塔里木盆地西南部麦盖提斜坡构造演化过程的记录——生长地层及生长不整合

吕明1，2），汤良杰1，2），岳勇3）

1）油气资源与探测国家重点实验室，北京，102249；

2）中国石油大学盆地与油藏研究中心，北京，102249；

3）中国石化西北油田分公司，乌鲁木齐，830011；

内容提要：根据塔里木盆地西南部麦盖提斜坡生长地层的发育模式，并结合不整合类型及发育特征的变化规律，探讨了麦盖提斜坡的构造演化过程。认为在早古生代时期，麦盖提斜坡为一北倾的斜坡，构造高点位于斜坡南部；晚古生代，麦盖提斜坡的构造演化过程具有明显的分段性，斜坡西段主要的构造演化时期始于早石炭世，并持续至早二叠世，构造高点迁移至斜坡中部，呈现出＂中间高、两头低＂的古构造特征；而斜坡东段的主要构造演化时期推迟至晚二叠世。新生代，麦盖提斜坡已反转为南倾的斜坡，构造高点已迁移至斜坡北部，斜坡东段从前中新世开始进入构造演化时期，而西段则推迟至中新世，且东段的构造活动强度要大于西段。

生长地层是指在前陆盆地中，与断裂、褶皱活动同时沉积的地层，是构造活动与沉积作用同时作用的产物（Suppe et al.，1992）。Riba（1976）研究比利牛斯造山带Ebro前陆盆地时，首次发现了逆冲造山带前缘与断层—褶皱相关的生长地层和生长不整合现象并将其命名为同构造生长不整合。之后在美国新墨西哥州Guadalupe山上二叠统地层中（Douglas et al.，1996；Eduard and Dand，2005）、阿根廷 Andes山脉北部（Nuria et al.，2008）、比利牛斯山东南部（Mary et al.，1997）、西班牙北部 Almazan盆地（Casas-Sainz et al.，2002）、天山北缘（郭召杰等，2006）、塔里木西缘（陈杰等，2001）、准噶尔盆地南缘以及帕米尔北缘乌帕尔冲断带（管树巍等，2007）也发现了大量与逆冲—褶皱造山过程紧密联系的生长地层和生长不整合。生长地层在背斜翼部具有几何形态，即从背斜脊至向斜轴，其厚度逐渐增厚，地层倾角逐渐变缓（Poblet et al.，1997；Verges et al.，2001）。前生长地层是指构造变形前的沉积地层（张广良等，2006）。由于前生长地层先沉积，相伴的构造变形会使它倾斜、褶皱，而上部的生长地层则在沉积过程中形成不整合面，随着这个过程的持续，可以在不同的层面上形成不整合面，而生长地层开始沉积的时代即为该构造带褶皱变形的起始时间，因此相关的生长地层及不整合面清楚地记录了褶皱发生和发展过程（Casas-Sainz et al.2002；陈杰等，2001；Suppe et al.，1992；Verges et al.，2001），识别与褶皱相关的生长地层，确定生长地层的层位、形态以及生长不整合的发育特征，可以帮助确定褶皱的起始时间及演化历史。本文正是以此为切入点，通过研究塔里木盆地西南部麦盖提斜坡各时期生长地层及不整合面的发育特征，来探讨麦盖提斜坡的构造演化过程。

1 区域地质概况

麦盖提斜坡位于塔里木盆地西南部，北侧以色力布亚、海米罗斯、玛扎塔格断裂与巴楚隆起相隔，南侧逐渐过渡至塔西南坳陷，是巴楚隆起与塔西南坳陷之间的一个过渡性构造单元（吕海涛等，2010；丁文龙等，2008；马红强等，2006；付建奎等，1999）（图1）。

图1 塔里木盆地巴楚—麦盖提地区构造区划图Fig.1 Geotectonic map of Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

在巴楚地区发育前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、古近系、新近系及第四系（表1）。其中三叠系仅分布于巴楚地区东北部，而白垩系、侏罗系在巴楚—麦盖提地区大范围缺失。

2 生长地层发育模式

根据生长地层间的接触关系，可将生长地层分为 3种发育模式（Suppe et al.，1992；Riba，1976；Mary et al.，1997），如图2所示，当构造活动不强烈时，地层沉积速率大于褶皱隆升速率，新沉积的地层就会逐层叠加于老地层之上，从而形成超覆生长层序（图2a）；当构造活动剧烈发生时，褶皱的隆升速率大于地层沉积速率，便会形成退覆生长层序（图2b）；随着构造活动强度的减弱直至平静，地层沉积速率会远远大于褶皱的隆升速率，上部的新生地层会整体覆盖于下部老地层之上，便形成上超生长层序（图2b）。可以看出，生长地层记录了褶皱活动发生和发展过程，通过研究生长地层的发育模式，并结合不整合面与上部、下部地层的接触关系，便可较准确地推断出构造活动的期次、强弱、变形速率等，有助于重塑研究区构造演化历史。

3 生长地层发育特征

沿巴楚隆起走向选取了3条南北向剖面，对其发育的生长地层及不整合类型进行甄别和讨论（图3～图5），以此来探讨麦盖提斜坡的构造演化过程。

由图3～图5可以看出，在整个麦盖提斜坡，丘里塔格下亚群及其以下地层（界面下部地层），无任何超覆、上超及退覆特征，且界面与上部、下部地层均呈现明显的整合接触关系，可以认为丘里塔格下亚群及其以下地层具有前生长地层特征；奥陶纪，地层接触关系显现出明显的生长地层特征，可以看出在斜坡南部，界面上部、下部地层呈现出明显的退覆、超覆接触关系，并且界面下部地层被界面削截，由此可以推断出，进入早—中奥陶世，麦盖提斜坡南部已初具隆起形态，并成为整个麦盖提斜坡的构造高点；向北，隆起幅度逐渐减小，整个麦盖提斜坡呈现南高北低、北倾的斜坡形态，这样的古构造特征从界面与下部地层削截角度的变化、生长地层的分布以及地层的展布特征也可以看出。界面与下部地层削截角度由南向北逐渐减小，至剖面最北部，界面与下部地层变为整合接触关系；生长地层仅在斜坡南部局限分布；上奥陶统界面与界面之间的地层）、由北向南逐渐减薄并在南部尖灭，这些均说明，在早—中奥陶世，麦盖提斜坡呈现出南高北低、向北倾的斜坡形态。

图2 生长地层发育模式Fig.2 Development models of growth strata

图3 塔里木盆地西南部麦盖提斜坡MGT08-272.6SN测线地震解释剖面Fig.3 MGT08-272.6SN seismic line profile in the Maigaiti slope，southwestern Tarim basin

对比3条剖面，发现在麦盖提东部，上奥陶统、志留系、中—下泥盆统均缺失（图3），导致界面、界面界面合并，而另两条剖面（图4～图5），志留系、中—下泥盆统还有残余；且由东向西，在对应位置上界面、界面界面与下部地层的削截角度逐渐减小：即在对应位置上，图3各界面与下部地层的削截角度＞图4各界面与下部地层的削截角度＞图5各界面与下部地层的削截角度，推断出，构造隆升强度在南北向变化的同时，在东西向上同样具有递变特征，构造隆升强度由东向西逐渐减弱。

图4 塔里木盆地西南部麦盖提斜坡MGT07-204SN测线地震解释剖面Fig.4 MGT07-204SN seismic line profile in Maigaiti slope，southwestern Tarim basin

在经历一段时间的构造平静期之后，麦盖提斜坡又迎来了一次构造活跃期，由图3～图4可以看出，在麦盖提斜坡中部，上二叠统（界面与界面之间地层）之间呈现出明显的超覆接触的关系，但界面与下部地层呈现整合接触关系，说明在上二叠统沉积之前，隆升活动并未发生；晚二叠世时期，隆升作用与沉积作用同时发生，但构造活动并不十分剧烈，地层沉积速率大于隆升速率，造成了上二叠统（界面与界面之间地层）呈现出超覆生长地层特征（Suppe et al.，1992；陈杰等，2001；郭卫星等，2007；Verges et al.，2001）。界面与上部、下部地层呈整合接触关系，无削截、超覆等接触关系，说明在晚二叠世末期，隆升幅度较小，没有强烈的剥蚀作用，暗示出这期隆升活动趋于停止。

可以认为，在麦盖提斜坡东部，晚二叠世的这次隆升活动，持续时间短，活动强度弱，造成超覆生长地层仅分布于麦盖提斜坡中部和界面与上部、下部地层呈整合接触关系，但这次隆升活动使麦盖提斜坡东部中段成为整个麦盖提斜坡的构造高点，这一构造特征在研究区西部更为明显。

与麦盖提斜坡东部不同，在西部南北向剖面上（图5），剖面中段界面与下部地层呈削截接触关系，向南、向北削截角度逐渐减小直至变为整合接触关系；说明在上石炭统（界面上部地层）沉积之前，在麦盖提斜坡西部中段，有一次较明显的隆升活动，这次构造运动使界面与下部地层呈削截接触关系，但削截接触关系仅分布于中段，向南、向北削截角度逐渐变小直至呈整合接触关系。

图5 塔里木盆地西南部麦盖提斜坡MGT08-172SN测线地震解释剖面图Fig.5 MGT08-172SN seismic line profile in Maigaiti slope，southwestern Tarim basin

与麦盖提东部东段相比，西段的隆升时间较早，隆升强度较大，这两次不同时间不同强度的隆升活动，使麦盖提斜坡中段成为构造高部位，整个斜坡呈现出南北低、中间高的古构造格局。

新生代是巴楚—麦盖提斜坡构造活动最强烈的时期，在南北向挤压构造应力的作用下，巴楚隆起周边断裂剧烈活动，巴楚隆起演化成为被巨型断裂系统所围限的断隆（何文渊等，2000；付建奎等，1999；肖安成等，2005）。作为这次强烈的构造活动的响应，麦盖提斜坡北部发育了一系列生长地层及不整合。

图6 塔里木盆地巴楚—麦盖提地区上奥陶统虫眼图Fig.6 Supercrop map of Upper Ordovician in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

可以看出，始于前中新世这期构造隆升活动，一直持续至上新世，且活动强度不断增强，造成了在麦盖提斜坡东部北段生长地层及不整合的发育，但不整合及生长地层的局限分布、不整合类型及削截角度在南北向上的变化，暗示出此时的麦盖提斜坡东部呈现出南低北高的构造格局，麦盖提斜坡东段在前中新世（二叠纪之后）已经反转为南倾的斜坡。

图7 塔里木盆地巴楚—麦盖提地区南闸组—卡拉沙依组（～）残余厚度Fig.7 Residual thickness of Nanzha Fm.—Kalashayi Fm.～）in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

沿麦盖提斜坡走向向西，同样可以看出，在斜坡北段发育有生长地层及不整合，与斜坡东部北段相似（图3），斜坡中部北段（图4）界面与下部地层仍呈现削截接触关系，而界面与上部、下部地层均为整合接触关系，因此认为始于前中新世（二叠纪之后）的这期构造隆升活动，对段坡中部也有影响，但强度有所变化，斜坡中部北段的构造隆升强度有所减弱，主要表现在：与斜坡东部北段相比界面上部地层发育超覆生长地层，而不是退覆生长地层，说明此时的地层沉积速率要大于隆升速率；、界面在对应部位与下部地层的削截角度要明显小于斜坡东部北段界面与下部层位的削截角度，揭示出虽然斜坡中部的同构造隆升也持续至上新世，但在上新世的同构造隆升强度已不如东部强烈。削截角度由南向北较小、削截接触关系在剖面南部变为整合接触关系，此时，斜坡中部也反转为南倾的斜坡。

沿走向继续向西，会发现同构造活动强度减弱的趋势愈加明显，在斜坡西部（图5）界面与上部、下部地层呈现出整合接触关系，界面与下部地层呈削截接触关系，而上部地层具有超覆生长地层特征，说明与东部、中部相比，斜坡西部北段隆升活动发生在中新世。界面上部地层呈现超覆生长地层关系，界面在对应部位与下部地层的削截角度小于中部、东部北段（图3—图4）界面与下部地层的削截角度，并且削截接触类型的分布范围也小于中部、东部，这揭示出，构造隆升强度在西部进一步减弱。

综上所述，可以认为，与东部、中部相比，西段的构造隆升活动发生时间晚，活动强度弱，同构造隆升强度具有由东向西逐渐减弱的趋势，斜坡东部、中部在前中新世已反转为南倾的斜坡，而西部则推迟至中新世。

4 麦盖提斜坡古构造格局的探讨

图8 塔里木盆巴楚—麦盖提地区上二叠统沙井子组（～）残余厚度Fig.8 Residual thickness of Upper Permian Shajingzi Fm.）in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

而在东西向上，由东向西出露地层依次为上奥陶统恰尔巴克组（O3q）、良里塔格组（O3l）、志留系—中—下泥盆统（S—D1-2），说明麦盖提斜坡东高西低的古构造格局，东部构造隆升作用的强度大于西部，导致东部的隆升幅度大于西部，并使志留系—中—下泥盆统（S—D1-2）在斜坡东部缺失。

而斜坡东部，由上二叠统沙井子组（T05～T15之间地层）的残余厚度可以看出（图8），晚二叠世，麦盖提斜坡东部中段的残余厚度最小，剥蚀强度最为剧烈，结合超覆生长地层的发育及生长地层在斜坡东部中段的局限分布，可以推断出：在晚二叠世，麦盖提斜坡东部中段成为整个斜坡构造高点，向南、向北隆起幅度逐渐降低，残余地层厚度逐渐增厚。

喜马拉雅期强烈的构造运动使巴楚周边断裂剧烈活动，巴楚隆起就此定型（吕海涛等，2010；丁文龙等，2008）。强烈的隆升幅度导致中新统在巴楚地区大范围缺失。而作为巴楚隆起与塔西南坳陷的过渡性构造单元，麦盖提斜坡已反转为南倾的斜坡，由图9可以看出，整个麦盖提斜坡，在北部中新统残余厚度最薄，向北逐渐增厚，呈现出北高南低的构造格局，麦盖提斜坡已反转为南倾的斜坡；而在东西向上，中新统残余厚度由东向西增厚，结合、界面与下部地层削截角度、分布范围及生长地层特征的差异，说明在麦盖提斜坡，中新世斜坡东部隆升活动强度大于西部，使斜坡东部隆升幅度大于西部。

图9 塔里木盆地巴楚—麦盖提地区中新统～）残余厚度Fig.9 Residual thickness of Miocene～）in Bachu—Maigaiti area，Tarim basin

5 结论

（1）麦盖提斜坡大致经过了3次构造运动的改造，进而呈现出现今南倾斜坡的形态。早—中奥陶世—早石炭世的构造运动对麦盖提斜坡南部改造明显，在南部发育了一系列生长地层及不整合，并使麦盖提斜坡呈现南高北低、向北倾的斜坡形态；此外，隆升强度具有明显的变化，隆升强度最大时期为晚奥陶世，导致上奥陶统在麦盖提斜坡南部的缺失以及退覆生长地层的发育界面上部地层）；削截角度的变化及残留地层展布的差异暗示出构造隆升强度在南北向变化的同时，在东西向上同样具有递变特征，构造隆升强度由东向西逐渐减弱。

（2）晚二叠世的构造隆升活动对斜坡东部改造较明显，使斜坡东部中段上二叠统（界面与界面之间地层）之间呈现出明显的超覆接触的关系，但这次隆升活动持续时间短，活动强度弱，造成超覆生长地层仅分布于麦盖提斜坡中部；与麦盖提东部中段相比，西段的隆升时间较早，始于早石炭世，且隆升强度较大，使界面与下部地层呈削截接触关系并具有退覆生长地层特征，但生长地层及不整合只局限分布于中部，这两次不同时间、不同强度的隆升活动，使麦盖提斜坡中段成为构造高部位，整个斜坡呈现出南北低、中间高的古构造格局。

（3）在斜坡东部，第三次构造隆升运动始于前中新世并一直持续至上新世，且活动强度不断增强；而斜坡西部则推迟至中新世。这次隆升活动对整个斜坡北部改造明显，形成一系列生长地层及不整合，但西部、东部生长地层及不整合发育特征的差异揭示出构造隆升强度具有由东向西逐渐减弱的趋势；而隆升活动时间及活动强度的差异使麦盖提斜坡东段在前中新世（二叠纪之后）已经反转为南倾的斜坡，而西段则推迟至中新世，至此，麦盖提斜坡整体反转为南倾的斜坡。

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