论准噶尔盆地构造及其演化_曲国胜
第3030卷卷第第11期期第
2009年2月新疆石油地质曲国胜，等：论准噶尔盆地构造及其演化XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY Vol．30，No．1Feb ．2009
文章编号：1001－3873（2009）01－0001－05
论准噶尔盆地构造及其演化
曲国胜1，马宗晋2，陈新发3，李涛2，张宁4
（1. 中国地震应急搜救中心，北京100049；2. 中国地震局地质研究所，北京100029；3. 中国石油新疆油田分公司，新疆克拉玛依
834000；4. 北京市信息资源管理中心，北京100088）
摘
要：在各时期沉积构造格局及厚度时空演变特征分析的基础上，阐述了准噶尔盆地不同时期沉积－构造空间展布
的规律，分析了加里东运动末期、晚二叠世-中三叠世、中侏罗世末期和喜马拉雅运动期等不同时期盆地基底－盖层、前陆盆地变形的动力学演化，提出了盆地构造的变形响应及其组合样式；褶皱基底形成的动力学模式及其演化规律；前陆冲断带-前陆凹陷-前缘隆起带-中央隆起带构成了晚二叠-早三叠世准噶尔盆地的整体变形格局；晚三叠-中侏罗世末期盆地基底-盖层经历了东西向挤压-盆地剪切拉分-南北向挤压的动力学环境；晚侏罗世西北缘推覆构造为南北向挤压造成，盆内陆梁隆起以斜冲－走滑构造变形为特征；喜马拉雅运动期盆地周缘构造定型为6个样式不同的构造段。
关键词：准噶尔盆地；构造变形组合；动力学演化中图分类号：TE111.1
文献标识码：A
准噶尔盆地及其周缘地区的区域构造研究最早可追溯至19世纪末，著名俄国地质学家博格丹诺维奇（1889—1890）及奥布鲁契夫（1892—1895）对新疆的探险式路线地质考察。1911—1949年，我国一批先驱地质学家如袁复礼、黄汲清、杨仲键、韩修德、宋叔关士聪等以及一些苏联地质学家初步建立了区域和、
地质构造轮廓。自20世纪50年代以来，众多学者对准噶尔盆地及其构造演化进行了探讨，1949年至20世纪70年代末，基本完成了1∶1000000和大部分地区1∶200000区域地质矿产调查。同时由于新疆油田的勘探开发，准噶尔盆地内部覆盖区的地质构造得到初步研究。
1980年以来，新疆石油管理局、新疆地矿局、部分高校和研究单位先后对准噶尔盆地西北缘、南缘和东北缘的地表地质进行了长期研究，包括盆地地质结构、演化和油气系统等的综合研究，获取了大量构造（包括深部构造）、地层、矿产、年代学数据，开展了多学科、多层次的综合地质研究，获得了一批以板块构造理论为基础讨论新疆北疆各个时期构造演化的成果[1-30]。
在对准噶尔盆地结晶基底、褶皱基底构造演化研究的基础上，本文对准噶尔盆地周缘盆山耦合构造进行了分段性研究和划分，并在此基础上探讨了准噶尔盆地石炭纪以来的沉积构造及其演化，获得了不同时
收稿日期：2007－10-30
修订日期：2008－02-21
期盆地及其周缘动力学演化成果。
1盆内各构造层厚度及其构造演化
1.1新生界构造层
形成于喜马拉雅构造期，准噶尔盆地北侧为相对隆升区，沉积厚度较小，南缘昌吉凹陷为巨厚沉积区，
整个盆地呈北高南低的掀斜沉积了前陆磨拉石建造。
状，南缘昌吉凹陷中乌鲁木齐和奎屯两个沉降中心沉积厚度大，帐北隆起带和西缘隆起带具有南北向沉降梯度带，乌伦古凹陷有部分沉积（图1）。
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和什托洛盖
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乌尔禾百口泉
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石西2莫北2盆参2
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阜2阜5
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克拉玛依中拐
三个泉
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等值线
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昌吉
阜康
三台
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木垒
断裂
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乌鲁木齐
博
吉木萨尔
格
达
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图1沙湾组三维沉积厚度
1.2上侏罗统-白垩系构造层
全盆地为向南倾斜的沉积区，沉降中心在南缘昌吉凹陷。晚白垩世中央（陆梁）隆起带、红车断裂带附近为斜坡沉积，呼图壁-莫索湾沉积较薄，厚度为
基金项目：国家自然科学基金项目（40572116）和新疆油田公司科技项目共同资助
作者简介：曲国胜（1961-），男，山东莱州人，研究员，博士，石油地质，（Tel ）010－88255929（E-mail ）[email protected].
·2·新疆石油地质
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2009年
和什托洛盖夏子街乌尔禾百口泉克拉玛依中拐
盆参2
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石南9
石西2莫北2
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沙西1
600~800m ，昌吉凹陷沉积厚度最大，约1100m ，帐北斜坡带呈南北向明显沉积梯度带，沉降中心分别在乌
南缘昌吉凹陷、四棵树凹陷和帐北斜坡带伦古凹陷、
及前缘凹陷（图2）。早白垩世全盆地呈向南倾的斜坡，南缘凹陷为统一的深沉降中心，昌吉凹陷有明显南北向凹陷分异特征，次级沉积中心已经消失，标志
侏罗系与白垩系间存在着盆地进入全新的演化阶段。
区域性角度不整合，上侏罗统在部分区域缺失。晚侏罗世西北缘-奎屯为相对隆起区，昌吉凹陷沉积最厚约2000m ，南缘凹陷区被莫索湾南北向浅凹陷区分开，陆梁为较窄的隆起带，乌伦古凹陷发育，沉积厚度
（图2）。最大约1000m
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格里底
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乌苏四棵树奎屯
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图4三工河组三维沉积厚度（图例同图1）
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石西2莫北2
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百口泉克拉玛依中拐
和什托洛盖夏子街乌尔禾
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乌苏四棵树奎屯
大井
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炮台莫索湾
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乌苏四棵树奎屯
大井
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（图例同图1）图5白碱滩组三维沉积厚度
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（图例同图1）图2吐谷鲁群构造
1.3上三叠统-中侏罗统构造层
侏罗纪和晚三叠世时期陆梁隆起幅度明显增大，四棵树凹陷逐渐消失，帐北隆起和红车断裂带前缘凹陷明显，南部凹陷增大（图3）。
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百口泉克拉玛依中拐
和什托洛盖
夏子街乌尔禾
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石西2莫北2盆参2
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阜2阜5
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1.4下三叠统构造层
早三叠世时期，盆地发育多沉降中心，南缘昌吉附近为南北向隆起，其西侧在呼图壁发育南北向沉降梯度带，该梯度带可延至德仑山附近；其东侧七道湾-米泉-三个泉也发育南北向沉降梯度带，由陆梁隆起向南总体构成斜坡带；陆梁隆起分异为几个隆起带，石英滩隆起带、三个泉隆起带和滴水泉隆起带，由马桥-中拐凸起、白家海凸起等组成的中央隆起带出现；乌伦古凹陷、玛湖-盆1井西凹陷、南缘昌吉凹陷、东道海子凹陷等沉降中心沉积较厚（图6）。
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四棵树奎屯
大井
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图3头屯河组三维沉积厚度（图例同图1）
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四棵树奎屯
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沙湾玛纳斯
早、中侏罗世时期，滴水泉-三个泉北西向隆起部位沉积厚度小，乌伦古凹陷、南缘昌吉凹陷、四棵树凹陷、帐北隆起带西侧和盆地西缘的南北向凹陷沉积厚度大，最大沉积厚度约1200m ，沉降中心明显分异、扩大和加深，四棵树凹陷发育（图4）。
晚三叠世时期，陆梁隆起、马桥凸起、白家海凸起等地沉积厚度小，乌伦古凹陷、玛湖-盆1井西凹陷、向凹陷中心沉积厚度大，四棵树凹陷不发育（图5）。
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（图例同图1）图6百口泉组三维沉积厚度
1.5中-上二叠统构造层
晚二叠世盆地以沉积幅度小和宽阔盆地为特点，莫索湾以西南北向玛湖-石河子凹陷发育，昌吉附近存在近南北向隆起带，博格达及其前缘的帐北隆起带东西向弱沉积梯度带，乌伦古沉降中心定向性较差。
第30卷第1期曲国胜，等：论准噶尔盆地构造及其演化·3·
中二叠世，中拐凸起活动性减弱，红车断裂带及
其前缘活动性很强烈，沉积厚度达800~1200m ；玛湖凹陷区最大沉积厚度仅为1000m ，玛湖凹陷区和昌吉凹陷区构成盆地的沉降中心（图7）。
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1.7石炭系构造层
陆梁－中央隆起带、帐北－卡拉麦里为剥蚀区；玛
盆1井西凹陷为孤立的沉积盆地，发育东道湖凹陷、
海子－昌吉东西向凹陷，盆地整体呈“L ”形（图10）。
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（图例同图1）图7夏子街组三维沉积厚度
（图例同图1）图10上石炭统三维构造
1.6下二叠统构造层
早二叠世晚期准噶尔盆地大部为剥蚀区，玛湖-盆1井西凹陷、东道海子凹陷和南缘昌吉凹陷发育，沉降中心近于盆地西缘，沉积厚度2000m ，盆地呈“L ”形。中拐隆起已成为剥蚀区，玛湖凹陷呈南北向展布，而昌吉凹陷呈东西向。陆梁-石英滩-乌伦古地区与卡拉麦里相连，为剥蚀隆起区；马桥-中拐凸起、白家海凸起等为隆起区（图8）。
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2盆地基底-盖层变形动力及其演化分析
依据各时期沉积－构造演化及前人研究成果，盆
地基底－盖层变形的动力学边界和作用方式可归纳为：
（1）加里东运动末期褶皱基底形成的动力学及其演化加里东运动使古阿尔泰洋消亡，阿尔泰-蒙古弧区以北东-南西向挤压为作用方式，在阿尔泰前缘形成左旋斜冲走滑断裂系统，并使准噶尔盆地东北缘前陆和早期盖层沉积向南西褶皱冲断，形成由多组铲式逆冲断层和褶皱构造、由北东向南西推覆变形幅度减小的褶皱基底冲断构造，并在前缘形成泥盆纪-早石炭世前陆盆地沉积，该期构造作用使准噶尔盆地早古生代的火山-沉积岩系变形和浅变质，构成盆地的褶皱基底层，乌伦古及其以北地区为前陆凹陷。准噶尔盆地褶皱基底具有东北区域厚，南西和南侧区域薄，南缘不发育的特点，表明早古生代，盆地南缘为剥蚀区，东北缘及其以北区域由陆壳过渡为沉积洋盆，发育了巨厚的早古生代火山-沉积建造。中拐-马桥凸起可能为该期前陆变形对应的中央隆起带。
（2）晚二叠世-中三叠世西缘-西北缘变形动力学演化盆地西缘以由西向东的构造推覆作用为主，形成近南北向的推覆构造带、前缘磨拉石盆地带，晚二叠世-中三叠世为盆地西缘前陆盆地强烈发育时期，受边界不平直和动力作用方式的局部改变，不仅形成了西准噶尔前陆冲断带，还形成由西向东或由北西向南东多个方向推覆的大型推覆系统。叠置关系表明，红车高角度推覆构造由西向东冲断推覆在先，其后依次转换为由北西向南东以逆冲-逆掩为特点的弧形推覆构造系统。中拐基底凸起可能是导致推覆方向改变。
准噶尔盆地各凹陷中心有明显迁移和变化，在早
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图8风城组三维沉积厚度（图例同图1）
早二叠世早期陆梁隆起带为剥失区，中拐-莫索
湾北西西向低隆起带分割了玛湖凹陷和昌吉凹陷，沉积分布表明两凹陷沉降中心位于红车断裂带-加依尔山系之下，呼图壁和乌鲁木齐分别发育近南北向的沉降梯度带（图9）。
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乌苏四棵树奎屯
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图9佳木河组三维沉积厚度（图例同图1）
·4·新疆石油地质2009年
二叠世早期，玛湖凹陷和昌吉西凹陷的沉降中心在加依尔山系之下，晚二叠世南北向凹陷的沉降中心位于加依尔山系前缘，到中三叠世，沉降中心再向东移至
玛湖和昌吉西凹陷沉降中心昌吉东凹陷。早二叠世，
分异程度大，沉积厚度大，至中三叠世，沉降中心分异程度降低，沉积厚度小。晚二叠世以来西准噶尔山系由西向东强烈推覆使局部构造格局发生转变，使玛湖凹陷由北西向南东迁移，达巴松凸起由宽阔变为低窄，在南东边界形成北东向基底断裂带。
帐北隆起带可能为此期前陆推覆构造形成的中央隆起带，地幔上隆导致帐北隆起带裂解为若干个南北向凹陷和沉降带，沉积了上二叠统-下三叠统碎屑岩建造。前陆冲断带-前陆凹陷-前缘隆起带-中央隆起带的形成在几何学、运动学和动力学上构成了盆地西缘晚二叠-早三叠世前陆冲断带构造演化的总体格局。
（3）晚三叠-中侏罗世末期盆地基底-盖层变形动力学演化盆地北缘普遍表现为由北向南推覆的特点，北缘红岩断阶带断错隆升，发育乌伦古凹陷。
自晚三叠世至中侏罗世，准噶尔盆地再次经历了由盆地分异程度大、沉降中心深（拉张盆地沉积环境）到分异程度小和沉降中心浅（挤压环境）的发育过程，沉降中心以盆地南缘和乌伦古凹陷分异明显。
晚侏罗世西北缘南北向挤压，沿克拉玛依断裂带形成由南向北再次推覆，在前缘形成新的弧形推覆构造带，并叠加在先存推覆构造之上，多期不同方向的推覆叠加，构成克拉玛依以北区域北东向弧形边界。卡拉麦里南缘形成向南的逆冲推覆构造；盆地南缘前陆冲断带及其前陆沉积规模较小，天山北缘向北推覆形成前陆沉积。
在南北向挤压作用下，盆地内部晚侏罗世形成卡拉麦里-陆梁隆起斜冲-走滑断裂组合，导致中央隆起带沿滴水泉断裂分离，并造成中侏罗统及其下伏地层的褶皱和冲断，形成以花状构造为特征的变形构造样式。
准噶尔盆地经历了东西向挤压-盆地剪切拉分-南北向挤压的动力学环境；中晚三叠世为宽阔的披盖式沉积，早侏罗世拉张分异、断陷，形成多中心沉降的断陷盆地格局；晚侏罗世盆地普遍遭受南北向挤压，在盆地南缘形成前缘凹陷。盆地拉张派生了早中侏罗世帐北隆起带东西向的挤压，形成向西和向东推覆的断裂系统。
（4）喜马拉雅运动期盆地及盆缘动力学演化白垩纪以来准噶尔盆地以南北向挤压为特征，总体北高带，南缘东段博格达为冲断弧形构造带，南缘西段为
多排褶皱-冲断带，其间为乌鲁木齐三角带反冲构造
发育；昌吉前缘凹陷、马桥-白家海前缘隆起进一步发育；北缘先存断裂由北向南推覆，形成新的东西向山系，如塔尔巴哈台山、萨乌尔山等。盆地内卡拉麦里-陆梁隆起的斜冲-走滑断裂系统继续向北西西方向发展，形成新的斜冲-走滑弧形断裂系统，沉积中心呈东西向展布于盆地南缘。
克拉玛依-乌伦古为新生代地幔隆起带，呈北西向展布，陆梁隆起带位于地幔隆起带的南西侧，乌伦古及其阿尔泰山前区域与准噶尔盆地处于统一的深部动力环境中。
以南北向挤压作用产生的构造样式及其组合为特征，盆地周缘构造定型为6个构造样式不同的构造段。
3结论
研究了盆地构造的变形响应及其组合样式，褶皱基底形成的动力学模式及其演化规律，认为前陆冲断带-前陆凹陷-前缘隆起带-中央隆起带构成了晚二叠-早三叠世准噶尔盆地的整体变形格局；晚三叠-中侏罗世末期盆地基底-盖层经历了东西向挤压-盆地剪切拉分-南北向挤压的动力学环境；晚侏罗世西北缘推覆构造为南北向挤压造成，盆内陆梁隆起以斜冲－走滑构造变形为特征；喜马拉雅运动期盆地周缘构造定型为6个样式不同的构造段。
致谢：在本文相关项目执行期间，新疆油田公司及其下属的物探公司、勘探处和研究院的领导和专
中国地震局地质研究所、郑州物探中心的专家和家、
技术人员给予了大力支持，在此一并表示衷心的感谢。
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On Structures and Evolutions in Junggar Basin
QU Guo -sheng 1, MA Zong -jin 2, CHEN Xin -fa 3, LI Tao 2, ZHANG Ning 4
(1.NationalEarthquake Response Support Service, China Earthquake Administration, Beijing 100049, China; 2.Institute of Geology, China
Earthquake Administration, Beijing 100029, China; 3. Xinjiang Oilfield Company, PetroChina, Karamay 834000, China; 4.Beijing
Information Resources Management Center, Beijing 100088, China)
Abstract:Based on the analysis of sedimentary and structural frameworks and variations of thickness of sedimentary rocks and their spatial -temporal evolution, this paper shows the main features of sediment -structure distributions in different periods of geological time of Junggar basin, discusses the geodynamic evolutions of deformation of basement and sedimentary cover rocks, foreland basin in different periods, such as in the end of Caledonian, Late Permian-Middle Triassic, end of Middle Jurassic and Himalayan periods, and proposes the models of deformation responses and assemblages of the basin structures as well as the dynamic mechanism and tectonic evolution of folded basement in Proterozoic. It is concluded that the structural assemblages of foreland thrust belt -foreland sag -fore uplift -central uplift form the deformation framework of Junggar basin in the Late Permian -Early Triassic; the geodynamic environments of deformation between basement and sedimentary cover rocks change with EW compression -basin pull aparting -SN compression in whole Junggar basin during the Late Triassic -end of Middle Jurassic; the nappe structure of Late Jurassic in northwestern margin of Junggar basin is formed by SN compression; the Luliang uplift is characterized by oblique thrust -strike slip structural deformation, and finally, the six boundary structural segments around Junggar basin shaped in Himalayan period.
Key Words:Junggar basin; structural deformation; assemblage; geodynamic evolution