帕米尔弧形构造带东北缘的扩展过程及构造与沉积响应

Pamir sytaxis, a region with vast crustal shortening, doubled crust thickness, huge topographic elevation, synorogenic extension, and profound impact on structural deformation, sedimentation and paleoclimate in southwestern Tarim basin, has been being a focus for international geological community to understand orogenic process and its response. This proposal, under the guidance of the range-basin coupling theory, relying on abundant seismic, other geophysic and drilling hole data, and based on multiple methods including thermochronologic, paleomagnetic, digital mapping, structural analysis and modeling, balance-section restoration, foreland basin sedimentologic correlation techniques, will determine primary structural units in the northeast portion of Pamir syntaxis, analyze the uplift episodes and process in each unit, determine the transform from thrust uplift to onset of extensional system. Cenozoic deformation characteristics, process and its spatio-temporal distribution, sedimentary characteristics, evolution and shifting of sedimentary center will also be analyzed in SW Tarim basin. These studies will provide solid bases for the aims of this proposal to understanding the tectonic uplift process resulting from the northward propagation of Pamir syntaxis and the transform process from compressional uplift to the onset of extensional system, to reveal the controlling of the northward propagation to the structural deformation and sedimentary records, and establish the propagation process, model and geodynamics of the Pamir syntaxis.

帕米尔弧形构造带以其巨大的地壳缩短量、近双倍的地壳厚度、同造山的伸展作用以及对盆地的构造变形、沉积和古气候的重大影响，一直备受国内外学者的关注。本申请以盆山耦合理论为指导，以帕米尔弧形构造带东北缘的扩展过程及构造与沉积响应为主题，以地震与非地震勘探和钻井资料为重要依托，综合利用热年代学分析技术、古地磁分析技术、复杂变形带构造解析与建模技术、平衡恢复技术等手段，开展帕米尔弧形构造带东北缘主要构造单元厘定，构造隆升期次与隆升过程，大规模的挤压隆升与局部伸展的转换，塔里木盆地西南缘新生代变形特征、变形过程与空间差异性和新生代沉积特征、沉积演化与沉积中心的迁移规律研究；厘定帕米尔弧形构造带向北扩展所导致的构造带隆升过程及从大规模隆升向伸展系统发育的转换过程，揭示帕米尔弧形构造带向北扩展对塔里木盆地西南缘构造变形与沉积的控制作用，提出帕米尔弧形构造带东北缘的扩展模式、扩展过程及其地球动力学机制。

帕米尔弧形构造带（简称“帕米尔”）以其巨大的地壳缩短量、近双倍的地壳厚度、同造山的伸展作用以及对盆地的构造变形、沉积和古气候的重大影响，一直备受国内外学者的关注。本项目以盆山耦合理论为指导，以帕米尔东北缘的扩展过程及构造与沉积响应为主题，以地震与非地震勘探和钻井资料为重要依托，综合利用热年代学分析技术、古地磁分析技术、复杂变形带构造解析与建模技术、平衡恢复技术等手段，开展帕米尔东北缘主要构造单元厘定，构造隆升期次与隆升过程，大规模的挤压隆升与局部伸展的转换，塔里木盆地西南缘新生代变形特征、变形过程与空间差异性和新生代沉积特征、沉积演化与沉积中心的迁移规律研究。通过项目研究取得以下结果：（1）提出了帕米尔东北缘晚新生代山前冲断带的构造变形分为5个变形段（即乌泊尔段、苏盖特段、齐姆根段、柯东段与和田段），明确了每个变形段的几何学与运动学特征，厘定了古近纪滑脱层、古隆起和同沉积层序是乌泊尔段和柯东段的变形主控因素；（2）揭示了帕米尔东北缘晚新生代沉积特征的变化规律，约束了帕米尔东北缘的构造活动时间和活动特征，认为克孜洛依组时期帕米尔东北缘山前前陆盆地开始发育，安居安组时期喀什—叶城转换系统强烈活动，阿图什组时期帕米尔东北缘大规模向北楔入；（3）提出了帕米尔东北缘的主干伸展断层—塔什库尔干断层的活动开始于7-5Ma，断层下盘5Ma以来以约0.6±0.1 mm/a的速率进行剥露，帕米尔东北缘上新世造山带内伸展和山前前陆地区强烈挤压同时共存可能是受控于造山带重力垮塌；（4）限定了古近纪时期帕米尔东北缘边界在距离现今MPT位置往南最大约80-110 km的位置，厘定了帕米尔和南天山的对接过程，提出了帕米尔东北缘晚新生代演化的三阶段运动学模型。成果不仅对揭示帕米尔形成的机制具有重要的理论意义，而且对塔里木盆地西南缘冲断带的油气勘探也具有重要现实指导意义。