准噶尔盆地南缘新生代构造演化研究进展

仲梦婷，张 睿,

1. 西北大学 地质学系，西安 710069

2. 浙江师范大学 地理与环境科学学院，金华 321004

准噶尔盆地地处中亚腹地，是欧亚大陆的重要组成部分，自形成以来先后受到海西期、印支期、燕山期和喜马拉雅期四次构造运动的影响（李涛等，2015）。新生代以来，由于印度板块北移、与欧亚大陆的碰撞及其后的辐合作用，准噶尔盆地周围的褶皱山脉，南部的天山和北部的阿尔泰山脉都经历了快速的抬升 - 剥蚀作用（Hendrix et al.，1994；袁万明等，2004）。由于盆地南缘新生代构造活动强烈，一般认为新近纪以后，由于北天山的多期抬升和挤压，形成多排逆断裂 - 褶皱带（陶明信，1990；邓起东等，1999；郭召杰等，2006a；朱明等，2020）。这种在挤压环境中形成的逆断裂 - 褶皱带在中国西部乃至整个中亚大陆都有很好的代表性（邓起东等，1999）。当前研究热点集中在盆地南缘多排逆断裂 - 褶皱带的形成时间和变形特征（邓起东等，1999；郭召杰等，2006a；Lu et al.，2007）、盆地南缘中段相邻构造之间的转换关系（程光锁等，2010；周小军等，2020）以及周边山脉，特别是天山的抬升速率对盆内构造活动等方面的影响（Charreau et al.，2009；Sun and Zhang，2009），且存在不同的观点。盆地南缘新生代构造的形成时间可依据天山的隆升时间来确定，但由于天山地区内部地壳结构的非均质性和缺乏大面积相对刚性的块体，印亚碰撞产生的挤压应力在其区域内扩展需要一定的时间（Lu et al.，2007；陈正乐等，2009）。因此，天山隆升时间的区域性差异以及已有研究对天山隆升阶段的划分差异，使得盆地南缘的作用时间难以确定和对应。尽管对准噶尔盆地新生代构造活动的时间和地点已有研究，但大量研究仍集中在盆地南缘，北部新生代构造活动的研究成果基本在15 a 前，缺乏与盆地南缘对比的最新研究。此外，师志龙（2002）提出由于基底断裂的复活，盆地北部在约60 Ma 发生了逆冲推覆事件，与新近纪以来天山的隆升时间相差甚远。准噶尔盆地新生代构造活动主要受印度 - 欧亚板块碰撞远程效应的影响，但这种远距离构造活动如何传递并导致盆地发生构造活动，仍需进一步研究。

此外，该盆地在新生代之前经历了多期构造演化，盆内构造组合多样。盆地现今构造格局由多期复合叠加形成，导致准噶尔盆地新生代构造演化较为复杂。因此，通过梳理和总结已有研究成果，分析准噶尔盆地南缘新生代构造演化的研究现状，可为深入细致的研究提供参考资料。

1 地质背景

由大地构造位置可知，准噶尔地块位于哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块和塔里木板块的结合部位（中国科学院地学部和新疆石油管理局，1989）。盆地西北部的西准噶尔界山、东北部的东准噶尔界山和南部的天山分别是准噶尔地块与哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块以及塔里木板块的缝合带（图1a）。因此，大致呈三角形的准噶尔盆地三面都被古生代缝合线包围。古生代晚石炭世以来，受到周边板块的挤压和碰撞，准噶尔盆地周缘山脉抬升，形成盆山格局的雏形；中生代外围发育走滑断裂，西北缘发育达尔布特断裂和乌夏 — 克百断裂，东北缘发育额尔齐斯断裂，南缘发育北天山断裂和艾卡断裂（图1b）；新生代主要由于周边山脉的挤压和推覆，在中生代深部压扭走滑构造上发育浅层构造，叠加形成现今的构造格架（陈业全和王伟锋，2004；杨迪生等，2019；朱明等，2021）。

图1 准噶尔盆地大地构造位置（a），准噶尔盆地及周缘主要构造单元及断裂（b）（修改自王伟锋等（1999）和朱明等（2021））Fig. 1 Sketch map of tectonic location of the Junggar Basin (a), main structural units and faults of Junggar Basin and its surroundings (b) (modified from Wang W F et al. (1999) and Zhu M et al. (2021))

吴庆福（1986a，1986b）将准噶尔盆地新生代演化划分为内陆盆地经历的三个阶段（裂陷期、坳陷期、收缩期）中的坳陷期和收缩期。在此基础上，以渐新世为界分为古新世 — 渐新世的坳陷期和渐新世之后的收缩隆升期。在坳陷期，盆地先是空前扩张，达到鼎盛时期；之后，整个盆地缓慢均匀地沉降，沉积层基本呈水平状覆盖底部区域性不整合面。收缩—整体隆升期，受天山大隆起的影响，山前坳陷迅速消退直至结束。这一时期，山前堆积巨厚磨拉石建造，沉积凹陷向盆地南缘收缩，新近纪地层厚度巨大且沉积中心由东向西相对移动，盆地周边整体隆升（伍致中，1986；吴庆福，1986a；赵白，1992；陈新等，2002；吴孔友等，2005）。

新生代，盆地南缘多条背斜和断裂呈排、段分布（图2）；盆地中心区整体基本不变形，呈单斜构造；北缘上覆浅层分布了一些小型长垣构造、背斜、挠曲等（吴庆福，1986b；赵白，1992）。

图2 准噶尔盆地南缘地质构造（修改自马德龙等（2017）和朱明等（2020））Fig. 2 Geological structure of southern margin of the Junggar Basin (modified from Ma D L et al. (2017) and Zhu M et al. (2020))

1.1 盆地北部构造活动特征

新生代以来，盆地北部地区地表发育扩展断裂，构造活动较弱。目前，仅有少数学者对该地区进行了构造研究（柏美祥，1996；师志龙，2002；陈正乐等，2006）。师志龙（2002）利用沉积和构造耦合关系分析了顶山地质调查结果，表明古近系准噶尔盆地北缘由于吐丝托依拉等基底断裂的间歇活动而发生了两次逆冲推覆事件。这两次逆冲推覆事件分别对应新疆北部古新世 — 始新世山系抬升、基底断裂开始活动、北缘断裂带发生强烈逆冲形成的红砾山组沉积旋回；以及从始新世到渐新世，由于新疆北部山系再次抬升，准噶尔盆地北缘断裂又发生强烈的逆冲活动，出现了由乌伦古河组组成的第2 次沉积旋回（图1b、图3）。

图3 顶山盐池北坡吐丝托依拉断裂的地表单斜褶皱和张性破裂带横截面示意图（修改自陈正乐等（2006））Fig. 3 Schematic diagram of the cross-section showing deformation of the Tusituoyila Fault, the monoclinal fold and extensional fracture zone on the north slope of the Dingshan Yanchi (modified from Chen Z L et al. (2006))

陈正乐等（2006）在准噶尔盆地北部顶山地区进行了研究，表明盆地北部除部分地区有少量沉积外，普遍处于隆升剥蚀状态。根据该区擦痕发育层位，上新世 — 更新世挤压主要以近似南北向和北东 — 南西向（或北北东 — 南南西向）为主的两期构造活动（0.14 — 0.43 Ma）。

柏美祥（1996）通过对盆地北缘额尔齐斯断裂带的详细研究，认为额尔齐斯活动断裂带处于上新世晚期至更新世中期的主破裂期。更新世晚期则是最近的破裂期，从那时起一直活跃。

1.2 盆地南缘构造活动特征及构造带划分

20 世纪90 年代以来，有学者对盆地南缘构造变形演化特征进行研究并对构造带的划分和形成机制提出认识和看法。陶明信（1990）在依连哈比尔尕山前进行地质研究，根据该区褶皱构造的相关特征，将乌鲁木齐—乌苏发育的一系列背斜隆起带以头屯河为界，自西向东划分为玛纳斯构造系和小渠子褶皱带（从属另一构造系）。玛纳斯构造系由南向北进一步划分为由头屯河、达子庙、南安集海和托斯台褶皱构造群组成的山前褶皱带，由西山、喀拉扎、阿克屯、昌吉、齐古和清水河背斜组成的齐古褶皱带，由吐谷鲁、玛纳斯、霍尔果斯背斜组成的玛纳斯褶皱带和由呼图壁、安集海和独山子背斜组成的安集海褶皱带。每条褶皱带都是挤压与反向剪切作用的产物，但有所区别的是，属于山前褶皱带的托斯台构造群具有逆向旋转的特征，玛纳斯构造系的构造变形主要受北天山的强烈活动影响。小渠子褶皱带从属于另一构造系，其成因机制与博格达山脉的隆升有关。

况军和朱新亭（1990）分析了托斯台地区深浅构造特征及形成机制，表明托斯台地区在北天山扭断裂作用下沿走滑边界向西北方向滑动，成为一个独立的构造单元。托斯台地区构造类型中，深、浅层为压扭地堑构造和重力滑脱构造的组合（图4）。

图4 托斯台地区深浅层次构造模式图（修改自况军和朱新亭（1990））Fig. 4 The model map of deep and shallow structural layer in the Tuositai area (modified from Kuang J and Zhu X T (1990))

许春明等（1992）在况军和朱新亭（1990）的基础上，对托斯台地区的构造单元进行了详细划分，提出为山前斜坡上的基岩隆起划分一些简单的构造单元。划分方案包括高倾角斜坡的南部单斜带和北部单斜带，以及将15 个背斜构造和几条断层划分为南排、中排和北排背斜的中部褶皱带。而后，邓起东等（1999）以准噶尔南缘断裂分隔天山山脉，将盆地乌鲁木齐山前坳陷南缘构造划分为四排逆断裂 - 背斜带，由南向北依次为多条背斜组成的齐古山麓逆断裂 - 背斜带，由霍尔果斯、玛纳斯和吐谷鲁逆断裂 - 背斜组成的玛纳斯逆断裂 - 背斜带，由独山子、哈拉安德和安集海逆断裂 - 背斜组成的独山子逆断裂 - 背斜带，和仍在形成与发育的由西湖隆起组成的第四排逆断裂 - 背斜带（图5）。其中，第二排构造带的逆断裂 - 背斜的缩短速率与第三排构造带的独山子逆断裂 - 背斜的缩短率基本相同或较小，而大于安集海逆断裂 -背斜的缩短率，这一挤压构造体系在第四纪以来缩短了13.5 — 14.6 km，综合地表和深部构造运动的特征，指出四排构造带是在从山前向盆内扩展过程中，在近水平推覆面和不同断坡上发育的断层扩展褶皱。

图5 乌鲁木齐山前坳陷逆断裂-褶皱带的结构和演化模式（修改自邓起东等（1999））Fig. 5 Sketch map of the structure and developing model for the reverse fault-fold zone in the Urumqi range-front depression(modified from Deng Q D et al. (1999))

王伟锋等（1999）总结了准噶尔盆地的构造模式，补充了陶明信（1990）提到的另一个构造系。提出盆地南缘东部构造带为乌鲁木齐以东的博格达山前地区，为典型的冲断推覆构造。它由四个次级构造单元组成：博格达山北断裂以南的第一冲断带、妖魔山断裂与博格达山北断裂之间的第二冲断带、阜康断裂与妖魔山断裂间的第三冲断带和阜康断裂以北的前缘断褶带（图6）。

图6 博格达推覆构造剖面图（修改自王伟锋等（1999））Fig. 6 Structural section of the piedmont of the Bogeda Mountain (modified from Wang W F et al. (1999))

吴晓智等（2000）通过分析准噶尔盆地南缘山前构造与地应力场，提出了进一步的精细划分。第一排背斜带（山前推举带）包括南安集海背斜、南玛纳斯背斜、清水河背斜、齐古背斜、昌吉背斜和喀拉扎背斜，属巨型扭压推举构造；背斜带浅层侏罗系褶皱强烈，隆起幅度大，背斜核心出露侏罗系 — 白垩系，深部地层三叠系隆起相对平缓。第二排背斜带（坳中背斜带）包括独南背斜、霍尔果斯背斜、玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜；断层上盘地层根部抬升，安集海河组以上地层沿该组塑性泥岩层产生重力滑脱，使上部地层倒转形成了薄皮冲断构造，断裂下盘的下塔西河组 — 白垩系构成两翼宽缓且基本对称的完整背斜，侏罗系以下地层呈相互错断的块断形式。第三排背斜带（坳边背斜带）包括西湖背斜、独山子背斜、安集海背斜和呼图壁背斜；背斜形态为南北翼宽缓，东西狭长的长轴背斜（图2、图7）。这种划分方法是在邓起东等（1999）的基础上补充了第一、二排构造带的组成部分，但将第四排构造带的西湖隆起划分为第三排构造带。西湖隆起的划分应该与盆地南缘西段构造划分有关，尤其是独山子背斜和托斯台构造群的划分，下文将详细讨论。

图7 准噶尔盆地南缘区域构造样式（修改自吴晓智等（2000））Fig. 7 Structural style of the southern margin of the Junggar Basin (modified from Wu X Z et al. (2000))

之后，多位学者分别对准噶尔盆地南缘各排、各段构造带中的一两处背斜的构造活动特征进行了单独研究，提出托斯台背斜早期的构造活动以向地表逆冲推覆为主，形成了垂向叠加结构的二元构造带；晚期以隐伏逆冲为主，以前列式组合形成叠瓦状的断层转折褶皱（陈伟等，2011）。广泛分布于整个南缘山前的霍玛吐断裂是由深部向上逆冲形成的，在南安集海地区，反冲断层形成了地表南安集海背斜。在南玛纳斯地区，其上叠加有堆跺式双重构造，使得南玛纳斯背斜加陡变形（简高明等，2006）。齐古背斜为早期构造三角楔和晚期冲断褶皱复合叠加的构造样式。背斜主体以具分层、分块构造为特征，西段以南倾冲断断裂为主，东段以北倾反冲断裂为主（王俊等，2019）。昌吉背斜是由三个断层转折褶皱叠加形成前列式叠瓦状断层转折褶皱，部分位移量转换为反向逆冲断层，以复合型构造三角楔形式形成现今的昌吉背斜（陈伟等，2010）。吴建华等（2002）分析了盆地南缘喀拉扎 — 古牧地褶皱带的构造特征和形成机制，发现两条构造带的二元构造分别为浅层反向冲断与基底卷入，显示为剪切压扭作用为主的构造（图8、图9），提出古牧地 — 阜康背斜带和西部的齐古 — 昌吉背斜带是受到喀拉扎反冲断裂的调整和转换形成的。霍玛吐背斜带在水平方向上显示出变形强度彼此消长的转换关系。垂直向显示了深层侏罗系 — 中新世的低幅度构造变形，中层上新世的复合构造三角楔，以及浅层更新世的断层扩展褶皱冲出地表并被剥蚀（周小军等，2020）。第二排构造霍尔果斯背斜向北扩展形成安集海背斜，独山子背斜以南无第二排构造。因此，安集海背斜比独山子背斜承受更大的变形和缩短量（张锐等，2005）。

图8 准噶尔盆地喀拉扎背斜地震解释剖面（修改自吴建华等（2002））Fig. 8 The seismic interpretation section of Kalazha anticline(modified from Wu J H et al. (2002))

图9 准噶尔盆地古牧地背斜地震解释剖面（修改自吴建华等（2002））Fig. 9 The seismic interpretation section of Gumudi anticline(modified from Wu J H et al. (2002))

近年来，杨迪生等（2019）和朱明等（2020）对准噶尔盆地南缘构造变形进行定量分析，建立复杂构造模型，主要划分盆地南缘西部构造。包括托斯台构造群在内的四棵树凹陷地区被划分为不同于整个西部构造的西段构造。他们提出盆地南缘西段发育了托斯台背斜带，由高泉北背斜、高泉背斜、高泉东断鼻和乌木克断鼻组成的高泉断隆带和由雁列式排列的卡因迪克背斜、西湖北背斜、西湖背斜和独山子背斜组成的艾卡构造带三排构造（图1b、图10）。

图10 四棵树凹陷构造演化平面分布（修改自杨迪生等（2019））Fig. 10 Plane distribution of structural evolution in Sikeshu Depression (modified from Yang D S et al. (2019))

根据已有研究成果，准噶尔盆地南部新生代形成的多排断褶带可划分为：自西向东的西段 ——四棵树凹陷，中段 —— 山前断褶带，东段——阜康断裂带。中段由南向北划分为南安集海背斜、南玛纳斯背斜、清水河背斜、齐古背斜、昌吉背斜和喀拉扎背斜组成的第一排构造带，独南背斜、霍尔果斯背斜、玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜组成的第二排构造带，西湖背斜、独山子背斜、哈拉安德背斜、安集海背斜和呼图壁背斜组成的第三排构造带。西段共三排构造带，由南向北包括托斯台背斜带，由高泉北背斜、高泉背斜、高泉东断鼻和乌木克断鼻组成的高泉断隆带，由雁列式排列的卡因迪克背斜、西湖北背斜、西湖背斜和独山子背斜组成的艾卡构造带。其中，独山子背斜由于处于中段和西段的分界处，目前对其具体属于哪一段仍存在争议，但是其属于第三排构造已被大多数学者认可。考虑到在新生代以来，盆地南缘西段的构造活动主要涉及托斯台构造群、独山子背斜、西湖背斜，托斯台背斜前陆无大规模的构造变形，不发育类似中段的二、三排局部构造带（陈伟等，2011），因此将托斯台构造群划分为属于西段的独立构造，而独山子背斜的形成时间与中段第三排构造带中的其他背斜相似，只是由于其位于两个走滑断裂之间且其南部没有第二排背斜而承担了更大的变形量，并且独山子背斜与吐谷鲁背斜都是因为处于中段边缘分别在其西北和东北位置扩展形成了隐伏背斜西湖背斜以及呼图壁背斜。综上所述，本文倾向于将独山子背斜划分为中段第三排构造内，并将西湖背斜以及呼图壁背斜划分为第三排构造带的扩展背斜。由于东段主要受博格达山隆起而产生构造变形，并且其新生代的构造变形主要涉及阜康断裂带和古牧地背斜，因此将东段作为独立的构造变形区加以讨论。

1.3 外围山体隆升与盆内构造活动时间

了解天山多期隆起与地壳运动的对应关系，有助于研究天山隆起各期的动力关系，从而从不同的角度看待天山隆起，进一步参考前文研究结果，可以从全局的角度来理解盆地新生代构造演化（范光旭等，2012）。

新生代时期，作为同一构造应力场背景下发生不同构造活动的准噶尔盆地和周缘的褶皱山系，从构造应力释放区域来看，盆地和山脉可以看作一个整体。因此，盆地的构造活动与周缘山体地壳的缩短、抬升和向盆内挤压有关。在此阶段准噶尔盆地周边隆升的山系主要有盆地北缘的卡拉麦利山、托斯特南山和盆地南缘的天山（图1b）。

由于准噶尔盆地北缘古新世—始新世和始新世 — 渐新世的两次隆起（许维新等，1987；彭希龄，1998；李丽等，2008；马宗晋等，2008），基底断裂开始活动，盆地北缘断裂带强烈逆冲，断裂北盘上升，导致蚀源区强烈隆升，增加了物源区和沉积区的高差；北盘的沉积物厚度远小于南盘，逆冲活动减弱，断裂带前缘发生应力松弛和挠曲变形，形成挠曲洼地，表现为局部隆升或局部缓慢下沉；冲断带被剥蚀，在造山带近端发育区域不整合（师志龙，2002；陈正乐等，2006）。

新生代盆地南缘天山的抬升很早就引起了学者们的关注（图1b），Hendrix et al.（1994）对准噶尔盆地南缘中生代沉积岩进行磷灰石裂变径迹测年发现，天山自24 Ma 以来经历了约4 — 5 km的晚新生代去顶作用。而后在独库公路沿线、乌库公路以及中天山、北天山和西南天山进行的地质研究表明天山自中新世（约25 Ma）以来就发生了抬升 - 剥蚀作用。Dumitru et al.（2001）、郭召杰等（2006b）和Sobel et al.（2006）都验证了Hendrix et al.（1994）的观点。因此，大多数学者对天山盆地南缘新生代构造活动的研究都始于此时期。

然而，此前研究的覆盖范围有限，并且没有详细解释隆起的范围。因此，基于前人的研究，杜治利和王清晨（2007）在准噶尔南部巴音布鲁克剖面、玛纳斯河剖面和头屯河剖面进行了磷灰石裂变径迹测年，结果表明：在46 Ma 左右，中天山和南天山开始隆起并经历抬升 - 剥蚀，这一时期的隆升属于整个天山山脉的隆升，构造隆升范围不包括外围两侧的盆地。中新世以来，从25 Ma 左右开始的隆升可能是46 Ma 左右向盆地两侧扩展的结果，库车盆地北缘和北天山 — 准噶尔南缘经历了抬升 - 剥蚀。为进一步了解天山新生代隆升历史，特别是在印度 - 欧亚板块碰撞影响下变形是如何发生的，Charreau et al.（2009）对盆地南部的金沟河地区进行了岩石磁学、磁性地层学和初步沉积研究，认为整个范围内可能存在三个主要的隆升剥蚀期，分别为24 — 21 Ma 变形发生、15 Ma 隆升开始和11 Ma 隆升加速阶段，并发现天山山前由于走滑断层而经历了快速且近期（＜5 Ma）的旋转压缩变形。

关于博格达山脉的隆升历史，前人已对东天山西部的博格达山脉（方世虎等，2007；汪新伟等，2007；李丽等，2008）、整个东天山山脉（博格达 — 巴里坤）（王宗秀等，2008）以及相邻的依连哈比尔尕山脉（沈传波等，2008）进行了研究，认为博格达山脉新生代以来分别经历了65 Ma、47 — 42 Ma、25 Ma 和10 Ma 后的四次隆升。

目前，对于盆地南缘中段三大构造带的形成时间，仍有不同的观点。由于准噶尔盆地南缘自中生代以来经历了复杂的构造变形，早期不整合痕迹大部分被剥蚀掉，或早期构造作用仅影响准噶尔盆地南缘天山内部（陈书平等，2007），导致主要争议在于第一排构造带是否形成于新生代，以及第一排构造带在新生代的具体构造变形时间。张培震等（1994）、张培震等（1996）和邓起东等（1999）根据对1906 年玛纳斯地震的研究，推测这是发生在北天山主逆层沿线的盲断裂地震，震中位于震源上方第一排逆断裂 - 褶皱带附近，但在第二排逆断裂一褶皱带上发生地表变形和破裂。按地层划分，形成第一排山麓褶皱 - 逆断裂带的地层为侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系砂岩、泥岩和砾岩等。下更新统西域砾岩是卷入第一排褶皱带的最年轻地层，表明这条形成于中生代末期的构造带在早更新世仍处于活动状态。天山南缘库车盆地的构造活动始于25 Ma 左右，塔里木盆地北缘沉积碎屑磷灰石裂变径迹年龄为 25 — 13 Ma（Hendrix et al.，1994；Sobel and Dumitru，1997；卢华复等，1999）。因此，天山南侧的新生代构造主要形成于中新世以后。此外，对喀拉扎背斜周边地区的研究表明喀拉扎背斜是独山子组的同沉积构造，地震剖面上的新近系也显示出明显的生长地层。结合磁性地层学方法，推测包括喀拉扎背斜在内的第一排构造的形成时间为10 Ma 以来。朱明等（2020）对准噶尔盆地南缘西段和中段进行构造变形定量分析，建立复杂构造模型，确定构造活动时间和变形机制，表明中新世（23 Ma）发育逆冲推覆构造，南缘西段在中生代古构造基础上发育背斜，中段形成盆地深层褶皱，中新世末期（7 Ma）出现霍玛吐断层。

综上所述，第一种方法主要是根据第二排构造带的活动时间和地层组合来推断第一排构造带的活动时间，从而间接判断第一排构造带的形成时间。根据图5，第一排构造带显然是从天山内部开始的。第二种方法是利用生长地层的发育序列判断喀拉扎背斜形成于盆内地层独山子组沉积过程中，而仅用喀拉扎背斜的形成时间来判断第一排构造带整体的形成时间缺乏普遍性，而且这一形成时间与新生代天山山脉开始隆升的时间相去甚远，无法解释为什么会存在这样一个空白阶段。第三种方法总结了整个盆地南缘西段和中段的构造变形特征，利用生长地层的发育序列，指出山前和盆地中、下组合构造形成于早中新世，浅层霍玛吐断层发生在中新世末期，第一排构造带的形成时间对应于25 — 24 Ma 的天山隆起。近年来，在已有研究成果的基础上，常宏等（2018）利用前生长地层分析区域隆升过程，还原天山生长历史，提出生长地层的形成始于齐古背斜的早中新世塔石河组、玛纳斯背斜的晚中新世独山子组和独山子背斜的中上新世西峪组上部。结合前人天山隆起阶段的研究成果，提出三排背斜分别在24 —20 Ma、10 — 8 Ma 和4 Ma 以后逐渐形成。

准噶尔盆地南缘东段在新生代的构造活动是对博格达山脉隆升的响应，马德龙等（2017）对东段博格达山前古牧地背斜进行纵向分析，提出古牧地背斜可划分为以二元构造为特征的深层和断层突破断层扩展褶皱为特征的浅层两大构造层，浅层构造活动时间为古近纪末。陈莹莹等（2022）基于断层相关褶皱理论，利用三维地震反射深度等数据，分析了东天山博格达山前阜康断裂带的构造变形特征，提出阜康断裂带主要发生在新近纪以来，一直是博格达山前的主要活动构造。

对于准噶尔盆地南缘西段，杨迪生等（2019）分析了四棵树凹陷的构造变形模型，提出在新生代，南缘山前断裂演化为山前逆冲断裂，托斯台断鼻和地表背斜群发育，四棵树凹陷浅层发育滑脱冲断断裂，形成断层扩展褶皱（图10）。

2 盆地新生代构造的演化过程

2.1 盆地构造的应力来源和动力学机制

天山南北两麓、再生前陆盆地以及天山深部新生代构造变形十分发育，表明新生代印度板块-欧亚大陆的碰撞高能、影响深远、互动性强，是新疆及周边地区古构造叠置转换、形成现代盆 - 山格局的重要动力（舒良树等，2004）。因此印度 -欧亚板块碰撞的远程效应，导致天山北缘强烈激活和隆起，以及准噶尔盆地内强烈的逆冲挤压构造机制几乎是无可争辩的。但是，如何理解这一远程效应的作用方式，即来自板块边界的挤压应力如何传递到天山，从而使天山隆升并向盆内逆冲挤压，目前还有待探索。

盆地北缘山脉在新生代早期分两期（古新世 — 始新世、始新世 — 渐新世）隆升，盆地内部也发生了相应的构造活动。此时的构造活动远早于晚新生代盆地南缘的构造活动，如果印度 - 欧亚板块碰撞的远程效应作用于准噶尔盆地南缘南部的天山，则应该使南缘而非北部先发生构造活动。因此，本文倾向认为盆地北部地区在新生代早期发生的构造活动应归因于西伯利亚板块的作用。

根据王伟锋等（1999）对准噶尔盆地区域构造应力场的分析，新生代以来，盆地主要受来自南方的作用力，而来自东北方向的作用力明显减少。新生代早期，受印度板块北移并逐渐与欧亚大陆碰撞的远程效应影响，西伯利亚板块与准噶尔盆地再次受到挤压碰撞（姜颜良等，2021）。因此，在近南北向的水平构造挤压作用下，盆地北缘山脉持续隆升，导致盆地北部基底断裂带发生强烈逆冲活动（师志龙，2002）。在顶山盐池北坡，虽然基底断裂未出露地表，但深部断裂的逆冲推覆使白垩系及以上地层上拱形成掀斜褶皱，导致扩展断裂的形成（图3），现今部分上覆地层已剥蚀，其他地层仍保留掀斜褶皱，形成向东张开的峡谷型凹陷（陈正乐等，2006）。

新生代以来，依连哈比尔尕山和博格达山在约65 Ma 首次隆升，可能与西伯利亚板块的作用有关（王宗秀等，2008）。随后不同阶段的隆升与天山构造带的重新复苏有关（沈传波等，2008）。天山在25 — 24 Ma 开始构造活动，即25 Ma 时博格达山抬升，24 — 21 Ma 时依连哈比尔尕山构造变形开始发生，对应古近纪末期盆内古牧地浅层构造变形以及中新世初期山前和盆地中、下组合构造形成，第一排构造带开始发育。博格达山10 Ma 隆升和依连哈比尔尕山15 Ma 隆升，对应盆内阜康断裂带最后活动时间约为13.14 — 8.36 Ma（陈莹莹等，2022）。10 — 8 Ma 第二排构造带开始形成，对应依连哈比尔尕山于11 Ma 加速隆升。盆内第三排构造带在4 Ma 开始形成。由于第一排构造带处于盆山交汇地带，因此构造活动的起始时间与山脉隆升时间基本一致。当第二、三排构造带形成时，盆内构造变形相对山体隆升发生较晚，是因为盆地内沉积建造堆积滞后于造山带隆升（柳永清等，2004）。

2.2 盆地构造的演化时序

依据新生代以来盆地仍受来自东北方向的应力（王伟锋等，1999）以及新近纪以来盆地受到的最大水平主应力方向为北东向（吴晓智等，2000）可知，随着西伯利亚板块与印度板块对准噶尔地块的对冲挤压（吴晓智等，2000），盆地北部以及盆地南缘先后发生构造变形。

早古近纪（60 — 50 Ma），受到印度板块向北移动，逐渐与欧亚大陆碰撞的远程效应的影响，西伯利亚板块与准噶尔盆地再次发生挤压碰撞（姜颜良等，2021），准噶尔盆地北缘的山脉发生一期抬升 - 剥露作用（李丽等，2008），使得基底断裂活动产生逆冲推覆构造活动（师志龙，2002），因此将准噶尔盆地于新生代开始发生构造活动的时间定于早古新世（约60 Ma）。渐新世，印度次大陆与欧亚大陆由于缝合、碰撞，使青藏地区发生整体性急剧隆起，并使天山等一些原已夷平的山脉再次升起，尤其是卡拉麦利山脉又有抬升（许维新等，1987）。此外，由于天山内部地壳结构不均一，使得北天山造山带的博格达山相较于依连哈比尔尕山的隆升作用，较早地使盆地南缘东段的古牧地背斜于古近纪末期发生构造变形（马德龙等，2017）。中新世以来，青藏高原隆升，地壳缩短向北扩展至北天山，因此来自盆地南部的构造应力主要为天山侧向挤压作用（伍致中等，1992），随着天山于24 — 21 Ma 开始变形，15 — 10 Ma 逐渐加速隆升，以及＜5 Ma 天山北侧前陆地区的挤压变形，盆地南缘中段的三排背斜在24 — 20 Ma、10 — 8 Ma 和4 Ma 以后逐渐形成。其间，盆地南缘东段阜康断裂带下盘发育了冲断型类似于前陆盆地前渊的箕状凹陷，在断裂带上盘发生冲断推覆，地层强烈变形，形成高陡构造带（吴俊军等，2013）。上新世以来，构造应力于上新世传到盆地北部，并记录下两期构造活动：早期近似南北向和晚期（0.14 — 0.43 Ma）以北东—北东东的挤压作用为主的构造活动（陈正乐等，2006），且激活基底断裂，使其破裂（柏美祥，1996）。

综上所述，准噶尔盆地在新生代的构造演化基本可分为四个阶段：

（1）古新世，由于西伯利亚板块的挤压应力，盆地北部开始发生构造活动，基底断裂活动产生逆冲推覆构造活动并在地表发育扩展断裂。

（2）渐新世末期，由于印度 - 欧亚板块碰撞青藏高原隆升，地壳缩短向北扩展，使得博格达山复活，古牧地背斜发生构造变形。

（3）中新世以来，由于印度 - 欧亚板块碰撞的远程效应及其导致的青藏高原隆升，地壳缩短向北扩展，挤压应力作用于呈“X”型分布的天山，使天山中的北西西与北东东向断裂分别发生右行走滑、左行走滑而形成扭压应力场，盆地南缘在北东东向断裂左行走滑的影响下于中新世早期、中新世中晚期以来分别开始形成第一排、第二排构造带，并以左列组合形态分布；上新世早期，在北西西向右行走滑断裂控制下形成第三排构造的右列组合（吴晓智等，2000）。

（4）上新世末期 — 更新世以来，来自北天山的构造应力传递到盆地北部，使得北部基底断裂破碎。盆地南缘西段，受北天山山体抬升和水平侧向挤压作用，在由南向北逆冲作用下，卡因迪克等浅层背斜形成（罗福忠等，2008）。盆地南缘东段东天山博格达北缘山前与准噶尔盆地之间，新生代变形以强烈的逆冲推覆为特征，发育了多条晚第四纪活断裂（陈正乐等，2009）。

3 结论与展望

新生代以来准噶尔盆地的构造演化与西伯利亚板块以及印度板块向欧亚大陆的对冲挤压碰撞有关，其中盆地南缘的构造变形与印度 - 欧亚板块碰撞的远程效应密切相关。

盆地的构造活动始于其北部地区，主要集中于其南缘地区。盆地边缘主要受到周缘山脉的挤压作用，沿应力方向和垂直方向均发生不同程度的变形。古新世 — 渐新世早期，受到来自东北部西伯利亚板块的挤压作用，盆地北缘的山脉隆起，在新生代前形成的大型基底断裂带的控制下，盆地内发生逆冲推覆等构造活动，自此，准噶尔盆地开始了新生代时期构造活动。

由于印度 - 欧亚板块碰撞，青藏高原向北抬升扩张，在渐新世末期 — 中新世早期，博格达山重新焕发活力，盆地东南缘开始变形；随后挤压应力传导至北天山，激活北天山造山带，深断裂在盆地南缘扩展褶皱。早中新世以来，随着挤压应力在盆地内部的持续传递，第一排构造带逐渐形成并向北扩展；中新世中晚期第二排构造带逐渐形成；上新世早期第三排构造带逐渐形成。在深层断裂的推动下，上新世末期 — 更新世，挤压作用力继续向盆内北部传递，其浅层产生宽缓褶皱；盆地南缘西段由于北天山山体抬升和水平侧向挤压作用，在由南向北逆冲作用下形成浅层背斜；东段由于博格达山向盆内持续的逆冲推覆作用，发育了多条断裂，进而确定了盆地南缘的构造，而盆地北部地区仍在活动。

在准噶尔盆地新生代构造演化方面，由于缺乏对北部构造活动的相关研究，使得新生代盆地构造活动的起始时间和位置具有很大的不确定性。但渐新世晚期至中新世早期的印度 - 欧亚板块碰撞导致青藏高原强烈构造活动向北扩展，最终天山造山带复苏，使盆地从南缘到北部逐渐发生构造变形。准噶尔盆地南缘的构造活动受到研究人员的广泛关注，由于新生代构造活动复杂，构造变形具有南北分带、东西分段和上下分层的特征（陈书平等，2007）。尤其是对于南缘西段的四棵树凹陷，目前研究表明该区有深、浅两个构造层，浅部构造层为新生代滑脱冲断构造，但尚无对山前南缘断裂演变为冲断断裂的具体描述，发育托斯台断鼻和地表背斜群发育的具体时间，以及直接动力源与天山隆升期次的认识也不统一，导致盆地南缘开始发生构造活动的时间众说纷纭。

因此，有必要研究整个准噶尔盆地（尤其是盆地北部地区）的新生代构造活动，进一步明确新生代盆地构造活动的开始时间，从而确定其动力机制。渐新世末期以来，由于印度 - 欧亚板块碰撞导致天山造山带复苏，盆地开始发生构造变形，需要天山周边地区，如青藏高原、塔里木盆地、帕米尔高原等构造活动的响应。目前的主要观点是青藏高原的隆升向北扩展导致天山造山带复苏，向盆内的挤压启动盆地构造活动。然而，对盆地南缘西段的构造活动时间缺少像中段那样更细致的研究，无法确定是哪一部位最先开始构造活动，这将增加判断盆地应力来源方向的干扰因素，需要更多的地质证据支持。

致谢：感谢审稿专家的宝贵意见。