塔里木盆地及邻区中晚奥陶世盆山碎屑物源供给体系及其对台-盆古地理演化的制约

奥陶纪是塔里木盆地目前已知最重要的储集岩和烃源岩共生发育的层位，而古构造及相关盆山作用无疑是奥陶纪中晚期台盆沉积格局转变的主控因素，也是亟待研究和认识的关键科学问题。针对奥陶纪中晚期构造-沉积格局出现显著分化和转变的迹象，项目以沉积记录和可能的造山带物源以及盆内隆起物源为主要研究对象，开展相关配套样品分析和物源指标探索；基于盆山尺度的物源识别和对比，建立盆地连续的的碎屑沉积充填和物源演变序列，重点解析关键时期碎屑物源分配体系和沉积体系时空分布，探索盆山格局、盆山转换及其控制下的构造-碎屑物源供给关系，以及它们对盆地内部台-盆沉积演化的制约。进一步通过山盆物源信息和沉积体系综合研究，并借助等时地层的进一步梳理和定年探索认识，论证和阐明相应时段塔里木盆地古地理演变过程，为揭示塔里木盆地奥陶纪碳酸盐岩储集岩和烃源岩形成分布规律，深入认识塔里木地块与周边构造域的作用及动力学演化提供科学依据。

项目针对塔里木盆地及邻区晚奥陶世-早志留世构造-沉积格局出现显著分化和转变的迹象，重点通过碎屑物源分配体系及构造古地理解析，探索盆山尺度碎屑物源供给与盆内沉积体系，特别是碳酸盐台-盆沉积格局时空分布的关系。为此，项目针对塔里木盆地36口钻井、5条重点剖面开展了观测、取样和资料采集工作，在此基础上开展了71个样品、650余项次的测试分析。研究主要进展包括：（1）通过牙形石生物地层、旋回地层资料和沉积体系分析，认识到塔里木北部（坳陷）大规模粗碎屑岩沉积发育的起点是不等时的，其跨越中-晚奥陶世至早志留世，总体东部早于西部，相差约15Ma。（2）与塔中相比，塔北地区上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩生长率低（37μm/a），其碳酸盐岩基质较高的陆屑矿物含量和锶同位素比值（87Sr/86Sr）都揭示受陆源碎屑影响显著，这也是奥陶纪中晚期盆内台盆建造对周缘俯冲-造山作用的初始响应。（3）基于比较系统的砂岩碎屑骨架成分、碎屑重矿物、碎屑岩微量-稀土元素、碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析，显示塔里木北部地区上奥陶统-下志留统砂岩物源来自克拉通本身，其碎屑锆石U-Pb年龄最大峰值为970Ma，次峰为802Ma；中-上志留统砂岩碎屑锆石456Ma主峰可与南侧阿尔金造山带主体碰撞造山的时代很好对比，部分420-430Ma的年龄（多数具有εHf (t)正值）则可能来自塔里木东北缘岛弧岩浆岩带。（4）震旦纪-寒武纪塔里木块体总体进入裂解-沉降阶段，碳酸盐沉积建造逐渐发育，至早-中奥陶世形成了西台东盆显著的古地理格局；晚奥陶世-早志留世，南侧的阿尔金洋、北侧的北天山洋（Terskey）先后向大塔里木克拉通下发生俯冲-碰撞造山与俯冲-弧后伸展作用，这种叠加影响和复杂（不对称）的物源体系使得块体中部的台盆明显呈南北分化/分异；主要受控于陆源碎屑供应的显著增加，使得适宜碳酸盐台地建造的环境自东而西消亡，取而代之的是巨厚混积陆棚杂色碎屑岩充填。