開江梁平海槽長(zhǎng)興期古構(gòu)造格局特征及其地質(zhì)意義研究

胡望水，姚乾坤，肖傳桃,湯濟(jì)廣，曾 濤

蔡萬春 (中石油塔里木油田分公司，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

蔡萬春 (中石油塔里木油田分公司，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

環(huán)開江-梁平海槽周邊晚二疊世長(zhǎng)興期有多個(gè)大小不等的礁體存在，其沉積、發(fā)育過程是在該區(qū)長(zhǎng)興期區(qū)域地質(zhì)背景及海槽形成之后特殊的古構(gòu)造格局上發(fā)生的。為弄清古構(gòu)造對(duì)海槽2側(cè)礁體的形成所起的作用及2側(cè)礁體的發(fā)育特征，以海槽2側(cè)實(shí)際地震剖面為基礎(chǔ)資料，通過長(zhǎng)興期沉積前海槽南西側(cè)斜坡坡度較為精確的測(cè)量及北東側(cè)邊界斷層特征的研究，描述了海槽2側(cè)差異性的古構(gòu)造格局特征：海槽南西側(cè)為低角度緩斜坡；海槽北東側(cè)為由數(shù)條同生正斷層控制形成的高角度陡坡。在此基礎(chǔ)之上，明確了海槽2側(cè)差異性的臺(tái)地類型及礁體特征：北東側(cè)為鑲邊臺(tái)地，南西側(cè)為緩坡臺(tái)地；北東側(cè)礁體形成時(shí)間早于南西側(cè)且厚度較南西側(cè)大但范圍小。

開江-梁平海槽；長(zhǎng)興期；古構(gòu)造格局；生物礁

近年來，隨著勘探精度和深度的不斷提高，川東北開江-梁平地區(qū)一種重要的油氣藏類型——生物礁型油氣藏越來越多地被認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)。目前，海槽周邊普光、龍崗、元壩等地已發(fā)現(xiàn)的生物礁體多達(dá)幾十個(gè)。前人運(yùn)用不同的研究方法從不同的研究角度對(duì)海槽周邊這些礁體的沉積特征及其沉積背景和構(gòu)造背景進(jìn)行研究，獲得了大量豐富的地質(zhì)認(rèn)識(shí)和資料。強(qiáng)子同等[1]指出四川盆地上二疊統(tǒng)是發(fā)育在下二疊統(tǒng)侵蝕面之上的一套海侵型的碳酸鹽緩坡帶沉積，長(zhǎng)興生物礁是碳酸鹽緩坡帶上發(fā)育起來的海侵生物礁系列；以“碳酸鹽臺(tái)地沉積模式”為理論基礎(chǔ)，王一剛等[2]、鐘怡江等[3]、趙俊興等[4]通過川東北地區(qū)晚二疊世沉積相的研究認(rèn)為該區(qū)相類型主要有碳酸鹽巖深緩坡相、碳酸鹽巖開闊臺(tái)地相、局限臺(tái)地相、海槽相或盆地相及陸棚(臺(tái)地)邊緣相帶等，提出位于海槽和碳酸鹽巖臺(tái)地之間的陸棚(臺(tái)地)邊緣相是生物礁發(fā)育的有利地帶，易形成陸棚邊緣礁，生物礁環(huán)海槽周邊呈串珠狀分散分布而非大面積連續(xù)分布的特征；洪海濤等[5]依據(jù)四川盆地長(zhǎng)興組生物礁發(fā)育的位置與沉積相帶之間的關(guān)系，將生物礁分為陸棚邊緣礁和點(diǎn)礁2種主要類型，其中川東北以陸棚(臺(tái)地)邊緣礁為主；通過海平面上升速度和生物礁生長(zhǎng)速度之間關(guān)系的研究，曾德銘等[6]、王興志等[7]將整個(gè)川東北已勘探出的生物礁分為2種類型：海侵并補(bǔ)型和海侵追補(bǔ)型，并分別闡述了這2類礁體不同的巖性組合、儲(chǔ)集性、影響因素和分布特征等；魏國(guó)齊等[8]通過地震剖面及巖石學(xué)等方面的研究對(duì)海槽的邊界進(jìn)行初步探索認(rèn)為海槽北東側(cè)為斷層形成，南西側(cè)為斜坡形成，等等。上述學(xué)者對(duì)礁體的形成背景及海槽2側(cè)古構(gòu)造特征雖做了大量的工作，也認(rèn)識(shí)到了海槽形成之后2側(cè)的古構(gòu)造格局不同及古構(gòu)造格局是礁體形成的重要的控制作用之一，但是對(duì)海槽2側(cè)具體的古構(gòu)造格局特征的差異性的研究仍存在不足。為此，筆者在這些研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)海槽南西側(cè)地震剖面及北東側(cè)構(gòu)造剖面的分析，分別闡述了海槽北東和南西2側(cè)差異性的古構(gòu)造格局特征及其對(duì)生物礁體的形成所起的作用機(jī)制，為今后該區(qū)生物礁型油氣藏的勘探提供了一定的理論指導(dǎo)，有助于該區(qū)長(zhǎng)興組生物礁的高效勘探。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

“開江-梁平海槽”為川東北地區(qū)晚二疊世-早三疊世一平面上呈北西-南東方向展布的狹長(zhǎng)海槽相沉積區(qū)，其西為廣旺海槽、東為鄂西海槽，三者為古特提斯洋相連，其形成、演化與“峨眉地裂運(yùn)動(dòng)”和南秦嶺勉略-紫陽(yáng)洋盆裂陷有關(guān)：中二疊世茅口組沉積期末，與川西峨眉山玄武巖大量噴溢的同時(shí)期[9]，川東北大巴山古陸前緣的宣漢-開江一帶受地裂運(yùn)動(dòng)的影響產(chǎn)生了與大巴山古陸近于平行、與瀘州-開江古隆起近于垂直的一些張性斷裂[8]。受持續(xù)性拉張應(yīng)力場(chǎng)的作用和影響，這些先期存在的張性斷裂的持續(xù)活動(dòng)最終導(dǎo)致了開江-梁平海槽的形成。

中二疊世-早三疊世，四川盆地所處的揚(yáng)子板塊位于赤道附近[10-11]，溫暖潮濕的氣候環(huán)境為造礁生物的大量生長(zhǎng)和繁殖提供了所需的溫度及水體條件。晚二疊世吳家坪組-長(zhǎng)興組，四川盆地大致經(jīng)歷了3個(gè)較完整的海平面升降旋回：吳家坪組早期-吳家坪組晚期上升-下降旋回、吳家坪組末期-長(zhǎng)興組早期快速上升-下降旋回及長(zhǎng)興組早期-長(zhǎng)興組末期快速上升-下降旋回，且長(zhǎng)興期第2海侵旋回較第1海侵旋回強(qiáng)度大[12-14]。

圖1 開江-梁平海槽南西側(cè)地震剖面圖

2 古構(gòu)造格局特征

2.1南西側(cè)特征

表1 開江-梁平海槽南西側(cè)晚二疊世長(zhǎng)興期古斜坡坡度

對(duì)位于海槽南西側(cè)的10條地震剖面(見圖1)上長(zhǎng)興組底界古斜坡坡度進(jìn)行逐條計(jì)算可得到如表1的一系列數(shù)據(jù)。由表1可知，臺(tái)地邊緣斜坡坡度介于1～4°之間：北部4條測(cè)線L1200～L1920角度大于3°，中部4條測(cè)線L2400～L3360坡度介于1.5～3°，南部2條測(cè)線L3600～L3840坡度則為1.5°左右。斜坡坡度總體上呈現(xiàn)北大南小的特點(diǎn)，即剖面上斜坡北西陡，南東緩，由北西到南東逐漸變緩；平面上臺(tái)地邊緣斜坡范圍北西小、南東大，由北西到南東逐漸增大的規(guī)律特征。

2.2北東側(cè)特征

圖2 開江-梁平海槽北東側(cè)構(gòu)造剖面圖(單位：m)

北東側(cè)為海槽形成的起始側(cè)，其發(fā)育的一系列正斷層構(gòu)成該側(cè)總體構(gòu)造特征。運(yùn)用平衡剖面技術(shù)對(duì)海槽北東側(cè)通南巴、平昌及宣漢附近的6條地震解釋剖面進(jìn)行平衡恢復(fù)至長(zhǎng)興組沉積前(見圖2)，通過對(duì)比較為精確的確認(rèn)長(zhǎng)興組期沉積前該區(qū)所具有的初始古構(gòu)造格局特征。由剖面可知:海槽與臺(tái)地之間的同生正斷層控制形成了該側(cè)陡坡型臺(tái)地邊緣，臺(tái)地與海槽之間具明顯的坡折帶。根據(jù)各剖面上所顯示的同生正斷層的特征，筆者將這些斷層分成2組：①剖面1、剖面2及剖面3上顯示斷層傾向南西，斷開層位上至下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組，下至志留系，其中1和2兩條剖面上斷層從斷開層位、傾角、斷層在剖面上位置及斷距特征分析，其應(yīng)為同一斷層，而剖面3上斷層從上述幾個(gè)方面的特征推斷與剖面1及剖面2所顯示的斷層非同一條斷層；②剖面4、5及剖面6三條剖面上所揭示的斷層特征明顯有別于上述特征：該組剖面上邊界斷層為2條傾向相反的斷層，一條傾向南西，一條傾向北東，2條斷層組成地塹式斷層系。另外，這幾組正斷層的傾角都較大，均在70°左右，落差30～100m。

通過比對(duì)海槽南西側(cè)數(shù)條地震剖面及北東側(cè)若干構(gòu)造剖面所反映出的實(shí)際地質(zhì)表征，筆者認(rèn)為長(zhǎng)興期沉積前海槽2側(cè)古構(gòu)造格局具明顯的差異性：海槽南西側(cè)斷層不發(fā)育，長(zhǎng)興期沉積前該側(cè)為一傾向海槽的低角度緩斜坡；而北東側(cè)斷層較南西側(cè)發(fā)育，海槽與臺(tái)地之間為數(shù)條正斷層控制形成的陡斜坡所銜接過渡。

3 地質(zhì)意義

3.1北東(NE)側(cè)古構(gòu)造格局對(duì)生物礁形成的控制

海槽形成之后，其北東側(cè)為同生正斷層控制形成的鑲邊型碳酸鹽巖臺(tái)地(見圖3)。在海侵過程中，臺(tái)地邊緣高陡坡折帶對(duì)水體會(huì)產(chǎn)生一種類似于“圍堰”的作用。由于存在這種作用，長(zhǎng)興早中期北西到南東向較快速的海侵過程中，海槽該側(cè)水體在垂向上快速加深以致于臺(tái)地邊緣近外側(cè)陡坡帶很快達(dá)到生物礁生長(zhǎng)所需的水深條件且該區(qū)有由海水從深海帶來的豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因而形成臺(tái)地邊緣礁體。到長(zhǎng)興中晚期較強(qiáng)的另次海侵時(shí)，同樣由于這種作用的影響，臺(tái)地邊緣沉積相帶在平面上向臺(tái)地方向的遷移距離很短致使該期礁體將大致在上一期次礁體所處的位置繼續(xù)生長(zhǎng)堆積造成礁體的縱向疊置，進(jìn)而使礁體厚度很大。

圖3 長(zhǎng)興組沉積時(shí)開江-梁平海槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3.2南西(SW)側(cè)古構(gòu)造格局對(duì)生物礁形成的控制

與北東側(cè)古構(gòu)造格局特征不同，晚二疊世長(zhǎng)興期沉積前海槽南西側(cè)為一低角度古緩斜坡，臺(tái)地邊緣無高陡坡折帶存在即為緩坡型碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣(見圖3)。在海侵的過程中，因無明顯坡折帶的存在，故海槽該側(cè)臺(tái)地邊緣對(duì)水體無較明顯的“圍堰”作用，因此，水體垂向加深的同時(shí)會(huì)沿著斜坡向臺(tái)地侵沒。長(zhǎng)興早中期該側(cè)雖能達(dá)到礁體生長(zhǎng)所需的水深條件，但是由于水體能量損失較大不能帶來足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[16]，故鮮有規(guī)模較大的礁體存在。長(zhǎng)興中晚期較強(qiáng)的一期海侵時(shí)，海面的大幅度上升滿足大量礁體的形成條件才會(huì)有礁體在臺(tái)地邊緣內(nèi)緩坡帶內(nèi)規(guī)模形成，且與先期礁體相比，其相帶更加靠近于臺(tái)地。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.03.010

P618.13

A

1673-1409(2012)03-N027-04

2012-01-14

國(guó)家油氣重大專項(xiàng)(2008ZX05004-001)。

胡望水(1963-)，男，1987年大學(xué)畢業(yè)，博士，教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)主要從事油氣勘探與開發(fā)方面的教學(xué)與研究工作。