塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

余海波，漆家福，杨宪章，刘骐峣，曹淑娟，范绳，孙统，杨向阳

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勘探开发研究院，郑州450000；3.中原油田博士后科研工作站，郑州450000；4.中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院，库尔勒841000

塔里木盆地库车坳陷中生界构造古地理分析

余海波1,2,3，漆家福1，杨宪章4，刘骐峣4，曹淑娟4，范绳1，孙统1，杨向阳1

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勘探开发研究院，郑州450000；3.中原油田博士后科研工作站，郑州450000；4.中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院，库尔勒841000

运用区域地面地质、地震、钻测井等资料的综合分析，对库车坳陷中生界的盆地结构、构造样式、中生界各层序原始地层厚度和沉积相分布、古隆起形态、区域构造演化等方面进行研究，重建了库车坳陷中生代盆地构造古地理，并对盆地原型成因进行分析。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期褶皱带，南部微角度不整合面在寒武-奥陶系之上，南部边缘沿着温宿-西秋-牙哈古隆起有基底断裂活动。北部单斜带为冲积扇和辫状河三角洲，克拉苏构造带为深湖，南部沿着古隆起带为缓坡三角洲、浅湖。库车坳陷中生代原型盆地位于南天山海西期造山带和塔里木克拉通边缘过渡带之上，地壳均衡可能是盆地沉降的主要动力。南缘古隆起带在南天山洋扩张期为塔里木克拉通台地与被动大陆边缘的台地边缘，南天山洋闭合期为前陆隆起带，发育基底断裂和断块差异活动，在中生代有继承性活动，晚新生代新天山挤压隆升使古隆起带发生挤压变形，成为新天山逆冲变形造山楔的前锋。

塔里木盆地；库车坳陷；构造古地理；原型盆地

古地理学是研究地质历史时期和人类历史时期自然地理特征及其演化的科学（冯增昭，2009）。构造古地理侧重于构造格局和构造地貌标志，盆地的性质和构造活动控制着古地理的变革，导致盆地沉降速率、沉积物类型、沉积体系也不同。对构造古地理学的研究，很多学者根据构造学的资料运用几何学、运动学、动力学等理论和观点认识论述古地理特征，也有学者根据构造-沉积相互关系，来开展构造古地理的研究（李继亮,2009;潘桂棠等,2008;杨桥等,2009;张克信等,2014;David et al.,2015;Giovanni et al.,2015; Hao et al.,2015;Massimo et al.,2015;Greenbaum et al.,2014;Natalia et al.,2015;Ronald et al.,2011; Tahar etal.,2012）。近些年，国内外专家和学者以多学科相互交叉渗透的趋势，如构造地质学、沉积学、地层学、古生物学等，对构造古地理的研究主要集中在盆地造山带、全球古大陆重建等方面，以全球构造活动论和板块构造等观点，来研究盆地的形成、发展、演化以及构造对岩相的控制作用（陈守建等,2013;陈榕等,2015;冯增昭, 2004;何碧竹等,2013;李忠等,2013;李强等,2014;邵济安等,2014;王成文等,2014）。

库车坳陷受地表条件复杂、浅层速度剧变、膏盐岩层的发育及地震资料品质较差等因素影响，构造解释具有多解性。前人对山前带逆冲褶皱构造样式、逆冲扩展方式、构造变形序列也有争议，不同构造单元的构造变形差异性研究程度较低，中生代盆地原型、构造古地理以及中生代各个时期的古构造变形等方面的研究工作较少，是制约库车坳陷油气勘探的主要地质问题。本次研究尝试将盆地构造与沉积作用相结合，来进行构造古地理分析，在油气资源评价方面和学科理论的丰富上有重要的意义。

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。塔里木盆地是我国最大的含油气盆地，发育在前震旦系结晶基底上典型的叠合盆地（何登发等，2005），位于南天山、西昆仑山和阿尔金山之间。在志留纪末期-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（贾承造,2004;魏国齐等,2000）。在二叠纪，塔里木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。在晚二叠世-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；在侏罗纪-古近纪，受新特提斯洋直接影响发育为断陷盆地；在始新世末期，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、西昆仑山发生碰撞拼合并迅速隆升（贾承造等,2003；贾承造，2004;魏国齐等,2000;Yin etal.,1998）。

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，平面上表现为中部宽、向东西两段收敛的NNE向狭长条带，经历了多期的构造变形的“再生”或“复活”前陆盆地，充填了巨厚的中-新生代陆相沉积物，整体呈北厚南薄的楔状（贾承造等，2003；贾承造，2004；魏国齐等，2000；Yin etal.,1998）。库车坳陷可进一步划分为北部单斜带、克拉苏-依奇克里克构造带、阳霞凹陷、拜城凹陷、乌什凹陷、秋里塔格构造带、南部斜坡带等7个次级构造单元（图1）。库车坳陷北部单斜带与南天山南缘相连，山前断裂带可能是高角度的逆冲断裂或走滑逆冲断裂带，中生代地层在山前翘起成单斜，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代地层（漆家福等，2009；王清晨等，2004；Qietal.,2009）。

2 库车坳陷盆地结构特征

图1 库车-塔北地区构造单元分布图①库车前陆盆地地质结构再认识及大北-克深三维区构造建模，塔里木油田内部报告，2012。Fig.1 Map showing the distribution of tectonic units in Kuche-Tabeiarea

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显示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，库车坳陷东段、中段、西段的主体沉降－沉积单元分别为阳霞凹陷、拜城凹陷、乌什凹陷。根据重磁勘探资料显示，库车-塔北地区发育温宿古隆起、西秋古隆起、新和古隆起和牙哈古隆起，也将库车坳陷基底结构分为东段、中段、西段三段（余海波等，2015），由于沉积盖层的构造变形具有上下呼应，基底的分段性与浅层的沉降-沉积中心形成的分段特征相匹配。

根据地震剖面解释的结构特征，将沉积地层从下向上分为古生界、中生界、新生界三个大的构造层。库车坳陷充填的主要沉积地层包括中、新生界，但是中、新生界层序并不是连续的，普遍缺失晚白垩世地层。在克拉苏构造带、拜城凹陷和西秋里塔格构造带膏盐岩层发育在古近系库姆格列木群，在东秋里塔格构造带和阳霞凹陷膏盐岩层发育在新近系吉迪克组。这些膏盐岩层及区域不整合面的存在导致新生界与中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。

库车-塔北地区由北向南可划分为造山带增生楔、被动陆缘斜坡带、克拉通边缘隆起带等盆-山结构单元（图2）。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叠在南天山海西期造山楔之上，向南超覆在塔里木克拉通上。二叠系是海陆转换的过渡层，克拉苏构造带是盆山变形过渡带，温宿-秋里塔格-牙哈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-奥陶系之上，南部斜坡带中生界超覆在海西期古隆起之上。

不同的断裂系统根植于不同构造单元，地壳结构、基底断裂性状控制断裂系统的发育，表现出的构造圈闭样式也有明显差异。库车-塔北地区断裂系统从北向南分为增生楔断裂系、库车断裂系、塔北断裂系三部分（图2）。增生楔断裂系为克拉苏断裂带以北的“三层楼结构”，包括基底卷入逆冲断层、盖层滑脱逆冲断层和盖层滑脱褶皱冲断构造，基底断层以逆冲位移为主多期活动；不同层次圈闭样式不同，高角度断层控制断块、断背斜，核部为结晶基底或造山楔；低角度断层的上盘常发育断背斜和滑脱背斜。库车断裂系为秋里塔格及库车坳陷内部的“两层楼结构”，基底断层为高角度多期活动的逆冲断层，盖层为新生代形成的冲断褶皱，基底断层控制断块、断背斜、古潜山圈闭。塔北断裂系为塔北隆起区的“一层楼结构”，基底卷入构造是高角度断裂为主，具多期多性质活动，以基底断层控制的断块圈闭、古潜山圈闭为主。

图2 库车-塔北地区盆到山的区域结构剖面（测线位置见图1A-A＇）Fig.2 The regional structure section from the basin to themountain in Kuche-Tabeiarea（the position of the transectA-A＇isshown in fig.1）

3 库车坳陷中生界各个时期构造变形特征

库车前陆盆地的形成和演化与造山带是同步的，盆山之间动力学上耦合表现在山体的隆升－剥蚀作用和前陆地区的沉降－沉积作用，早二叠世末期的区域隆升使库车地区的下二叠统基本剥蚀完毕。库车地区的三叠纪盆地是南天山造山后经过热隆升的岩石圈发生冷却作用过程中形成的，在侏罗纪随着造山期后的应力松弛，以区域伸展构造变形为主，库车地区进入断陷、坳陷盆地阶段。在晚白垩世，库车坳陷与天山之间发生强烈区域性热隆升，库车坳陷全区缺失上白垩统，其影响范围可能一直波及到塔北地区（贾承造等，2003）。根据库车-塔北地区地震剖面资料，对地层的发育、接触分析及断裂特征进行了构造解析，得出中生代各个时期沉积前的古地质图（图3）。

3.1 三叠系沉积前构造变形

在三叠系沉积前，库车地区受挤压应力发生强烈变形，基底断裂总体上为东西向条带状分布。如图3所示剥离三叠系地质图可以看出，在海西期造山楔，地层整体为NEE向展布，西部受边界东西向和南北向走滑逆冲断层影响，石炭系与寒武系不整合接触；中-西部从北向南依次为泥盆系、前寒武系、寒武系；中-东部从北向南依次为泥盆系、石炭系、二叠系、石炭系不整合接触；东部从北向南依次为石炭系、寒武系、前寒武系不整合接触。在被动陆缘斜坡残留的地层为寒武-奥陶系，被北部边界北倾逆冲基底断层和南部边界南倾逆冲断层分隔开。在克拉通边缘隆起，西部地层为NE向展布；中-东部地层为NEE向展布；西部从北向南依次为前寒武系、寒武-奥陶系、志留系、石炭系、二叠系不整合接触；中部从北向南依次为寒武-奥陶系、二叠系不整合接触，局部见志留系和泥盆系；东部从北向南依次为前寒武系、寒武-奥陶系、石炭系、二叠系不整合接触。

库车坳陷基底断裂在平面上整体呈东西向线性展布，在温宿古隆起与西秋古隆起之间发育南北向的走滑断裂，向北断开造山楔断裂带，向南延伸到新和古隆起的喀拉玉尔滚构造带。造山带增生楔断裂系为神木园-克拉苏-依奇克里克断裂带以北的冲断构造，基底高角度断层控制断块、断背斜，断层以逆冲位移为主发生多期活动，核部为结晶基底或造山楔，主断裂在平面上为一条连续稳定的直线从库车西部延伸到东部。库车断裂系在西部被走滑断层分隔开，走滑断裂左侧为控制温宿古隆起北部的边界断裂—吐滋别克断裂，右侧为控制西秋古隆起的南部边界断裂，从西秋向东秋构造带南边界断裂分隔作用减弱直至消失。西秋里塔格构造带基底断层为多期活动的逆冲断层，基底断层控制着西秋断块古隆起的发育演化。克拉通边缘隆起带基底发育多期活动的逆冲断层，并具有走滑特征，古隆起在古生代时期继承性发育，基底断层控制新和古隆起和牙哈古隆起的发育演化。库车坳陷南缘古隆起在海西期就已经存在，东西向呈条带状分布，对古水流及物源方向具有分隔阻碍作用，局部为库车坳陷提供物源。

图3 库车坳陷中生代各个时期地质图Fig.3 Thegeologicmap showingof theMesozoic strata in Kuqa depression

从地震资料解释的在三叠纪前剖面结构图可以看出（图4D），在海西期造山楔北部单斜带上发育两条北倾高角度基底逆冲断层，古生代地层发生强烈的褶皱变形。在被动陆缘斜坡发育的地层为寒武-奥陶系，秋里塔格构造带发育高角度北倾基底逆冲断层。在克拉通边缘隆起核部为前震旦系，隆起南部古生界向隆起方向逐层超覆减薄，隆起北部为高角度南倾基底逆冲断层将隆起抬升剥蚀。

图4 库车坳陷中生代各个时期沉积前地质剖面图Fig.4 Thegeologicalprofileofdeposition in variousperiods in theMesozoic in Kuqa depression

图5 库车坳陷中生代各个时期沉积时地质剖面图（测线位置见图1B-B′）Fig.5 Thegeologicalprofile showing deposition in variousperiods in theMesozoic in Kuqa depression（the position of transectB-B′is shown in figure 1）

3.2 三叠系同沉积期构造变形

在三叠纪（图5C），库车地区沉降中心在海西期造山楔北部单斜带和被动陆缘斜坡克拉苏-依奇克里克构造带之间，海西期南天山造山带隆升为剥蚀区，造山带增生楔发生退覆沉积，海西期造山楔和被动陆缘斜坡为前陆前渊沉降区。被动陆缘斜坡的秋里塔格构造带南部到克拉通边缘隆起为前陆隆起剥蚀区，古生界及前寒武系发生了不同程度的剥蚀。

3.3 三叠纪末期古隆起分布

在三叠纪末期，发育的古隆起平面上连接成片，隆起的展布范围扩大（图3）。古生代末期形成的天山褶皱造山带，经过晚古生代末期、中生代初期的地壳均衡和地表地质作用，构造活动性逐渐渐弱，地貌上的山地也逐渐夷平。温宿凸起北翼发育一条高角度南倾基底逆冲的边界断裂，将乌什凹陷和温宿凸起分开，该断裂南部逆冲隆升，形成单断式背斜，向东延伸与西秋断裂交汇。

在温宿古隆起南翼的隆起西部和东部，发育的地层有寒武-奥陶系、志留系；隆起中部发育的地层有寒武-奥陶系、志留系、石炭系、二叠系；在古隆起北翼，发育的地层有寒武-奥陶系。温宿隆起北侧边缘断裂陡倾，隆起总体上表现为北断南倾断块隆起特征。温宿隆起南部边缘斜坡有明显的下伏岩层削蚀，上覆岩层向隆起有超覆减薄现象，隆起核部为前寒武系，温宿隆起至少在海西末期已经形成。

西秋古隆起在平面上主要包括秋里塔格构造带的却勒和西秋段，在西秋南部基底断裂上盘志留系和晚古生界缺失，残留寒武-奥陶系。在前缘区域形成背斜古隆起，西秋构造带可能处在前陆盆地前缘隆起带的南坡，地层从北向南被逐渐剥蚀减薄。西秋古隆起形成冲起断块隆起，隆起两翼三叠系顶部剥蚀，冲起断层上盘的核部区域，下古生界地层整体或部分被剥蚀。

新和古隆起在平面上经过的构造带有英买力断裂构造带、大尤都斯断裂构造带、红旗断裂构造带，总体为冲断断块构造古隆起，北侧基底断层有多期活动，破坏背斜形态，新和隆起西部为火成岩侵入体，向东过渡为牙哈隆起。在晚古生代新和隆起的北翼缺失泥盆系、石炭系、二叠系，在南翼的西部缺失泥盆系、石炭系、二叠系，向东逐渐发育，反映在晚古生代末期新和隆起发生过一次隆升，古地形是西高东低。新和隆起的南翼，发育的三叠系向隆起方向逐渐减薄，向西局部缺失三叠系。在隆起的北翼局部发育三叠系，厚度比隆起南翼薄。反映在三叠系沉积时期，隆起的南翼比北翼稍低，在三叠纪末期新和隆起发生隆升剥蚀后，北翼比南翼较高。

牙哈隆起总体为冲起断块构造古隆起，西段为北断南倾掀斜断块，中段为近对称冲起断块，东段南断北倾掀斜断块。基底断裂具多期活动特征，并且断裂活动性质也有变化，中生代可能有走滑活动。牙哈隆起两翼边界断裂均为高角度基底断层，南翼断层为北倾的轮台断裂，北翼断裂为南倾基底逆冲断层。牙哈隆起由西向东构造带逐渐变窄，隆起核部断裂发育逐渐减少。在晚古生代牙哈隆起的南翼大区域缺失二叠系和泥盆系，隆起的北翼缺失泥盆系、石炭系、二叠系。在晚古生代末期牙哈隆起发生过一次隆升剥蚀，南翼的全部二叠系和部分石炭系被抬升剥蚀，古地形是北翼高南翼低。

3.4 侏罗系沉积前构造变形

在三叠纪末期受局部隆升挤压应力，库车地区发生轻微的构造变形，基底断裂总体上没有发生变化。在海西期造山楔，地层整体为NEE向展布，西高东低，在西部可见前寒武系和寒武系与上古生界不整合接触，中-东部渐变为泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系依次不整合接触。在被动陆缘斜坡西部地形高，可见寒武系与三叠系不整合接触，局部见零星分布的泥盆系，中-东部为三叠系向南超覆在寒武-奥陶系之上。在克拉通边缘隆起，地形整体上为东西高、中部低，东西部可见前寒武系，由北向南渐变为寒武-奥陶系、志留系、石炭系、二叠系、三叠系；中部从北向南依次为寒武-奥陶系、二叠系、三叠系不整合接触，局部见志留系和泥盆系（图3）。

从地震资料解释的在侏罗纪前剖面结构图可以看出（图4C），在海西期造山楔北部单斜带上发育两条北倾高角度基底逆冲断层尖灭到三叠系，古生代地层强烈的褶皱变形带被逆冲抬升；在被动陆缘斜坡秋里塔格构造带北部残留的地层为寒武-奥陶系、三叠系，在秋里塔格构造带核部及南部残留地层为寒武-奥陶系；在克拉通边缘隆起核部为前寒武系，隆起南部古生界和三叠系向隆起方向逐层超覆减薄；秋里塔格构造带和塔北隆起距离构造运动位置远，基底断裂不发生再活动，覆盖在下伏地层之上的三叠系不发生断层抬升活动。

3.5 侏罗系同沉积期构造变形

在侏罗纪（图5B），库车地区沉降中心向南天山方向迁移，造山带增生楔北部地层向南天山发生超覆沉积。前陆前渊沉降区范围扩大，前陆隆起剥蚀区范围缩小，前寒武系发生了不同程度的剥蚀，克拉苏和北部单斜带基底断裂被侏罗系覆盖，在侏罗纪没有发生再活动。

3.6 侏罗纪末期古隆起分布

库车地区侏罗纪随着造山期后的应力松弛，进入断陷、坳陷盆地阶段，库车与南天山地区以区域伸展构造变形为主，发育正断层和走滑正断层（图3）。

总体上西秋构造带仍是区域高点，为三叠系末期古隆起形成的冲起断块山地貌，缺失侏罗系；新和隆起北翼的侏罗系沉积间断。侏罗纪末期，经过长期的剥蚀夷平作用，古隆起展布范围逐渐缩小，局部地区下降发生沉积，并对侏罗纪的煤系及碎屑岩的沉积和沉积相带的分布有一定的控制作用。

3.7 白垩系沉积前构造变形

库车地区受局部隆升挤压应力作用，在白垩纪前发生构造变形，从北到南库车坳陷盆地被东西向基底断裂带分为海西期造山楔、被动陆缘斜坡、克拉通边缘隆起（图3）。在海西期造山楔，西部受边界东西向和南北向走滑逆冲断层影响，北部的石炭系与向南与寒武系不整合接触；中-西部核部为前寒武系，向北渐变为泥盆系、志留系，向南依次为寒武系、三叠系、侏罗系不整合接触；中-东部可见石炭系、二叠系出现；东部从北向南依次为石炭系、三叠系、侏罗系不整合接触，局部见零星前寒武系。在被动陆缘斜坡西部寒武系、三叠系及零星分布的泥盆系不整合接触，中-东部为侏罗系向南超覆不整合在寒武-奥陶系之上。在克拉通边缘隆起，西部NE向展布的地层从北向南为前寒武系、寒武-奥陶系、志留系、石炭系、二叠系、三叠系依次不整合接触；中-东部地层为NEE向展布，中部从北向南为寒武-奥陶系、二叠系、三叠系、侏罗系依次不整合接触，局部见零星志留系，东部从北向南为前寒武系、寒武-奥陶系、侏罗系依次不整合接触。

从地震资料解释的在白垩纪前剖面结构图可以看出（图4B），在海西期造山楔北部单斜带上发育两条北倾高角度基底逆冲断层在侏罗纪没有继续活动；在被动陆缘斜坡，三叠系和侏罗系先后超覆到秋里塔格构造带北部的寒武-奥陶系之上，在秋里塔格构造带核部及南部残留地层为寒武-奥陶系；在克拉通边缘隆起，隆起南部古生界、三叠系和侏罗系向隆起方向逐层超覆减薄，见薄层侏罗系覆盖在前寒武系之上，核部为前寒武系出露；秋里塔格构造带和塔北隆起基底断裂不活动，侏罗系直接覆盖在下伏地层之上。

3.8 白垩系同沉积期构造变形

在白垩纪（图5A），库车地区沉降中心从南天山向库车方向迁移，在库车坳陷克拉苏构造带沉积最厚。造山带增生楔北部地层在南天山发生退覆沉积，库车-塔北地区整体为沉积区，在库车坳陷沉积的白垩系比塔北地区厚。在被动陆缘斜坡，白垩系向南部隆起层层超覆在侏罗系之上，在秋里塔格构造带白垩系沉积稍薄。在克拉通边缘隆起上，白垩系超覆并覆盖在古隆起和基底断层之上，基底断裂不发生再活动。

3.9 白垩纪末期古隆起分布

在白垩纪晚期，乌什凹陷基底逆冲断裂重新发育，白垩系向南断缺在吐滋别克断裂，温宿凸起核部在该时期为隆起区，没有发生白垩系沉积，从温宿隆起核部向南出露的地层依次为寒武系、奥陶系、志留系、石炭系、二叠系、三叠系和白垩系。西秋古隆起、新和古隆起、牙哈古隆起被剥蚀夷平，广泛沉积白垩系（图3）。库车地区在海西期造山楔，地层整体为NEE向展布，西部石炭系与寒武系不整合接触；中-西部从北向南地层依次为泥盆系、前寒武系、寒武系、三叠系、侏罗系、白垩系；中-东部局部见石炭系、二叠系；东部从北向南依次为石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系，局部见零星前寒武系不整合接触。在被动陆缘斜坡西部残留的地层为寒武系、三叠系、白垩系，局部见零星分布的泥盆系分别与三叠系、白垩系和寒武系不整合接触，中-东部残留的地层为白垩系。在克拉通边缘隆起，西部从北向南依次为前寒武系、寒武-奥陶系、志留系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系不整合接触；中-东部地层全部被白垩系覆盖。

从地震资料解释的古近系沉积前剖面结构图可以看出（图4A），在海西期造山楔北部单斜带上基底逆冲断层，在白垩纪时期没有再活动，白垩系沉降-沉积中心向南迁移；在被动陆缘斜坡和克拉通边缘隆起，白垩系全区分布覆盖在下伏地层之上，隆起南部古生界和中生界向隆起方向逐层超覆减薄，基底断裂不发生再活动。在白垩纪晚期，发生区域性的隆升，白垩系整体遭到抬升剥蚀，从南天山到塔北地区，剥蚀厚度逐渐减少。

4 库车坳陷中生界原型盆地沉积特征

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。海西运动形成的南天山在晚石炭世-早二叠世强烈上升，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盆地雏形。根据残留地层、剥蚀地层及原始地层分布、盆地基底结构以及沉积相分布特征等编制了中生代盆地原型（图6）。在库车坳陷北部受南天山山前高角度基底断裂的控制，形成坡度较陡的断陷盆地，山前发育陡坡冲积扇构造岩相，陡坡近源的辫状河三角洲构造岩相以及深洼深湖构造岩相。在库车南缘的塔北地区的克拉通台地上发育缓坡三角洲构造岩相，和缓坡浅湖构造岩相。温宿-西秋-新和-牙哈古隆起带发育中央古隆起辫状河三角洲构造岩相，对南北湖盆起着分隔作用。

根据中生代盆地原型剖面图可以看出，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期或更早形成，顶部相当部分没有完整的中生代沉积层序（图5）。在三叠纪，库车地区沉降中心在海西期造山楔北部单斜带和被动陆缘斜坡克拉苏-依奇克里克构造带之间，海西期南天山造山带隆升为剥蚀区，造山带增生楔发生退覆沉积。在侏罗纪，库车地区沉降中心向南天山方向迁移，造山带增生楔北部地层向南天山发生超覆沉积。在白垩纪，库车地区沉降中心从南天山向库车方向迁移，在库车坳陷克拉苏构造带沉积最厚，造山带增生楔北部地层在南天山发生退覆沉积，库车-塔北地区整体为沉积区，在库车坳陷沉积的白垩系比塔北地区厚。

三叠纪开始随着南天山造山带的塌陷，库车坳陷发生均衡沉降形成三叠纪盆地，沉降和沉积中心位于克拉苏构造带东北部，地层最厚约为3000米，三叠系向塔北隆起方向逐渐超覆尖灭，向北部单斜带缺失在控坳边界断裂之下，燕山期地壳均衡调整形成侏罗-白垩纪盆地。侏罗纪盆地轴线较三叠纪盆地向北部增生楔迁移，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2500米，盆地深度普遍变浅。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2800米，盆地深度有所加深，白垩系在库车坳陷和塔北隆起连接成片，盆地范围扩大。库车坳陷在早喜山期地壳均衡调整形成的古近纪盆地，晚喜山期强烈构造运动形成的新近纪-第四纪盆地。

5 库车坳陷中生代盆地构造古地理成因分析

古隆起的发育对地层和沉积相的分布会起到控制和影响作用，各层序向隆起方向会逐渐发生超覆或尖灭，古隆起的抬升或沉降会造成地层的剥蚀或沉积。古隆起范围的扩张或缩小，以及古隆起的迁移变化，使物源体系、古水流的方向和沉积相带的分布也会随之受到影响。根据库车坳陷中生代地层构造古地理叠合图可以看出（图7），在三叠纪，库车坳陷中生代盆地沉积的区域性物源主要来自西部、北部、东部，南缘古隆起构造也能提供局部物源，并影响湖盆水动力系统和沉积环境。在侏罗纪，温宿-秋里塔格-新和-牙哈隆起成为分隔南北两个湖盆的山脊，秋里塔格可能为北部湖盆提供重要物源；温宿为北断南倾断块山，秋里塔格为南断北倾断块山，新和-牙哈为北断南倾断背斜山。在白垩纪，温宿-秋里塔格-新和-牙哈隆起大部分被掩埋，但是分隔南北两个湖盆的隆起依然存在，温宿凸起仍然是西部主要物源，湖盆面积缩小，但冲积相沉积范围增大。

图6 库车-塔北地区中生代盆地原型叠合图Fig.6 The overlay of the Mesozoic prototype basin in Kuche area,Northern Tarim

塔里木盆地北部南天山洋在前海西期经历了多期次的“开”、“合”构造旋回演化，库车地区处于塔里木地台北部边缘，受南天山洋构造旋回演化影响会发育不同方向、不同性质的基底断裂（贾承造等,2003;汤良杰等,2008;漆家福等,2013;汪新等,2002;尹宏伟等,2011;余一欣等,2006, 2008;Guan et al.,2010;Suppe et al.,1992;Chen et al.,2004;Zhangetal.,2014）。南天山洋在古生代经历过手风琴式的开合运动，最终在石炭纪末期关闭，在库车坳陷以北形成增生楔，前锋可能达到克拉苏构造带。库车-塔北地区早古生代处于被动大陆边缘，有可能发育边缘隆起和早期大陆裂陷形成的基底正断层，之后处于前陆板块“跷跷板”式挠曲变形的“枢纽”部位，有利于古隆起和基底断层继承性活动。中生代盆地发育在两次区域挤压作用之间相对稳定的构造环境中，主要是地壳均衡控制盆地沉降。中生代盆地基底南部直接盖在克拉通之上，北部是增生楔。

图7 库车坳陷中生代地层构造古地理叠合图Fig.7 Theoverlay of theMesozoic tectonic paleogeography in the Kuqa depression

海西造山作用的挤压使南天山抬升，南天山山体对前陆的压陷使山前挠曲拗陷发育晚二叠世-三叠纪前陆盆地，前者导致前陆由南向北抬升幅度加大，后者导致前陆由南向北沉降幅度加大，在这两种作用的转换部位发育古隆起，并发育基底卷入高角度断层。在中生代，中生界向隆起超覆，隆起的“支点”雏形形成。库车坳陷在二叠系沉积前到三叠系沉积过程中发生了“跷跷板”式的升降，边缘古隆起处于“支点”部位，多期构造叠加。晚期南天山隆升向南斜向推挤的挤压剪切应力场使古隆起边界断层复活，基底断裂活动在库姆格列木群盐岩层之下形成冲断隆起，并控制了盐岩层的滑脱和盐上层的褶皱冲断变形（漆家福等，2013；余海波等，2015）。

6 结论

（1）库车坳陷盆-山结构由北向南划分为造山带增生楔、被动陆缘斜坡带、克拉通边缘隆起带等单元。二叠系是海陆转换的过渡层，克拉苏构造带是盆山变形过渡带，温宿-秋里塔格-牙哈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-奥陶系之上，南部斜坡带中生界超覆在海西期古隆起之上。

（2）库车地区从北向南分为增生楔断裂系、库车断裂系、塔北断裂系。增生楔断裂系为克拉苏断裂带以北的“三层楼结构”，库车断裂系为秋里塔格及库车坳陷内部的“两层楼结构”，塔北断裂系为塔北隆起区的“一层楼结构”。

（3）库车坳陷中生界是上叠在海西期盆山过渡带之上的陆相盆地沉积层，中生界覆盖在海西期造山楔上，向南在海西期古隆起上超覆。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构造岩相；库车南缘为克拉通台地湖盆，发育缓坡三角洲、浅湖构造岩相；温宿-西秋-牙哈古隆起发育中央古隆起三角洲构造岩相，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。在晚石炭世-早二叠世强烈上升，在盆山过渡带形成坳陷盆地雏形；三叠纪开始随着南天山造山带的塌陷，发生均衡沉降形成三叠纪盆地；侏罗纪盆地轴线较三叠纪盆地向北部增生楔迁移，盆地扩大变浅；白垩纪盆地沉降中心向西迁移，盆地扩大变深。

（5）库车-塔北地区发育温宿-西秋-新和-牙哈古隆起，早古生代处于被动大陆边缘，有可能发育边缘隆起和基底正断层。之后处于前陆板块“跷跷板”式挠曲变形的“枢纽”部位，有利于古隆起和基底断层继承性活动。新近纪-第四纪新天山隆起使库车-塔北形成再生前陆盆地，天山山体向南斜向推挤使山前形成挤压剪切应力场，现存的高角度基底断层复活，在盐下层形成冲断隆起。

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TheM esozoic Tectonic Palaeogeographic Analysisin Kuqa Depression of Tarim Basin

YU Haibo1,2,3,QIJia fu1,YANG Xianzhang4,LIU Qiyao4,CAO Shu juan4, FAN Sheng1,SUN Tong1,YANG Xiangyang3
1.State Key Laboratory of Petroleum Resourceand Prospecting,China University of Petroleum,Beijing102249; 2.Research Instituteof Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield,SINOPEC,Zhengzhou,Henan 450000; 3.PostdoctoralResearch Station of Zhongyuan Oilfield,Zhengzhou,Henan 450000; 4Research Instituteof Exploration and Development,Tarim OilCompany ofPetroChina,Korla,Xinjiang841000

Using the regional geological,seismic,and well data,this paper investigates the Mesozoic basin structure and tectonic style, Mesozoic original thickness of strata and depositional system,paleo-uplift topography,and regional tectonic evolution in Kuqa depression.Subsequently the paleogeography of the Mesozoic basin is reconstructed and factorsof basin prototypes in Kuqa depression are analyzed.The residualMesozoic strata in Kuqa depression show that the geologicalstructurebecomes thinner from the north to the south,and is stripped in the north and overlapped in the south.The northern part ismarked by a large angularunconformity on Hercynian fold belt of south Tianshan,and the southern part shows a gentle angularunconformity on Cambrian or Ordovician.Thebasement faults havemovements alongwith theWenSu-XiQiu-YaHa palaeohighs in the southern edge.The alluvial fan and braided river delta were developed in the northernmonoclinal belt,and the deep-lake facieswas developed in Crassus structural belt.Along with the southern palaeohighswere thegentle slope deltaand a shallow lake.The Mesozoic prototypebasin of Kuqa depression belongs to the transitional zone of Hercynian orogenic belt in southern Tianshan and the Tarim craton.The isostasymay be themain factor on the passive margin of the subsidence of Mesozoic basin.During the expansion of the Southern Tianshan Ocean,the southern palaeohighs were on the passive margin of Tarim cratonic platform.When the southern Tianshan ocean closed,the southern palaeohighswere located on aup liftedbeltofthe foreland.Basementfaultsweredevelopedwith faultblockshavingdifferentmovementsand the southern palaeohighswere inherited in the Mesozoic.In the late Cenozoic,the southern palaeohighs experienced compressional deformationassociatedwith theupliftofnewTianshan,and thenbecamethefrontalthrustdeformationoforogenicwedge in thenew Tianshan.

Tarim Basin;Kuqa depression;tectonic paleogeography;prototype basin

YUHaibo,Ph.D.Candidate;E-mail:dikuangyuhaibo05@163.com

P542;TE 121

A文献标识码：1006-7493（2016）04-0657-13

10.16108/j.issn1006-7493.2016021

2016-02-12；

2016-04-15

国家重大专项（2011ZX05003-004）的企业配套项目

余海波，男，1983年生，博士研究生，地质学专业，研究方向为区域构造及盆地分析，长期从事石油地质研究；E-mail:dikuangyuhaibo05@163.com