Question

克拉通盆地区变形样式垂向变化、分带性及其影响因素

Answer 1

1.垂向变化

变形样式垂向变化的一般规律是：①深层为基底卷入型冲起构造、断阶带、三角带及与断层有关的断展褶皱、基底卷入型鼻状构造、基底翘曲构造。由于能干性很强的基底卷入了变形，因此逆冲断层是构造变形的最主要表现形式，它们可以组合为各种挤压断块构造，并有与之相关的较平缓褶皱发育。②中层为古生界内冲起构造、断展褶皱及滑脱低幅度背斜、滑脱－底辟构造。它们的分布相对局限。寒武系下部和石炭系下部塑性层的发育是造成该类构造的主要条件。③浅层为中—新生代披覆－生长背斜和伸展断层。上述不同层次、不同样式的构造在垂向上呈“多层楼”式叠置。

2.分带性

在垂直于区域构造方向上，变形样式分布亦具有较明显的分带性（图4-16）。

在英买力低凸起北部—轮台凸起及轮南凸起—库尔勒鼻凸—孔雀河斜坡一带（包括柯坪隆起东段），以基底卷入型逆冲断层及由其切割成的各类断块（以冲起构造最为显著）和与之相关的褶皱等变形样式为主。

在英买力凸起南部—哈拉哈塘凹陷—轮南凸起南缘一带以发育盖层滑脱型褶皱为主。

在克拉通内部北部坳陷区构造变形微弱，以发育零星分布、幅度极低的翘曲构造（包括鼻状构造）为特征。

上述分带性主要受下列因素控制。

（1）挤压应力大小

自近前陆盆地一侧向克拉通内部，来自造山带的挤压应力逐渐减小。海西早、晚期构造运动强度也清楚地反映了这一点。由于挤压作用强度的减弱，自北向南逆冲断层规模减小，数量亦逐渐减少，基底卷入程度也逐渐降低，基底卷入型褶皱变形由幅度稍高的断展背斜变化到幅度极低（100m左右）的翘曲构造。

（2）滑脱层或拆离层（decoupling layer,Bally,1981）分布

塔北克拉通地区主要滑脱层有：壳内拆离层（壳内高导层或低速层）、寒武系下部和石炭系底部塑性岩层。

大地电磁测深和地震反射资料均揭示，至少在轮台断层以北地区在深度20～30km范围内存在高导层或韧性剪切带，其构成壳内潜在的拆离层。这种拆离层的存在及其与上覆刚性地壳的韧性差可以较好地解释克拉通内基底卷入型逆冲断层作用(Bally，1981)。据此可以认为，塔北隆起北部的一系列基底卷入型逆冲断层及以它们为边界的挤压断块和与此相关的褶皱的形成与这一壳内拆离层有关。这些构造样式的展布范围似乎亦受该拆离层的展布范围控制。

图4-16　塔北克拉通地区不同构造带构造样式与比较

寒武系及石炭系下部滑脱层分布范围决定了盖层滑脱型变形发生的区域。

(3)先存构造格局

海西早期或晚期构造运动前，现今轮台凸起处在或大部分处在前缘隆起的范围内，这种先存隆起的形成与岩石圈挤压挠曲有关。这类隆起对后期逆冲断层的发育部位有明显的控制作用(Jones，1987；Davy和Cobbold，1991)。Davy和Cobbold (1991)模拟实验结果表明，逆冲断层易于在隆起翼部拐点处发育。因此，沙雅一轮台断层、亚南断层以及沙井子断层等基底卷入型逆冲断层主要发育在先存隆起范围内可能与这一机理有关。

基底内先存构造薄弱带（可能与早期伸展作用有关）及自克拉通边缘向克拉通内传递的挤压应力可能是控制基底翘曲构造发育的主要因素。