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本论文在基于大量地震资料、钻井资料、野外资料和测试分析资料的基础上,以“动态、综合、整体”思想为指导,运用构造解析、盆山耦合等分析技术对中央古隆起形成演化过程、鄂尔多斯地区早古生代构造特征及其演化、沉积-古环境对构造演化的响应特征和深部动力学背景进行研究,取得以下认识:
中央古隆起主要形成于早古生代,其演化过程可分为五个阶段:第一阶段为早寒武世,受前寒武古构造影响,中央古隆起雏形显现;第二阶段为中、晚寒武世,中央古隆没有发生强烈隆升,中央古隆起范围内发育中上寒武统,在晚寒武世末期,中央古隆起有所隆升;第三阶段为早奥陶世,受寒武纪末期至早奥陶世怀远运动影响,早奥陶世中央古隆起隆升幅度较大,古隆起顶部无下奥陶统发育;第四阶段为中奥陶世,中央古隆起隆升强度下降,逐渐变为一水下隆起;第五阶段为晚奥陶世,受加里东运动影响,中央古隆起大规模隆升,下伏地层遭受剥蚀,仅在盆地西、南缘有上奥陶统发育,至此中央古隆起定型。
鄂尔多斯地区下古生界断裂发育,根据断裂的平面展布特征,可将断裂分为NE向、NW向、近SN向和近EW向四组。根据断裂的展布规模,可将断裂分为二级、三级、四级和五级断裂四个级别,二级、三级断裂对四级、五级断裂具有控制作用,断裂在平面上有羽状和帚状两种组合方式。鄂尔多斯地区西、南缘发育伸展构造样式、挤压构造样式和反转构造样式,构造样式空间分布具有“垂向分层”特征,与盆地演化阶段对应。伸展构造样式发育于中新元古界、寒武系和奥陶系下部,向上变形程度降低,挤压构造样式发育于上奥陶统中。基于最新资料,认为在鄂尔多斯地区怀远运动发育时限应从晚寒武世末开始显现,直至早奥陶世末,整个怀远运动分为两幕完成,第一幕为晚寒武世末,早奥陶世初,第二幕是早奥陶世末。
鄂尔多斯地区早古生代沉积序列形成受构造特征影响显著,中央古隆起形成演化对一些特征性的沉积建造发育也有影响。通过Sr/Cu和CIA指标分析了鄂尔多斯地区西、南缘早古生代古气候和风化程度特征及其对构造演化的响应,发现西、南缘早古生代大多数时期气候以湿温气候为主,但存在两个气候从湿温变为干热的极性变化阶段,分别是晚寒武世至早奥陶世,和中奥陶世至晚奥陶世,与盆地演化阶段相对应,推测是对怀远运动和加里东运动的响应。
鄂尔多斯地区早古生代动力学背景存在时空差异性,寒武纪—中奥陶世,南缘和西缘中、南段动力学背景主要受秦岭洋影响,构造环境为被动大陆边缘环境,西缘北段这一时期主要受北祁连洋影响,受北祁连洋开始双向俯冲的影响,阿拉善南缘及鄂尔多斯西缘北段构造属性主要表现为岛弧环境;晚奥陶世,南缘和西缘中、南段,秦岭洋已完全关闭,二郎坪弧后盆地正式形成,构造环境为主动大陆边缘环境,在西缘北段这一时期,从中祁连地块至阿拉善地块,发育典型的沟-弧-盆地体系,构造背景也为主动大陆边缘环境。
中央古隆起主要形成于早古生代,其演化过程可分为五个阶段:第一阶段为早寒武世,受前寒武古构造影响,中央古隆起雏形显现;第二阶段为中、晚寒武世,中央古隆没有发生强烈隆升,中央古隆起范围内发育中上寒武统,在晚寒武世末期,中央古隆起有所隆升;第三阶段为早奥陶世,受寒武纪末期至早奥陶世怀远运动影响,早奥陶世中央古隆起隆升幅度较大,古隆起顶部无下奥陶统发育;第四阶段为中奥陶世,中央古隆起隆升强度下降,逐渐变为一水下隆起;第五阶段为晚奥陶世,受加里东运动影响,中央古隆起大规模隆升,下伏地层遭受剥蚀,仅在盆地西、南缘有上奥陶统发育,至此中央古隆起定型。
鄂尔多斯地区下古生界断裂发育,根据断裂的平面展布特征,可将断裂分为NE向、NW向、近SN向和近EW向四组。根据断裂的展布规模,可将断裂分为二级、三级、四级和五级断裂四个级别,二级、三级断裂对四级、五级断裂具有控制作用,断裂在平面上有羽状和帚状两种组合方式。鄂尔多斯地区西、南缘发育伸展构造样式、挤压构造样式和反转构造样式,构造样式空间分布具有“垂向分层”特征,与盆地演化阶段对应。伸展构造样式发育于中新元古界、寒武系和奥陶系下部,向上变形程度降低,挤压构造样式发育于上奥陶统中。基于最新资料,认为在鄂尔多斯地区怀远运动发育时限应从晚寒武世末开始显现,直至早奥陶世末,整个怀远运动分为两幕完成,第一幕为晚寒武世末,早奥陶世初,第二幕是早奥陶世末。
鄂尔多斯地区早古生代沉积序列形成受构造特征影响显著,中央古隆起形成演化对一些特征性的沉积建造发育也有影响。通过Sr/Cu和CIA指标分析了鄂尔多斯地区西、南缘早古生代古气候和风化程度特征及其对构造演化的响应,发现西、南缘早古生代大多数时期气候以湿温气候为主,但存在两个气候从湿温变为干热的极性变化阶段,分别是晚寒武世至早奥陶世,和中奥陶世至晚奥陶世,与盆地演化阶段相对应,推测是对怀远运动和加里东运动的响应。
鄂尔多斯地区早古生代动力学背景存在时空差异性,寒武纪—中奥陶世,南缘和西缘中、南段动力学背景主要受秦岭洋影响,构造环境为被动大陆边缘环境,西缘北段这一时期主要受北祁连洋影响,受北祁连洋开始双向俯冲的影响,阿拉善南缘及鄂尔多斯西缘北段构造属性主要表现为岛弧环境;晚奥陶世,南缘和西缘中、南段,秦岭洋已完全关闭,二郎坪弧后盆地正式形成,构造环境为主动大陆边缘环境,在西缘北段这一时期,从中祁连地块至阿拉善地块,发育典型的沟-弧-盆地体系,构造背景也为主动大陆边缘环境。