东准噶尔地区系准噶尔盆地以东、额尔齐斯-玛因额博断裂带以南、卡拉麦里山南麓北北西走向的逆冲断裂以北的地区(聂晓勇等,2007),位于哈萨克斯坦-准噶尔板块与西伯利亚板块缝合带南侧,准噶尔东北缘古生代陆缘活动带(何国琦等,2004),夹持在阿尔泰山脉和天山山脉之间,是横贯亚洲大陆的中亚古生代造山带的一部分(肖序常等,1992)。在地理位置上,包括了北塔山、卡拉麦里及将军戈壁北部地区。该区属于天山蒙古褶皱系一级大地构造单元内,根据构造层、岩性建造和其所处的部位,将其划分为三个二级构造单元,即:东准噶尔褶皱带、卡拉麦里过渡带和准噶尔坳陷区(图2-1)。
图2-1 东准噶尔大地构造背景图
Ⅱ1—东准噶尔褶皱带;Ⅱ2—卡拉麦里过渡带;Ⅱ3—准噶尔坳陷区;Ⅱ3-1—将军戈壁坳陷;Ⅲ1-1—哈萨坟背斜;Ⅲ1-2—阿尔曼-北塔山复向斜;Ⅳ1-1—托让格库都克褶皱束;Ⅳ1-2—平顶山-萨惹什克褶皱束;Ⅳ1-3—清水-南明水褶皱束
一、东准噶尔褶皱带
该褶皱带主要由哈萨坟复背斜与阿尔曼太-北塔山复向斜组成。
(一)哈萨坟复背斜
位于区域北中部,北以喀斯开尔索克坎大断裂与阿尔曼太-北塔山复向斜为界;南以卡拉麦里深断裂与卡拉麦里过渡带分开。哈萨坟复背斜以志留纪地层组成其核部,轴线沿290°~310°方向延伸。区内所见其南翼主要由托让格库都克褶皱束、平顶山-萨惹什克褶皱束和清水-南明水褶皱束三个四级构造单元组成。其特点如下。
1.托让格库都克褶皱束
主要见于L-46-X XI图幅,区内仅在库布苏至库普占其一部分,南以库普大断层与平顶山-萨惹什克褶皱束分开。
褶皱束主要由志留纪硅质页岩建造构成紧密线状复式背斜轴,两侧均为大断层所切断,并被华力西中期花岗岩破坏,呈一楔形出现。其中见有库布苏向斜和库普背斜两个五级构造单元。
(1)库布苏向斜
位于库布苏北侧,为志留纪硅质板岩及千枚岩构成的紧密线状向斜。向斜轴沿300°方向延伸,延长约5km。向斜南翼为库普大断裂切断,仅存一小部分,两翼倾角在75°~80°之间。
(2)库普背斜
位于库普东侧,由志留纪硅质板岩、千枚岩、千枚岩化粉砂岩及中性晶屑-岩屑凝灰岩构成紧密线状背斜,背斜轴沿290°~300°方向延伸,延长约3~5km。两翼倾角70°~86°。背斜南翼被库普大断裂切断。从整体看,北翼呈一似单斜状产出,其中亦见不大的同层小褶曲出现。
2.平顶山-萨惹什克褶皱束
在区域北西部,该褶皱束主要出露于平顶山、清水一带,其南侧以清水-苏吉泉大断层为界,与清水-南明水褶断束隔开。该褶皱束由单一褶皱的中泥盆统亚构造层组成,包括中泥盆统的北塔山组及平顶山组的一整套中-基性火山岩及火山碎屑岩。构造线方向由东至西,由北西向逐渐转为北西西向。褶皱紧密,加之断层纵横切割,而使构造复杂化。大型的花岗岩基主要出露在此褶皱束之核部。
在区域北东部,该褶皱束位于库普大断层以南,清水-苏吉泉大断层以北的带状地段内。主要由中泥盆世火山碎屑岩建造组成。在构造上形成一复式背斜但多被华力西中期花岗岩侵入所破坏。五级构造单元仅可见奥塔乌开给什西背斜、贝勒库都克向斜和巴勒巴尕依向斜。其特点如下。
(1)奥塔乌开给什西背斜
位于奥塔乌开给什西侧为中泥盆世火山碎屑岩建造组成的复式背斜。轴线沿300°方向延伸,延长约5km。两翼倾角50°~75°,具北缓南陡的特点。
(2)贝勒库都克向斜
位于贝勒库都克西侧,由中泥盆世火山碎屑岩组成。轴线沿290°方向延伸,延长约8km。两翼倾角70°~80°。
(3)巴勒巴尕依向斜
位于巴勒巴尕依山南侧,由中泥盆世火山碎屑岩组成,长约12km。两端为华力西中期花岗岩占据。两翼倾角70°~85°。
3.清水-南明水褶皱束
位于卡拉麦里深断裂与清水-苏吉泉大断裂之间的狭长地带内,由早石炭世碎屑岩建造及火山碎屑岩建造构成的一系列紧密线性褶皱组成,由于两侧深断裂及大断裂的作用及次一级断层的影响,该带岩石多已蚀变破碎,实际上是一个破碎带。破碎带给侵入岩的贯入和赋存创造了有利条件。因此沿该带有大量的超基性岩脉、岩株分布。其次一级构造单元为南明水向斜。
南明水向斜 为一紧密线状的复式向斜。轴线沿300°~310°方向延伸,长约85km,宽约6~10km。向西被清水-苏吉泉大断层切断,向东延至中生代地层。两翼倾角55°~82°。
(二)阿尔曼太-北塔山复向斜
位于区域北部,包括阿尔曼太-北塔山一线,区内仅见复向斜东南端的一部分,主要为北塔山褶皱束。褶皱束主要由华力西第一亚构造层火山碎屑岩建造、火山岩建造及第二亚构造层碎屑岩建造和第三亚构造层火山岩建造组成,呈一复式向斜产出,轴部主要由中石炭世巴塔玛依内山组(C2b)中性或中基性火山岩夹碎屑岩组成。轴线沿300°~310°方向延伸。由于断层的破坏,区内所见主要为复式向斜的南翼。
所见五级构造单元有:夏哈铁向斜、小松树沟背斜和阿勒铁诺巴向斜。其特征如下。
(1)夏哈铁向斜
位于北塔山夏哈铁北侧,主要由中石炭世中性火山岩组成。向斜为一较平缓的向斜,轴线沿320°方向延伸,倾向北西。两翼倾角40°~60°。向斜向东南至小松树沟一带,轴心见中石炭统双井子组碎屑岩出露,并发生倒转。
(2)小松树沟背斜
位于小松树沟下游近国境线处,由早石炭世含碳质碎屑岩组成,为一紧密线状高角度褶皱。两翼倾角66°~82°。轴线沿300°~305°方向延伸,长约6km,宽2km。向北西被断层切断,向南西延出国境。
(3)阿勒铁诺巴向斜
位于北塔山阿勒铁诺巴至夏哈铁以南,主要由中泥盆世火山碎屑岩组成。由于断层破坏北翼仅见一小部分,呈一似单斜出现。向斜轴沿290°~295°方向延伸,长约30km,宽4~10km。两翼倾角65°~85°不等。
二、中部卡拉麦里过渡带
位于卡拉麦里山之南坡,白碱沟及克孜勒乔克一带,向东延伸至巴塔玛依内山及双井子一带,向西延伸至中生代地层覆盖,其北以卡拉麦里深断裂与东准噶尔褶皱带分界,南与准噶尔坳陷区毗邻。
该过渡带在中石炭世时,沉积了一套浅海相至滨海相的硬砂质长石砂岩建造;晚泥盆世初下降,接受滨海相的沉积;晚泥盆世末,由于受华力西早期造山运动(相当于柳江运动)的影响,发生了区域性的褶皱隆起;在早石炭世初期,该区开始了较强烈的下降,并伴随有广泛性的海底火山喷发活动,沉积了海相火山岩及火山碎屑岩建造;早石炭世之后由于受构造运动的影响,该带普遍上升;在中石炭世时则为大面积的裂隙式陆相火山喷发,使巴塔玛依内山组中酸性火山岩普遍超覆在松喀尔苏组及泥盆系之上。此后地壳一直较稳定的上升,仅在海盆的边缘地带沉积了近地台型的中石炭世海相灰岩(主要为生物碎屑灰岩)。中石炭世末由于构造运动(相当于昆明运动)的影响,地壳隆起,并伴随有轻微的褶皱,海水退出该带,接受剥蚀。到二叠纪时在山间凹地内,有湖相沉积。该带虽受多期次构造运动的影响,但其活动幅度较小。
三、南部准噶尔坳陷区
该坳陷区位于区域之南部,其北界大致以二叠系及中生界与下伏地层之不整合为界,由东向西呈近东西向至北西向延伸。根据新疆石油管理局资料证实,该坳陷是以石炭纪火山岩为基底而发展起来的二叠纪至中生代坳陷,其盖层由二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及古近-新近系组成。在二叠纪、三叠纪时期属于山前凹陷性质,地壳沉降幅度及速度均较大,故在此时期堆积了属内陆湖相的类磨拉石建造,侏罗纪时为湖相、沼泽相含煤建造,白垩纪—新近纪时则为红色建造。
该坳陷受印支、燕山及喜马拉雅等多次构造运动影响,使各时代地层均有不同程度的褶皱。一段表现为较为平缓的鼻状背斜及开阔的向斜,褶皱形态常受基底构造的控制,表现在各构造层的褶皱轴线均较吻合。在北缘常由于基底断层的复活,而引起盖层倒转或被断层切割。