隆起的拼音(隆起的读音是什么)

被发现的碳氢化合物矿床属于文德陆源-碳酸盐岩沉积和寒武系涅普斯克-博图奥宾斯克卤化-碳酸盐岩沉积，位于一个同名油气区域内。有关伊尔库茨克的资料来自孔托罗维奇（Конторович，1981）等的著作，有关萨哈共和国的资料引自帕尔费诺夫（Парфенов）和库兹明（Кузьмин）的著作。

科维克经斯克凝析气田发现于1987年。被列入世界已探明的20个大型天然气田。根据俄罗斯联邦天然气资源部2001年3月的资料，该矿区碳氢化合物原料总储量为：天然气——1.9万亿m³，凝析气——7490 Mt。该矿区的特点是在天然气层中具有很高含量是氦气。根据俄罗斯联邦法律，属于战略能源范畴，应依法开采。

在行政区划上科维克经斯克凝析气田属于伊尔库茨克州的日加洛夫斯克区，在伊尔库茨克东北350 km处。科维克经斯克凝析气田在构造上属于安加拉-棱斯克等级科维克经斯克-车尔斯克构造带科维克经斯克-日加洛夫斯克构造阶地平缓的单斜斜坡。

科维克经斯克凝析气田是岩性封闭型矿床（凝析气带），具有可观开发前景，区域总面积是12200km²，其中含气层区段为9250km，气水区段为2920km。

科维克经斯克凝析气田区地质构造包括元古宙结晶基底和古元古代沉积岩（图7.1）。文德期-寒武纪乌沙科夫组（124m）和下莫茨克亚组（247m）的陆源沉积层直接埋藏在3104～3474m深处的古基底层上（表7.2）。下莫茨克亚组往下往上都分布有含矿层：波航斯克和帕尔费诺夫斯克。后者是一个具有工业开采价值的天然气田。

图7.1 科维克经斯克凝析气田地质构造

帕尔费诺夫斯克层储油层是复矿、油页岩、细粒、中粒、粗粒砂岩与少量的砾岩夹层。胶结物是粘土质，很少含碳酸盐。层总厚度从南往北增加到1.9倍，从40m到62 m。

在这个方向，砂岩总厚度增加了2.7倍，从25.8 m到69.5 m。岩石-储油层的渗透率具有大幅度的变化，自矿床的东南边界往北扩大，从3.4×10^-3～8.2×10^-3 μm²到79.81×10^-3 μm²再到99.22×10^-3 μm²。孔隙度变化不明显：从11.2%到14.8%～15.4%。

根据沉积岩特征，帕尔费诺夫斯克层分为两层——上（层1）和下（层2）。上（层1）由深灰色砂岩、细粒与粉砂岩和泥岩的均衡夹层组成。厚度在18 m到40.4 m之间。大多数情况下，砂岩中的空隙被固态的不溶沥青充填。砂岩和夹层的主要特点是非常小的容量和不可穿透性。因此只有其中的两眼矿井得到很有限的气体。下（层2），得到了具有工业开采价值的天然气，该层由灰色和浅灰色砂岩和少量的粉砂岩和泥岩夹层叠加而成。

表7.2 科维克经斯克矿床地层层序

马尔科夫斯克油气凝析气田分布在伊尔库茨克州乌斯奇-库茨克区。在构造关系上这里是一个马尔科夫斯克长垣型隆起，同时还有含盐构造和延伸至基底的断裂错位。岩层底部含矿层断错不显著。马尔科夫斯克隆起向涅普斯克-博图奥宾斯克南翼延伸直至普列特帕托莫斯克区域凹陷的连接带。含矿层是 B₁，В₅和В₁₀（Ануприенко，1989）。油田的B₁层发现于1962年。它们是彼此相连的两个，由此也说明矿床层间压力的不同。矿床是岩性矿床。储油层的含油气轮廓被不透水岩石取代。属于构造断裂的矿井，特点是流量大。这表明裂隙是岩石性储油层的主要特点。层间温度是38 ℃。

凝析气矿床的В₅层发现于1964年。除了一个主矿床，还在油区东部发现一个不大的矿床。两个矿床看起来是独立的，都属于岩石性矿床。主矿床中部的主干储油层是石英砂岩。南翼和北翼粘土物质和碳酸盐物质（水泥）的含量激增。矿床外围砂岩全部消失，北部被白云岩代替，南部则由泥岩和粉砂岩代替，并且由边缘液体支撑。储油层的透气性是8%～18%，厚度是10～17 m，温度是34 ℃（图7.2）。

图7.2 马尔科夫斯克矿В₅盖层构造图

В₁₀层凝析气矿床是含矿层，由两个砂岩层叠加而成，被泥岩地段分割开来。类型是岩性油气藏。矿床之间不存在液体动力联系。储油层容量不大，1969年结束勘探。

亚拉克经斯克凝析气石油矿床和阿扬斯克石油天然气凝析气矿（Анциферов，1986；Tектоника，2001）位于伊尔库茨克州3个行政区内：乌斯奇-库茨克、卡唐格斯克和基棱斯克。亚拉克经斯克矿床发现于1969年，阿扬斯克是在1975年发现。矿床局限在涅普斯克和吉尔斯克组剖面的文德-寒武系部分。涅普斯克组含油气层是下基底部分，包括含油气层В₁₀和В₁₃层。吉尔斯克组区域内含油气层是В₃。涅普斯克组В₁₀层和В₁₃层亚拉克经斯克和阿扬斯克矿床形成一个统一的油气外部轮廓（图7.3）。两个矿床属于涅普斯克背斜的南翼。陆源岩石的含油气层断错不明显。单斜岩层背景下非常明显的是结晶基底侵蚀凸起的狭窄隆起。在涅普斯克组翼部这些构造不规则性几乎全部消失（图7.4）。

矿床类型是层状岩性的构造（断层）和岩层内部的岩性屏障，因此矿床分为一系列马赛克性质的地块———层状填充。层间温度是33 ℃。

图7.3 亚拉克经斯克、阿扬斯克、都力西明斯克矿的В₁₀层构造图

图7.4 亚拉克经斯克地质剖面储油层

石油和天然气矿床的В₁₀+В₁₃层被涅普斯克、托克明斯克、亚拉克经斯克和阿扬斯克区域的一个储油层地质带联系在一起。（图7.3）。砂岩层被泥岩联结体分开。但是，两个地层储油层高度不等的水油和气油水平说明它们之间流体动力关系的存在。

各层的构造特征决定下层储油层向基底侵蚀表面和上层泥岩-粉砂岩封闭层均衡表面的组合，该封闭层在涅普斯克组下层含油气地段呈不整合。油藏类型为层状，岩性为层内岩性，很少有构造圈闭，非陆背斜型。

В₁₃ 层实际是在矿床的南部和中部同时发育，往北尖灭，几乎是沿着含气层的轮廓。В₁₃ 层是在研究区普遍发育。

砂岩类型从细粒、中粒、粗粒到砾岩。碎屑物成分主要是石英岩，其次为副矿物、硅质岩碎屑、石英和长石。砂岩孔隙度为1.8%～20.7%，渗透率为0.1×10^-3～600×10^-3 μm²。亚拉克经斯克矿中部的渗透率最高。阿扬斯克的渗透率弱得多。勘查工作于1978年结束。

都力西明斯克油气田位于伊尔库茨克州的卡唐格斯克区。于1978年在都力西明斯克用物探方法发现。11眼钻井中有9眼是产油井。油藏类型是非陆背斜型储层（图7.5）。构造层属于涅普斯克背斜西南翼的单斜层。

图7.5 地质截面（剖面）：都力西明斯克矿I-I（上）和II-II（下）勘探线

该油田与亚拉克经斯克矿相连，在地质上与其相近（见图7.3）。矿床是单层矿床。凝析气矿层与石油边缘是В₁₀ 和В₁₃砂岩层。南部区域地层分为粘土质-泥岩接触带，在中部尖灭，二者汇合为一个整体的矿床。产油气填充层涅普斯克岩系的厚度缩小为薄层封闭矿床的泥土地层，呈不整合，被吉尔斯克岩系覆盖。水面高度为2028m。气油触面预测高度为2016m。纯石油带很可能不存在。

推测存在几个有矿床断裂屏障的独立构造地段。

砂岩-储油层大部分是中粒、细粒石英，主要是砾岩。孔隙度为5%～16%，有效层渗透率50×10^-3～70×10^-3 μm²。

达尼洛夫斯克天然气石油矿位于伊尔库茨克州基棱斯克市以北。于1977年发现，是涅普斯克拱形的西南翼，主要是含盐层。但是上层是直接属于乌索利斯克岩系（B₁层）碳酸盐岩-卤素（盐）层，看起来不具有独立的工业开采价值。达尼洛夫斯克层的碳酸盐岩层B₃-B₄显示是产油气层。

砂岩和涅普斯克岩系的В₁₀～В₁₃ 层具有很强的不稳定的储油层特性，但是凝析气和石油的产出量不高。

这样，最有前景的是岩层内部的储油层——B_3-4和B₅。矿床的中部、西部和东南部地段是石油充填层，其含油气的可能性是不无根据的。矿床类型是岩性、构造型。石油和天然气属于线性构造断裂结构，切穿厚的含盐层和不含盐层。目前研究仍在进行中。

上涅楚斯克天然气石油凝析矿位于维留伊河盆地，琼那河右侧支流上游，伊尔库茨克州基棱斯克市以北。该矿于1978年发现，122号参数钻井开采出了天然气。至今有20眼钻井，包括3眼参数井，6眼找矿钻井和11眼勘查井。15眼钻井开采量具有工业价值。

上涅楚斯克矿是一个同名的陆背斜构造，在涅普斯克拱形中部文德-寒武纪沉积层的地震勘探中探明。

矿床是多层构造。碳氢化合物积聚显示在基底风化壳，涅普斯克岩系（В₁₀～В₁₃层），乌索利斯克岩系的B₁层和达尼洛夫斯克岩系的碳酸盐岩层 B_3-4，B₅，B₁₂。早寒武世别利斯克岩系碳酸盐岩组成的赫里斯托佛罗夫斯克层开采出的流量不大。B层油藏类型是岩性构造型和构造型，B层是岩性型。

物探资料和深部钻井的结果显示近东西向的莫经斯克-棱斯克断层把矿床分为两个大的地块：北部和具微小断层的中部。石油天然气主要的藏量局限在岩层下陆源岩层的В₁₀和В₁₃的砂岩岩层。

B₁，B_3-4，B₅，B₁₂层矿床的特点是岩石微弱的渗透性，孔隙度是7%～12%，储油层渗透率是8×10^-3～12×10^-3 μm²。尚未探明全部储量。凝析气矿床在B₁层。看来最有前景的是普列奥布拉任斯克隆起区域内的B_3-4和B₁₂ 层，层间温度是16 ℃。

B₁₀层矿床是凝析气矿床（图7.6）。油藏类型是地块断层边界的层状构造岩性油藏。储层厚度为8～16 m。范围内分为两个砂岩层，上面被厚度为6～8 m的泥岩层封闭。下层含油气更多，尽管东部以及上层都显示是碳氢化合物矿床。也不排除在矿床两侧的其他区域也能形成绝缘的流体动力系统。在已经探明含碳氢化合物的区域，各层有效孔隙度是14%～16%，少数是20%，渗透率是10×10^-3 μm²。

图7.6 上涅楚斯克矿В₁₀盖层构造图

综上所述，矿床被分割为独立的地块，彼此之间由近东西向的莫经斯克-棱斯克断层隔开。断层控制着储油层形成前暗色岩床的地表出露。暗色岩和类暗色岩的变化把相邻的地块隔断开来，保证了它们的动力自给。北部地块矿床油气层高度为65～70 m。中部地块是凝析气石油矿。矿床高度是25～30 m。暂时未经证实的大致呈经向的构造屏障图尚在制作之中，预测中的是一个近经向断层（图7.7）。

图7.7 I-I线上涅楚斯克矿地质剖面

该断层把矿床分为油气接触面不同的两个产油气地块（图7.7）。

В₁₃ 层矿床是天然气凝析气石油矿。同В₁₀层矿床一样局限在涅普斯克隆起（图7.8）的上涅楚斯克陆背斜地层，其基底岩层埋藏在结晶表层或者结晶基底的风化壳。基底层由陆成岩叠加而成：灰色和褐灰色砂岩、粉砂岩和泥岩。渗透空间（储油层）孔隙度为12%～16%，渗透率为10×10^-3～90×10^-3 μm²。起封闭作用的是下涅普斯克亚组的上层泥岩，最大厚度是15m。往西北方向厚度逐渐减薄，直至完全尖灭。在矿床的这一区域，动力绝缘层В₁₀ 和 В₁₃缺失。在东部地块，天然气矿床属于В₁₀层，石油属于В₁₃层，下面有水支撑。石油矿床呈狭窄带状沿构造断裂带延伸（图7.8，图7.9）。

图7.8 II-II线上涅楚斯克矿地质剖面

风化壳矿床是石油矿床，是中部地块的特点。对风化壳储油层的研究尚处于薄弱阶段。它的有效孔隙度为8%～14%，渗透率达100×10 ^-3 μm²。风化壳在很长的延伸区域直接与油气层B₁₃层接触。流体动力条件在风化壳和基底层是很相似的。根据钻井资料，在涅普斯克隆起基底抬升最高的区域，风化壳厚度不大。对该矿床的研究仍在继续。

图7.9 上涅楚斯克矿层В₁₃盖层构造图

在转入涅普斯克-博图奥宾斯克矿床特点之前，我们对文德和早寒武世分支地层的碳氢化合物层作一简单概括，这些地层的名称在涅普斯克-博图奥宾斯克矿床都已明确。

文德剖面是碳酸盐岩-陆成岩。油气层（从下往上）：维留昌斯克、塔拉赫斯克、乌拉航斯克、哈马经斯克、哈雷斯坦斯克、博图奥宾斯克（Ануприенко，1989；Тектоника，2001；Трофимук，1994）。

文德-下寒武统剖面是卤化物-碳酸盐岩。油气层（从下往上）：塔尔格斯比茨克（油气地段）、尤利娅赫斯克、奥星斯克层。

维留昌斯克层属于别经青斯克和霍洛诺赫斯克组的基底层。沉积层向结晶基底狭窄的沟壁生成（古断层）延伸。这样的古地堑在塔拉康斯克矿被确认。维留昌斯克层由石英砂岩与砾岩、粉砂岩和泥岩的夹层叠加而成。在垂直方向和横向方向储油层不具备过滤容纳特性。各层厚度在0～150 m之间变化。

塔拉赫斯克层被确定在一个同名岩系的涅普斯克-佩列都伊斯克隆起。由粒状，往往是粗粒状分选差的砂和粘土质胶结物组成，厚度达75 m。在横向上储油层不具备过滤容纳特性。

乌拉航斯克层直接埋藏在博图奥宾斯克下面，被泥岩冲刷层分割开来，直接埋藏在结晶基底层上，厚度为10～11 m。由石英砂岩叠加而成。胶结物是碳酸盐岩、硬石膏、粘土质。过滤容纳性能良好。

哈马经斯克层属于涅普斯克-佩列都伊斯克隆起区域的下帕尔申斯克亚组，厚度达40m。由砂岩与粉砂岩和泥岩的夹层叠加而成。具有成分过滤容纳性能的储油层呈扁豆状，厚度达10m。

哈雷斯坦斯克层属于维留昌斯克背斜层内一个同名的岩系。厚度达30m。这里与穿透性差的岩石同时存在的有砂岩，具有良好的过滤容纳性能。

博图奥宾斯克层属于下比克斯克亚组，由米尔宁斯克凸起到塔拉康斯尔克平台展开。最大厚度出现在中博图奥宾斯尔克矿。矿层由石英砂岩叠加而成。储集容纳性能很好，但是往普列特帕托莫斯克凹陷方向逐渐变小。

塔尔格斯比茨克产油地段在维留昌斯克背斜层和米尔宁斯克凸起中部，基底是文德-早寒武世卤化物-碳酸盐岩剖面。以裂隙型和孔洞型白云岩、石灰白云岩和石灰岩为主。没有达到工业开采的产量，但是有天然气流和很高的吸附液体，证明储油层的穿透性能很高。储油层不具备过滤容纳性能。

尤利娅赫斯克层属于一个同名岩系的上部，包括3个产油气层10-I，10-II，10-III。分布在维留昌斯克背斜层和背斜层与米尔宁斯克凸起的结合部。由多孔、孔洞、裂隙型的白云岩和白云质灰岩叠加而成。储油层不具备过滤容纳性能。

奥星斯克层广泛分布在寒武纪比利尔斯克组，厚度在25～80m之间。由白云质灰岩和藻白云岩、各类微蛇纹岩叠加而成，孔隙度为20%。但整体来说，储油层过滤容纳性能在水平方向和垂直方向上都不具备。

中博图奥宾斯克油气凝析矿属于中东北走向的博图奥宾斯克短背斜层，位于雅库特的米尔宁斯克凸起的抬升部分。短背斜层的开阔的平缓拱形范围是80 km×75 km，其中的断层结构把构造带分为一组地块，断距在垂直方向达30 m。工业油流来自乌拉航斯克、博图奥宾斯克（二者都是陆成岩）和奥星斯克（碳酸盐岩）。奥星斯克凝析气矿床埋藏在 1450～1550 m深处，是早寒武世含盐盖层的白云岩和石灰岩。在奥星斯克层有两个产油气层10-I和10-II。

主要矿床是博图奥宾斯克层的石英砂岩（图7.10，图7.11）。共打钻井86眼。砂岩和灰色、浅灰色同质与很少的粉砂岩和泥岩的夹层未起到区域隔离的作用。构造拱形部分产油气层最大厚度达33 m。

图7.10 中博图奥宾斯克和塔斯-尤利娅赫斯克矿В₅层盖层构造图

储油层有效孔隙度是12%～19%，绝对渗透率达2.5 μm²。矿床类型是层状、拱形构造屏障及白云质硬石膏封闭层。埋藏深度为1875～1925 m。天然气矿床80%的区域底层都有石油，同时本身也被矿化水支撑。

图7.11 中博图奥宾斯克矿地质平面图

层间压力是 14.0～14.4 Mpa，低于静水压力。温度是+12 ℃。

石油产出量是 12～15 m³/s到100～130 m³/s。天然气产出量 30～700 000 m³/s。储油层油气层厚度不固定，某些构造地块还研究得不够充分。很多层不存在具工业开采价值的石油和天然气，石油天然气出现本身具有一定意义，包括西伯利亚暗色岩裂隙型矿体。

塔斯-尤利娅赫斯克气矿床（Tектоника，2001）局限在一个同名的短背斜层，与中博图奥宾斯克短背斜相接，它们之间的界限不很明显，目前这方面的研究很薄弱。这两个矿主体之间的距离超过10 km。短背斜往东北方向延伸，其间被巨大的断层分为10个地段（图7.12）。根据地震反应层显示，短背斜的范围是38 km×23 km，幅宽是40 m。主油气层与中博图奥宾斯克相同。油气层的厚度从构造层（最初几米之内）北部往南逐渐增厚至39 m。储油层参数：有效孔隙度达19%，气体渗透率达2.29μm²，层间压力是 14 Mpa，层温度是8～11 ℃。矿床类型是层状、拱形（I 和 II地块），岩性构造屏障沿地段边缘往下是泥岩封闭层，往上是白云岩。在下层埋藏的是塔拉赫斯克和上层沉积的奥星斯克层，其中发现了小型天然气流。

一、地壳分层结构

沙雅-巴音布鲁克-克拉玛依-布尔津深地震宽角反射/折射测深剖面近垂直横穿塔里木北缘天山褶皱带、准噶尔地块以及阿尔泰隆起区南缘几个重要大地构造单元和分界线,沿剖面地壳结构变化较大。 这些结构上的差异反映了不同构造单元的特征差异,也反映了它们在地质史上的活动特征和动力学过程。 图5-1给出了测线的位置,炮点的位置和研究地区的构造概况。

从各炮点的一维速度-深度模型(图5-42)和二维地壳结构剖面(图5-43a,b),可以发现该区地壳的分层结构性质以及不同的构造单元之间结构上的差异。 该区地壳纵向以C₃界面为标志分为上部地壳和下部地壳。 上部地壳的厚度为32～35km,沿剖面变化不大,在塔里木与天山的接触带附近有增厚的趋势,约为37km左右。 天山下不能有效识别出明显的C₃界面,显示出下地壳在塔里木地块和准噶尔地块向天山下方挤压插入时遭受变形的迹象。 除结晶基底外,上地壳还有C₁和C₂两个反射界面,它们分别以反射震相P₁和P₂为标志。

图5-42 探测剖面一维速度深度模型图

根据P_g震相,利用不同的方法,如时间项方法、有限差分反演方法和界面与速度联合反演,所得到的沿剖面基底结构的变化趋势是一致的(图5-44a,b,c),剖面北端阿尔泰隆起区结晶基底最浅,0.4～1.5km,从布尔津开始,向南进入准噶尔盆地后基底逐渐加深,基底深度变化的位置与额尔齐斯断裂一致表明该断裂切割到基底。 乌尔禾、克拉玛依一带基底深度为4km左右,克拉玛依向南急剧加深。 基底最深处发生在北天山与准噶尔接触带奎屯附近,达10～12km深,形成明显的天山山前断陷。 进入北天山后,结晶基底陡然变浅,其深度为2～4km,基底深度陡变发生在依连哈比尔尕山山前,显示出明显的基底断裂存在,与博罗科努-阿其克库都克断裂一致。 天山内部结晶基底呈起伏变化,那拉提附近变化明显。 向南经库尔勒断裂后,结晶基底又陡然加深至6～8km,形成库车山前坳陷。

C₁界面深度为13～18km,沿剖面变化缓和,准噶尔盆地内C₁界面深度为15km左右。 向北在600桩号,乌尔禾至黑山头间,稍微隆起后渐渐加深,经过额尔齐斯断裂进入阿尔泰隆起区后深至18km左右。 自准噶尔盆地向南C₁界面平缓,天山下未见加深反而略有隆起,深度为13km左右。 过库尔勒断裂进入库车山前坳陷后缓慢加深至15km左右。 C₂界面沿剖面变化较C₁界面明显。 准噶尔盆地内其深度约为23km,相对平缓。 向北在600桩号,乌尔禾与黑山头间,略为隆起,通过额尔齐斯断裂进入阿尔泰褶皱系后渐渐加深至29km左右。 向南进入天山后,C₂界面被地壳深断裂分割。 以那拉提断裂为界,北侧其深度为26～27km,南侧抬升至20km深度左右。 过库尔勒断裂进入库车山前坳陷后又逐渐加深至25km左右。

图5-43 阿尔泰-天山探测剖面二维地壳结构图

沿剖面不同构造单元之间地壳厚度变化明显,主要是下地壳厚度变化引起的。 塔里木地块北缘的地壳厚度约为46km,向着天山下方迅速加厚,增至52 ～54km。 中天山下保留着50km左右厚的地壳,显示出最近一次挤压变形前天山下地壳厚度的特点。 准噶尔盆地地壳相对较薄,约为46～47km。 在与北天山的接触带上,地壳陡然加厚,迅速增至54～56 km,显出向北天山下插入的迹象。 由准噶尔盆地向阿尔泰褶皱区地壳缓慢增厚至55km左右。8～10km厚的壳幔过渡带发生在天山隆起区和阿尔泰褶皱区的南缘,在准噶尔盆地内没有发现明显的壳幔过渡带,反映了稳定地块和活动隆起区地壳结构上的差异。

图5-44(a) 探测剖面P_g波时间项结果图

图5-44(b) 有限差分反演得到的探测剖面结晶基底构造图

图5-44(c) 界面和速度联合反演得到的基底结构图

二、地壳速度结构

沿剖面壳内层间速度和地壳平均速度的变化,反映了不同构造单元间地壳结构和成分的差异。 图5-42、图5-43(a)给出了沿剖面各炮点不同方向P_m走时曲线反映出的地壳平均速度。 准噶尔地块的地壳平均速度为6.4～6.5km/s,其中部的地壳平均速度高达6.5～6.8km/s,显示出地壳相对较“硬”的性质。 天山地壳平均速度只有6.1km/s左右,考虑到天山的隆起,那么天山地壳平均速度偏低是显著的,反映了天山地壳相对“软”的特点。 阿尔泰隆起区地壳平均速度为6.3～6.4km/s。

结晶基底至C₁界面的地壳速度为6.0～6.2km/s。 但在天山下,这一层发育着低速层(体),速度低于6.0km/s,位于天山两侧,特别是南天山哈里克山-沙雅段,深8～12km处发育着5.7 ～5.9km/s的低速异常层,形态特征和所处位置提示了该低速异常层具有拆离带的滑脱性质,对应北天山依连哈比尔尕山—奎屯也有类似的构造,但形态规模较小。 天山中部地壳低速层的发育是导致天山地壳平均速度偏低的主要原因之一,它反映了天山地壳组成与塔里木地块和准噶尔地块的差异。 C₁界面和C₂界面间地壳速度为6.2～6.4km/s,天山下为6.0km/s～6.2km/s,准噶尔地块高达6.4～6.6km/s。 C₂界面和C₃界面间速度横向变化较大,在准噶尔地块内为6.7～6.8km/s,进入阿尔泰隆起区后为6.4～6.5km/s。 天山下不能识别明显的C₃界面,在对应的深度范围内为6.2～6.4km/s。 下部地壳的速度在准噶尔地块内为7.0～7.4km/s,阿尔泰隆起区为6.7～7.4km/s,天山为6.4～7.2km/s。 显示了中部地壳、下地壳准噶尔地块与两侧,特别是天山隆起区地壳介质性质的巨大差异。 天山下,上地幔顶部60 ～68km深度范围内存在着一个特殊的低速度区,速度值为6.8～7.2km/s。它在解释天山形成的动力学过程方面有特殊重要的意义。

三、上部地壳Q值结构和波速比

图5-45给出了根据P_g震相,利用WKBJ方法反演得到的沿剖面上地壳Q值分布。 从图中可以看出,天山下上部地壳的Q值也明显低于准噶尔地块和塔里木地块北缘,它从另一个角度也反映了天山地壳较之塔里木地块地壳和准噶尔地块地壳相对“软”的特征。

图5-46给出了根据S波资料得到的沿剖面波速比的分布。 一个明显的特点是天山下地壳波速比Vp/Vs显著高于塔里木地块和准噶尔地块。 考虑到前面所述天山下P波速度低于塔里木和准噶尔地块的事实,那么天山下高的Vp/Vs,进一步说明了这一地区地壳相对“软”的特征。

四、主要地壳深断裂

从图5-43(a)可以看出,沿剖面在不同构造单元的接触带上存在着明显的地壳深断裂,它与浅部断裂一起形成了由浅至深复杂的组合关系,它们控制了这些重要构造单位间的接触和运动方式。

图5-45 探测剖面上地壳Q值结构图

图5-46 探测剖面二维波速比及泊松比剖面

1)库尔勒地壳深断裂。 在塔里木与天山的接触带库尔勒断裂附近,剖面桩号110～120处,地壳结构变化明显。 两侧地壳主要界面活动显著,速度结构差异明显,存在着地壳深断裂。 它延伸到下地壳,直至莫霍面并有继续向下延伸的迹象。

2)那拉提-尼勒克地壳深断裂。 在剖面桩号250左右,天山内部,C₂界面以下地壳界面错断明显,莫霍面变化,两侧速度结构差异明显,显示出存在地壳深断裂迹象。 它与浅部那拉提断裂、尼勒克断裂一起构成在这个范图内复杂的深浅断裂组合关系。

3)博罗科努-阿其克库都克地壳深断裂。 这也是一条主要的准噶尔地块与天山接触带地壳深断裂,位于剖面桩号320 ～350之间。 壳内界面深度陡变或错断明显,向下延伸到莫霍面甚至更深,是地壳速度变化的一个分界。 其北侧地壳速度较高,南侧明显偏低。 地壳厚度两侧变化明显,北侧约为47km,南侧陡然加深至55km左右。 图5-47是P_m震相的射线方程偏移结果。 从偏移的结果看这条地壳深断裂也是明显的。

图5-47 P_m震相射线方程偏移图

4)额尔齐斯地壳深断裂。 位于剖面桩号720～750之间。 两侧地壳界面和地壳速度变化比较明显。 在图5-47上也有明显显示。

乌尔禾地壳深断裂。 剖面桩号610左右也存在着一个地壳结构变化明显的带,从图5-48上也可以看出莫霍面在这里发生了突然的变化。

五、天山地壳动力学意义

综上所述,天山地壳平均速度偏低,中部地壳分布着低速度值,Vp/Vs值高以及上部地壳Q值偏低都表明了天山地壳相对较“软”。 它被“挟持”在两个地壳较“硬”的塔里木地块和准噶尔地块之间。 天山下特殊的P_m’反射震相所代表的界面位于天山下65-68km深度范围内。 在60～68km深度区间内出现的天山上地幔顶部局部低速(6.8～7.2km/s)异常体,与围岩形成的1km/s的速度差,同下地壳、壳幔过渡带速度值相近。 它可以被解释为在印度板块向北推挤的作用下,塔里木地块向北挤压并插入天山下,而其北缘又受到较“硬”的准噶尔地块的阻挡而形成的“痕迹”。 从由P_m和P_m’震相的走时和平均速度所构制的莫霍面以及P_m’反射面形态图(图5-48)上可以清楚地看到塔里木地块插入天山下的迹象。这种碰撞插入至少在下地壳范围内就存在。 天山明显的壳幔过渡带的存在和C₃界面的缺失,也暗示了在这种动力过程下,天山下部地壳遭受的变形。 它导致了地壳缩短,天山隆起,同时塔里木地块和准噶尔地块下地壳的物质被带入天山下,形成天山下特殊的“双下地壳”结构。 图5-49给出了这样一个动力过程的示意图。 为了从重力的角度说明这一模型的合理性,从图5-49的模型出发计算它的布格重力异常响应,并与观测结果相比较。 可以发现除北部地区由于模型分块数量的限制难以反映出细节外,基本走势是一致的,尤其是与天山附近的地壳结构符合得很好(图5-50)。

图5-48 Pm和Pm′反射界面形态

图5-49 天山地壳动力学模型图

图5-50 探测剖面密度结构示意图