柴達木盆地牛北潛山的形成演化及地質(zhì)意義

楊春燕 （中石油青海油田分公司，甘肅 敦煌736202）

馬新民，石亞軍，馬峰，樂幸福，王鑫 （中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，甘肅 蘭州730020）

作為Tapponnier歐亞大陸碰撞效應中 “逃逸模式”的北部邊界［1～4］，和青藏高原地質(zhì)和地理意義上的北部邊界［5］，阿爾金造山帶及周緣地區(qū)的研究歷來受到人們的重視，并取得了一大批優(yōu)秀成果［5～8］。這些成果對于東特提斯域大陸動力學研究及青藏高原的隆升過程模擬具有重要的指導意義。然而，由于各種原因，大部分學者關(guān)注的焦點是立足于阿爾金山的演化歷史和隆升過程以及阿爾金山、阿爾金斷裂對歐亞大陸碰撞和青藏高原隆升運動的響應，而對于作為這一過程重要沉積體現(xiàn)的阿爾金山南斜坡區(qū)卻較少有人顧及，關(guān)于斜坡區(qū)的構(gòu)造－沉積演化和油氣成藏過程的研究更少。最新二維地震測線的采集、處理和精細構(gòu)造解釋顯示，在阿爾金山南斜坡東段牛北地區(qū)發(fā)育一個潛山構(gòu)造，長期以來幾乎沒有人提及它，直到2010年，易定紅等［9，10］依照QY06080地震測線對它進行過一些描述，但由于當時受資料所限，其空間展布，形成過程尚不清楚。2011～2012年，在阿爾金山南斜坡的東坪－牛鼻子梁－鄂博梁Ⅰ號鼻狀構(gòu)造帶取得了包括東坪1井、東坪3井、牛1井等一系列勘探突破，多口井獲得了工業(yè)氣流，展現(xiàn)出良好的勘探局面。為了進一步落實山前地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層展布和圈閉發(fā)育情況，青海油田補充采集了一批二維地震測線。新資料及新發(fā)現(xiàn)給牛北潛山的研究賦予了重要的現(xiàn)實意義。

1 地質(zhì)概況

牛北潛山位于柴達木盆地西部北區(qū)阿爾金山南斜坡東段，北靠阿爾金山脈，南接東坪－牛鼻子梁－鄂博梁Ⅰ號鼻狀構(gòu)造帶 （圖1）。新采集、處理和解釋地震資料揭示其走向為近東西向，延伸長度約36km，南北寬約6km，垂直高度約2500m。地表露頭顯示，研究區(qū)基底為元古界達肯大板群 （Pt1dk）及古生代－中生代多期中、酸性侵入的閃長巖 （δ）和花崗巖 （γ）組成的復合結(jié)晶基底。從東坪1井、東坪3井巖心及區(qū)域地層對比來看，牛北潛山的物質(zhì)組成應該為海西期深成侵入花崗巖 （γ4），其上披覆的沉積蓋層為后漸新世地層，主要包括中新統(tǒng)上干柴溝組（N1），上新統(tǒng)下油砂山組（），上新統(tǒng)上油砂山組 （），上新統(tǒng)獅子溝組 （）及第四系七個泉組 （Q1＋2）。潛山兩側(cè)與古－始新統(tǒng)路樂河組（E1＋2）、漸新統(tǒng)干柴溝組 （E3）呈斷層接觸。披覆地層中存在3個角度不整合界面，分別為上干柴溝組（N1）底部、下油砂山組）底部及上油砂山組）底部 （圖2、3）。

圖1 牛北潛山及所處構(gòu)造位置 （據(jù)E1＋2底界等深度圖）

圖2 牛北潛山地震剖面特征

2 構(gòu)造演化

牛北潛山是古生代阿爾金造山帶構(gòu)造活化、地殼深部酸性花崗巖漿向上發(fā)生侵入活動的產(chǎn)物，屬于阿拉巴斯巖漿弧的一部分。其圍巖為元古界達肯大板群 （Pt1dk）。根據(jù)花崗巖的形成及侵位機制，當時的埋深至少在3000m以上。之后經(jīng)歷印支、燕山兩次大的構(gòu)造抬升運動之后，逐漸浮出地表，在新生界沉積時期成為一個凸起區(qū)，并對新生代沉積、構(gòu)造演化和油氣成藏過程產(chǎn)生了影響。究其形成與發(fā)展過程，通過區(qū)域演化史分析及構(gòu)造平衡結(jié)果大致可以分為以下幾個階段：

1）晚古生代－中生代，隨著阿爾金造山帶的活化，地殼深部的酸性巖漿開始向上侵入，冷凝與元古界圍巖一起形成古老的盆地基底。花崗巖體當時的埋深應該在3000m以下，之后經(jīng)歷燕山運動，構(gòu)造抬升，遭受剝蝕，由于花崗巖體抗風化能力較強，在差異分化作用影響下，花崗巖體最終露出地表形成獨立凸起，成為新生界沉積之前的一個古凸。

2）進入古近紀，花崗巖體長期以古凸的形式阻隔了凸起兩側(cè)新生代地層的沉積，巖體兩側(cè)新生地層以高角度上超形式圍繞巖體沉積，巖體兩側(cè)新生地層層序一致，具有連續(xù)性，但厚度向上傾方向減薄。

3）至N1沉積時期，在風化剝蝕及填平補齊作用下，古凸為新生的沉積地層所覆蓋，成為潛山，其上沉積地層實現(xiàn)了南北貫通，厚度仍然向上傾方向減薄，與下伏古凸中間呈不整合接觸。

4）中新世末期，受阿爾金山右行走滑尤其是祁連山向南弧形擠入的影響，區(qū)域擠壓應力逐漸增強，加之潛山本身的完整性及其與圍巖之間的薄弱界面的存在，為斷裂的發(fā)育提供了有利條件。潛山在斷裂的夾持下快速抬起，成為一個由一組背傾斷裂控制的地壘，在潛山西段局部表現(xiàn)為多階地壘。

5）上新世以來，控制地壘的斷裂雖持續(xù)活動，但幅度不大，從山前到盆內(nèi)，地層正常連續(xù)沉積，潛山的埋深逐漸加大，成為現(xiàn)今的構(gòu)造格局 （見圖4）。

圖3 牛北潛山及周緣地區(qū)地層簡表 （據(jù)東坪1井、東坪2井、牛參1井資料）

3 地質(zhì)意義

牛北潛山的存在對于柴西北區(qū)東坪－牛鼻子梁鼻狀構(gòu)造帶具有重要意義，主要表現(xiàn)在3個方面：①控制了新生代尤其是上新世以來該地區(qū)的沉積體系展布，形成了有效儲蓋組合。從E1＋2－Q1＋2，發(fā)育多套旋回式砂泥巖沉積，形成3套廣覆式儲蓋組合，分別為基巖風化殼與古近系泥巖配置、E1＋2的三角洲平原砂體與初始湖泛期泥巖配置及E13的三角洲前緣分流河道砂體與最大湖泛面泥巖配置。②促成了局部構(gòu)造圈閉的發(fā)育。潛山的多期活動與斷裂及局部高點的形成息息相關(guān)，斷裂及構(gòu)造圈閉的發(fā)育為油氣藏的形成提供了良好的儲存空間及遮擋條件。而且潛山的不斷上隆增加了鼻狀構(gòu)造帶向南傾斜的坡度，有利于其東南側(cè)侏羅系生烴凹陷產(chǎn)生的油氣向位于上傾方向鼻狀構(gòu)造帶運移和聚集。③在阿爾金山及鼻狀構(gòu)造帶之間形成一道天然屏障，使得鼻狀構(gòu)造帶的油氣藏免受喜馬拉雅晚期強烈構(gòu)造運動的改造和破壞，得以有效保存。東坪－牛鼻子梁－鄂博梁I號鼻狀構(gòu)造帶處于阿爾金山與祁連山的交匯部位，是喜馬拉雅運動晚期強烈構(gòu)造運動的應力集中部位，牛北潛山的形成使得晚喜馬拉雅運動過程中來自阿爾金山和祁連山的構(gòu)造應力在潛山附近得到了一定程度的吸收和釋放，從而使得位于潛山南側(cè)油氣藏的破壞程度大大減弱。

4 結(jié) 論

1）牛北潛山的物質(zhì)組成為海西期花崗巖，是晚古生代酸性巖漿弧的一部分，其實質(zhì)是中新世末期在阿爾金斷裂右行走滑和祁連山向南擠壓推覆共同作用下形成的一個地壘。

圖4 牛北潛山及周緣地區(qū)新生代演化過程圖

2）牛北潛山的形成經(jīng)歷了晚古生代巖漿侵入、冷凝－中生代－古近紀古凸起－中新世古潛山－中新世末以來至今的地壘式潛山等幾個階段。

3）牛北潛山的形成與存在對于柴西北區(qū)東坪－牛鼻子梁鼻狀構(gòu)造帶具有重要意義，對新生代特別是上新世以來該地區(qū)的沉積體系展布、有效儲蓋組合形成，局部構(gòu)造圈閉的發(fā)育、油氣運聚及其晚新生代以來油氣藏的有效保存具有至關(guān)重要的作用。

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