白音查干凹陷构造带的形成与演化

白音查干凹陷构造带的形成与演化

在陆地沉降盆地的地层学研究中，很好地强调了沉降、气候、物源供应和海平面变化的联合控制（ival等人，1993）。这四种功能的最终体现在层序层和沉积层的发育上。然而对内陆盆地而言,构造对层序地层的形成有着极为重要的意义(Vanvgoneretal.,1988)。最近,关于构造沉降对沉积的控制这方面的研究得到了重视,强调从构造垂向沉降速率的绝对幅度和相对差异入手来研究构造格局和古地理景观,近而研究对沉积相和沉积体系的控制作用。二连盆地白音查干凹陷是二连盆地川井坳陷的一个次级单元。凹陷是发育在海西褶皱基底之上的中生代箕状盆地,由前中生界基底和中生界盖层两部分组成。基底岩性为岩浆岩和变质岩系。盖层为中生界陆源碎屑岩地层,自下而上分为下白垩统巴彦花群阿尔善组、腾格尔组、都红木组和赛汉塔拉组;中生界上白垩统二连达布苏组、第三系、新生界第四系。根据主要断裂展布、构造演化特征和成藏条件的相似性,凹陷可划分为6个二级构造单元,分别是塔拉断裂构造带、西部洼陷带、白音断裂构造带、嘎顺斜坡带、东部洼陷带和查干超覆带。1基准面和阵风许多层序地层学者都把海平面升降作为层序形成的主要驱动机制(Sanelyetal.,1994)。并认为海平面的升降与大洋中脊生长、大陆裂陷、漂移、转换、板内边界的重新组合及冰川消融有关。陆相断陷盆地除特殊情况外,一般都与海洋隔绝,因此对湖泊而言,湖面可近似地被看作基准面(冯有良等,2000)。一般来说,基准面是构造沉降、海平面变化、沉积物质的供给和水流的因素的函数(Schummetal.,1993)。实际资料分析却表明白音查干凹陷构造沉降是控制基准面的主要驱动力。腾格尔期白音查干凹陷内边界断层上盘沉降速度快,增加了剥蚀面与湖面的相对高差,盆地内沉积厚度大,岩性变化快,颗粒相对较粗。都红木期断层活动较缓,盆地的可容纳空间减小,湖面与剥蚀面的相对高差减小,使盆地内该期沉积厚度相对较薄,岩性相对较稳定,颗粒相对较细。2半地堑的分布及形态边界断层不同部位的构造沉降速率是不同的,这使得盆地内沿断层下盘有沉降带,有多个半地堑分布。在白音查干凹陷内,半地堑是盆地组成的基本单元,是构成盆地的基本“砌块”。大尺度的断裂系通常由多个断层段组成,它们各自在其下降盘控制半地堑的分布,分隔这些半地堑的是一些下盘沉降速率相对较小的低突起。白音查干凹陷半地堑单元多由边界正断层控制。在垂直断层走向的剖面上,半地堑呈不等边的倒三角形,即箕状半地堑,在断层走向剖面上呈向斜形态。因为在内陆小盆地范围内,沉积物的供给,气候的差异均较小,沉降速率的差异导致在不大的范围内沉积厚度出现较大的变化,并在沉降大的区域形成沉积中心。断层垂直活动量或断层活动速率是控制半地堑规模的主要因素。断层垂直活动量越大,断层长度也就越大,形成的半地堑规模也越大。断层的活动速率是在地层对比的基础上,通过同时期地层沉积厚度与沉积时间的比来确定的。通过对白音查干凹陷数个半地堑的勘查研究发现,半地堑发育主要与断层的垂直活动量或断层活动速率有明显关系。因此,可用断层垂直活动量或断层活动速率两个参数来确定每个半地堑的展布范围。腾格尔期的塔拉断层、塔拉南断层和白音翁特断层的活动速率曲线在断层不同的部位其值相差较大(图1)。在白音查干凹陷盆地分析中,通过已知半地堑大小与断层的沉降量的关系,确定了腾格尔期(图2)阿尔善一期、阿尔善二期、都红木一期及都红木二期等各期的半地堑分布。经分析白音查干凹陷各个时期半地堑的分布及变化基本特征如下:(1)霍恩半地堑、冬屋半地堑在各时期持续发育,只是其规模和分布范围有所变化,经历时间长,沉降幅度大,地层发育厚度大,是该区的沉积中心之一。(2)桑合西地区、古尔地区是持续发育的横向突起,是不同半地堑的分隔带,也是沉积过程中持续存在的古地形较高的区带。(3)桑合—古尔西地区,在盆地发育过程中变化较大,阿尔善期以发育半地堑为主,但半地堑的位置与规模不断发生变化;腾格尔期发育横向突起带,是东西两个半地堑的分隔带,都红木期再次发育半地堑。(4)不同时期的半地堑沿着塔拉断层下盘复合、叠加,构成了沿着边界断层下盘呈条带状分布的数个沉积中心;同时边界断层下盘也是地层厚度最大、岩性岩相变化最快的区带。3调节带传递带变换构造带是盆地伸展构造中起着传递应变和协调构造样式的构造带,它包括调节带和传递带两种基本形式。按照Faulds等(1998)的定义,调节带为“调节叠覆的正断层组或正断层之间应变传递的一组构造”;传递带为“调节大量走滑运动分量的横向延伸(即平行伸展方向)或稍微斜向延伸的断层带”。调节带是由正断层互相嵌套或叠覆而组成的区带,应变通常从一个正断层系越过叠覆断层末端形成的扩散带向另一个正断层系传播。传递带多由陡倾断层或断层带组成,在空间上联结两个明显不同的伸展区域。3.1调节带的识别白音查干凹陷的变换带除了在古尔地区、达尔其地区发育小型横向断层,作为传递断层外,半地堑之间、断层之间主要以出现调节带为特征。在白音查干凹陷可识别出调节带主要有以下几种类型:(1)同向型横向调节带;(2)反向型背斜调节带;(3)同向型斜向调节带;(4)平行走向调节带。在凹陷的北部陡坡,主要发育与半地堑相伴生的横向调节带。在凹陷南部缓坡,主要形成了同向调节带(图3)。3.2调节带对沉积体系的控制作用变换构造在其发育过程中会对盆地内古地形和构造高差产生影响,主要通过控制盆地的物源体系、沉积物分配,来影响生储盖层的发育及空间配置。调节带对古地形和沉积物源的控制作用表现在它出现于断层系的末稍,或两个半地堑之间的分隔区,相对于半地堑,调节带代表地形和构造高带,对水系的分布起着重要的控制作用,一方面,调节带控制的高地形阻挡与分隔水系,另一方面,调节带内地形与构造高差相对较小,主水系通常利用调节带相对较低的地形作为通道进入盆地。在白音查干凹陷,调节带对水系、沉积体系分布的控制作用十分明显。在南部斜坡带,白音查干调节带与达1井东调节带以古地形高的面貌存在,分别是锡林好来辫状河三角洲体系与达尔其辫状河三角洲体系、达尔其沉积体系与翁特沉积体系的分水岭。而且这一分水岭长期发育,控制着缓坡带的沉积格局。在凹陷北部陡坡带,横向调节带与半地堑之间的转换部位,是水系最为发育的地区,也是扇三角洲体系的主要发育空间。4白音查干凹陷研究表明,白音查干凹陷断层活动对沉积的控制作用表现的非常明显,主要表现在以下几个方面:(1)边界断层下盘沉降差异性控制着半地堑分布,从而控制着沉积中心和物源区的分布;这是凹陷北坡的霍恩和冬屋地区是持续发育的沉积中心的主要原因。(2)白音查干凹陷变换构造