正牽引構(gòu)造對(duì)沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的控制作用

印森林，吳勝和，胡張明，吳小軍，陳燕輝，任 翔

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249;2.長(zhǎng)江大學(xué)錄井技術(shù)與工程研究院，湖北荊州 434023; 3.中國(guó)石油西部鉆探工程公司，新疆克拉瑪依 834000; 4.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000)

正牽引構(gòu)造對(duì)沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的控制作用

印森林1，2，吳勝和1，胡張明3，吳小軍4，陳燕輝4，任 翔3

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249;2.長(zhǎng)江大學(xué)錄井技術(shù)與工程研究院，湖北荊州 434023; 3.中國(guó)石油西部鉆探工程公司，新疆克拉瑪依 834000; 4.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000)

針對(duì)同生逆斷層上盤發(fā)育的正牽引構(gòu)造與沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型耦合關(guān)系不明的情況，利用巖心、露頭、密井網(wǎng)及地震等資料，采用井震結(jié)合、標(biāo)志層與目的層高程差、構(gòu)型層次分析及地質(zhì)綜合分析等方法，從正牽引構(gòu)造的基本特征出發(fā)，探討了其控制下沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的差異分布特點(diǎn)。研究表明:(1)正牽引構(gòu)造有4個(gè)基本特征:呈不對(duì)稱的背斜隆起形態(tài)、不同位置隆起幅度存在差異且具有累積效應(yīng)、常與張性構(gòu)造和不整合伴生、具有繼承性發(fā)育且分布范圍漸變的特點(diǎn);(2)正牽引構(gòu)造引起的差異隆起的沉積底形控制了沖積扇砂礫巖體的分布樣式，沖積扇砂礫巖體構(gòu)型要素在空間上分布與已有沖積扇沉積模式差異較大，即不再遵循輻向距扇根部位距離相等的位置具有大體相同的構(gòu)型屬性的規(guī)律;(3)正牽引構(gòu)造控制了沉積物可容空間的大小，抬升隆起導(dǎo)致其發(fā)育部位可容空間不斷降低，而其側(cè)翼的則不斷增加。同時(shí)，其隆起的沉積底形影響了古水流的流向，最終改變了沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的分布格局，不再遵循沿輻向上構(gòu)型要素類型與規(guī)模漸變的基本特征。

正牽引;同生逆斷層;沖積扇;儲(chǔ)層構(gòu)型;準(zhǔn)噶爾盆地西北緣

構(gòu)造對(duì)沉積具有明顯控制作用且具有級(jí)次對(duì)應(yīng)關(guān)系，研究構(gòu)造與沉積的耦合關(guān)系一直以來為構(gòu)造沉積學(xué)研究的核心內(nèi)容［1－10］。近年來，隨著板塊構(gòu)造學(xué)說、層序地層學(xué)及沉積學(xué)等相關(guān)理論的發(fā)展，構(gòu)造對(duì)沉積控制作用的研究進(jìn)一步細(xì)化，其對(duì)應(yīng)關(guān)系更加明確［11］。邊沉積邊活動(dòng)的斷層上下盤間沉積地層的差異，指示了構(gòu)造對(duì)沉積控制的過程，同時(shí)，斷層的組合樣式及其所形成的不同類型的坡折帶，對(duì)層序結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部沉積體系展布的控制作用方面的研究得到了廣泛的關(guān)注，逐步成為研究的熱點(diǎn)［1－10］。

同生斷層又稱同沉積斷層、生長(zhǎng)斷層、累積斷層，隨著與同生正斷層相關(guān)的逆牽引構(gòu)造成因、分布及控藏機(jī)理等的提出，使得我國(guó)東部油氣田勘探開發(fā)的效率大大提高，促進(jìn)了油氣構(gòu)造及成藏理論與實(shí)踐的發(fā)展，形成了一系列與逆牽引相關(guān)的理論與實(shí)踐方法［12－17］。與同生正斷層下降盤發(fā)育逆牽引構(gòu)造相對(duì)應(yīng)的是，同生逆斷層上升盤發(fā)育正牽引構(gòu)造(簡(jiǎn)稱正牽引)，即在邊沉積邊生長(zhǎng)的逆斷層控制下，上盤出現(xiàn)具有向上牽引彎曲的背斜。雖然前人對(duì)正牽引作用形成的背斜構(gòu)造特征進(jìn)行過研究［18－23］，但對(duì)沉積作用的控制機(jī)理研究較少［24］，特別是同生逆斷層形成的正牽引上拱隆起作用引起的沉積底形的形態(tài)、規(guī)模、演化及可容空間變化特征，以及這一沉積底形及可容空間的變化是如何影響沉積物搬運(yùn)、沉積過程及砂體分布樣式的。另一方面，對(duì)正牽引與沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的耦合關(guān)系的研究還未見相關(guān)報(bào)道。因此，本文以準(zhǔn)噶爾盆地西北緣湖灣區(qū)三疊系克拉瑪依組沉積體為例，利用巖心、露頭、密井網(wǎng)及地震資料，開展正牽引基本特征及其形成演化、正牽引的分布模式(隆起高度、平面范圍)、正牽引控制下砂礫巖體分布及沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型模式的研究。

1 地質(zhì)背景

前人對(duì)盆地填充序列及地層層序構(gòu)造格架的研究表明，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣湖灣區(qū)經(jīng)歷了4幕逆沖過程［25－35］，不同幕式的逆沖構(gòu)造活動(dòng)控制了不同的地層發(fā)育序列。其中本次研究的目的層是中三疊統(tǒng)的克拉瑪依組(T2k)，為陸內(nèi)造山第I幕逆沖期。研究區(qū)主要為一區(qū)及三區(qū)，與構(gòu)造活動(dòng)相伴隨發(fā)育了多條同生斷層，包括大型同生逆斷層克—百大斷裂、北黑油山斷裂及大型走滑調(diào)節(jié)斷裂大侏羅溝斷裂等主要斷層［26］(圖1)。

鉆井和露頭資料表明，T2k與石炭系呈不整合接觸，缺失了二疊系和下三疊統(tǒng)百口泉組。自下而上發(fā)育石炭系、中三疊統(tǒng)下克拉瑪依組(簡(jiǎn)稱克下組)、上克拉瑪依組(簡(jiǎn)稱克上組)、上三疊統(tǒng)白堿灘組、侏羅系、白堊系吐谷魯群、古近系、新近系和第四系。根據(jù)新疆油田分公司現(xiàn)用分層方案，克下組發(fā)育了一套沖積扇沉積體系，地層沉積厚度25～85 m，平均厚度55 m，油藏中部埋深約740 m;自下而上分為S7和S62個(gè)砂層組，細(xì)分為7個(gè)小層、12個(gè)單層?？松辖M發(fā)育了1套辮狀河三角洲沉積體系，地層沉積厚度25～75 m，平均厚度38 m，油藏中部埋深約680 m;分為S1，S2，S3，S4，S55個(gè)砂層組，細(xì)分為8個(gè)小層，分別是其中S2，S3在多個(gè)區(qū)域地層缺失［24，36］(圖1)。

2 正牽引基本特征及形成與演化

正牽引構(gòu)造，為靠近同生逆斷層上盤的位置，因受到擠壓作用而形成的具有類似背斜形態(tài)的隆起構(gòu)造單元，在隆起背斜的頂點(diǎn)地層抬升幅度最大，其周圍(包括靠近斷層部位)為背斜翼部。下文從正牽引基本特征出發(fā)，探討其形成與演化規(guī)律。

2.1 正牽引的基本特征

2.1.1 呈不對(duì)稱的背斜隆起形態(tài)

同生逆斷層上盤地層受到不同程度的擠壓而逐漸隆起，因斷層分布的非對(duì)稱性及地層不同位置巖性受壓能力的差異性，形成了不對(duì)稱的隆起背斜形態(tài)。一般來說，在垂直斷層走向方向，地層在逐漸靠近斷層時(shí)呈“平緩—隆起—陡坡”直至與斷層接觸。因此，當(dāng)多條平行同生斷層出現(xiàn)時(shí)會(huì)形成多個(gè)“平緩—隆起—陡坡”狀的隆起背斜。其中，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣以克拉瑪依斷層級(jí)別最高，上盤發(fā)育隆起的正牽引最為典型(圖2)。

2.1.2 不同位置隆起幅度存在差異且具有累積效應(yīng)

正牽引發(fā)育位置隆起幅度存在差異，正牽引背斜的核部隆起幅度最大，緩坡一側(cè)隆起幅度最小，陡坡一側(cè)隆起幅度居中。與此同時(shí)，在同生逆斷層活動(dòng)強(qiáng)度變化不大的情況下，正牽引發(fā)育隆起幅度具有累積效應(yīng)，同一位置下部地層的隆起累積幅度要大于上部。整體來說，正牽引背斜的隆起幅度最終與斷層的活動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)(圖2)。

2.1.3 常與張性構(gòu)造及不整合伴生

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣研究區(qū)位置與地層剖面Fig.1 Location and stratigraphic column of study area，NW margin of Junggar Basin

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣正牽引隆起特征及其形成過程Fig.2 Features and formation process of normal drag structure uplift，NW margin of Junggar Basin

由于逆沖斷層的推覆作用而使上盤地層逐漸隆起抬升形成背斜，隨著同生逆斷層擠壓力不斷增強(qiáng)，在背斜的頂部引起構(gòu)造應(yīng)力的反轉(zhuǎn)，在整體呈壓應(yīng)力的條件下，局部容易出現(xiàn)張性構(gòu)造(正斷層)，其分布主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)正斷層發(fā)育位置主要在背斜核部或主斷裂的旁側(cè)且成束分布，其與同生逆斷層構(gòu)造走向呈大致平行分布;(2)正斷層束剖面上具有從背斜核部向兩邊呈非對(duì)稱分布的特點(diǎn);(3)正斷層一般為高角度(大于60°)斷層; (4)其下盤地層厚度普遍大于其上盤厚度，且在隆起剝蝕時(shí)，下盤地層的缺失層位少于上盤地層。

隨著正牽引構(gòu)造的累積隆起，背斜頂部可能會(huì)遭受削蝕，形成局部不整合界面，在研究區(qū)地震剖面上顯示S1與下伏地層呈不整合接觸［24］。

2.1.4 具有繼承性發(fā)育且分布范圍漸變的特點(diǎn)

正牽引在不同層位的發(fā)育位置具有明顯的繼承性。上部與下部層位隆起位置具有繼承的關(guān)系，且自下而上影響范圍漸漸擴(kuò)大。在平面上，不同層位隆起幅度由背斜頂端向四周減小，由于擠壓受力不均一，局部隆起幅度會(huì)有一定的差異。

2.2 正牽引的形成及演化

2.2.1 正牽引識(shí)別及形成

(1)多井對(duì)比識(shí)別正牽引。通過研究區(qū)典型層位的地層厚度特征，分析研究區(qū)正牽引構(gòu)造的發(fā)育情況。過一中區(qū)東西向地層對(duì)比剖面圖揭示了研究區(qū)不同程度地缺失了，S3，S2等層位(圖3)。其中，位于一中區(qū)中西部缺失的層位最多，地層厚度最薄，如1906井、6－9井、8－11井3口井缺失層位最多、地層厚度最薄，而位于剖面西部的1914井及東部的T10215井、TD10219井、54井地層數(shù)增多，厚度增大(圖3a)。整體來說中西部地層剝蝕嚴(yán)重，東部地層數(shù)多于西部區(qū)域，地層厚度大于西部區(qū)域，說明東部地層遭受剝蝕程度又比西部弱。從另一條由北至南地層對(duì)比剖面發(fā)現(xiàn)地層主要缺失了，S3，S2等層位。其中，位于一中區(qū)中西部缺失的層位最多，地層厚度最薄，如8－11，9－5A，508井3口井缺失層位最多、地層厚度最薄，而位于剖面北部的4－12，5－5S井及南部的10－1S，G64井地層數(shù)增多，厚度增大明顯，特別是G64井，地層發(fā)育完整(圖3b)。整體來說，中西部地層剝蝕嚴(yán)重，而南部地層數(shù)多于北部區(qū)域，地層厚度大于北部區(qū)域，說明南部地層遭受剝蝕程度又比北部弱。因此，受正牽引控制，隆起部位遭受剝蝕程度最大為中偏西北位置，地層由核部向翼部數(shù)量增多、厚度增大，自下而上地層缺失范圍逐漸增大。

(2)分析化驗(yàn)識(shí)別局部不整合界面。在利用地震資料識(shí)別正牽引形成的不整合界面的同時(shí)，針對(duì)露頭區(qū)黑油山溝35剖面S1及其下伏地層進(jìn)行取樣分析化驗(yàn)，分析古風(fēng)化作用程度，以揭示S1上下層化學(xué)元素組成的差異特征，輔助識(shí)別正牽引的形成及其特點(diǎn)。露頭上，S1砂組主要以砂礫巖為主，而下部突變?yōu)榛疑百|(zhì)泥巖。與此同時(shí)，利用等離子發(fā)射光譜分析方法對(duì)黑油山35剖面不同層位取樣點(diǎn)進(jìn)行了元素分析化驗(yàn)。取樣點(diǎn)位置及巖性分別為白堿灘組泥巖、S2頂部灰色砂質(zhì)泥巖、S2頂部灰色含碳質(zhì)泥巖、S2中部灰色碳質(zhì)泥巖。

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣過正牽引發(fā)育地層剖面Fig.3 Section showing stratigraphic characteristics with normal drag structure development position，NW margin of Junggar Basin

表1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣黑油山露頭區(qū)35號(hào)剖面等離子體發(fā)射光譜分析報(bào)告Table 1 Plasma emission spectrum analysis report，Heyoushan No.35 section，NW margin of Junggar Basin

利用等離子發(fā)射光譜分析了Na、Mg、K、Ca、Fe元素的含量，其中，鈉/鉀比值是較好的衡量巖石古化學(xué)風(fēng)化程度的關(guān)鍵指標(biāo)，可以很好地用于表征巖石中斜長(zhǎng)石的古化學(xué)風(fēng)化程度，因斜長(zhǎng)石的風(fēng)化速率大于鉀長(zhǎng)石，所以巖石鈉/鉀比值與其風(fēng)化程度呈反比［37］。而分析化驗(yàn)結(jié)果表明S2頂界面附近Na/K值偏低，表明其頂部遭受了風(fēng)化作用(表1)。

2.2.2 正牽引的演化及其分布

正牽引的演化及其分布特點(diǎn)具有獨(dú)特性，利用沉降幅度差異導(dǎo)致的地層沉積厚度差異原理來恢復(fù)原始古地貌，以此分析正牽引構(gòu)造的演化及分布特點(diǎn)。具體步驟如下:

(1)估算相對(duì)于基準(zhǔn)面的古地形高程差。首先，選取基準(zhǔn)面，克上組選擇湖相泥巖沉積的S6砂組頂界面為基準(zhǔn)面，克下組選擇古地形填平補(bǔ)齊后的小層頂面為基準(zhǔn)面;之后，利用不同層位與基準(zhǔn)面的厚度差值反映古地形相對(duì)高程差。同時(shí)，對(duì)于局部地層缺失部位，按照地層厚度趨勢(shì)來估算其厚度。

(2)恢復(fù)古地形地貌。在估算相對(duì)古地形高程差的基礎(chǔ)上，計(jì)算相對(duì)古地形高程差的平均值，利用不同位置高程值與平均值的差值來恢復(fù)古地貌高程值。以S2砂組為例來詳細(xì)說明，首先利用地層厚度趨勢(shì)估算局部地層缺失位置地層厚度，然后利用S2砂組底面(S3砂組頂面)構(gòu)造圖與S6砂組頂面構(gòu)造相減，得到S2—S6砂組地層厚度等值線，此地層厚度等值線圖即反映了古地形的相對(duì)高程差，計(jì)算古地形相對(duì)高程差的均值，利用古地形的相對(duì)高程差減去均值即為S2沉積前的古地貌圖。利用此方法對(duì)S3，S4，S5，等5個(gè)砂組/小層進(jìn)行古地貌的分析，恢復(fù)不同層組沉積前古地貌。

通過對(duì)古地形相對(duì)高程及古地貌的分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)正牽引構(gòu)造具有以下分布特點(diǎn):其一，正牽引自下而上影響范圍擴(kuò)大，地層抬升的幅度及平面分布在頂部地層(S2)明顯大于底部();其二，正牽引構(gòu)造在底層發(fā)育時(shí)()為多個(gè)小幅度的隆起，向上逐漸變?yōu)橐粋€(gè)典型的隆起(S2)。

3 正牽引對(duì)沖積扇儲(chǔ)層構(gòu)型的控制

構(gòu)造對(duì)砂體的宏觀展布樣式及其成因類型的控制受到了廣泛的關(guān)注。而同生逆斷層是擠壓盆地構(gòu)造活動(dòng)的具體表現(xiàn)形式，其形成的構(gòu)造要素正牽引構(gòu)成了特殊的沉積底形，其對(duì)沖積扇砂(礫)巖體的形態(tài)、規(guī)模具有明顯的控制作用。

3.1 正牽引發(fā)育部位砂礫巖體展布特征

對(duì)一、三區(qū)克下組 S7砂體厚度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后，利用克里金插值方法計(jì)算870口井的砂體厚度平面分布(圖4)。圖4中顯示不同區(qū)域位置砂礫巖體厚度存在較大差異，在三區(qū)中北部、一區(qū)中北部砂礫巖體發(fā)育程度最高，厚度20～25 m;其次是三區(qū)東南部、西南部及一區(qū)東部，厚度8～20 m;砂礫巖體發(fā)育程度最低為一區(qū)西南部，厚度2～8 m。這說明沖積扇砂礫巖體發(fā)育程度高低與區(qū)域位置具有很大的相關(guān)性。其中，沖積扇出山口撒開位置砂礫巖體發(fā)育程度最高，位于扇體側(cè)緣位置砂礫巖體發(fā)育程度明顯降低，而扇體邊緣的位置砂礫巖體發(fā)育程度也比較低。砂礫巖體發(fā)育最低的西南部位與正牽引發(fā)育的位置具有很好的對(duì)應(yīng)性，說明了正牽引對(duì)沖積扇砂礫巖體分布具有明顯的控制作用。

上面利用砂礫巖體厚度等值線分析了其平面分布特點(diǎn)，以下結(jié)合砂礫巖體在剖面上的疊置特點(diǎn)進(jìn)一步闡述。過一中區(qū)克下組AA'橫剖面顯示，砂礫巖體整體呈“厚—薄—厚”的分布規(guī)律，其中部10－1S—12－2井砂礫巖體側(cè)向以薄層窄帶狀分布或孤立狀分布為主，泥巖發(fā)育程度高，垂向上整體呈厚層泥巖夾薄層砂礫巖，砂泥比約為1∶3～1∶4;而位于剖面東部和西部的井剖面顯示砂礫巖體連續(xù)性較好，垂向上砂礫巖體與泥巖互層，砂泥比約為1∶1(圖5)。

3.2 正牽引對(duì)沖積扇儲(chǔ)層構(gòu)型的控制作用

正牽引不僅控制了地層厚度的變化，同時(shí)還影響了砂礫巖體的發(fā)育規(guī)律，進(jìn)而決定了沖積扇內(nèi)部構(gòu)型的分布特點(diǎn)。順物源方向上儲(chǔ)層構(gòu)型分布特點(diǎn)可以進(jìn)一步揭示過正牽引部位沖積扇內(nèi)部構(gòu)型的分布特點(diǎn)。正牽引發(fā)育部位(BB'整體位于正牽引發(fā)育位置)槽流礫石體、片流礫石體與辮流水道呈薄互層透鏡狀鑲嵌在漫洪沉積中(圖5)。平面分布圖顯示，扇體在正牽引發(fā)育過程中呈現(xiàn)砂礫巖體“分叉”沉積的特點(diǎn)，即正牽引側(cè)翼片流與辮流沉積發(fā)育程度高，其核部則主要發(fā)育各類細(xì)粒沉積(圖6)。

圖4 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣正牽引構(gòu)造控制下沖積扇砂礫巖體展布特征Fig.4 Plane distribution of gravel-sand body controlled by normal drag structure，NW margin of Junggar Basin

圖5 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣正牽引構(gòu)造控制下沖積扇砂礫巖體構(gòu)型展布特征Fig.5 Vertical distribution of gravel-sand body controlled by normal drag structure，NW margin of Junggar Basin

圖6 正牽引控制下沖積扇平面相帶展布Fig.6 Plane distribution of alluvial fan facies controlled by normal drag structure

另一方面，通過沖積扇沉積過程來體現(xiàn)正牽引對(duì)扇體發(fā)育的控制。研究區(qū)沖積扇的發(fā)育始于砂組沉積時(shí)期，此時(shí)一中區(qū)正牽引發(fā)育程度較低，僅僅為微凸的古高地，沉積了漫洪砂體，同時(shí)其局部地區(qū)因古地形的差異而未沉積;當(dāng)扇體發(fā)展到了其主要沉積期時(shí)，其發(fā)育程度進(jìn)一步加大，形成了正牽引背斜的雛形，導(dǎo)致沉積時(shí)主要沉積了洪水期的漫洪沉積物(漫洪砂體與漫洪細(xì)粒)，發(fā)育了少量的水道沉積;當(dāng)扇體發(fā)展到和沉積時(shí)，抬升隆起進(jìn)一步累積加劇導(dǎo)致沉積物以漫洪細(xì)粒為主，泥巖發(fā)育程度極高。

3.3 正牽引控制下沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型分布模式

正牽引對(duì)沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的控制有以下關(guān)鍵2點(diǎn):(1)控制了其發(fā)育部位的有效可容空間，抬升隆起導(dǎo)致正牽引部位整體可容空間不斷降低，而其側(cè)翼的可容空間在不斷增加，當(dāng)沉積物供給充足時(shí)，如洪水期，古地形的高部位(正牽引發(fā)育部位)沉積了薄層細(xì)粒沉積物，而低部位則(正牽引側(cè)翼)沉積厚層粗粒砂礫巖體;在沉積物供給不充分時(shí)，如平水期，則呈現(xiàn)饑餓性沉積，甚至導(dǎo)致地層的剝蝕(如克上組中西部的地層缺失)。(2)扇體由多個(gè)朵體多期次疊加形成，其隆起的沉積底形改變了古水流方向及朵體的空間分布，進(jìn)而改變了沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型單元的分布，即在沖積扇輻向距扇根距離相等的位置，應(yīng)具有相同的構(gòu)型屬性，而正牽引的發(fā)育則改變了這種常見模式，輻向距扇根距離相等的位置發(fā)育了不同的構(gòu)型要素類型，引起了沖積扇內(nèi)部構(gòu)型的差異分布。隆起的兩翼為古水流卸載沉積物的重要場(chǎng)所，發(fā)育了槽流砂礫巖體、片流砂礫巖體、辮流水道砂體等主力儲(chǔ)層構(gòu)型單元，而隆起核部則以水流漫溢的沉積形式為主(圖7)。

4 討論

構(gòu)造對(duì)沉積控制的研究一直以來是地質(zhì)學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)，也是熱難點(diǎn)之一。關(guān)于構(gòu)造坡折帶、構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶及同生斷裂組合樣式等對(duì)沉積體控制作用方面的研究取得了較大進(jìn)展，然而，在構(gòu)造與沉積耦合的臨界點(diǎn)(即最大沉積自旋回與最小構(gòu)造異旋回)方面的研究才剛剛起步，這是構(gòu)造沉積學(xué)進(jìn)一步深化的方向。從對(duì)同生斷層及其組合樣式控制下沉積體系及其砂體填充樣式的研究，到對(duì)同生斷層次級(jí)構(gòu)造要素，正牽引與斷坡對(duì)沉積體內(nèi)部構(gòu)型控制的研究還亟待下一步攻關(guān)。

圖7 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣正牽引構(gòu)造控制下砂礫巖體三維分布模式Fig.7 3D model of sandy conglomerate distribution controlled by normal drag structure，NW margin of Junggar Basin

從構(gòu)造作用產(chǎn)生的差異底形這個(gè)視角探索其對(duì)沉積的控制作用，是研究不同級(jí)次構(gòu)造作用對(duì)沉積控制的重要組成部分。同生逆斷層上下盤間產(chǎn)生的斷坡對(duì)沖積扇內(nèi)部構(gòu)型的控制、逆牽引與正牽引對(duì)沉積體內(nèi)部構(gòu)型的控制機(jī)理方面還需要進(jìn)一步地探索。其中，正牽引構(gòu)造通過控制可容空間及古水流流向，改變了沖積扇構(gòu)型單元的空間疊置樣式，然而正牽引隆起的速率與沉積物沉積速率的耦合關(guān)系如何，還需要構(gòu)造物理模擬與水槽沉積模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來進(jìn)行研究。

伴隨著強(qiáng)烈的斷層活動(dòng)時(shí)，沖積扇的發(fā)育有2種常見情況，其一是同生逆斷層位于扇體頂部(扇根)，其二是同生逆斷層位于扇體前緣(扇緣)。第一種情況發(fā)育的沖積扇目前研究較多，并提出了相應(yīng)的沉積模式［34－36，38］;第二種情況則研究較少，沉積模式存在較大爭(zhēng)議，因其受同生逆斷層上盤發(fā)育的正牽引構(gòu)造控制，沖積扇砂礫巖體構(gòu)型分布與第一種類型存在較大的差異，其不再遵循輻向距扇根部位距離相等的位置具有大體相同的構(gòu)型屬性的規(guī)律(圖8)。

5 結(jié)論

(1)同生逆斷層上盤的局部位置由于逆沖斷層的推覆作用使得上盤地層逐漸隆起抬升，形成明顯的小型背斜(正牽引構(gòu)造)。正牽引構(gòu)造呈不對(duì)稱的背斜隆起形態(tài)，不同位置隆起幅度存在差異且具有累積效應(yīng)，常與張性構(gòu)造和削蝕不整合伴生，呈繼承發(fā)育且分布范圍具有漸變趨勢(shì)。

圖8 沖積扇構(gòu)型差異特征Fig.8 Differential architecture of an alluvial fan

(2)由正牽引構(gòu)造引起的差異隆起的沉積底形決定了沖積扇砂礫巖體的分布樣式。隆起背斜部位的砂礫巖體發(fā)育程度低，以砂泥交互和厚層泥巖夾薄層砂等非主力儲(chǔ)層為主，主要構(gòu)型要素為洪水期沉積的漫流與漫溢細(xì)粒沉積;與之相反，正牽引構(gòu)造背斜兩翼砂體以厚層連片狀片流帶砂礫巖體主力儲(chǔ)層占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。沖積扇砂礫巖體構(gòu)型要素在空間上分布與已有沖積扇沉積模式差異較大，即不再遵循輻向距扇根部位距離相等的位置具有大體相同的構(gòu)型屬性的規(guī)律。

(3)從控制機(jī)制方面來說，正牽引控制了沉積物可容空間的大小，抬升隆起導(dǎo)致正牽引部位可容空間不斷降低，而其側(cè)翼的可容空間在不斷地增加，因而控制了砂礫巖體的展布特征。同時(shí)，其隆起的沉積底形影響了古水流的方向，最終改變了沖積扇儲(chǔ)層內(nèi)部構(gòu)型的分布格局，不再遵循構(gòu)型要素類型與規(guī)模沿輻向漸變的規(guī)律。

［1］林暢松，潘元林，肖建新，等.“構(gòu)造坡折帶”:斷陷盆地層序分析和油氣預(yù)測(cè)的重要概念［J］.地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào))，2000，25(3):260－253.

Lin Changsong，Pan Yuanlin，Xiao Jianxin，et al.Structural slopebreak zone:Key concept for stratigraphic sequence analysis and petroleum forecasting in fault subsidence basins［J］.Earth Science(Journal of China University of Geosciences)，2000，25(3): 260－253.

［2］林暢松.沉積盆地的構(gòu)造地層分析:以中國(guó)構(gòu)造活動(dòng)盆地研究為例［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2006，20(2):185－194.

Lin Changsong.Tectono－stratigraphic analysis of sedimentary basins: A case study on the inland tectonically active basins in China［J］.Geoscience，2006，20(2):185－194.

［3］王英民，劉豪，李立誠(chéng)，等.準(zhǔn)噶爾大型坳陷湖盆坡折帶的類型和分布特征［J］.地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào))，2002，27(6):683－688.

Wang Yingmin，Liu Hao，Li Licheng，et al.Types and distribution characteristics of slope breaks of large-type down-warped lake basins［J］.Earth Science(Journal of China University of Geosciences)，2002，27(6):683－688.

［4］任建業(yè)，陸永潮，張青林.斷陷盆地構(gòu)造坡折帶形成機(jī)制及其對(duì)層序發(fā)育樣式的控制［J］.地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào))，2004，29(5):596－602.

Ren Jianye，Lu Yongchao，Zhang Qinglin.Forming mechanism of structural slope-break and its control on sequence style in faulted basin［J］.Earth Science(Journal of China University of Geosciences)，2004，29(5):596－602.

［5］鮑志東，趙艷軍，祁利祺，等.構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶儲(chǔ)集體發(fā)育的主控因素:以準(zhǔn)噶爾盆地腹部侏羅系為例［J］.巖石學(xué)報(bào)，2011，27(3):867－877.

Bao Zhidong，Zhao Yanjun，Qi Liqi，et al.Controlling factors of reservoir development in structural transfer zones:A case study ofthe inner Junggar Basin in Jurassic［J］.Acta Petrologica Sinica，2011，27(3):867－877.

［6］陳發(fā)景，賈慶素，張洪年.傳遞帶及其在砂體發(fā)育中的作用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2004，25(2):144－148.

Chen Fajing，Jia Qingsu，Zhang Hongnian.Transfer zone and its relation with distribution of sand bodies［J］.Oil＆Gas Geology，2004，25(2):144－148.

［7］胡望水，胡芳，李瑞生，等.東海盆地西湖凹陷平湖斜坡區(qū)坡折帶發(fā)育及特征研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24(3):1－4.

Hu Wangshui，Hu Fang，Li Ruisheng，et al.Slope break zone development and characteristics in Pinghu slope zone around Xihu Sag of East China Sea Basin［J］.Petroleum Geology and Engineering，2010，24(3):1－4.

［8］李思田.沉積盆地的動(dòng)力學(xué)分析:盆地研究領(lǐng)域的主要趨向［J］.地學(xué)前緣，1995，2(3/4):1－8.

Li Sitian.Geodynamics of sedimentary basins:The main trend of basin research［J］.Earth Science Frontiers，1995，2(3/4):1－8.

［9］Mastalerz K，Wojewoda J.Alluvial-fan sedimentation along an active strike-slip fault:Plio-pleistocene pre-Kaczawa Fan，SW Poland［M］// Marzo M，Puigdefábregas C.Alluvial sedimentation.sedimentol.［S.l.］: The International Association of Sedimentologists，1993: 293－304.

［10］Srivastava P，Rajak M K，Singh L P.Late Quaternary alluvial fans and paleosols of the Kangra Basin，NW Himalaya:Tectonic and paleoclimatic implications［J］.CATENA，2009，76(2):135－154.

［11］吳勝和，范崢，許長(zhǎng)福，等.新疆克拉瑪依油田三疊系克下組沖積扇內(nèi)部構(gòu)型［J］.古地理學(xué)報(bào)，2012，14(3):331－340.

Wu Shenghe，F(xiàn)an Zheng，Xu Changfu，et al.Triassic Lower Karamay Formation in Karamay oilfield，Xinjiang［J］.Journal of Palaeogeography，2012，14(3):331－340.

［12］Thorsen C E.Age of growth faulting in Southeast Louisiana［J］.Gulf Coast Association of Geological Societies Transactions，1963，13:103－110.

［13］勝利油田勘探開發(fā)規(guī)劃研究院勘探室.逆牽引構(gòu)造地質(zhì)特點(diǎn)及油氣富集情況［J］.石油勘探與開發(fā)，1976，3(1):9－25.

Exploration and Development Institute of Shengli Oilfield.Geological characteristics and enrichment of oil and gas in reverse traction［J］.Petroleum Exploration and Development，1976，3(1):9－25.

［14］李德生.滾動(dòng)背斜油氣田［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，1980，2(2):1－8.

Li Desheng.Rolling oil and gas field［J］.Petroleum Geology＆Experiment，1980，2(2):1－8.

［15］楊茂新.生長(zhǎng)斷層下降盤逆牽引背斜成因探討［J］.石油物探，1995，34(2):105－109.

Yang Maoxin.Genesis of reverse dragging anticlines on downthrown side of growth faults［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，1995，34(2):105－109.

［16］陳發(fā)景.逆牽引背斜構(gòu)造特征和成因［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2008，22(4):664－668.

Chen Fajing.Structural characteristics and origin of reverse drag anticlines［J］.Geoscience，2008，22(4):664－668.

［17］Hamblin W K.Origin of“reverse drag”on the downthrown side of normal faults［J］.Geological Society of America Bulletin，1965，76(10):1145－1164.

［18］王寧國(guó).正牽引構(gòu)造及其找油意義［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1981，2(3):265－275.Wang Ningguo.Normal drag structure and its significance in oil prospecting［J］.Oil＆Gas Geology，1981，2(3):265－275.

［19］王寧國(guó).阿爾金弧形構(gòu)造帶與油氣的關(guān)系［J］.石油學(xué)報(bào)，1982，3(2):21－27.

Wang Ningguo.The Aerjin arcuate structural zone and its relationship with oil and gas［J］.Acta Petrolei Sinica，1982，3(2): 21－27.

［20］吳慶福.試論生長(zhǎng)逆斷層帶的活動(dòng)及其油氣勘探問題［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1987，8(2):119－125.

Wu Qingfu.A preliminary approach on growth thrust fault belts and their oil and gas exploration［J］.Oil＆Gas Geology，1987，8(2):119－125.

［21］宋廷光.同沉積逆斷層的發(fā)育特點(diǎn)及油氣聚集條件分析［J］.青海地質(zhì)，1997，(2):6－13.

Song Tingguang.Properties of synsedimentary reverse faults and petroleum accumulation［J］.Qinghai Geology，1997，(2):6－13.

［22］Song Tingguang，Wang Xiepei.Structural styles and stratigraphic patterns of syndepositional faults in a contractional setting; examples from Quaidam Basin，northwestern China［J］.AAPG Bulletin，1993，77(1):102－117.

［23］Grasemann B，Martel S，Passchier C.Reverse and normal drag along a fault［J］.Journal of Structural Geology，2005，27(6):999－1010.

［24］印森林，吳勝和，李俊飛，等.同生逆斷層正牽引構(gòu)造對(duì)高頻層序地層結(jié)構(gòu)及沉積充填的控制作用［J］.地質(zhì)評(píng)論，2014，60(2):310－320.

Yin Senlin，Wu Shenghe，Li Junfei，et al.The controlling effect on high frequency sequence stratigraphic architecture and depositional filling by normal drag structure，caused by contemporaneous reverse fault［J］.Geological Review，2014，60(2):310－320.

［25］蔚遠(yuǎn)江，李德生，胡素云，等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣扇體形成演化與扇體油氣藏勘探［J］.地球?qū)W報(bào)，2007，28(1):62－71.

Yu Yuanjiang，Li Desheng，Hu Suyun，et al.Fans sedimentation and exploration direction of fan hydrocarbon reservoirs in foreland thrust belt of the northwestern Junggar Basin［J］.Acta Geoscientica Sinica，2007，28(1):62－71.

［26］吳孔友，瞿建華，王鶴華.準(zhǔn)噶爾盆地大侏羅溝斷層走滑特征、形成機(jī)制及控藏作用［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，38(5):41－47.

Wu Kongyou，Qu Jianhua，Wang Hehua.Strike-slip characteristics，forming mechanisms and controlling reservoirs of Dazhuluogou fault in Junggar Basin［J］.Journal of China University of Petroleum，2014，38(5):41－47.

［27］雷振宇，魯兵，蔚遠(yuǎn)江，等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣構(gòu)造演化與扇體形成和分布［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2005，26(1):86－91.

Lei Zhenyu，Lu Bing，Yu Yuanjiang，et al.Tectonic evolution and development and distribution of fans on northwestern edge of Junggar Basin［J］.Oil＆Gas Geology，2005，26(1):86－91.

［28］何登發(fā)，尹成，杜社寬，等.前陸沖斷帶構(gòu)造分段特征:以準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斷裂構(gòu)造帶為例［J］.地學(xué)前緣，2004，11(3):91－101.

He Dengfa，Yin Cheng，Du Shekuan，et al.Characteristics of structural segmentation of foreland thrust belts:A case study of the fault belts in the northwestern margin of Junggar Basin［J］.Earth Science Frontiers，2004，11(3):91－101.

［29］宋巖，方世虎，趙孟軍，等.前陸盆地沖斷帶構(gòu)造分段特征及其對(duì)油氣成藏的控制作用［J］.地學(xué)前緣，2005，12(3):31－38.

Song Yan，F(xiàn)ang Shihu，Zhao Mengjun，et al.The structural segmentation of foreland thrust belts and its implications for hydrocarbon accumulation in foreland basins in central and western China［J］.Earth Science Frontiers，2005，12(3):31－38.

［30］孟家峰，郭召杰，方世虎.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣沖斷構(gòu)造新解［J］.地學(xué)前緣，2009，16(3):171－180.

Meng Jiafeng，Guo Zhaojie，F(xiàn)ang Shihu.A new insight into the thrust structures at the northwestern margin of Junggar Basin［J］.Earth Science Frontiers，2009，16(3):171－180.

［31］邵雨，汪仁富，張?jiān)竭w，等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣走滑構(gòu)造與油氣勘探［J］.石油學(xué)報(bào)，2011，32(6):976－984.

Shao Yu，Wang Renfu，Zhang Yueqian，et al.Strike－slip structures and oil－gas exploration in the NW margin of the Junggar Basin，China［J］.Acta Petrolei Sinica，2011，32(6):976－984.

［32］陳書平，況軍，劉繼山，等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣克百地區(qū)不整合面及其動(dòng)力學(xué)條件［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，14(2):199－205.

Chen Shuping，Kuang Jun，Liu Jishan，et al.Major unconformities and their dynamic conditions in Ke-Bai area，northwestern margin of Junggar Basin［J］.Geological Journal of China Universities，2008，14(2):199－205.

［33］崔澤宏，湯良杰.一種擠壓構(gòu)造背景下正斷層的成因模式［J］.新疆石油地質(zhì)，2007，28(2):254－256.

Cui Zehong，Tang Liangjie.A genetic model of normal fault under compressive tectonic setting［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2007，28(2):254－256.

［34］張紀(jì)易.克拉瑪依洪積扇粗碎屑儲(chǔ)集體［J］.新疆石油地質(zhì)，1980(1):33－53.

Zhang Jiyi.Karamay alluvial coarse clastic reservoir［J］.Xinjiang Petroleum Geology，1980(1):33－53.

［35］張紀(jì)易.粗碎屑洪積扇的某些沉積特征和微相劃分［J］.沉積學(xué)報(bào)，1985，3(3):75－85.

Zhang Jiyi.Some depositional characteristics and microfacies subdivision of coarse clastic alluvial fans［J］.Acta Sedimentologica Sinica，1985，3(3):75－85

［36］印森林，吳勝和，馮文杰，等.沖積扇儲(chǔ)集層內(nèi)部隔夾層樣式:以克拉瑪依油田一中區(qū)克下組為例［J］.石油勘探與開發(fā)，2013，40(6):757－763.

Yin Senlin，Wu Shenghe，F(xiàn)eng Wenjie，et al.Patterns of interlayers in the alluvial fan reservoirs:A case study on Triassic Lower Karamay Formation，Yizhong area，Karamay Oilfield，NW China［J］.Petroleum Exploration and Development，2013，40(6):757－763.

［37］Bestland E A.Alluvial terraces and paleosols as indicators of Early Oligocene climate change(John Day Formation，Oregon)［J］.Journal of Sedimentary Research，1997，67(5):840－855.

［38］吳勝和，紀(jì)友亮，岳大力，等.碎屑沉積地質(zhì)體構(gòu)型分級(jí)方案探討［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2013，19(1):12－22.

Wu Shenghe，Ji Youliang，Yue Dali，et al.Discussion on hierarchical scheme of architectural units in clastic deposits［J］.Geological Journal of China Universities，2013，19(1):12－22.

(編輯 黃 娟)

Controlling effect of normal drag structure on the internal reservoir architecture in an alluvial fan

Yin Senlin1，2，Wu Shenghe1，Hu Zhangming3，Wu Xiaojun4，Chen Yanhui4，Ren Xiang3
(1.College of Geoscience，China University of Petroleum，Beijing 102249，China; 2.Logging Technique and Engineering Institute，Yangtze University，Jingzhou，Hubei 434023，China; 3.Xibu Drilling Engineering Company of PetroChina，Karamay，Xinjiang 834000，China; 4.Research Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company of PetroChina，Karamay，Xinjiang 834000，China)

The coupling relationship between the normal drag structure developed in the hanging wall of a contemporaneous reverse fault and the internal reservoir architecture in alluvial fan，based on core，outcrop，dense well and seismic data is unclear.Well-to-seismic calibration，elevation differences between key and target strata，hierarchy bounding surface analysis and comprehensive geological analysis have been used to clarify this relationship.The differential distribution characteristics of internal reservoir architecture under the control of normal drag structure were studied.Research shows:(1)Normal drag structure has 4 essential features:asymmetrical anticline uplift morphology，uplifted extent difference exists in different places with cumulative effect，extensional tectonic and unconformities often appear，successive development and distribution range gradually change.(2)The bed form of differential uplifting caused by normal drag structure controlled the dispersion and filling with sandy conglomerate，which was different from the traditional mode，that is，different architecture may appear at the same distance to the fan root.(3)Normal drag structure controlled sediment accommodation space.Uplift made the space decrease，and on the wings increase instead.On the other hand，uplifting sedimentary bed form affected the direction of paleocurrent and changed the distribution of internal architecture in an alluvial fan reservoir.Architecture element type and scale no longer changed along the radial direction.

normal drag structure;contemporaneous reverse fault;alluvial fan;reservoir architecture;NW margin of Junggar Basin

TE12<2.2 class="emphasis_bold">2.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A2.2

A

1001－6112(2016)06－0811－10

10.11781/sysydz201606811

2015－12－20;

2016－08－16。

印森林(1983—)，男，副教授，從事儲(chǔ)層沉積學(xué)及油氣田開發(fā)地質(zhì)研究工作。E-mail:yinxiang_love@qq.com。

吳勝和(1963—)，男，教授，從事油氣田開發(fā)地質(zhì)研究工作。E-mail:reser@cup.edu.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41372116)和(41502126)聯(lián)合資助。