塔里木盆地及周边地块的运动是该地区各部分运动的力源。不同地质历史时期,力源不尽相同,各区域的地质构造特征也不相同。区域地壳结构和受力状态,控制该区地壳形变特征。不同地质时期,应力场作用在地质体的构造面上,使地质体的形变态势、规模,在同一结构面上出现不同时期的力学性质的叠加。结构面力学性质的改变,对地下水循环条件和岩溶系统发育影响很大。在塔里木盆地构造应力场的演化具有多期次特征,随主应力方向的改变形成形式多样的构造变形特征(表2-5)。
表2-5 塔里木盆地构造应力场演化特征
在构造应力的作用下,地壳隆升、岩层褶皱、断裂,为岩溶的发育、演化奠定了基础条件。地壳隆升一方面使碳酸盐岩地块裸露地表或者碳酸盐岩地层上覆盖层剥蚀,碳酸盐岩地层处于开放的大气圈—水圈—岩石圈密切作用的岩溶系统,沉积的碳酸盐岩发生强烈的岩溶化;另一方面,地壳的升降控制水流循环运移和排泄基准面及岩溶发育的深度。地质构造对表层岩溶带发育亦有一定的影响,构造作用发育地段,岩石的构造裂隙一般均较发育,为降水向表层岩体中渗透提供了入渗通道。因此,构造发育地段,表层岩溶带岩溶化程度较高。
(一)构造演化决定了岩溶发育环境
塔北隆起及其阿克库勒凸起地区的构造演化,突出表现在加里东中期形成隆起雏形,期间产生了中奥陶世末、晚奥陶世、晚奥陶世末、志留纪末等多个活动阶段,构造运动主要以小幅度的升降为特征,沉积间断的上下地层形成平行不整合接触关系。海西期是阿克库勒凸起成型期,由于构造动力来自塔里木板块东北部及西北部的构造碰撞,晚泥盆世末、二叠纪末,区内构造活动强烈,以形成大型褶断构造、整体大幅升降、角度不整合为特征,是造成阿克库勒凸起大规模、强烈岩溶作用的构造期。印支期及期后的构造运动,对阿克库勒凸起的构造发展起到加强或定型作用,岩溶系统的改造处于埋藏条件之下。
(二)构造格局控制了岩溶分布
在岩溶系统中,褶断构造造成岩层张裂,利于水流循环和运移。当具有溶蚀能力的入渗水,通过水岩作用,溶质迁移,构造缝隙转变成溶蚀缝洞。自加里东运动晚期直至海西运动早期,昆仑洋及天山洋曾发生过多次开合运动,是塔河地区奥陶系褶皱、断层、裂隙的重要发育期。受SN方向的挤压应力影响,与褶皱轴向伴生的一系列NE、NNE向压扭性纵向断裂和裂隙强化,NW向张扭性断裂发生并错开上述纵断裂,同方向的NW向组横张缝广泛发育于本区中西部;近SN向组与近EW向组共轭剪切缝进一步发展并追踪发育近EW—NWW向压扭性主断裂;同时产生的短轴背斜,其轴向也多以NE向、NW向和近SN向为主。背斜轴部岩溶发育最强,洞穴规模大,风化壳的厚度也大;区内的大型岩溶系统都与该古岩溶发育条件有关。