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柴西狮子沟地区新生代构造特征

李丽  
【摘要】: 柴达木盆地西部位于北侧阿尔金山和南侧昆仑山之间,盆地构造的发育演化受南侧昆仑山逆冲推覆作用和北侧阿尔金山走滑作用的双重影响,因此,柴西地区构造变形特征、构造应力场的研究以及该地区深部构造解释,对于认识阿尔金走滑断裂的活动规律,青藏高原的隆升历史以及该区油气资源的勘探开发具有重要的意义。 本文以地表地质调查为基础,通过对柴西狮子沟地区断层、节理擦痕的运动学和动力学分析、磁组构应力应变分析、人工地震剖面的重新解释、天然地震层析成像技术的应用,并结合前人的成果,取得以下认识: 柴西地区的断层发育,现今主要表现为逆断层性质。断裂的平面展布主要为北西向。北西向的断裂明显分为两种不同的断裂,一种断裂如昆北断裂、阿拉尔断裂等,属于同沉积逆断层,其形成相对较早;另一种断裂如七个泉断裂等,相对较小,形成相对较晚,为后生逆断层;狮子沟背斜的结构为浅层和深层两部分构成,浅层构造为英雄岭南侧的表皮冲断层,是一个薄皮的小规模冲断片,滑脱面位于古近系下部层序中。冲断片构成的推覆体形成了犬牙沟、狮子沟、花土沟和游园沟等雁行排列的背斜; 狮子沟地区新生代沉积岩磁组构分析结果显示,岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育、磁化率量值椭球呈压扁状的特点;磁化率各向异性度P值不大,反映总体构造变形相对较弱。岩石磁组构反映的应力状态总体为以NE向挤压,与轴向NW的背斜构造发育相一致。该区岩石磁组构大多具有原始沉积磁组构特征,磁面理产状大体反映沉积岩层的层理,同时也记录了受NE向挤压作用的痕迹。根据岩石磁组构与地层层理之间的关系分析,柴西地区两翼不对称的狮子沟背斜具有断层扩展褶皱性质,其形成与下部的花土沟逆冲断层向南西方向的仰冲有关; 狮子沟地区的断层、节理擦痕的运动学和动力学分析表明,该地区新生代地层主要经历了三期构造变形,分别为狮子沟组地层(N_2~3S)沉积之前、狮子沟组之后和七个泉组(Q_(1+2q))之后。狮子沟组地层沉积之前构造变形的挤压应力方向为NE-SW向,狮子沟组之后构造变形的挤压应力方向变为NNE-SSW向,七个泉组之后构造变形的挤压应力方向为NWW-SEE向; 天然地震层析结果可以有效的确定断层的分布,在断层附近通常存在一个较大的速度梯度带,而且沿着断层周围P波速度等值线的曲率呈现突然增大的现象;狮子沟地区有一系列断层相关褶皱,褶皱通常发育在两个对冲的逆冲断层之上,同时在主断层上盘形成次级反冲断层,该模式就解释了花土沟断裂的形成的几何学和运动学机制,但在剖面中该断裂并不明显;通常在大约2km深处有一个明显的滑脱面,以吸收逆冲断层作用产生的应变,可能形成油气圈闭;所以,天然地震层析成像技术在油田深部构造探测中的应用,填补了狮子沟深部构造信息的空白,也为油田部门下一步勘探提供指导; 狮子沟地区主要经历两期活动,即古构造和新构造活动期。古构造活动期开始于古新世(距今30 Ma),并在下油砂山组的晚期(距今14.5 Ma)结束;新构造活动期开始的标志是阿尔金断裂带大规模左旋走滑位移的发生,也就是柴西地区从早期东西向基底断裂的左旋压扭性活动转化为沿着北东方向的大规模收缩变形。构造以形成狮子沟深层的正花状构造带、浅层的滑脱体系和狮北断裂、Ⅺ号断裂的强烈活动为标志;根据沟口沟不整合面的测年结果得到狮子沟背斜的形成时间为早更新世晚期-中更新世,同时,在花土沟断裂地表露头上的光释光样品年龄(70.6±8.5 ka)也限定了该断裂最近一期活动时间,对我们进一步认识青藏高原在新生代的隆升作用和油气资源的勘探开发具有举足轻重的作用。


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