塔里木盆地古地磁研究新成果

邓云山　孟自芳　郑彦鹏

　　关　键　词：古地磁；磁性地层学；极移曲线
　　中图分类号：318.4⁺4　文献标识码：B　文章编号：1001—8166(1999)06-0624-02

　　古地磁学在定量研究地质问题方面具有其它学科无法比拟的优势，古地磁场是目前唯一能被直接测定的保留了地质历史时期地磁场的主要参数。通过高密度采样和高精度测试获得高质量的基础数据，运用最新统计检验方法对多种磁性分量进行多重分析，各种特征分量可定量地反映出采样区的古地理位置和古环境及其后期的构造单元变化状况。
　　“八五”和“九五”期间，在国家攻关项目“塔里木盆地次级构造单元和区域构造的古地磁研究”(编号：85-101-01-19)和“塔里木盆地深部构造和板块构造特征”(编号：96-111-01-01-01)的资助下,在塔里木盆地采集了大量古地磁定向岩芯样品，经室内系统测试、比测、数据统计、分析与检验等深入的研究工作，提出了以下新认识：
　　(1) 塔里木盆地是由多个次级构造单元拼合而成的克拉通盆地，古盆地的原始面积远大于现今盆地的展布范围。
　　(2) 晚古生代期间，塔里木盆地南缘比较稳定，基本未发生明显的水平位移或仅表现出持续缓慢北移特征，古纬度至多增高4°～6°。南缘在石炭纪以后相对于西北缘及西南缘顺时针旋转约40°之多。
　　(3) 石炭纪期间，阿尔塔什与杜瓦之间为广海所隔，径向宽度为800 km左右，在很大范围内沉积了有机质含量高、生物化石丰富的陆表海、浅海相碳酸盐岩建造系列。
　　(4) 近南北向的叶尔羌河断裂、于田河断裂等大型断裂构造和近南北向的次级断裂构造的形成时代至少应早于晚石炭世，这些断裂构造对其两侧地域的晚古生代不同构造演化过程具有主导性的控制作用。塔里木盆地西部地区的活动性相对较强，烃源岩的原始分布范围与现代相比应更加广泛，因而西南坳陷应具有更大的油气潜力。
　　(5) 塔里木地块在晚古生代至新生代期间的固结程度已经相当高，其构造发展以整体运动为主，次级构造单元之间的相对运动则以围绕垂直轴的水平旋转为主，沉积盖层的主要形变方式应是层间滑动造成局部褶曲构造和地层重复，基底相对运动处于次要位置。
　　(6) 皮亚曼背斜的形成经历了一个漫长的过程。背斜雏形的发育最晚始于早二叠世，而至中新世早期最终定型。铁克里克块隆带的形成也是一个漫长的过程，始于海西运动早期，晚更新世定位于现代位置。
　　(7) 库车河剖面是塔里木盆地最系统及获得新生界古地磁资料最多的一项研究，从获得的古地磁结果发现库车一带渐新世以来持续北移，北移幅度不大，早更新世时到达现代位置。在此期间，中新世—上新世—更新世的北移明显高于渐新世—中新世的北移速率。同时研究区渐新世以来持续逆时针旋转约27℃。对照盆地南缘普鲁玄武岩古地磁资料提供的构造信息，可推断控制塔里木盆地油气分布的构造格架和盆地周缘的构造形迹主要形成于燕山期和喜山期，盆地的现今形态基本上定型于早更新世。同褶皱检验结果表明，库车河下更新统原生剩磁均为岩层发生构造变动前获得的沉积剩磁，上新统则含有一定比例的同褶皱沉积剩磁，但中新统原生剩磁均为岩层发生构造变动之前获得的沉积剩磁，渐新统则又含有一定比例的同褶皱沉积剩磁。由此推断，研究区在渐新世和上新世均表现出较强的构造活动性。
　　以上成果在研究思路和研究方法上具有开拓性和创新性, 对认识塔里木盆地油气勘探有重要的参考价值, 经组织鉴定认为研究水平达到国际先进。
　　塔里木盆地南缘的研究始于80年代末, 但其研究成果均获自沉积岩系, 在国家自然科学基金重点项目“中国主要地块显生宙古地磁视极移曲线与地块运动”(编号:49334050)资助下, 主要针对塔里木盆地南缘分布的火山岩进行古地磁研究, 其数据将为青藏高原演化和塔里木油气勘探提供精度更高的科学依据, 1994年与1995年赴托云、普鲁、康西瓦、大红柳滩采集了中、新生代的火山岩古地磁样品, 经室内系统测试、比测、数据统计、分析统计获得了一批有意义的数据。
　　(1) 托云中侏罗世辉长岩古地磁数据表明托云地区当时的古纬度为19.5° N，其方位顺时针旋转了约37°, 与从东南坳陷布雅剖面上侏罗统库孜贡苏组获得的晚侏罗世古地磁数据非常接近，有较好的区域一致性。由此推断，托云地区在中侏罗世至早白垩世期间(时间跨度约为57 Ma)的北移速率约为1.3 cm/a。
　　(2) 用古地磁方法厘定了普鲁、康西瓦、大红柳滩3地火山岩的喷溢时限与喷溢顺序，提出3地火山岩的喷溢时代均为更新世，但普鲁火山岩属早更新世岩浆活动的产物，而康西瓦、大红柳滩火山岩的喷溢时代为早更新世中晚期，前者的喷溢活动可能略晚于后者。普鲁火山岩属早更新世的结论已经得到最新同位素测年资料的支持，但康西瓦、大红柳滩火山岩属早更新世中晚期的结论则与同位素测年资料有较大的差异。
　　古地磁资料表明，塔里木盆地南缘的构造格局基本定型于早更新世，此后青藏高原对塔里木南缘的北向挤压效应居于次要地位而主要表现为垂向隆升；塔里木盆地西南缘铁克里克块隆在早更新世中晚期即已接近现代地理位置，表明西南坳陷的构造格局也于此时最终定型
　　塔里木盆地系统古地磁研究, 除为中国和全球古地磁数据库增添了重要地区的新数据外,还获得了13个地质时代(世)的20多个古地磁极位置和相应的古纬度资料，首次编绘出了塔里木盆地次级构造单元理论偏角与实测偏角对比图，并结合古地磁数据进一步探讨了塔里木盆地边缘(主要南缘)的构造演化及其次级构造单元之间相对运动方式，充实了研究区大地构造研究内容, 填补了部分地区内的研究空白, 以可信的数据和严密的推理为塔里木盆地油气资源勘探提供了科学依据。部分成果以不同途径陆续报道后, 引起了国内外古地磁界、地学界同行的重视和生产部门的关注, 并被广泛引用。

参考文献
〔1〕　邓云山，康键，孟自芳.库车坳陷同沉积演化的古地磁研究〔J〕.沉积学报, 1998, 16(4)：109～113．
〔2〕　孟自芳，李永安，邓云山. 新疆普鲁火山岩古地磁研究〔J〕.科学通报, 1997, 42(2)：172～179．
〔3〕　孟自芳，邓云山，丁兆海，等. 塔里木盆地南缘中—新生代火山岩古地磁新结果〔J〕．中国科学(D辑)，1998，28(增刊)：79～89.
〔4〕　Meng Zifang, Deng Yunshan, Ding Zhaohai. New paleomagnetic results from Ceno-Mesozotic volcanic rocks along southern fringe of the Tarim Basin, China〔J〕. Science in China(D), 1998,41(supp).