塔里木盆地是大型封閉性山間盆地,地質(zhì)構(gòu)造上是周圍被許多深大斷裂所限制的穩(wěn)定地塊。地塊基底為古老結(jié)晶巖,基底上有厚約千米的古生代和元古代沉積覆蓋層,上有較薄的中生代和新生代沉積層,第四紀(jì)沉積物的面積很大。
構(gòu)造上的塔里木盆地地塊和地貌上的塔里木平原,范圍并不一致。拗陷內(nèi)有巨厚的中生代和新生代陸相沉積,最大厚度達(dá)萬米,是良好含水層。盆地呈不規(guī)則菱形,四周為高山圍繞。盆地地勢(shì)西高東低,微向北傾。舊羅布泊湖面高程780米,盆地最低點(diǎn)塔里木河位置偏于盆地北緣,水向東流。
盆地沿天山南麓和昆侖山北麓,主要是棕色荒漠土、龜裂性土和殘余鹽土,昆侖山和阿爾金山北麓則以石膏鹽盤棕色荒漠土為主。沿塔里木河和大河下游兩岸的沖積平原上,主要是草甸土和胡楊林土(土壤學(xué)上亦稱吐喀依土)。草甸土分布廣,輪臺(tái)至尉犁間河道兩側(cè)最為集中。胡楊林土發(fā)育于茂密成蔭的胡楊林下,特點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)含量多(1%~2%以上),鹽分含量不高。草甸土和胡楊林土為農(nóng)墾主要對(duì)象。由此引起森林破壞,對(duì)環(huán)境保護(hù)不利,值得重視。
盆地地勢(shì)西高東低,微向北傾,舊羅布泊湖面高程780米,是盆地最低點(diǎn)。塔里木河位置偏于盆地北緣,水向東流。
盆地地貌呈環(huán)狀分布,邊緣是與山地連接的礫石戈壁,中心是遼闊沙漠,邊緣和沙漠間是沖積扇和沖積平原,并有綠洲分布。塔里木河以南是塔克拉瑪干沙漠,面積33.7萬平方千米,占新疆面積20%,占中國沙漠和戈壁總面積26%(如單指沙漠則占43%),是中國最大沙漠,也為居世界第2位的流動(dòng)沙漠。個(gè)體沙丘每年約南移50~60米,流動(dòng)沙丘面積占85%,沙丘形狀復(fù)雜,有金字塔形、穹狀、魚鱗狀、復(fù)合型沙丘鏈、復(fù)合型沙壟等多種形態(tài)。
世界第一大內(nèi)陸盆地,位于新疆維吾爾自治區(qū)南部,西起帕米爾高原東麓,東到羅布泊洼地,北至天山山脈南麓,南至昆侖山脈北麓,大致在北緯37°-42°的暖溫帶范圍內(nèi)。
塔里木盆地屬于暖溫帶氣候,太陽年總輻射量達(dá)575~627千焦耳/平方厘米。年日照時(shí)數(shù)北部約3 000小時(shí),南部不到3 000小時(shí),多風(fēng)沙和浮塵天氣。年均溫9~11℃,南部略高于北部。大陸性由西向東加強(qiáng),冬季東部比西部冷,1月均溫,若羌比和田低3.2℃,比喀什低2.4℃。冬季均溫低于-20℃的寒凍日僅1~2天。7月均溫25~27℃。10℃以上活動(dòng)積溫超過4000℃,南部高于北部;其持續(xù)期南部200天,北部190多天;積溫年際變化大。無霜期超過200天,北部200~210天,南部大多達(dá)220天,氣溫年均日較差14~16℃,最大日較差25℃。
自然災(zāi)害主要是風(fēng)沙和干熱風(fēng):①風(fēng)沙危害。8級(jí)以上的大風(fēng)(風(fēng)速大于17米/秒),一年超過20天的只有若羌、喀什、庫爾勒。但盆地邊緣植被覆蓋度僅10%,沙漠中心基本無植被,而風(fēng)速每秒5米即起沙,故南部沙暴天氣年達(dá)30~40天。以東北風(fēng)和西北風(fēng)為主,盆地邊緣沙丘南移現(xiàn)象嚴(yán)重。②干熱風(fēng)。重害地區(qū)為盆地東部,每年10~20天;盆地其他地區(qū)出現(xiàn)次數(shù)較少。
盆地水分主要來自西風(fēng)氣流,從中亞越過天山南脈河谷(如克孜河谷)或從準(zhǔn)噶爾盆地越過天山埡口(如哈密、烏魯木齊)進(jìn)入盆地。盆地降水稀少,盆地西緣的烏什為85毫米,阿克蘇57毫米;北緣的庫車63毫米,庫爾勒52毫米;南緣從西向東,阿圖什78毫米,喀什65毫米,和田35毫米,若羌17毫米,盆地本身無法形成徑流,但周圍山區(qū)年降水量達(dá)200~400毫米,可匯成河流到達(dá)盆地。較大河流有南部的葉爾羌、克孜勒、蓋孜、和田、克里雅、車爾臣(且末)等河,北部的阿克蘇、臺(tái)蘭、渭干、庫車及開都(下游稱孔雀)等河。自然狀態(tài)下,上述河流能匯納到塔里木河;在大量引水灌溉情況下,現(xiàn)有水匯入塔里木河的,只有阿克蘇、和田、葉爾羌3條大河。從周圍山區(qū)流到盆地的年徑流量約370億立方米,東經(jīng)84°以東面積占45%,產(chǎn)生年徑流量18%,加上塔里木河向東輸送的水量32億立方米,實(shí)占26%;西部面積占55%,產(chǎn)生年徑流量82%,減去向東輸送部分,實(shí)占74%。
盆地東部的羅布泊是塔里木河終點(diǎn),過去被稱為游移湖,實(shí)際上湖本身并不游移。
塔里木盆地是一個(gè)典型的長(zhǎng)期演化的大型疊合復(fù)合盆地。它發(fā)育在太古代-早中元古代的結(jié)晶基底與變質(zhì)褶皺基底之上,震旦系構(gòu)成了盆地的第一套沉積蓋層。在震旦紀(jì)—第四紀(jì),塔里木盆地經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史。
在塔里木獲得最老同位素年齡的巖石和數(shù)據(jù)表明,塔里木盆地在中太古代甚至早太古代就已經(jīng)發(fā)生了來源于虧損地幔的偏堿性玄武巖漿的噴溢活動(dòng),巖漿的侵入形成了塔里木盆地原始的陸核。
早元古代是本地區(qū)地殼快速增長(zhǎng)的重要時(shí)期,也是由陸核發(fā)展成為陸塊的時(shí)期。早元古代興地期,廣泛而劇烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),使巖石產(chǎn)生強(qiáng)烈變形,最后使塔里木陸塊、柴達(dá)木陸塊和準(zhǔn)噶爾微陸塊聚合連成一片。
經(jīng)過中元古代末興地期克拉通化后,聚合在一起的塔里木陸塊重新裂離,并在陸塊內(nèi)部產(chǎn)生了裂陷。
晚元古代,“遠(yuǎn)古南天山洋”和“遠(yuǎn)古昆侖洋”閉合消亡,古塔里木板塊在經(jīng)歷太古宙陸核形成,早元古代穩(wěn)定陸塊增生發(fā)展和中—晚元古代構(gòu)造演化后終于逐漸成型。
震旦紀(jì)是塔里木盆地發(fā)展史上一個(gè)轉(zhuǎn)折時(shí)期。塔里木運(yùn)動(dòng)之后,統(tǒng)一的古塔里木板塊形成。震旦系作為塔里木板塊克拉通盆地的第一個(gè)沉積蓋層而覆蓋了塔里木盆地。
早震旦世,在塔里木板塊邊緣和內(nèi)部發(fā)育大陸裂谷盆地。他們與地幔上隆、地殼變薄和伸展有關(guān)。晚震旦世繼續(xù)拉張,在塔里木主體部位形成克拉通內(nèi)張盆地。沉降速率較早震旦世明顯降低。
寒武至奧陶紀(jì)塔里木板塊北部由于天山微陸塊繼續(xù)向北運(yùn)動(dòng)而進(jìn)一步擴(kuò)張,地幔物質(zhì)侵入形成洋殼。洋盆發(fā)展結(jié)果導(dǎo)致塔里木板塊北與哈薩克斯坦板塊分離,南與羌塘板塊相隔。寒武系—下奧陶統(tǒng)是盆地主要的生油巖之一。
奧陶紀(jì)末,由于塔里木大陸板塊大陸邊緣早古生代的“天山多島有限洋盆”和“庫地—奧依塔格洋盆”俯沖消減和微板塊的碰撞所產(chǎn)生的加里東中期運(yùn)動(dòng),對(duì)塔里木板塊及其邊緣的構(gòu)造演化具有重要的影響。這期運(yùn)動(dòng)可能是塔里木板塊南北邊緣化為主動(dòng)邊緣的反映。
志留紀(jì)開始,南天山洋由東向西逐漸閉合;泥盆紀(jì)末,塔里木板塊與哈薩克斯坦板塊碰撞拼貼;庫地洋于泥盆紀(jì)晚期閉合,中昆侖地塊拼貼到塔里木板塊之上。經(jīng)過這一時(shí)期一系列的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)之后,塔里木腹部形成了大型克拉通內(nèi)擠盆地,具有獨(dú)特的沉降史和構(gòu)造特征。
石炭—二疊紀(jì)是塔里木板塊由古全球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)體制新全球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)體制轉(zhuǎn)化的過渡時(shí)期,即由早古生代邊緣多中心不對(duì)稱擴(kuò)張、微陸塊與多島有限洋盆、弧后盆地間“手風(fēng)琴”式此張彼合運(yùn)動(dòng)、單向俯沖與軟碰撞關(guān)閉的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)體制向威爾遜旋回式的洋中脊大規(guī)模對(duì)稱擴(kuò)張、“傳送帶”式俯沖消減、溝弧盆體系同時(shí)發(fā)育的新全球板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)體制過度。
從三疊紀(jì)開始,塔里木進(jìn)入陸盆演化階段,主要受控于亞歐大陸南緣特提斯洋的周期性俯沖消減和閉合作用,同時(shí)與盆地基地核擠壓隆起或山系發(fā)展有關(guān)。
侏羅紀(jì)—古近紀(jì),塔里木盆地形成演化與歐亞大陸南緣的一系列碰撞時(shí)間有關(guān),如侏羅紀(jì)晚期的拉薩碰撞和白堊紀(jì)晚期的科希斯坦碰撞事件等。每一期碰撞都使圍限塔里木盆地山系和基底核擠壓隆起發(fā)生周期性復(fù)活,形成向盆地內(nèi)的擠壓逆沖構(gòu)造,在沖斷帶前緣發(fā)育前陸盆地。
新近紀(jì)—第四紀(jì),隨著印度板塊對(duì)歐亞板塊的俯沖與碰撞,及碰撞后印度板塊向歐亞板塊楔入所產(chǎn)生的遠(yuǎn)程效應(yīng)的影響,天山和昆侖山大幅度隆升推覆。碰撞后,印度板塊仍然繼續(xù)向北俯沖,西昆侖造山帶受強(qiáng)烈擠壓收縮和抬升,北部巖塊長(zhǎng)距離逆沖在塔里木盆地之上,加劇了塔里木板塊巖石的撓曲程度。
西昆侖山,天山褶皺強(qiáng)烈上升,并伴隨著走滑斷層系活動(dòng),盆地相對(duì)下降形成統(tǒng)一的由造山帶包圍的塔里木盆地。
“塔里木”,在維吾爾語中即河流匯集之意。舊時(shí)喀什噶爾河、渭干河等也匯入塔里木河,后因灌溉耗水過多,與塔里木河間已斷流。水源充足的山麓地帶已發(fā)展為灌溉綠洲,著名的有庫爾勒、庫車、阿克蘇、喀什、葉城、和田、于田等。塔里木盆地是中國最古老的內(nèi)陸產(chǎn)棉區(qū),光照條件好,熱量豐富,能滿足中、晚熟陸地棉和長(zhǎng)絨棉的需要。晝夜溫差大,有利于作物積累養(yǎng)分,又不利害蟲孳生,是中國優(yōu)質(zhì)棉種植的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)區(qū)。瓜果資源豐富,著名的有庫爾勒香梨、庫車白杏、阿圖什無花果、葉城石榴、和田紅葡萄等。木本油料的薄殼核桃種植也很普遍。和田的地毯編織和桑蠶都發(fā)達(dá)。
塔里木盆地是中國最大的含油氣沉積盆地。目前已探明油氣資源總量約為160億噸油當(dāng)量,被地質(zhì)學(xué)家稱為21世紀(jì)中國石油戰(zhàn)略接替地區(qū)。塔里木盆地油氣勘探始于1952年的中蘇石油股份公司,塔里木油田1989年建成投產(chǎn)后,逐漸成為中國西部的能源經(jīng)濟(jì)中心。原油產(chǎn)量不斷增長(zhǎng),天然氣產(chǎn)量也從2004年的約14億立方米猛增至2009年的181億立方米,成為“西氣東輸”工程的主力氣源之一。
截至2015年,可探明油氣資源總量168億噸,油氣探明率14.6%已發(fā)現(xiàn)和探明大型油氣田30多個(gè)年油氣產(chǎn)量當(dāng)量超2500萬噸,油氣產(chǎn)量當(dāng)量年均增長(zhǎng)百萬噸。
2015年9月14日,中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)塔里木盆地實(shí)際上蘊(yùn)藏著巨大的水資源,其蓄水量是北美洲五大湖總和的10倍。 ?
盆地地下水的補(bǔ)給主要來自河床、渠道及田間滲漏,地下水動(dòng)儲(chǔ)量為110~148億立方米;提高灌溉管理水平后,動(dòng)儲(chǔ)量還有70多億立方米。地下水的合理利用,對(duì)解決盆地春季缺水和保護(hù)生態(tài)環(huán)境都有一定意義。此外,盆地內(nèi)還有相當(dāng)數(shù)量的地下水靜儲(chǔ)量,尤其在新生代沉積深厚的拗陷帶內(nèi),如庫車拗陷、喀什一葉爾羌拗陷。弄清水資源的數(shù)量和質(zhì)量,適量開采,對(duì)增加水資源也有一定意義。