克拉蘇地區(qū)雙滑脫層間構(gòu)造分段性研究

袁坤平,王岳鵬,商國璽,周紅波, 白建樸,李　濤

(1．西安石油大學(xué)，陜西西安 710065；2．中國石油東方地球物理公司)

克拉蘇地區(qū)雙滑脫層間構(gòu)造分段性研究

袁坤平1，2,王岳鵬2,商國璽2,周紅波2, 白建樸2,李濤2

(1．西安石油大學(xué)，陜西西安 710065；2．中國石油東方地球物理公司)

摘要：庫車前陸盆地克拉蘇地區(qū)雙滑脫層間構(gòu)造是主要勘探目標(biāo)，但地震資料品質(zhì)較差，構(gòu)造變形機理復(fù)雜，分段依據(jù)不充分，制約了區(qū)帶評價。通過地質(zhì)條件分析明確了古構(gòu)造背景和下滑脫層分布是雙滑脫層間構(gòu)造分段的主控因素，深化了該區(qū)各段應(yīng)力機制及構(gòu)造變形差異性認識。探索應(yīng)用了“多種信息相結(jié)合、三大構(gòu)造層一體式”的雙滑脫層間構(gòu)造走滑斷裂識別技術(shù)，并最終完成了克拉蘇地區(qū)雙滑脫層間構(gòu)造分段性研究，重新建立了自西往東各區(qū)段的構(gòu)造模式，將克拉蘇自西往東劃分為5段并完成了區(qū)帶評價。

關(guān)鍵詞：庫車克拉蘇地區(qū)；雙滑脫層間構(gòu)造； 走滑斷層； 古構(gòu)造背景； 構(gòu)造分段性

1研究難點及方法

庫車前陸坳陷克拉蘇地區(qū)是塔里木盆地“西氣東輸”的主力氣源地。該地區(qū)發(fā)育典型的雙滑脫層構(gòu)造，分別以古近系膏鹽巖及侏羅系煤層為頂部及底部塑性變形層，中間發(fā)育白堊系砂巖儲集層(圖1)，其構(gòu)造樣式、膏鹽巖蓋層、低孔低滲裂縫型儲層、油氣運移通道、油氣成藏系統(tǒng)等具有明顯的分段特征。但是雙滑脫塑性層又進一步復(fù)雜化了構(gòu)造變形機理，使得單一地震信息難以較好刻畫雙滑脫層間構(gòu)造的分段性，嚴(yán)重制約了勘探開發(fā)進程。

克拉蘇地區(qū)雙滑脫層間構(gòu)造分段性研究主要難點有：①雙滑層間構(gòu)造地震資料品質(zhì)差；②受古近系膏鹽巖及下侏羅系煤系地層雙滑層制約，地層錯斷信息模糊，“淺層”與“深層”斷裂難以整體研究；③受喜山晚期南北向強烈逆沖推覆作用，構(gòu)造疊置嚴(yán)重。

圖1　克拉蘇地區(qū)雙滑層間構(gòu)造示意圖

庫車前陸褶皺沖斷帶東西分段性主要表現(xiàn)為走滑斷層、側(cè)斷坡、轉(zhuǎn)換斷層等形式[1]。

前期研究了克拉蘇雙滑脫層間構(gòu)造走滑斷層發(fā)育，但未能詳細刻畫和描述。因此，本次研究的重點是在分析雙滑脫層間構(gòu)造分段性主控因素的基礎(chǔ)上，識別控制構(gòu)造分段的走滑斷層，并最終完成雙滑脫層間構(gòu)造分段性研究。

2地質(zhì)條件分析

雙滑脫層間構(gòu)造分段性明顯受控于滑脫層變形空間及形變機理，因此古構(gòu)造背景和下滑脫層的分布是控制雙滑脫層間構(gòu)造分段的主控因素。

(1)古構(gòu)造背景控制了雙滑脫層間構(gòu)造變形空間，并使之產(chǎn)生了分段性。雙滑脫層間構(gòu)造上下兩套滑脫層原始沉積背景都表現(xiàn)為陸內(nèi)坳陷沉積[2-3]，表現(xiàn)為較強的繼承性特征；下滑脫層古構(gòu)造背景基本體現(xiàn)了兩套滑脫層初始沉積地貌。在此認識基礎(chǔ)上，集成了平衡剖面控制下的古構(gòu)造恢復(fù)技術(shù)[4-6]，通過精細解釋完成了克拉蘇地區(qū)及周緣中生界厚度圖，并應(yīng)用印模法[7]完成了滑脫層沉積前沉積古地貌圖(圖2)。它揭示雙滑脫層間構(gòu)造受北部南天山及南部的溫宿凸起、輪臺凸起制約，東西各段變形空間差異大，分段特征明顯。

圖2　克拉蘇地區(qū)及周緣滑脫層沉積前古地貌圖

(2)下滑脫層控制了雙滑脫構(gòu)造變形強度，產(chǎn)生了分段性。物理實驗研究證明，下滑脫層厚度是驅(qū)動變形的重要參數(shù)。煤系地層厚，內(nèi)摩擦系數(shù)小，滑脫性質(zhì)好，以斷背斜構(gòu)造為主，構(gòu)造幅度大；煤系地層薄，內(nèi)摩擦系數(shù)大，滑脫性質(zhì)差，以突發(fā)構(gòu)造為主，構(gòu)造幅度寬緩。

3技術(shù)方法

本文探索了以“多種信息相結(jié)合、三大構(gòu)造層一體式”綜合分析為核心的雙滑脫層間構(gòu)造走滑斷層識別技術(shù)?！岸喾N信息”指的是地表信息、非地震信息及地震信息；“三大構(gòu)造層”指的是鹽上構(gòu)造層、鹽變形構(gòu)造層及鹽下構(gòu)造層。

(1)綜合利用地表信息與淺層地震相干信息，確定克拉蘇地區(qū)“淺層”走滑斷層。克拉蘇南北邊界處地表水系的橫向垂直錯斷遷移特征明顯，都表現(xiàn)為明顯的左行壓扭走滑特征。受控于邊界左行壓扭作用，區(qū)內(nèi)山體錯斷特征明顯。遙感解釋表明，克拉蘇地區(qū)淺層走滑斷層呈典型的“西段左行東段右行”的特點(圖3)。結(jié)合克拉蘇地區(qū)淺層地震資料品質(zhì)較好的特點，利用相似系數(shù)算法計算得到克拉蘇三維吉迪克組底面相干屬性圖，與地表信息分析得到的“淺層”走滑斷層信息高度一致。以此為基礎(chǔ)可準(zhǔn)確厘定克拉蘇地區(qū)“淺層”走滑斷層。

圖3　克拉蘇地區(qū)地表走滑斷層示意圖

(2)綜合利用非地震與地震信息，明確“深層”雙滑脫層間構(gòu)造走滑斷層位置。庫車前陸褶皺沖斷帶上延8 km重力線性異常圖及小子域濾波[8-9]斷裂信息圖(圖4)，清楚反映了克拉蘇雙滑層間構(gòu)造以走滑斷層相互錯斷，分段特征明顯。同時在雙滑脫層間構(gòu)造地震資料品質(zhì)較好區(qū)開展相干體及切片分析，用以驗證非地震識別走滑斷層成果。結(jié)果表明雙滑脫層間構(gòu)造邊界走滑斷層與非地震信息提取的結(jié)果高度一致，從而明確了“深層”雙滑脫層間構(gòu)造走滑斷層位置。

(3)綜合利用“淺層”、“深層”走滑信息，建立雙滑脫層間構(gòu)造走滑斷層模式。淺層及深層走滑斷層平面展布特征高度一致，充分說明走滑斷層并不只是終止于滑脫層面，而是表現(xiàn)為淺層、深層走滑斷層層具有高度繼承的特征。前期一些學(xué)者的研究證實，基底斷層的活動會在蓋層中產(chǎn)生弱勢區(qū)，有利于鹽體發(fā)生侵入作用，在蓋層中形成壓實和和差異負載作用，因而鹽下斷裂對上覆鹽構(gòu)造的形成與演化具有重要的控制作用[10-11]。鹽下斷裂可以決定鹽構(gòu)造的發(fā)育位置和形成過程,反過來鹽構(gòu)造也可以影響鹽下斷裂的運動方式。

圖4　克拉蘇地區(qū)雙滑層間構(gòu)造小子域濾波斷裂信息圖

4克拉蘇地區(qū)走滑斷層構(gòu)造特征

依據(jù)南北向走滑斷層將克拉蘇構(gòu)造劃分為五大段，分別為阿瓦特段、博孜段、大北段、克深段、克拉3段(圖5)。

(1)阿瓦特段：右行走滑，垂直擠壓、高角度大幅度逆沖抬升，形成典型的雙層樓結(jié)構(gòu)，構(gòu)造發(fā)育表現(xiàn)為系列短軸斷背斜；

(2)博孜段：右行走滑，垂直擠壓、重力載荷、逆沖傳播，南部構(gòu)造為長軸狀斷背斜，北部為短軸狀斷背斜；

(3)大北段：斜向壓扭、逆沖疊置，構(gòu)造以短軸斷背斜為主；

(4)克深段：垂向擠壓，后緣逆沖抬升、前緣滑脫收縮，鹽層發(fā)育并以塑性層為主，構(gòu)造發(fā)育相對完整，以長軸狀背斜、斷背斜構(gòu)造為主；

(5)克拉3段：鹽垂向擠壓，后緣逆沖抬升、前緣滑脫收縮，鹽層發(fā)育塑性層比例變小，構(gòu)造表現(xiàn)為長軸狀背斜。

圖5　克拉蘇地區(qū)走滑斷層平面示意圖

5結(jié)論

(1)古構(gòu)造背景及下滑脫層共同控制了克拉蘇地區(qū)雙滑脫層間構(gòu)造的分段性。通過地震、非地震、地質(zhì)等多種資料的綜合分析，完成了克拉蘇地區(qū)雙滑層構(gòu)造的分段研究。該區(qū)從西往東依次可劃分為阿瓦特段、博孜段、大北段、克深段、克拉3段。

(2)以“多種信息相結(jié)合、三大構(gòu)造層一體式”為核心的雙滑脫層間構(gòu)造走滑斷層識別技術(shù)，較好地解決了克拉蘇地區(qū)雙滑脫層間構(gòu)造的分段性難題，為區(qū)帶評價及有利目標(biāo)優(yōu)選提供了較好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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編輯：李金華

文章編號：1673-8217(2016)03-0045-04

收稿日期：2016-01-20

作者簡介：袁坤平，工程師，1979年生，2003年畢業(yè)于東華理工大學(xué)地質(zhì)勘查專業(yè)，在讀碩士，長期從事地震資料解釋工作。

基金項目:中國石油集團重大科技專項"庫車前陸深層油氣地質(zhì)理論與勘探目標(biāo)評價" (2014E-2101JT)資助。

中圖分類號：TE111

文獻標(biāo)識碼：A