達到鼎盛，拉分的中心處于盆地中央隆起帶的北側(cè)(陶宏洲等，2009)；⑤ 敦煌盆地屬于阿爾金斷裂帶盆地群，邊界為阿爾金斷裂系所限制(鄭孟林等，2003)。

由且末—民豐斷裂(阿爾金北斷裂)及阿爾金左行走滑斷裂(阿爾金主斷裂)所夾持的敦煌盆地的形成和演化必定受阿爾金斷裂帶活動的制約。關(guān)于阿爾金造山帶的形成時間爭論又頗多，一種觀點認(rèn)為阿爾金造山帶(斷裂)古生代就已存在(周勇等，1999；許志琴等，1999)；另一種觀點認(rèn)為阿爾金造山帶是比較年輕的山系,形成于印支運動及以后(李海兵等，2001)；第三種觀點認(rèn)為阿爾金造山帶形成于新生代 (楊藩等，1994；葛肖虹等，1999；陳正樂等，2001)。阿爾金斷裂系構(gòu)造活動時限的爭議又直接導(dǎo)致對敦煌盆地形成時限和性質(zhì)的認(rèn)識。

有關(guān)阿爾金造山帶構(gòu)造學(xué)和構(gòu)造動力學(xué)的研究成果非常豐富。長期以來，學(xué)者們主要集中在對阿爾金斷裂巨型走滑斷裂系的構(gòu)造活動規(guī)模、滑移速率、活動方式(張建新等，1998；Zhang Tao et al., 2018; 劉亢等，2019；Yun Long et al., 2020)、對阿爾金斷裂系與青藏高原隆升關(guān)系之間的研究(李海兵，2001；許志琴等，2011)、對阿爾金斷裂系所夾持的蛇綠巖、高壓超高壓變質(zhì)巖的研究(劉良等，1998；郭召杰等，1998；楊經(jīng)綏等，2009；馬拓等，2018，2019)、對阿爾金斷裂系兩側(cè)前寒武紀(jì)基底變質(zhì)古地質(zhì)體的對比研究(許志琴等，1999；張建新等，1999; Wang Zhongmei et al., 2017)；同時沉積學(xué)及盆地分析方面的學(xué)者又沒有及時運用構(gòu)造學(xué)研究成果及巖漿巖、變質(zhì)巖同位素年齡數(shù)據(jù)，所以至今關(guān)于阿爾金斷裂周緣盆地的性質(zhì)、邊界和形成機制等方面的成果比較少。

針對敦煌盆地構(gòu)造歸屬不清、盆地性質(zhì)模糊、盆地邊界不明等關(guān)鍵問題，借助于阿爾金斷裂系構(gòu)造理論方面的豐碩成果，利用新近采集的地震資料、航磁資料、深反射地震資料、巖漿巖—變質(zhì)巖放射性同位素測年數(shù)據(jù)、野外地質(zhì)考察結(jié)果、邊緣相分析結(jié)果、巖芯資料等，，對敦煌盆地基底組成、控盆邊界、控凹邊界、邊緣相、盆地形成時限等進行系統(tǒng)分析，對敦煌盆地的邊界和性質(zhì)及沉積環(huán)境演化進行深入研究。

1 敦煌盆地前侏羅紀(jì)基底構(gòu)成特征

阿爾金北緣斷裂—且末—民豐斷裂及阿爾金左行走滑斷裂(阿爾金主斷裂)所夾持的阿爾金地體自北往南由敦煌地塊、北阿爾金加里東俯沖雜巖帶、中阿爾金地塊及南阿爾金加里東俯沖—碰撞雜巖帶組成(許志琴等，1999)。

敦煌地塊位于且末—民豐隱伏斷裂以南, 紅柳溝—拉配泉蛇綠構(gòu)造混雜巖帶北界斷裂以北，分布在阿爾金構(gòu)造帶東北邊緣,敦煌地塊早寒武紀(jì)變質(zhì)結(jié)晶基底主要由敦煌巖群組成(Lu Songnian et al., 2008; 孟繁聰?shù)龋?011；Long Xiaoping et al., 2011)，巖石類型包括黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、角閃黑云斜長變粒巖、斜長石英巖、斜長角閃巖、鈣硅碳酸巖、大理巖等，部分巖石中含石榴子石、夕線石、堇青石等富鋁硅酸鹽礦物。敦煌巖群花崗閃長質(zhì)片麻巖樣品的結(jié)晶年齡為2057±75 Ma, 并且記錄了古元古代和古生代兩期變質(zhì)作用(刁志鵬等，2019)。侵入敦煌巖群的變質(zhì)花崗巖鋯石U-Pb年齡為1639±46 Ma, 結(jié)合在敦煌巖群中獲得3.1～2.6 Ga的碎屑鋯石峰值年齡(孟繁聰?shù)龋?011)和2670±13 Ma的變質(zhì)侵入體年齡(梅華林等，1998)。表明敦煌地塊形成時代在新太古代—古元古代早期。

北阿爾金加里東俯沖雜巖帶即紅柳溝—拉配泉蛇綠構(gòu)造混雜巖帶，地質(zhì)體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜, 以早古生代火山—沉積巖系為主, 其間夾元古宙—古生代構(gòu)造巖片(塊) (王永等，2020)。南華紀(jì)索拉克組為一套海相火山巖、火山碎屑巖, 視厚度2534 m, 火山巖鋯石U-Pb SHRIMP年齡為763±17 Ma和754±17 Ma；晚寒武世塔什布拉克組為火山巖夾含礫碎屑巖、碳酸鹽巖，產(chǎn)崮山階—長山階化石,包括管狀小殼類、微古植物、三葉蟲Yosimuraspissp.; 牙形石Proconodondusmuelleri,Westergaardodinasp.等化石；中晚奧陶世拉配泉群下部為火山巖段，上部為碎屑巖、碳酸鹽巖段，產(chǎn)放射蟲化石Protoceratoikiscumsp.,P.chinocrystallumGoto, Umeda and Ishiga,Inanibiguttasp.,Haplentactinia? sp.,Inaniguttaunica(Nazarov),Inaniguttaaksakensis(Nazarov)等；早志留世闊什布拉克組發(fā)育玄武巖，鋯石U-Pb年齡為439±18 Ma。早志留世楚庫爾恰普組以細碎屑巖夾少量薄層灰?guī)r為主(韻律復(fù)理石沉積地層；圖3；胡云緒等，2010)。

阿爾金南段塊具有相對穩(wěn)定的小陸塊性質(zhì), 主要由古元古界阿爾金群及中、新元古界的長城系,薊縣系,青白口系和震旦系所組成(圖4)。阿爾金群是以角閃巖相為主的變質(zhì)雜巖。中、新元古代的巖石主要由淺變質(zhì)的穩(wěn)定的大陸邊緣環(huán)境碎屑巖、碳酸鹽巖夾少量火山巖組成, 碳酸鹽巖中含有疊層石化石，與北部的北阿爾金俯沖雜巖帶為斷層接觸關(guān)系。中—晚泥盆世恰什坎薩依組視厚度475 m,為一套陸源細碎屑巖沉積建造, 巖性組合主要為灰綠色、深灰色絹云母千枚巖、片理化粉砂巖和泥質(zhì)砂巖等,含泥盆世常見的孢子化石：Retusotriletessp.,Cymbosporitessp.,Puctatisporitessp.,Puctatisporitescf.PuctatusAbrahim等。其上被漸新世—中新世烏恰群超覆不整合覆蓋, 其下與阿爾金巖群為斷層接觸關(guān)系(圖3；胡云緒等，2010)。

敦煌盆地所在的敦煌地塊前侏羅系基底為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系組成的單層基底，與柴達木地塊相似；阿爾金南地塊為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系和加里東褶皺基底組成的雙層基底；塔里木盆地主要為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系+早古生代穩(wěn)定克拉通沉積+晚古生代被動大陸邊緣沉積組成的三層基底；吐哈盆地為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系和加里東期褶皺基底+海西期褶皺基底組成的三層基底；中祁連地塊為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系和海西期褶皺基底(圖3)。

圖3 甘肅敦煌盆地的基底組成及與周邊地塊前侏羅系基底巖性對比Fig. 3 The comparison of the Pre-Jurassic basement lithological composition between the Dunhuang Baisn, Gansu Province, and its surrounding blocks

通過敦煌盆地與周邊地塊(塔里木地塊、中祁連地塊、柴達木地塊)前侏羅紀(jì)基底構(gòu)成比較表明，敦煌微地塊的基底與塔里木地塊、中祁連地塊、柴達木地塊的前侏羅紀(jì)基底組成不同，為相對獨立的一個地塊。即使敦煌地塊與塔里木地塊的前寒武紀(jì)基底構(gòu)成大致相同(車自成等，1996)，但經(jīng)過加里東、海西和印支運動，如同華北克拉通在中新生代的解體一樣，塔里木地塊和敦煌地塊也發(fā)生肢解，使得敦煌地塊的侏羅紀(jì)盆地形成在一個相對穩(wěn)定、獨立的塊體之上。因此，敦煌地塊不屬于塔里木地塊的自然東延，而是和塔里木地塊并列的另一大地構(gòu)造單元。

紅柳溝—拉配泉蛇綠構(gòu)造混雜巖帶南華紀(jì)至早志留世巖漿活動和沉積組合表明，早古生代在敦煌地塊和中阿爾金地塊之間存在阿爾金洋，阿爾金洋兩側(cè)的敦煌地塊和中阿爾金地塊則為處于隆升狀態(tài)的古陸，未接受下古生界沉積；此后敦煌地塊一直處于隆升剝蝕狀態(tài)，直至侏羅紀(jì)才塌陷成為阿爾金湖；中阿爾金斷塊在晚泥盆世短暫沉降，形成淺湖相的陸源細碎屑沉積，此后一直處于隆起剝蝕狀態(tài)，直至漸新世—中新世才沉降成湖。因此，敦煌地塊與中阿爾金地塊的分界為紅柳溝—拉配泉斷裂帶(圖1)，該斷裂帶可作為敦煌侏羅紀(jì)盆地的南部邊界；敦煌地塊與塔里木地塊的邊界為民豐—且末斷裂帶，以此作為敦煌侏羅紀(jì)盆地的西部邊界；敦煌盆地的東南部邊界為阿爾金主斷裂。下文討論的民豐—且末深斷裂東西兩側(cè)磁場明顯的不同也非巧合,而是兩大單元本質(zhì)差別的具體表現(xiàn)。

航磁△T數(shù)據(jù)是疊加了地下不同深度磁性地質(zhì)體的磁場信息的綜合反映的結(jié)果?；诤酱艛?shù)據(jù)解釋的阿爾金斷裂帶的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造(熊盛青，2013a，b)也表明，阿爾金主干斷層線狀正磁異常條帶總體上清晰, 強度大且連續(xù),斷層帶主要出露的晚太古代麻粒巖及元古代至早古生代早期經(jīng)歷多次碰撞增生形成的3條元古代遞增變質(zhì)帶；民豐—且末斷裂正強磁異常帶沿塔里木盆地東南緣且末河分布, 斷層帶主要為元古代遞增變質(zhì)帶；紅柳溝—拉配泉斷層主體與主干斷層斜列，顯示為線狀強正磁異常，比較寬闊，清晰，強度大，以產(chǎn)出蛇綠巖帶和高級變質(zhì)巖為特征(張永軍等，2007)，是阿爾金山與敦煌盆地的分界線。3個強正磁異常條帶對應(yīng)的3條深大斷裂分別可以作為盆地的東南部、南部和西部邊界(圖4)。

圖4 甘肅敦煌盆地及周緣地區(qū)航磁△T等值線圖(據(jù)熊盛青，2013a, b修改)Fig. 4 Aeromagnetic △T contour map in the Dunhuang Basin, Gansu Province, and its surrounding area(moidified from Xiong Shengqing, 2013a, b)

2 敦煌盆地發(fā)育時限及深部構(gòu)造背景

2.1 敦煌盆地發(fā)育時限

阿爾金主斷裂帶中段出露的花崗質(zhì)和角閃質(zhì)糜棱巖及糜棱巖化巖石中，受構(gòu)造深熔作用形成的定向排列的鋯石SHRIMP U-Pb同位素年齡為239～244 Ma，同一位置的糜棱巖樣品中定向生長的角閃石的40Ar—39Ar年齡為223～226 Ma，說明同構(gòu)造深熔作用發(fā)生在印支期，表明阿爾金斷裂帶在印支期發(fā)生了強烈的走滑逆沖抬升(李海兵等，2001)。三疊紀(jì)也是松潘甘孜地體與塔里木—柴達木—華北聯(lián)合地體碰撞拼貼的時間，是青藏高原中地體碰撞造山的重要時期。三疊紀(jì)的地殼變形主要分布在東—西昆侖地體的南部、巴顏喀拉—松潘甘孜地體、羌塘地體及青藏高原東南部橫斷山的廣大地域，構(gòu)成巨型三疊紀(jì)碰撞造山帶(許志琴等， 2011)。

在阿爾金主斷裂帶東段北大窯—紅柳峽地區(qū)出露幔源橄欖玄武巖，其K-Ar年齡為106～112 Ma，切割這套玄武巖的火山巖脈的40Ar—39Ar 年齡為83 Ma(李海兵，2001)。在阿爾金斷裂帶東側(cè)祁連山北緣伴隨走滑形成的逆沖疊置巖片中發(fā)現(xiàn)了大量的無根同逆沖構(gòu)造的花崗巖漿活動，表明阿爾金斷裂帶在走滑過程中，地殼加厚并產(chǎn)生了地殼熔融(李海兵，2001)。83～112 Ma火山巖的存在是阿爾金斷裂帶再次發(fā)生強烈的走滑逆沖抬升的直接證據(jù)。晚侏羅世—早白堊世也恰是羌塘地體向北與塔里木—柴達木—華北聯(lián)合地體碰撞拼貼的時間。晚侏羅世—早白堊世的碰撞造山造成的地殼變形主要分布在青藏聯(lián)合地體南部的羌塘地體和拉薩地體范圍內(nèi)(許志琴等，2011)。

敦煌盆地的托格、多壩溝和蘆草溝三地區(qū)發(fā)育侏羅紀(jì)堿性火山巖，與典型大陸裂谷堿性玄武巖相似，該堿性玄武巖與地幔隆起和部分熔融作用關(guān)系密切，為張性作用的產(chǎn)物(張志成等，1998；陶宏洲等，2009)，表明研究區(qū)侏羅紀(jì)處于拉張狀態(tài)。大陸裂谷堿性火山巖的發(fā)現(xiàn)進一步明確了敦煌盆地侏羅紀(jì)的拉張性質(zhì)。

敦煌盆地就是在三疊紀(jì)和晚侏羅世—早白堊世青藏高原兩次重大的走滑逆沖抬升碰撞造山之間的松弛拉張期形成的侏羅紀(jì)拉張性沉積盆地，為比較典型的山間拉張斷陷盆地，盆地內(nèi)缺失三疊紀(jì)和白堊紀(jì)沉積。青藏高原的地體拼合和碰撞造山作用同時進行，而高原區(qū)的碰撞造山作用和成盆作用則交互進行。

2.2 敦煌盆地發(fā)育的深部構(gòu)造背景

敦煌盆地位于青藏高原的北部邊緣，其形成和演化過程受青藏高原隆升的制約和影響。橫越西—中喜馬拉雅的地震層析剖面揭示了印度巖石圈板塊“向北”以特殊的樣式超深(> 600 km)俯沖于青藏高原之下，印度巖石圈俯沖板片的幾何學(xué)樣式表現(xiàn)為：上部往北緩傾、中部直立向下以及下部往南翻轉(zhuǎn)(Van der Voo et al., 1999)；河西走廊—北祁連地震反射剖面(吳宣志等，1995)和烏圖美仁—若羌天然地震層析剖面(姜枚等, 1999)提供了陸內(nèi)“向南”淺俯沖的證據(jù)，葉城—獅泉河剖—面也顯示了塔里木地塊向南俯沖于西昆侖之下。青藏高原北部周緣克拉通(包括塔里木地塊、阿拉善地塊)通過北阿爾金斷裂帶(民豐—且末斷裂帶)、祁連造山帶向南的陸內(nèi)淺俯沖作用使高原北緣的祁連山—阿爾金山—西昆侖山在地殼的強烈擠壓下縮短并崛起。喜馬拉雅的地幔地震層析圖像還揭示了青藏高原腹地可可西里和柴達木盆地之下的深部地幔羽結(jié)構(gòu)的存在(150～400 km 深度處；許志琴等，2006)。

總之，青藏高原南緣的“北向”超深俯沖、北緣陸內(nèi)“南向”的淺俯沖、深部地幔羽結(jié)構(gòu)的存在及巖石圈范圍內(nèi)的NE向右旋隆升等多元驅(qū)動機制導(dǎo)致了青藏高原北緣敦煌盆地的如下特點：①“南向”淺俯沖和“北向”深俯沖的對沖作用使得敦煌地塊和中阿爾金地塊顯生宙以來大部分時間處于隆升剝蝕狀態(tài)，幾乎很少接受沉積。②敦煌盆地和索爾庫里盆地不可能形成像塔里木盆地一樣的持續(xù)接受沉積的大型復(fù)合型盆地。由于塔里木地塊向南的淺俯沖作用，是的塔里木盆地早古生代沉積厚達8000 m, 經(jīng)加里東運動形成臺隆(中央低隆)和臺坳(滿加爾坳陷)。晚古生界發(fā)育廣泛, 厚3900 m。海西運動除使塔北隆起遭受剝蝕外,廣大地區(qū)保存尚完整。中生界幾乎在全區(qū)穩(wěn)定分布,中新統(tǒng)形成統(tǒng)一的大型坳陷盆地?？梢姽派詠?塔里木盆地雖幾經(jīng)運動，但仍以沉降作用為主導(dǎo)。而敦煌地塊和中阿爾金地塊則以隆升、剝蝕作用占優(yōu)勢，敦煌盆地在侏羅紀(jì)、新近紀(jì)和第四紀(jì)接受沉積，中阿爾金地塊之上的索爾庫里盆地雖有侏羅系、漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)和第四系，但其侏羅系物源為拉配泉地區(qū)的近源河湖沼澤相含煤沉積(陳宣華等，2004)，因此，侏羅紀(jì)敦煌盆地的東南部不可能和索爾庫里盆地形成統(tǒng)一的“泛盆”。③柴達木盆地雖然也處在“南北對沖”的大地構(gòu)造位置，但由于其下150～400 km處地幔羽結(jié)構(gòu)的存在使得柴達木地塊發(fā)生斷陷沉降，發(fā)育巨厚的中、新生界，其中新生界厚度遠遠大于敦煌盆地中、新生界厚度。④隨著近年來祁連造山帶北緣西部的酒泉盆地赤金堡組劃歸到下白堊統(tǒng)(Wang He et al., 2016; 張金龍等，2017)，侏羅紀(jì)敦煌盆地與酒泉盆地之間是否能夠形成“泛盆”的問題就迎刃而解。兩盆地之間構(gòu)造活動期次不一致，敦煌盆地在早—中侏羅世開始發(fā)育，接受一套沖積扇—湖泊—沼澤碎屑巖及含煤沉積，至白堊紀(jì)盆地已停止發(fā)育。酒泉盆地以白堊系為主，雖有侏羅系，但其西部邊界在阿爾金斷裂以南(東)(何光玉等，2004)。因此，侏羅紀(jì)敦煌盆地的東北部不可能和酒泉盆地形成統(tǒng)一的“泛盆”，進一步確認(rèn)阿爾金主斷裂是敦煌盆地東部的控盆邊界斷層。

3 敦煌盆地性質(zhì)及沉積環(huán)境

三疊紀(jì)松潘甘孜地體與中國大陸主體碰撞拼貼造山，晚侏羅—早白堊世羌塘地體向北與塔里木—柴達木—華北聯(lián)合地體碰撞拼貼造山。敦煌侏羅紀(jì)盆地即在三疊紀(jì)和晚侏羅世—早白堊世青藏高原兩次重大的碰撞造山之間的松弛拉張期形成。

由于敦煌地塊受新生代構(gòu)造改造程度較弱，敦煌盆地地震剖面上仍然很好地保留著由伸展作用而形成的斷陷特征，與我國東部中新生代斷陷盆地在斷陷特征上沒有本質(zhì)的區(qū)別。敦煌盆地的控盆邊界斷層——阿爾金主斷層具有同生斷層發(fā)育特征，控制著盆地南帶凹陷(阿克塞凹陷和大壩凹陷)的沉降中心和沉積層序的發(fā)育；盆內(nèi)的控凹斷層——三危山斷層對北帶凹陷(灣窯凹陷和五墩凹陷)的沉降中心和沉積層序具有明顯的制約作用(圖5)。類似的情況在塔里木盆地和準(zhǔn)噶爾盆地普遍存在，如塔里木盆地輪南和滿加爾地區(qū)走向大致為NW—EW的侏羅紀(jì)正斷層控制沉降中心和沉積層序的分布。

圖5 甘肅敦煌盆地地震解釋剖面(地震測線位置見圖2)Fig. 5 The seismic interpretation section in the Dunhuang Basin, Gansu Province(profile location shown in Fig. 2)

從地震解釋剖面來看，敦煌盆地由近東西向的一組二級斷層將盆地分為隆坳相間的帶，即北帶盆地—三危山隆起—南帶盆地，具有形成南斷北超、東段西超的盆地樣式(圖5)。盆內(nèi)的近南北向的一組三級斷層將各凹陷分割成凹凸相間的塊，總體上形成盆地的南北分帶、東西分塊的構(gòu)造格局。

敦煌侏羅紀(jì)盆地的發(fā)育經(jīng)歷了3個階段：斷陷初期早侏羅世的填平補齊階段，中侏羅世的主斷陷階段和晚侏羅世坳陷階段(圖5，圖6，圖8)。

早侏羅世斷陷初期的填平補齊階段：受印支運動的影響，三疊紀(jì)松潘甘孜地體與中國大陸主體碰撞拼貼造山、庫拉—太平洋板塊相對于向歐亞大陸俯沖，在中國大陸形成低矮的山丘和山間洼地，山丘由前侏羅系變質(zhì)巖及前燕山期侵入、噴發(fā)形成的各種火山巖組成，構(gòu)成侏羅系盆地的主要物源區(qū)。早侏羅世地形分異明顯，形成了一系列彼此分割的凹陷，各個凹陷之間以低凸起分割，洼陷之間連通性差，無大型湖泊發(fā)育。下侏羅統(tǒng)大山口組以沖積扇—河流相為主的灰綠、灰白色砂巖、砂巖、砂礫巖，夾少量泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)頁巖、煤線，相對巖性簡單，分布較為局限(圖6，圖7a，b，c，圖8)。常見孢粉化石有桫欏科、蘇鐵科等蕨類喜濕植物，據(jù)西參1井孢粉化石分析，下侏羅統(tǒng)裸子植物花粉(24.1%～88.3%，平均為44.7%)和蕨類孢子(11.7%～75.9%。平均55.3%)互占優(yōu)勢，上段主要以蕨類孢子為主，下段主要以裸子植物花粉為主，表明當(dāng)時氣候溫暖濕潤。

圖6 甘肅敦煌盆地侏羅系綜合巖性巖相柱狀圖Fig. 6 Comprehensive lithological column of Jurassic sedimentary facies in the Dunhuang Basin, Gansu Province

圖7 甘肅敦煌盆地侏羅系典型照片 Fig. 7 Outcrop photographs of typical rocks of Jurassic in the Dunhuang Basin, Gansu Province(a) 蘆草溝大山口組沖積扇相礫巖；(b) 北大窯大山口組沖積扇相礫巖；(c) 蘆草溝大山口組炭質(zhì)泥巖；(d) 蘆草溝大山口組煤層；(e) 北大窯中間溝組煤層；(f) 南湖新河組礫巖；(g) 黑大坂中間溝組湖相泥巖；(h) 蘆草溝玄武巖巖墻(a) Alluvial fan conglomerate of the Dashankou Formation in Lucaogou outcrop; (b) alluvial fan conglomerate of the Dashankou Formation in Beidayao outcrop; (c) carbonaceous mudstone of the Dashankou Formation in Lucaogou outcrop; (d) coal seam of the Dashankou Formation in Lucaogou outcrop; (e) coal seam of the Zhongjiangou Formation in Beidayao outcrop; (f) conglomerate of the Xinhe Formation in Nanhu outcrop; (g) mudstone of the Zhongjiangou Formation in Heidaban outcrop; (h) basalt dyke in Lucaogou outcrop

圖8 甘肅敦煌盆地侏羅紀(jì)沉積演化模式圖Fig. 8 Jurassic sedimentary evolution model of the Dunhuang Basin, Gansu Province

斷陷階段：中侏羅世早期，構(gòu)造活動趨于平穩(wěn)。隨著早侏羅世填平補齊作用的進行，凹陷內(nèi)低凸起消失，較大型湖泊開始發(fā)育，水位升高，各山間凹陷連成一片。盆地沉積物加厚，以河流、三角洲或辮狀河、扇三角洲相與湖泊相交互沉積為主，下部中間溝組為淺灰綠色、灰色、灰綠色礫巖、砂巖及灰黑色、深灰色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、頁巖及煤層(圖6，圖7e，圖8)。上部新河組為一套河流相沉積，以含礫粗砂巖主(圖6，圖7f)。(扇)三角洲前緣、平原及河流間沼澤化成煤。欠補償時形成巨厚的粉砂巖和泥頁巖交互沉積，如在黑大坂剖面中間溝組頻繁出現(xiàn)這類沉積，分布廣，連續(xù)性好(圖6，圖7g，圖8)，為敦煌盆地的主成盆期。據(jù)西參1井孢粉化石分析，中侏羅統(tǒng)裸子植物花粉(30%～74.9%，平均49%)和蕨類孢子(20.6%～69.4%，平均51%)互占優(yōu)勢；蕨類孢子中以桫欏科份子占優(yōu)勢；裸子植物花粉主要以克拉梭粉屬(6.4%～15.8%，平均10.83%)、蘇鐵粉屬(1.7%～9.9%，平均6.33%)為主，表明該時期氣候濕潤，植物繁茂，動物繁榮。中侏羅世晚期古地理環(huán)境與中侏羅世早期有繼承性，只是氣候開始變得干旱，鈣質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r增多，出現(xiàn)膏巖層。在蘆草溝等地有火山活動，形成火山熔巖及火山碎屑巖(圖7h)。

該階段的沉降中心位于控凹邊界斷層一側(cè)，明顯受邊界大斷層的制約。沉積層序受邊界斷層的制約，形成中侏羅紀(jì)的南斷北超、東斷西超的盆地性質(zhì)(圖5，圖8)。

坳陷階段：由于中侏羅世末期的抬升剝蝕作用，上侏羅統(tǒng)不整合在中侏羅統(tǒng)之上。上侏羅統(tǒng)博羅組以紫紅色、暗紅色為主的粉砂巖、泥巖，所含化石較少。主要為沖積扇砂礫巖沉積(趙澄林等，2002)。該階段沉降中心發(fā)生向北西方向的遷移，層序表現(xiàn)出雙向上超特征，沉積不再受邊界斷層的制約，形成晚侏羅紀(jì)層序的超覆結(jié)構(gòu)，總體上表現(xiàn)出坳陷盆地的性質(zhì)(圖6，圖8)。

4 結(jié)論

(1)敦煌盆地與塔里木盆地、柴達木盆地塊、酒泉盆地的前侏羅紀(jì)基底組成不相同，是一個相對獨立的盆地。敦煌地塊的南部邊界為紅柳溝—拉配泉斷裂，西部邊界為民豐—且末斷裂帶，阿爾金主斷裂為敦煌盆地的東部邊界。民豐—且末斷裂、紅柳溝—拉配泉斷裂、阿爾金主斷裂是控盆斷裂，三危山斷裂是分割敦煌盆地南北凹陷的控凹斷裂。

(2)青藏高原南緣的“北向”超深俯沖、北緣陸內(nèi)“南向”的淺俯沖、深部地幔羽結(jié)構(gòu)的存在等多元驅(qū)動機制導(dǎo)致敦煌地塊顯生宙以來大部分時間處于隆升剝蝕狀態(tài)，幾乎很少接受沉積，至侏羅紀(jì)塌陷才形成敦煌湖盆。

(3)敦煌侏羅紀(jì)盆地發(fā)育經(jīng)歷3個階段：早侏羅世填平補齊階段，中侏羅世斷陷階段和晚侏羅世坳陷階段。早侏羅世各凹陷彼此孤立，沖積扇—河流相為主填平補齊沉積作用在各個小凹陷進行，無大型湖泊發(fā)育。中侏羅世斷陷階段隨著早侏羅世填平補齊作用的進行，凹陷內(nèi)低凸起消失，較大型湖泊開始發(fā)育，為主成盆期。盆地沉降中心位于控凹邊界斷層一側(cè)，明顯受邊界大斷層的制約，沉積層序也受邊界斷層的制約，形成南斷北超、東斷西超的斷陷盆地。晚侏羅世坳陷階段沉降中心不再受邊界斷層的制約，沉積層序具超覆結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出雙向上超特征，沉降中心向西北方向遷移，具有坳陷盆地的性質(zhì)。

致謝：感謝審稿專家及責(zé)任編輯為完善本文提出的寶貴意見和建議。