塔里木盆地瑪扎塔格斷裂帶構造特征及其油氣地質意義

郭穎 湯良杰+余騰孝 李九梅 岳勇

盆地與油藏研究中心，北京102249； 3中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊830011）

摘要：根據(jù)最新地震資料精細解釋成果，建立塔里木盆地瑪扎塔格斷裂帶斷裂發(fā)育模式，并對斷裂活動時代和構造演化過程展開分析?，斣駭嗔褞Ь哂忻黠@的分層構造特征，同時又具有分段差異性：深層鏟式逆沖斷裂主要發(fā)育在斷裂帶中、西段，走滑逆沖斷裂沿斷裂走向自西向東轉換為走滑逆沖斷裂；淺層鏟式逆沖斷裂各構造段均有發(fā)育。斷裂帶主要經(jīng)歷了4個構造變形階段：晚奧陶世—泥盆紀鏟式逆沖斷裂、二疊紀末—三疊紀繼承活動性鏟式逆沖斷裂、古近紀末逆沖走滑斷裂（或走滑逆沖斷裂）、上新世末—全新世淺層鏟式逆沖斷裂?，斣駭嗔褞г谕韸W陶世—泥盆紀和二疊紀末—三疊紀向下滑脫于中寒武統(tǒng)，對烴源巖和儲層的溝通作用有限，且對古油氣藏具有破壞作用；古近紀末期演化為巴楚隆起的南側邊界斷裂，成為天然氣運移的有利通道，斷裂帶中、西段形成較好的斷壘構造圈閉，與喜馬拉雅期主成藏期具有良好的時空配置關系。

關鍵詞：斷裂構造；變形特征；分層差異；分段差異；構造演化；油氣地質；塔里木盆地

中圖分類號：P542+.3；TE121文獻標志碼：A

0引言

瑪扎塔格斷裂帶是塔里木盆地腹地少數(shù)出露地表的斷裂帶之一，同時也是反映塔里木盆地內部構造演化歷史和隆坳格局變遷的重要窗口[13]。李曰俊等針對瑪扎塔格斷裂帶變形特征和活動時代開展過大量研究工作，認為瑪扎塔格斷裂帶主斷裂為基底卷入型，由北傾的瑪南斷裂及南傾的瑪北斷裂構成剖面上的反“Y”字型樣式[45]，擠壓背斜頂部發(fā)育沿古近系膏鹽層滑脫的淺層逆沖斷裂，切截深部斷裂并向北逆沖出地表[67]。楊海軍等認為，斷裂帶底部存在以中寒武統(tǒng)膏鹽層為滑脫面的深層逆沖斷裂[1]，而斷裂帶東段則發(fā)育正花狀構造[8]。對于瑪扎塔格斷裂帶活動期次的研究，主要存在以下觀點：斷裂活動始于中生代，新生代繼承性發(fā)育[9]；斷裂主要活動期為中新世末期，更新世—全新世斷裂再次活化[6]；構造帶經(jīng)歷了新生界沉積前（白堊紀末）、中新世末和更新世—全新世3次明顯的斷裂活動[1，5]。

總體而言，現(xiàn)階段瑪扎塔格斷裂帶斷裂解釋方案尚存在分歧，構造演化過程不夠清晰，一些重要的問題有待深入探討（圖1）：沿斷裂帶走向，斷裂樣式是否具有差異；斷裂帶發(fā)生了幾期斷裂活動；斷裂演化在油氣成藏過程中的作用是什么。本文結合區(qū)域不整合、地層厚度變化以及生長地層樣式，利用鉆井層位精確標定開展地震剖面精細解析，對上述問題展開探討，以期深化對瑪扎塔格斷裂帶形成和演化過程的認識，并為今后巴楚—麥蓋提地區(qū)東段油氣勘探提供參考。

1區(qū)域地質概況

瑪扎塔格斷裂位于塔里木盆地西南部，向西與古董山斷裂帶相連，向東終止于瑪東斷裂帶，構造劃分上屬于巴楚隆起與麥蓋提斜坡的東段分界線（圖1）。平面上自西向東，斷裂帶走向為NWW—SEE逐漸轉變?yōu)镹NW—SSE，延伸長度約140 km。剖面上表現(xiàn)為沖出地表的大型斷壘帶，斷裂具有多期活動特征，構造疊加和改造作用顯著[1，9]。

塔里木西南部自古生代以來經(jīng)歷了早—中寒武世被動陸緣、晚寒武世—中奧陶世克拉通內坳陷、晚奧陶世—石炭紀克拉通內撓曲坳陷、石炭紀—二疊紀陸內裂陷和中—新生代前陸盆地等演化階段[4，6，1012]?，斣駭嗔褞Ъ班弲^(qū)地層發(fā)育較為齊全，僅缺失侏羅系和白堊系（圖2）。寒武系—中奧陶系主要巖性為白云巖、灰?guī)r，其中中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組發(fā)育膏鹽巖，構成研究區(qū)深部滑脫層；上奧陶統(tǒng)—泥盆系自斷裂帶北部和東部向西南方向超覆，沉積泥灰?guī)r、砂巖和泥巖；石炭系—二疊系發(fā)育海陸交互相碳酸鹽巖和碎屑巖地層，全區(qū)穩(wěn)定連續(xù)分布，厚度可達2 000 m；中生界被剝蝕殆盡，僅巴楚隆起中、東部尚殘留部分三疊系；新生界由南向北超覆減薄，古近系膏鹽層構成研究區(qū)淺部滑脫層[1315]。

2斷裂構造樣式

地震剖面解釋成果顯示，瑪扎塔格斷裂帶主要發(fā)育F1～F3等3條規(guī)模較大的斷裂，構造變形體現(xiàn)出分層特征，同時沿斷裂帶走向又具有分段差異性。

2.1瑪扎塔格斷裂帶西段

瑪扎塔格斷裂帶西段為NWW—SEE走向、延伸約40 km的窄變形帶，主要發(fā)育鏟式逆沖斷裂和逆沖走滑斷裂（圖3）。地震剖面上，淺部斷裂清晰可辨，深部地震反射質量較差，斷裂帶南側中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組膏巖鹽層匯聚增厚，上寒武統(tǒng)—二疊系向北逐漸抬升且與鹽下地層變形不協(xié)調，斷裂帶北側發(fā)育上奧陶統(tǒng)—泥盆系和三疊系生長地層，是推測深部斷裂F1存在的有力證據(jù)。依據(jù)斷層相關褶皺理論，鏟式逆沖斷裂F1和F2分別以中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組和古近系膏鹽層為滑脫面，由南向北沖斷，相對塑性的膏鹽層調節(jié)了由鹽上和鹽下斷裂活動所引起的變形不協(xié)調，并引起上盤上寒武統(tǒng)—二疊系和新生界形成斷展褶皺。斷裂F3同時具有逆沖和走滑活動特征，斷面北傾，傾角超過70°，向上被斷裂F2切截，向下錯斷F1并消失于前寒武系；因逆沖量較大，斷裂上盤發(fā)育背沖斷裂，斷壘背斜南翼遭受強烈改造，現(xiàn)今呈北傾單斜構造形態(tài)。緊鄰斷裂帶的鳥山東斷裂（FN）斷面陡傾，分支斷裂均具逆斷距，構成下窄上寬的正花狀構造樣式，也從區(qū)域上反映了瑪扎塔格斷裂帶西段具有一定走滑分量。

2.2瑪扎塔格斷裂帶中段

瑪扎塔格斷裂帶中段整體走向NW—SE，平面延伸約70 km，斷裂帶寬度較西段明顯增大，構造樣式更為復雜，但整體變形程度有所減弱。地震剖面顯示，深層鏟式逆沖斷裂F1和淺層鏟式逆沖斷裂F2變形特征與斷裂帶西段基本一致，均由南向北沖斷，斷面上陡下緩，向上分別斷穿古生界和新生界，向下滑脫于中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組和古近系膏巖層，鹽層之上古生界和新生界發(fā)育斷展褶皺。斷裂F1雖被F3錯斷，但是通過構造歸位仍可以判斷，逆沖抬升產(chǎn)生的地形高差是褶皺北翼發(fā)育志留系—泥盆系和三疊系生長地層楔的主要控制因素。高角度逆沖走滑斷裂F3斷面北傾，向上延伸錯斷斷裂F1，并伴生斷裂F4等一系列背沖斷裂，形成不對稱的構造形態(tài)，指示其壓扭活動性質；背斜頂部新生界略具頂薄翼厚特征，呈微弱褶皺變形，說明斷裂F3在新生代晚期仍然具有活動性（圖4）。