1 引言

塔里木盆地西南缘盆山结合带位于新疆南部。范围大致以西昆仑山前元古界出露处(即铁克里克断裂)为南界，西侧始于帕米尔构造结以东，向东延伸至阿其克断裂处，整体NW向展布，沿着西昆仑山脉北部和塔里木盆地西南缘延伸1000多千米、南北宽度超过100km(图 1)。在大地构造上处于古亚洲洋构造域和特提斯构造域结合部位(姜春发等，1992; Matte et al.，1996; Xiao et al.，2002)。最早由张或丹(张或丹等，1988)提出前人所谓的“铁克里克山断隆”实际上就是昆仑山的山前冲断带。随后的一系列研究(肖安成等，2000; 王世虎等，2001; 刘胜等，2004; 曲国胜等，2005; 陈汉林等，2009; 张玮等，2010; 杜治利等，2013)进一步对塔西南盆山结合带的构造特征进行了讨论。近年来越来越多国内外学者着眼于塔西南盆山结合带特殊的构造位置，将其视为研究青藏高原西北缘地球动力学及青藏高原与塔里木关系研究的重要地区(Cowgill，2010; 郑洪波等，2002a，b; 陈杰等，2001; 金小赤等，2001; 方爱民等，2003; Robinson et al.，2004，2007; Bershaw et al.，2012; Jiang et al.，2013; 何碧竹等，2013)。

自从柯克亚首次获得油气发现后，塔里木盆地西南缘的油气成藏潜力引起了广泛关注。然而总体而言，塔西南油气勘探开发成果并不理想，直到2010年柯东1井于白垩-古近系中才获得了油气的显著突破。其最主要原因在于：塔西南盆山结合带构造样式复杂，冲断和褶皱强烈，造成了覆盖区地层分布复杂，地质情况不明。因此，理清该区构造特征是塔西南盆山结合带油气成藏探索的关键和重点。

本文主要通过野外观测和卫星图片解译对塔西南盆山结合带东段地表构造进行描述，通过重点剖面地震解释，分析地层发育及变形特征，阐述了塔西南盆山结合带东段挤压逆冲推覆构造特征及其形成时限。结合平衡剖面分析，对塔西南盆山结合带东段逆冲体系形成演化过程及动力学机制进行了探讨，为塔里木盆地西南坳陷的油气资源战略选区提供更多的科学依据。

2 地质背景

塔西南盆山结合带处于塔里木盆地西南部、青藏高原西北部，为塔里木盆地与西昆仑造山带的结合部位(图 1)，其向西与帕米尔构造结相连，向东与阿尔金和东昆仑造山带相接。一般认为塔西南盆山结合带指铁克里克断裂以北、地势向塔里木盆地过渡变低的位置。塔西南地区由南向北可分为盆山结合带、凹陷带和斜坡带，具体包括喀什北盆山结合带、西昆仑山前盆山结合带、喀什凹陷、叶城凹陷、和田凹陷及麦盖提斜坡6个构造单元。本文研究区为西昆仑山前盆山结合带东段和田地区。自下而上发育有前寒武系-第四系，前寒武系主要分布在铁克里克断裂以南；寒武-奥陶系在研究区内几乎没有出露；志留-泥盆系位于背斜核部(如皮牙曼及桑珠地区)；石炭-二叠系分布较广泛，在铁克里克断裂以北西昆仑边缘的地表及塔西南坳陷的深部都有分布；三叠系在区内普遍缺失；侏罗系、白垩系仅见于西昆仑山边缘地区，呈狭窄带状展布；古近系和新近系在塔西南坳陷自SW向NE逐渐减薄；近造山带位置大范围缺失第四系，而坳陷内第四系基本全覆盖(新疆维吾尔自治区地质矿产局，1993)。

3 塔西南盆山结合带东段逆冲体系的结构及变形特征

与其它地区盆山结合带一样，塔西南盆山结合带东段也是以逆冲推覆构造为主要变形特征，主要表现在西昆仑山前发育一系列彼此近平行的、近NW-SE向延伸、向S或SW倾向的褶皱构造和逆冲断裂(图 1)，地貌特征上以发育皮牙曼背斜、桑珠背斜、杜瓦背斜及其塔不塔什背斜等为最显著特征，并且与桑珠河以西的固满地区不同，此处无明显的反冲构造(潘家伟等，2007)。 逆冲断裂靠近山前位置显示明显负地貌，靠近盆地位置多为第四系沉积物所覆盖。我们对照卫星图片、地质图、地震剖面以及野外观测结果识别塔西南盆山结合带东段的主要断裂有：向北逆冲的铁克里克逆冲断裂带、桑珠逆冲断裂及和田逆冲断裂、隐伏的和田北逆冲滑脱断裂以及和田北反冲滑脱断裂(图 1-3)。铁克里克逆冲断裂带为分隔西昆仑造山带主体与塔里木西南边缘的主要断裂；桑珠逆冲断裂与和田逆冲断裂为铁克里克逆冲断裂带派生出来的大型断裂，其二者也是由若干派生断裂组成的(图 1-3)；和田北逆冲滑脱断裂与和田北反冲滑脱断裂为未出露地表的，指的是沿古近系软弱层产出的大型断裂(图 2、图 3)。这些逆冲断裂限定一系列楔形逆冲岩席。我们结合地表与深部变形特征，根据逆冲岩席变形的强弱及离开造山带的远近，将塔西南盆山结合带东段的逆冲岩席由S向N划分为6个构造岩席，分别为：①铁克里克结晶基底逆冲岩席、②桑珠-杜瓦逆冲岩席、③桑珠北-皮牙曼逆冲岩席、④和田逆冲岩席I、⑤和田逆冲岩席Ⅱ及⑥和田逆冲岩席Ⅲ(图 3)。下面将各个岩席的地质特征分述如下：

铁克里克结晶基底逆冲岩席

铁克里克结晶基底逆冲岩席也被称为铁克里克断隆，其南边界为柯岗逆冲断裂、北边界为铁克里克逆冲断裂(图 3)。主要组成为古元古界片麻岩和混合岩为主的一套前寒武系变质岩系统。横穿西昆仑造山带与塔西南的远震层析成像(Wittlinger et al.，2004)显示铁克里克结晶基底逆冲岩席古元古界表现为南北两翼大致对称、轴向近东西的复式背斜，这也是结晶基底为主逆冲岩席的主要特征。铁克里克结晶基底逆冲岩席核部出露有早古生代花岗岩，其上不整合覆盖中、上石炭统灰岩和古新-渐新统灰岩、砂岩(崔军文等，2006)。我们的野外考察工作表明铁克里克结晶基底逆冲岩席中近地表的岩石发生明显变质和塑性变形，在铁克里克断裂附近可见脆性变形叠加在塑性变形之上。乌鲁瓦提剖面(图 4a)的元古宙岩石变形体现在发育大量较紧闭拖曳褶皱(图 4aⅠ)、面理化强烈(图 4aⅡ、Ⅳ)，部分矿物重结晶、变形及定向排列(图 4aⅢ)。铁克里克断裂附近脆性变形非常发育，表现在次级逆冲断裂很多，且切割早期塑性变形痕迹。Cowgill et al.(2003)、崔军文等(2006)通过测量变质变形岩石中的片状矿物同位素年龄，表明铁克里克早期的变质及塑性变形过程发生在古生代。

在B-B’地震地质解释剖面中可以看到铁克里克逆冲岩席向北逆掩于古生界之上，整体较均匀，没有明显的分层性，显示其结晶基底的特征(图 2b)。

桑珠-杜瓦逆冲岩席

桑珠-杜瓦逆冲岩席为夹持于铁克里克断裂(上界)与桑珠断裂(下界)之间的岩片(图 1-3)。此岩片较窄(宽约3km)，下部为前寒武基底，上部为显生宙盖层。桑珠-杜瓦逆冲岩席的变形体现在岩层发生较宽缓-中等褶曲(翼间角80°~140°)。桑珠河西侧出露以中生代地层为核部的倒转背斜。次级N向逆冲断裂较发育，为桑珠断裂或铁克里克断裂的派生产物。由于次级断裂的存在，岩层褶曲局部显示较陡立(如桑珠东剖面，图 4b)。

桑珠北-皮牙曼逆冲岩席

桑珠北-皮牙曼逆冲岩席是以桑珠断裂为上界、和田断裂为下界的逆冲岩席(图 1、图 3)，其由2个相对位移较小的次级岩席组成，这2个次级岩席被一条中等角度、断距较小的逆冲断裂分隔开。部分基底被卷入逆冲岩席中。总体来说桑珠北-皮牙曼逆冲岩席主要组成为古生界及新生界，包含较少的前寒武基底。地表大部分被第四系覆盖。皮牙曼背斜位于桑珠北-皮牙曼逆冲岩席的东部，背斜轴部NW-SE走向(图 1)，核部出露志留-泥盆系低级变质岩石(图 4c-I)。地震剖面显示桑珠北-皮牙曼逆冲岩席东侧、西侧岩层均发生褶皱变形(图 2)，其较桑珠-杜瓦逆冲岩席的褶皱变形程度小，翼间角约140°，(如图 4c皮牙曼背斜剖面)。

和田逆冲岩席Ⅰ、和田逆冲岩席Ⅱ及和田逆冲岩席Ⅲ

和田逆冲岩席Ⅰ指的是位于和田逆冲岩席Ⅱ及Ⅲ上方，上、下分别被和田北反冲滑脱断裂的上支和下支所限制的一个狭窄的三角楔形逆冲岩席(图 2、图 3)，主要由二叠系组成。和田逆冲岩席Ⅱ为以和田断裂为南侧上界、和田北反冲滑脱断裂为北侧上界、和田北滑脱断裂为下界的楔状岩席，主体组成为古生界(图 2、图 3)。和田逆冲岩席Ⅲ的南侧上界为和田断裂和桑珠断裂的根部，北侧上界为平坦的和田北逆冲滑脱断裂，下界逆冲断裂将其与塔里木盆地基底相隔开，其上部组成为古生界地层、下部为前寒武基底(图 2、图 3)。这三个逆冲岩席共同组成双重构造。变形之前，和田逆冲岩席Ⅰ位置位于和田逆冲岩席Ⅱ和Ⅲ的南部。和田逆冲岩席Ⅰ推覆距离为三者最大，和田逆冲岩席Ⅲ推覆距离最小，地震剖面可见其下界断裂的断距非常小，更明显地表现为逆冲岩席顶部的褶皱(图 2)。

4 塔西南盆山结合带东段逆冲体系的形成时序

塔西南盆山结合带东段逆冲岩席由南部造山带向北部前陆方向推覆距离逐渐变短，地层逐渐变新，表现为“前展式”逆冲推覆变形特征，即塔西南盆山结合带东段逆冲岩席的形成先后顺序为铁克里克结晶基底逆冲岩席、桑珠-杜瓦逆冲岩席、桑珠北-皮牙曼逆冲岩席、和田逆冲岩席Ⅰ、和田逆冲岩席Ⅱ及和田逆冲岩席Ⅲ。铁克里克逆冲岩席的形成与铁克里克断裂开始逆冲推覆密切相关。铁克里克断裂南侧新近系被剥蚀殆尽或者无沉积，而北侧前陆坳陷新近系较厚，到前缘隆起逐渐变薄(图 2、图 3)，说明在中新世早期铁克里克断裂才生长到近地表并开始逆冲推覆，这标志着铁克里克逆冲岩席形成，也就是说塔西南盆山结合带东段的逆冲推覆运动在中新世及之后。深部地震资料显示在研究区的西部齐姆根、卡拉巴西塔格均见古新统阿尔塔什组块状石膏层由于逆冲挤压发生底辟上侵，穿刺上覆渐新统，形成盐丘构造，也说明青藏高原北缘大规模逆冲推覆时间晚于渐新世(马华东和杨子江，2003)。铁克里克断裂北侧的桑珠-杜瓦逆冲岩席以及桑珠北-皮牙曼逆冲岩席具有明显的基底卷入特征，而且这两个逆冲岩席中的背斜附近都具有第四系西域群Q₁直接不整合在新近系下部N₁之上的特征，即缺少新近系帕卡布拉克组N_1-2p和新近系阿图什组N₂a沉积，这说明桑珠-杜瓦逆冲岩席以及桑珠北-皮牙曼逆冲岩席形成于新近系帕卡布拉克组N_1-2p或阿图什组N₂a沉积时期。另外，根据逆冲岩席由造山带向盆地发展的规律看，桑珠-杜瓦逆冲岩席应早于桑珠北-皮牙曼逆冲岩席形成。和田逆冲岩席Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ是在深部地震剖面中识别出的逆冲岩席，其形成与和田北滑脱断裂及和田北反冲滑脱断裂的形成及运动有直接联系。这三个逆冲岩席的特征是有一部分边界与古近系E膏岩层及其中发育的顺层滑脱带相平行，说明其形成必晚于古近纪。而其起伏变形与古近系膏岩层上覆的新近系甚至第四系底部的变形相协调，所以其形成上限是第四纪。根据逆冲岩席由造山带向盆地发展的规律，其形成必在桑珠北-皮牙曼逆冲岩席之后。另外，研究区直至阿图什组N₂a沉积时期才出现大量的磨拉石，产生大量的磨拉石的原因为地层变形程度非常大、隆起及剥蚀迅速，而双重构造的形成恰可以导致上述结果。故推测和田逆冲岩席Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的形成时代为新近系阿图什组N₂a或第四系沉积阶段。

5 塔西南盆山结合带东段逆冲体系变形的南北向缩短量

在参考区域构造背景基础上，我们采用平衡剖面方法(Balanced cross section)，对A-A’和B-B’剖面进行平衡恢复，估算塔西南西昆仑山前盆山结合带东段的缩短量。A-A’剖面新生代原始长度(古近系沉积前)为125km，现今长度为80km，各个时代的缩短量之和为45km，缩短率为36%。B-B’剖面新生代原始长度(古近系沉积前)为192km，现今长度为120km，各个时代的缩短量之和为72km，缩短率为38%(图 5)。平衡剖面揭示构造缩短量主要发生在新近纪到第四纪。第四纪初西域组沉积时期A-A’剖面缩短量可达24km，B-B’剖面缩短量可达29km；新近纪阿图什组沉积时期，A-A’剖面缩短量可达13km，B-B’剖面可达27km(图 5)。说明新近纪-第四纪早期塔西南盆山结合带东段上地壳发生显著缩短，这与阿图什组及西域群中存在大量磨拉石相符合。

6 讨论 6.1 塔西南盆山结合带东段逆冲体系的形成是上地壳变形的结果

A-A’剖面和B-B’剖面的平衡恢复结果表明，塔西南盆山结合带东段新生代上地壳缩短量为45~72km，缩短率为36%~38%，且主要发生在新近纪以来。廖林(2010)对西昆仑盆山结合带西段乌泊尔、苏盖特、甫沙的地壳缩短速率进行了估算，结果为35%~50%。而对研究区地壳厚度测量，不同方法结果不同(Wittlinger et al.，2004; Li et al.，2002; Kao et al.，2001)，但总的来说塔里木盆地西南部地形比较平坦，地壳厚度约为42~55km，这个地壳厚度对空气重力均衡的影响非常小。考虑到塔里木盆地西南缘中生代晚期-新生代以来以陆相沉积为主，故在新生代早期印度-亚洲板块碰撞开始时，塔里木盆地西南缘仍为海洋环境大陆边缘，地壳厚度为中等厚度偏薄。假设塔里木盆地西南缘现今地壳厚度为45km，新生代早期印度-亚洲板块碰撞开始时厚度为30km，则整个地壳增厚33%，另外，沉积学研究结果说明在新近系帕卡布拉克组N_1-2p沉积时研究区已转变为陆相，当时的地壳厚度应>35km，故新近系帕卡布拉克组N_1-2p沉积后的地壳缩短量22%，而我们的平衡剖面恢复工作表明地壳缩短量绝大部分产生在新近系帕卡布拉克组N_1-2p沉积以来，结合塔西南盆山结合带东段剖面(上地壳)缩短量为36%~38%(廖林，2010)，故足以分解地壳33%厚度增加量，所以自新生代以来塔西南盆山结合带东段下地壳并未塑性变形。因此塔西南盆山结合带东段地壳缩短是单纯上地壳变形的结果。

6.2 塔西南盆山结合带东段逆冲体系的形成过程

研究表明：塔西南盆山结合带东段及邻区经历了早古生代原特提斯洋、晚古生代-早中生代古特提斯洋缩减闭合等长期复杂的过程(姜春发等，1992; Yang et al.，1996; 刘训等，1997; 许志琴等，2007，2011; 张传林等，2007; 李博秦等，2007; 李荣社等，2008; 王建平，2008; Wang et al.，2016)，又经历新生代印度亚洲板块碰撞远程效应的强烈变形改造(Burtman and Molnar，1993; Yin and Harrison，2000; Tapponnier et al.，2001)，这些复杂的地质过程使得塔西南盆山结合带东段及邻区构造十分复杂。构造地质学、同位素地质学及沉积学方面证据表明铁克里克断裂以北的塔西南盆山结合带东段变形主要发生在新生代(Cowgill et al.，2003; Cowgill，2010;胡建中等，2008)。

新生代印度亚洲两大板块碰撞造山作用形成喜马拉雅造山带，其北的西昆仑地区也受到这一碰撞事件的远程效应迅速隆升，伴随西昆仑隆升，挤压应力由南向北传递、消减并释放，在塔西南盆山结合带东段位置开始以大规模逆冲推覆为主要运动方式。形成于早古生代的铁克里克断裂(Cowgill et al.，2003; 崔军文等，2006)在早中新世重新活化并向地表逆冲生长从而形成铁克里克逆冲岩席，这标志着塔西南盆山结合带东段逆冲体系的初始形成。

中新世晚期到上新世，随着印度板块向欧亚大陆进一步持续挤压和塔里木板块的水平阻挡作用，青藏高原岩石圈上地幔发生“对流剥离”(Harrison et al.，1992; Molnar et al.，1993)，青藏高原向北部及东部的范围明显扩大(Tapponnier et al.，2001; Turner et al.，1993; Meyer et al.，1998; Wang et al.，2003; 张培震等，2006)。在青藏高原北部阿尔金和康西瓦左行走滑断裂链接，帕米尔继续向北推进，塔里木盆地旋转，使得西昆仑地区重力非常不均衡，与青藏高原其他地区一样由于重力均衡调整作用，引发了青藏高原及其北缘西昆仑快速隆升(李吉均和方小敏，1998; 王国灿等，2005)。在塔西南，逆冲推覆作用继续向盆地推进，此过程中桑珠-杜瓦逆冲岩席、桑珠北-皮牙曼逆冲岩席相继形成，接着由于区内继续强烈挤压作用，使以古生界为主构成的较刚性体以破裂方式发生协调变形，因上覆推覆体的限制，逆冲岩席由南向北楔入而形成了由多个构造楔叠加而成的双重构造体，即形成了和田逆冲岩席Ⅰ、和田逆冲岩席Ⅱ及和田逆冲岩席Ⅲ(图 5b，c，f，g)，同时也导致了上覆推覆体的抬升。此期间塔西南盆山结合带东段上地壳急剧缩短，形成西昆仑山与塔里木盆地之间的巨大落差，导致盆地内沉积速率的加快和磨拉石建造的发育(陈杰等，2001; 李吉均和方小敏，1998; Zheng et al.，2000; 万景林和王二七，2002; 王永等，2006)。

更新世以来，由于塔里木地块向西昆仑之下俯冲、帕米尔向北持续楔进，使得其与向南生长的西南天山体系相连接，另外大型断裂如喀喇昆仑断裂阿尔金断裂等的发展也对塔西南盆山结合带东段地区构造演化有所影响(Sobel and Dumitru，1997; Laccasin et al.，2004; 李海兵等，2008; Sobel et al.，2011)，在这些因素的共同作用下西昆仑隆升速度有所减慢，但速度仍较快，并且盆山结合处的逆冲作用继续进行，此时塔西南盆山结合带东段逆冲体系基本形成(图 5a，h)。

7 结论

通过卫星图片解译、野外观测分析、地震剖面解释以及平衡剖面技术的应用，我们在本次对塔西南盆山结合带东段逆冲体系构造特征和演化研究的主要结论如下：

(1) 将塔西南盆山结合带东段的逆冲岩席由南向北分为：铁克里克结晶基底逆冲岩席、桑珠-杜瓦逆冲岩席、桑珠北-皮牙曼逆冲岩席、和田逆冲岩席Ⅰ、和田逆冲岩席Ⅱ及和田逆冲岩席Ⅲ共6个构造岩席。

(2) 塔西南盆山结合带东段逆冲岩席由南部造山带向北部前陆方向推覆距离逐渐变短，形成时间逐渐变新，由南向北形成时序为中新世初到现今，具有前展式逆冲推覆特征。

(3) 新生代印度和亚洲板块碰撞是塔西南西昆仑山前盆山结合带东段北向逆冲的诱因，中新世以来帕米尔构造结的向北楔入、塔里木地块的向南俯冲及阿尔金-康西瓦断裂的左行走滑等因素直接综合导致了西昆仑山前盆山结合带东段的逆冲和地壳南北向的缩短。

(4) 塔西南西昆仑山前盆山结合带东段地壳新生代缩短量36%~38%。是通过上地壳逆冲变形实现的。

致谢 在本文完成过程中潘家伟博士给予了很大帮助；焦存礼高级工程师和张林炎博士提出了宝贵建议；在此一并表示感谢。