构造运动历史

如题所述

第1个回答  2020-01-19

在柴达木盆地尤其是柴北缘与柴西部存在两套断层体系,一套是地表延至 N1 或 E3 的浅表性断层体系,另一套是从N1 或 E3 向下延至基岩的断层体系(如图1-7)。

图1-7 柴达木盆地构造样式图

以往人们认为除了在N2末有一次较大的构造运动外,E3末(即早第三系末)还有一次较大范围的构造运动。其根据主要是盆地有这一套从E3x向下至基岩的断层,而且断层生长指数、构造生长指数、挤压速率指数、沉降速率指数均反映了E期的一个峰值。但是,没有人注意到E3末与N1的不整合面。从区域构造沉积背景上研究,E3—N1是第三纪湖盆最发育时期,是连续沉积的,而且无论是地质还是物探测井均难以将这两套地层分开。即使是在西部阿尔金山前(如红柳泉的120、红沟子的991070.5)地震剖面上见到N1s与N2y1的不整合面,也见不到N1s与E3x的不整合面。因此,对于E3与N1之间的区域构造运动不应过于强调。因为就柴北缘来说,根据冷湖四号、五号、六号、七号一直到南八仙、马海、赛什腾、潜伏钻井资料表明E3x2的地层基本等厚(约1000 m),N1s亦大致相等。从地震剖面上看E3、N1、N2也基本上等厚。错误地认为E3末期有一次大的构造运动的根源可能有两种:一种情况是的确存在E3—基岩的深部断层体系,但活动期实际上不是在E3末而是在E3早期,在柴北缘可以见到E1+2l上部—E3x下部断层上下盘不等厚,而且在南八仙可见到E3x1以微小角度超覆在E1+2l之上的现象,区域上E3x1有一套底砾岩,在盆地分布很稳定,说明可能是在此期运动,而且,所有这类断层均可用E1+2晚期—E3早期构造运动来解释;第二种情况是断层断距在某些地区较大,但是用平衡剖面无法恢复而且断层延伸到E3x2甚至N1s下部,从而推断E3末有一次较大的运动。事实上这套断层是发育在“E1+2—E3,比以前人们认为的E23末期褶皱形成期略早”(高先志1998)。实际上褶皱和断层应该同时发生,因此著者认为喜马拉雅早期运动主要发生于E1+2末至E3早期,而不是E3末N1初;喜马拉雅早期运动强度不大,而不是以前认为的较强烈的构造运动。当然著者也不否认喜马拉雅早期运动的持久性。

这样就引出一个问题:是否断层向上延伸到什么层位就是什么时代形成的呢?柴达木普遍有两套断层体系,一套是从地表向下延伸至 N1 s 或 E3 x 2 的浅表性大逆断层,一套是从基岩向上延伸到 E3 x 2 或 N1 s 的深层断层体系。著者认为,对于这两套断层体系应该给予充分肯定,但形成时代值得商榷。“浅表性断层形成于第三系末”,著者认为没问题,但延伸到 E3 x 2 顶部的深部断层则不一定形成于 E3 末。许多构造发展剖面图反映出:深部断层的形成可能始于燕山运动(有些地区在燕山运动中活动较大,有些很小),在 E1+2—E3早期轻微活动,断层断距真正拉开可能和浅表性断层是同期的。所以说,深层断层可能经历了三次活动:一次是燕山运动;一次是E1+2晚期—E3 早期运动(活动较小);一次是N22中期的运动(活动强烈)。例如冷科1井的 L2 测线发展剖面:(42)号断层在 E3 末基本没活动,E3 x 2、N1 s、N2 y 1、N2 y 2 基本是等厚的(只可能在 E1+2 l 上部至 E3 x 下部有微弱不等厚的可能);中生代末(42)号断层出现雏形,然后基本静止接受第三系沉积;一直到第三系(N2 y2)沉积完的晚燕山运动才发生大规模的位错,断距几近千米。冷湖四号、五号及南八仙等 E3 x 2、N1 s、N2 y 1、N2 y 2 地层从地震剖面上看基本都是等厚的(如图 1-8),构造运动造成深部断层大幅度位错,但断层并不延伸到上部地层,即没有延伸到构造运动时期的所有地层。分析可能有两种原因:一种原因可能是构造运动应力靠基岩传递(即深部活动大),带动上部地层,没有延伸到地表;第二种原因是构造运动应力可能有一个平衡点(即纵剖面方向的X剪切作用),表现为一方地层楔入另一方地层。在北缘浅部断层一般向南倾、深部向北倾(如五号、六号等构造),在柴西南(如油砂山-跃进一号)恰恰相反,浅部向北倾、深部向南倾,呈对称关系。这显然与基底有关。冷湖构造带位于北花岗岩南片岩的交界处,油砂山-跃进一号也位于南花岗岩北变质岩的交界处,形成了对称的构造样式关系。对于这种后期活动只在深部发生断距的断层,著者称之为盲冲断层。认识到这种断层的活动特点,许多构造沉积方面的矛盾便可迎刃而解,对于研究成藏规律很有帮助。

以前没有认识到这种断层的活动特点,总是认为 E3 末有一次区域上的构造运动,以致于造成分析资料的牵强附会。E3 末可能有构造运动,但从许多资料上看是微不足道的。事实上,声发射等实验资料未测出 E3 末的构造运动。表1-1 表明:无论是西部还是北缘,E1+2、E3、N1 均经受相同次数的构造运动(即 E1+2—E3—N1 并没有可测出的构造运动),大体上与区域沉积特征一致。同时也说明 E1+2—E3 早期早喜马拉雅运动较弱(未测出);白垩纪末有一次构造运动;J1 末有一次构造运动(严格地讲是 J1 末至白垩纪初有一次构造运动)。因此著者否定 E3 末有一次大的区域构造运动的观点。仔细研究断层与沉积特点,区域大剖面88及168等线挤压与沉降速率图(如图1-9)能够反映构造运动的期次和强度。

图1-8 冷湖五号 L2 剖面构造发展图

表1-1 柴达木盆地声发射实验记忆的历史应力分期统计表

图1-9 盆地88测线挤压速率(A)及基底最大沉降速率(B)图

中生代末期的构造运动与喜马拉雅末期的构造运动控制了现今的构造样式及其发展史,但是并不能够否定E1+2晚期—E3早期的早喜马拉雅运动。这期微弱的构造运动性质主要是继承性的且运动量小:第一,E1+2l上部—E3x下部在断层两盘的厚度差异一般都很小,即使现在有较大的断距,也无法用地层厚度弥补(是N2末构造运动进一步强烈作用的结果),如冷湖五号二高点42号断层断距近千米,但地层上下盘厚度差异不超过200 m,属盲冲断层;第二,E3x1在区域上厚度很稳定,柴北缘300 m左右厚,说明E1+2晚期—E3早期运动属整体抬升,缺乏足够的高低变化,无法形成新的圈闭,同时也未发现形成新圈闭的例子;第三,盆地区域上E3x1与E1+2l是假整合接触,区域存在很稳定的E3x1底砾岩;第四,越向盆地内部作用越微弱,这点从地层厚度和断层发育程度可见,因此著者认为,这期构造运动只对燕山运动后的构造格局起微弱的强化作用,即燕山运动已形成的圈闭,在此次构造运动中进一步隆起,并在E1+2l—E3x下部形成微幅度构造,燕山运动之后没有圈闭的此次运动也不能形成独立的圈闭,燕山运动之后的凹陷此时进一步坳陷(量级都是很小的)。总之,可以认为盆地有两次圈闭形成期(一次中生代末的燕山运动,一次N2末喜马拉雅运动)、一次圈闭辅助继承期(E1+2晚—E3早期的早喜马拉雅运动)。这就是盆地构造圈闭演化特点。

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