库车盆地沉降历史分析
图3-1库车陆内挠曲盆地沉降历史分析剖面位置图
地质历史分析最基本的数据是地层的年龄和厚度。地层年龄数据取自哈克等人(1992)、李永安(191)、郭亚斌等人(1992)的磁性地层年龄数据。由于没有准确的时间边界，作者在计算时选择时间单位边界作为单位。十三个点在盆地内从东到西、从南到北均匀选取。各点使用的地层厚度图见表3-2。根据上述原理，对所有点的地质历史进行分析，所有地质分析图由计算机程序绘制。
表3-2库车盆地实测地层厚度
根据计算的库车盆地沉降史图(图3-2)，中生代总沉降和构造沉降曲线总体形态相似，而新生代总沉降和构造沉降有明显差异。每一点计算出的地质历史图都有几个明显的挤压盆地所特有的凸形段，它们所代表的挠曲载荷是由不同时期地壳的缩短和推进所引起的逆冲席状载荷。自东向西(A-L点)的沉降历史图显示，构造沉降和总沉降速率较高的剖面为三叠纪、中侏罗世、早白垩世、中新世和上新世。所有曲线显示平缓剖面为早侏罗世、晚侏罗世、晚白垩世、古近纪和新近纪。由构造作用引起的快速构造沉降期为三叠纪、中侏罗世、早白垩世和新近纪中新世。所有曲线都表现出明显的平缓剖面，这与晚白垩世整个库车盆地大部分地区没有沉积作用有关，也可能反映了库车盆地与天山造山带平衡上升。早、中三叠世初期，库车盆地沉降速率较快，沉降速率高达376 m/Ma(基齐尔努尔沟)，之后逐渐减缓。因此，三叠纪库车盆地的沉降明显不同于典型的前陆盆地(Heller et al .，1986)，这可能反映了早三叠世天山造山带在库车盆地上的快速加载和堆积是由于造山带的构造载荷沿走滑断层和逆冲系统的位移而开始的。
图3-2库车陆内挠曲盆地不同剖面位置的沉降史
东西向不同点的地质历史图对比分析表明，库车盆地西部中生代沉降较快，东部沉降较慢。新生代东西部变化不明显。如东部的吐格明剖面三叠系为缓慢沉降阶段，整个侏罗纪为快速沉降阶段，白垩纪为平缓阶段。古近纪开始缓慢沉降，中新世开始加速沉降，上新世沉降速度最快(图3-2中的A)。因此，作者认为天山造山带的逆冲载荷在中生代由西向东移动，这可能是由于天山造山带存在右旋走滑断层，或者是造山带对库车盆地的强烈挤压从西部开始，然后向东移动。因为从西到东，早三叠世，库车盆地的沉降速率西部最大，从东到库车河逐渐减小，这与沉积相的变化是一致的。
库车盆地东西向各点的沉降历史图(图3-2中的A-L)在新生代的曲线段非常相似，没有像中生代那样由东向西的变化，反映出新生代的天山陆内造山带，至少在库车盆地北缘，是以整体南冲为主的。中生代走滑作用可能对构造载荷有较大影响，应与焉耆拉分盆地形成时间一致。据此可以认为，新生代天山隆升以逆冲和整体隆升为主，中生代以走滑断层和逆冲为主，与现代天山断裂构造分布相似。
根据库车盆地南北方向(从库车盆地到塔北隆起)不同点的沉降史分析，中生代库车盆地的沉降与前陆盆地相似(Kominz，Bond，1986)。新生代，随着天山造山带的隆升扩张，逆冲构造垫引起的构造载荷南移，库车盆地沉降中心明显南移，沉积速率也相应明显移动(表3-3)。沉积速率根据压实校正后的厚度计算。从克拉苏河库姆格勒姆背斜北翼(E点)到库卡1井(G点)，再到英买8井(M点)、7井(N点)和1井(O点)，下第三系沉降速率从17.4M/ma→8.94M/ma→29.52M/ma→19.2M/ma→13.68变化新生代库车盆地沉降中心明显移动，与地质研究一致，反映天山山前逆冲席向南扩张(Heller，Angevine，1988)。但是，笔者注意到一个明显的现象。新生代期间，库车盆地北缘构造沉降曲线变化不大，但英买8井、英买7井和英买1井的构造沉降速率变化非常明显。为什么？笔者认为，新生代天山造山带隆升扩张过程中，南天山山前的构造楔入(见下一章)降低了库车盆地北缘基底因构造载荷而产生的挠曲响应，相应地构造载荷向塔北隆起移动(详见第六章)，沉降中心也向塔北隆起移动。至少第四纪库车盆地的沉降中心在英买1井附近或稍偏南，这与地质推断是一致的。总之，自晚三叠世以来，库车盆地东西两侧的沉积速率变化曲线非常相似，表明库车盆地从晚三叠世开始就受到天山造山带的统一影响，东西差异不明显，南北差异明显，这清楚地反映了库车盆地沉降的控制因素来自天山造山带逆冲带的构造载荷。
表3-3库车盆地沉积速率表
根据剥离技术，对地层的测量厚度进行去压实和校正，并计算每个剖面的沉降速率(表3-3)。Schwab(1986)总结了各种古今沉积盆地沉积层序的平均堆积速率(单位m/1000a)(表3-4):克拉通盆地(如密歇根和威灵顿盆地)和正常克拉通陆架区(大陆或洋底)的堆积速率最低(1)。现代大陆坡-隆起区的古地槽(2)、大陆阶地(3)、高级地槽(4)相似，堆积速率略高(3 ~ 4倍)；前陆盆地(6)和典型外支地槽(7)的沉积物堆积速率比1 ~ 5盆地高5 ~ 30倍。在前陆盆地，复理石(8)和磨拉石(9)具有较高的聚集速率。海沟(10)、古拗拉槽和现代裂谷(12)与前陆盆地一样，具有较高的成藏速率。继承性盆地主要类似于乌干达大角盆地和波德盆地的晚期造山山间盆地，其堆积速度介于两者之间。库车盆地中生代平均成藏速度为44m/Ma，处于Schwab(1986)的下限。新生界平均成藏速度为341m/Ma，处于施瓦布上限。当然，计算值不考虑压实效应。如果考虑压实效应，数值会变大(见表3-3)，在沉降中心(英买力地区钻孔附近)达到700m/1000a以上，这是施瓦布(1986)复理石堆积速度的上限。如此高的沉积堆积速率反映了天山造山带的隆升必然非常强烈。
表3-4各类盆地的堆积速率表