北祁連盆地群構造運動特征

聶 晶，胡 欣

（1.西南石油大學，成都 610500；2.西南油氣田分公司川西北氣礦，四川 江油 621700）

北祁連盆地群是位于祁連山北緣山前所有盆地的總稱(圖1)，位于塔里木板塊、華北地臺阿拉善地塊和中祁連板塊之間，北部為龍首山斷裂，毗鄰阿拉善地塊，南部與中祁連地塊北緣斷裂相接，西部邊界被阿爾金走滑斷裂所截。

漸新世以來，由于南緣的北祁連山快速向南沖斷隆升，在山前形成了狹長的沉降帶，在靠近山前沉降幅度大，沉積了巨厚的新近系、第四系地層，向北逐漸減薄。該時期，祁連山北緣盆地群總體表現為前陸盆地的性質。自南而北，主體上較為完整地發育了前陸沖斷帶、前陸坳陷、前緣隆起和隆后坳陷。

1 基底及蓋層

北祁連地區盆地群基底包括前震旦紀結晶基底和震旦系―下古生界淺變質基底（圖2）。前震旦紀結晶基底分布范圍較廣，在中祁連、走廊區以北至巴丹吉林沙漠的廣大地區都有出露。前震旦紀結晶基底由太古界―元古界結晶巖類組成。地層以北大河群為主，主要巖石類型有片巖、片麻巖、變粒巖和混合巖等，其厚度大于2 920m。震旦系―下古生界淺變質基底覆蓋于前震旦紀結晶基底之上，出露范圍相對較小，主要分布于北祁連盆地群南緣至中祁連之間的部分地區，地層以震旦系、寒武系、奧陶系和志留系地層為主，主要巖性為冰磧礫巖、砂質板巖、結晶灰巖、碳酸鹽巖、火山巖和火山碎屑巖，其厚度大于12 000m。

圖1 北祁連盆地群分布圖

圖2 北祁連地區基底蓋層出露圖

沉積蓋層覆于盆地基底之上，根據不同時代地層之間的不整合接觸關系，蓋層層序自下而上為：石炭系，二疊系，三疊系，侏羅系，下白堊統、古近系、新近系和第四系（表1）。其中以石炭系、二疊系、白堊系、新近系和第四系為盆地蓋層的主體部分。

表1 盆地蓋層地層簡表（酒泉地區）

2 主要構造運動及其特點

2.1 加里東期

北祁連區的加里東期運動以發生在中奧陶世末、晚奧陶世末、志留紀末的構造運動最為重要。主要表現為中奧陶統與上奧陶統之間，上奧陶統與志留系之間，志留系與泥盆系之間的區域性的角度不整合接觸關系（圖3）。志留紀末期的晚加里東運動表現尤為強烈，導致北祁連部分地區的地層發生強烈變形并伴有花崗巖體的廣泛侵入，也促使北祁連地區發育了泥盆系磨拉石建造。

由此可見，加里東運動在北祁連地區表現為一期強烈的造山活動，導致地層的強烈變形和花崗巖體的廣泛侵入。對基底的性質、形態具有重要影響。

圖3 古浪峽西上奧陶統與中奧陶統之間角度不整合接觸

2.2 海西期

北祁連及鄰區的海西期運動可分為四幕，在區域上以泥盆系與石炭系之間，下石炭統與上石炭統之間，石炭系與二疊系之間，二疊系與三疊系之間的區域性不整合面為代表。

總體來講，海西期的各期次構造運動在北祁連及鄰區都表現為以升降運動為主，并伴有局部輕微褶皺的構造運動特點，其變形強度、規模、影響范圍遠不及加里東期的各期次構造運動對北祁連地區的影響。

2.3 印支期

北祁連區的印支期運動以升降為主，并伴有輕微褶皺作用的運動特點。

中三疊世的早印支運動造成北祁連地區上三疊統與中三疊統之間的角度不整合接觸或平行不整合接觸，也導致上三疊統陸相地層平行不整合在前三疊紀地層之上。

晚三疊世末的晚印支運動造成北祁連地區侏羅系與前侏羅紀地層的不整合接觸，并形成了許多近東西走向的短軸褶皺和逆沖斷層，剖面上可見平緩褶皺或開闊褶皺。

2.4 燕山期

北祁連及鄰區的燕山期運動大體可分三幕：侏羅紀與早白堊世之間的早燕山運動，早白堊世與晚白堊世之間的中燕山運動，以及晚白堊世與古近紀之間的晚燕山運動。

早燕山運動導致北祁連部分地區缺失侏羅系地層，中燕山運動在北祁連及鄰區是一次廣泛而較強烈的褶皺上升運動，導致了北祁連地區上白堊統地層的缺失，造成了下白堊統之間角度不整合或平行不整合接觸。晚燕山運動導致了北祁連地區絕大部分地區上白堊統地層和古新統地層的缺失及侏羅－白堊紀地層的變形，古近系不整合于下白堊統或前白堊紀不同時代巖系之上。由于構造應力發生了轉變，出現了構造反轉現象。

2.5 喜馬拉雅期

北祁連及鄰區的喜馬拉雅期構造運動頻繁而強烈，繼承性沖斷活動和第四紀以來的強烈抬升形成今日所見的構造―地貌格局。根據地層之間的不整合接觸關系，可將北祁連及鄰區的喜馬拉雅期構造運動分為三幕，發生在古近紀與中新世之間的早喜馬拉雅期構造運動導致了中新統地層普遍超覆不整合沉積，新近紀起進入全面沉降坳陷，形成沉降幅度很大的內陸湖盆。為該區大面積沉降接受中新統的泛湖盆相沉積提供了條件，褶皺作用并不明顯。發生在中新世與上新世之間的中喜馬拉雅期構造運動主要表現為上新統的部分地層被剝蝕，局部地區上新統與中新統之間的存在平行不整合接觸。發生在上新世與更新世之間的晚喜馬拉雅期構造運動導致了北祁連地區整體沖斷隆升，致使老地層逆沖于古近系地層之上，也使第四系角度不整合于古近系之上（圖4）。晚喜馬拉雅期構造運動在北祁連及鄰區是一次較為強烈的褶皺―沖斷作用性質的構造運動。

圖4 祁連鄉公社第四系角度不整合于古近系之上

3 構造演化階段

3.1 前震旦紀結晶基底形成階段

走廊區結晶基底的形成經歷了漫長的構造演化。到震旦紀冰磧礫巖層沉積之前形成統一的陸塊，隸屬于古中國大陸。這一漫長復雜的演化過程可概括為陸核 陸塊 聯合陸塊的古克拉通化演化過程。

3.2 震旦紀―寒武紀大陸裂谷發展階段

經晉寧運動后，形成了統一的華北―塔里木板塊，在震旦紀―寒武紀時期，北祁連地區處在強烈伸展作用下的演化背景。

震旦紀時，統一的華北 塔里木板塊周緣開始裂解，區內的中祁連地塊與華北板塊西北緣的阿拉善地塊分離，北祁連區位于裂谷北側的被動大陸邊緣，以正常碎屑巖夾碳酸鹽巖為特征，表現了相對寧靜的海相沉積環境。

3.3 奧陶紀主動大陸邊緣階段

奧陶紀時，中國西部板塊由伸展環境向聚斂構造環境轉變，走廊區的早期斷裂在拉張變為擠壓背景下，正斷裂停止發育。從早奧陶世開始，北祁連洋殼向北側的阿拉善地塊不斷俯沖消減，北祁連地區由被動大陸邊緣轉變為主動大陸邊緣。

3.4 志留紀―泥盆紀板塊不規則碰撞階段

北祁連 河西走廊的志留紀和泥盆紀沉積受華北板塊與中祁連地塊不規則碰撞的影響，掀起了強烈的造山運動。志留紀末期，北祁連造山帶強烈造山隆升形成高峻的山地。在泥盆紀時，隨著北祁連西段造山作用的加劇，北祁連西段與阿拉善古陸連為一體形成古剝蝕區。

3.5 石炭紀―二疊紀穩定陸內盆地階段

從石炭紀開始到早二疊世，北祁連山地區主要表現為向西南方向傾的被動大陸斜坡。經過泥盆紀強烈的構造剝蝕，石炭紀初，北祁連山及其南北鄰區已經被夷平。石炭紀源自南部的古特提斯海水一直海侵到北祁連構造帶南部地區，由陸相逐漸轉為海陸交互相沉積。從二疊紀開始，盆地沉積表現為向南退縮。二疊紀在走廊地帶已變成陸相，北祁連構造帶為濱淺海沼澤相或海陸交互相。

3.6 三疊紀板內強烈變形階段

晚三疊世末古特提斯洋俯沖殆盡，古特提斯洋中的岡瓦納大陸的碎塊與歐亞大陸發生碰撞，形成了古特提斯造山帶。這一碰撞事件導致了中國西部地區前侏羅紀地層的強烈變形，形成了大量近東西走向的褶皺和逆沖斷層。

3.7 侏羅紀－早白堊世伸展斷陷階段

從侏羅紀開始，新特提斯洋向歐亞大陸俯沖，在中國西部處于一種伸展的構造環境，形成了大量的斷陷。走廊區的侏羅紀和白堊紀斷陷就是在這樣的區域背景條件下發育的，是一次區域性的伸展事件。

3.8 晚白堊世－古新世構造反轉階段

晚白堊世時期，由于Kohistan－Dras 島弧與拉薩地塊發生碰撞，使得中國西部地區受到強烈的影響，北祁連地區也受到此碰撞事件的影響，導致了絕大部分地區晚白堊世地層和古新統地層的缺失，同時也造成了侏羅－白堊紀地層的變形。由于構造應力從拉張變為擠壓，出現了構造反轉現象。

3.9 新近紀以來的擠壓變形與前陸盆地發育階段

新近紀以來，由于印藏持續的陸陸俯沖和碰撞作用，中國西部地區受到強烈的影響。祁連山地區的古造山帶重新開始活動，古北祁連山造山帶強烈向北東方向沖斷，形成了北祁連地區的新生代前陸盆地。

4 結論

構造演化特征決定了具體構造的特征，對凹陷發育的位置、埋深、規模、熱演化程度及保存程度也起著至關重要的作用。現今北祁連盆地群經歷多次構造運動的改造，先后經歷了早古生代大陸裂谷階段、晚古生代穩定陸內沉積盆地階段、中生代的板內變形階段和伸展斷陷階段、新生代擠壓變形與前陸盆地發育階段。構造應力多次發生反轉，對古構造的形成及油氣成藏十分有利。

[1]羅桂昌，汪明洲.河西走廊東部地區早二疊世地層研究的新認識[J].西安地質學院院報，1992.14（2）：16～25.

[2]閻存鳳，袁劍英.武威盆地石炭系沉積環境及含油氣遠景[J].天然氣地球科學，.2011，22（2）：267～274.

[3]郭海英，劉煥杰，陳孟晉.鄂爾多斯地區晚古生代沉積演化[M].徐州：中國礦業大學出版社，2004.

[4]佟再三.北祁連東段石炭紀古地理與構造關系初探[J].甘肅地質學報，2（2）：1993，61～66.

[5]杜遠生，張哲，等.從弧后盆地到前陸盆地—北祁連造山帶奧陶紀—泥盆紀的沉積盆地與構造演化[J].地質通報，2002，04(1):1～8.

[6]西安地質學院，玉門石油管理局勘探開發研究院.甘肅河西走廊東部地區石炭紀和二疊紀地層以及沉積相和生儲條件的研究[M].西安:西北大學出版社，1989，203.

[7]張旗，王焰，錢青.北祁連早古生代洋盆是裂陷槽還是大洋盆—與葛肖虹討論[J].地質科學，2000，(01)：121～128.

[8]葛肖虹，劉俊來.北祁連造山帶的形成與背景[J].地學前緣，1999(04):223～230

[9]劉寄陳.北祁連造山帶陸塊構造[J].地球科學，1991(06):635～642.