塔里木板块主要构造期周缘边界性质分析

李王鹏，张仲培，林 恬

（中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院，北京 100083）

塔里木板块位于中国西北部地区，为一个具有前震旦纪基底的大陆板块，主体上覆塔里木盆地。塔里木盆地自震旦纪经历了复杂的构造-沉积演化过程。与周缘块体长期相互的地质作用及内部盆地多旋回的演化，导致塔里木板块周缘边界性质复杂，不同边界条件差异明显。因此，开展塔里木板块主要构造期周缘边界性质分析，有利于更全面了解板块及周缘的地质条件及其差异性，为开展板块及周缘构造演化过程分析提供参考。

1 古生代早期塔里木板块构造背景

早古生代，塔里木板块位于冈瓦纳大陆和劳亚大陆之间的特提斯洋，向南漂移至赤道附近[1-2]，以逆时针旋转的方式与澳洲大陆分离。晚古生代，塔里木板块持续向北漂移并顺时针旋转。

早寒武世，塔里木板块周缘强烈的拉张裂解作用导致周缘各地质体与塔里木板块隔洋相望[3]，如北部的伊犁-中天山地块、南部的西昆仑地块和东南部的中阿尔金地块等[4-5]，同时寒武纪全球性的海侵导致塔里木板块整体被海水覆盖[6]。

奥陶纪，塔里木板块纬度变化较明显，向南漂移到南纬15°后开始向北漂移。早奥陶世，塔里木板块周缘整体仍受强烈拉张裂解作用，内部广泛发育正断层，北部南天山洋初具规模，北部的被动陆缘沉积了厚层的碎屑岩与碳酸盐岩。中-晚奥陶世，南天山洋开始俯冲闭合[7]。早-中奥陶世，塔里木沉积盆地规模大于现今盆地，并继承了晚寒武世的稳定古构造格局[8]。自中奥陶世晚期，塔里木板块的应力状态由伸展向挤压转化，构造古地理格局发生明显变化，东西格局逐步转变为南北格局。晚奥陶世，塔里木板块加速漂移至北半球，北缘仍为被动陆缘，南缘为挤压环境，西昆仑洋的消减与阿尔金造山作用导致阿尔金北缘褶皱隆起[9]。

志留纪，塔里木板块位于北半球低纬度地区，并继续向北漂移。中志留世，南天山洋向伊犁-中天山地体下俯冲，伊犁-中天山地体南缘发育岛弧火山岩，塔里木板块与西昆仑地体之间被西昆仑洋隔开。奥陶纪—早志留世，阿尔金-祁连北洋盆发生俯冲碰撞[10]。志留纪—中泥盆世，塔里木板块南缘与中昆仑地体增生碰撞，板块南部形成塘古孜巴斯弧后前陆盆地[11]。塔中隆起为盆地南部边界上挤压走滑构造变形向盆地内部传播扩展的产物[12]。中志留世，古地理格局发生明显变化。塔里木志留纪沉积格局为“两隆夹一坳”，南北向分带，整体南高北低，西部水体较浅而开阔，东部较闭塞，海侵方向来自北部和西北部。中志留世—晚泥盆世，海水由东向西逐渐退出。

2 古生代洋-陆转换与碰撞造山作用

新元古代，罗迪尼亚超大陆发生裂解作用，塔里木古陆在此过程中裂解为独立的古陆。

2.1 洋盆消减俯冲、块体碰撞、造山阶段

新元古代—寒武纪，塔里木板块周缘基本处于强烈拉张裂解状态，周缘洋盆的打开与罗迪尼亚超大陆的裂解作用有关，该阶段为板块北缘南天山洋盆和西南缘昆北洋盆扩张的主要时期，东南缘北阿尔金洋盆的扩张主要集中在中寒武世之前（图1），同时早在震旦纪中期南天山洋盆已具一定规模（图2）。奥陶纪，洋盆的扩张与洋壳的俯冲具有共存现象。早奥陶世，洋壳开始向北俯冲于伊犁-中天山地块之下（481.1±4.4Ma[13]、478.7±1.8Ma[14]）。中 -晚志留世（426.3±1.9Ma、425.1±1.7Ma）[14]，南天山洋东段开始向南俯冲于塔里木板块之下，东段存在南北双向俯冲，西段仍然是向北俯冲，东西段呈现构造演化差异（图2）。新元古代，塔里木板块西南缘经历了裂谷差异演化；寒武纪，昆南主洋盆发生俯冲与昆北弧后洋盆扩张；奥陶纪，昆北洋盆向北俯冲消减；志留纪—早泥盆世，昆北洋盆闭合（图3）。中寒武世，塔里木板块东南缘北阿尔金洋开始向北俯冲，并于晚寒武世—早奥陶世转变为南北双向俯冲。中奥陶世—早志留世，北阿尔金洋闭合，区内进入碰撞造山阶段（图1）。

图1 塔里木东南缘古生代演化模式图

图2 塔里木北缘古生代演化模式图

图3 塔里木西南缘古生代演化模式图

2.2 大洋俯冲消减与碰撞造山阶段

板块北缘南天山洋南北两侧的陆-陆碰撞最早发生在晚泥盆世-早石炭世，不同段位开始发生碰撞的时间存在早晚差异，但是最终的碰撞-闭合于晚石炭世完成（图2）。中泥盆世—早石炭世，板块西南缘古特提斯洋（康西瓦洋）开始扩张，塔西南陆缘发育了库地弧后盆地等多个裂谷盆地及小洋盆。晚石炭世—早二叠世，古特提斯洋（康西瓦洋）向北的俯冲-消减逐渐加强，在麻扎-康西瓦构造带北侧产生了大规模的岩浆弧，库地弧后洋开始扩张。晚二叠世—早三叠世，古特提斯洋（康西瓦洋）发生南北双向俯冲-消减，库地弧后洋碰撞-闭合（图3）。中-晚三叠世，古特提斯洋（康西瓦洋）闭合，碰撞造山作用导致西昆仑及周缘形成了一些碰撞型花岗岩及汇聚板块边缘残余海盆，并沿塔什库尔干县-麻扎-康西瓦构造带发育了麻粒岩带[15]。

2.3 陆内演化阶段

中二叠世，塔里木板块与中天山地块发生碰撞造山作用，南天山地区变形强烈，后于三叠纪遭受剥蚀。侏罗纪，南天山西部地区进入断陷盆地发展阶段，区内下侏罗统碎屑岩与古生界之间发育正断层；而南天山东部地区持续遭受剥蚀[16]。白垩纪，南天山西部地区发生板内伸展和断陷作用，发育下白垩统碎屑岩、上白垩统碎屑岩和灰岩；东部地区发生拉分作用，发育碎屑岩沉积和玄武岩夹层。

晚三叠世末期，古特提斯洋（康西瓦洋）碰撞-闭合后（图3），塔西南地区进入后碰撞造山阶段，伴生有后碰撞型花岗岩体。区内不同部位的俯冲-消减、碰撞造山作用在时间上具有差异性，一般认为中、东段发生时间要晚于西段[16]，板块西南缘洋盆演化的结束以后碰撞造山阶段为标志，之后进入陆内调整-改造阶段。自侏罗纪，塔西南地区转入陆内构造环境。燕山期，以陆相断陷、坳陷沉积为特征，沉积了叶尔羌群、库孜贡苏组和克孜勒苏群碎屑岩。塔西南边缘的侏罗系呈断续分布，普遍为湖沼相含煤沉积，超覆于不同时代地层之上。在山前带的克里阳剖面出露的上侏罗统砾岩具磨拉石建造特征，而甜水海地块上主要沉积了一套浅海陆棚相碳酸盐岩-碎屑岩地层，其富含菊石、双壳、腕足和珊瑚等化石[17]。早白垩世晚期，全球海侵导致区内沉积了一套混积陆表海环境下的碎屑岩-碳酸盐岩-膏泥岩地层。白垩系广泛分布于山前凹陷带，一般与下覆侏罗系呈不整合接触关系，其物源主要来自西昆仑构造带，沉积厚度最大超过1 300m。晚白垩世-渐新世，塔西南地区相对稳定，整体于的滨浅海-河湖相沉积环境，之后受青藏高原持续隆升作用，沉积物粒度逐渐加大，前陆盆地进一步演化，进而呈现现今盆山格局。

3 周缘边界区域主应力性质

基于塔里木板块周缘古生代洋-陆转换与块体碰撞过程的研究，基本明确了板块不同边缘边界区域主应力的性质。寒武纪—早奥陶世，塔里木板块周缘中天山块体、昆中块地及阿北块体等相对盆地呈离散状态，板块周缘整体处于拉张背景，板块周缘区域主应力为拉张性质。中奥陶世—早志留世，由南向北，塔里木板块西南缘昆中地块和东南缘阿北地块、中阿尔金地块向塔里木板块南缘之下俯冲，塔里木板块南缘区域主应力性质由拉张转变为挤压。中志留世—中泥盆世，塔里木板块东北缘洋壳由向北的单一俯冲转变为向南和向北的双向俯冲，导致塔里木板块东北缘区域主应力由拉张转变为挤压。晚泥盆世—早石炭世，由于康西瓦洋的扩张，板块西南缘区域主应力由挤压转变为拉张。晚石炭世—中二叠世，塔里木板块与北侧中天山地块拼合，板块北缘区域主应力整体呈挤压性质。晚二叠世—三叠世，塔里木板块进入陆内演化阶段，板块周缘边界整体受造山带逆冲挤压影响，区域主应力性质为挤压背景。

4 结束语

塔里木板块具有多期挤压、拉伸和走滑应力环境。早古生代盆地遭受不均一、非对称挤压环境；晚古生代，天山拼合带发育大型韧性剪切带；新生代晚期，盆地东南部发育阿尔金大规模左行走滑，西南部喀拉昆仑大规模右行走滑，北部南天山遭受不均一逆冲挤压作用，西强东弱。各时期盆地边界的构造应力场为台盆区内部发育走滑断层提供了动力源和应力环境。