北祁连盆地群构造运动特征

聂 晶，胡 欣

（1.西南石油大学，成都 610500；2.西南油气田分公司川西北气矿，四川 江油 621700）

北祁连盆地群是位于祁连山北缘山前所有盆地的总称(图1)，位于塔里木板块、华北地台阿拉善地块和中祁连板块之间，北部为龙首山断裂，毗邻阿拉善地块，南部与中祁连地块北缘断裂相接，西部边界被阿尔金走滑断裂所截。

渐新世以来，由于南缘的北祁连山快速向南冲断隆升，在山前形成了狭长的沉降带，在靠近山前沉降幅度大，沉积了巨厚的新近系、第四系地层，向北逐渐减薄。该时期，祁连山北缘盆地群总体表现为前陆盆地的性质。自南而北，主体上较为完整地发育了前陆冲断带、前陆坳陷、前缘隆起和隆后坳陷。

1 基底及盖层

北祁连地区盆地群基底包括前震旦纪结晶基底和震旦系―下古生界浅变质基底（图2）。前震旦纪结晶基底分布范围较广，在中祁连、走廊区以北至巴丹吉林沙漠的广大地区都有出露。前震旦纪结晶基底由太古界―元古界结晶岩类组成。地层以北大河群为主，主要岩石类型有片岩、片麻岩、变粒岩和混合岩等，其厚度大于2 920m。震旦系―下古生界浅变质基底覆盖于前震旦纪结晶基底之上，出露范围相对较小，主要分布于北祁连盆地群南缘至中祁连之间的部分地区，地层以震旦系、寒武系、奥陶系和志留系地层为主，主要岩性为冰碛砾岩、砂质板岩、结晶灰岩、碳酸盐岩、火山岩和火山碎屑岩，其厚度大于12 000m。

图1 北祁连盆地群分布图

图2 北祁连地区基底盖层出露图

沉积盖层覆于盆地基底之上，根据不同时代地层之间的不整合接触关系，盖层层序自下而上为：石炭系，二叠系，三叠系，侏罗系，下白垩统、古近系、新近系和第四系（表1）。其中以石炭系、二叠系、白垩系、新近系和第四系为盆地盖层的主体部分。

表1 盆地盖层地层简表（酒泉地区）

2 主要构造运动及其特点

2.1 加里东期

北祁连区的加里东期运动以发生在中奥陶世末、晚奥陶世末、志留纪末的构造运动最为重要。主要表现为中奥陶统与上奥陶统之间，上奥陶统与志留系之间，志留系与泥盆系之间的区域性的角度不整合接触关系（图3）。志留纪末期的晚加里东运动表现尤为强烈，导致北祁连部分地区的地层发生强烈变形并伴有花岗岩体的广泛侵入，也促使北祁连地区发育了泥盆系磨拉石建造。

由此可见，加里东运动在北祁连地区表现为一期强烈的造山活动，导致地层的强烈变形和花岗岩体的广泛侵入。对基底的性质、形态具有重要影响。

图3 古浪峡西上奥陶统与中奥陶统之间角度不整合接触

2.2 海西期

北祁连及邻区的海西期运动可分为四幕，在区域上以泥盆系与石炭系之间，下石炭统与上石炭统之间，石炭系与二叠系之间，二叠系与三叠系之间的区域性不整合面为代表。

总体来讲，海西期的各期次构造运动在北祁连及邻区都表现为以升降运动为主，并伴有局部轻微褶皱的构造运动特点，其变形强度、规模、影响范围远不及加里东期的各期次构造运动对北祁连地区的影响。

2.3 印支期

北祁连区的印支期运动以升降为主，并伴有轻微褶皱作用的运动特点。

中三叠世的早印支运动造成北祁连地区上三叠统与中三叠统之间的角度不整合接触或平行不整合接触，也导致上三叠统陆相地层平行不整合在前三叠纪地层之上。

晚三叠世末的晚印支运动造成北祁连地区侏罗系与前侏罗纪地层的不整合接触，并形成了许多近东西走向的短轴褶皱和逆冲断层，剖面上可见平缓褶皱或开阔褶皱。

2.4 燕山期

北祁连及邻区的燕山期运动大体可分三幕：侏罗纪与早白垩世之间的早燕山运动，早白垩世与晚白垩世之间的中燕山运动，以及晚白垩世与古近纪之间的晚燕山运动。

早燕山运动导致北祁连部分地区缺失侏罗系地层，中燕山运动在北祁连及邻区是一次广泛而较强烈的褶皱上升运动，导致了北祁连地区上白垩统地层的缺失，造成了下白垩统之间角度不整合或平行不整合接触。晚燕山运动导致了北祁连地区绝大部分地区上白垩统地层和古新统地层的缺失及侏罗－白垩纪地层的变形，古近系不整合于下白垩统或前白垩纪不同时代岩系之上。由于构造应力发生了转变，出现了构造反转现象。

2.5 喜马拉雅期

北祁连及邻区的喜马拉雅期构造运动频繁而强烈，继承性冲断活动和第四纪以来的强烈抬升形成今日所见的构造―地貌格局。根据地层之间的不整合接触关系，可将北祁连及邻区的喜马拉雅期构造运动分为三幕，发生在古近纪与中新世之间的早喜马拉雅期构造运动导致了中新统地层普遍超覆不整合沉积，新近纪起进入全面沉降坳陷，形成沉降幅度很大的内陆湖盆。为该区大面积沉降接受中新统的泛湖盆相沉积提供了条件，褶皱作用并不明显。发生在中新世与上新世之间的中喜马拉雅期构造运动主要表现为上新统的部分地层被剥蚀，局部地区上新统与中新统之间的存在平行不整合接触。发生在上新世与更新世之间的晚喜马拉雅期构造运动导致了北祁连地区整体冲断隆升，致使老地层逆冲于古近系地层之上，也使第四系角度不整合于古近系之上（图4）。晚喜马拉雅期构造运动在北祁连及邻区是一次较为强烈的褶皱―冲断作用性质的构造运动。

图4 祁连乡公社第四系角度不整合于古近系之上

3 构造演化阶段

3.1 前震旦纪结晶基底形成阶段

走廊区结晶基底的形成经历了漫长的构造演化。到震旦纪冰碛砾岩层沉积之前形成统一的陆块，隶属于古中国大陆。这一漫长复杂的演化过程可概括为陆核 陆块 联合陆块的古克拉通化演化过程。

3.2 震旦纪―寒武纪大陆裂谷发展阶段

经晋宁运动后，形成了统一的华北―塔里木板块，在震旦纪―寒武纪时期，北祁连地区处在强烈伸展作用下的演化背景。

震旦纪时，统一的华北 塔里木板块周缘开始裂解，区内的中祁连地块与华北板块西北缘的阿拉善地块分离，北祁连区位于裂谷北侧的被动大陆边缘，以正常碎屑岩夹碳酸盐岩为特征，表现了相对宁静的海相沉积环境。

3.3 奥陶纪主动大陆边缘阶段

奥陶纪时，中国西部板块由伸展环境向聚敛构造环境转变，走廊区的早期断裂在拉张变为挤压背景下，正断裂停止发育。从早奥陶世开始，北祁连洋壳向北侧的阿拉善地块不断俯冲消减，北祁连地区由被动大陆边缘转变为主动大陆边缘。

3.4 志留纪―泥盆纪板块不规则碰撞阶段

北祁连 河西走廊的志留纪和泥盆纪沉积受华北板块与中祁连地块不规则碰撞的影响，掀起了强烈的造山运动。志留纪末期，北祁连造山带强烈造山隆升形成高峻的山地。在泥盆纪时，随着北祁连西段造山作用的加剧，北祁连西段与阿拉善古陆连为一体形成古剥蚀区。

3.5 石炭纪―二叠纪稳定陆内盆地阶段

从石炭纪开始到早二叠世，北祁连山地区主要表现为向西南方向倾的被动大陆斜坡。经过泥盆纪强烈的构造剥蚀，石炭纪初，北祁连山及其南北邻区已经被夷平。石炭纪源自南部的古特提斯海水一直海侵到北祁连构造带南部地区，由陆相逐渐转为海陆交互相沉积。从二叠纪开始，盆地沉积表现为向南退缩。二叠纪在走廊地带已变成陆相，北祁连构造带为滨浅海沼泽相或海陆交互相。

3.6 三叠纪板内强烈变形阶段

晚三叠世末古特提斯洋俯冲殆尽，古特提斯洋中的冈瓦纳大陆的碎块与欧亚大陆发生碰撞，形成了古特提斯造山带。这一碰撞事件导致了中国西部地区前侏罗纪地层的强烈变形，形成了大量近东西走向的褶皱和逆冲断层。

3.7 侏罗纪－早白垩世伸展断陷阶段

从侏罗纪开始，新特提斯洋向欧亚大陆俯冲，在中国西部处于一种伸展的构造环境，形成了大量的断陷。走廊区的侏罗纪和白垩纪断陷就是在这样的区域背景条件下发育的，是一次区域性的伸展事件。

3.8 晚白垩世－古新世构造反转阶段

晚白垩世时期，由于Kohistan－Dras 岛弧与拉萨地块发生碰撞，使得中国西部地区受到强烈的影响，北祁连地区也受到此碰撞事件的影响，导致了绝大部分地区晚白垩世地层和古新统地层的缺失，同时也造成了侏罗－白垩纪地层的变形。由于构造应力从拉张变为挤压，出现了构造反转现象。

3.9 新近纪以来的挤压变形与前陆盆地发育阶段

新近纪以来，由于印藏持续的陆陆俯冲和碰撞作用，中国西部地区受到强烈的影响。祁连山地区的古造山带重新开始活动，古北祁连山造山带强烈向北东方向冲断，形成了北祁连地区的新生代前陆盆地。

4 结论

构造演化特征决定了具体构造的特征，对凹陷发育的位置、埋深、规模、热演化程度及保存程度也起着至关重要的作用。现今北祁连盆地群经历多次构造运动的改造，先后经历了早古生代大陆裂谷阶段、晚古生代稳定陆内沉积盆地阶段、中生代的板内变形阶段和伸展断陷阶段、新生代挤压变形与前陆盆地发育阶段。构造应力多次发生反转，对古构造的形成及油气成藏十分有利。

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