中国西部前陆冲断带构造走滑特征分析

何文忠 沈燕飞 张川

1元阳县华西黄金有限公司 云南 元阳 662406 2云南华西矿产资源有限公司 云南 昆明 650214

中国西部前陆冲断带构造走滑特征分析

何文忠1沈燕飞2张川1

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前陆冲断带的运动、变形特征受多种因素控制，如区域应力场、古构造、岩石物性等，其中最重要的控制因素是区域应力场。从喜马拉雅期区域构造背景看，中国西部前陆冲断带的形成与走滑和挤压应力场的共同作用有关。大地构造背景决定了中国中西部前陆冲断带具明显的走滑特征。本文从平面及剖面上对走滑特征作了进一步分析。

1 前言

中国中西部尤其青藏高原相对于塔里木盆地的斜向运动导致在阿尔金走滑断裂的东南形成走滑-挤压构造域，形成系列走滑推覆构造[1]。罗照华、莫宣学、苏尚国、邓晋福等认为俯冲模型不能解释青藏高原北缘的新生代岩浆活动特征，最新的地球物理探测结果也不支持北方板块向青藏高原的俯冲。青藏高原北缘的岩石圈运动主要不是俯冲作用，而是陆陆碰撞及与其伴生的大型剪切断裂和地壳大规模缩短。青藏高原北缘的幔源岩浆活动局限在大型走滑断裂的交汇部位，岩浆成因可能与走滑作用导致的局部拉张环境有关[2]。冲断带的走滑特征体现在剖面和平面上。

2 平面上的走滑特征

中国西部前陆盆地构造带的平面展布常和造山带的延伸方向有一定夹角，构造带的展布呈雁列状。冲断带在走向方向上明显分段，各段的变形特征、冲断规模不同，发育以走滑变形为主，和冲断方向近平行的调节带或转换带[3~11]。这些调节带可以是断层、也可以在深部是断层、而在浅部可体现为地层挠曲，同样也可以呈其他的构造形式。

准噶尔盆地南缘构造格局在前寒武纪结晶基底和石炭系褶皱基底的双重基底基础上，经历了晚海西、印支、燕山、喜山期等四个构造运动而发展起来的，构造格局的形成经历了晚石炭世—早二叠世的海相、残留海相前陆盆地阶段、中晚二叠世陆相前陆盆地阶段、中生代振荡型陆内拗陷盆地阶段和新生代陆内前陆盆地阶段。新生代前陆盆地阶段使早期形成的各类构造的幅度加大，并最终定型。现今的断裂、背斜带的展布具走滑特征。构造上具有南北分带，东西分块的特点，具体而言，南北向受控制可分为两个二级构造带，南为山前冲断构造带（即托斯台—齐古冲断构造带），北为前缘褶皱背斜构造带，受博齐断裂系走滑运动的影响，其南北两侧尤其是北侧的断裂背斜带和其呈锐角相交，博齐断裂系为右行走滑，同区域构造应力场的作用相一致。此外，前缘褶皱背斜构造带因南北向走滑调节断裂及车排子凸起的影响，东西方向上构造特征有很大区别：可分为东西两个弧形逆冲褶皱块，即西段的独山子逆冲块、东段的霍玛吐逆冲块。独山子逆冲块南北方向上可分为高泉东—独山子逆冲褶皱带和高泉北—西湖背斜带等两个次级构造带；东段霍玛吐逆冲块南北方向上可分为东湾背斜带、霍玛吐背斜带及安集海—呼图壁背斜带等三个次级构造带（图1）。其东段和西段的构造样式具有一定的差异。东段霍玛吐地区，山前第一排构造带变形成基底断裂和厚皮构造，霍玛吐构造带以薄皮构造和断层转折褶皱为主，安集海—呼图壁构造带以断层传播褶皱为主，由山前向前陆方向的传播的距离较长，西部四棵树凹陷地区以推覆逆掩构造为主，构造部位移向盆地传播的距离较小。

图1 准噶尔盆地南缘和逆冲主断层伴生的雁列褶皱

图2 阿尔金断裂及附近发育的花状构造

鄂尔多斯西缘冲断带南北向平面分段性更明显，西缘地区从构造地质特征来看，具有明显的南北分区性，在中宁－青铜峡一线至马家滩以北－横山堡以南地区存在一南北分区的转换带，将西缘地区分为南北两大逆冲体系。其主要依据有：

1）从区域地质、重力和航磁等资料上可以清楚地看到，南北两大逆冲体系的平面展布特征差异明显；南部逆冲体系为祁连山褶皱冲断带向东部的延伸，走向呈南北－北西向的似弧形构造带；而北部逆冲体系则属于鄂尔多斯地块与阿拉善地块的过渡区，走向呈南北－北东向的似弧形构造带。另外，北部逆冲体系地表出露的地层从太古界到第四系均有分布，其中新生界以前的地层中，出露的主要为古生界－太古界老地层；南部逆冲体系地层出露的主要为中新生界地层（前新生界地层中，主要为白垩系地层出露），前中生界地层出露较少。

2）鄂尔多斯盆地西缘逆冲带断裂较发育，断裂的走向、倾向及形态在南北各不相同，其特征在重磁场中有明显的表现。布格重力异常图上，西缘逆冲带整体表现为反S形重力高带，高带两侧为线性梯度带，但南北分界很明显，南北各有一个反S形展布的局部异常。从西缘地区断裂系统图上，同样可以看出西缘地区存在南北两个反S形展布的断裂带。

3）地震资料分析表明，北部逆冲体系陶乐－横山堡地区主冲断层以东倾为主，陶乐地区最为发育，向南至横山堡及马家滩地区为南北两大逆冲体系的转换带。惠安堡断裂以西为高角度逆冲断裂及冲断带，马儿庄断裂以东为东倾的反冲三角带，断裂特征与北部具有良好的可对比性，而重力异常及地震资料构造解释也清楚地看到前缘三角带为北部逆冲体系向南的延伸。而南部逆冲体系马家滩及其以南地区，逆冲断层以西倾为主，并且在紧邻调节带的马家滩地区东部构造带呈现与陶乐－横山堡地区具有一定可对比性，而以西发育较典型的逆冲推覆构造。另外，在北部冲断系构造的主要形成期为燕山中期，而南部冲断系构造的主要形成期为燕山晚期。

图3 过马仙断层的地震剖面

图4 柴西地区阿拉尔断层具逆冲走滑特征

在南北两大体系内部的南北分段特征也十分明显，从北向南将整个构造带进一步细分为六段，即构造带北部冲断系划分为桌子山段、石嘴山段和陶乐－横山堡段三段；南部冲断系划分为马家滩段－惠安堡段、沙井子－平凉、陇县段三段。各段重磁电特征、地质结构及构造演化特点存在着明显的差异。桌子山段位于研究区的北部，南以正谊关断裂为界，北到千里沟断裂。构造线的方向主要为北北西向，地面出露古生界及前古生界地层，可见太古界及下古生界地层逆冲于上古生界地层之上。石嘴山段南以永红断层为界，北以正谊关断裂为界，该段以发育简单的大型逆冲断隆与前缘三角带。陶乐－横山堡段北界至陶乐，南界至青铜峡。

该带构造线方向主要为北东向、北北东向。该段以发育一系列东倾逆冲断层为特征构造呈排呈带发育。马家滩段－惠安堡段南界位于炭山－大水坑一线，该段为南北两大逆冲体系转换带，由一系列低角度逆冲断层和相应的冲断席以及前缘三角构造带，构造十分复杂。推覆体系及前缘构造带均很发育。从北向南，构造变形程度逐渐增强。构造线呈向东凸出的弧形，北为北北西、中为近南北、南为北北东向。华亭－陇县段处于鄂尔多斯盆地西南缘，大部分已属于盆地内渭北隆起二级构造单元。构造线方向以北西向为主，发育类似于马家滩地区的逆冲推覆构造体系。

3 剖面上的走滑特征

断层的走滑特征在地震剖面上的标志有：（a）主断层相对孤立、倾角陡、贯穿各层位；（b）狭长，直立或陡立的断片、总体呈背形或向形（花状构造）；断层倾向视上升盘或位移性质在剖面中随深度而变化，相邻剖面中也有所不同；（c）断面两侧接触的沉积物的厚度、岩相或地层层序不同，这种差别有别于倾向滑移断层和生长断层；（d）高角度主断层两侧半生的异常褶皱和断裂。

由于西部前陆冲断带强烈的冲断构造运动，往往将剖面上的断层归为逆冲断层，而识别其走滑特征较困难，这也是以往忽视西部冲断带走滑特征的客观原因。但从宏观上看，西部的每个造山带都可以看成是一个大型的花状构造，冲断带和整个造山带相比只是其一部分。

由于地震剖面的分辨能力有限，盖层中的断裂在剖面上易识别，而在基底中的断层及基底卷入型断层在基底的延伸情况确不易识别。只有结合平面图，从区域着眼，才能更合理解释剖面构造样式。如阿尔金山前和祁连山前的地震剖面解释，单单从一段地震剖面上很容易将其解释为双重构造或三角带，当结合地面断裂断裂的展布规律，和地震剖面进行联合解释时会发现花状构造的特征（图2）。阿尔金走滑断裂带走滑运动对柴达木盆地有较强的影响，在附近的地震剖面上发育花状构造。

柴西南、柴北缘前陆冲断带的走滑特征也很明显。其走滑特征在地震剖面上的突出表现是前面谈到的标志（d），这两个地区的断层上下盘的厚度差异很大，地层层序也不相同，也没有生长断层的特征。针对侏罗系的解释，以往将下降盘有侏罗系而上升盘没有的情况解释为存在侏罗系断陷，这种解释目前看来是不合理的，因为没有考虑走滑运动的影响。如柴北缘的无为、马仙断层，呈北东东向延伸，和冲断带的展布方向近于直交，为走滑逆冲断层（图 3）。

地震资料的平剖面结合更易识别走滑断层。在柴西地区，块断特征明显，一组近东西向的断层（阿拉尔、昆北等断层）断层规模大，活动时间长，具有同生性，控制了第三系几个近东西向断陷的沉积格局，也控制东西向构造的形成和油气聚集。而近南北向断层规模较小，多期活动，早期活动强，控制南北向构造的形成和油气聚集。柴西地区的断裂和构造组合表现出明显的走滑特征，如阿拉尔断层（图4），其北盘的Ⅲ号断层由东向逆冲，南盘的Ⅶ断层由西向东逆冲，阿拉尔起到了走滑调节作用。正是由于前陆冲断带的走滑构造运动，使中西部前陆冲断带的构造变形以厚皮构造变形为主。

4 小结

根据以上分析，只有结合平剖面才能更易识别走滑断层的特征，通过对中国中西部各构造单元的构造解析，断裂及构造组合具明显的走滑特征，构造带的展布呈雁列状，冲断带在走向方向上明显分段，各段的变形特征、冲断规模不同。这些特征造成了前陆冲断带油气勘探的复杂性，今后应加强联合攻关，进一步指导油气资源的勘探开发。

[1]许志琴 等.地球科学-中国地质大学学报. 2004，29(6):632-643

[2]罗照华,莫宣学,苏尚国,邓晋福 等.青藏高原北缘的性质与新生代幔源岩浆活动.www.cugb.edu.cn

[3]翟光明，何文渊.中国前陆盆地特点及未来油气勘探策略.中国中西部前陆盆地冲断带油气勘探文集.北京：石油工业出版社.2002

[4]刘和甫.前陆盆地类型及褶皱-冲断层样式.地学前缘.1995，2（3-4）：59-68

[5]康竹林，翟光明.中国的前陆盆地与油气聚集.石油学报.1995，16（4）：1-8

[6]靳九强.中国中西部前陆盆地的油气勘探.石油勘探与开发.1997，24（5）：11-14

[7]刘和甫，汪泽成，熊保贤，李永林，刘立群，张建珍.中国中西部中、新生代前陆盆地与挤压造山带耦合分析.地学前缘.2000，7（3）：55-72

[8]贾承造，何登发，雷振宇，周路，贾进斗，王桂宏.前陆冲断带油气勘探.北京：石油工业出版社.2000

[9]杨明惠，刘池阳.中国中西部类前陆盆地特征及含油气性.石油与天然气地质.2000，21（1）：46-49

[10]雷振宇，何登发，张朝军.中国中西部类前陆盆地与典型前陆盆地类比及其油气勘探前景.地球学报.2001，22（2）：169-174

[11]王平在，何登发，雷振宇，周路.中国中西部前陆冲断带构造特征.石油学报.2002，23（3）：11-17

Analysis of structural strike-slip characteristics of foreland thrust belts in west china

He Wenzhong1Shen Yanfei2Zhang Chuan1
1YuanYang County HuaXi Gold Co.,LTD. YuanYang, YunNan province, 662406；2YunNan HuaXi Mineral Resource Co.,LTD. KunMing,YunNan province, 650214

The movement and deformation characteristics of foreland thrust belts are controlled by multifactors, for instance, regional stress field,Paleotectonics, Physical properties of rocks, and so on, and regional stress field is the most important factor. Look from regional tectonic setting of Himalayan time, the forming of Foreland thrust belts in west china was relevant to both Strikeslip and compressive stress field. Geotectonic background decided that Foreland thrust belts in west china has the features of Strike-slip characteristics. In this paper, we have made further analysis for Strike-slip characteristics from plane and section.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.002

何文忠，男，哈尼族，1970年5月出生，于1995年7月毕业于云南省地质矿产局职工大学，毕业至今一直从事地质矿产勘查工作。

中国西部；前陆冲断带；构造；走滑特征

West China；Foreland thrust belts；Structure Strike-slip characteristics