潘家偉 李海兵＊＊ 孫知明 劉棟梁 吳嬋 于常青

PAN JiaWei1，LI HaiBing1＊＊，SUN ZhiMing2，LIU DongLiang1，WU Chan1 and YU ChangQing1

1. 大陸構造與動力學國家重點實驗室，中國地質科學院地質研究所，北京 100037

2. 中國地質科學院地質力學研究所，北京 100081

1. State Key Laboratory of Continental Tectonics and Dynamics，Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

2. Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100081，China

2015-06-15 收稿，2015-09-07 改回.

1 引言

柴達木盆地位于青藏高原北部(圖1)，是青藏高原內部最大的、沉積巨厚的山間盆地，同時也是我國西部一個大型的中、新生代陸相含油氣盆地。盆地內巨厚的新生代沉積地層及構造變形不僅記錄了印度/歐亞板塊碰撞以來青藏高原，特別是高原北部隆升、擴展的信息(Harrison et al.，1992;Yin and Harrison，2000;Tapponnier et al.，2001;尹安等，2007;Royden et al.，2008)，而且還蘊藏著豐富的礦產、油氣資源，因此一直是國內外學者研究的熱點地區(qū)之一。多年來國內外地質學家和石油工作者利用多種不同的方法，從不同角度對柴達木盆地的沉積、構造等方面的特征進行了研究，已經在柴達木盆地的深部結構(Jiang et al.，2006;Zhao et al.，2006;Shi et al.，2009)、成盆演化模式及過程(Bally et al.，1986;Burchfiel et al.，1989;Métivier et al.，1998;Meyer et al.，1998;Tapponnier et al.，2001;Sobel et al.，2003;Yin et al.，2007，2008a，b)、盆地內新生代地層磁性年代序列(Sun et al.，2005;Fang et al.，2007;Lu and Xiong，2009;Zhang et al.，2013)等方面取得了許多重要進展。

柴達木盆地周緣分別被祁連山、東昆侖山和阿爾金山所圍限(圖1)，具有特殊的盆山構造格局和巖石圈板塊地球動力學背景。作為柴達木盆地的西北邊界，阿爾金斷裂帶是亞洲大陸內部一條巨型左旋走滑斷裂帶，它切割了青藏高原北部的不同構造單元，控制了高原北部的幾何學特征及基本的構造格架，對調節(jié)印度/歐亞大陸碰撞作用產生的構造變形起著重要作用(Avouac and Tapponnier，1993;Tapponnier et al.，2001;Yin et al.，2002;李海兵等，2006)。新生代以來阿爾金斷裂帶發(fā)生多期次的走滑運動，并且在走滑過程中伴隨著強烈的隆升作用(李海兵等，2006)。柴達木盆地是由于新生代阿爾金斷裂左行走滑運動和阿爾金山的隆升而被關閉的新生代沉積盆地(Yin et al.，2002)。劉和甫等(2004)認為柴達木盆地是一個由于阿爾金斷裂系的走滑擠壓運動而形成的走滑擠壓盆地，或稱為走滑前陸盆地。很明顯，阿爾金斷裂新生代以來的走滑運動及其伴隨的隆升作用必然會在柴達木盆地中形成沉積、構造以及地貌上的響應，并進一步影響到盆地中油氣的運移和聚集成藏。然而，阿爾金斷裂帶新生代活動對柴達木盆地構造發(fā)育演化的影響仍缺乏系統(tǒng)的研究。

圖1 柴達木盆地及其周緣地貌、構造簡圖右上框圖a 示柴達木盆地在青藏高原的位置;圖b 中2 條黃色直線分別指示圖6(剖面1)和圖7(剖面2)兩條地震反射剖面的位置;白色虛線框指示圖2、圖3 和圖5 位置Fig.1 Geomorphological and tectonic map of the Qaidam basin and its adjacent area

圖2 柴達木盆地西北部地質簡圖(a，據(jù)中國石油青海油田分公司，2006①中國石油青海油田分公司，中國石油大學(北京). 2006. 柴達木盆地地質圖(1∶100 萬)(草圖)修改)及NW-SE 向穿過阿爾金斷裂-柴達木盆地的構造示意剖面圖(b)Fig.2 Geological map of the Northwestern Qaidam basin (a)and schematic geological section crossing the Altyn Tagh fault and the Qaidam basin (b)

本文在前人研究基礎上，通過地表衛(wèi)星影像解譯、深部地球物理資料分析，結合已有的新生代地層沉積學和磁性地層年代學資料，對阿爾金斷裂新生代不同期次構造活動在柴達木盆地中的構造-沉積響應進行了較為系統(tǒng)的研究。

2 地質背景

柴達木盆地位于青藏高原北部盆嶺構造域，其由一系列斷裂和相關的山脈與周邊盆地組成特殊的“盆山”體系(圖1、圖2)。盆地東西長850km，南北寬150 ～300km，面積約12萬平方千米，總體呈三角形夾持在祁連山、東昆侖-祁曼塔格山以及阿爾金山之間，平均海拔高達3000m。柴達木盆地的形成演化受祁連山構造帶、阿爾金構造帶和東昆侖構造帶的共同控制，盆地中沉積了巨厚的中、新生代地層，尤其是新生代地層最厚達～12000m。新生代以來柴達木盆地一直是一個大型陸內坳陷，并沒有前陸盆地發(fā)育，沉積中心一直位于其中軸線上，并存在自西向東的遷移(Yin et al.，2008b)。新生代沉積地層在盆地中央及南部東昆侖山-祁曼塔格山前一帶覆蓋嚴重，在北緣和西緣則出露較好(圖2)，自下而上可劃分為路樂河組(E1-2)、下干柴溝組(E3)、上干柴溝組(N1)、下油砂山組(N21)、上油砂山組(N22)、獅子溝組(N23)和七個泉組(Q1-2)(表1)。路樂河組為一套洪泛-河流相紅色粗碎屑巖系，巖性以棕褐色、紫灰色礫巖、礫狀砂巖、含礫砂巖為主，夾棕褐色、棕紅色砂巖、泥巖、砂質泥巖及泥質粉砂巖;下干柴溝組可分為上下兩段，其中下段(E31)為一套洪泛-河流相紅色粗碎屑巖系，巖性以棕紅色砂礫巖、泥巖為主;上段(E32)為一套湖泊相細粒碎屑巖系，巖性在西部坳陷區(qū)以灰色、深灰色泥巖、鈣質泥巖和碳酸巖為主，在北緣塊斷帶和東部坳陷區(qū)以棕紅色、灰綠色泥巖為主;上干柴溝組在柴西南區(qū)巖性自下而上變粗變紅，在柴西北區(qū)自下而上變灰變細，北緣和東部則都是黃綠、灰綠色、灰色的砂質巖和棕紅色泥質巖的不等厚互層;下油砂山組在盆地邊緣較粗，以棕灰色、灰色礫巖、礫狀砂巖為主，在盆地中心巖性較細，以灰色、深灰色泥巖、鈣質泥巖和砂質泥巖為主;上油砂山組較下油砂山組巖性更粗，在盆地邊緣一般以灰色厚層狀礫巖為主，夾淺綠黃色砂巖及淺棕紅色泥質巖，至盆地中心巖性變細，并含有少量膏鹽;獅子溝組與上油砂山組巖性類似，只是膏鹽層增多;七個泉組巖性以淺棕灰、淺灰、灰色泥巖、砂質泥巖為主，夾同色粉砂巖和泥質粉砂巖，以及一定量的炭質泥巖。各組之間在盆地內部多呈整合接觸，在邊緣地區(qū)則存在地區(qū)性的角度不整合面。由于柴達木盆地地層劃分方案幾經變動，但地層符號仍按原來習慣，故目前所用的地層符號已不具嚴格年代地層含義(周建勛等，2003)。

由于柴達木盆地新生代沉積物中斷代化石極為稀少，又缺少可精確測年的理想對象，這導致柴達木盆地新生代地層的時代歸屬長期難以形成統(tǒng)一的認識，在一定程度上限制了人們對柴達木盆地形成機制和演化過程的正確認識。而近年來在柴達木盆地內不同剖面上開展的一系列高精度磁性地層年代學研究獲得了盆地內不同時代地層的精確年齡(楊藩等，1992;Sun et al.，2005;張偉林，2006;Fang et al.，2007;Lu and Xiong，2009;Zhang et al.，2013)。綜合上述不同剖面的磁性地層研究新結果，我們獲得了柴達木盆地最新的新生代地層年代學簡表(表1)，其中七個泉組為2.6 ～0Ma，獅子溝組為8.2 ～2.6Ma，上油砂山組為14.9 ～8.2Ma，下油砂山組為22 ～15Ma，上干柴溝組為35.5 ～22Ma，下干柴溝組為52.3 ～35.5Ma，路樂河組為ca. 65 ～52.3Ma。這些磁性地層研究結果為柴達木盆地新生代地層的年代學提供了精確控制，同時為厘定柴達木盆地不同地層單元中生長地層的形成時間，以及盆地中不同構造帶新生代的形成演化序列提供了可靠的年代學制約。

3 阿爾金斷裂活動對柴達木盆地影響的證據(jù)

3.1 衛(wèi)星影像反映的地表變形特征

對衛(wèi)星影像資料的解譯結合野外考察結果顯示在柴達木盆地西北緣阿爾金斷裂帶中段索爾庫里盆地附近，主斷裂南側發(fā)育數(shù)排由阿爾金斷裂向柴達木盆地逆沖的分支斷裂(圖3a)，此外在盆地內部月牙山紅石包東側還存在與阿爾金主斷裂同為左旋走滑性質的斷層，在紅三旱褶皺構造帶北側的山脈也發(fā)育數(shù)條與阿爾金主斷裂斜交的走滑或逆沖性質的分支(圖3a)。紅三旱東側，鄂博梁褶皺構造帶以北，同樣可以見到阿爾金斷裂的走滑分支逐漸向盆地內彎曲，轉化成褶皺前緣的逆沖斷裂，表明柴達木盆地北部這些褶皺構造的變形均受阿爾金斷裂走滑作用的影響和控制。在剖面上，這些逆沖分支斷裂與阿爾金主斷裂組合成花狀構造樣式，呈疊瓦狀由NNW(阿爾金山)向SSE(柴達木盆地)逆沖(圖3b)，這必然會在柴達木盆地西北部造成NW-SE 向的擠壓作用，進而影響到盆地新生代構造變形和演化。

表1 柴達木盆地新生代地層年代表Table 1 Cenozoic strata and their ages in the Qaidam basin

柴達木盆地西北部紅三旱褶皺構造帶的高精度衛(wèi)星影像顯示該構造帶呈蛇形彎曲(圖4a)，地質圖(圖2a)上顯示其地層均傾向SW，可能為單斜地層，但是事實上，這是一個非常緊閉的不對稱的干涉疊加褶皺(圖4b)，早期褶皺SW 翼出露寬，NE 翼出露很窄，并且部分地層已經發(fā)生了倒轉。這種明顯不對稱的褶皺結構指示該構造帶深部存在由SW 向NE 的逆沖。該背斜帶總體走向呈NWW-SEE，如果未經歷后期構造作用疊加的話，褶皺軸應該呈平直狀或單向弧形彎曲，但我們現(xiàn)在看到的該背斜帶形態(tài)明顯呈波狀彎曲，這表明紅三旱構造帶是由NW-SE 向的褶皺和NE-SW 向的褶皺疊加而成的干涉疊加褶皺。兩期褶皺的軸跡分別為F1 和F2(圖4b)。F1 走向NW-SE，F(xiàn)2 走向NE-SW，兩者近直交。很明顯它們是在不同時期的不同方向應力作用下形成的，其中早期在NE-SW 向擠壓作用下形成的NW-SE 向褶皺F1 是主要構造，它是在印度/歐亞板塊碰撞作用下青藏高原隆升并向北東擴展過程的響應。而晚期在NW-SE 向擠壓作用下形成的NE-SW 向褶皺F2 則明顯受到阿爾金斷裂的控制，是阿爾金斷裂新生代走滑作用在柴達木盆地的響應。

圖3 柴達木盆地西北緣阿爾金斷裂帶中段索爾庫里地區(qū)Landsat 衛(wèi)星影像(a)及阿爾金-柴達木盆山結合帶構造剖面圖(b，據(jù)李海兵等，2006 修改)1-全新統(tǒng);2-更新統(tǒng);3-獅子溝組;4-上油砂山組;5-下油砂山組;6-上干柴溝組;7-下干柴溝組;8-侏羅系;9-元古屆;10-糜棱巖帶;灰色箭頭指示塊體垂向擠出方向;圖a 中虛線方框指示圖4 和圖9a 位置Fig.3 Landsat image of the Suoerkuli region in the central segment of the Altyn Tagh fault，northwestern boundary of the Qaidam basin (a)，and structural section cross the fault and basin (b，modified after Li et al.，2006)

紅三旱褶皺構造帶南西側的尖頂山-黑梁子褶皺構造帶的地表形態(tài)特征與前者類似，但構造變形強度相對較弱。從衛(wèi)星影像(圖5)上看，褶皺形態(tài)呈豆莢狀，兩翼也具有不對稱的結構，NE 翼出露略窄而SW 翼相對較寬，是變形復雜的斷背斜。褶皺軸總體呈NW-SE 走向，但同時明顯表現(xiàn)出“S”形彎曲，這表明該褶皺帶也經歷后期NW-SE 向應力的改造。根據(jù)地表褶皺形態(tài)特征顯示尖頂山-黑梁子褶皺帶與紅三旱褶皺構造帶所受的應力一樣，都受到早期NE-SW 向擠壓應力和晚期NW-SE 向擠壓應力的作用，只是晚期的擠壓應力對該褶皺帶的作用可能弱于紅三旱褶皺構造帶。因此，尖頂山-黑梁子褶皺帶也是一個不對稱的干涉疊加褶皺，其后期NW-SE 方向的擠壓作用同樣指示了阿爾金斷裂帶走滑與隆升作用對柴達木盆地的影響。

3.2 深部地震反射剖面證據(jù)

衛(wèi)星影像資料反映的是出露地表的地質構造形態(tài)特征，而隱伏于地下的深部構造特征則需要依靠對地球物理資料的分析和解釋。我們選擇了兩條NW-SE 向(近垂直于阿爾金斷裂帶)橫穿柴達木盆地的地震反射剖面(圖6、圖7)進行重新解釋，以尋找阿爾金斷裂帶新生代構造活動對柴達木盆地影響的深部證據(jù)。

圖4 柴西紅三旱褶皺構造帶衛(wèi)星影像(a)及地質解譯(b)Pt-元古界;E3-下干柴溝組;N1-上干柴溝組;N21-下油砂山組;Q-第四系;白色虛線F1 指示早期褶皺軸;黑色虛線F2 指示晚期褶皺軸Fig.4 Satellite image (a)and its geological interpretation(b)of the Hongsanhan fold belt in the western Qaidam basin

剖面1 從NW 端阿爾金-柴達木盆山結合部向SE 延伸，依次穿過尖頂山、大風山、紅三旱3 號等構造。剖面顯示，在柴達木盆地中存在NW 傾和SE 傾的兩組斷層(圖6a)，這兩組斷層應該是阿爾金斷裂帶走滑隆升過程中造成的向盆地內的擠壓作用形成的。在剖面的NW 段柴達木盆地西部斜坡帶上，NW 傾向逆沖斷裂發(fā)育。該處剖面的局部放大(圖6b)可以看出，斷層錯斷了新生代從路樂河組到上油砂山組各層不同沉積，而止于獅子溝組，這表明在上油砂山組沉積之后，在獅子溝組沉積之前可能存在一次由NW 側阿爾金斷裂向SE 側柴達木盆地的強烈逆沖，也就是說阿爾金斷裂在距今約8.2Ma 發(fā)生過強烈的活動，并影響到了柴達木盆地。此外，下干柴溝組上段以下地層的厚度在橫向上基本保持不變，而從下干柴溝組上段開始，各套地層的厚度均向柴達木盆地西部斜坡帶逐漸減薄(圖6b)，這表明下干柴溝組上段開始沉積(42.8Ma)以來的地層為一套生長地層，該套生長地層的發(fā)育應該也是由阿爾金斷裂走滑過程中伴隨的NWSE 向擠壓作用造成的。綜上所述，地震反射剖面1(圖6)記錄了阿爾金斷裂在42.8Ma 以來和約8.2Ma 左右的兩次強烈活動事件。

剖面2 呈NW-SE 向，依次穿過東坪、鄂博梁2 號、鄂博梁3 號、伊克雅烏汝、南陵丘、鹽湖。與剖面1 類似，在該剖面中也存在傾向NW 和傾向SE 的兩組斷層(圖7a)，整條剖面地層呈波浪狀起伏，向斜、背斜交替出現(xiàn)(圖7a)，反映了明顯的NW-SE 向的擠壓縮短作用，而這一方向的擠壓作用顯然與阿爾金斷裂的新生代活動和阿爾金山的隆升密切相關。對該剖面NW 端柴達木盆地西部斜坡帶東坪段的分析發(fā)現(xiàn)，上油砂山組以下地層的厚度在橫向上基本保持不變，而從上油砂山組向上，包括獅子溝組和七個泉組在內的各套地層的厚度均向柴達木盆地西部斜坡帶逐漸減薄(圖7b)，這表明上油砂山組及其以上地層為一套生長地層。也就是說，該剖面記錄了上油砂山組開始沉積(14.9Ma)以來以來，阿爾金斷裂構造運動對柴達木盆地的影響。

圖5 柴西尖頂山-黑梁子褶皺構造帶衛(wèi)星影像(a)及其地質解譯圖(b)N22-上油砂山組;N23-獅子溝組;Q1-2-七個泉組;Q3-4-七個泉組以上第四系;黃色點劃線指示早期的褶皺軸被后期構造改造而發(fā)生彎曲Fig.5 Satellite image (a)and its geological interpretation of the Jiandingshan-Heiliangzi fold belt in the western Qaidam basin

除上述兩條剖面外，劉志宏等(2010)通過對柴西緣月牙山附近，NW-SE 向切過阿爾金斷裂及月牙山構造的地震剖面的分析，發(fā)現(xiàn)了背斜前翼的生長地層，由此認為阿爾金斷裂自下干柴溝組上段沉積時期(～38Ma)開始形成，至今一直處于持續(xù)的活動狀態(tài)，并且在下干柴溝組上段至上油砂山組沉積時期(38 ～8.1Ma)，斷裂的活動強度較小，自獅子溝組沉積開始(～8.1Ma)，斷裂的活動強度明顯增大。肖安成等(2013)通過對穿過柴西緣近東西向斷裂體系的地震反射剖面的分析也發(fā)現(xiàn)了上干柴溝組以上和下油砂山組以上的兩套生長地層，并認為這是阿爾金斷裂帶早期基底剪切作用的產物。綜合分析前人的研究成果和我們對收集到的地球物理資料的重新解釋可以看到，在柴達木盆地西緣不同位置NW-SE 向穿過阿爾金-柴達木盆山結合帶的剖面上均發(fā)育有生長地層，而且是不同時代的生長地層，這表明阿爾金斷裂帶新生代以來一直在長期持續(xù)活動，并且這些活動被柴達木盆地內不同區(qū)域的新生代沉積地層記錄了下來。

圖6 柴達木盆地NW-SE 向地震反射剖面1 構造解釋(剖面位置見圖1)Fig.6 Interpretation of the NW-SE extending seismic reflection profile (1)crossing the Qaidam basin (for location，see Fig.1)

3.3 地層等厚圖反映的柴達木盆地新生代疊加干涉褶皺

柴達木盆地不同時代地層等厚圖資料顯示(據(jù)中國石油青海油田公司)，在獅子溝組沉積時期(8.2 ～2.6Ma)，柴達木盆地東半部分，發(fā)育寬廣的不對稱向斜槽谷，南坡較緩，北坡較陡(圖8a)。與之相反，柴達木盆地的西半部分，則以發(fā)育數(shù)排短波長(＜40km)的、沉積厚度較小(大多＜500m)的次級凹陷為特征(圖8a)。這些次級凹陷長軸呈NWW-SEE向，各凹陷呈平行排列(圖8a)，形成地層厚度的NE-SW 向波狀起伏，總體反映了青藏高原向NE 擴展隆升造成的擠壓應力。進一步的分析發(fā)現(xiàn)，除了上述NWW-SEE 向的軸線(圖8a 中F1)外，各次級凹陷圈閉還存在另外一組NNE-SSW 向的軸線(圖8a 中F2)，穿越軸線方向地層厚度也呈高低相間。這種地層等厚圖反映的是典型的兩期垂直軸褶皺干涉疊加的樣式(Ramsay，1967)，由軸面近NWW 走向的直立褶皺(主體)被后期軸面近NNE 向的直立褶皺所疊加形成。后期的褶皺軸線F2 平行于阿爾金斷裂走向，顯然是由阿爾斷裂新生代活動在柴達木盆地中造成的褶皺變形。實際上在獅子溝組沉積之前，上油砂山組地層的等厚圖(圖8b)上已經可以看到疊加干涉褶皺的雛形，也就是說，上油砂山組沉積時期(14.9 ～8.2Ma)阿爾金斷裂活動已經明顯影響到柴達木盆地，主要影響范圍在柴達木盆地的西北部靠近阿爾金山的盆山結合帶(圖8b)，而獅子溝組沉積時期(8.2 ～2.6Ma)阿爾金斷裂活動對柴達木盆地改造最強，已經影響到了整個柴達木盆地北部(圖8a)。

3.4 月牙山地震破裂帶所反映的阿爾金斷裂最新活動

圖7 柴達木盆地NW-SE 向地震反射剖面2 構造解釋(剖面位置見圖1)Fig.7 Interpretation of the NW-SE extending seismic reflection profile (2)crossing the Qaidam basin (for location，see Fig.1)

通過對高精度衛(wèi)星遙感影像的解譯，我們發(fā)現(xiàn)在柴達木盆地北部月牙山背斜東側可能存在一條地震地表破裂帶，野外的實地考察證實了這條地震破裂帶的存在(圖9)。該破裂帶西端始于月牙山以東，平行于阿爾金主斷裂近東西向延伸，東止于大通溝南山，長約15km，在衛(wèi)片上具有清晰的線性構造特征(圖9a)。破裂帶由一系列地震凹槽右階雁行狀排列組成(圖9b，c)，地表可見相間排列的擠壓鼓包和拉分凹陷(圖9b)，是走滑型地震地表破裂的典型標志。野外見到的最大地震擠壓隆起超過5m，這種較大的擠壓隆起可能為多次大地震累積形成，暗示阿爾金斷裂的這條分支斷裂，甚至整個阿爾金斷裂在晚第四紀曾多次發(fā)生大地震(M ＞7)。從前面的圖3 中可以看出，這條地震地表破裂帶所屬的斷裂是阿爾金斷裂的一條分支，在深部與阿爾金主斷裂相連，因此該地表破裂帶是阿爾金斷裂次級斷裂最新活動的產物，這表明阿爾金斷裂現(xiàn)在仍在強烈活動，并且直接影響到了柴達木盆地西北部。

4 討論

4.1 阿爾金斷裂帶新生代主要活動期次

(古)阿爾金斷裂帶可能形成于三疊紀，后又經歷了侏羅紀、白堊紀的強烈左旋走滑活動，自印度板塊與歐亞大陸碰撞后阿爾金斷裂再次活動，其新生代主要的走滑活動發(fā)生在60 ～45Ma、漸新世至中新世、上新世至更新世、全新世等幾個不同時期(李海兵等，2006)。Rumelhart et al. (1997)根據(jù)阿爾金山前新生代沉積學研究結果，認為阿爾金斷裂大規(guī)模的走滑開始于漸新世(30Ma)。劉永江等(2007)認為阿爾金走滑斷裂帶新生代的主要活動時間為40 ～25Ma 和10 ～8Ma。Cheng et al. (2015)通過對地質資料和地球物理資料綜合分析認為阿爾金斷裂帶新生代活動可以分成兩個階段，早期(49 ～15Ma)的活動造成了～150km 的位移量，晚期(晚中新世至今)的活動累計位移量為～190km。

沿阿爾金斷裂帶獲得的磷灰石裂變徑跡和40Ar/39Ar 熱年代學研究數(shù)據(jù)(Jolivet et al.，2001;萬景林等，2001;陳正樂等，2001，2002，2006;王瑜等，2002;張志誠等，2008;Ritts et al.，2008)顯示，阿爾金斷裂帶存在著～30Ma(王非等，2001;陳正樂等，2001;劉永江等，2007;張志誠等，2008)和10 ～8Ma(Jolivet et al.，2001;萬景林等，2001;陳正樂等，2002)兩期主要的構造事件，其中10 ～8Ma 的強活動期體現(xiàn)在沿阿爾金斷裂的廣大地區(qū)，多個地段靠近阿爾金主斷裂帶磷灰石的裂變徑跡年齡大部分集中在7 ～9Ma 之間，而遠離阿爾金斷裂帶的“正花狀”構造帶，裂變徑跡年齡明顯變老。陳正樂等(2006)對來自阿爾金山脈34 個花崗巖、花崗閃長巖和片麻巖樣品中磷灰石的裂變徑跡測試結果表明，阿爾金山脈存在至少5 個階段的剝露作用，反演出阿爾金山脈具有多期次、階段性的隆升特征，并存在差異性:EW 向的阿爾金北緣拉配泉-紅柳溝山體隆升剝露時間早(61～34Ma);NE 向且末-茫崖山脈的主要隆升時間為始新世晚期-中新世(42 ～11Ma);沿阿爾金(主)斷裂山體的隆升剝露最為年輕，存在三期主要的剝露作用:10.2 ～7.3Ma、5.5 ～4.5Ma 和2.1 ～1.8Ma，表明了阿爾金斷裂在中新世-上新世和早更新世都發(fā)生了快速走滑作用，同時伴隨著斷裂帶兩側山體的快速隆升剝露。鄭劍東等(1991)在敦煌地區(qū)發(fā)現(xiàn)前寒武紀地層逆沖到早更新統(tǒng)玉門礫巖之上，表明阿爾金斷裂第四紀發(fā)生走滑的同時還向盆地兩側發(fā)生逆沖。地貌學(Li et al.，2002)和沉積學(陳正樂等，2006)方面也有證據(jù)表明阿爾金斷裂帶在早更新世發(fā)生過快速隆升。

圖8 柴達木盆地獅子溝組(a)及上油砂山組(b)地層等厚圖(據(jù)中國石油青海油田分公司，2006 資料改編)a 圖中藍色線F1 指示早期NWW-SEE 向的褶皺軸;綠色線F2 指示晚期NNW-SSE 向的褶皺軸Fig.8 Isopach map of the Shizigou Formation (a)and Shangyoushashan Formation (b)strata in the Qaidam basin

綜上所述，印度板塊與歐亞大陸的碰撞造成了古阿爾金斷裂帶的復活，伴隨著青藏高原的隆升，阿爾金斷裂帶新生代持續(xù)活動，綜合前人的成果，我們認為其至少經歷了漸新世(～30Ma)、晚中新世(～8Ma)和早更新世(～2.6Ma)三期較強烈的活動。阿爾金斷裂帶新生代各期活動在柴達木盆地中均有明顯的響應，表現(xiàn)為前述的地表褶皺形態(tài)、深部地震反射剖面特征及地層沉積厚度特征的變化，但上述這些證據(jù)只是定性的捕捉到了阿爾金斷裂帶新生代活動的信息，而未能對各時期斷裂活動的具體表現(xiàn)進行很好的限定。

4.2 阿爾金斷裂新生代活動在柴達木盆地中的沉積、構造響應

柴達木盆地中的磁性地層和沉積學研究，是阿爾金斷裂帶新生代各期活動在柴達木盆地中響應的良好記錄。紅三旱褶皺高精度磁性地層剖面年代學研究(Sun et al.，2005)發(fā)現(xiàn)上干柴溝組的沉積速率在～30Ma 時迅速增加，從23m/Myr 增加到66.1m/Myr，意味著阿爾金山在這一時期發(fā)生了快速隆升。從沉積物的巖性來看，上干柴溝組下部和中部巖性以細粒的泥巖、砂巖為主，而上干柴溝組上部沉積物的粒度開始明顯變粗，有近10 層砂礫巖或礫巖層交替出現(xiàn)，表明沉積物物源開始變近，搬運距離縮短，和/或物源區(qū)地形起伏增大。盡管磨拉石沉積主要是山地隆起的產物，但構造運動并不是唯一的影響因素，氣候變化也是影響因素之一。如果上干柴溝組上部砂礫巖或礫巖層的交替出現(xiàn)主要是由于氣候作用形成的，說明上干柴溝組上部至少存在10 次氣候旋回，但根據(jù)柴達木盆地第三紀的孢粉、紅層和蒸發(fā)巖的資料表明，始新世-晚漸新世柴達木盆地主要為高溫少雨的干旱期(Wang et al.，1999)，不可能存在多期次的氣候旋回，這些礫石層更不可能是寒冷冰期冰川的產物，所以我們認為上干柴溝組頂部的砂礫巖或礫巖層，以及沉積速率的突然大幅增加可能是阿爾金斷裂帶在～30Ma 的強烈活動及阿爾金山的快速隆升的結果，這一觀點也與該地區(qū)地質資料和熱動力學歷史相吻合。

圖9 阿爾金斷裂帶南側月牙山附近地震地表破裂帶衛(wèi)星影像及野外照片(a)地表破裂帶分布;(b)相間排列的擠壓鼓包和拉分凹陷;(c)破裂帶野外照片F(xiàn)ig.9 Satellite image and field photo show the surface rupture of recent earthquake in the Yueyashan area，south of the main Altyn Tagh Fault

柴達木盆地東部懷頭他拉高精度磁性地層所揭示的沉積速率存在三期明顯增加的特征。從距今約15Ma 開始沉積速率明顯增加，然后減小，從距今約8Ma 開始持續(xù)增加，距今約3.6Ma，尤其2.5Ma 以來，沉積速率急劇成倍增加(張偉林，2006;Fang et al.，2007)。巖性方面，在柴達木盆地中獅子溝組地層向上也出現(xiàn)礫巖逐漸增多的現(xiàn)象，表明獅子溝組開始沉積時期(～8.1Ma，據(jù)Fang et al.，2007)盆地周圍發(fā)生了快速隆升的事件。約8Ma 和2.5Ma 以來的兩期加速沉積與阿爾金斷裂兩次強烈活動時期很好的吻合，是阿爾金斷裂新生代活動在柴達木盆地中響應的有力證據(jù)。柴西地區(qū)紅溝子剖面晚新生代沉積物的巖石磁學研究也發(fā)現(xiàn)～9.8Ma以來青藏高原北部的強烈構造隆升事件(張濤等，2010)。根據(jù)柴達木西緣七個泉背斜磁性地層年代學研究獲得的地層沉積速率和在七個泉組地層沉積之前發(fā)育的角度不整合，Zhang et al. (2013)認為七個泉構造記錄了～3.6Ma、～2.5Ma、～1.1Ma 和～0.8Ma 四期構造隆升事件，其中～2.5Ma 的隆升事件也與阿爾金斷裂早更新世的活動在時間上吻合。

柴達木盆地周邊山地在～8Ma 和～2.6Ma 以來構造運動是青藏高原及周邊地區(qū)發(fā)生的兩期準同期構造隆升事件(王瑜等，2002)，不僅在柴達木盆地中有響應，周圍其他地區(qū)同樣對該次構造時間有所記錄。我們在阿爾金斷裂北側江尕勒薩依剖面獲得的古地磁研究結果也顯示在～8.26Ma和～2.15Ma 以來沉積速率大幅增加(孫知明等，未發(fā)表)，反映了整個青藏高原在此期間存在大規(guī)模的隆升作用。而月牙山地區(qū)地震地表破裂帶的發(fā)現(xiàn)則是阿爾金斷裂帶現(xiàn)在仍在強烈活動，并且影響到柴達木盆地的最直接證據(jù)。

5 結論

(1)對柴達木盆地衛(wèi)星影像資料的解譯、地震反射剖面的解釋和新生代地層等厚圖的分析表明阿爾金斷裂帶新生代以來的強烈活動在柴達木盆地中造成了沉積環(huán)境、構造的響應。

(2)通過對研究區(qū)已有的低溫熱年代學數(shù)據(jù)和沉積、構造、磁性地層年代學等方面研究成果的總結和分析，認為阿爾金斷裂在新生代至少存在3 次(～30Ma，～8Ma、～2.6Ma)強烈的隆升作用，在盆地內主要表現(xiàn)為相應地質時代沉積速率明顯加快，沉積物巖性發(fā)生較大變化，構造地貌的變形和同構造生長地層的出現(xiàn)。

(3)阿爾金斷裂帶新生代以來的多期構造活動影響和改造了柴達木盆地的構造發(fā)育，對新生代油氣成藏會有重大影響。

致謝 中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院和中國石油青海油田公司提供了研究區(qū)地震反射剖面和地層等厚度圖等資料;戚學祥研究員和何碧竹研究員對本文提出了寶貴的修改意見;一并表示感謝。

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