淺析準噶爾盆地四棵樹地區構造演化階段

劉子超

摘要：準噶爾盆地四棵樹凹陷油氣資源豐富，但地質結構及演化十分復雜，長期以來一直存在較大爭議。本文基于最新勘探進展及區域研究資料，重新梳理了該區的構造變形特征和疊合演化過程。該研究成果對于推進四棵樹地區的油氣勘探進程具有推動意義。

關鍵：準噶爾盆地 四棵樹地區 構造演化

準噶爾盆地是我國大型含油氣盆地之一，位于哈薩克斯坦板塊、西伯利亞板塊一阿爾泰褶皺造山帶和天山褶皺造山帶之間，為一晚古生代一中、新生代的擠壓復合疊加盆地。自形成至今，經歷了海西、印支、燕山、喜馬拉雅等四期構造運動的影響，構造格局復雜。四棵樹凹陷屬于北天山山前坳陷的一部分，經歷多期構造運動，晚海西期四棵樹凹陷作為西準噶爾的一部分，開始自西向東劇烈推覆，隆起遭受剝蝕，到晚三疊世停止推覆作用，并開始下沉。后經歷了印支-燕山期及喜馬拉雅期多期構造運動的改造，構造面貌較為復雜?？傮w認為，該區可分為5個構造演化階段。

1. 區域地質背景

四棵樹凹陷位于準噶爾盆地南緣西段， 隸屬于北天山山前沖斷帶， 北部是車排子凸起， 西南邊界是伊林黑比爾根山， 東鄰昌吉凹陷， 即凹陷處于北天山構造帶和西準噶爾構造帶交匯處；主體既歸屬西部隆起區一級構造單元， 又屬于北天山山前坳陷帶， 主體走向為北西西-南東東。自下而上， 鉆井揭示的地層有中下侏羅統的八道灣組、三工河組、西山窯組和頭屯河組， 上侏羅統的齊古組， 白堊系的吐谷魯群和東溝組， 古近系的紫泥泉子組和安集海河組， 新近系的沙灣組、塔西河組和獨山子組和第四系。

2. 構造演化階段劃分

2.1 二疊紀及以前，盆地基底形成階段

該區是在海西運動的背景下，形成了以石炭系為基底。盆地南部的北天山與準噶爾盆地南部前陸盆地系統的發展密切相關，屬于天山褶皺系，發育泥盆—石炭系海相—陸相碎屑巖建造和火山巖建造。石炭系中酸性火山巖十分發育。北天山廣泛發育上石炭統，主構造線方向近東西，以天山北緣斷裂與準噶爾盆地分界。中寒武世—中炭世準噶爾地塊南緣為被動型大陸邊緣，石炭紀末期準噶爾地塊與塔里木-中天山板塊碰撞，開始了北天山推覆構造和南部前陸盆地系統演化。與東、西準噶爾界山的碰撞造山時間相比，北天山的造山時間更晚一些，前兩者為晚石炭世早期，而后者為晚石炭紀末期。

準噶爾盆地初步形成于中、晚石炭世末—中海西期末，下二疊統是它成盆后的最早沉積蓋層。準噶爾盆地是在周邊海槽閉合碰撞時多向擠壓應力場中形成的。

2.2 晚三疊世晚期盆地裂陷，形成獨立的沉積單元

三疊紀時期，四棵樹地區開始裂陷沉降，形成與準噶爾盆地主體昌吉凹陷獨立的沉積湖盆，在石炭系基底之上沉積了上三疊統郝家溝組上部地層。受車排子凸起向南東推覆產生的右旋扭壓力影響，在凹陷內形成一系列雁行排列的斷裂，高泉-固爾圖構造帶及艾卡構造帶的主要斷裂開始形成。

2.3 侏羅紀早期-白堊紀早期，多次抬升下降，形成了相對獨立的沉積單元

早侏羅世—白堊紀早期，四棵樹凹陷經歷多次抬升、坳陷，沉積了中下侏羅統八道灣組、三工河組及西山窯組含煤地層、以及白堊系清水河組、呼圖壁組地層。在南部地區，據地震剖面解釋，可以看到八道灣組存在明顯的超覆現象，其上三工河組及西山窯組、頭屯河組以及齊古組存在明顯的削蝕現象，說明本區沉積之后有明顯的抬升作用存在。而白堊系的清水河組及呼圖壁組地層在局部地區也見到明顯的頂削底超的地層接觸關系，結合野外露頭以及鏡質體反射率測試分析，認為該區構造演化在該時期有明顯的凹陷-抬升相互轉換的過程，從而形成了現今的地質格局。

結合地質認識及野外觀察，推測侏羅紀早期原始沉積范圍可能遠大于現今的分布范圍。此時，在南北向擠壓作用下，構造運動開始加劇，伴隨斷裂活動，高泉-固爾圖構造帶及艾卡構造帶基本形成。該階段沉降幅度大，構造運動強，一舉奠定了四棵樹凹陷的主體沉降格局及構造格局，是凹陷最主要的形成階段之一。

2.4 白堊紀后期—古近紀快速沉降快速抬升階段

早白堊世早期，該區開始緩慢下沉，湖盆范圍逐漸變大，在凹陷較大范圍內沉積了吐谷魯群清水河組地層。早白堊世中晚期—晚白堊世，凹陷大范圍沉降再次停止，湖盆范圍迅速變小，只在卡因迪克及其以東局部地區沉積了呼圖壁組、勝金口組及連木沁組，而東溝組則大范圍缺失。古近紀早期凹陷快速下并沉接受大量沉積，相對于北部地區在凹陷東南部沉積了巨厚的古近系，后期整體抬升，剝蝕嚴重。該階段凹陷以整體沉降整體抬升為主，早期形成的斷裂基本上沒有發生大的變動。

2.5 新近紀中新世—第四紀凹陷劇烈沉降階段

新近紀中新世以后，四棵樹凹陷做為北天山前陸盆地的一部分與整個盆地一起劇烈沉降，接受了巨厚的新近系沙灣組、塔西河組、獨山子組及第四系沉積。另外，由于印度板塊與歐亞板塊碰撞加劇，在天山隆升和山體擴張所產生的強大南北向擠壓力作用下，山前推覆帶開始形成，在推覆體之下形成一系列隱伏構造。同時，凹陷內中、新生代地層向北逐層位移，在燕山期雁行排列的斷裂部位發生褶皺，形成獨南、獨山子、西湖、卡因迪克等右旋走滑構造體系，并使這些背斜成為斷裂增長型背斜。該階段凹陷沉降幅度大，構造運動相對較強，為凹陷的另一個主要形成期。由于該期以側向擠壓為主的主應力方向在昌吉凹陷段，因此四棵樹凹陷喜馬拉雅期斷裂活動主要集中在凹陷南部山前帶，而凹陷主體部位早期形成的印支-燕山期斷層幾乎未發生變動，只是形成少量規模較小的高傾角張扭性斷層。至此，四棵樹凹陷構造面貌基本定型，并成為北天山山前坳陷帶的一個組成部分。

3. 結束語

通過對四棵樹凹陷構造體系的構造特征分析，明確了該地區構造演化階段：二疊系以前為盆地基底形成階段、晚三疊世盆地裂陷階段、侏羅早期-白堊早期相對獨立沉積階段、白堊后期-古近紀快速抬升階段、新近紀以來的劇烈沉降階段。該研究成果為下一步石油勘探奠定了堅實的理論基礎， 為尋找油氣圈閉提供了有力的根據。

參考文獻：

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