银额盆地构造演化的研究综述

2019-03-28 12:54
福建质量管理 2019年8期
关键词:裂谷塔里木盆地

(西北大学 陕西 西安 710069)

引言

中亚造山带(The Central Asian Orogenic Belt)又被称为阿尔泰构造拼合体,它处于西伯利亚克拉通和华北-塔里木克拉通之间,是全球典型的增生型造山带[1-2],目前是地学界研究的前沿和热点。银额盆地及其邻区大地构造位置处于中亚造山带的南缘中段,其地理位置特殊,构造演化复杂,它是研究古亚洲洋的闭合,以及中亚造山带构造演化的理想选区,也是当前北方石炭-二叠系油气目的层勘探开发的重点区域[8]。本文主要整合前人的研究成果,对银额盆地当前的研究进展进行综述。

一、区域地质背景

银额盆地位于我国西北地区中部,内蒙古自治区阿拉善盟境内,东以狼山为界,南至雅布赖山、哈拉乌山,西达北山,北部至中蒙边界地区,面积约12万平方公里。它处于西伯利亚板块、塔里木-中朝板块之间的中亚造山带内,西伯利亚、塔里木、阿拉善、鄂尔多斯、华北等诸多大小不一的块体将其围限其中,大地构造位置十分特殊。晚志留世-早中泥盆世,蒙古洋壳向南发生俯冲,洋壳发生闭合,西伯利亚板块和中朝板块碰撞对接,陆内发育裂谷或裂陷盆地,银额盆地形成[3]。而后经历了海西运动末期,印支运动,燕山运动,喜马拉雅运动等构造运动的影响,同时,盆地内断裂活动发育,阿尔金断裂带、恩格尔乌苏断裂带、红石山断裂带等区域性的断裂构造以及盆地周围北大山、雅布赖-哈拉乌山和狼山等边界断裂的长期活动,使得盆地构造更为复杂,最终形成北东向隆(起)坳(陷)相间、隆中有坳、坳中有隆的主体构造形态。该地区断层和褶皱等构造发育,出露有多个时期的地层,主要是以中生界为主。

二、银额盆地的研究现状

(一)对岩浆活动的研究

银额盆地出露的大量的岩浆岩,学者[6]分别对其进行了岩石学、同位素地球化学、同位素年代学等大量的研究工作认为:因其所处的特殊的大地构造位置,银额盆地岩浆岩受构造作用的影响较为明显,总体上表现为岩浆活动受同一时期构造运动的影响,在空间上受不同级别断裂构造的控制。发育多期次不同类型的岩浆岩,时间跨越加里东期、华力西期、印支期和燕山期等不同时期,其中以石炭纪-二叠纪最为发育。且分布较为广泛,岩类齐全,超基性、基性、中性、酸性岩类均有出露。

(二)对油气的研究

银额盆地长期以来一直被作为中生代的油气盆地开展油气地质开发研究,其中下白垩统的苏红图组和巴音戈壁组以及中下侏罗统具有良好的烃源岩,被认为是具有良好油气勘探前景的目的层[11,13]。之后随着北方石炭-二叠系的深入研究,认为银额盆地属于中生代与石炭-二叠纪的叠合盆地,油气资源丰富,其中二叠系烃源岩在晚白垩世达到生烃高峰,以生油为主;石炭系烃源岩在晚二叠世达到生烃高峰,以生气为主[7-8]。晚古生代以来,银额盆地遭受了海西运动末期、印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动的构造改造,油气盆地的部分存储环境已经发生改变。近年来有学者对银额盆地石炭-二叠纪以来的构造改造进行了研究,划分构造变形的期次,识别构造变形的特征,试图对油气盆地的勘探开发提供实质性的帮助。但目前来说,该方面的研究还较为匮乏。

(三)对区域构造的研究

王廷印等、吴泰然[10,12]等提出了恩格尔乌苏蛇绿断裂带代表了塔里木板块和华北板块的缝合线,认为该岩带从内蒙古巴音查干,向西经恩格尔乌苏至甘肃金塔附近,与阿尔金断裂相联,北东东向断续延长800km以上,同时认为恩格尔乌苏混杂岩带既是碰撞造山带,也是巨型冲断带。左国朝[15]等认为银额盆地西缘北山地区在早古生代属板块构造演化阶段,晚古生代属板内构造演化阶段,并以早古生代石板井-小黄山缝合带作为哈萨克斯坦板块与塔里木板块的分界线。何世平[5]等认为北山地区早、晚古生代均经历了板块构造演化阶段,分别发育早古生代红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带和晚古生代红石山-百合山-蓬勃山缝合带,并进一步认为红石山-百合山-蓬勃山缝合带构成哈萨克斯坦板块和塔里木板块的最终界线。周立发[14]等将银额盆地及其邻区的构造演化划分为太古代-早元古代结晶基底形成阶段、中晚元古代陆壳裂陷阶段、寒武纪-泥盆纪大洋形成与闭合阶段、石炭-二叠纪陆内裂谷作用阶段、中新生代陆内小型断陷盆地形成阶段等五个阶段,其中后四个阶段为盆地发育演化阶段,并研究了不同演化阶段盆地的构造环境、沉积演化及其特征等。卫平生等[11]主要对银-额盆地中新生代盆地演化进行了分析,根据阿尔金断裂向北东方向的延伸将银-额盆地分为北部盆地和南部盆地,根据构造体制将中新生代构造演化分为两大阶段—板内构造阶段(T-J)和陆内汇聚阶段(R-Q)。

三、讨论银额盆地及其邻区的构造演化

(一)太古宙-古元古代结晶基底形成阶段

太古宙末期的阜平运动和古元古代末期吕梁运动的影响,使得研究区太古界和下元古界发生变形、变质、固结硬化,成为统一结晶基底的组成部分,形成了前长城纪原始古陆。陆续发现的2.0-2.6Ga残留锆石U-Pb年龄[4,6],不断证实古元古代结晶基底的存在,包括敦煌岩群、阿拉善岩群、龙首山岩群等。

(二)中、新元古代陆壳裂解-沉积变质基底形成阶段

中、新元古界和太古界和古元古界在本质上完全不同,如在岩石组合,岩浆作用、变质作用等方面。中元古代长城纪是一个大陆地壳伸展期,在太古宙-古元古代结晶基底的基础上发生裂陷,形成规模宏大的裂陷槽和裂陷盆地,如巴彦西别,狼山裂堑。蓟县纪,大陆地壳趋于稳定,出现海相的沉积建造,青白口纪,海盆收缩。此后经历了晋宁运动,中、新元古界构成了该区域沉积变质基底,形成了中、新元古代统一大陆,同时成为了Rodinia超大陆的组成部分。

(三)南华纪-中(晚)泥盆世板块体制下洋陆格局转换阶段

南华系是前南华纪基底之上的第一套沉积盖层,新元古代早期出现的双峰式侵入岩组合,包括大陆溢流玄武岩、双峰式火山岩建造和碱性花岗岩,标志着超大陆的裂解和洋盆的开启。在奥陶纪,形成了具有多岛洋弧盆体系的大洋盆地,在塔里木-阿拉善陆块的北缘和南缘分别形成了天山蒙古洋和秦祁昆大洋。早、中泥盆世的前陆盆地则标志着天山蒙古洋和秦祁昆大洋的闭合,中泥盆世的花岗岩事件也可为大洋的闭合提供依据[15]。此次大洋闭合、碰撞造山使得众多的陆块连接起来,形成了大面积的新生大陆地壳。

(四)晚泥盆-二叠纪陆内裂谷、裂陷作用阶段

蒙古洋壳板块向南俯冲,西伯利亚板块和中朝板块碰撞,古亚洲洋闭合。加里东-早海西期构造带处于强烈的活化期,该地区在伸展作用的背景下形成了陆内裂谷或裂陷盆地。如恩格尔乌苏裂谷等,就是该时期发育的。此外还发育一些典型的双峰式火山岩组合、双峰式侵入岩组合、深成侵入岩组合等。研究区形成了“两坳夹一隆”的盆山构造格局(北山-巴丹吉林裂谷裂陷盆地),即北部为红石山-黑鹰山裂谷裂陷带、中部为马鬃山-切刀古隆起带、红柳大泉-巴丹吉林-银根裂谷带,南侧为敦煌-阿拉善-狼山隆起区[8]。

(五)中、新生代陆内盆山构造演化阶段

从三叠纪开始,盆地开始进入陆内盆山构造演化阶段。研究区中生代盆地的形成和演化,发生在大陆地壳内部,主要为陆内挤压造山阶段、地壳伸展阶段以及伸展和挤压并存阶段等过程,这与盆地受海西运动、印支运动、燕山运动的影响关系密切。更新世以来,盆地受喜马拉雅运动的影响,表现为差异性升降运动,奠定了如今的地貌格局,被山体切割的中、新生代小盆地群也是这一时期形成的。

结语

当前,对银额盆地的研究现状进行讨论,具有一定的科学意义和实践意义。首先银额盆地为中亚造山带的南缘部分,在大地构造位置上,又处于西伯利亚板块、塔里木-中朝板块,以及阿拉善、鄂尔多斯等地块的拼合部位,地理位置十分特殊,对该地区的研究意义重大,它不仅可以为中亚造山带的形成和演化提供丰富的地质信息,而且对于古亚洲洋西段闭合时间的认识提供一定的证据。

其次,随着银额盆地被作为晚古生代与中生代油气叠合盆地,对其进行盆地基础地质研究、专项研究迫在眉睫,尤其是在盆地构造演化和后期构造改造方面的研究,可以为油气的勘探开发,提供实质性的帮助,直接服务于生产,这也是当前研究的热点话题,但目前来说,研究还比较薄弱。

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