塔里木盆地库车坳陷中生代原型盆地分析

余海波，漆家福，杨宪彰，孙　统，刘骐峣，曹淑娟

（1.中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；2.中国石化中原油田分公司a.勘探开发研究院；b.博士后科研工作站，郑州450000；3.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000）

塔里木盆地库车坳陷中生代原型盆地分析

余海波1，2，漆家福1，杨宪彰3，孙统1，刘骐峣3，曹淑娟3

（1.中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；2.中国石化中原油田分公司a.勘探开发研究院；b.博士后科研工作站，郑州450000；3.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000）

运用地震资料、地表露头、钻井和测井资料以及非地震物探等资料，对塔里木盆地库车坳陷中生代的盆地结构、构造样式、区域构造演化进行区域构造解析，采用地层趋势厚度法计算中生界剥蚀厚度，结合沉积学资料对库车坳陷中生代原型盆地进行成因分析。库车坳陷残留中生界总体上为北厚南薄、北剥南超的地质结构，北部强烈角度不整合在南天山海西运动期褶皱带之上，南部微角度不整合在寒武系—奥陶系之上。库车坳陷中生代原型盆地属于上覆于南天山海西运动期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带的拗陷盆地，地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。海西运动使南天山褶皱隆升，早二叠世在塔里木克拉通和南天山有强烈的火山作用，在盆山过渡带形成了库车坳陷盆地雏形。三叠纪地壳开始均衡下沉，造山带塌陷，在盆山过渡带发育拗陷盆地。侏罗纪、白垩纪坳陷继承性发育，但是盆地轴线、沉降和沉积中心发生轻微的迁移，白垩纪晚期发生区域抬升剥蚀。

塔里木盆地；库车坳陷；中生界；原型盆地；构造运动；剥蚀厚度恢复

原型盆地的概念，很多专家学者在不同时期都曾给出过定义，文献［1］强调盆地的形态或构造形式，文献［2］和文献［3］把盆地与地球动力学背景联系起来进行研究，文献［4］认为原型盆地是沉积时的构造属性，文献［5］提出原型盆地是在一定的地质历史时期形成并保持原来盆地的范围和性质。也有很多学者认为原型盆地是在原始沉积阶段特定的构造环境中形成的负向区域，相对于盆地被改造而提出[6-11]。关于原型盆地的研究可以从沉积分析入手，研究残留地层的层序结构、同沉积构造、古水流、物源、沉积中心、沉积相等，重建岩相古地理格局。也可以从构造演化角度入手，分析地质时期的盆地性质、控制盆地沉降和沉积的构造动力学过程、复原地层原始厚度及其分布，重建构造古地理格局。

库车坳陷受地表条件复杂、浅层速度变化剧烈、古近系膏盐岩层发育等因素影响，主要构造带的地震资料品质较差，构造解释具有多解性。不同构造单元构造变形差异性的研究程度相对较低，库车坳陷中生代原型盆地方面的研究工作较少，认识程度很低。笔者尝试对研究区中生代的盆地结构、构造样式、区域构造演化进行解析，采用地层趋势厚度法计算中生界剥蚀厚度及分布，并结合沉积学资料对库车坳陷中生代原型盆地进行成因分析。

1　地质背景

中国西北部广泛发育挤压背景下的陆内沉积盆地，形成盆地与造山带相间的大地构造格局。塔里木盆地位于南天山、阿尔金山和西昆仑山之间，是中国最大的含油气盆地，是发育在元古宇结晶基底上典型的叠合盆地[9]。志留纪末期—泥盆纪，塔里木大陆板块与中昆仑岛弧碰撞，发生“A型俯冲”，形成周缘前陆盆地和古前陆冲断带[12-13]；二叠纪，盆地北缘岩浆弧与中天山岛弧发生俯冲碰撞，南天山洋最终消亡[9]；晚二叠世—三叠纪，塔里木大陆板块与盆地南缘的羌塘地体碰撞，在盆地南缘形成弧后前陆盆地；侏罗纪—古近纪，受新特提斯洋直接影响发育为断陷盆地；始新世末期，印度板块与欧亚板块发生碰撞并向北持续推移；新近纪末—早更新世，盆地处于区域构造挤压环境，南天山、阿尔金山和西昆仑山发生碰撞拼合并迅速隆升[12-17]。

库车坳陷位于塔里木盆地北部南天山造山带与塔北隆起之间，南北宽40～90 km，东西长470 km，面积约2.8×104km2，平面上为中部宽、向东西两端收敛的近东西向狭长条带，经历了多期构造变形，充填了巨厚的中—新生代陆相沉积物，地层整体呈北厚南薄的楔状［12-18］。库车坳陷可进一步划分为北部单斜带、克拉苏冲断带、依奇克里克冲断带、阳霞凹陷、拜城凹陷、乌什凹陷、秋里塔格冲断带和南部斜坡带8个次级构造单元（图1）。

图1　库车坳陷构造单元划分

库车坳陷北部单斜带与南天山南缘相连，接触关系复杂，代表性的观点大致有2种：①山前断裂带是低角度的逆冲断层系，新生代南天山山体向南逆冲，在山前巨型逆冲推覆系统的下盘依然存在属于原地系统的中生界，部分中生界可向北延伸到南天山内部[19-22]；②山前断裂带可能是高角度的逆冲断裂或走滑逆冲断裂带，中生界在山前翘起形成单斜，南天山山麓地带不存在被逆掩在低角度逆断层下盘的中生界[23-26]。库车坳陷中生代、新生代构造演化至少可以划分为三叠纪、侏罗纪—早白垩世、古近纪—中新世、上新世—第四纪4期[27]，不同时期的沉积-构造特征有明显的差异，而且盆地构造演化间歇期间还发生过明显的区域性隆升和构造变形，形成区域性不整合接触[28]。

2　库车坳陷盆地结构特征

卫星影像显示的地形地貌和地面地质图显示的露头分布特征都清楚地表明库车坳陷中部相对较宽、向东西两侧明显变窄，并且沿着构造走向呈“藕节式”分段，库车坳陷西段、中段和东段的主体沉降和沉积单元分别为乌什凹陷、拜城凹陷和阳霞凹陷。根据重力异常资料[29]，将库车坳陷基底结构同样分为西段、中段和东段，和沉积盖层具有上下呼应的特征。

自西向东选取了区域地震剖面进行地质解释，涵盖了库车坳陷的大部分构造带以及塔北隆起的北部地区，不同区段各构造带的变形样式有明显差异。根据区域地震剖面结构特征将沉积地层从下到上分为古生界、中生界和新生界3个大的构造层。库车坳陷主要充填中生界和新生界，但中生界和新生界层序并不是连续的，普遍缺失上白垩统。膏盐岩层主要发育在拜城凹陷古近系库姆格列木群和阳霞凹陷新近系吉迪克组，这些膏盐岩层及区域不整合面的存在导致中生界和新生界及盆地基底在构造变形组合上存在差异，膏盐岩层使新生界与中生界的变形不协调，构造变形具有分层性。

根据库车坳陷北部边缘地面地质构造特征及与库车坳陷新生界下伏地层分布的关系，建立了由盆到山的区域结构剖面，将库车坳陷和塔北隆起由北向南划分为造山楔、被动陆缘斜坡带、克拉通边缘隆起带等结构单元。造山楔为仰冲起来的褶皱冲断带，被动陆缘斜坡为压陷下去的掀斜断块，克拉通边缘隆起为翘倾隆升的断背斜。库车坳陷中生界北部上覆在南天山海西运动期造山楔之上，向南超覆在塔里木克拉通之上。二叠系是海陆转换的过渡层，克拉苏冲断带是盆山变形过渡带，温宿凸起—秋里塔格冲断带—牙哈断裂构造带是台盆与被动陆缘的枢纽线。北部单斜带中生界覆盖在海西运动期造山楔上，乌什凹陷、拜城凹陷、阳霞凹陷中生界不整合在寒武系—奥陶系之上，南部斜坡带中生界超覆在海西运动期古隆起之上。

3　库车坳陷中生界残留厚度及分布

3.1三叠系残留地层特征

库车坳陷三叠系分布很广，整体呈东西向条带状展布，总体上厚度为0～3 000 m（图2a）。从乌什凹陷、拜城凹陷、阳霞凹陷向北部山前带，三叠系厚度逐渐加厚，在克拉苏冲断带局部厚度达到3 000 m，到山前厚度又逐渐减薄，库车坳陷西部山前出露三叠系，厚度为300～1 500 m，东部山前三叠系露头为1 100～1 500 m.从库车坳陷向塔北隆起方向，三叠系逐渐减薄尖灭在古隆起上。温宿凸起、秋里塔格冲断带西部、塔北隆起的喀拉玉尔滚构造带核部、却勒—羊塔克断裂构造带核部、英买7号断裂构造带核部、牙哈断裂构造带缺失三叠系。

3.2侏罗系残留地层特征

在库车坳陷，侏罗系总体为北厚南薄的楔状体，与下伏三叠系平行不整合接触，总体厚度为0～2 500 m（图2b）。侏罗系在库车坳陷西部的温宿凸起、乌什凹陷和山前露头及南部的阿瓦提凹陷均缺失。侏罗系在库车坳陷中部和东部广泛分布，从拜城凹陷、阳霞凹陷向北部山前带，侏罗系厚度逐渐加厚，库车坳陷侏罗系厚度为0～2 500 m，在克拉苏冲断带局部可达2 500 m，到南天山山前厚度逐渐减薄，库车坳陷山前出露侏罗系厚度在1 000～2 000 m，从库车坳陷向塔北隆起方向，侏罗系超覆在三叠系上，在古隆起上逐渐减薄尖灭。秋里塔格冲断带西部、塔北隆起的英买7号断裂构造带、牙哈断裂构造带侏罗系缺失。

3.3白垩系残留地层特征

白垩系在库车坳陷全区较发育，超覆在下伏侏罗系和三叠系之上，局部与古生界直接接触，仅在库车坳陷西部温宿凸起缺失，在古隆起两侧的凹陷为厚度在0～1 600 m的楔状体，分别向隆起方向超覆尖灭（图2c）。白垩系厚度在南北方向上有明显变化，整体上是中间薄，南北厚，北部比南部厚。从塔北隆起到秋里塔格冲断带，白垩系逐渐减薄；从拜城凹陷到克拉苏冲断带，白垩系逐渐变厚，在克拉苏冲断带白垩系最厚达到2 800 m，塔北隆起白垩系厚度为0～1 500 m.库车坳陷白垩系在秋里塔格冲断带东部减薄，到依奇克里克冲断带变厚，厚度为500～1 200m；库车坳陷北部南天山山前带白垩系厚度为700～1 200 m.

4　库车坳陷中生界剥蚀厚度及分布

剥蚀厚度恢复的方法很多，但是均受特定的地质条件限制，其应用有很大的局限性[30]。根据研究区实际资料，采用地层趋势厚度法进行库车坳陷中生界剥蚀厚度恢复。地层趋势厚度法是依据地震资料对要恢复的地层进行分析，对地层的剥蚀情况进行大致的预测，根据周围区域内未发生剥蚀的原始地层厚度趋势，向周边区域地层进行延伸，来研究地层的原始沉积厚度。文献［31］和文献［32］在研究沙雅隆起演化时，首次提出运用趋势厚度法来恢复地层剥蚀厚度，在对塔河油田古构造恢复中获得了很好效果。

根据地层趋势厚度法的原理，在库车坳陷分别拉平残留的白垩系和侏罗系的底面，根据拉平的层面上覆层序的上超、下伏层序的削蚀分析原始层序结构，按照等面积原理在拉平的层面下建立层序减薄、终止模型，估算了三叠系和侏罗系剥蚀厚度。温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—牙哈古隆起带两侧侏罗系的差异剥蚀厚度局部可能达到300 m，三叠系的剥蚀厚度局部可能达到500 m；剥蚀范围一般距现今残留地层尖灭线2～4 km，最大可达10 km.在喜马拉雅运动晚期南天山隆升作用下，库车坳陷北部南天山山前中生界发生抬升剥蚀。由于库车坳陷北部南天山山前缺乏地震资料，只能依靠库车坳陷的地震解释成果和北部山边地表露头中生界的厚度和宽度、倾向和倾角资料，按照地层厚度逐渐减薄的趋势进行恢复。在白垩纪末期，库车坳陷发生抬升剥蚀，白垩系在古隆起两侧的剥蚀厚度采用地层趋势厚度法无法恢复。但根据白垩系残留地层厚度和分布，按照地层趋势厚度外延，可近似地恢复库车坳陷北部南天山山前由于喜马拉雅运动晚期南天山隆升而导致的白垩系的剥蚀厚度和分布。

4.1三叠系剥蚀厚度及分布特征

三叠纪末期发生的印支运动使古隆起整体发生继承性抬升，并伴随着基底断裂重新活动，在古隆起两侧沉积的三叠系发生剥蚀，剥蚀区主要分布在温宿古隆起、新和古隆起、秋里塔格西部古隆起、牙哈古隆起的南部和北部（图3a）。通过地层终止模型，按照厚度变化趋势计算的三叠系的剥蚀厚度局部可能达到500 m，剥蚀范围一般距现今残留地层尖灭线2～4 km，最大可达10 km.

图2　库车坳陷中生界残余厚度分布

在温宿古隆起北坡，三叠系剥蚀区长约90 km，宽约12 km，沿隆起边缘呈近北东东—南西西向条带状展布。剥蚀区厚度总体上为0～300 m，从北向南剥蚀厚度先增厚后减薄。受基底逆冲断层的活动，三叠系在温宿古隆起西段发生断缺，剥蚀区厚度最厚为450 m左右。在温宿古隆起南坡，三叠系剥蚀区长约105 km，宽约20 km，沿隆起边缘呈近北东—南西向条带状展布。剥蚀区厚度总体上为0～200 m，从南向北剥蚀厚度逐渐增加，变化幅度很小，剥蚀厚度为0～30 m；在隆起的边缘受基底逆冲断层的影响，三叠系发生断缺，剥蚀区厚度最厚约为300 m.

图3　库车坳陷中生界剥蚀区厚度及分布

在秋里塔格西部古隆起北坡，三叠系剥蚀区长约145 km，宽约15 km，沿隆起边缘呈近北东东—南西西向条带状展布。剥蚀区厚度总体上为0～300 m，从北向南剥蚀厚度先增厚后减薄。在秋里塔格西部古隆起南部，三叠系剥蚀区长约115 km，宽约8 km，沿隆起边缘呈近北东东—南西西向条带状展布，剥蚀区厚度总体上为0～200 m.受秋里塔格西部古隆起南部边界基底断层的影响，三叠系被断层抬高发生断缺，最大厚度达220 m，从北向南剥蚀厚度逐渐增大。

在新和古隆起南坡和北坡发育多条南倾或北倾的基底逆冲断层，三叠系不同程度剥蚀或断缺，剥蚀区主体长约130 km，宽度为5～18 km，剥蚀区呈多条带不规则分布，剥蚀厚度总体上为0～300 m.在新和古隆起北坡，局部区域三叠系受基底断层影响发生断缺，最大厚度约为300 m.新和古隆起南坡剥蚀区显示三叠系底超、顶削明显，表明厚度减薄梯度大，三叠系基底断块掀斜或同沉积断层活动导致沉积急剧尖灭。

在牙哈古隆起北坡，三叠系剥蚀区长约210 km，宽约20～30 km，沿隆起边缘呈近北东东—南西西向条带状展布。剥蚀区厚度总体上为0～250 m，从北向南剥蚀厚度先增厚后减薄。在牙哈古隆起南坡，剥蚀区长约190 km，宽约10～20 km，沿隆起边缘呈近北东东—南西西向条带状展布。受基底逆冲断层的活动，三叠系在隆起边缘发生断缺，剥蚀区厚度最厚为450 m左右，从南向北剥蚀厚度逐渐减小。

在库车坳陷北部南天山山前，根据地震资料解释的成果及山边三叠系出露的厚度和产状，按照地层厚度减薄的趋势，恢复出三叠系剥蚀范围和分布，进而推测出三叠系的原始边界。三叠系剥蚀的厚度为0～2 400 m，在北部南天山山前与下伏地层为退覆接触。在库车坳陷东部和西部三叠系剥蚀区宽度约为40～50 km，剥蚀厚度在0～400 m，地层坡度很缓。在库车坳陷北部三叠系剥蚀区宽度30～40 km，剥蚀厚度为0～2 400 m，地层坡度很陡。

4.2侏罗系剥蚀厚度及分布特征

在侏罗纪末期发生的燕山运动使古隆起整体发生继承性抬升，并伴随着基底断裂重新活动，在隆起两侧沉积的侏罗系发生剥蚀。剥蚀区主要分布在新和古隆起南部、秋里塔格西部古隆起的北翼、牙哈古隆起南部和北部（图3b）。

在秋里塔格西部古隆起和牙哈古隆起北坡，侏罗系剥蚀区整体上连片分布，长约350 km，宽约20 km，沿隆起边缘呈近北东东—南西西向条带状展布。剥蚀区厚度总体上为0～250 m，局部剥蚀厚度达300 m，从北向南剥蚀厚度先增大后减小。

在新和古隆起和牙哈古隆起南坡，侏罗系剥蚀区整体上连片分布，长约240 km，宽度为5～20 km，沿隆起边缘呈近北东东—南西西向条带状展布，剥蚀厚度总体上为0～200 m；局部受基底逆冲断层的活动，侏罗系在隆起边缘发生断缺，剥蚀区厚度最大为300 m左右，从南向北剥蚀厚度逐渐减小，古隆起南坡剥蚀区侏罗系缓慢减薄尖灭，顶部削蚀不明显，表明差异剥蚀厚度小。在新和古隆起南坡局部零星发育一个长为15 km、宽为5 km的北西向条带，剥蚀厚度为0～100 m.

在库车坳陷北部南天山山前，侏罗系剥蚀区整体为东西向条带状分布，剥蚀厚度为0～2 300 m，与三叠系剥蚀厚度相比变薄，库车坳陷北部南天山山前侏罗系与下伏三叠系为超覆接触，恢复的盆地边界向北延伸。在库车坳陷东北部侏罗系剥蚀区宽度约为50 km，剥蚀厚度在0～2 300 m，地层厚度均匀减薄。在库车坳陷西北部侏罗系剥蚀区宽度约40 km，剥蚀厚度为0～1 900 m，地层坡度相对变缓。

4.3白垩系剥蚀厚度及分布特征

库车坳陷白垩系普遍发育，白垩纪末期的燕山运动使库车坳陷全区发生抬升，普遍缺失上白垩统，但是下白垩统在全区残留分布，在库车坳陷和塔北隆起内部的温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—牙哈古隆起带两侧的剥蚀厚度采用地层趋势厚度法无法恢复。根据地震资料解释成果及山边白垩系出露的厚度和产状，按照地层厚度减薄趋势外延，可近似恢复库车坳陷北部山前由于喜马拉雅运动晚期南天山隆升，导致的白垩系发生剥蚀的厚度和分布范围，进而推测出白垩系原始的边界（图3c）。

在库车坳陷北部山前，白垩系剥蚀厚度为0～2 300 m，在北部山前与下伏侏罗系为退覆接触，盆地北部边界范围减小。白垩系剥蚀区为东西向条带状分布，宽度为30～40 km，在库车坳陷西北部白垩系剥蚀厚度在0～2 300 m，地层厚度从南向北先急剧减薄，后又相对缓慢变薄尖灭。在库车坳陷东北部白垩系剥蚀厚度为0～1 000 m，地层自南向北缓慢减薄。

5　库车坳陷中新生界构造演化

选取库车坳陷中部区域剖面为例来研究构造演化特征（图4），剖面由北至南经过库车坳陷的北部单斜带、克拉苏冲断带、拜城凹陷、秋里塔格冲断带和塔北隆起的英买7号断裂构造带。

5.1海西运动期构造变形

海西运动期构造变形发生在三叠系沉积前，在石炭纪末期造山楔形成，从拜城凹陷到塔北隆起为一个大的古隆起（图4a，图4b），隆起的核部在秋里塔格冲断带西部，只发育寒武系—奥陶系。在库车坳陷克拉苏冲断带和北部南天山山前，地层发生强烈变质褶皱。塔北隆起发育志留系、寒武系—奥陶系，隆起的南部发育一条南倾滑脱断层，向下滑脱到寒武系中，断层的上盘志留系被抬升剥蚀。隆起的核部发育2条高角度的边界基底逆冲断层，志留系被抬升剥蚀变薄。早二叠世，在塔里木克拉通和南天山有强烈的火山作用，在塔北隆起和库车坳陷南部斜坡带发育二叠系。在二叠纪末期，塔北隆起上2条对冲边界逆冲断裂活动，塔北隆起发生抬升，二叠系、石炭系和泥盆系局部发生剥蚀，残留的志留系南厚北薄。

5.2中生代盆地构造演化

三叠纪，盆地表现为造山后裂陷作用（图4c）。从克拉苏冲断带向秋里塔格冲断带西部，三叠系逐渐减薄并尖灭在秋里塔格西部古隆起北部断裂上，具有明显的北厚南薄的楔形沉积特征。秋里塔格西部古隆起发育2条对冲高角度的基底逆冲断层，隆起之上三叠系缺失，隆起南部三叠系厚度比隆起北部厚。在塔北隆起的南翼和北翼发育三叠系，厚度向隆起方向逐渐减薄，隆起核部无三叠系沉积。

图4　库车坳陷中部区域大剖面构造演化（剖面位置见图1）

侏罗纪—白垩纪，盆地表现为均衡拗陷作用（图4d，图4e）。地层连续性沉积，总体上为向北增厚的楔形体，克拉苏冲断带厚度最大。侏罗系从克拉苏冲断带向南在秋里塔格冲断带西部附近逐渐减薄尖灭，白垩系全区都有发育但沉积厚度较薄，最大厚度位于克拉苏冲断带。秋里塔格冲断带西部在侏罗纪—白垩纪为低幅度的古隆起，受其影响库车坳陷中生界具有自南向北显著变厚的特征，全区缺失上白垩统。塔北隆起南翼的侏罗系被白垩系削截，呈角度不整合接触，在隆起的北翼和核部不发育侏罗系，白垩系厚度在隆起的南翼向隆起方向逐渐减薄，隆起上发育高角度的对冲基底边界断裂，都尖灭在白垩系之下。

5.3新生代盆地构造演化

古近系库姆格列木群、苏维依组和新近系吉迪克组、康村组沉积时期，盆地表现为均衡沉降作用（图4f，图4g）。膏盐岩沉积时，盆地持续沉降，在克拉苏冲断带膏盐岩沉积厚度受隆坳构造格局影响明显，形成了北部克拉苏及南部秋里塔格2个古近纪盐湖，沉积巨厚的膏盐岩层，是2个主要的沉降和沉积中心。在苏维依组和吉迪克组沉积时期，全区稳定沉积。在康村组沉积时期，克拉苏冲断带及秋里塔格冲断带在差异负载作用下，盐体发育底辟构造。

上新统库车组和第四系西域组沉积时期（图4h），盆地表现为压陷作用。库车坳陷北部克拉苏冲断带发生强烈构造变形，早期古前陆盆地内构造发生复活，在区域挤压作用下发育一系列冲断构造，高角度基底卷入逆冲断层向南逐渐变为滑脱断层，膏盐岩层在浅层背斜核部聚集，盐下层发育楔状叠瓦构造。在地表自北向南形成喀桑托开和秋里塔格背斜带，西域组在拜城凹陷与南部斜坡带厚度较大，克拉苏冲断带与秋里塔格冲断带处厚度较小。秋里塔格冲断带西部盐上层发育南、北2个滑脱背斜，背斜近对称，膏盐岩层在浅层背斜下方聚集形成大型盐枕，盐下层基底断裂重新活动形成冲断隆起。拜城凹陷为宽缓向斜，断裂在盐上层和盐下层均不发育。塔北隆起地层沉积稳定，断层和褶皱很少发育。

图5　库车坳陷中生代不同沉积时期地质剖面（剖面位置见图1）

6　库车坳陷中生代盆地原型

根据地震剖面解释的中生代盆地原型演化图可以看出（图5），造山楔顶部有中生界沉积，但是相当部分在新生代、特别是新近纪天山挤压隆起过程中被剥蚀，盆地沉降中心轴线位于现今山前地带，保存有良好的烃源岩。库车坳陷南部边缘古隆起在海西运动期或更早形成，顶部相当部分没有完整的中生代沉积层序。在三叠纪，库车坳陷沉降中心在海西运动期造山楔北部单斜带和被动陆缘斜坡克拉苏冲断带—依奇克里克冲断带之间，海西运动期南天山造山带隆升为剥蚀区，造山楔发生退覆沉积。在侏罗纪，库车地区沉降中心向南天山方向迁移，造山楔北部地层向南天山发生超覆沉积。在白垩纪，库车坳陷沉降中心从南天山向库车坳陷方向迁移，在库车坳陷克拉苏冲断带沉积最厚，造山楔北部地层在南天山发生退覆沉积，库车坳陷和塔北隆起整体为沉积区，在库车坳陷沉积的白垩系比塔北隆起厚。

根据残留地层、剥蚀地层及原始地层分布，以及盆地基底结构和沉积相分布特征等编制了中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪盆地原型（图6）。库车坳陷北部山前发育陡坡冲积扇、辫状河三角洲以及深湖，库车南缘的克拉通台地上发育缓坡辫状河三角洲和浅湖，温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—新和古隆起—牙哈古隆起带发育中央古隆起辫状河三角洲，对南北湖盆起着分隔作用。

晚石炭世—早二叠世海西运动使形成的南天山强烈上升，二叠纪在塔里木克拉通形成的火山岩、火山碎屑岩盆地沉积层向造山带超覆，在盆山过渡带形成了库车坳陷雏形。库车坳陷中生代原型盆地属于造山后拗陷盆地，地壳均衡可能是中生代盆地沉降的动力学原因。三叠纪地壳开始均衡下沉，随着南天山造山带的塌陷，在盆山过渡带库车坳陷发生均衡沉降发育拗陷盆地，沉降和沉积中心位于克拉苏冲断带东北部，地层最厚约为3 000 m，库车坳陷主物源主要来自西部、北部和东部，南缘温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—牙哈古隆起带也能提供局部物源，并影响湖盆水动力系统和沉积环境。三叠系向北部山前控坳边界断裂之下发生退覆沉积，向南部海西运动期古隆起超覆。

图6　库车坳陷中生代盆地原型

由于造山楔与克拉通的均衡沉降速率不同，导致不同时期盆地沉降中心发生迁移。侏罗纪盆地轴线较三叠纪盆地向北部造山楔迁移，盆地范围有所扩大，沉积和沉降中心向西发生轻微迁移，地层最厚约为2 500 m，盆地深度普遍变浅。温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—新和古隆起—牙哈古隆起成为分隔南北2个湖盆的山脊，库车坳陷主物源来自天山造山带，库车南部古隆起带提供次物源，古隆起幅度和范围变小。侏罗系向北部山前超覆沉积，向南部海西运动期古隆起超覆。

白垩纪盆地沉积和沉降中心继续向西南迁移，地层最厚约为2 800 m，盆地深度有所加大，白垩系在库车坳陷和塔北隆起连接成片，盆地范围扩大。白垩纪晚期发生区域抬升剥蚀，白垩系向北部山前退覆沉积，向南部海西运动期古隆起超覆。库车坳陷主物源来自南天山造山带，温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—新和古隆起—牙哈古隆起带被掩埋淹没于水下，形成潜伏隆起，但是对南北2个湖盆依然起着局部分隔作用，温宿古隆起仍是西部主要物源，湖盆面积缩小，但冲积相沉积范围增大。

7　结论

（1）库车坳陷盆地结构垂向上从下向上分为古生界、中生界和新生界3大构造层；自西向东分为西段、中段和东段3段，主体沉降和沉积中心依次为乌什凹陷、拜城凹陷、阳霞凹陷；自北向南划分为造山楔、被动陆缘斜坡带、克拉通边缘隆起带等结构单元。二叠系是海陆转换的过渡层，库车凹陷克拉苏冲断带是盆山变形过渡带，温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—牙哈古隆起带是台盆与被动陆缘的枢纽线。

（2）库车坳陷中生界总体呈东西向条带状分布，为南薄北厚的楔形体，西南薄东北厚。三叠系残余地层厚度为0～3 000 m，侏罗系残余地层厚度为0～2 500 m，白垩系残余地层厚度为0～2 800 m，沉积沉降中心位于克拉苏冲断带东北部，在不同时期发生了轻微的迁移。采用地层趋势厚度法建立了层序减薄、终止模型，估算了库车坳陷三叠系、侏罗系和白垩系的剥蚀厚度。

（3）库车坳陷中生界是上覆在海西运动期盆山过渡带之上的陆相盆地沉积层，中生界覆盖在海西运动期造山楔上，向南在海西运动期古隆起上超覆。库车坳陷中生界受北部山前基底断裂控制发育断陷湖盆，山前为陡坡冲积扇、辫状河三角洲以及深湖；库车南缘为克拉通台地湖盆，发育缓坡三角洲、浅湖；温宿古隆起—秋里塔格西部古隆起—牙哈古隆起带发育中央古隆起辫状河三角洲，对南北湖盆起着分隔作用。

（4）库车坳陷中生代原型盆地属于上覆在南天山海西运动期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上的拗陷盆地，地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。海西运动使南天山褶皱隆升，早二叠世在塔里木克拉通和南天山有强烈的火山作用，在盆山过渡带形成了库车坳陷盆地雏形。三叠纪地壳开始均衡下沉、造山带塌陷在盆山过渡带发育拗陷盆地，侏罗纪、白垩纪坳陷继承性发育，但是盆地轴线、沉降和沉积中心发生轻微的迁移，白垩纪晚期发生区域抬升剥蚀。

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（编辑曹元婷）

Analysis of Mesozoic Prototype Basin in Kuqa Depression,Tarim Basin

YU Haibo1,2，QI Jiafu1，YANG Xianzhang3，SUN Tong1，LIU Qiyao3，CAO Shujuan3
(1.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourceandProspecting，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249,China;2.a.ResearchInstitute ofExplorationandDevelopment,b.PostdoctoralResearchStation,ZhongyuanOilfieldCompany，Sinopec，Zhengzhou，Henan450000,China; 3.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment，TarimOilfieldCompany,PetroChina，Korla，Xinjiang841000,China)

Using the data of seismic,surface outcrop,drilling,logging and non⁃seismic geophysics,the paper investigates the basin struc⁃ture,tectonic style and regional tectonic evolution of Mesozoic strata in Kuqa depression,Tarim basin.Stratum trend thickness method is adopted to calculate the Mesozoic denudation thickness and the genesis of the Mesozoic prototype basin is analyzed in Kuqa depression with sedimentary data.The residual Mesozoic strata in Kuqa depression are generally of a geologic framework characterized by thick in the north and thin in the south,denudating in the north and overlapping in the south,strong angular unconformity developed on the Hercynian fold belt of the southern Tianshan Mountain in the north and slight angular unconformity distributed on the Cambrian⁃Ordovician series. The Mesozoic prototype basin in Kuqa depression is a down⁃wrapped basin overlying the Hercynian orogenic belt of the southern Tianshan Mountain and the transitional zone at the margin of Tarim craton.The isostasy may provide the main force for the subsidence of the basin. The Hercynian movement resulted in the uplift of the southern Tianshan folds.Strong volcanism occurred in Tarim craton and southern Tianshan Mountain during the early Permian allowed the formation of proto⁃Kuqa depression basin on the basin⁃mountain transitional zone. The balanced subsidence of the earthcrust started in Triassic period,the orogenic belt collapsed and the depression basin was developed on the basin⁃mountain transitional zone.The successive development of the depression occured in Jurassic and Cretaceous,but the basin axis, sedimentation and depositional center slightly migrated and the regional uplift⁃denudation occurred in the Late Cretaceous.

Tarim basin;Kuqa depression;Mesozoic;prototype basin;tectonic movement;denudation thickness restoration

TE111.2

A

1001-3873（2016）06-0644-10

10.7657/XJPG20160604

2016-01-12

2016-08-25

国家科技重大专项(2011ZX05003-004）

余海波（1983-），男，湖北随州人，博士，构造地质，（Tel）15824838201（E-mail）327351464@qq.com