馬德波 楊敏 杜德道 王珊 陳槚俊 何登發(fā) 董洪奎

1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 1000832. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 100083

圖1 輪南古隆起奧陶系碳酸酸鹽巖頂面O3t時(shí)間構(gòu)造圖(a)與東西向地震剖面(b)Fig.1 Top structure map of carbonate in the study area (a) and east-west seismic profile (b)

隆起是發(fā)育在盆地內(nèi)部的大型正向構(gòu)造單元，是地球內(nèi)、外動力作用的結(jié)果(賈承造, 1999; 何登發(fā)等, 2008a; 何碧竹等, 2015; 徐國強(qiáng)等, 2005)。古隆起是盆地形成演化過程中存在于某一地質(zhì)歷史時(shí)期的隆起構(gòu)造，具有特定的“時(shí)-空”范圍(鄔光輝等, 2009; 何登發(fā)等, 2008b)。古隆起是了解盆地不同地質(zhì)歷史時(shí)期形成演化與構(gòu)造變形的重要窗口，也是石油、天然氣、煤、金屬等礦產(chǎn)的重要賦存部位，因此，古隆起一直是盆地構(gòu)造研究的熱點(diǎn)。前人對于古隆起的類型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造演化及其與油氣的關(guān)系等方面開展了大量的工作，取得很多重要成果。中國含油氣盆地以疊合盆地為主，經(jīng)歷多期次構(gòu)造演化，造成盆地內(nèi)不同時(shí)期古隆起幾何形態(tài)、分布范圍、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造樣式都有較大的變化，即現(xiàn)今看到的隆起形態(tài)是經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動、不同時(shí)期古隆起復(fù)合疊加的結(jié)果，目前對于多期次活動古隆起復(fù)合疊加過程的解析研究較為薄弱。本文以塔里木盆地輪南古隆起為例，探討多期次活動古隆起復(fù)合疊加過程及控制因素。

輪南古隆起位于新疆庫車縣、輪臺縣境內(nèi)，包括輪南低凸起(又稱“阿克庫勒凸起”)和哈拉哈塘凹陷兩個(gè)次級構(gòu)造單元，是中國最大的海相碳酸鹽巖油氣田輪南-塔河-哈拉哈塘油田所在地。前人對輪南古隆起斷裂、構(gòu)造演化、油氣成藏等方面開展了大量工作(Linetal., 2012; Zhuetal., 2012, 2018a, 2019a; Luetal., 2017; 何登發(fā)等, 2005; 馬德波等, 2020; 朱光有等, 2012)，明確了該區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造演化，但不同學(xué)者對構(gòu)造演化階段劃分和主要構(gòu)造隆升時(shí)期的認(rèn)識仍然存在分歧(李曰俊等, 2012; 馬德波等, 2018; 張?jiān)迄i等, 2011; 陳槚俊等, 2019; 何碧竹等, 2015; 林暢松等, 2011)。此外，目前對于輪南古隆起不同時(shí)期古構(gòu)造復(fù)原方面開展的工作較少，僅有學(xué)者復(fù)原了輪南地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖頂面不同時(shí)期的古構(gòu)造形態(tài)，但不同學(xué)者對不同時(shí)期古隆起位置的認(rèn)識有差異(Zhuetal., 2013, 2018b, 2019b; 張小兵等, 2011)?？偨Y(jié)起來，前人對輪南古隆起構(gòu)造演化、古構(gòu)造復(fù)原開展了一定的工作，但尚未達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識，究其原因，是輪南古隆起遭受多期剝蝕改造，古隆起核部地層殘缺不全，給該區(qū)構(gòu)造演化研究和古構(gòu)造格局認(rèn)識帶來很大挑戰(zhàn)。

本文利用最新的三維地震數(shù)據(jù)和鉆井資料，應(yīng)用構(gòu)造解析和古構(gòu)造復(fù)原的方法，開展輪南古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)與構(gòu)造演化研究，恢復(fù)關(guān)鍵構(gòu)造期古構(gòu)造格局，解析輪南古隆起形成、疊加、改造的變遷規(guī)律，并分析其成因機(jī)制。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

輪南古隆起北側(cè)以輪臺斷裂為分界線與輪臺凸起分割，南側(cè)以南傾斜坡逐漸過渡至北部坳陷，西側(cè)為英買力低凸起的東斜坡，兩者之間的構(gòu)造最低點(diǎn)位于哈拉哈塘凹陷內(nèi)部，東側(cè)以東傾陡坡過渡至草湖凹陷，包含輪南低凸起、哈拉哈塘凹陷兩個(gè)次級構(gòu)造單元，總面積約1.4萬平方千米(湯良杰, 1997)。研究區(qū)早期構(gòu)造演化依附于塔北隆起的演化，后期又有其獨(dú)特的演化過程，形成現(xiàn)今以寒武系-中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖為主體、高點(diǎn)位于LX4-LN1井周緣、北東向展布的前中生界隆起(圖1)。

輪南古隆起地層發(fā)育較為齊全，自下而上沉積震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系(圖2)，其中震旦系至奧陶系為海相碳酸鹽巖沉積，志留系-泥盆系為海相碎屑巖沉積，石炭系至二疊系為海陸交互相沉積，中新生界為陸相沉積(賈承造, 1999; 韓劍發(fā)等, 2006)。寒武系、奧陶系、石炭系、三疊系是研究區(qū)主要的含油層系，具有多層系含油的特點(diǎn)。

圖2 塔北隆起中段地層綜合柱狀圖Fig.2 Stratigraphic histogram in the middle part of the Tabei Uplift

2 數(shù)據(jù)和方法

研究區(qū)是輪南-塔河-哈拉哈塘油田所在地，區(qū)內(nèi)全三維覆蓋，且鉆井?dāng)?shù)量眾多，為古構(gòu)造復(fù)原奠定基礎(chǔ)。本文利用的數(shù)據(jù)包括哈拉哈塘地區(qū)三維地震數(shù)據(jù)(面元25m×25m)、塔河-輪南地區(qū)骨干地震測線(4km×4km)以及重點(diǎn)鉆井、測井?dāng)?shù)據(jù)。地震數(shù)據(jù)都是近年處理的高品質(zhì)疊后時(shí)間偏移數(shù)據(jù)，累計(jì)面積1.2×104km2。研究區(qū)內(nèi)24口深鉆井資料主要用來進(jìn)行地震層位標(biāo)定和剝蝕量恢復(fù)，確保地震層位解釋的合理性和剝蝕量恢復(fù)的準(zhǔn)確性。

圖3 過輪南古隆起地震大剖面(a)西部哈拉哈塘地區(qū)南北向地震剖面；(b)中部輪南地區(qū)北西-南東向地震剖面；(c)東部地區(qū)南北向地震剖面Fig.3 Seismic sections of Lunnan paleo-uplift

圖5 輪南古隆起中部地區(qū)北西-南東向構(gòu)造演化剖面(CC’)(位置見圖1a)Fig.5 Northwest-southeast tectonic evolution profile of the middle part of Lunnan paleo-uplift (location shown in Fig.1a)

圖6 輪南古隆起東部地區(qū)南北向構(gòu)造演化剖面(DD’)(位置見圖1a)Fig.6 North-south tectonic evolution profile of the eastern part of Lunnan paleo-uplift (location shown in Fig.1a)

研究思路和方法：(1)首先在地震層位標(biāo)定基礎(chǔ)上，進(jìn)行全區(qū)層位解釋，特別是對重要不整合面開展研究，確定表征關(guān)鍵構(gòu)造期的不整合面，為構(gòu)造演化階段劃分奠定基礎(chǔ)。(2)編制15條平衡剖面，恢復(fù)關(guān)鍵構(gòu)造期剝蝕量，完成剖面構(gòu)造復(fù)原。(3)利用3DMove軟件平臺，采用三維層面古構(gòu)造復(fù)原方法(Morettietal., 2006; Moretti, 2008)，恢復(fù)研究區(qū)關(guān)鍵構(gòu)造期的古構(gòu)造格局。(4)解析不同時(shí)期古隆起形成、疊加、改造的變遷規(guī)律，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，分析其成因機(jī)制。

3 結(jié)果

3.1 輪南古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)

輪南古隆起是一個(gè)前中生界古隆起，地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有一定的分層性、分區(qū)性，具體表現(xiàn)在不同層系、不同位置地層格架、地層接觸關(guān)系差別較大。

3.1.1 分層性

分層性表現(xiàn)在輪南古隆起縱向地層接觸關(guān)系具有較大差異，以侏羅系底、奧陶系底為分界線，侏羅系底以上地層未見明顯的削截，都為整合或平行不整合接觸。奧陶系至三疊系多發(fā)育角度不整合，志留系底、泥盆系底、石炭系底、三疊系底、侏羅系底在古隆起核部都發(fā)育角度不整合，為古隆起形成演化的重要標(biāo)志。寒武系、奧陶系主要為整合接觸，地層近似平行(圖1b、圖3)。

3.1.2 分區(qū)性

分區(qū)性表現(xiàn)為輪南古隆起不同位置地層格架差別較大，這一點(diǎn)在中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖上覆接觸地層上有明顯體現(xiàn)。從研究區(qū)西、中、東部地震大剖面可以看出，中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖上覆地層具有東西向分區(qū)性。

輪南古隆起西部哈拉哈塘地區(qū)中下奧陶統(tǒng)上覆地層為志留系，兩者的接觸關(guān)系由南部的平行不整合往北過渡到H16井以北為角度不整合，志留系對中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖有明顯的削蝕，且志留系由南往北逐漸超覆到奧陶系之上(圖3a)。該期不整合反映了志留紀(jì)之前輪南古隆起經(jīng)歷過一次較強(qiáng)的構(gòu)造變形。

輪南古隆起中部地區(qū)中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖上覆地層為石炭系，兩者的接觸關(guān)系為大角度不整合。NW-SE向地震剖面顯示石炭系下伏地層受到石炭系底削截，由南東往北西方向，石炭系分別剝蝕志留系、上奧陶統(tǒng)、中下奧陶統(tǒng)(圖3b)。研究區(qū)中部石炭系底大角度不整合面反映了石炭紀(jì)之前研究區(qū)中部發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺隆升。

輪南古隆起東部地區(qū)中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖上覆地層為石炭系、三疊系，LN13井以南石炭系覆蓋在奧陶系碳酸鹽巖之上，石炭系對下伏志留系、上奧陶統(tǒng)、中下奧陶統(tǒng)有明顯削截。LN13井以北為三疊系直接覆蓋在中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖之上，由南往北三疊系分別剝蝕二疊系、石炭系、中下奧陶統(tǒng)(圖3c)。三疊系底角度不整合反映了三疊紀(jì)之前研究區(qū)有一次明顯的構(gòu)造抬升，且研究區(qū)北部抬升幅度更大。

綜上所述，輪南古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)縱向上分層性表現(xiàn)為中-新生界多發(fā)育整合/平行不整合、上奧陶統(tǒng)-二疊系發(fā)育多期表征古隆起發(fā)育的不整合、寒武系-中下奧陶統(tǒng)發(fā)育平行不整合。輪南古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)性表現(xiàn)為西、中、東地層格架具有明顯差異性。

3.2 構(gòu)造演化

由于輪南古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有東西方向的分區(qū)性，為了更全面的揭示輪南古隆起構(gòu)造演化過程，分別編制研究區(qū)西部、中部、東部構(gòu)造演化剖面，以明確研究區(qū)不同位置的構(gòu)造變形特征(圖4、圖5、圖6)。

3.2.1 輪南古隆起西部地區(qū)構(gòu)造演化

圖4為輪南古隆起西部過哈拉哈塘凹陷-東河塘構(gòu)造帶的南北向構(gòu)造演化剖面。寒武紀(jì)-早中奧陶世，研究區(qū)西部表現(xiàn)為地貌較平的碳酸鹽巖臺地，構(gòu)造分異小，地層厚度變化不大。晚奧陶世，受加里東中期構(gòu)造運(yùn)動的影響，哈拉哈塘北部地區(qū)構(gòu)造抬升，到志留系沉積前，哈拉哈塘北部地區(qū)中上奧陶統(tǒng)已全部剝蝕掉，只殘留下奧陶統(tǒng)。志留系沉積時(shí)延續(xù)了之前北高南低的構(gòu)造面貌，由南往北逐漸超覆。晚泥盆世，塔北地區(qū)整體構(gòu)造抬升，剝蝕掉中下泥盆統(tǒng)。哈拉哈塘北部地區(qū)抬升幅度更大，志留系也遭受一定程度的剝蝕。之后，相繼沉積上泥盆統(tǒng)東河塘組、石炭系、二疊系。晚二疊世，受晚海西構(gòu)造運(yùn)動的影響，研究區(qū)北部地區(qū)稍有抬升，二疊系遭受少量剝蝕。三疊紀(jì)沉積由南往北超覆，晚三疊世受印支運(yùn)動的影響，哈拉哈塘北部進(jìn)一步抬升。侏羅系沉積前，哈拉哈塘北部地區(qū)二疊-三疊系已全被剝蝕掉，甚至下伏奧陶系也遭受一定程度的剝蝕。之后一直到新近紀(jì)，哈拉哈塘-東河塘地區(qū)處于整體深埋階段，沉積了厚層的白堊系、古近系，此階段發(fā)生多次整體構(gòu)造隆升，造成部分地層的全區(qū)缺失(中上侏羅統(tǒng)、上白堊統(tǒng)、古近系蘇維依組)。新近紀(jì)上新統(tǒng)以來，受喜馬拉雅晚期庫車前陸盆地的影響，沉降中心轉(zhuǎn)移到北部庫車坳陷，研究區(qū)發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，對志留系及以上地層影響較大，由早期北高南低的形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今南高北低。

3.2.2 輪南古隆起中部地區(qū)構(gòu)造演化

輪南古隆起中部構(gòu)造走向?yàn)楸睎|-南西向，因此，論文編制北西-南東向構(gòu)造演化剖面來說明研究區(qū)中部地區(qū)的構(gòu)造演化特征(圖5)。寒武-奧陶紀(jì)，研究區(qū)構(gòu)造分異小，為相對平坦的碳酸鹽巖臺地。晚奧陶世，受加里東中期構(gòu)造運(yùn)動的影響，剖面西北側(cè)構(gòu)造抬升，上奧陶統(tǒng)、部分中奧陶統(tǒng)遭受剝蝕。晚泥盆世，在北西-南東向構(gòu)造擠壓作用下，研究區(qū)中部地區(qū)發(fā)生明顯的褶皺變形，石炭系沉積前志留系、中上奧陶統(tǒng)被全部剝蝕掉。晚二疊世，研究區(qū)西北側(cè)進(jìn)一步抬升，二疊系已剝蝕殆盡，石炭系頂部也遭受少量剝蝕。晚三疊世，受印支運(yùn)動的影響，剖面西北側(cè)有小幅度抬升，三疊系遭受少量剝蝕。之后，研究區(qū)進(jìn)入整體深埋階段，沉積了厚層的侏羅系、白堊系、古近系。新近紀(jì)上新統(tǒng)以來，研究區(qū)在南北方向發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，北西-南東向剖面上反映不明顯。

3.2.3 輪南古隆起東部地區(qū)構(gòu)造演化

圖6為位于研究區(qū)東部地區(qū)的一條南北向構(gòu)造演化剖面。寒武-奧陶紀(jì)，研究區(qū)為碳酸鹽巖臺地，沒有明顯的構(gòu)造抬升，地層厚度變化不大。晚奧陶世，研究區(qū)北部發(fā)生褶皺變形，造成北部地區(qū)隆升，中上奧陶統(tǒng)少量被剝蝕。晚泥盆-早石炭世，研究區(qū)中北部構(gòu)造抬升，志留系、部分奧陶系遭受剝蝕。晚二疊世，受晚海西期構(gòu)造運(yùn)動的影響，該剖面北部隆升，石炭-二疊系遭受剝蝕。此時(shí)剖面中部開始發(fā)育南傾輪南斷裂(F-ln)、桑塔木斷裂(F-stm)兩條逆沖斷裂。晚三疊世，受印支運(yùn)動的影響，剖面北部有小幅隆升，三疊系遭受少量剝蝕，輪南斷裂、桑塔木斷裂進(jìn)一步發(fā)育并初步定型。之后，一直到新近系庫車組沉積前，研究區(qū)處于整體深埋階段，沉積了厚層的侏羅系、白堊系、古近系陸相沉積。新近系以來，受晚喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動的影響，研究區(qū)發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，志留系及以上地層由早期北高南低反轉(zhuǎn)為現(xiàn)今的南高北低的構(gòu)造形態(tài)。

通過輪南古隆起西、中、東區(qū)構(gòu)造演化剖面可以看出，研究區(qū)主要經(jīng)歷以下演化過程(表1)：

(1)寒武-早中奧陶世，塔里木盆地處于弱伸展的構(gòu)造環(huán)境，構(gòu)造活動弱，構(gòu)造分異小，寒武系、奧陶系厚度橫向變化不大，為碳酸鹽巖臺地建設(shè)階段，稱之為前古隆起階段。

(2)晚奧陶世，塔里木盆地周緣處于擠壓聚斂的構(gòu)造環(huán)境，盆地內(nèi)部處于擠壓的應(yīng)力場環(huán)境。研究區(qū)西、中段構(gòu)造演化剖面上可以看出，北部地區(qū)發(fā)生明顯的褶皺變形，致使中上奧陶統(tǒng)遭受剝蝕，標(biāo)志著古隆起的形成。因此，晚奧陶世為古隆起形成階段。

(3)晚泥盆-早石炭世，研究區(qū)再次處于擠壓的應(yīng)力環(huán)境下，部分地區(qū)發(fā)生隆升變形，研究區(qū)中、東段構(gòu)造演化剖面上石炭系沉積前發(fā)生明顯的構(gòu)造變形，造成志留系、奧陶系遭受剝蝕。因晚泥盆-早石炭世構(gòu)造變形是對早期晚奧陶世古隆起的改造，因此，晚泥盆-早石炭世為疊加改造階段。

(4)晚二疊世-三疊紀(jì)，研究區(qū)中、東段北部地區(qū)有明顯的構(gòu)造抬升，石炭、二疊系遭受剝蝕，東段剖面上已剝蝕到中下奧陶統(tǒng)。印支期，研究區(qū)中段、東段沒有明顯的構(gòu)造變形，但在研究區(qū)西北角東河塘地區(qū)可以看到有構(gòu)造抬升和地層剝蝕，影響范圍局限。經(jīng)過晚海西、印支期構(gòu)造運(yùn)動之后，研究區(qū)前中生界古隆起基本定型，后期構(gòu)造運(yùn)動對古隆起形態(tài)影響不大。因此，晚二疊世-三疊紀(jì)為古隆起定型階段。

表1 輪南古隆起不同地區(qū)構(gòu)造演化差異對比表

(5)侏羅紀(jì)-古近紀(jì)，研究區(qū)構(gòu)造運(yùn)動表現(xiàn)為整體抬升，構(gòu)造變形較弱，以接受沉積為主，沉積了1000m厚的侏羅系、白堊系，將之前形成的前中生界古隆起深埋于地下，因此燕山-早喜馬拉雅期為古隆起埋藏階段。

(6)新近紀(jì)以來，受印度板塊與亞洲板塊碰撞的影響，庫車地區(qū)形成新生代前陸盆地。整個(gè)塔北地區(qū)成為庫車前陸盆地的前緣斜坡，研究區(qū)所處的塔北地區(qū)由早期北高南低反轉(zhuǎn)為南高北低，新生代地層南薄北厚。研究區(qū)構(gòu)造反轉(zhuǎn)主要影響志留系及以上地層，對以寒武-奧陶系碳酸鹽巖為主體的古隆起影響不大。本文稱晚喜馬拉雅期以來為構(gòu)造掀斜階段。

3.3 關(guān)鍵構(gòu)造期古隆起分布

通過上述分析可以看出，輪南古隆起現(xiàn)今的隆起形態(tài)主要受晚奧陶世、晚泥盆-早石炭世、晚二疊世-三疊紀(jì)3期構(gòu)造運(yùn)動的影響，因此，本文恢復(fù)輪南古隆起晚奧陶世、晚泥盆-早石炭世、晚二疊世-三疊紀(jì)的古隆起分布，解析古隆起形成、疊加、改造的變遷規(guī)律。

3.3.1 晚奧陶世古隆起分布

晚奧陶世，研究區(qū)構(gòu)造格局為核部在西北側(cè)QG5-AD16-YQ5-YQ9井周緣的古隆起(晚奧陶世古隆起)及其南翼斜坡(圖7a)。晚奧陶世古隆起為北東走向，平行于輪臺斷裂，長142km，寬12～26km，面積2738km2，隆起幅度大約350m (表2)。古隆起核部地層剝蝕嚴(yán)重，中上奧陶統(tǒng)被剝蝕掉，出露下奧陶統(tǒng)；斜坡部位地層保留相對完整，出露上奧陶統(tǒng)桑塔木組。晚奧陶世古隆起及其斜坡部位發(fā)育NNE、NNW向共軛走滑斷層，兩者的夾角指向近南北向，為晚奧陶世近南北向擠壓作用下古隆起形成過程中伴生的共軛走滑斷層(馬德波等, 2019, 2020)。

表2 不同時(shí)期輪南古隆起構(gòu)造要素與成因機(jī)制

圖7 不同時(shí)期輪南古隆起分布圖(a)晚奧陶世；(b)晚泥盆-早石炭世；(c)晚二疊世-三疊紀(jì)；(d)現(xiàn)今Fig.7 Distribution maps of Lunnan paleo-uplift in different periods

3.3.2 晚泥盆-早石炭世古隆起分布

晚泥盆-早石炭世，在早期古隆起之上疊加了北北東向展布的隆起，該隆起位于研究區(qū)中部，長89km，寬20～70km，面積4074km2，幅度大約600m (表2)，核部位于TS2-LN1-LN13等井附近，褶皺兩翼在研究區(qū)內(nèi)都有分布，西翼平緩東翼陡(圖7b)。

晚泥盆-早石炭世古隆起的疊加改造對研究區(qū)先前構(gòu)造面貌影響巨大，由晚奧陶世高點(diǎn)位于西北側(cè)的東南傾斜坡轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g隆、東西兩側(cè)凹的格局，哈拉哈塘北部地區(qū)、于奇地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榘枷?，成為沉積沉降中心，沉積了厚層的石炭系。

3.3.3 晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起分布

晚二疊世-三疊紀(jì)，研究區(qū)隆起分布在北部YQ5-LS2-LN1-LG36井以北，形似向北開口的喇叭狀，走向近東西向，稱為“晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起”。晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起長50km，最寬約42km，面積2300km2，幅度大約450m (表2)。古隆起核部隆升明顯，遭受剝蝕，出露中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖；斜坡部位地形相對平坦，兩者之間以陡坡過渡(圖7c)。

晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起對早期古隆起的改造，主要體現(xiàn)在對研究區(qū)北部的改造，研究區(qū)北部進(jìn)一步抬升，隆升幅度增大，研究區(qū)南部仍然保持早期的構(gòu)造形態(tài)。經(jīng)過晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起的進(jìn)一步疊加，研究區(qū)以寒武-中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖為主體的古隆起基本定型。

3.4 輪南古隆起復(fù)合疊加過程

為了更好的展示輪南古隆起復(fù)合疊加過程，編制了輪南古隆起奧陶系底不同時(shí)期古構(gòu)造圖(圖8)。志留紀(jì)前，受晚奧陶世古隆起形成的影響，研究區(qū)奧陶系底構(gòu)造形態(tài)為NW高、SE傾斜坡，高點(diǎn)位于XK6-AD8-YQ9井西北側(cè)(圖8a)。晚泥盆-早石炭世古隆起對研究區(qū)構(gòu)造面貌影響較大，表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是古隆起核部由之前西北側(cè)XK6-AD8-YQ9井周緣轉(zhuǎn)變到西北部YQ5井周緣和中部LX4-S88井周緣，其中YQ5井周緣為晚奧陶世古隆起遺留下來的隆起核部，LX4-S88井周緣北東向高帶為晚泥盆-早石炭世褶皺隆升形成。二是哈拉哈塘北部地區(qū)XK6-AD2井周緣由之前的隆起改造為斜坡(圖8b)。三疊紀(jì)前，奧陶系底構(gòu)造形態(tài)與石炭紀(jì)前構(gòu)造形態(tài)相似，只是研究區(qū)北部LX4井以北隆升幅度更大(圖8c)，為晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起疊加的結(jié)果。現(xiàn)今奧陶系底構(gòu)造形態(tài)與三疊紀(jì)前構(gòu)造形態(tài)相似，都是以北部于奇、輪南地區(qū)為隆起中心、向南傾沒的古隆起，只在哈拉哈塘北部H16-AD20-AD2井周圍有變化，H16-AD20-AD2井周圍變成面積約200km2的平臺區(qū)，為新近紀(jì)以來構(gòu)造掀斜帶來的影響(圖8d)。

圖8 不同地質(zhì)時(shí)期奧陶系底面古構(gòu)造圖(a)志留紀(jì)前；(b)石炭紀(jì)前；(c)三疊紀(jì)前；(d)現(xiàn)今Fig.8 Paleostructure maps of the Ordovician bottom in different geological periods

4 討論

4.1 晚奧陶世古隆起成因機(jī)制

晚奧陶世古隆起展布方向與北東-近東西走向的塔北隆起核部輪臺斷裂、輪臺凸起具有很好的一致性，表明晚奧陶世古隆起與塔北隆起具有一定的成因聯(lián)系。因此，論文在塔北古隆起的大背景下分析分析晚奧陶世古隆起的形成機(jī)制。晚奧陶世，盆地南緣西昆侖洋、阿爾金洋處于俯沖消減閉合、弧陸碰撞階段(Xiaoetal., 2009; Yeetal., 2008; 吳玉等, 2016; 何碧竹等, 2011; 許志琴等, 2011; Xuetal., 2013)，對盆地內(nèi)部施加了由南至北的擠壓應(yīng)力，塔北地區(qū)在早期基底古隆起基礎(chǔ)上，沿基底軟弱帶自南向北逆沖形成核部位于輪臺凸起的大型斷層轉(zhuǎn)折褶皺(何登發(fā)等, 2011; 陳槚俊等, 2019)，輪南古隆起此時(shí)為塔北大型斷層轉(zhuǎn)折褶皺的南翼(圖9)。

圖9 輪南古隆起構(gòu)造演化模式圖Fig.9 Tectonic evolution model diagrams of Lunnan paleo-uplift

4.2 晚泥盆-早石炭世古隆起成因機(jī)制

晚泥盆-早石炭世古隆起有兩個(gè)特點(diǎn)：一是從隆起展布方向與構(gòu)造應(yīng)力關(guān)系看，晚泥盆-早石炭世NNE向古隆起與晚泥盆-早石炭世NW-SE向構(gòu)造應(yīng)力方向近似垂直。二是從構(gòu)造變形看，晚泥盆-早石炭世古隆起為東翼陡、西翼緩的大型褶皺，且早古生代地層整體褶皺變形，不同時(shí)代地層變形一致(圖9)。因此，晚泥盆-早石炭世古隆起為同軸構(gòu)造變形的褶皺型隆起。該期褶皺型隆起的形成動力源來自于盆地東南緣阿爾金構(gòu)造域碰撞造山。

晚泥盆-早石炭世，受盆地東南緣阿爾金-祁連地體碰撞造山的影響(牟墩玲等, 2018; Xuetal., 2013)，盆地內(nèi)受到NW-SE向擠壓應(yīng)力作用，形成盆地中東部普遍發(fā)育的上泥盆統(tǒng)-石炭系與下古生界之間的角度不整合(許志琴等, 2011; 何碧竹等, 2011, 2013)。受NW-SE向擠壓應(yīng)力，塔北古隆起南斜坡發(fā)生構(gòu)造分異，輪南地區(qū)發(fā)生褶皺變形，形成褶皺型隆起。

4.3 晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起成因機(jī)制

晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起的形成與盆地北緣南天山洋的關(guān)閉和庫車前陸盆地的形成有直接關(guān)系。南天山洋經(jīng)歷多期“裂開-關(guān)閉”旋回，最終在晚海西期關(guān)閉(能源等, 2016; Wenetal., 2017)，造成塔里木盆地北部地區(qū)強(qiáng)烈撓曲沉陷，形成晚海西期庫車前陸盆地(圖9)。晚海西期庫車前陸盆地前緣隆起的范圍比較大，南界位于現(xiàn)今輪臺凸起以南，涵蓋了研究區(qū)北部(Xiaoetal., 2009; 羅金海等, 2012; 李曰俊等, 2009; 余海波等, 2016)。因此，研究區(qū)晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起的構(gòu)造屬性為庫車前陸盆地前緣隆起的一部分，其形成主要受控于盆地北緣南天山洋閉合造成的強(qiáng)烈擠壓作用。

5 結(jié)論

(1)輪南古隆起地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有縱向分層、平面分區(qū)的特點(diǎn)?？v向分層性表現(xiàn)為中-新生界多發(fā)育整合/平行不整合、上奧陶統(tǒng)-二疊系發(fā)育多期不整合、寒武系-中下奧陶統(tǒng)發(fā)育平行不整合。平面分區(qū)性表現(xiàn)為西、中、東地層格架具有明顯差異性。

(2)輪南古隆起主要經(jīng)歷了6個(gè)演化階段：寒武紀(jì)-早中奧陶世前古隆起、晚奧陶世古隆起形成、晚泥盆-早石炭世疊加改造、晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起定型階段、侏羅紀(jì)-古近紀(jì)古隆起埋藏和新近紀(jì)以來構(gòu)造掀斜。

(3)輪南古隆起現(xiàn)今以寒武-奧陶系碳酸鹽巖為主體的隆起是晚奧陶世古隆起、晚泥盆-早石炭世古隆起、晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起三者復(fù)合疊加而成。晚奧陶世古隆起高點(diǎn)位于研究區(qū)西北部QG5-AD16-YQ5-YQ9井周緣，呈北東走向，近似平行于輪臺斷裂。晚泥盆-早石炭世古隆起位于研究區(qū)中部TS2-LN1-LN13等井附近，呈NNE向展布，為西翼緩東翼陡的同軸構(gòu)造變形的褶皺型隆起。晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起分布在研究區(qū)北部YQ5-LS2-LN1-LG36井以北，呈近東西向展布。

(4)輪南古隆起不同時(shí)期隆起具有不同的成因機(jī)制，但都與盆地周緣洋盆閉合、造山作用關(guān)系密切。晚奧陶世古隆起的形成受控于盆地南緣西昆侖洋、阿爾金洋消減閉合作用，該期古隆起為以輪臺凸起為核部的塔北古隆起的南翼。晚泥盆-早石炭世古隆起的形成受盆地東南緣阿爾金-祁連地體碰撞造山的影響，為阿爾金-祁連地體碰撞造山NW-SE向擠壓作用下形成的縱彎褶皺。晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起的形成主要受盆地北緣南天山洋閉合的影響，為南天山洋閉合后形成的庫車前陸盆地前緣隆起的一部分。