天山地区上二叠统—中、下三叠统不整合成因机制

The final amalgamation time and the basin-range evolution are two key issues of the Tian Shan. The Upper Permian to Lower-Middle Triassic unconformities are closely related to these two issues. The mechanism of the regional unconformities are highly debated involving the final closure of the Tian Shan Ocean, or the compression of foreland basins, or the adjustment during syn-rift to post-rift transition. Concerning these disputes, this project chooses the Shawan-Manasi in Southern Junggar Basin, the Aiweiergou area in Tulufan-Hamid Basin, and the Kuche-Baicheng-Aheqi in Northern Tarim Basin as our research area. Colligating petrology, sequence stratigraphy, sedimentary geochemistry, detrital provenance analysis, the project will systematically study the Upper Permian to Lower-Middle Triassic unconformities, to inquire their structure types, sedimentary environment and provenance system. The expected results will of great significance to the long debating issues including the final closure time of the Tian Shan Ocean and the basin range evolution. They are also of great importance to the deep reservoir exploration in Tian Shan area.

天山洋盆的最终缝合时限以及陆相盆地类型演化是天山构造演化的关键问题，天山地区上二叠统—中、下三叠统的不整合与上述问题密切相关。关于该区域不整合的成因机制，存在洋盆闭合、前陆盆地挤压和断陷—坳陷盆地伸展几种不同观点。围绕上述分歧与争议，项目拟选取准南沙湾—玛纳斯、吐哈盆地艾维尔沟地区、塔北库车—拜城—阿合奇等典型研究区，运用岩石学、层序地层学、沉积地球化学、碎屑物源分析等手段，对天山南北缘上二叠统—中、下三叠统不整合进行系统研究，分析不整合的结构类型、沉积环境和物源体系，揭示不整合的成因机制，探讨天山洋盆的最终缝合时限以及盆地类型演化过程。成果对于中亚造山带的研究以及天山南北缘深层油气勘探具有重要的理论与实践意义。

天山南北缘二叠系–三叠系地层广泛存在不整合现象，而关于其成因机制仍存在诸多分歧。项目以准噶尔盆地南缘、吐哈盆地和塔里木盆地北缘二叠系–三叠系典型不整合面为研究对象，开展了沉积学、碎屑重矿物成分、碎屑锆石年代学和沉积地球化学分析，揭示了不整合面上覆和下伏地层的沉积特征、沉积环境和物源体系演化过程。研究表明，准南和吐哈盆地分别在中–下二叠统和中–下三叠统地层之间存在两期区域不整合。两个盆地在中–下二叠统不整合前后物源体系并未发生重大变化，但两个盆地之间物源特征有很大差别。准南地区主要以沉积岩物源为主，而吐哈盆地主要以火山质物源为主。该时期准噶尔–吐鲁番盆地整体为物源相对独立的断陷背景。古气候研究表明，准南和吐哈盆地在早-中二叠世期间气候整体为干旱–半干旱，并且在不整合期间可能异常干旱。准南和吐哈盆地中–下二叠统不整合应是构造–气候共同作用的结果。中二叠世时期，北天山结束走滑开始短暂的向北冲断，导致物源和盆地的整体抬升，而该时期的全球性的异常干旱气候加剧了沉积间断。盆地内不同地区地层缺失的厚度与距天山距离有关，越靠近天山造山带，地层缺失越多。准南和吐哈盆地在中–下三叠统不整合前后物源体系也未发生重大变化，但吐哈盆地来自于中天山的物源逐渐增多。中三叠世开始，准噶尔–吐鲁番盆地开始由干旱气候转为湿润气候，中–下三叠统不整合为伸展型沉积超覆不整合。塔里木盆地北缘与准噶尔–吐鲁番盆地在二叠纪–三叠纪时期在源–汇体系、古气候方面都有巨大差异，不整合主要出现在中下三叠统地层与下伏二叠系地层或更老的地层之间，不整合前后物源体系也未发生明显变化，该地区的不整合也为沉积超覆不整合。与准噶尔–吐鲁番盆地整体干旱的气候不同，塔北地区在不整合前后古气候整体以半湿润-湿润为主，这可能与天山的气候隔离或者其位于低纬度气候带有关。项目成果对于Pangea超大陆全球构造–气候演化及天山邻区盆地深层油气勘探具有重要的理论与实际意义。