浅析准噶尔盆地四棵树地区构造演化阶段

刘子超

摘要：准噶尔盆地四棵树凹陷油气资源丰富，但地质结构及演化十分复杂，长期以来一直存在较大争议。本文基于最新勘探进展及区域研究资料，重新梳理了该区的构造变形特征和叠合演化过程。该研究成果对于推进四棵树地区的油气勘探进程具有推动意义。

关键：准噶尔盆地 四棵树地区 构造演化

准噶尔盆地是我国大型含油气盆地之一，位于哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块一阿尔泰褶皱造山带和天山褶皱造山带之间，为一晚古生代一中、新生代的挤压复合叠加盆地。自形成至今，经历了海西、印支、燕山、喜马拉雅等四期构造运动的影响，构造格局复杂。四棵树凹陷属于北天山山前坳陷的一部分，经历多期构造运动，晚海西期四棵树凹陷作为西准噶尔的一部分，开始自西向东剧烈推覆，隆起遭受剥蚀，到晚三叠世停止推覆作用，并开始下沉。后经历了印支-燕山期及喜马拉雅期多期构造运动的改造，构造面貌较为复杂。总体认为，该区可分为5个构造演化阶段。

1. 区域地质背景

四棵树凹陷位于准噶尔盆地南缘西段， 隶属于北天山山前冲断带， 北部是车排子凸起， 西南边界是伊林黑比尔根山， 东邻昌吉凹陷， 即凹陷处于北天山构造带和西准噶尔构造带交汇处；主体既归属西部隆起区一级构造单元， 又属于北天山山前坳陷带， 主体走向为北西西-南东东。自下而上， 钻井揭示的地层有中下侏罗统的八道湾组、三工河组、西山窑组和头屯河组， 上侏罗统的齐古组， 白垩系的吐谷鲁群和东沟组， 古近系的紫泥泉子组和安集海河组， 新近系的沙湾组、塔西河组和独山子组和第四系。

2. 构造演化阶段划分

2.1 二叠纪及以前，盆地基底形成阶段

该区是在海西运动的背景下，形成了以石炭系为基底。盆地南部的北天山与准噶尔盆地南部前陆盆地系统的发展密切相关，属于天山褶皱系，发育泥盆—石炭系海相—陆相碎屑岩建造和火山岩建造。石炭系中酸性火山岩十分发育。北天山广泛发育上石炭统，主构造线方向近东西，以天山北缘断裂与准噶尔盆地分界。中寒武世—中炭世准噶尔地块南缘为被动型大陆边缘，石炭纪末期准噶尔地块与塔里木-中天山板块碰撞，开始了北天山推覆构造和南部前陆盆地系统演化。与东、西准噶尔界山的碰撞造山时间相比，北天山的造山时间更晚一些，前兩者为晚石炭世早期，而后者为晚石炭纪末期。

准噶尔盆地初步形成于中、晚石炭世末—中海西期末，下二叠统是它成盆后的最早沉积盖层。准噶尔盆地是在周边海槽闭合碰撞时多向挤压应力场中形成的。

2.2 晚三叠世晚期盆地裂陷，形成独立的沉积单元

三叠纪时期，四棵树地区开始裂陷沉降，形成与准噶尔盆地主体昌吉凹陷独立的沉积湖盆，在石炭系基底之上沉积了上三叠统郝家沟组上部地层。受车排子凸起向南东推覆产生的右旋扭压力影响，在凹陷内形成一系列雁行排列的断裂，高泉-固尔图构造带及艾卡构造带的主要断裂开始形成。

2.3 侏罗纪早期-白垩纪早期，多次抬升下降，形成了相对独立的沉积单元

早侏罗世—白垩纪早期，四棵树凹陷经历多次抬升、坳陷，沉积了中下侏罗统八道湾组、三工河组及西山窑组含煤地层、以及白垩系清水河组、呼图壁组地层。在南部地区，据地震剖面解释，可以看到八道湾组存在明显的超覆现象，其上三工河组及西山窑组、头屯河组以及齐古组存在明显的削蚀现象，说明本区沉积之后有明显的抬升作用存在。而白垩系的清水河组及呼图壁组地层在局部地区也见到明显的顶削底超的地层接触关系，结合野外露头以及镜质体反射率测试分析，认为该区构造演化在该时期有明显的凹陷-抬升相互转换的过程，从而形成了现今的地质格局。

结合地质认识及野外观察，推测侏罗纪早期原始沉积范围可能远大于现今的分布范围。此时，在南北向挤压作用下，构造运动开始加剧，伴随断裂活动，高泉-固尔图构造带及艾卡构造带基本形成。该阶段沉降幅度大，构造运动强，一举奠定了四棵树凹陷的主体沉降格局及构造格局，是凹陷最主要的形成阶段之一。

2.4 白垩纪后期—古近纪快速沉降快速抬升阶段

早白垩世早期，该区开始缓慢下沉，湖盆范围逐渐变大，在凹陷较大范围内沉积了吐谷鲁群清水河组地层。早白垩世中晚期—晚白垩世，凹陷大范围沉降再次停止，湖盆范围迅速变小，只在卡因迪克及其以东局部地区沉积了呼图壁组、胜金口组及连木沁组，而东沟组则大范围缺失。古近纪早期凹陷快速下并沉接受大量沉积，相对于北部地区在凹陷东南部沉积了巨厚的古近系，后期整体抬升，剥蚀严重。该阶段凹陷以整体沉降整体抬升为主，早期形成的断裂基本上没有发生大的变动。

2.5 新近纪中新世—第四纪凹陷剧烈沉降阶段

新近纪中新世以后，四棵树凹陷做为北天山前陆盆地的一部分与整个盆地一起剧烈沉降，接受了巨厚的新近系沙湾组、塔西河组、独山子组及第四系沉积。另外，由于印度板块与欧亚板块碰撞加剧，在天山隆升和山体扩张所产生的强大南北向挤压力作用下，山前推覆带开始形成，在推覆体之下形成一系列隐伏构造。同时，凹陷内中、新生代地层向北逐层位移，在燕山期雁行排列的断裂部位发生褶皱，形成独南、独山子、西湖、卡因迪克等右旋走滑构造体系，并使这些背斜成为断裂增长型背斜。该阶段凹陷沉降幅度大，构造运动相对较强，为凹陷的另一个主要形成期。由于该期以侧向挤压为主的主应力方向在昌吉凹陷段，因此四棵树凹陷喜马拉雅期断裂活动主要集中在凹陷南部山前带，而凹陷主体部位早期形成的印支-燕山期断层几乎未发生变动，只是形成少量规模较小的高倾角张扭性断层。至此，四棵树凹陷构造面貌基本定型，并成为北天山山前坳陷带的一个组成部分。

3. 结束语

通过对四棵树凹陷构造体系的构造特征分析，明确了该地区构造演化阶段：二叠系以前为盆地基底形成阶段、晚三叠世盆地裂陷阶段、侏罗早期-白垩早期相对独立沉积阶段、白垩后期-古近纪快速抬升阶段、新近纪以来的剧烈沉降阶段。该研究成果为下一步石油勘探奠定了坚实的理论基础， 为寻找油气圈闭提供了有力的根据。

参考文献：

[1] 吴庆福.准噶尔盆地构造演化与找油领域[ J] .新疆地质， 1986 ， 4（3）：1 ～ 9.

[2] 任际舜， 牛宝贵， 刘志刚.软碰撞、叠覆造山和多旋回缝合作用[ J] .地学前缘， 1999 ， 6（3）：85 ～ 93.

[3] 李学义，王兵，陈杨.准噶尔盆地南缘山前褶皱带断裂模式及控油作用新疆石油地质[J]，2006，27（3）：271-277.