天山北缘新生代前陆冲断褶皱带几何学特征

晚新生代以来，印-藏碰撞的远程效应强烈改造了天山地区（Monlar and Tapponnier，1975；Tappinnier and Monlar，1977；1979；Burchfiel and Royden，1991；Avouac et al，1993；Yin et al，1998；Burchfiel et al，1999；Allen et al，1999；Bullen et al，2001），天山造山带再次活跃形成陆内造山带（邓起东等，1998，2000），在其两侧形成与陆内造山带相关的再生前陆盆地（Tapponnier and Molnar，1977；刘和甫等，1994，2000；Lu et al，1994；卢华复等，1999，2000；贾承造等，1997，2000，2003；魏国齐等，2000；汪新等，2002）。天山北缘由于强烈的构造作用，形成规模宏伟的前陆冲断带，发育特有的构造样式，已成为油气勘探的重要目标。

天山北缘山前带和世界上多数山前构造带相似，构造叠加复杂，典型构造主要是由南向北的逆冲断层相关褶皱，形成特征构造样式及其组合。印-藏碰撞的远程效应在此形成复杂的褶皱和断层构造，主要断层及构造走向则近EW向。在逆冲断层向盆地的逆冲推覆过程中，构造变形呈现由山前向盆地有序性扩展，大部分位移量主要通过盆地边界断层（准噶尔南缘断层）、推覆至地表的断层（如霍-玛-吐构造）和强烈隆升（第一、二排构造）等方式消减，仅少量位移在向盆地传递过程中形成低幅度断层相关褶皱及未成型的隐伏构造。其中，霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁构造带是山前规模最大的一排构造单元，构造的地面出露较为完整，走向为近EW向，北翼地层稍陡，具有良好油气勘探前景。

野外露头发现，卷入山前构造的地层包括二叠系—第四系的所有地层，山前区域出露地层最老为二叠系，向上依次为侏罗系头屯河组（J2t），侏罗系齐古组（J3q），喀拉扎组（J3k），白垩系吐谷鲁群（K1tg）和东沟组（K2d），古近系紫泥泉子组（E1-2z）、安集海河组（E2-3a）和沙湾组（E3s），新近系塔西河组（N1t）和独山子组（N1-2d），第四系西域组（Q1x）等。构造样式上发育典型的断层相关褶皱，包括断层转折褶皱、断层传播褶皱、双重构造等（Mitra S，1990；1998；Suppe J et al，1983，1990，1999；汪新等，2002）。

野外出露的地质构造现象是构造活动的最直接证据，可以与二维地震剖面中出现的构造样式进行对比。为配合地震剖面的构造解释，我们对盆地南缘的5条线路进行了地质踏勘，结合地震反射特征，对一些典型的构造现象予以重点分析。

根据构造形成机制不同、构造位置和构造样式不同，将天山北缘山前冲断褶皱带划分为三排构造带进行描述（图1-3-10）。

一、山麓冲断褶皱带

第一排山麓冲断褶皱带位于依林哈比尔尕山前缘（图1-3-10），它西起乌苏四棵树河，东至乌鲁木齐市以西。基底断块的隆升和逆冲断层使得上盘相对较老的地层出露，以基底卷入式构造为特征。地震剖面中深层反射资料显示深部有高角度逆冲性质的断层存在，西段褶皱作用强烈、幅度很大，向东逐渐过渡到以单斜构造为主。

山麓冲断褶皱带从东向西主要包括喀拉扎背斜、昌吉背斜、齐古背斜、南安集海背斜、托斯台背斜群等构造。背斜轴向大致近东西，但受局部边界条件的影响而呈NWW向或NEE向，与天山山体走向斜交。构造带内地层可见古生界与三叠系、侏罗系等（吴晓智，1994）。

（一）喀拉扎背斜

喀拉扎背斜呈 NEE 向延伸，长轴15km，短轴4km，从轴部向两翼依次出露 J1s、J2t、J3q、J3k、K、E～Q，两翼明显不对称，南翼缓（35°～50°）、北翼陡（40°～78°）（图1-3-11），地质图上表现为多个褶皱叠加而成的复合褶皱。

图1-3-10 天山北缘的三排冲断褶皱带构造图

（据邓起东等，1998修改）

图1-3-11 喀拉扎背斜南北向剖面图

（二）昌吉背斜

昌吉背斜位于呼图壁河与昌吉河之间，长15km左右，宽2km，为线状背斜，轴向北西西（280°）。核部由头屯河组（J2t）组成，两翼依次出露齐古组（J3q）、吐谷鲁组（K1tg）和紫泥泉子组（E1-2z）等地层。两翼地层产状不对称，南缓北陡，背斜东段核部地层倾角15°～25°，翼部变陡达到60°～70°；西段背斜核部地层倾角10°～20°，向北翼增至80°～85°，向南翼增至45°。根据其他地震资料解释成果，昌吉背斜深、浅层构造相似，为倾向相反的两条断层夹持的断背斜，其北为断层控制的齐古北断块（图1-3-12）。

（三）齐古背斜

齐古背斜位于呼图壁县南45km处，呼图壁河切割齐古背斜，使其成为东西两块，总体呈NWW向延伸。核部出露最老地层为上侏罗统头屯河组（J2t），两翼和斜围部分由上侏罗统齐古组（J3q）、喀拉扎组（J3k）和下白垩统吐谷鲁组（K1tg）等组成。背斜两翼南缓北陡，北翼地层倾角30°～56°，南翼倾角24°～45°。通过地震资料重新解释成图证实，齐古背斜表现为一长轴背斜，由浅至深地层倾角变陡，背斜核部深层三叠系具有增厚现象，深部发育逆断层，断层面倾角80°左右，向上切割侏罗系（J）至古近系紫泥泉子组（E1-2z）地层，然后沿安集海组（E2-3a）泥岩向前滑脱，转化为霍玛吐滑脱断层（图1-3-13）。

（四）托斯台背斜

托斯台背斜位于乌苏县城南25km，奎屯河至四棵树河之间，由3个东西向展布的构造带组成，发育的背斜一般都呈南缓北陡的不对称状。由于受到天山山体抬升和水平侧向挤压作用，该区发生向北的逆冲运动，不断向准噶尔盆地方向扩展，同时在浅层出现断层传播褶皱。地表为平缓褶皱，向深处褶皱幅度逐渐变小，最终成为单斜构造（图1-3-14）。托斯台背斜北翼白垩系地层中出露了断层转折褶皱的北倾前翼，倾角约20°。

图1-3-12 准噶尔盆地南缘昌吉背斜构造解析

（地震剖面来自新疆油田公司）

图1-3-13 准噶尔盆地南缘齐古-吐谷鲁背斜地震反射特征

（地震剖面来自新疆油田公司）

二、霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁冲断褶皱带

第二排冲断褶皱带主要包括霍尔果斯背斜、玛纳斯背斜和吐谷鲁背斜，其基本特征是断层冲断形成的相关褶皱。从平面上看，三个构造近于呈向北微凸的雁列式排列。从区域构造上看，可将吐谷鲁、玛纳斯和霍尔果斯构造带划归为天山北缘山前具同一构造环境和成因的断层相关褶皱带。各褶皱构造带核部出露古近系（E1-3），两翼为新近系（N1-2），褶皱核部被近地表的推覆逆冲断层所破坏。

图1-3-14 准噶尔盆地南缘托斯台-独山子-西湖背斜地震反射特征

（地震剖面来自新疆油田公司）

主要特征有：存在明显的层内滑脱断层，在断层位移的前锋形成大型褶皱，断层向上往往出露地面，一般缺乏明显的堆垛式的双重构造。断层在浅部很陡，向深层变缓至古近系变为滑脱。背斜形态在地表多遭冲断破坏，古近系以下背斜较完整。滑脱层主要位于侏罗系和古近系，古近系滑脱层以冲断形式突破地表，野外露头一般可见2～3个突破断层。霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁构造带呈近EW向展布，从构造形态和构造组合特征上看，三个背斜带具有相同的构造成因，它们的构造类型与变形形态也非常相似。控制霍尔果斯背斜、玛纳斯背斜、吐谷鲁背斜形态的逆断层（霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁滑脱断层即霍-玛吐滑脱断层），整体呈近EW向、向北突出的弧形，倾向南，倾角20°～80°，该断层沿着安集海河组（E2-3a）泥岩滑脱，在构造浅部以陡倾角形式突破地表，断开安集海河组泥岩以上地层，向南倾角变缓，在古近系安集海河组内变缓，顺泥岩滑脱（图1-3-15）。

（一）霍尔果斯背斜

霍尔果斯背斜位于第二排冲断褶皱带西段，西起安集海河，东至宁家河，全长55km，宽9～10km，近东西走向。在地表表现明显，核部出露最老地层古近系为安集海河组（E2-3a），南翼依次出露古近系沙湾组（E3s）、新近系（N1t、N1-2d）和第四系（Q1x）。背斜北翼地层多被第四系覆盖，但仍有E3s、N1t、N1-2d、Q1x的部分出露。南翼地层倾角缓（40°～50°）、北翼陡（60°～80°）。背斜西部轴线呈NEE向展布，背斜中部逐渐转为EW向，到东部转向SEE向，背斜中部呈北凸特征。

地震剖面上，霍尔果斯背斜构造主要由两组不同的构造复合叠加而成。上盘地层反射波组的产状与断面平行，呈南倾构造单斜，断层一般突破至地表，发育断层传播褶皱，推覆断层下盘（即下霍尔果斯背斜）发育断层转折褶皱（图1-3-15）。

在地震剖面上（过霍8a井），推覆断面之上的反射波组产状与断面平行，结合霍8a井钻井分层数据和地表地质情况分析，推覆断层在近地表时出现两组大的分叉。推覆断层下盘的褶皱两翼地层反射清晰，为典型的断层转折褶皱（图1-3-15）。

图1-3-15 准噶尔盆地南缘山前剖面图

（地震剖面来自新疆油田公司）

（二）玛纳斯背斜

玛纳斯背斜位于第二排冲断构造带的中段，西与霍尔果斯背斜作左行斜列，东与吐谷鲁背斜成右阶错开。在地表上，玛纳斯背斜西起三个泉河，东至塔西河以西，形成近东西走向的长条状山体，全长50km，轴向近东西，在整体上为一南翼地层缓，北翼地层倒转，核部遭逆断层破坏的倒转背斜。组成背斜的地层从老到新有古近系安集海河组（E2-3a）的灰绿色粉砂岩、泥岩，新近系沙湾组（E3s）红色砂岩、粉砂岩，塔西河组（N1t）灰绿色条带状砂岩、粉砂岩，独山子组（N1-2d）砂砾岩以及第四系西域组（Q1x）砾岩。乌苏群（Q2）砾石层零星出露在背斜南翼的局部地段，新疆群（Q3）砾石层和黄土主要分布在背斜两侧的山前地带和河流高阶地上（图1-3-16）。

图1-3-16 玛纳斯背斜地质剖面示意图

从地震资料可知，玛纳斯背斜构造与霍尔果斯背斜构造特征相似，表现为两期构造的组合（图1-3-17）：推覆断层下盘的下玛纳斯背斜构造（断层转折褶皱）与褶皱后翼突破至地表的断层形成的玛纳斯背斜（断层传播褶皱），上滑脱面为古近系塑性的安集海河组（E2-3a）地层，下滑脱面为中上侏罗统煤系地层。突破至地表的玛纳斯逆冲推覆断层对应的反射波组清晰，上盘地层与断层面平行，呈南倾的单斜构造。推覆断层下盘存在明显的褶皱构造，侏罗系-白垩系反射层隆起。反向断坡褶皱的反射不清楚，但侏罗系-白垩系反射层向北在背斜轴部不能连续过渡，指示了反向断坡的存在。

图1-3-17 准噶尔盆地南缘玛纳斯背斜高点地震剖面解释

（地震剖面来自新疆油田公司）

（三）吐谷鲁背斜

吐谷鲁背斜位于第二排冲断构造带的东段，西起玛纳斯河，东至呼图壁河以东，全长60km，轴向近东西。吐谷鲁背斜在地表上为一南翼地层缓倾，北翼地层部分倒转、直立、逐渐向北过渡为正常沉积层序的背斜构造。组成背斜的地层从老到新有古近系安集海河组（E2-3a）的灰绿色泥岩夹薄层灰绿色粉砂岩、砂岩，新近系沙湾组（E3s）紫红色砂质泥岩夹灰红色、灰绿色砂岩和团块状灰岩，塔西河组（N1t）灰绿色条带状砂岩、粉砂岩，独山子组（N1-2d）苍棕色、灰褐色砂质泥岩、砂砾岩以及第四系西域组（Q1x）灰色砾岩等。

吐谷鲁背斜构造表现为一逆冲推覆背斜，古近系通过断层直接与新近系接触。吐谷2井钻遇古近系安集海河组（E2-3a）内的断层面。从地震反射特征来看，吐谷鲁构造也是由两组不同的构造复合叠加而成。突破至地表的逆冲推覆构造的反射波组的产状与推覆面平行，呈南倾的单斜构造，表现断层传播褶皱特征。推覆断面下盘断层转折褶皱的反射波组较为清楚，未见明显的反冲断面反射波组。剖面深部的侏罗系西山窑煤层反射非常清晰，在背斜轴部出现分叉，显示正向断层的断坡位置。由于突破至地表的推覆断层（吐谷鲁断层）切割了下盘背斜的南翼，其形成时间可能晚于下盘背斜构造的形成时间（图1-3-18）。

三、独山子-安集海冲断褶皱带

第三排独山子-安集海冲断褶皱带的特点是背斜较完整，北翼的冲断层向下变缓转变为滑脱，并承担了以侏罗系为滑脱面的山前推举带的部分位移量，主要指独山子背斜、安集海背斜、呼图壁背斜和呼图壁西背斜（呼西背斜）。其特点是：底部主要以滑脱褶皱为特点，发育典型的断层传播褶皱；断层一般是侏罗系滑脱断层向上的扩展，没有突破到地表。

图1-3-18 吐谷鲁背斜地震剖面解释

（地震剖面来自新疆油田公司）

（一）独山子背斜

独山子背斜位于第三排冲断褶皱带最西段，轴向近东西，奎屯河东西两侧山地构成其主体，东西长约18km，南北宽6km。背斜形态北翼陡倾、南翼缓，核部出露的最老地层为新近系独山子组（N1-2d），两翼由新近系独山子组（N1-2d）、第四系西域组（Q1x）、乌苏群（Q2）、新疆群（Q3）等组成。

通过地震资料的分析可知，独山子背斜具典型断层传播褶皱特征，地层前后两翼变形强烈，南翼缓，北翼陡，并出现地层倒转，断层未向上扩展至新近系独山子组内，侏罗系内台阶状断层不断向盆地方向扩展，形成独山子背斜深层构造雏形，后期在持续的挤压作用下，独山子断层沿早期断坡背斜的后翼向上突破，形成规模较大的断层传播褶皱（图1-3-19）。断层上下构造表现为明显的不协调性。

独山子背斜上的独深1井钻遇断层下盘，地层倾角过陡，倾角达80°～90°，地震反射资料严重失真或为空白反射，独深1井由断层上盘的安集海河组直接顺层钻入断层下盘高角度的安集海河组，尚未钻及紫泥泉子组（图1-3-20）。

（二）安集海背斜

安集海背斜位于第三排冲断褶皱带最东段，轴向75°～90°，长30km，宽约6km。背斜主体由新近系独山子组（N2d）褐色泥岩夹砂岩组成，整体为一北翼地层陡倾、南翼地层缓倾的不对称背斜，未见有地层倒转现象。背斜南翼独山子组与西域组（Q1x）为整合接触关系，倾向南，倾角15°～20°，西域组之上的不整合覆盖着乌苏群（Q2）砾石层夹砂层或砂层透镜，倾角7°～11°。背斜北翼北倾的独山子组倾角20°～40°，未见西域组地层出露，乌苏群砾石层直接以角度不整合覆盖在独山子组之上，倾角5°～20°（图1-3-21）。背斜北翼南倾的主逆断层没有直接出露地表。

图1-3-19 准噶尔盆地南缘独山子背斜构造解析

（地震资料来自新疆油田公司）

图1-3-20 准噶尔盆地南缘独山子背斜地震剖面解释

（地震剖面来自新疆油田公司）

在地震剖面上，安集海背斜为一由“Y”字型倾向轴线逆断层夹持的断层传播褶皱构造。圈闭层位主要为新近系、古近系、白垩系及侏罗系，该背斜为较平缓的背斜构造，翼部倾角不大，北翼倾角为28°～37°，南翼倾角23°～30°，被断层夹持的背斜构造较完整，主逆断层沿白垩系吐谷鲁组（K1tg）泥岩层滑脱（图1-3-21）。

（三）西湖隆起

在第三排背斜北部还发育了一个更新的正在发展的潜伏活动背斜，即西湖隆起。它位于独山子背斜西北，乌苏县城以南，不仅在地表表现为隆起，而且从地震反射剖面上可以看到地表以下3～5km处的三叠系、侏罗系地层中存在向南倾斜的逆断层断坡，倾角约25°～30°，断坡上发育一个南缓北陡的不对称背斜（图1-3-10）。西湖隆起构造成因及形成机理与第三排构造相同，主要为断层传播褶皱。

图1-3-21 准噶尔盆地南缘安集海背斜地震剖面解释

（地震剖面来自新疆油田公司）

四、小结

天山北缘发育了三排冲断褶皱带，第一排山麓冲断褶皱带一般为基底卷入式构造，有高角度逆冲断层存在（图1-3-11、1-3-12、1-3-13、1-3-14）；第二排霍-玛-吐冲断褶皱带发育复合式构造，推覆断层上盘构造样式为断层传播褶皱，下盘一般发育断层转折褶皱，其南翼被后期的突破至地表的推覆断层破坏，构造的主要位移量由推覆断层消耗（图1-315、1-3-16、1-3-17、1-3-18）；第三排独山子-安集海冲断褶皱带通常发育断层传播褶皱（图1-3-19、1-3-20、1-3-21）。

这三排冲断褶皱带在整体上显示为一逆冲楔状体，前锋向北。底部冲断滑动面自前侏罗系地层到中新统地层向北变浅。逆冲断层及其相关褶皱自南向北逐渐减弱，地层逆冲堆叠逐渐变薄，构造变形时间逐渐变新，这是前陆变形带楔形逆冲带断面的基本特征。自南向北构造变形的程度和幅度逐渐递减，呈台阶状，反映了地壳缩短作用是逐渐向北传播的。

在每一排冲断褶皱带中都存在构造变形程度“西强东弱”的特点，一般认为（Tapponnier et al，1982；Molnar and Lyon-caen，1988；Avouac and Tapponnier，1993），这是由于帕米尔高原向北的强烈推挤而形成的，塔里木块体顺时针的旋转也对天山的构造变形产生了一定的影响，但总的说来帕米尔高原的推挤应该起着主导的作用。

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（张锐，郭召杰，方世虎）

飞盘、陆冲和骑行， 谁才是真正的“潮流运动之王”？

晚新生代以来，印度-欧亚板块碰撞的远程效应强烈改造了天山地区（Tapponnier et al，1979；Avouac et al，1993；Hendrix et al，1992；1994；1995；Sobel et al，1997；Yin et al，1998；Burchfiel et al，1999；Bullen et al，2001；郭令智等，1992），天山再次活跃形成陆内造山带，并在其两侧形成再生前陆盆地（Lu et al，1994；贾承造等，1997，2003）。天山南北缘前陆冲断带区精细构造分析，为石油天然气勘探提供了坚实的地质基础（卢华复等，1999，2000；汪新等，2002）。现有研究和油气勘探表明，天山两侧前陆冲断带油气源区与中生代煤系地层关系密切（贾承造等，1997，2003），但对天山及邻区中生代特别是侏罗纪盆地面貌和盆山关系还有不同认识（Graham et al，1993；贾承造等，1997，2003；吴朝东等，2004）。作为联系从古生代碰撞造山到新生代陆内再造山的关键阶段，中生代天山构造属性及其与邻区盆地关系的确定，对分析天山造山带的构造演化及其相邻盆地油气勘探具有重要意义。

后峡是天山北缘乌鲁木齐附近的一个小型山间坳陷（图1-2-24），坳陷内侏罗系出露较好，也是一个重要煤炭基地（图1-2-25）。本节在系统分析后峡地区侏罗系沉积特征和剥露过程的基础上，提出中新生代盆山关系的新认识。

一、后峡侏罗系沉积特征

天山北缘准噶尔盆地侏罗系自下而上划分6个组：下侏罗统的八道湾组（J1b）、三工河组（J1s），中侏罗统的西山窑组（J2x）、头屯河组（J2t），上侏罗统的齐古组（J3q）、喀拉扎组（J3k）。八道湾组在后峡地区出露较全（图1-2-25），总体结构为上、下两套含煤地层，中部为湖相或湖泊-三角洲相暗色泥岩夹薄层砂岩。三工河组总体上以湖泊-三角洲相沉积为主体，无工业煤层。西山窑组为一套湖沼相的煤系地层，煤层比较发育，厚煤层普遍集中在中下部，上部为多层薄煤层或煤线。主要岩性为灰色、深灰、灰绿色泥岩、粉砂岩与黄绿、浅灰、灰白色砂岩或含砾岩互层，夹灰黑色碳质泥岩、煤层及菱状矿，底部一般为灰白色或浅灰色厚层一块状砂岩或砂砾岩，局部地区为杂色砾岩，底界岩性标志明显。头屯河组在乌鲁木齐以西头屯河地区出露齐全，下段岩性主要为河流相的黄绿、灰绿色砂砾岩与杂色泥岩、细、粉砂岩不等厚度互层；上段为灰绿、灰、深灰色泥岩、细砂岩、粉砂岩夹泥灰岩、钙质砂岩，底部附近尚夹碳质泥岩或煤线，上部夹紫红、褐红色泥岩、粉砂岩条。在后峡地区，头屯河组只在山顶有几十米的残留。齐古组为一套红色碎屑岩夹少量凝灰岩、凝灰质砂岩沉积。喀拉扎组为山麓河流相的灰褐色砾岩夹褐色泥岩及砾状砂岩。齐古组和喀拉扎组在后峡地区没有出露。为了便于比较，图1-2-26 给出了后峡盆地南北缘侏罗系柱状剖面及沉积层序特征，从中可以看出，后峡南缘八道湾组（J1b）底部发育较厚的冲积扇相沉积，八道湾组（J1b）厚度也较北缘大。

图1-2-24 乌鲁木齐附近天山北缘中新生界出露与磷灰石裂变径迹年龄样品分布图

1—第四系；

2、—第三系；

3、—白垩系；

4、—侏罗系；

5、—三叠系；

6、—二叠系；

7、—石炭纪及前石炭纪；

8、—蛇绿岩；

9、—主要断层；★—AFT取样位置与样品编号

图1-2-25 后峡地区地质图

1—泥盆系；

2、—石炭系；

3、—八道湾组；

4、—三工河组；

5、—西山窑组；

6、—头屯河组；

7、—第四系；

8、—逆冲断层；

9、—正断层；★—AFT取样位置

图1-2-26 后峡南北缘沉积层序及古流向图

古流向是确定物源区及盆地对比分析的有效方法。野外主要利用斜层理、不对称波痕、叠瓦状排列的砾石用来判断古流向，分别对后峡南缘、北缘与头屯河侏罗系剖面的古流向数据进行了统计，每个点测量20几个数据。后峡剖面南北缘早、中侏罗世的古流向均向北（图1-2-26），表明至少在早、中侏罗世时期，后峡不是一个独立的沉积盆地，是与准噶尔南缘头屯河地区相连的同一盆地。从沉积层序对比看（图1-2-26），后峡南缘发育厚层冲积扇为代表的边缘相沉积，应靠近盆地的边缘，也就是说早、中侏罗世时期准噶尔南缘沉积盆地的南部边缘至少在后峡地区，比现今看到的范围和规模要大得多。现今看到的后峡残留山间坳陷，是后期构造的分隔所致。

二、后峡地区侏罗系剥露过程分析

（一）煤岩Ro分析

后峡山间坳陷侏罗系下侏罗统的八道湾组（J1b）和中侏罗统的西山窑组（J2x）发育较好的煤层，也是主要开采目的层。为了了解侏罗系埋藏程度和出露过程，对西山窑组（J2x）煤样进行了镜质体反射率（Ro）分析，并同时对所采煤样顶板或者底板砂岩对比分析了裂变径迹年龄（表1-2-11）。从表1-2-11可以看出多数煤层的镜质体反射率（Ro）在07左右，参照Ro与Tmax的关系（Barker，et al，1986；李荣西等，2001；王良书等，2003）计算得到Tmax为105～115℃（表1-2-11），表明后峡地区的西山窑煤层演化程度较高，但还没有达到磷灰石裂变径迹完全退火温度（115～120℃）。按照地温梯度为35℃/km计算（邱楠生等，2002），样品之上至少还有3km的地层覆盖。野外勘查发现，西山窑组之上只残留有几十米的头屯河组，煤岩样品之上现今残余侏罗系覆盖厚度不足500m，表明其上至少发生25km以上的剥蚀。

表1-2-11 后峡地区侏罗系煤样镜质体反射率（Ro）分析与对应磷灰石裂变径迹分析数据

注：Ro测试在中国矿大（北京）完成；AFT详细数据见表1-2-12。

（二）裂变径迹年代学证据

裂变径迹法（Fission Track Dating，简称FT）是20世纪60年代开始应用到地质学上的一种同位素定年方法，是确定岩石低温（小于（110±10）℃）热历史的一项技术（Green et al，1989；Gunnell，2000；张志诚等，2004）。裂变径迹法除可以简单给出年龄外，更为重要的是径迹退火作用的研究，可以给出地质体的热历史信息，从而使裂变径迹年龄更有地质意义。天山中、新生代构造活动，前人研究已经积累了部分定年资料（杨庚等，1995；Sobel et al，1997；王彦斌等，2000；Dumitru et al，2001；郭召杰等，2005）。

本书磷灰石裂变径迹年龄的测试是在中国科学院高能物理研究所完成，流程方法与文献基本一致（Dumitru et al，2001；张志诚等，2004）。径迹长度分析中，每个样品中测量100条水平、狭窄的径迹（如果有100条的话），测定年龄时每个样品任意选取20个左右质量好的颗粒进行测年（假设有足够的颗粒）。按照惯例，年龄及平均径迹长度的统计误差为±1σ，但在进行地质解释时考虑±2σ的误差。样品位置如图1-2-24所示，磷灰石裂变径迹年龄分析结果见表1-2-12，裂变径迹单颗粒年龄放射图见图1-2-27。

冰达坂南乌拉斯台的两个花岗岩样品（WK18-2、19-1）裂变径迹组合年龄是早白垩世，裂变径迹长度较长，同时含有较多的短径迹（表1-2-12，图1-2-27），表明样品经历了部分退火过程。乌鲁木齐以西的头屯河地区侏罗系-新近系共取样8个（HJ02-01～WK43-2）（表1-2-12，图1-2-27），径迹长度分布范围较大［（134±14）～（111±17）］μm，裂变径迹组合年龄主要是晚侏罗世-早白垩世年龄［（1186±106）～（1694±123）Ma］，主要记录的是源区冷却年龄，但t⁃T 曲线模拟也显示出晚新生代的快速隆升过程（郭召杰等，2005）。

后峡地区的侏罗系有6个分析样品（WK28-1～HX13-06），裂变径迹组合年龄主要显示晚白垩世［（837±69）～（684±46）Ma］和渐新世年龄［（37±30）Ma］，裂变径迹年龄均小于地层沉积年龄，裂变径迹长度差异较大，表明地层沉积后发生了退火作用，但均没有完全退火（表1-2-12，图1-2-27）。4个有 Ro标定的侏罗系样品采用 Ketcham等（1999）退火模型进行t⁃T曲线模拟（图1-2-28），结果表明后峡地区中侏罗统砂岩自晚白垩世（90Ma左右）开始发生缓慢剥蚀隆升，但中新世以来（主要是10Ma以来）发生快速隆升。从图中还可以看出，自南向北快速隆升的时限逐渐变新，可能与冲断构造从南向北的扩展有关。

上述裂变径迹分析结果与天山山前生长地层显示的前陆冲断构造发育时限是一致的，方世虎等（2004a）研究表明，分隔后峡山间坳陷和山前盆地的卡拉扎背斜形成年龄在10Ma左右，也就是说原属同一个侏罗纪盆地的后峡坳陷与头屯河地区分隔开来的时间在10Ma前后。

三、讨论与结论

（一）讨论

关于中生代天山构造属性和地貌特征的认识，仍存在不同观点。一种观点认为，天山在中生代发育有分隔南北盆地的显著正地形，天山两侧的侏罗纪盆地是碰撞后继承性盆地（Graham et al，1993；Hendrix，et al，1992，1994，1995），进而表明天山及其邻区当时仍为区域性挤压背景。另一种观点认为天山山脉在中生代基本不存在或者地形起伏不大（方世虎等，2004 b；吴朝东等，2004），夷平作用已经使古生代天山造山带接近准平原状态，而侏罗纪盆地是以伸展为主的断陷盆地，但对侏罗纪盆地范围和盆山关系，仍缺乏明确的认识。在天山两侧新生代前陆冲断带油气勘探中，作为主要烃源岩的侏罗系煤系地层的原始分布状况，是对今后勘探具有重要意义的问题（贾承造等，2003）。

表1-2-12 乌鲁木齐-冰达坂南部乌拉斯台剖面磷灰石裂变径迹分析数据表

注：No（n）：测量的磷灰石颗粒数；ρd：标准径迹密度（×105/cm2）；ρs：自发径迹密度（×105/cm2）；Ns：自发径迹数；ρi：外部探测器中的诱发径迹密度（×105/cm2）；Ni：诱发径迹数；γSi为ρs和ρi线性相关系数；P（%）：检验概率；T±1σ：裂变径迹组合年龄（Pooled age）；L（μm）（N）：裂变径迹长度（单位μm，N为测量径迹条数）。WK样品年龄计算采用CN5标准玻璃，ξCN5=410±10，而HX和HJ样品ξCN5=3578±69。

图1-2-27 乌鲁木齐-冰达坂剖面单颗粒年龄放射图和裂变径迹长度分布图

［放射图中标示出了中值年龄，和样品形成年龄（粗短线），标有M 者为适宜热模拟］

图1-2-28 后峡地区部分样品的模拟t-T曲线图

［采用Ketcham等（1999）模型］

Acceptable Fit—可接受的模拟结果；Good Fit—符合良好的模拟结果；Path Modeled—符合较好的t⁃T曲线；Constraint—限制条件；裂变径迹长度图中的曲线是与模拟结果相符的理想裂变径迹长度分布曲线

后峡地区侏罗系沉积特征研究表明，现今的后峡坳陷在侏罗纪时期不是一个独立的盆地，其古流向数据表明南北缘古水流均指向北，因此该坳陷当时应该是与准噶尔南缘侏罗纪盆地相连的。沉积层序分析显示，后峡南缘侏罗系底部发育较厚的冲积扇相沉积（图1-2-26），应该接近原型盆地的边缘，而在现今天山南北两侧前陆地区一般看不到侏罗系边缘相沉积（吴朝东等，2004）。这表明侏罗纪时期盆地范围比现今所见要大，现山前地区仅是侏罗系盆地沉积的部分残留。从后峡地区与准噶尔南缘看，侏罗系原始沉积范围已经跨越了古生代的板块缝合边界（如图1-2-24中巴音沟蛇绿岩带为代表的缝合带），因此侏罗纪盆地不应该是古生代碰撞后的继承性盆地（Graham et al，1993）。从野外考察和图1-2-24中还可以看到，在后峡以南的冰达坂附近、巴音布鲁克地区、玉希莫勒盖达坂附近等均有含煤层的侏罗系沉积，表明当时上述地区应该处于相近的煤沼环境（吴朝东等，2004），因此不会存在与现今规模相近的天山山脉，天山及其邻近地区基本处于准平原化。但上述各点侏罗系原始沉积范围，以及是否与南北两侧的侏罗纪盆地相连，还值得进一步研究。

后峡坳陷是由于后期构造作用与天山北缘侏罗系分隔开来的，本书后峡地区煤样的镜质体反射率（Ro）分析表明，中侏罗统西山窑组（J2x）之上至少有3km厚的沉积覆盖，也就是说后期至少经过25km以上的剥露才使得煤层出露地表。准噶尔南缘的研究表明，虽然中生代至古近纪天山地区也经历了不同类型的构造变动，但中生界-古近系沉积基本完整、连续协调，之间没有明显的角度不整合（方世虎等，2004a，b；吴朝东等，2004），表明这期间构造活动的强度和幅度远比新生代晚期的陆内造山阶段弱。前陆冲断带中生长地层表明，天山北缘第一排冲断构造形成于10Ma 前后（方世虎等，2004 a）。本书裂变径迹年代学研究表明，后峡地区西山窑组（J2x）在100～60Ma间埋深达到最大，而后开始缓慢隆升，晚新生代以来（10Ma）快速隆升。我们认为，正是天山晚新生代以来的快速隆升与前陆冲断构造作用，分隔了后峡坳陷与天山北缘侏罗系，形成了现今的构造面貌。

（二）结论

1）沉积学研究和古流向测量表明，后峡地区侏罗系沉积时不是一个独立的盆地，而是与天山北缘相连的同一盆地，但更近于盆地的南缘，发育了很好的边缘相层序，当时侏罗纪盆地沉积范围比现今天山北缘侏罗系出露范围大。

2）晚新生代（10Ma）以来天山的快速隆升和前陆冲断构造，分隔了后峡坳陷与天山北缘侏罗系，后峡地区经历了近25km的去顶剥露过程。

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1、～27

（郭召杰，吴朝东，张志诚，王美娜，方世虎）

户外运动如今备受大家喜爱，飞盘、陆冲、骑行，谁是潮流运动之王？

有很多年轻人会在城市里进行贴地飞行，这样就能够感受到冲浪和滑雪的魅力。或者拉着好友去城市的绿地里抛飞盘，这样也能够体验到别样的乐趣。现在很多的年轻人，对于一些新潮的运动都是非常感兴趣的。而且现在飞盘对于骑行和滑板这些运动，都已经有所超越，是年轻人最喜爱的一种运动。很多的青年都会在飞盘场上去交朋友，这也是年轻人社交的一个新潮流。

其实每个城市的年轻人对于运动的偏好都是不一样的，像北京的青年人，非常喜欢飞盘。而上海的青年人比较喜欢滑板，广州人就喜欢骑行，所以每个城市不同。但是从数据来看，飞盘还是处于最高位的，可以称得上是现在的潮流运动之王。因为飞盘的这种社交属性是非常火爆的，所以让年轻的群体都非常喜欢。这项运动是不会进行肢体接触，而且男女都可以参加。

既能够锻炼身体又能够达成燃脂的效果，所以流行起来也是非常迅速的。而很多的年轻人在接触飞盘之后，都已经成了狂热爱好者。而飞盘之所以会火起来，是因为玩飞盘的时候要求不会很高，而且大部分人都会很容易学会。这是一项非常年轻的运动，除了抛、接，还有一种飞盘花式。而且飞盘这项运动也是灵活性很强的，玩法是很多的。 

可以一个人玩，也可以和很多好朋友一起玩，还能跟宠物玩。这样能够考验朋友之间的默契，也对于投掷水平有所考验。所以如果想要正确的投掷，那么技巧也是非常重要的。选用不同的投掷姿势，那么对于上肢力量还有风向方面都要掌握好。而且飞盘这种运动是没有裁判的，在比赛的时候都是靠运动员来进行评估。所以对于运动员之间，也是非常重视互相尊重的。

就现在的生活而言，户外运动备受大家喜爱，常见的有飞盘、路程、骑行。在小编看来，飞盘属实应该为潮流运动之王，因为根据相应的调查表明，飞盘被评为年轻人最爱的新潮运动，而且也以特别高的票数登顶。另外飞盘是一项多人运动，在玩的过程当中，不仅能够带动大家的氛围，而且也可以起到一定的瘦身作用。也没有任何的肢体接触，所以不管是大人、小孩，都可以去玩。

很多人不太清楚飞盘是什么，其实和踢足球有着很多的类似，足球是用脚踢，而飞盘是用手扔，仅此而已。而且在一些大型城市，飞盘受欢迎程度是非常高的，不管是北京、上海，又或者是广州、深圳等，都能够看到年轻人玩飞盘的身影。大家在玩飞盘的过程当中，既能够结交到好朋友，摔倒的几率也特别低，另外还能够加深父母与孩子之间的感情。对于一些想减肥的年轻朋友来说，燃脂的效果非常棒。

其次就是陆冲了，全名陆地冲浪板，上手比较简单，而且很多明星也都纷纷加入这项运动当中，因此也吸引了很多人的喜爱。这项运动上手是非常简单的，根本不需要用脚蹬地，只需要利用自身的重心来控制住路冲板的方向即可，而且全身摇摆，就让陆冲板处于一个滑行状态。但是这项运动适合于男性朋友，虽然大部分人表示简单，但是女性朋友上手的话，还是比较困难的，必须在专业人员的指导之下才可以前进。

最后一个就是骑行了，这个对于大家的要求不是特别高，不过必须要有专业的装备才可以另外。一个人也是骑行不起来的，所以必须要有相应的经验，再结交一些喜欢骑行的朋友，加入对方的队伍之中一起去骑行，这样才能够体会到欢乐。不过骑行的时间是比较久的，所以很多人受不了这个苦。综上所述，飞盘是呼吁比较高的，适龄人群也是比较广的，另外也不需要考虑那么多，只要有场地、有人，就可以。

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