柴达木盆地北缘马西区块地质特征再认识.docx

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1、柴达木盆地北缘马西区块地质特征再认识摘要柴达木盆地位于古亚洲构造域与特提斯-喜马拉雅构造域的交界处。它是西部板块的一部分。在以往的柴达木盆地研究中，很少用地震剖面来分析柴达木盆地北缘的构造变形。本文在分析柴达木盆地北缘代表性地震剖面和前人资料的基础上，对柴达木盆地北缘新生代构造特征及演化提出如下认识：新生代北西向逆断层和断层传播褶皱，柴达木盆地北缘主要形成了断裂转折褶皱及其控制的其他与断裂有关的褶皱，连山前陆盆地的形成时间逐渐变新。新生代，柴达木盆地挤压作用随时间向西南方向扩展：古新世一始新世，挤压作用主要发生在柴达木盆地北缘祁连山前的东北背斜带；渐新世，挤压作用前缘开始进入中央背斜带，挤压集

2、中区也向西南方向移动，中新世挤压前缘在上新世继续向西南方向移动至今,挤压前缘越过中央背斜的西南边界。关键词：柴达木盆地；地质特征；北缘马西区目录摘要关键词：柴达木盆地；地质特征；北缘马西区1一、绪论311研究意义312研究现状及存在问题31断层相关褶皱模型研究进展：32.柴达木盆地的研究现状：4二、区域地质概括42.1 区域地层52.2 区域构造特征8三、柴达木盆地北缘马西区块地质新生代构造特征103.1柴达木盆地北缘马西区块地质的构造特征11四、柴达木盆地北缘马西区块地质新生代构造演化124.1 1ine330剖面的构造发育史124.2 柴达木盆地北缘马西区块地质新生代的构造演化史14结论1

3、6参考文献17致谢错误!未定义书签。一、绪论1.1 研究意义研究盆地的形成演化是一个重要的科学问题。在全球或区域地质演化过程中,构造活动对盆地的形成、沉积地层的几何形态、层序及其边界的级别和类型、层序的内部结构和沉积相的演化具有重要的控制作用。在盆地形成演化过程中，许多构造都是在剥蚀面之下形成的。伴随变形的连续沉积完整地记录了构造运动的全过程，为盆地构造研究提供了巨大的信息基础。当构造活动模式不明确时，可识别的沉积充填响应可作为分析构造变形的依据。盆地构造研究是油气地质研究的基础。盆地构造特征和构造演化决定了油气资源的生成、储存、运移方式和勘探方案。因此，研究盆地的构造特征、演化及构造活动,对

4、于深化老区油气勘探,发现新探区的油气圈闭具有重要意义。此外，正确认识盆地的构造特征和演化规律，可以降低油气勘探风险，提高经济效益。1.2研究现状及存在问题1断层相关褶皱模型研究进展：断裂作用与褶皱作用关系密切。大量地表地质露头、地震反射剖面和探井资料表明，褶皱大多来源于下伏断层倾角的变化，如断层转折褶皱，或断层滑动量的逐渐演替到褶皱位移，如断层传播褶皱和断层拆离褶皱。rich在研究阿巴拉契亚山脉的低角度逆掩断层时，首先研究了断层转折褶皱的几何学。近年来，针对逆冲断层末端褶皱建立了较为完善的断层传播褶皱几何运动学模型和断层拆离褶皱几何运动学模型。这样，对于自然界中常见的三种断层相关褶皱类型，建立

5、了较为成熟的几何、运动学模型和油气成藏规律。针对伸展构造环境，建立了相应的断层滑动与褶皱变形的几何和运动学模型。对于走滑构造环境，断层变形与褶皱变形的关系也引起了地质学家的密切关注。johnsupp1y(1992)建立了生长断层相关褶皱的几何和运动学模型，揭示了断层滑动、褶皱、沉积和构造抬升之间的内在联系。隆起速率、沉积速率和断层滑动速率之间的定量关系为研究构造活动与沉积的关系提供了新的思路和方法。发育地层记录了构造变形的方式和时间，可以恢复不同时期构造的几何和运动学模型。对于逆断层，断层上盘的同生地层变薄；对于正断层，断层上盘的同生地层变厚。这是由褶皱机制以及沉积和隆起的相对速率控制的；相反

6、，在地震剖面或露头上生长的地层的形状反映了这两个因素的作用。它可以确定构造活动的时间，也可以给出构造恢复的有限条件。当沉积速率大于抬升速率时，随着断层相关褶皱的发育，发育地层中发育由活动轴面和非活动轴面（即生长轴面）所界定的三角形区域,也形成了生长三角形。褶皱的前后翼不同，在不同的折叠机制下，其形状也不同。生长三角可以用来确定断层的滑动速率和滑动时间。2.柴达木盆地的研究现状：柴达木盆地位于中国西部，自然环境恶劣，勘探程度低。二十世纪20世纪50年代末，区域地质调查从祁连山和柴达木盆地开始。19561958年,广泛调查了祁连山和柴达木盆地北缘，出版了祁连山质量记录；1964年出版了柴达木地质记

7、录；60年代末出版了青海省1:100万地质图和青海省矿产图；20世纪70年代以来，柴达木盆地北缘地质调查开展了1:20万区域地质调查、1:50万航磁调查和重力调查，1981年编制了第二代1:100万地质图和青海省构造体系图；青海油田（1958年以来）和大庆油田（2001-2003年）分别在该区进行了地震勘探，目前已完成新一代青海省地质图和大地构造图；1正在逐步进行5万次地质勘探。柴达木盆地的构造特征及其演化一直受到构造地质学家的关注（狄恒书等,1991；唐良杰等，2000；戴俊生等，20002003；朱晓敏等，2003）o特别是近年来，广大石油地质学家投入了大量的研究和油气勘探工作，取得了一系

8、列的研究成果。如翟光明等（1997）认为柴达木盆地自印支运动以来的演化模式为：侏罗纪一白垩纪对称双前陆盆地；第三纪斜向双前陆盆地；第四纪坳陷盆地。汤良杰等（2000）柴达木盆地北缘古新统.中新统可能具有伸展特征，代表燕山期后的伸展运动，沉降强烈，处于喜马拉雅伸展挤压旋回早期。上新世以来，在喜马拉雅碰撞事件的长期作用下，东昆仑山、阿尔金山、祁连山迅速抬升，强烈挤压，逆冲推覆进入柴达木盆地，导致早期沉降区构造反转，形成褶皱冲断带。二、区域地质概括柴达木盆地位于青海省西北部。地理坐标为东经90oOOz98。00,北纬36003920,东西长约85Okm,南北宽约300km,面积2.5X105km20

9、它被阿尔金山、祁连山和东昆仑山所环绕。盆地中心为盐湖沉积平原和湖相冲积平原，平均海拔2700m；盆地边缘以冲积平原、冲积平原和干旱平原为主，海拔30003200m,西部海拔3500m。盆地东北缘发育一系列IV级沙漠残山。柴达木盆地位于古亚洲构造域与特提斯-喜马拉雅构造域的交界处。它是西部板块的一部分。是一个中新生代北西向展布的长断陷盆地。它与周围的构造单元被大断层隔开。盆地的东北边界为塞石腾山-宗武隆山断裂，与南祁连褶皱系相连，金山与塔里木盆地相邻，西秦岭造山带和东昆仑造山带在东南和西南分别由阿拉善断裂和昆北断裂相连。2.1 区域地层柴达木盆地北缘地层出露良好。元古界以来,不同时代的地层都已暴

10、露出来。在柴达木盆地研究中，一般认为三叠纪以前的地层为盆地基底，侏罗纪以后的中新生代为盆地盖层。基底地层的组成与本文关系不大，本文不作描述。以下主要介绍中新生代地层。侏罗系：淮头塔拉测区侏罗系主要分布在大梅沟地区。为一套陆相含煤碎屑岩地层,厚度大于1121m,下伏达肯达班群不整合覆盖，上部为渐新世、中新世砖红色砾岩不整合覆盖。根据古生物和岩性组合，该区侏罗系可划分为下、中、上三个系列。它们被命名为小梅沟组（j1x）、大梅沟菜石岭组（j2dj2c）和红水沟组（j3h）.小梅沟组主要由杂色砾岩和中粗粒岩屑砂岩组成，大梅沟菜石岭组泥岩夹细砂岩和碳质页岩，红水沟组由泥岩和粉砂质泥岩组成。侏罗系主要分布

11、在大柴旦测区大坂山南坡、大头羊沟、绿草山、红山等地区。中、下侏罗统主要为含煤湖相和生物气沉积，上侏罗统为杂色湖相地层，总厚度1330mo白垩系:大柴旦测区白垩系主要分布在大坑东大坂段洪山地区和吕梁山南部大红沟、小柴旦地区。这两个地区的白垩纪有很大的差异：大红沟地区：白垩系主要岩性为红色细粒石英长石砂岩，厚度约551.5m0根据钻井资料，Cypsideasp.、OSgoiIgPSiSSP.和esthetitessp,该区白垩系与混合片麻岩直接重叠，与上覆古近系芦勒河组平行不整合接触。红山地区：白垩系主要岩性为灰色厚层砾岩，厚约612.5m0与下伏侏罗系红水沟组及上覆古近系芦勒河组平行不整合接触。

12、在怀头塔拉测区，白垩系主要分布在赛伦嘎秀以西，局部称为坎崖沟群(kqn)。为一套以红色为主的陆相粗碎屑岩地层，厚度1801.6m以上，按岩性可分为下部泥岩夹砂岩和上部砾石夹砂岩两个岩性组。在上部砾岩地层中，有化石：hornicharaStipifata,Sphuerocharasp.,charitessp.,测区下白垩统无底,德令哈盆地中部的莱扎克与下伏上泥盆统不整合接触，与上覆渐新世一中新世干柴沟组一上油沙山组平行不整合接触。在大柴旦测区，红山地区与大红沟地区的古近系差异较大,现将其介绍如下：大红沟地区：古新统、始新世芦勒河组(e1-21)：主要出露于苦水泉、大红沟、小柴旦独立自然区，为一套

13、紫红色、土红色、棕色厚层砾岩夹含砾粗砂岩、长石砂岩、泥质粉砂岩、泥岩。厚度411.9m,与下伏白垩系参崖沟群及上覆下干柴沟组平行不整合接触。渐新世下干柴沟组(E3G)：主要出露于大红沟、小柴旦地区，主要由黄绿色、灰绿色砂岩组成，夹砂质泥岩、粉砂岩，厚645.9m,化石有腹足类：PUPi1Iaspo,介形类：Candonasp.；轮藻：amb1yocharasp.0与下伏吕勒河组平行不整合接触，与上覆中新世整合接触。红山地区：古新统、始新世芦勒河组(e1-21)：出露于洪山向斜翼部，主要岩性为红、红棕色厚层砾岩、砂砾岩，厚度约400m,与下伏白垩系参崖沟群及上覆渐新世平行不整合接触。渐新统(E3

14、G)：主要由钙质多矿物粗粉砂岩和杂色粘土岩互层组成，厚度279.3m。渐新统下干柴沟组,相当于大红沟段,与下伏吕勒河组平行不整合接触，与上中新统整合接触。怀头塔拉测区没有古新统和始新世，古近纪只有渐新世和中新世甘草沟组-下油砂山组(E3G-N1y):主要分布在宗武隆山和欧龙布洛山之间的新生代坳陷中，主要岩性为砖红色中粗砾岩夹砂岩，厚约334.8m,与下伏白垩系角度不整合或平行不整合及上覆上新世不整合接触。2.2 区域构造特征柴达木盆地位于古亚洲构造域与特提斯-喜马拉雅构造域的交界处。它是西部板块的一部分，与周围的构造单元被大断层隔开。柴达木盆地在三叠纪以后成为中新生代陆相盆地。三叠纪时处于剥蚀

15、状态。整个地区没有沉积。主要发育侏罗纪、白垩纪和新生代。柴达木盆地北缘自侏罗纪以来，经历了早期拉张变形和晚期挤压变形（曾连波等，2001）。由于多次变形的叠加转化，该区构造样式十分复杂。受印度-欧亚大陆碰撞的长期影响（郭灵芝等，1992）,新生代挤压作用非常强烈，在研究区形成了一系列断层传播褶皱和断层转折褶皱（SUPP1y,1983；Mitra,1990；何光宇等，2003）,形成了柴达木盆地北缘的构造格局，主要是对早期构造的破坏和改造。构造单元的划分：柴达木盆地北缘褶皱、断裂的分布方向与祁连造山带平行，其构造变形和空间组合特征不同，成为柴达木盆地北缘构造单元划分的重要依据。构造带往往具有相似

16、的构造变形特征。当然，在同一构造带中，变形特征沿走向发生变化，但与相邻的变形构造带相比仍有明显差异。构造带的特征反映了一定位置的地层在一定阶段对特定构造应力场的运动和变形的响应。因此，构造变形特征是划分构造单元的重要依据。覆4底t/W箪Iv目聚变J0-OOJ6中11冢像交根据构造变形特征，柴达木盆地北缘从东北向西南可划分为三个构造带：东北背斜带、中央背斜带和西南背斜带。这些构造带是柴达木盆地北缘新生代西南-东北统一水平挤压作用的产物，也是逆冲推覆带从东北向西南逐渐扩张的结果（刘志红等,2005）o三、柴达木盆地北缘马西区块地质新生代构造特征由于盆地经历了中生代拉伸变形、新生代挤压变形叠加在中生代构造之上的改造，