塔里木盆地是我国陆上面积最大的含油气盆地^[1]，盆地周缘被造山带所围限，北侧为天山造山带，南侧为西昆仑—阿尔金造山带，呈现了典型的盆山构造格局。盆地内油气资源丰富，现已发现塔河、哈拉哈塘、顺北、塔中等多个亿吨级大型油气田。塔里木盆地属大型多旋回叠合盆地，前人利用重力、航磁、电测深剖面等技术对塔里木基底的结构展开了大量研究^[2-3]。郭召杰等^[4]以塔里木中央磁异常带为界线划分了南北塔里木盆地；张耀荣等^[5]将塔里木分为以北东走向条带状分布正航磁异常为主要特征的南塔里木地块及以宽缓负航磁异常的北塔里木地块。杨鑫等^[6]认为南塔里木地块基底为古元古界片麻岩—麻粒岩，北塔里木是以新元古界阿克苏片岩为主的低变质基底，南华纪—震旦纪地层在元古界基底背景之上沉积。塔里木盆地周边露头及盆内钻井资料表明，受罗迪尼亚大陆裂解影响，库鲁克塔格、阿克苏、西昆仑等地区发育大量南华纪—震旦纪裂谷^[7-8]。但针对盆内前寒武纪基底的研究大多数集中于阿尔金断隆^[9]、铁克里克断隆^[10]、柯坪断隆^[11]、库鲁克塔格断隆^[12]等盆地边缘地区。盆内受显生宙沉积物覆盖限制，钻遇前寒武纪基底的钻井有限，研究资料较少，深部地层研究程度低，盆地的基底结构特征缺乏系统全面的认识。塔西南地区除北部山前露头及个别钻井^[13-14]揭示前寒武纪基底地层外，大部分区域基底埋深大，基底矿物组成、地层结构等资料很难获取，客观上为准确识别基底特征、刻画基底结构等工作带来了困难。

本文基于钻遇前寒武纪基底新的钻井、岩屑样品同位素年龄数据、地震、大地电磁和电测深剖面等资料，综合分析了塔西南地区前寒武纪基底结构及其演化过程，阐述了前寒武纪构造对下寒武统地层沉积的控制作用，以期为南华纪—震旦纪裂谷分布、震旦系及下寒武统烃源岩分布及油气富集有利区评价提供支撑。

1.   区域地质概况

塔西南地区位于塔里木盆地西南，毗邻西昆仑及铁克里克构造带，包括巴楚隆起南缘和西南坳陷、麦盖提斜坡、山前凹陷等构造单元(图 1)。塔里木盆地发育经历多期地质事件，具有复杂的构造演化过程，是典型的多旋回叠合盆地。前寒武纪地质演化先后经历了太古代陆壳生长、元古代哥伦比亚超大陆汇聚及解体^[15-16]、罗迪尼亚超大陆聚合—裂解事件^[17]。现有资料表明，阿尔金地区的阿克塔什杂岩体是研究区最古老的岩体(3.5 Ga)^[18]，其代表塔里木板块可能存在古太古代基底。盆地周缘广泛出露的2.6~2.4 Ga的TTG岩石组合代表了初始大陆地壳的生长^[19-21]。古元古代中—晚期(2.1~1.8 Ga)，受哥伦比亚大陆聚合和裂解事件影响^[22-23]，塔里木盆地发育了一系列俯冲造山和陆内裂谷，并由多个分散的小地块最终聚合形成了塔里木前寒武纪基底。中元古代中期，哥伦比亚大陆裂解^[24]，塔里木板块受此影响在盆内部分地区发育年龄为1.4 Ga的A型花岗岩^[25]及1.55 Ga的基性侵入岩。古元古代晚期—新元古代早期，伴随着罗迪尼亚超级大陆的聚合^[26]，南塔里木地块和澳大利亚板块发生碰撞，在盆地内形成大量的碰撞花岗岩。随后南塔里木地块和北塔里木地块发生汇聚拼合^[27]，并在760~780 Ma最终拼合成为统一的整体^[28]。青白口纪至南华纪早期，受罗迪尼亚超大陆裂解影响，塔里木板块与澳大利亚板块分离^[29]，盆地内部处于拉张的构造环境^[30]，发育多个裂谷盆地。南华纪晚期—震旦纪早期，盆地内部构造环境由裂陷向坳陷转变^[31]。震旦纪末，塔里木板块受柯坪运动影响产生区域性抬升剥蚀，盆地内部形成大量前寒武纪地层与寒武系的不整合面。

图  1  塔里木盆地西南地区构造单元划分、地层柱状图及本文数据分布

Figure  1.  Structural units and stratigraphic column of southwestern Tarim Basin, and data used in this study

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古生代至今，塔西南地区经历了加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜马拉雅期五期大的区域构造运动，在前寒武纪地层基础上自下而上发育寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系(图 1)。塔西南地区前寒武纪地层出露较少，仅在叶城地区及西昆仑山前新藏公路沿线发现零星的南华系—震旦系露头。巴楚隆起—麦盖提斜坡大面积缺失南华系—震旦系^[32]。研究区内已有数口井钻遇前寒武纪地层，其多分布于巴楚隆起。其中巴探5井揭示南华系杂色角砾岩，上覆下寒武统肖尔布拉克组白云岩，缺失下寒武统玉尔吐斯组及震旦系。BC3井钻遇古元古界片麻岩，上覆下寒武统肖尔布拉克组白云岩，缺失南华系—下寒武统玉尔吐斯组。F1井、T1井和XH1井钻遇上震旦统苏盖特布拉克组岩浆岩，上覆下寒武统玉尔吐斯组泥页岩，缺失奇格布拉克组^[33-35]。上述资料表明，巴楚隆起及其周缘在前寒武纪可能处于剥蚀高地。

2.   数据、样品和分析方法

本文采集了位于塔西南地区巴楚隆起的BC1、BC2、BC3、BC4和BC5五口钻井的岩心和岩屑样品，在对前寒武纪基底岩性特征分析的基础之上，从岩屑样品中挑选锆石开展微量元素及U-Pb同位素地球化学测试。从中国石化西北油田分公司收集了两条位于塔西南的电测深反演剖面，结合对应的区域二维地震测线(图 1)，对塔西南地区前寒武纪基底剖面结构进行了刻画，在此基础之上，结合大地构造背景对塔西南基底演化进行恢复。

锆石的分选及制靶工作由河北省诚信地质分析公司(廊坊)完成，随后对样品进行透反射光及阴极发光照相；阴极发光照相在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室进行。利用激光剥蚀—电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)，对锆石的U-Pb同位素及微量元素进行测试。ICP-MS为Agilent 7900型, 激光器为ArF 193 nm准分子激光器, 单脉冲能量200 mJ，本次分析的激光束斑和频率分别为44 μm和10 Hz。激光剥蚀过程中，采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度。每个分析点的采集时间包括大约30 s的空白信号采集和50 s的样品测试信号采集。锆石的同位素测试与微量元素含量测试同步进行。

样品的分析使用标准谐和锆石91500作为进行同位素分馏校正，选取没有裂纹及包裹体的锆石作为测试对象，根据锆石的成因及阴极发光特征确定测试位置。测试数据使用ICP-MSdatacal10.8处理，谱图使用ISOPLOT4.0绘制。由于所采集的锆石含有大量新元古代之前的年龄值，因此对于大于1 000 Ma的锆石，其可能存在一定程度的铅丢失，采用²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb表面年龄；对于小于1 000 Ma的锆石，由于放射性成因Pb含量低，普通Pb校正的不确定性，采用²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄。

塔西南前寒武纪基底由于其埋深大、结构复杂的特点，单纯依靠地震数据解释存在诸多的不确定性，区域大地电磁及电测深剖面可以对区域二维地震数据解释提供重要的约束。本文采用了两条位于塔西南的电测深反演剖面，结合对应的区域二维地震测线，对塔西南地区前寒武纪基底剖面结构进行了刻画，并且对塔西南基底演化进行恢复。

3.   基底岩石特征与年代学分析

3.1   基底岩石特征

从BC1井采集的前寒武纪基底岩屑样品来自南华系，岩性为角砾岩；镜下可见主要矿物石英和斜长石，矿物多为半自形粒状，石英含量约为55%~60%，部分经历了后期的变质重结晶作用；斜长石含量约15%~20%，部分经历了蚀变作用变为绢云母；岩屑含量为20%~30%(图 2)。从BC3井—BC5井采集的前寒武纪基底岩屑样品均来自古元古界。BC2井样品岩性主要为玄武岩，镜下呈间粒结构；样品中主要矿物含量为斜长石约50%~60%，单斜辉石10%~15%，角闪石5%~15%，磁铁矿等暗色矿物1%~2%。BC3井样品岩性为花岗片麻岩，镜下具有变晶结构；主要矿物为黑云母(3%~6%)、粒状变晶斜长石(20%~30%)、钾长石(5%~8%)、石英(20%~30%)及少量磁铁矿(＜5%)(图 2)。BC4井样品岩性主要为辉岩，辉石含量大于90%，含少量角闪石(5%~8%)、斜长石(3%~6%)及少量磁铁矿(＜1%)；镜下呈中粗粒变晶结构(图 2)。BC5井样品岩性为碱长片麻岩，镜下呈不等粒片状、粒状变晶结构；岩石由钾长石(条纹长石40%~59%)、斜长石(8%~10%)、角闪石(3%~7%)、辉石(10%~20%)、石英(1%~3%)和磁铁矿(＜1%)等组成(图 2)。

图  2  塔里木盆地巴楚隆起前寒武纪地层样品显微特征

Pl为斜长石；Px为辉石；Q为石英；Ol为橄榄石；Kfs为钾长石；Bt为黑云母。

Figure  2.  Microscopic features of Precambrian basement samples from Bachu uplift, Tarim Basin

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3.2   基底岩石年代学分析

大量研究表明，不同成因锆石的Th/U值及U、Th含量有一定差别。由于U作为不相容微量元素在岩浆作用过程中会产生结晶分异和部分熔融富集，在变质过程中，U、Th在固相重结晶中被排出晶格而降低，因此岩浆来源的锆石具有较高的Th、U含量，Th/U值一般大于0.4；变质锆石的Th、U含量较低，Th/U值小于0.1；再沉积循环来源的锆石Th/U值及U、Th含量在其之间。

BC1井样品中的锆石以无色—淡棕色为主，粒径在50~250 μm之间，长宽比达到约1∶1.5~1∶2，形态多呈短柱状—次圆型粒状，阴极发光图像显示部分锆石具有震荡环带(图 3)。对该样品共分析了60颗锆石年龄数据，其中包括52个谐和年龄及8个不谐和年龄数据；得到四组年龄，分别为761~1 061、1 505~1 644、1 768~1 994、2 005~2 405 Ma(图 4a)。锆石的Th/U值分布范围较广(范围0.14~1.92，平均0.92)，表明其有沉积锆石的特点。沉积岩锆石中最年轻的单颗粒锆石年龄通常代表地层的最大沉积年龄，本次测试中最年轻的锆石年龄为761 Ma，这表明该地层的沉积年龄可能为南华纪中晚期—震旦纪早期。

图  3  塔里木盆地西南地区前寒武纪基底样品典型锆石阴极发光图像

BC1-03等为“井-锆石编号”，红色圆圈为激光剥蚀位置；图片下方数据为测试点的年龄测试结果。

Figure  3.  Representative CL images of zircon grains of Precambrian basement samples from southwestern Tarim Basin

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图  4  塔里木盆地西南地区前寒武纪基底样品U-Pb锆石谐和年龄(左图)及稀土元素球粒陨石标准化模式(右图)

Figure  4.  U-Pb concordia diagrams (left) and corresponding chondrite normalized REE patterns of zircons (right) of Precambrian basement samples from southwestern Tarim Basin

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BC2井样品中的锆石多呈短柱状—粒状，粒径在100~300 μm之间，长宽比达到约1∶1.5~1∶3；反射光下呈无色—淡黄色，阴极发光下具有清晰的岩浆振荡生长环带(图 3)。锆石的稀土元素配分模式显示，其具有一致的来源。锆石的Th/U值在0.19~1.79，平均0.68，表明其为岩浆成因。对样品中的40颗锆石进行了²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄测试，结果显示其年龄在1 821~2 571 Ma范围。在U-Pb年龄谐和图上部分点位于谐和线下方, 可能受到后期变质作用影响，锆石发生一定程度的Pb丢失(图 4c)。其中32个测点获得²⁰⁶Pb/²³⁸U、²⁰⁷Pb/²³⁵U谐和年龄，²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄为(1 957.1±3.4)Ma，代表玄武岩岩浆的生成年龄。锆石的稀土元素配分模式表现为Ce正异常，Eu负异常。结合阴极发光特征可以确定1 957.1 Ma为玄武岩岩浆的生成时间。

BC3井样品的锆石多呈柱状—短柱状，晶体长度为100~300 μm，长宽比为3∶1之间(图 3)，反射光下呈半透明至浅黄色。阴极发光图像显示，锆石具有清晰的震荡环带，部分锆石具有变质增生边。在锆石核部测试的11个点，产生了一致的加权平均²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄值为(2 708.6±3.3) Ma，核部Th/U值比较高(范围为0.35~0.98，平均值0.65)；结合阴极发光图像特征，这些锆石核部为岩浆成因，(2 708.6±3.3) Ma代表了花岗岩的结晶年龄。在锆石边部测试的29个点，得出的一致加权平均²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄值为(1 938±1.6) Ma(图 4e)，相较于核部，锆石边部Th/U值相对较低(范围为0.13~1.40，平均值0.58)。锆石的稀土元素配分曲线显示，锆石核部和边部均显示轻稀土亏损重稀土富集的特点。但是相对边部，核部具有明显的Ce正异常(图 4f)。综合这些特征，认为(1 938±1.6) Ma代表了花岗片麻岩的变质时代。核部和边部年龄差表明，锆石可能经历了多期构造热事件改造。

BC4井样品锆石多呈柱状—短柱状、颗粒状，晶体长度100~350 μm，长宽比为1∶1~3∶1，反射光下呈无色—淡棕色；阴极发光下锆石多具有震荡环带，大颗粒一般可见明亮的振荡环带，少量锆石具有重结晶现象(图 3)。测试显示，锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄谐和度较高，34个点均位于谐和曲线上，谐和年龄为(2 055.71±3.2) Ma(MSWD=1.3)(图 4g)。Th/U值为0.15~1.18，平均0.55。锆石的稀土元素配分曲线显示出左倾、负Eu异常的一致特征(图 4h)，综合锆石阴极发光特征，可以确定辉岩的形成年代为(2 055.71±3.2) Ma。

BC5井样品中的锆石均较为自形，形态以柱状—长柱状为主，晶体长度为100~250 μm，长宽比在1~2之间(图 3)；阴极发光图像中这些锆石大部分具有清晰的震荡环带和变质边。选取了锆石震荡环带及核心共36个点进行²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄测试，测得样品的上交点年龄为(1 972.82±4.73) Ma(图 4i)。锆石Th/U值相对较低，范围在0.12~0.79之间，平均0.30。锆石的稀土元素配分基本一致，说明样品中的锆石具有相同的来源(图 4j)。综合分析认为，(1 972.82±4.73) Ma为片麻岩的形成年龄。

4.   前寒武纪基底剖面结构与演化

4.1   塔西南前寒武纪基底剖面结构

塔西南前寒武纪基底年代覆盖范围较为广泛，根据巴楚隆起钻井岩性资料揭示，其可能发育一套南华纪—震旦纪的沉积建造；下伏基底主要有古元古代(副)片麻岩、(变)花岗岩及溢流玄武岩。前人研究表明，南华纪—震旦纪沉积阶段，塔西南主要经历了裂陷—坳陷的构造演化过程^[36]。自阿瓦提坳陷到麦盖提斜坡的电测深反演剖面显示，巴楚隆起前寒武纪基底主要表现出高电阻率的基底，其揭示的前寒武纪基底性质主要以巴楚隆起北缘的早新元古代溢流玄武岩(XH2井)、古元古代花岗岩(BC3井)和古元古代片麻岩(BC2井)为主。电测深剖面显示，寒武系的底界面(T90)表现为一个低阻的连续界面(图 5a)，其对应的区域二维地震测线显示T90界面表现为一个连续的强轴反射界面(图 5b)，两者的对应关系明显，吻合度很高(图 5)。麦盖提斜坡前寒武纪基底发育埋深大于10 km的低阻地层，该低阻地层往昆仑山前有加厚加深的趋势(图 5a)。相对应的二维地震测线显示，麦盖提斜坡前寒武纪基底发育深层的裂陷结构，裂陷边界断裂特征清晰，其所反映的南华纪裂陷发育特征与电测深剖面显示的低阻地层特征结构一致(图 5c)。T90界面下发育一套连续地震反射特征的地层(图 5b)，其直接超覆在南华系裂陷体系之上，该套地层往巴楚隆起方向出现逐渐减薄的特征(图 5)。该套地层揭示了新元古代坳陷期震旦系的沉积。

图  5  塔里木盆地西南地区电测深剖面和地震剖面解释(一)

电测深剖面(a)和对应的地震剖面(b, c)均显示南华纪裂陷及震旦纪坳陷的反射结构特征。T90为寒武系底界面；T74为中下奥陶统顶面反射；Nh为南华系。

Figure  5.  Interpreted Vertical Electrical Sounding (VES) and seismic profiles (Ⅰ) of southwestern Tarim Basin

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根据区域电测深反演及其对应的二维地震剖面揭示的前寒武纪地层特征表明，塔西南前寒武纪基底结构在巴楚隆起表现为寒武系直接覆盖于古元古代古老基底之上，其中巴楚隆起西北缘受到早新元古代溢流玄武岩的改造作用(BC1，图 5)。而在麦盖提斜坡—昆仑山前地区，其剖面结构显示为古元古代古老基底—南华纪裂陷层—震旦纪坳陷层的三层结构(图 5)，该结构给塔西南前寒武纪关键构造事件提供了直接参考。

图 6展示了更为精细的塔西南地区前寒武纪基底结构的电测深反演和对应的二维地震剖面解释结果。电测深剖面反演结果揭示，自BC5井到MD8井前寒武纪地层中发育多个高阻隆起(图 6a)。钻井结果揭示BC5井前寒武纪基底为古元古代片麻岩，玛探1井前寒武纪基底为古元古代花岗岩(图 6a)。BC5井的古元古代片麻岩地震反射特征主要以平行的强反射为主；古元古代花岗岩地震反射特征主要表现为断续—中等反射特征(图 6b)。地震剖面解释结果表明，塔西南地区寒武纪—前寒武纪地层多呈角度不整合(图 5和图 6)。南华纪发育一系列正断层控制的裂谷沉积，与下覆杂乱的反射特征不同，裂谷内部沉积地层总体表现为连续层状地震反射特征(图 6b)。震旦系地层总体表现为连续的层状反射特征，部分地区出现非连续—强反射特征的火山碎屑岩反射特征(图 6b)。图 6所显示的震旦系与图 5出现明显的差异，图 5显示震旦系往南逐渐加厚的特征，而图 6所显示的震旦系受到2个高阻隆起的控制，局部发育，其上覆的下寒武统也受到该隆—坳结构的影响。图 5和图 6所揭示的前寒武纪基底特征表明，塔西南地区新元古代整体经历了南华纪—震旦纪的裂陷—坳陷的演化过程。但是裂陷末期在广大的塔西南形成了局部的隆—坳结构(图 6)，其对坳陷期震旦系的沉积和下寒武统的沉积有着重要的影响。

图  6  塔里木盆地西南地区电测深剖面和地震剖面解释(二)

钻井解释MT1井及BC5井分别为花岗岩及片麻岩基底；电测深及地震剖面显示前震旦纪裂陷反射特征，震旦系的分布受到基底结构的控制，表现出坳陷期沉积特征。

Figure  6.  Interpreted Vertical Electrical Sounding (VES) and seismic profiles (Ⅱ) of southwestern Tarim Basin

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4.2   塔西南前寒武纪基底演化

岩浆岩及碎屑岩的锆石年龄能为地质历史上构造—热事件提供最直接的证据。本次研究5口钻井呈现出多组年龄数据，分别为2.1~1.8 Ga、1 505~1 644 Ma和761~1 061 Ma，其中2.1~1.8 Ga的年龄数据最为普遍(图 4)。根据钻井揭示的基底年龄数据，结合电测深反演和区域二维地震剖面解释结果表明，塔西南前寒武纪基底演化主要经历了5个阶段(图 7)。

图  7  塔里木盆地西南地区中—新元古代构造演化

AU为澳大利亚板块；ST为南塔里木板块；NT为北塔里木板块；Nh为南华系；Z为震旦系；KSG为阿克苏群。

Figure  7.  Meso- to Neo-Proterozoic evolution of southwestern Tarim Basin

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塔里木盆地南部具有2.4~2.3 Ga的古陆核，后期主要经历了三期火成岩入侵及变质作用，分别为2.0~1.75 Ga^[37]、1.0~0.9 Ga^[38-39]和800~780 Ma^[40-41]。本次研究的塔里木前寒武纪基底年龄揭示，2.1~1.8 Ga数据最为普遍(图 4)，其表明了塔西南地区在古陆核基础上发生的一期广泛的火成岩入侵及变质作用^[42-43]。古元古代时期，全球范围内发生了大规模造山事件，多个古老克拉通聚拢拼合形成了哥伦比亚超大陆^[44]，塔里木陆块成为哥伦比亚超大陆的一部分^{[41, 45}]。塔里木陆块在哥伦比亚超大陆汇聚期间经历了碰撞造山运动。本研究中BC3井片麻中出现的(1 938±1.6) Ma及BC5井碱长片麻岩中出现的1 972 Ma的锆石年龄表明，巴楚隆起经历了2.0~1.9 Ga的变质作用。BC2井玄武岩中(1 957.1±3.4) Ma及BC4井辉岩中2 055 Ma的锆石年龄说明巴楚隆起在2.0~1.8 Ga之间也发生了大规模岩浆热事件。

随后在1.7 Ga时哥伦比亚超大陆开始发生裂解，在此拉张背景下形成了阿喀孜基性岩墙、约1.4 Ga的A型花岗岩^[25]以及晚期约1.1 Ga的A型花岗岩^[46]，表明在中元古代，塔西南主要处于伸展构造背景(图 7a)。直到约1.0 Ga，塔里木西南地体汇聚到澳大利亚北缘^[40](图 7b)。

在塔西南地体汇聚到澳大利亚北缘的演化阶段，是否存在和全球格伦维尔造山运动相对应的造山事件是地质学家广泛讨论的问题。其中格伦维尔造山运动在澳大利亚北缘记录了大量的火成岩和变质岩的形成，但是塔西南地块目前缺乏相关的证据表明该造山事件对塔西南的影响^[47]。相关研究认为稍晚于1.0Ga时，塔里木中部的洋壳向南俯冲，在850~840 Ma于塔里木西南地体上形成初生的弧后盆地(图 7c)，其沉积以塞拉加兹塔格群上段的火山—沉积地层为代表^[48]。本研究在巴楚隆起的北缘记录了早新元古代的溢流玄武岩(BC1井)，该年龄记录了罗迪尼亚大陆裂解地质事件。该火成岩事件主要集中在巴楚隆起的北缘(图 6)。同时，在塔里木盆地周缘也记录了该次新元古代的岩浆活动事件，其发育背景可能是在罗迪尼亚大陆裂解早期沿先存断裂出现的岩浆喷发。

进入南华纪早期，罗迪尼亚大陆在受超级地幔柱活动影响裂解的背景下^[49]，塔里木板块与澳大利亚板块分离，塔里木内部处于强烈的拉张环境。巴楚地区的方1井、同1井及塔中的塔参1井^[50]等均钻遇南华纪岩浆岩。BC1井碎屑锆石年龄数据(图 8)表明，在全部52个数据中，761~1 061 Ma占17.3%，1 505~1 644 Ma占5.8%，而1 768~2 405 Ma的年龄占76.9%。新元古代的物源较少，而古元古代的物源占比较大，这表明BC1井的物源可能主要来自于巴楚隆起附近太古宙基底的岩浆岩及变质岩。

图  8  塔里木盆地西南地区BC1井碎屑锆石²⁰⁷Pb/²³⁵U年龄频谱

Figure  8.  ²⁰⁷Pb/²³⁵U age spectrum of detrital zircons from well BC 1, southwestern Tarim Basin

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田雷等^[51]指出该期岩浆岩的地球化学特征表明，南塔里木地区处于较强的拉张环境，同时强烈的火山活动使巴楚地区地层抬升成为剥蚀区，因此整体缺失南华纪地层；而较强的拉张作用，使塔西南地区处于裂陷发育期^[52]。电测深反演剖面和二维地震剖面均显示了前寒武纪的裂陷结构(图 5和图 6)。随着塔西南油气勘探的进一步深入，越来越多相关地震和航磁资料揭示，塔西南发育两支北东向分布的南华纪裂谷^[51](图 9)：一支位于斜坡中段，可能延伸至巴探5井，为罗南裂谷；另一支位于斜坡东段延伸过玉北1井，为玉北裂谷^[53]。受罗南裂谷影响，巴探5井沉积南华纪杂色角砾岩(图 3和7d)。

图  9  塔里木盆地西南地区南华纪裂谷分布^[51]

Figure  9.  Distribution of Nanhuaian rift system in southwestern Tarim Basin

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南华纪末期，塔里木盆地整体发生构造抬升活动，这次抬升导致盆内构造由裂陷向坳陷体系的转换，盆内拉张作用逐渐减弱，塔西南裂陷与塔西南整体相互连通，并在海侵背景下接受沉积。同时，塔西南在南华纪形成的隆坳结构，直接控制了震旦系和下寒武统的沉积分布(图 7e)。

5.   结论与认识

(1) 塔西南地区多口钻井揭示前寒武纪基底地层多样，年龄分布范围较广，岩性复杂，包括古元古代片麻岩、花岗岩、辉岩、碱长片麻岩以及南华纪角砾岩等。前寒武纪基底锆石多期年龄可能代表了多期构造—岩浆事件，其中包含2.1~1.8 Ga、1 505~1 644 Ma和761~1 061 Ma三组年龄，其中2.1~1.8 Ga的锆石年龄数据最为普遍。

(2) 塔西南前寒武纪基底剖面结构揭示，在巴楚隆起区为古生界直接覆盖在古元古代变质岩/花岗岩之上；在麦盖提斜坡—西南坳陷表现为典型的三层结构，最底部为古元古代变质岩/花岗岩，上覆为南华纪裂陷—震旦纪坳陷演化过程的沉积建造，其中南华纪裂陷期的隆坳结构控制了震旦纪—早寒武世沉积地层的发育。

(3) 塔西南中—新元古代基底演化主要经历了5个阶段：哥伦比亚超大陆裂解期在板块边缘发育火成岩(1.7 Ga)；塔西南地块—澳大利亚板块汇聚期，主要在塔西南北缘发生岩浆活动，发育溢流玄武岩(约1.0 Ga)；北塔里木地块—南塔里木地块汇聚期(800~900 Ma)，形成以塞拉加兹塔格群为代表的弧后盆地，受熔融地幔物质上涌的影响，盆内发生火成岩侵入活动；南华纪塔西南受罗迪尼亚大陆裂解的影响，塔西南进入裂陷期(760~640 Ma)，盆内伴生岩浆活动；震旦纪塔西南进入坳陷阶段(＜635 Ma)。