石開波，劉 波，姜偉民，羅清清，高孝巧

[1. 北京大學 地球與空間科學學院,北京 100871； 2. 北京大學 石油與天然氣研究中心，北京 100871；3. 中國地質(zhì)大學(北京) 地球科學與資源學院，北京 100083]

塔里木盆地是一個發(fā)育在塔里木板塊內(nèi)的大型疊合盆地[1]，面積56×104km2?，F(xiàn)今盆地及周緣保存了相對完整的新元古代地質(zhì)記錄，涉及Rodinia超大陸的聚合-裂解過程、多期冰川事件、多期次火山活動等[2-14]。新元古代，塔里木盆地在Rodinia超大陸中位于澳大利亞板塊北緣[15-19]，伴隨著Rodinia超大陸的解體,南華紀初期，塔里木盆地整體處于拉張構(gòu)造背景，在盆地內(nèi)部及周緣發(fā)育了一系列的裂谷或裂陷[20-26]。針對南華紀—震旦紀盆地構(gòu)造背景和盆地類型，前人研究認為，塔里木盆地整體處于伸展構(gòu)造背景，南華紀為裂陷發(fā)育期，震旦紀演化為克拉通內(nèi)坳陷盆地[1,21-22,27-31]。對于南華紀—震旦紀盆地構(gòu)造-沉積格局，裂陷的具體發(fā)育位置、發(fā)育模式以及沉積充填序列等方面缺乏系統(tǒng)的研究。近年來，隨著鉆井資料以及高品質(zhì)地震資料的不斷完善，有條件對南華紀—震旦紀盆地構(gòu)造-沉積格局開展進一步地系統(tǒng)研究，將對認識塔里木盆地早期構(gòu)造-沉積演化具有重要的科學意義，同時對塔里木盆地新元古界-下古生界油氣勘探提供基礎地質(zhì)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木板塊是一個具有古老大陸地殼基底的、自新元古代Rodinia超大陸裂解出來的、古生代獨立的古陸塊。塔里木盆地是塔里木板塊的核心穩(wěn)定區(qū)部分，現(xiàn)今塔里木盆地夾持于天山、西昆侖山和阿爾金山3大褶皺造山帶之間，整體呈菱形，東西向展布。盆地周緣發(fā)育4個隆起帶，包括塔西北部柯坪斷隆、塔西南部鐵克里克隆起帶、塔東北部庫魯克塔格隆起帶和塔東南部阿爾金隆起帶。根據(jù)前人對盆地構(gòu)造分區(qū)的研究，將塔里木盆地自北向南劃分為庫車坳陷、塔北隆起、北部坳陷、中央隆起、西南坳陷、塔南隆起和東南坳陷等7個一級構(gòu)造單元[28]，整體具有隆-坳相間的特征(圖1)。現(xiàn)今南華系、震旦系露頭主要分布于塔西北阿克蘇-烏什地區(qū)，塔西南鐵克里克及新藏公路一帶及塔東北庫魯克塔格南、北兩側(cè)，在塔東南阿爾金地區(qū)缺失，未見到南華系-震旦系出露。盆地內(nèi)部目前有部分鉆遇南華系-震旦系鉆井，如塔北地區(qū)星火1井、溫參1井、尉犁1井，塔東地區(qū)東探1井、塔東1井、塔東2井、尉犁1井等，另有多口鉆遇前寒武系基底/火山巖的鉆井(圖1)。

2 南華系-震旦系分布

2.1 南華系-震旦系劃分

根據(jù)中國地層委員會2014年劃分方案，將南華系底界年齡界定為780 Ma，頂界年齡界定為635 Ma，相當于國際地層表中成冰系(Cryogenian)中-上部。南華系三分：下、中南華統(tǒng)界線年齡為725 Ma，中、上南華統(tǒng)界線年齡為660 Ma。震旦系底界年齡635 Ma，頂界年齡541 Ma，與國際地層表中埃迪卡拉系(Ediacaran)相當。震旦系兩分:上、下震旦統(tǒng)界線年齡為580 Ma。

南華系-震旦系在盆地不同分區(qū)地層劃分方案不同，前人對盆地周緣南華系-震旦系劃分做過大量的工作，但由于南華系-震旦系時代較老，古生物資料有限，部分地層時代無法準確限定[27,32]。近年來針對塔里木周緣南華系-震旦系中大量的火山巖及碎屑巖年代學研究[2-4,6,9-13,33-40]、C同位素地層劃分對比、元素地球化學以及冰川等區(qū)域事件性沉積研究[41-45]，對準確劃分塔里木盆地南華系-震旦系起了很好的限定。結(jié)合上述研究成果，以前人對于塔里木盆地南華系-震旦系劃分為基礎，根據(jù)作者對塔里木盆地周緣南華系-震旦系劃分對比研究，建立了塔里木盆地南華系-震旦系劃分對比方案(表1)。

2.2 盆地周緣南華系-震旦系

2.2.1 南華系

塔里木盆地東北地區(qū)南華系主要分布于庫魯克塔格地區(qū)，以火山巖、冰川沉積和陸源碎屑沉積為主，不整合覆蓋于下伏地層之上。貝義西組為第一期冰川沉積，與揚子地區(qū)長安冰期相當；照壁山組為間冰期沉積；阿勒通溝組下部為第二期冰川沉積，上部為間冰期沉積，與揚子地區(qū)古城冰期—大塘坡間冰期對應；特瑞艾肯組為第三期冰川沉積，與揚子地區(qū)南沱冰期對應。從分布上看，該區(qū)南華紀地層具有北厚南薄的特征，在南區(qū)火山作用強烈，為火山活動中心，北區(qū)火山作用較弱，為裂陷沉積中心。從沉積特征上看，南區(qū)發(fā)育三角洲-陸棚沉積體系，北區(qū)為濱岸-陸棚沉積體系[26,46](圖2)。

塔里木盆地西北地區(qū)南華系主要分布在阿克蘇—烏什以南地區(qū)，南華系未見底，與下伏地層之間關系不清。巧恩布拉克組可劃分為上段、中段和下段：下段與塔里木盆地東北緣貝義西組及照壁山組對應，為濱岸-陸棚環(huán)境沉積；巧恩布拉克組中-上段與阿勒通溝組對應，巧恩布拉克組中段為深水濁積巖夾冰川沉積，巧恩布拉克組上段整體為濱岸環(huán)境沉積；尤爾美那克組與特瑞艾肯組對應，與下伏巧恩布拉克組之間為角度不整合接觸，整體為一套紫紅色、灰綠色冰磧巖，為大陸冰川堆積(圖2)。

塔里木盆地西南地區(qū)南華系主要分布于葉城以南的新藏公路一帶。牙拉古孜組相當于塔里木盆地東北緣貝義西組、照壁山組，上部巖性以灰綠、紫灰色紋層狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖為主，底部硅質(zhì)泥巖與巖屑長石砂巖、粉砂巖互層，發(fā)育極細密的水平紋層，表明形成于深水陸棚環(huán)境；波龍組相當于塔里木盆地東北緣阿勒通溝組下段，為冰川混雜堆積夾紋層狀硅質(zhì)泥巖，硅質(zhì)泥巖中發(fā)育極細密的水平紋理，為冰海相夾陸棚相沉積；克里西組與塔里木盆地東北緣阿勒通溝組上段相當，為冰川消融后的間冰期陸棚-濱岸環(huán)境沉積。雨塘組與塔里木盆地東北緣特瑞艾肯組相當，下部為灰綠色狀紋層硅質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，之上為紫褐色塊狀冰川混雜堆積，表明為一次冰川作用沉積；上部暗紫色、紫灰色長石石英砂巖、石英砂巖夾含礫砂巖，發(fā)育平行層理及交錯層理，為冰川消融后的濱岸環(huán)境沉積(圖2)。

表1塔里木盆地南華系-震旦系劃分對比
Table1StratigraphicclassificationandcorrelationoftheNanhua-SinianinTarimBasin

圖2 塔里木盆地周緣露頭南華系對比Fig.2 Stratigraphic correlation of the Nanhua in outcrops in the periphery of Tarim Basin

2.2.2 震旦系

塔里木盆地西北緣震旦系在阿克蘇西南地區(qū)及尤爾美那克—蘇蓋特布拉克一帶均有出露，震旦系與下伏阿克蘇群/南華系尤爾美那克組為角度不整合接觸，其上被下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組不整合覆蓋(圖3，圖4a)，自上而下劃分為奇格布拉克組和蘇蓋特布拉克組。蘇蓋特布拉克組下段整體為一套紫紅色砂巖沉積(圖4a)，蘇蓋特布拉克組上段與下段之間為平行不整合接觸(圖4a，b)，發(fā)育一套碎屑巖-碳酸鹽巖混合沉積體系。奇格布拉克組與蘇蓋特布拉克組之間為平行不整合接觸(圖4a，c)，底部發(fā)育碎屑巖-碳酸鹽巖混合沉積，之上發(fā)育碳酸鹽巖沉積體系，頂部發(fā)育厚約38 m的風化殼(圖4d)。

塔里木盆地東北地區(qū)震旦系自上而下劃分為上震旦統(tǒng)育漢格爾喬克組、水泉組，下震旦統(tǒng)育肯溝組、扎摩克提組。

圖3 塔里木盆地周緣露頭震旦系對比Fig.3 Stratigraphic correlation of the Sinian in outcrops in the periphery of Tarim Basin

震旦系與下伏南華系之間為平行不整合(圖4e)，下震旦統(tǒng)北區(qū)主體為陸棚相細碎屑巖沉積，南區(qū)繼承了南華紀三角洲沉積體系(圖3)。上震旦統(tǒng)南、北兩區(qū)沉積差異逐漸減弱，碳酸鹽巖含量逐漸增多，北區(qū)發(fā)育碳酸鹽巖與細碎屑巖交互沉積，以陸棚相為主，南區(qū)以潮坪相白云巖及泥巖為主(圖4f，g)，震旦紀末期南、北兩區(qū)均發(fā)育大陸冰川沉積(圖3)。

塔里木盆地西南地區(qū)震旦系與下伏南華系之間為平行不整合接觸，其上被泥盆系/石炭系不整合覆蓋。自上而下劃分為上震旦統(tǒng)克孜蘇胡木組、下震旦統(tǒng)庫爾卡克組。庫爾卡克組下段以黑色、灰黑色泥巖為主，夾少量粉砂巖，上段為一套紫紅色砂巖、粉砂巖，頂部發(fā)育灰色條帶狀白云巖，整體為陸棚-濱岸的沉積環(huán)境(圖3)。上震旦統(tǒng)克孜蘇胡木組與下震旦統(tǒng)庫爾卡克組之間平行不整合接觸，下部以白云巖和泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層為特征，上部以灰、紫紅色玫瑰色白云巖為主，為潮坪環(huán)境沉積(圖3)。

2.3 盆地內(nèi)部南華系-震旦系

2.3.1 塔北地區(qū)

塔北地區(qū)目前未有鉆遇南華系的在鉆井，溫參1井、星火1井和橋古1井等鉆遇震旦系，其鉆遇的震旦系具有相似的特征。蘇蓋特布拉克組(厚72～85 m)主要為一套碎屑巖-碳酸鹽巖混合沉積體系；奇格布拉克組(厚160～184 m)，巖性主要為泥晶白云巖、泥質(zhì)白云巖，與上覆地層之間為不整合接觸。星火1井震旦系下伏為千枚巖及花崗片麻巖，花崗片麻巖年齡為832 Ma[47]，溫參1井震旦系之下為綠泥石片巖、石英片巖等變質(zhì)巖，碎屑鋯石年齡主要分布于800 Ma左右及1 900～1 800 Ma[37,47]。在塔北陽霞煤礦出露前寒武系石英片巖，其碎屑鋯石年齡主要在800 Ma左右[48]。另外在塔北地區(qū)多口鉆井均鉆遇到該套變質(zhì)基底，從巖性組合及碎屑鋯石年齡分布上與阿克蘇群可對比。塔北地區(qū)亦有多口井鉆遇前寒武系基底花崗巖，其年齡為1 900～1 800 Ma左右[37,47,49]。上述特征表明，塔北地區(qū)主要發(fā)育變質(zhì)基底，與塔西北地區(qū)阿克蘇群可對比，局部存在古元古代結(jié)晶基底。塔北地區(qū)的過井震剖面上可見(圖5)，從塔北隆起帶向南，震旦系分布相對穩(wěn)定，厚度變化不大，塔北隆起帶往北，震旦系逐漸缺失，中生界/新生界不整合和覆蓋于基底之上，主要是由于后期構(gòu)造隆升剝蝕所致，塔北地區(qū)整體缺失南華系。

2.3.2 巴楚-塔中地區(qū)

在巴楚隆起帶上，同1井鉆遇南華系-震旦系(厚約200 m)，下部巖性主要為安山巖夾紫色泥巖，之上為砂泥巖夾基性火山巖。楊鑫等對同1井寒武系底界之下約20 m的凝灰質(zhì)砂巖進行碎屑鋯石測年，獲得新元古代的鋯石年齡介于825～707 Ma，最年輕的一組鋯石年齡為723～707 Ma，加權(quán)平均值為716.7 Ma±9.3 Ma，最年輕碎屑鋯石年齡為707 Ma±8 Ma，底部安山巖年齡為755 Ma±3 Ma[47]。另有方1井、和4井、舒探1井等未鉆遇南華紀—震旦紀沉積地層，直接鉆遇一套基性火山巖(厚26～224 m)，在方1井4 632.55 m深度玄武巖中獲得鋯石年齡為615 Ma±19 Ma，在4 749.1 m深度輝綠巖中獲得兩個鋯石年齡為630 Ma±22 Ma,617 Ma±21 Ma[37]，表明形成時間為晚震旦世。

巴楚隆起以北，未有鉆遇南華系-震旦系鉆井。地震資料解釋表明，南華系受斷裂控制，表現(xiàn)為斷陷沉積，分布范圍有限，震旦系覆蓋于南華系斷陷之上，分布相對穩(wěn)定(圖6a)。巴楚隆起以南，目前僅有巴探5、瑪北1及玉龍6等3口鉆穿寒武系鉆井?，敱?井鉆遇基底片麻巖，鋯石年齡為1 920 Ma±14 Ma[50]。巴探5井井底為一套紫紅色礫巖，礫石為玄武巖/輝綠巖，物源研究認為為一套近物源沉積。低航磁異常帶上玉龍6井在中寒武統(tǒng)之下鉆遇一套蛇紋石化大理巖，夾薄層白云巖及硅質(zhì)巖[50]，與塔西南鐵克里克地區(qū)博查特塔格組可對比。根據(jù)對博查特塔格組碳酸鹽巖(大理巖化)中碎屑鋯石測年，年齡主要分布在856～771 Ma[12]，表明時代應該為新元古代。

通過地震剖面解釋發(fā)現(xiàn)，在巴探5井西南，南華系斷陷發(fā)育，厚度較大，震旦系表現(xiàn)為坳陷期沉積，覆蓋于南華系斷陷之上(圖6d—f)。三維電阻率反演研究顯示[51]，麥蓋提地區(qū)在6～15 km深度范圍內(nèi)為低阻區(qū)，但隨著深度的增加，低阻區(qū)面積逐漸減小，這種特征可能也反映了南華系到震旦系分布范圍逐漸增大，與地震剖面所表現(xiàn)的南華系斷陷發(fā)育特征相符。塔西南地區(qū)航磁特征表現(xiàn)為一系列NE-SW向高、低相間航磁異常帶，但根據(jù)高、低航磁異常帶上瑪北1和玉龍6井鉆井結(jié)果表明，航磁異常差異反映基底組成差異，而并非為南華紀—震旦紀沉積地層是否發(fā)育的標志。

塔中地區(qū)未有鉆遇南華系-震旦系鉆井，中深1井鉆遇1 900～1 800 Ma橄欖石花崗巖[37,47]，表明為古元古代結(jié)晶基底；塔參1井鉆遇757 Ma±6 Ma閃長巖、花崗閃長巖[52]。從地震剖面上可見(圖6b，c)，在塔中隆起帶以南，未見南華系-震旦系反射特征，寒武系之下為前震旦系基底。在塔中隆起以北，地震剖面上可見明顯的南華系-震旦系反射特征，同時斷陷特征清楚。同時基于塔參1井757 Ma±6 Ma的火成巖研究表明[52]，在該區(qū)南華系斷陷發(fā)育，北部為沉積區(qū)，發(fā)育南華紀—震旦紀沉積，南部為構(gòu)造高部位，缺失南華紀—震旦紀沉積。

2.3.3 塔里木盆地東部

塔東地區(qū)未有鉆遇南華系鉆井，有多口井鉆遇震旦系(塔東1井、塔東2井、東探1井、尉犁1井等)。在塔東低凸起帶上，塔東1、塔東2及東探1井鉆遇震旦系水泉組(厚28～800 m)，巖性為白云巖，泥質(zhì)白云巖。塔東2井震旦系下伏為花崗巖接觸，花崗巖年齡為1 908 Ma±9 Ma[52]，1 916 Ma±11 Ma,1 927 Ma±7 Ma[37]，表明為古元古代結(jié)晶基底；東探1井鉆遇水泉組白云巖之下鉆遇輝綠巖；英東2井寒武系之下直接鉆遇花崗巖，年齡為750 Ma±7 Ma[37]。北部滿加爾凹陷尉犁1井鉆遇震旦系(厚344 m)，上部巖性主要為泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾泥巖，下部以泥巖和粉砂巖為主。根據(jù)鉆井巖心與庫魯克塔格地區(qū)野外露頭對比發(fā)現(xiàn)，在塔東低凸起帶塔東2—塔東1—東探1井一帶，震旦系沉積特征與庫魯克塔格南區(qū)具有相似性，滿加爾凹陷內(nèi)震旦系沉積特征與庫魯克塔格北區(qū)具有相似性。通過地震剖面解釋表明，南華紀塔里木盆地東部地區(qū)斷陷發(fā)育(圖7a，b)，震旦紀為拗陷沉積，震旦系在北部地區(qū)穩(wěn)定分布(圖7a，b，e)。塔東低凸起帶位于構(gòu)造高部位，可能為裂谷火山活動中心或裂谷肩部，導致南華紀—早震旦世沉積缺失，直接發(fā)育晚震旦世水泉組白云巖，同時震旦系向南逐漸尖滅(圖7c，d)。

圖6 塔里木盆地西部南華系-震旦系地震反射特征(剖面位置見圖1)Fig.6 Seismic reflection characteristics of the Nanhua-Sinian in the western Tarim Basin(see Fig.1 for the profile location)

3 南華紀—震旦紀構(gòu)造-沉積格局

3.1 塔里木盆地基底特征

塔里木盆地基底組成與分布特征的研究對于認識南華紀—震旦紀的構(gòu)造-沉積格局具有重要的意義[52]。

圖7 塔里木盆地東部南華系-震旦系地震反射特征(剖面位置見圖1)Fig.7 Seismic reflection characteristics of the Nanhua-Sinian in the eastern Tarim Basin(see Fig.1 for the profile location)

近年來，眾多學者針對塔里木盆地周緣及盆地內(nèi)部開展了大量的前寒武系年代學及地球化學研究工作[2-14,37-40,47,52-60]，同時由于技術手段的改善，一批新的地球物理資料成果如三維電阻率反演[51]、新的航磁異常處理資料[61]、深反射地震[62]和多尺度重力反演[63]等出現(xiàn)，使得對塔里木盆地基底特征的研究有了重要進展。

根據(jù)對盆地周緣前寒武系及盆內(nèi)鉆遇前寒武系基底地層年代學及地球化學工作，結(jié)合各種地球物理資料綜合研究認為，塔里木盆地內(nèi)部基底組成具有南北顯著差異性。以中央高航磁異常帶為界，北部主體為寬緩的低航磁異常區(qū)，鉆井資料表明主要為綠片巖相變質(zhì)巖。在陽霞煤礦出露前寒武系石英片巖，其碎屑鋯石年齡主要分布在800 Ma左右[47,64]，表明期沉積年齡不早于800 Ma。根據(jù)近年來對阿克蘇群片巖大量的年代學研究表明，阿克蘇群片巖中碎屑鋯石年是主要分布于780 Ma及825 Ma，同時侵入阿克蘇群基性巖墻年齡為759 Ma±7 Ma[6]與757.1 Ma±8.9 Ma[35]，限定形成時間晚于780 Ma并早于760 Ma。鉆井及野外資料均表明塔里木盆地北部廣泛分布新元古代變質(zhì)基底。但在塔北隆起上齊滿1、沙53、橋古1、橋古2等多口井鉆遇1 900～1 800 Ma的花崗巖[47,49]，表明在塔里木盆地北部地區(qū)同樣也發(fā)育古元古界變質(zhì)結(jié)晶基底。

南部基底組成復雜，在盆地西南部，航磁異常上顯示發(fā)育一系列NE-SW向的高、低相間航磁異常帶，在高航磁異常帶瑪北1井鉆遇一套黑云角閃二長片麻巖，鋯石年齡1 920 Ma±14 Ma[50]，表明盆地西南部這種高航磁異常帶代表了古元古界角閃巖相變質(zhì)巖。而在低航磁異常帶上玉龍6井在中寒武統(tǒng)之下鉆遇一套蛇紋石化大理巖，夾薄層白云巖及硅質(zhì)巖[50]，與塔里木盆地西南緣鐵克里克地區(qū)博查特塔格組可對比，根據(jù)對博查特塔格組碳酸鹽巖(大理巖化)中碎屑鋯石測年，年齡主要分布在856～771 Ma[12]，表明時代應該為新元古代。鐵克里克地區(qū)大面積分布的綠片巖相變質(zhì)巖系埃連卡特群，早期認為時代為古-中元古代，根據(jù)近年來碎屑鋯石測年發(fā)現(xiàn)，其碎屑鋯石年齡主要為800 Ma左右[12,40,56]，其形成時代應該為新元古代。因此塔里木盆地西南部基底組成為古元古代角閃巖相變質(zhì)結(jié)晶基底與新元古代綠片巖相變質(zhì)基底。

對于盆地東南部，鉆井及地球物理資料揭示在古生界之下發(fā)育一套淺變質(zhì)巖系，民參1和民參2井均鉆遇一套綠片巖相變質(zhì)基底，對于該套地層形成時代存在不同的認識[28]。根據(jù)對民參1井基底變質(zhì)巖K-Ar測年顯示，變質(zhì)年齡為425 Ma，表明可能形成于早古生代，但通過碎屑鋯石測年分析表明其最年輕的碎屑鋯石主要為800 Ma左右[38,47]，表明其形成時代可能為新元古代，與鐵克里克地區(qū)埃連卡特群從年齡及巖性上均可對比。羅北1井早古生代碳酸鹽巖變質(zhì)形成大理巖，若參2井井底鉆遇一套斜長角閃巖，鋯石U-Pb年齡445.7 Ma±5.2 Ma[37]，表明塔東南基底受到后期構(gòu)造熱事件的強烈改造。因此塔東南地區(qū)可能發(fā)育新元古界綠片巖相變質(zhì)基底，疊加后期古生代的構(gòu)造熱改造事件，使得變質(zhì)程度可能進一步加強[52]。

目前，對于塔里木盆地中央高航磁異常帶的認識還存在爭議。部分學者基于塔參1井花崗巖、瓦基里塔格火山巖和阿爾金北緣雜巖體在年代學以及地球化學方面的相似性認為，中央高航磁異常帶可能是塔里木南北地塊拼合形成的古縫合帶[47,53,59]；部分學者認為中央高航磁異常帶可能是古元古代—新元古代裂陷期火山巖的產(chǎn)物[65]。另外，中央高航磁異常帶也可能是古老結(jié)晶基底或不同時期火山巖，如塔東2井底部1 908 Ma±9 Ma的古元古代花崗巖[47]、英東2井750 Ma±7 Ma的新元古代花崗巖[37]以及巴楚地區(qū)同1、方1、和4等井底大規(guī)模發(fā)育的新元古代安山巖、玄武巖。

3.2 前南華紀構(gòu)造-沉積格局(880～800 Ma)

根據(jù)對塔里木盆地周緣及盆地基底大量的年代學研究認為，塔里木盆地在南華紀之前發(fā)育南、北兩個塊體(圖8)，800～780 Ma左右南塔里木與北塔里木塊體拼合，才形成統(tǒng)一的塔里木板塊[40,47]?，F(xiàn)今在塔里木盆地東南緣的大量新元古代早期(930～910 Ma)花崗片麻巖[57,66-67]，地球化學特征顯示為同碰撞花崗巖，形成于碰撞造山構(gòu)造背景[57,67-68]，為Rodinia超大陸的匯聚相關產(chǎn)物。上述特征表明，新元古代早期(930～910 Ma)，南塔里木地塊匯聚到澳大利亞并發(fā)生碰撞造山，形成大量的碰撞花崗巖[ 66-67]。在塔西南地區(qū)發(fā)育880～840 Ma的塞拉加茲塔格群大陸雙峰式火山巖[13,40,69]，表明南塔里木地塊西南緣在880 Ma開始，為拉張構(gòu)造背景，發(fā)育塔西南裂谷，同時西昆侖洋逐漸打開，在塔西南地區(qū)發(fā)育NW-SE向裂陷，沉積了新元古代早期地層。這種伸展構(gòu)造背景可能一直持續(xù)到約800 Ma前后，表現(xiàn)為在坎地里克—許許溝一帶發(fā)育的800 Ma的玄武巖及基性巖墻群[7,70]。該時期北塔里木地塊哈薩克斯坦、伊犁、中天山等地塊還未分離，由于北部持續(xù)的俯沖作用，在北塔里木發(fā)育弧后盆地，沉積了北部新元古代早期地層，相當于阿克蘇群原巖沉積[25]。約800～780 Ma，塔里木南、北地塊發(fā)生發(fā)生拼合，形成統(tǒng)一的塔里木板塊[40,47]。南、北地塊的拼合導致早期沉積發(fā)生變質(zhì)，形成了北部阿克蘇超高壓藍片巖相變質(zhì)巖及南部埃連卡特群綠片巖相變質(zhì)巖。

圖8 塔里木盆地南華紀—震旦紀構(gòu)造-沉積格局Fig.8 Tectono-sedimentary framework during the Nanhua-Sinian in the Tarim Basina.880～800 Ma;b.760～700 Ma;c.660～600 Ma;d.580～540 Ma

3.3 南華紀早期構(gòu)造-沉積格局(760～700 Ma)

約760 Ma開始(圖8)，受超級地幔柱活動而導致Rodinia超大陸解體的影響，塔里木板塊與澳大利亞板塊逐漸分離，阿爾金洋打開，柴達木地塊從塔里木板塊東南緣分離，在現(xiàn)今塔里木盆地東南緣阿爾金地區(qū)發(fā)育760～750 Ma的雙峰式火山巖[57]，但該期阿爾金地塊并未與塔里木板塊分離[71]。在塔里木西南緣，由于800～780 Ma塔里木南、北地塊拼合，導致前南華紀NW-SE相裂陷閉合，該期整體處于被動大陸邊緣環(huán)境。北部由于持續(xù)的俯沖作用，導致南天山洋打開，哈薩卡斯坦、伊犁和中天山等地塊從塔里木板塊北緣分離出去[25]，在現(xiàn)今塔里木盆地北緣位置形成強烈的拉張作用，在塔東北地區(qū)發(fā)育760～710 Ma的板內(nèi)雙峰式火山巖及基性巖墻[2-5,37]，在塔西北地區(qū)發(fā)育大量760 Ma的基性巖墻[6,57](圖8)。

該期在塔里木內(nèi)部同樣表現(xiàn)為強裂的拉張作用，在巴楚地區(qū)多口井鉆遇到南華系火山巖，如同1井755 Ma安山巖[47]、方1井輝綠巖/玄武巖、和4井酸性火山巖以及舒探1井輝綠巖等，地球化學特征均顯示為板內(nèi)拉張環(huán)境形成。從分布上認為，巴楚地區(qū)為火山活動中心，強烈的火山活動形成火山巖高地，作為物源剝蝕區(qū)，因此整體缺失南華紀地層(圖9)。在塔中地區(qū)，塔參1井底757 Ma的花崗巖[52]、塔東地區(qū)英東2井750 Ma的花崗巖[25]以及東探1井輝綠巖為火山巖地球化學特征表明存在較強的拉張作用[26]。從地震剖面上可以清楚地看到在塔中以北—滿加爾—庫魯克塔格地區(qū)南華紀裂陷，及阿瓦提—柯坪地區(qū)南華紀裂陷發(fā)育特征。南部整體為基底隆起，在麥蓋提地區(qū)發(fā)育南華紀裂陷(圖9，圖10)。

3.4 晚南華世—震旦紀早期構(gòu)造-沉積格局(660～600 Ma)

中南華世末期，存在一次構(gòu)造抬升作用，在塔西北地區(qū)表現(xiàn)為巧恩布拉克組與上覆地層之間的角度不整合接觸、塔東北部分地區(qū)阿勒通溝組與上覆特瑞艾肯組之間平行不整合接觸以及塔西南地區(qū)克里西組與上覆雨塘組之間平行不整合接觸。

圖9 塔里木盆地西部南華紀—震旦紀構(gòu)造-沉積演化剖面(圖8中A-A′剖面)Fig.9 Tectono-sedimentary evolution profile of the Nanhua-Sinian in the western Tarim Basin(see Fig.8 for the location of profile A-A′)a.拗陷發(fā)育階段(580～540 Ma);b.裂-拗轉(zhuǎn)變階段(660～600 Ma);c.裂陷發(fā)育階段(760～700 Ma)

圖10 塔里木盆地東部南華紀—震旦紀構(gòu)造-沉積演化剖面(圖8中B-B′剖面)Fig.10 Tectono-sedimentary evolution profile of the Nanhua-Sinian in the eastern Tarim Basin(see Fig.8 for the location of profile B-B′)a.拗陷發(fā)育階段(580～540 Ma);b.裂-拗轉(zhuǎn)變階段(660～600 Ma);c.裂陷發(fā)育階段(760～700 Ma)

可能正是由于此次構(gòu)造抬升作用導致了之后的“裂-拗”體系的轉(zhuǎn)變。晚南華世開始(660 Ma)，塔里木北緣開始進入裂陷向拗陷轉(zhuǎn)變階段，整體仍然處于拉張構(gòu)造背景，但拉張作用逐漸減弱。在塔東北地區(qū)發(fā)育660～630 Ma花崗巖[14]、阿勒通溝組頂部655 Ma火山巖[9]及扎摩克提期615 Ma火山巖[3,9]，在塔西北地區(qū)發(fā)育侵入到巧恩布拉克組中633 Ma的輝綠巖體，及侵入到蘇蓋特布拉克組下段中615 Ma的輝綠巖體[4]。巴楚地區(qū)的火山活動可能仍在持續(xù)，表現(xiàn)為方1井630 Ma及615 Ma的輝綠巖/玄武巖[37]。持續(xù)的拉張作用及海侵過程，使得早-中南華世發(fā)育的相互孤立的裂陷逐漸相互連通[4]，沉積范圍逐漸擴大，塔北地區(qū)逐漸連片，僅在北部存在殘余古陸(圖8)。塔西南地區(qū)整體構(gòu)造活動較弱，沉降及海侵作用使得皮山古陸位于海平面之下接受沉積，同時早-中南華世發(fā)育的塔西南裂陷與整個塔西南連通，形成統(tǒng)一的被動大陸邊緣沉積背景。

3.5 晚震旦世構(gòu)造-沉積格局(580～540 Ma)

晚震旦世，塔里木盆地處于穩(wěn)定的構(gòu)造背景之下，塔北地區(qū)為克拉通內(nèi)拗陷演化階段，以熱沉降為主，持續(xù)的海侵使得塔北殘余古陸逐漸消失，塔北地區(qū)整體接受沉積，穩(wěn)定的構(gòu)造背景以及陸源碎屑的減少，開始發(fā)育碳酸鹽巖沉積體系(圖9，圖10)。塔西南地區(qū)繼承早期被動大陸邊緣沉積背景，同樣以碳酸鹽巖沉積為主(圖8)。震旦紀末期，整個塔里木盆地經(jīng)歷了一次構(gòu)造抬升及海退過程，震旦系遭受長期風化剝蝕作用，形成了塔西北地區(qū)震旦系頂部的風化殼巖溶，以及麥蓋提-塔西南地區(qū)震旦系在大部分地區(qū)缺失。

4 結(jié)論

1) 基底研究表明，前南華紀，塔里木發(fā)育南、北兩個地塊，北部包括現(xiàn)今哈薩克斯坦、伊犁、中天山等地塊，發(fā)育弧后盆地沉積，南部處于拉張構(gòu)造背景，發(fā)育NW-SE向裂陷沉積。約800～780 Ma期間，南、北地塊發(fā)生拼合，形成了統(tǒng)一的塔里木板塊。

2) 南華紀—震旦紀，伴隨著Rodinia超大陸的解體，塔里木盆地處于拉張構(gòu)造背景，為大陸裂谷發(fā)育時期，并經(jīng)歷了3個演化階段：南華紀早期裂陷發(fā)育階段，在盆地西部形成阿瓦提裂陷，東部形成滿加爾南、北兩支裂陷，南部在麥蓋提地區(qū)形成NW-SE向裂陷；南華紀晚期—震旦紀早期“裂-拗”體系的轉(zhuǎn)變階段；震旦紀晚期拗陷演化階段。

3) 盆地構(gòu)造格局控制了古地理特征及沉積組合，南華紀以裂陷沉積為主，在強烈拉張作用下形成了碎屑巖-火山巖沉積組合。震旦紀以拗陷沉積為主，塔里木盆地具有“南隆北拗”的古地理特征，形成了碎屑巖沉積、碎屑巖-碳酸鹽巖混合沉積、碳酸鹽巖沉積3種類型沉積體系。