川東南赤水地區(qū)斷層相關(guān)褶皺特征分析

田夢(mèng)娜，孫 瑋，孟憲武，覃作鵬，宋金民，鄧 賓

(1.成都理工大學(xué)國(guó)土資源部構(gòu)造成礦成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059;

2.中國(guó)石油化工集團(tuán)公司西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院貴陽(yáng)研究院，貴陽(yáng) 550004; 3.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

川東南赤水地區(qū)斷層相關(guān)褶皺特征分析

田夢(mèng)娜1，孫 瑋1，孟憲武2，覃作鵬3，宋金民1，鄧 賓1

(1.成都理工大學(xué)國(guó)土資源部構(gòu)造成礦成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059;

2.中國(guó)石油化工集團(tuán)公司西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院貴陽(yáng)研究院，貴陽(yáng) 550004; 3.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

為研究四川盆地南緣赤水地區(qū)斷層相關(guān)褶皺特征，利用地震剖面結(jié)合鉆井資料以及平衡剖面方法分析了赤水地區(qū)構(gòu)造及其演化。赤水地區(qū)構(gòu)造變形及演化主要受中上寒武統(tǒng)膏鹽巖滑脫層控制，形成滑脫層上下不同的構(gòu)造變形樣式;滑脫層之上構(gòu)造形成晚且變形強(qiáng)，滑脫層之下的地層構(gòu)造穩(wěn)定變形弱，形成斷滑和斷展的復(fù)合構(gòu)造。赤水地區(qū)的變形受東、南兩個(gè)方向區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力疊加作用，二者無(wú)明顯的先后。滑脫層之上構(gòu)造圈閉形成晚，為該區(qū)晚期油氣成藏提供有利的圈閉條件;滑脫層之下構(gòu)造具有持續(xù)性，為以下寒武統(tǒng)烴源的震旦系燈影組古氣藏的持續(xù)保藏提供了條件;向斜區(qū)構(gòu)造較緩，僅發(fā)育大斷層，次級(jí)斷層不發(fā)育，為頁(yè)巖氣的保藏提供了條件。

斷層相關(guān)褶皺;平衡剖面;構(gòu)造特征;赤水地區(qū)

0 引言

四川盆地地處青藏高原東側(cè)揚(yáng)子板塊西緣，構(gòu)造變形作用強(qiáng)烈，由盆緣造山帶向盆地延伸，發(fā)育褶皺沖斷帶;受控于盆地剛性基底結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)盆內(nèi)弱構(gòu)造變形帶［1－2］。川東南構(gòu)造帶地處四川盆地東南緣，地跨川東南高陡褶皺帶和川南低陡褶皺帶，是川北、川南、滇黔北部坳陷、雪峰山造山帶等多個(gè)構(gòu)造單元的結(jié)合部位，也是盆地內(nèi)褶皺變形最強(qiáng)烈的地區(qū)［3－4］。區(qū)域上位于特提斯域和西太平洋域交匯處，大涼山構(gòu)造帶和大婁山構(gòu)造帶交匯處，其構(gòu)造變形及演化受到多方向、多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，使該區(qū)具有經(jīng)歷多期古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、構(gòu)造樣式復(fù)雜、現(xiàn)今構(gòu)造與古構(gòu)造差異很大等特點(diǎn)［5－6］。對(duì)川東南構(gòu)造帶的深入研究，對(duì)于其周緣各構(gòu)造單元及四川盆地的研究有著積極的促進(jìn)作用，其變形樣式、形成時(shí)代和形成機(jī)制等問(wèn)題一直為學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，具有很高的研究?jī)r(jià)值。

赤水地區(qū)是川東南構(gòu)造帶中一個(gè)非常特殊的地區(qū)，其東緊鄰林灘場(chǎng)構(gòu)造，其西為長(zhǎng)寧構(gòu)造，為東西構(gòu)造夾持的中心地區(qū)，位于造山帶向盆地的過(guò)渡地區(qū)，也是雙向構(gòu)造影響最強(qiáng)的地區(qū)。該構(gòu)造受東西向和南北向構(gòu)造應(yīng)力疊加，加之滑脫層的存在，形成明顯的斷層相關(guān)褶皺。在國(guó)外，根據(jù)對(duì)斷層相關(guān)褶皺模型的研究，Cardozo建立了斷層傳播褶皺的力學(xué)模型［7］，文獻(xiàn)［8－10］將其與三角剪切運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行了對(duì)比;斷層相關(guān)褶皺的研究在工程地質(zhì)、地震災(zāi)害預(yù)報(bào)［11－13］以及油氣勘探與開發(fā)領(lǐng)域方面［14－17］也得到了廣泛的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，通過(guò)對(duì)斷層相關(guān)褶皺的研究［18－19］，將之應(yīng)用于前陸盆地的構(gòu)造研究［20－22］中，也取得了頗豐的成果。本文通過(guò)對(duì)研究區(qū)斷層相關(guān)褶皺的研究，可以更好地認(rèn)識(shí)川東南構(gòu)造幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)以及構(gòu)造變形變位特征，對(duì)于該區(qū)常規(guī)與非常規(guī)天然氣的保存條件分析及滑脫層之下油氣勘探，均有一定的啟示。

1 四川盆地南緣赤水地區(qū)區(qū)域地質(zhì)特征

赤水地區(qū)在區(qū)域構(gòu)造位置上處于一個(gè)非常特殊的地帶，西北為川東構(gòu)造域向南西的延伸部分，東部為川東南隔槽式構(gòu)造域，南為黔中隆起的北緣斜坡帶，西為川南構(gòu)造域，三者夾持形成含有北東、南北和東西向構(gòu)造的近三角形式樣(圖1)［23－24］。由于這種特殊的邊界條件，在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下，致使本區(qū)北部形成了呈串珠狀展布的東西向構(gòu)造 (如納溪構(gòu)造)，研究區(qū)南部受雪峰推覆構(gòu)造帶與青藏高原推擠的影響，形成了以龍爪及西門構(gòu)造為代表的東西向構(gòu)造。

在川東南地震剖面中選取2條具有代表性且過(guò)該研究區(qū)有鉆探最深探井(XM1井，鉆達(dá)中上寒武統(tǒng))的測(cè)線剖面，并結(jié)合地表剖面(圖1測(cè)線A、B)，來(lái)研究該區(qū)構(gòu)造變形特征。研究區(qū)總體上從造山帶向盆地構(gòu)造變形都較強(qiáng)烈，形成許多小的褶皺構(gòu)造，因此其構(gòu)造形跡在橫向和垂向上均有較大的變異。從地表殘余地層可知，地層主要以白堊系為主，構(gòu)造高部位隆起處出露侏羅系。據(jù)趙從俊等［25］的四川南部上延5 km航磁和布格重異常圖，研究區(qū)所處位置是一個(gè)非常特殊的獨(dú)立東西向展布的區(qū)域，其東綦江至古藺呈北東向展布，其西高縣至威信為北西向展布，從基底特征來(lái)看，自西向東就存在北西向、東西向和北東向三組展布特征。因此，赤水地區(qū)構(gòu)造體系的形成，主要是區(qū)域構(gòu)造作用的結(jié)果，也與其自身的地質(zhì)特征(包括中淺層地層巖性特征和基底特征)有很大的關(guān)系，才能形成與周邊均不匹配而獨(dú)特的構(gòu)造特征。

川東南地區(qū)有十幾口探井鉆至下古生界，因此地層巖性較清晰。以西門1井(XM1)為例，地層基本上與四川盆地內(nèi)部地層相似，缺失泥盆系及石炭系，以中三疊統(tǒng)雷口坡組頂界面為界，其上為陸相地層，其下為海相地層(以碳酸鹽巖為主)，海相碎屑巖主要發(fā)育在志留紀(jì)地層內(nèi)。不同的是，盆地內(nèi)部以侏羅系沉積為主，剝蝕較強(qiáng)，赤水地區(qū)有大面積白堊系殘留。除碳酸鹽巖和碎屑巖，川南地區(qū)眾多鉆井的中寒武統(tǒng)剖面上顯示存在膏鹽巖。據(jù)劉樹根等［26］研究，四川疊合盆地特征表明，川東南地區(qū)中上寒武統(tǒng)和中下三疊統(tǒng)均發(fā)育有膏鹽巖，且中上寒武統(tǒng)的膏鹽巖在研究區(qū)發(fā)育較厚。西側(cè)距研究區(qū)僅70 km的長(zhǎng)寧構(gòu)造所鉆的長(zhǎng)寧1井，該層位膏鹽巖厚度超過(guò)100 m，研究區(qū)所鉆的XM1井也因鉆遇該套膏鹽巖而完鉆。但盆地內(nèi)部中上寒武統(tǒng)膏鹽巖厚度不大至基本上不存在。正是因?yàn)楦帑}巖的存在，對(duì)該區(qū)的構(gòu)造有重要的影響，但目前其對(duì)構(gòu)造的影響研究程度還較低。

圖1 川東南赤水地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及剖面位置Fig.1 Section position and geologicalmap in Chishui area，southeast of Sichuan basin

2 赤水地區(qū)構(gòu)造特征及斷層相關(guān)褶皺

2.1 赤水地區(qū)構(gòu)造特征

圖2所展示的是研究區(qū)構(gòu)造特征。

(1)近SN向地震測(cè)線A(圖2a)，位于研究區(qū)中部，總長(zhǎng)約36 km。構(gòu)造變形強(qiáng)度自北向南由弱到強(qiáng)，背斜軸面均直立，為直立背斜，傾角由北向南逐漸變大，約5°～20°;隨變形強(qiáng)度的加強(qiáng)，剖面由左往右(由北向南)共形成3組大型逆斷層(F1、F2、F3)和1組小型逆斷層(F4)。其中F1和F2斷層走向相同，均為南北向，斷層面傾向相反(F1傾向N，F(xiàn)2傾向S)，傾角由上部陡立向下部逐步過(guò)渡為近水平，最終在中上寒武統(tǒng)中尖滅;主逆斷裂F2上盤產(chǎn)生與之傾向相反的后逆沖斷層F3，其傾角較大并相對(duì)穩(wěn)定，向下終止于上寒武統(tǒng)中;F4斷層傾向N，僅切穿二疊系，向上止于中下三疊統(tǒng)，向下終止于志留系。

(2)近EW向測(cè)線B(圖2b)，位于研究區(qū)中部，過(guò)XM1井，長(zhǎng)約42 km，剖面中見斜歪背斜與向斜連續(xù)相間分布。兩背斜構(gòu)造體相似，其軸面傾向E，東翼傾角約40°，西翼傾角約15°。兩組與背斜軸向平行的大型逆斷層(F5、F6)，傾角由上部陡立向下部逐步過(guò)渡為近水平，且均發(fā)育于背斜核部，并最終尖滅于中上寒武統(tǒng)，兩條斷層構(gòu)成疊瓦式構(gòu)造。剖面中中生界地層厚度基本不變，古生界志留系、寒武系地層厚度變化較大。志留系、寒武系均呈現(xiàn)總體由西到東由厚減薄，使得剖面中寒武系之上地層整體呈現(xiàn)西高東低的形態(tài)。

圖2 川東南赤水地區(qū)地震剖面解釋圖Fig.2 Seismic section interpretmaps in Chishui area，southeast of Sichuan basin

綜上，從構(gòu)造形態(tài)上來(lái)看，南北向剖面A和東西向剖面B的構(gòu)造均為斷裂及與斷裂相關(guān)的褶皺組合，構(gòu)造強(qiáng)度由盆地外向盆地內(nèi)逐漸減弱。就褶皺而言，剖面A為隔槽式褶皺，剖面B為隔檔式褶皺，褶皺強(qiáng)度東強(qiáng)西弱、南強(qiáng)北弱;就斷裂而言，斷裂位移均向上端部減小，但南北向剖面較東西向剖面斷層發(fā)育，且前者斷裂發(fā)育于背斜兩翼并存在一后逆沖斷層，后者發(fā)育于背斜核心形成疊瓦狀構(gòu)造。

2.2 滑脫層上下地層變形特征對(duì)比

將川南地區(qū)中上寒武統(tǒng)膏鹽巖作為滑脫層進(jìn)行研究以往是非常少的，更多的是對(duì)淺層構(gòu)造進(jìn)行分析，未涉及深層構(gòu)造。就變形特征而言，中上寒武統(tǒng)泥質(zhì)巖與膏質(zhì)巖形成西門構(gòu)造區(qū)內(nèi)重要的滑脫層，而滑脫層在區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化中又發(fā)揮著重要作用。

(1)近南北向測(cè)線剖面A中顯示一系列平緩背斜和開闊向斜連續(xù)相間分布，以滑脫層(主要為膏鹽巖，下同)為界，上覆層和巖下基底變形特征亦明顯不同(圖2a):上覆層背斜幅度由南向北逐漸變小;背斜核部聚集了較厚的鹽巖并向兩翼逐漸減薄;背斜的幾何形態(tài)受翼部?jī)蓷l相反傾向的逆沖斷層(F2、F3)控制，斷層斷距較小;斷層端線以上為雙樞紐背斜，端線以下為單一樞紐背斜。下伏基底受拆離斷層影響，變形較弱。

(2)圖2b所示，近東西向測(cè)線剖面 B過(guò)XM1井，以滑脫層為界，上覆層和下伏基底變形特征不同:褶皺軸面傾角由上至下由近直立逐漸變平緩;背斜幅度由東向西逐漸變小，其幾何形態(tài)受控于背斜核部東傾的逆沖斷層(F5、F6);背斜核部地層加厚翼部減薄，總體上西厚東薄;斷層向上終止于向斜處，海相地層斷距較大，陸相地層斷距小，因此深層封閉性較淺層弱。滑脫層之下受拆離斷層影響，構(gòu)造變形微弱。

總體來(lái)講，研究區(qū)構(gòu)造變形主要發(fā)生在滑脫層之上，斷層終止于滑脫層內(nèi)部?；搶又碌臉?gòu)造較穩(wěn)定，并未受上覆構(gòu)造變形而發(fā)生大規(guī)模的變化，構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，因此并未形成所謂的雙重構(gòu)造［27］。在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下，滑脫層發(fā)生塑性流動(dòng)，填補(bǔ)其上地層褶皺變形和斷層錯(cuò)斷形成的負(fù)空間，從而抑制其下地層構(gòu)造變形，同時(shí)地層于背斜核部和斷層附近發(fā)生不同程度的加厚，使得滑脫層上地層構(gòu)造變形強(qiáng)度明顯強(qiáng)于其下地層。因此，剖面A形成與滑脫層有關(guān)的滑褶型圈閉;剖面B具成排成帶分布特征，形成褶皺－沖斷帶圈閉［28］。其中，中上寒武統(tǒng)滑脫層作為時(shí)代最老、厚度最大的一套滑脫層對(duì)西門構(gòu)造區(qū)的構(gòu)造演化產(chǎn)生的影響最大，直接影響了區(qū)內(nèi)多條斷層的形成演化、褶皺形態(tài)的變化和西門構(gòu)造區(qū)雙層構(gòu)造樣式的形成。

2.3 斷層相關(guān)褶皺分析及對(duì)比

斷層轉(zhuǎn)折褶皺的概念被提出后，斷層相關(guān)褶皺理論及其定量模式基本成形［29］，斷層相關(guān)褶皺理論得到了積極的發(fā)展。目前主要存在關(guān)于褶皺沖斷帶處斷層相關(guān)褶皺基本幾何學(xué)類型與運(yùn)動(dòng)學(xué)模型:(1)斷層轉(zhuǎn)折褶皺;(2)斷層傳播褶皺;(3)滑脫褶皺;(4)沖斷逆沖褶皺。

通過(guò)二維地震剖面解釋，結(jié)合斷層相關(guān)褶皺動(dòng)力學(xué)模型，本文建立了赤水地區(qū)斷層相關(guān)褶皺構(gòu)造演化模式(圖3)。圖3a為斷滑褶皺 (斷層滑脫褶皺)模式圖［30］，地層受下伏滑脫層影響，在拆離斷層作用下發(fā)生褶皺變形，并產(chǎn)生位移量;圖3b為斷展褶皺(斷層傳播褶皺)模式圖［30－31］，在逆沖推覆作用下，褶皺發(fā)生變形。

通過(guò)地震剖面解釋和分析，判斷赤水地區(qū)斷層褶皺類型并不單一(圖3c):(1)受寒武系膏巖層以及拆離斷層影響，形成一核部軟弱層加厚的收縮背斜;(2)受能干層影響，其地層厚度基本保持不變;(3)背斜具明顯不對(duì)稱，前陡后緩;(4)斷層終止于向斜軸部，褶皺向上變寬緩且斷層位移量向上減少;(5)端線以上為雙樞紐背斜，端線以下為單一樞紐背斜。

圖3 赤水地區(qū)斷層相關(guān)褶皺構(gòu)造模式與經(jīng)典模式對(duì)比(圖3a據(jù)Jamision，1989;圖3b據(jù)Jamision，1989; Suppe，2004)Fig.3 Comparison between structuremodel and classicsmodel of fault-related fold in Chishuiarea

與經(jīng)典模式比較分析，赤水地區(qū)無(wú)論東西向或南北向構(gòu)造的形成，均受多方向應(yīng)力作用，最終形成斷滑和斷展的復(fù)合構(gòu)造。

3 赤水地區(qū)構(gòu)造演化特征及構(gòu)造變形期次

3.1 赤水地區(qū)平衡剖面恢復(fù)

通過(guò)分析赤水地區(qū)構(gòu)造特征，再對(duì)其進(jìn)行平衡剖面恢復(fù)的研究。利用平衡剖面技術(shù)對(duì)同一變形體系內(nèi)或剝蝕程度相同的地層之間［32］的構(gòu)造演化進(jìn)行定量、半定量的恢復(fù)和解釋［33］是目前較為通用的方法。通過(guò)對(duì)地震剖面A、B的地層進(jìn)行平衡剖面恢復(fù)，結(jié)果顯示:(1)南北向平衡剖面(圖4a)滑脫層之上的最小位移縮短量3.24 km(縮短率5.8%)，為奧陶系;最大位移縮短量3.75 km(縮短率6.6%)，為二疊系;中下三疊統(tǒng)和志留系位移縮短量均為3.61 km(縮短率6.4%)。(2)東西向平衡剖面(圖4b)滑脫層之上的中上侏羅統(tǒng)、上三疊統(tǒng)位移縮短量均為1.42 km(縮短率3.6%);下侏羅統(tǒng)、二疊系、志留系位移縮短量均為1.57 km (縮短率4.0%);中下三疊統(tǒng)、奧陶系位移縮短量最大，均為1.91 km(縮短率5.1%)。滑脫層之下的震旦系燈影組均構(gòu)造穩(wěn)定且變形弱，幾乎無(wú)位移量變化，說(shuō)明滑脫層對(duì)于研究區(qū)的構(gòu)造變形有重要的意義。

因地層在變形過(guò)程中厚度無(wú)明顯變化，僅位移量不守恒，方石等［33］、何為剛［34］推測(cè)可能是由于位移量在小斷層上的分散、滑脫褶皺作用或斷展作用導(dǎo)致沿?cái)鄬拥奈灰妻D(zhuǎn)換為褶皺。圖4展示，受滑脫層影響，南北向剖面A上地層縮短量為3.24～3.75 km，滑脫層下地層縮短量為0.51 km，滑脫層之上地層位移縮短量是滑脫層之下的6.4～7.4倍;東西向剖面B上地層縮短量在1.42至1.91 km，而滑脫層下縮短量為0.19 km，滑脫層之上地層位移縮短量是滑脫層之下的7.4～10倍。而兩條剖面中滑脫層上、下地層位移縮短量倍數(shù)的不同，推測(cè)滑脫層(本文指中上寒武統(tǒng)膏鹽巖)的厚度與其上、下地層位移縮短量倍數(shù)呈正比關(guān)系，故筆者認(rèn)為造成本區(qū)構(gòu)造縮短變形主要是受滑脫層及其厚度的影響，上層發(fā)生較強(qiáng)的構(gòu)造變形，而之下的變形非常微弱。

圖4 赤水地區(qū)地震剖面平衡剖面位移縮短量圖Fig.4 Shortening displacementmaps of balanced cross section of seismic section in Chishui area

從地層巖性特征看，中下三疊統(tǒng)和志留系都有發(fā)育滑脫的可能;從平衡剖面來(lái)看，在須家河底部和志留系底部的縮短量與其他地層也不太相同，說(shuō)明對(duì)構(gòu)造也起到一定的影響，但遠(yuǎn)沒(méi)有中上寒武統(tǒng)膏鹽巖形成褶皺變形量影響大。因此，并未發(fā)現(xiàn)顯著的多層次滑脫構(gòu)造，Konstantinovskaya等［35］也指出雙滑脫層變形系統(tǒng)中無(wú)后逆沖斷層形成。

綜上所述，滑脫層對(duì)于整個(gè)構(gòu)造變形特征和強(qiáng)度都有較大的控制作用，滑脫層起到了調(diào)節(jié)構(gòu)造變形量的作用。其上地層，大的構(gòu)造變形中斷層以及地層縮短都在滑脫層中得到了調(diào)節(jié)，這才形成了其上下并不匹配、相對(duì)獨(dú)立的構(gòu)造變形特征。

3.2 赤水地區(qū)主要構(gòu)造變形期次

四川盆地呈現(xiàn)自南東向北西由“隔槽式”褶皺向“隔檔式”褶皺逐漸變遷，研究區(qū)正好位于隔槽式和隔檔式構(gòu)造之間(圖1)，其北為隔檔式，其南為隔槽式，屬于一種特殊的構(gòu)造變形 (圖2)。赤水地區(qū)屬于漸變型盆山結(jié)構(gòu)，構(gòu)造活動(dòng)較晚，根據(jù)孫瑋等［36］對(duì)DS1井的研究結(jié)果，本區(qū)主要開始活動(dòng)期為晚白堊世(72 Ma)［36］。

關(guān)于赤水地區(qū)構(gòu)造形成期次問(wèn)題，比較統(tǒng)一的觀點(diǎn)是本區(qū)在地質(zhì)歷史時(shí)期有兩次重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，但對(duì)于兩次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的先后關(guān)系問(wèn)題，卻有著不同的意見。呂廷智等［5］認(rèn)為南北向構(gòu)造較東西向構(gòu)造形成早;胡明等［37］從區(qū)域構(gòu)造背景出發(fā)，以疊加構(gòu)造理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為赤水地區(qū)早期構(gòu)造為東西向，受后期東西向構(gòu)造應(yīng)力影響改造和疊加，但原東西向構(gòu)造受構(gòu)造應(yīng)力的疊加作用產(chǎn)生持續(xù)活動(dòng)。

覃作鵬等通過(guò)對(duì)桐梓－綦江地區(qū)野外露頭的100余組節(jié)理、擦痕及典型疊加褶皺的研究，認(rèn)為本區(qū)南北向構(gòu)造形成時(shí)間較早，東西向構(gòu)造是晚期形成的［38］。無(wú)論早晚，根據(jù)構(gòu)造分析結(jié)果和前人研究成果，赤水地區(qū)東西向構(gòu)造是受由南向北的構(gòu)造擠壓力作用形成的;北北西向構(gòu)造則是受四川盆地東部邊緣北西向構(gòu)造作用力在南端的派生應(yīng)力(南西西向)作用形成的，即受雪峰隆起向西推覆的構(gòu)造應(yīng)力影響［39－41］。

鄧賓等［42］、覃作鵬等［38］運(yùn)用構(gòu)造解析方法對(duì)節(jié)理破裂滑動(dòng)構(gòu)造進(jìn)行古應(yīng)力場(chǎng)反演，結(jié)合褶皺的疊加序列和節(jié)理的交切關(guān)系反映古應(yīng)力場(chǎng)序列認(rèn)為，川東南構(gòu)造帶于中新生代以來(lái)主要經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng):早白堊世E－W向擠壓作用;晚白堊世近S－N向擠壓作用;早新生代NE－SW向擠壓作用;上新世早期NW－SE向擠壓作用。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)地震剖面研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)造區(qū)確實(shí)存在兩個(gè)方向的受力，而且也于滑脫層之上造成構(gòu)造變形，形成川東南赤水地區(qū)現(xiàn)今鹽上構(gòu)造。對(duì)地震剖面中斷層相關(guān)褶皺進(jìn)行構(gòu)造演化及對(duì)比(圖3)顯示，該區(qū)受寒武紀(jì)地層中拆離斷層影響，形成斷滑褶皺 (斷層滑脫褶皺);在逆沖斷層作用下，于寒武系上覆地層形成斷展褶皺 (斷層傳播褶皺)。結(jié)合前人研究，筆者認(rèn)為本區(qū)受由東向西、由南向北兩個(gè)方向(下同)的構(gòu)造應(yīng)力疊加，最終形成斷滑與斷展的復(fù)合構(gòu)造。通過(guò)對(duì)剖面A、B的平衡剖面恢復(fù)(圖4)可知，滑脫層之上構(gòu)造變形強(qiáng)烈，滑脫層之下幾乎無(wú)構(gòu)造變形，進(jìn)一步證明滑脫層調(diào)節(jié)著研究區(qū)的構(gòu)造變形，對(duì)區(qū)內(nèi)構(gòu)造的形成及演化有著重要意義。

受盆地剛性基底的阻擋，青藏板塊由西向東的擠壓，僅局部在龍門山地區(qū)發(fā)生向四川盆地的逆沖擴(kuò)展作用;而江南古隆起 SE－NW向擠壓［43－44］，自雪峰隆起到川西華鎣山(自東向西)構(gòu)造變形減弱，這一點(diǎn)由地震剖面A、B(圖2)也可看出其構(gòu)造東強(qiáng)西弱、南強(qiáng)北弱的特征。平衡剖面結(jié)果表明:南北向剖面位移縮短量較東西向大(約1.8 km)，說(shuō)明是由雪峰隆起向北西推覆的構(gòu)造應(yīng)力分力與青藏高原向北的構(gòu)造擠壓應(yīng)力合力造成這種特征。

但滑脫層之上構(gòu)造，特別是斷層相關(guān)褶皺(斷滑和斷展的復(fù)合褶皺)形態(tài)保持完整，斷層斷距并不大，未顯示出后期被再次擠壓的形跡。因此，赤水地區(qū)雖存在多期構(gòu)造，但在地震剖面上顯示并不明顯，說(shuō)明區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用對(duì)深部地層影響不大，且受中上寒武統(tǒng)滑脫層影響，區(qū)域應(yīng)力作用造成的構(gòu)造變形均受到了不同程度的抑制，也未顯示出明顯的構(gòu)造期次先后關(guān)系。由此認(rèn)為，川東南赤水地區(qū)雖受兩個(gè)方向區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力擠壓作用，但其變形并未發(fā)現(xiàn)明顯的先后關(guān)系(但從平面構(gòu)造形跡上來(lái)看，東西向構(gòu)造應(yīng)力略早于南北向，且東西向構(gòu)造活動(dòng)持續(xù)至今)，最有可能的推斷是E－W、S－N兩期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)同時(shí)相互疊加作用，造成了該區(qū)現(xiàn)今南北向和東西向兩組構(gòu)造形跡的分布。

4 結(jié)論

四川盆地南緣赤水地區(qū)褶皺變形和斷層發(fā)育主要受區(qū)域擠壓作用、盆地基底結(jié)構(gòu)、膏鹽層和海相地層共同控制。中上寒武統(tǒng)膏鹽巖層在赤水地區(qū)構(gòu)造變形中發(fā)揮重要作用。膏鹽層是優(yōu)質(zhì)的滑脫層，在逆沖推覆作用之下，形成斷滑褶皺和斷展褶皺的復(fù)合構(gòu)造。鹽上形成較完整的構(gòu)造形態(tài)，斷層相對(duì)發(fā)育，而鹽下變形較小。塑性膏鹽層調(diào)節(jié)了其上覆和下伏地層變形的差異，使得地層形成上下不一致的構(gòu)造變形。

綜合斷層相關(guān)褶皺特征，滑脫層之上并未出現(xiàn)生長(zhǎng)地層，說(shuō)明斷層與褶皺形成非常晚，雖然受由東向西、由南向北兩個(gè)方向力的作用，構(gòu)造最終的形成受E－W、S－N兩期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的相互疊加作用，但作用力基本上是同時(shí)產(chǎn)生的。膏鹽巖等塑性滑脫層可構(gòu)成區(qū)域性蓋層，形成的單層滑脫構(gòu)造變形依然對(duì)油氣成藏具有重要作用:滑脫層之上構(gòu)造圈閉形成非常晚且完整，為該區(qū)晚期油氣成藏提供有利的圈閉條件;滑脫層之下構(gòu)造具有持續(xù)性，為震旦系燈影組和下寒武統(tǒng)古氣藏的持續(xù)保藏提供了條件，具很好的勘探前景;向斜區(qū)構(gòu)造較緩，僅發(fā)育大斷層，次級(jí)斷層不發(fā)育，為頁(yè)巖氣(盡管埋藏較深)的保藏提供了條件。

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Research of fault-related folds characteristics in Chishui area，southeast Sichuan basin

TIAN Meng-na1，SUNWei1，MENG Xian-wu2，QIN Zuo-peng3，SONG Jin-min1，DENG Bin1
(1.Key Laboratory of Tectonic Controls on Mineralization and Hydrocarbon Accumulation，Ministry of Land and Resources，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China;2.Guiyang Institute，Exploration＆Production Research Institute，Southwest Gas Branch，China Petrochemical Corporation，Guiyang 550004，China;3.Tianjin Branch of China National Offshore Oil Corporation，Tianjin 300452，China)

In order to study the characteristics of fault-related folds in Chishui area on the southeastmargin of Sichuan basin，the structural and evolutionary characteristics are analysed by seismic profile combined with drilling data and equilibrium profile method．The results show that the structure deformation and evolution in this area aremainly controlled by the detachment layer in Middle-Upper Cambrian gypsum salt rock，forming different structural deformation styles between the detachment layers．Layers above the detachment layer structure formed later and the deformation is strong，while the under layer structural stability isweak，so the composite fault slip and fault propagation structure are formed．The deformation of Chishui areawas affected by the regional tectonic stress from the east and south in the two directions，without obvious orders．Above the detachment layer structure traps formed later，favorable trap conditions provide the late region hydrocarbon accumulation．The structure under the slip layer is persistent and provided trap conditions of Sinian Dengying Formation in source rock of Low Cambrian Qiongzusi Formation．It provided the shale gas storage conditions in syncline area which has flat structure and only developsmajor faultswithout secondary faults．

fault-related fold;equilibrium profile;structural feature;Chishui area

P542

:A

2015－07－21

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃“973”項(xiàng)目 (2012CB214805);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (41372093)

田夢(mèng)娜 (1991—)，女，碩士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，502814984@qq.com。

孫 瑋，博士，副教授，sunweicdut@163.com。

田夢(mèng)娜，孫瑋，孟憲武，等．川東南赤水地區(qū)斷層相關(guān)褶皺特征分析［J］．桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36(4): 644－651．

1674－9057(2016)04－0644－08

10.3969/j．issn.1674－9057.2016.04.002