銀根－額濟納旗盆地路井凹陷構(gòu)造演化分析

趙丹，潘仁芳 （長江大學地球科學學院，油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室（長江大學），湖北 武漢430100）

閆思遠 （中石油大慶鉆探工程公司測井六分公司，吉林 松原138000）

王建一，黎洋 （長江大學地球科學學院，油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室（長江大學），湖北 武漢430100）

銀根－額濟納旗盆地是中－新生代發(fā)展而成的盆地，主體位于內(nèi)蒙古西端和甘肅省北部，北臨中蒙邊界，南以北大山－雅布賴山為界，西界為北山，東界為狼山，面積約12.2×104km2，具三拗兩隆構(gòu)造格局，為典型雙斷型盆地［1］。其西北部居延海拗陷內(nèi)的路井凹陷是一個南斷北超中生代斷陷盆地，東西長約80km，南北寬約35km，呈狹長狀，面積1180km2。目前區(qū)內(nèi)有探井8口，已發(fā)現(xiàn)了油氣顯示或工業(yè)性油氣流［2］，表明路井凹陷是一個“小而肥”，具有一定油氣遠景和值得滾動開發(fā)的地區(qū)。以往研究往往針對整個居延海拗陷，主要集中在盆地性質(zhì)［3－7］、生烴潛力［8－9］、構(gòu)造特征及熱演化史［7］、沉積體系［10］、儲集條件等，取得了較為主要的成果及認識，但針對路井凹陷內(nèi)幕構(gòu)造精細解析研究相對比較薄弱。筆者在前人研究基礎(chǔ)上，通過對凹陷地震資料精細解剖，闡述銀根－額濟納旗盆地路井凹陷構(gòu)造發(fā)育史。

1 路井凹陷構(gòu)造特征

根據(jù)周緣露頭［11］、祥探 9 井［12］和地震資料可將路井凹陷的沉積地層劃分為3個構(gòu)造層：古生界構(gòu)造層、中生界構(gòu)造層和新生界構(gòu)造層；并進一步劃分為5個構(gòu)造亞層。由于經(jīng)歷多次構(gòu)造運動，晚侏羅統(tǒng)直接覆蓋在古生界之上，早白堊世燕山III幕作用階段，大型控凹斷裂－路井北斷裂發(fā)育、路井南斷裂發(fā)育，以北東走向為主。

區(qū)內(nèi)共有6條測線經(jīng)過路井凹陷，包括2011年實施的測線DZ－11－01和2012年實施的測線DZ－12－02、測線BEW195、測線BSN353、測線05256、測線Bn160（見圖1）。

圖1 經(jīng)過路井凹陷的居延海坳陷地震測線構(gòu)造解釋

1.1 北西－南東向（NW－SE）構(gòu)造特征

地震測線 DZ－12－02在地震剖面上可見到石炭－二疊系地層的頂、底界面均為大型不整合面，在不整合面上下可見清晰削截和上超現(xiàn)象（見圖2（a）），且石炭－二疊系地層內(nèi)部地震反射特征為（見圖2（b））：①地層頂部具有一套中－強振幅反射特征；②整體為相對低頻、中－弱振幅地震反射，橫向連續(xù)性變化大；③層內(nèi)多見巖漿巖反射（振幅突變、地層產(chǎn)狀非正常、“氣煙囪”反射等）。④位于具有雜亂反射的基底之上。

地震測線BEW195在地震剖面上可見犁式正斷層，受阿爾金走滑斷裂和區(qū)域性張扭性走滑應(yīng)力場影響，在平面上呈“S”形或雁列式排列（見圖2（c）），在剖面上以不對稱的箕狀凹陷或掀斜斷塊為特征。

圖2 地震測線和構(gòu)造解釋圖

1.2 北東－南西向（NE－SW）構(gòu)造特征

地震測線05256在地震剖面上，CDP為2800～3550處，可見明顯削截現(xiàn)象（見圖3），為海西末期到印支期構(gòu)造運動的擠壓抬升造成。地震測線BSN353在剖面上可見花狀構(gòu)造，且為主斷層與分支斷層多為正斷距的構(gòu)造為負花狀構(gòu)造（見圖3）?；顦?gòu)造是扭斷裂中主干斷裂和分支斷裂在剖面上的特殊組合形態(tài)，剖面上一條走滑斷層自下而上成花狀散開，在張扭性應(yīng)力場作用下形成的向上分支并構(gòu)成向形構(gòu)造［14］，普遍把它作為扭斷裂的重要鑒別標志之一，這些較典型的花狀構(gòu)造的存在反映了區(qū)域扭動應(yīng)力場的影響。

2 構(gòu)造演化分析

構(gòu)造恢復(fù)實際上是地層沉積演化過程的逆過程，地層演化過程一般是：沉積－壓實－褶皺－斷裂；而構(gòu)造層恢復(fù)過程則為：去斷層－去褶皺－去壓實。

圖3 地震測線05265和地震測線BSN353構(gòu)造解釋圖

結(jié)合前人研究資料及地震剖面綜合解釋研究，銀根－額濟納旗盆地構(gòu)造演化大致經(jīng)歷以下5個階段：受加里東－早華力西期構(gòu)造運動強烈擠壓抬升作用改造，石炭紀－晚二疊世海相裂谷盆地沉積了巨厚的火山巖、碎屑巖和碳酸鹽巖；晚二疊世－三疊紀海西末期構(gòu)造運動使研究區(qū)處于擠壓隆升構(gòu)造階段，海水退出該區(qū)，同時，由于華力西中晚期巖漿作用強烈，酸性侵入巖發(fā)育，研究區(qū)經(jīng)歷了強烈，遭受長期風化剝蝕，形成隆拗相間格局；侏羅紀－白堊紀陸內(nèi)小型斷陷盆地構(gòu)造演化階段；晚白堊世末期燕山V幕構(gòu)造運動強烈改造，形成大型逆沖推覆構(gòu)造；古近紀－新近紀盆地分割與局部斷陷階段［6，9］。

在比較各種平衡剖面軟件后，優(yōu)選2d move軟件對橫跨路井凹陷、反映整個凹陷構(gòu)造形態(tài)的BN160測線進行平衡剖面恢復(fù)工作，總結(jié)了路井凹陷的構(gòu)造演化：路井凹陷繼承于銀根－額濟納旗盆地的發(fā)展，自侏羅紀成盆，至第四紀消亡，經(jīng)歷了拗陷－斷陷－拗陷的構(gòu)造（沉積）旋回（見圖4），與區(qū)域構(gòu)造演化符合。

2.1 侏羅紀拗陷階段

根據(jù)地震剖面反射結(jié)構(gòu)特征上對比分析，燕山早期研究區(qū)以張扭拉分為主，早侏羅世沉積了一套河湖－沼澤相碎屑巖，巖性為灰色砂、礫巖，深色黏土質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖或粉砂巖，下部夾煤線，與下伏石炭－二疊系地層呈不整合接觸。中侏羅世，研究區(qū)以隆升與局部沉降的構(gòu)造應(yīng)力為主，局部沉積了一套以炭質(zhì)頁巖、含礫砂巖、礫巖為主，夾薄煤層或煤線的河－湖沼澤相碎屑巖。侏羅紀期間的燕山I幕、燕山Ⅱ幕的局部抬升，使得下侏羅統(tǒng)與中侏羅統(tǒng)、中侏羅統(tǒng)與上侏羅統(tǒng)假整合接觸。侏羅系沉積之后，研究區(qū)經(jīng)歷了強烈的南北向擠壓與抬升作用，侏羅系褶皺變形，導(dǎo)致與上覆白堊系的不整合接觸［7］。

晚侏羅世麻木烏蘇組發(fā)育階段，研究區(qū)以隆升為主，據(jù)中石油化工股份有限公司華北分公司提供的《內(nèi)蒙古自治區(qū)巴丹吉林地區(qū)－麻木烏蘇區(qū)塊2010年油氣勘探年報》，指出麻木烏蘇組碎屑巖累厚60～170m，占組厚的50%～60%，為一套淺湖－半深湖水下扇沉積。巖性為深灰、灰黑色泥巖、灰質(zhì)泥巖與灰色含礫不等粒砂巖頻繁互層，為一套較深湖水下扇砂泥巖沉積，厚約100～400m，其上為白堊系下統(tǒng)額濟納組雜色礫巖所覆蓋，下與前中生界海西期巖漿巖呈不整合接觸，是麻木烏蘇凹陷主要的生油和儲油層位；分選差，次棱角狀，不等粒結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)孔隙式膠結(jié)，雜基含量達15%，反映了一種水動力較強、搬運距離短、快速堆積的水下沖積扇的沉積特點，同時造就了其低孔低滲的儲層特征。

2.2 白堊紀斷陷階段

燕山運動中期，由于西伯利亞板塊不斷向南推擠，南部阿爾金斷裂系的左行走滑，使巴丹吉林地區(qū)產(chǎn)生了一系列北東東－北東向的走滑拉張斷陷［7］，內(nèi)陸斷陷盆地發(fā)育在白堊紀達到鼎盛［13］。

早白堊世額濟納旗組發(fā)育早期燕山Ⅲ幕構(gòu)造運動以后，該區(qū)進入造山期后的地殼拉伸松弛階段，受地幔熱柱上拱活動的影響，地殼表層出現(xiàn)張性構(gòu)造條件，導(dǎo)致麻木烏蘇組輕微褶皺、斷裂，并遭受短時間的剝蝕，致使該套地層主要殘留分布在路井凹陷的路井次凹和賽烏蘇次凹，北部斜坡帶剝蝕殆盡。隨后基底沉降，斷拗（地塹）解體，凹陷南部斷裂劇烈活動，沿北東走向張裂，路井凹陷初見雛形：呈不對稱雙斷結(jié)構(gòu)，南斷北超箕狀斷陷。早白堊世賽烏蘇組發(fā)育階段，受早期的構(gòu)造格局控制，研究區(qū)以繼承性為主，同時南部的邊界斷層（控凹斷裂）活動性減弱，沉積中心向北部斜坡遷移，水體變淺，湖盆處于收縮期，盆地逐步由斷陷向斷拗演化，直至盆地（凹陷）衰亡，南深北淺。早白堊世以后，路井地區(qū)構(gòu)造格局和沉積環(huán)境發(fā)生變化，處于區(qū)域性擠壓抬升狀態(tài)，賽烏蘇組地層發(fā)生形變，深凹反轉(zhuǎn)并遭受剝蝕，受其影響，麻木烏蘇組、額濟納組等地層埋藏深度變淺，同時賽烏蘇組沿斷層發(fā)育了反轉(zhuǎn)背斜，但以下地層仍保持箕狀結(jié)構(gòu)［14］。下白堊統(tǒng)沉積之后的燕山Ⅳ幕，區(qū)域應(yīng)力為局部隆升，部分地區(qū)表現(xiàn)為下白堊統(tǒng)與上白堊統(tǒng)的平行不整合接觸。

2.3 新近紀到第四紀擠壓抬升階段

隨著白堊世末期巖漿大量噴溢，地下能量大量釋放，熱能的釋放使得裂陷作用終止，由早期的地幔熱柱活動轉(zhuǎn)化為幔枕的冷卻收縮和巖石圈的大幅度拉伸沉降，區(qū)域補償作用使居延海坳陷整體沉降。由于各塊體之間的差異性運動，區(qū)內(nèi)形成了一批斷塊、斷鼻等構(gòu)造。燕山晚期至喜山早期，區(qū)內(nèi)處于緩慢隆升階段，以剝蝕為主。喜山晚期，印度板塊向北俯沖與歐亞板塊相撞，研究區(qū)處于擠壓構(gòu)造應(yīng)力場，區(qū)域斷裂作用減弱，由于地勢平坦，為準平原化階段的沉積，大陸沉積覆蓋全凹陷，青藏地塊向北推擠并快速隆起，北山地區(qū)繼續(xù)緩慢上隆，而銀根－額濟納旗盆地（包括本區(qū)）相對下降，不僅使早白堊世的沉積得以保存，并且其上還接受了一套120～300m的上新統(tǒng)的第四系碎屑巖沉積。

3 結(jié)論

路井凹陷湖區(qū)范圍廣，生油巖較為發(fā)育，資源規(guī)模較大；主要構(gòu)造演化發(fā)展階段包括：侏羅紀拗陷階段，白堊紀斷陷階段，新近紀到第四紀擠壓抬升階段等；而多次構(gòu)造運動形成了縱向上多層次、平面上分布廣、規(guī)模大、類型多的發(fā)育良好的圈閉，具備了雙側(cè)油氣運移指向的優(yōu)勢，成為最有利的含油構(gòu)造帶。

［1］ 陳建平，何忠華，魏志彬，等 .銀額盆地查干凹陷基本生油條件研究 ［J］.石油勘探與開發(fā)，2001，28（6）：23－27.

［2］ 盧崇寧，段春節(jié)，康新文，等 .巴丹吉林盆地麻木烏蘇凹陷基巖含油氣特征及成藏條件分析 ［J］.石油實驗地質(zhì)，1999，21（3）：251－255.

［3］ 肖文交，韓春明，袁超，等 .新疆北部石炭紀－二疊紀獨特的構(gòu)造－成礦作用：對古亞洲洋構(gòu)造域南部大地構(gòu)造演化的制約 ［J］.巖石學報，2006，22（5）：1062－1076.

［4］ 夏林圻，夏祖春，徐學義，等 .天山及鄰區(qū)石炭紀－早二疊世裂谷火山巖巖石成因，西北地質(zhì)，2008，41（4）：1－68.

［5］ 姜亭，李玉宏，陳高潮，等 .內(nèi)蒙古西部額濟納旗及鄰區(qū)上石炭統(tǒng)－下二疊統(tǒng)阿木山組火山巖的地球化學特征 ［J］.地質(zhì)通報，2011，30（6）：932－942.

［6］ 黨犇，趙虹，林廣春，等 .內(nèi)蒙古西部銀根－額濟納旗盆地及鄰區(qū)二疊紀火山巖的地球化學特征和構(gòu)造環(huán)境 ［J］.地質(zhì)通報，2011，30（6）：923－931.

［7］ 盧進才，陳高潮，魏仙樣，等 .內(nèi)蒙古西部額濟納旗及鄰區(qū)石炭系－二疊系沉積后的構(gòu)造演化、蓋層條件與油氣信息——石炭系－二疊系油氣地質(zhì)條件研究之三 ［J］.中國區(qū)域地質(zhì)，2011，30（6）：838－849.

［8］ 陳踐發(fā)，盧進才，唐友軍，等 .內(nèi)蒙古西部銀根－額濟納旗盆地石炭系－二疊系暗色泥質(zhì)巖有機質(zhì)豐度變化特征和生烴潛力 ［J］.地質(zhì)通報，2011，30（6）：859－864.

［9］ 盧進才，陳高潮，魏仙樣，等.內(nèi)蒙古西部額濟納旗及鄰區(qū)石炭系－二疊系的儲集條件——石炭系－二疊系油氣地質(zhì)條件研究之二 ［J］.中國區(qū)域地質(zhì)，2011，30（6）：827－837.

［10］ 李渭，盧進才，陳高潮，等 .內(nèi)蒙古西部額濟納旗及鄰區(qū)石炭系－二疊系沉積環(huán)境 ［J］.地質(zhì)通報，2011，30（6）：983－992.

［11］ 趙省民，陳登超，鄧堅，等 .銀根－額濟納旗及鄰區(qū)石炭系－二疊系的沉積特征及石油地質(zhì)意義 ［J］.地質(zhì)學報，2010，84（8）：1183－1194.

［12］ 盧進才，魏仙樣，李玉宏，等 .內(nèi)蒙古西部額濟納旗祥探9井石炭系－二疊系烴源巖地球化學特征 ［J］.地質(zhì)通報，2012，31（10）：1628－1638.

［13］ 王生郎，馬維民，竺知新，等 .銀根一額濟納旗盆地構(gòu)造－沉積格架與油氣勘探方向 ［D］.石油地質(zhì)實驗，2002，8（4）：296－300.

［14］ 徐旭輝，江興歌，朱建輝，等 .巴丹吉林盆地麻木烏蘇凹陷盆地模擬與資源前景分析 ［J］.石油實驗地質(zhì)，2002，24（5）：393－402.