馬德波 楊敏 杜德道 王珊 陳槚俊 何登發(fā) 董洪奎

1. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 1000832. 中國(guó)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(dòng)力作用的結(jié)果(賈承造, 1999; 何登發(fā)等, 2008a; 何碧竹等, 2015; 徐國(guó)強(qiáng)等, 2005)。古隆起是盆地形成演化過(guò)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(duì)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(kāi)展了大量的工作，取得很多重要成果。中國(guó)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(dòng)、不同時(shí)期古隆起復(fù)合疊加的結(jié)果，目前對(duì)于多期次活動(dòng)古隆起復(fù)合疊加過(guò)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(dòng)古隆起復(fù)合疊加過(guò)程及控制因素。

輪南古隆起位于新疆庫(kù)車(chē)縣、輪臺(tái)縣境內(nèi)，包括輪南低凸起(又稱“阿克庫(kù)勒凸起”)和哈拉哈塘凹陷兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，是中國(guó)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(duì)輪南古隆起斷裂、構(gòu)造演化、油氣成藏等方面開(kāi)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(duì)構(gòu)造演化階段劃分和主要構(gòu)造隆升時(shí)期的認(rèn)識(shí)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(duì)于輪南古隆起不同時(shí)期古構(gòu)造復(fù)原方面開(kāi)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(duì)不同時(shí)期古隆起位置的認(rèn)識(shí)有差異(Zhuetal., 2013, 2018b, 2019b; 張小兵等, 2011)?？偨Y(jié)起來(lái)，前人對(duì)輪南古隆起構(gòu)造演化、古構(gòu)造復(fù)原開(kāi)展了一定的工作，但尚未達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，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(shí)帶來(lái)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(kāi)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(tái)斷裂為分界線與輪臺(tái)凸起分割，南側(cè)以南傾斜坡逐漸過(guò)渡至北部坳陷，西側(cè)為英買(mǎi)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(guò)渡至草湖凹陷，包含輪南低凸起、哈拉哈塘凹陷兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，總面積約1.4萬(wàn)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(guò)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(cè)線(4km×4km)以及重點(diǎn)鉆井、測(cè)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(lái)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(guò)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(jiàn)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(jiàn)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(duì)重要不整合面開(kāi)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(tái)，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(jiàn)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(guò)渡到H16井以北為角度不整合，志留系對(duì)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(guò)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(duì)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(guò)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(guò)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(tái)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(lái)，受喜馬拉雅晚期庫(kù)車(chē)前陸盆地的影響，沉降中心轉(zhuǎn)移到北部庫(kù)車(chē)坳陷，研究區(qū)發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，對(duì)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(lái)說(shuō)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(duì)平坦的碳酸鹽巖臺(tái)地。晚奧陶世，受加里東中期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(lái)，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(tái)地，沒(méi)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(dòng)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(kāi)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(dòng)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(kù)車(chē)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(lái)，受晚喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(guò)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(guò)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(dòng)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(tái)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(chǎng)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(duì)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(méi)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(guò)晚海西、印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(dòng)對(duì)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(duì)比表

(5)侏羅紀(jì)-古近紀(jì)，研究區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(lái)，受印度板塊與亞洲板塊碰撞的影響，庫(kù)車(chē)地區(qū)形成新生代前陸盆地。整個(gè)塔北地區(qū)成為庫(kù)車(chē)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(duì)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(lái)為構(gòu)造掀斜階段。

3.3 關(guān)鍵構(gòu)造期古隆起分布

通過(guò)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(dòng)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(tái)斷裂，長(zhǎng)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(duì)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(guò)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(zhǎng)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(duì)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)榘枷荩蔀槌练e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(kāi)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(zhǎng)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(duì)平坦，兩者之間以陡坡過(guò)渡(圖7c)。

晚二疊世-三疊紀(jì)古隆起對(duì)早期古隆起的改造，主要體現(xiàn)在對(duì)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(guò)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(guò)程

為了更好的展示輪南古隆起復(fù)合疊加過(guò)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(duì)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(lái)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?，F(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(méi)的古隆起，只在哈拉哈塘北部H16-AD20-AD2井周?chē)凶兓?，H16-AD20-AD2井周?chē)兂擅娣e約200km2的平臺(tái)區(qū)，為新近紀(jì)以來(lái)構(gòu)造掀斜帶來(lái)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(tái)斷裂、輪臺(tái)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(duì)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(tái)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(dòng)力源來(lái)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(kù)車(chē)前陸盆地的形成有直接關(guān)系。南天山洋經(jīng)歷多期“裂開(kāi)-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(kù)車(chē)前陸盆地(圖9)。晚海西期庫(kù)車(chē)前陸盆地前緣隆起的范圍比較大，南界位于現(xiàn)今輪臺(tái)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(kù)車(chē)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(lái)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(tái)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(tái)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(kù)車(chē)前陸盆地前緣隆起的一部分。