川西地區(qū)二疊系構(gòu)造區(qū)帶劃分及其勘探前景

謝格云 張本健 尹 宏 馬華靈 王宇峰 劉 柏

（中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦，四川 江油 621709）

0 引言

2014年川西地區(qū)雙魚石構(gòu)造ST1井在中二疊統(tǒng)鉆獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，取得重大突破，拉開(kāi)了川西地區(qū)二疊系勘探的序幕，使川西地區(qū)天然氣勘探由陸相轉(zhuǎn)為海相，從此中二疊統(tǒng)成為勘探最重要的接替層系［1-2］。勘探成果表明，不同區(qū)帶具有不同的構(gòu)造特征及鉆探效果，前期對(duì)二疊系構(gòu)造特征以及構(gòu)造與油氣富集關(guān)系的研究程度低。筆者在構(gòu)造特征研究的基礎(chǔ)上開(kāi)展構(gòu)造區(qū)帶劃分，從構(gòu)造與油氣成藏的關(guān)系方面提出勘探前景認(rèn)識(shí)。

1 區(qū)域構(gòu)造特征概述

川西地區(qū)區(qū)域構(gòu)造上為上揚(yáng)子地臺(tái)西北緣的龍門山?jīng)_斷帶及其前陸盆地，主要由米倉(cāng)山、龍門山及峨眉—瓦山所圍限。全球范圍的前陸沖斷帶及前陸盆地，按照其結(jié)構(gòu)特征可劃分為造山帶、前陸褶皺沖斷帶及前陸盆地。川西地區(qū)造山帶、前陸褶皺沖斷帶及前陸盆地主要由龍門山推覆構(gòu)造帶和川西前陸盆地構(gòu)成。

龍門山推覆構(gòu)造帶發(fā)育于川西西北側(cè)，為南西至北東向展布的大型推覆構(gòu)造。主要發(fā)育有三組斷裂系，即由青川—平武、汶川—茂汶及隴東斷裂組成的F1斷裂系；由北川—映秀、小關(guān)子斷裂組成的F2斷裂系；由香水潛伏斷裂、安縣—灌縣斷裂及雙石斷裂組成的F3斷裂系。這些深大斷裂多形成于古生代，早期多為拉張正斷層，印支早幕開(kāi)始反轉(zhuǎn)［3］，構(gòu)成了龍門山推覆構(gòu)造的主要滑脫面，控制并形成了川西地區(qū)現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

龍門山推覆構(gòu)造帶表現(xiàn)出具有分段性［4］，地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式存在明顯的差異，北段主要是寒武系至三疊系組成的推覆巖片，表現(xiàn)出復(fù)雜的逆沖推覆構(gòu)造特征，由轎子頂推覆體、唐王寨推覆體以及沖斷前鋒帶等幾個(gè)大的推覆構(gòu)造單元構(gòu)成；南段前震旦紀(jì)基底雜巖大面積出露，具基底卷入沖斷構(gòu)造變形特點(diǎn)，由彭灌推覆體、五龍推覆體、寶興推覆體、沖斷前鋒帶等構(gòu)造單元構(gòu)成，沖斷前鋒帶上由滑覆構(gòu)造形成大量規(guī)模不等的飛來(lái)峰群。

川西前陸盆地內(nèi)，由山前斷褶帶構(gòu)造成排成帶發(fā)育逐漸過(guò)渡到弱褶皺強(qiáng)度的低緩褶皺區(qū)。低緩褶皺區(qū)地層整體變形弱，縱向上具整體統(tǒng)一褶皺變形特征。龍門山前緣擴(kuò)展變形區(qū)變形作用相對(duì)較強(qiáng)，縱向上地層變形具有分層性，形成不同的結(jié)構(gòu)特征。因巖石組合特征差異，北部地區(qū)形成三層結(jié)構(gòu)，南部地區(qū)則具有雙層結(jié)構(gòu)（圖1）。

2 川西地區(qū)二疊系構(gòu)造區(qū)帶劃分

圖1 龍門山前緣擴(kuò)展變形區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征剖面圖

在龍門山?jīng)_斷帶和川西前陸盆地地腹二疊系構(gòu)造特征及其分布規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)構(gòu)造特征在橫向上存在的差異，對(duì)川西地區(qū)二疊系構(gòu)造區(qū)帶開(kāi)展了系統(tǒng)劃分。將川西地區(qū)二疊系構(gòu)造劃分出了龍門山推覆構(gòu)造帶、龍門山山前斷褶構(gòu)造帶、米倉(cāng)山前緣斷褶構(gòu)造帶、峨眉—瓦山前緣斷褶構(gòu)造帶、川西低緩褶皺構(gòu)造帶和川中隆起6個(gè)構(gòu)造帶（圖2）。

依據(jù)構(gòu)造樣式、構(gòu)造走向及埋深差異等，將龍門山山前斷褶構(gòu)造帶進(jìn)一步劃分出下寺—河灣場(chǎng)斷褶構(gòu)造亞帶、射箭河—潼梓觀背沖構(gòu)造亞帶、中壩—雙魚石背沖構(gòu)造亞帶、川西中部山前斷褶構(gòu)造亞帶、蓮花山—高家場(chǎng)斷褶構(gòu)造亞帶；將川西低緩褶皺構(gòu)造帶進(jìn)一步劃分出九龍山隆起構(gòu)造亞帶、川西北部凹陷構(gòu)造亞帶、梓潼寬緩隆起構(gòu)造亞帶、川西中部凹陷構(gòu)造亞帶、川西南部斜坡構(gòu)造亞帶。

3 區(qū)帶劃分依據(jù)及其構(gòu)造特征

3.1 龍門山推覆構(gòu)造帶

圖2 川西地區(qū)二疊系構(gòu)造區(qū)帶劃分及局部構(gòu)造分布圖

前人已對(duì)龍門山推覆構(gòu)造帶的構(gòu)造特征及區(qū)帶劃分做了大量的研究工作。通過(guò)系統(tǒng)分析和梳理龍門山的主要斷裂展布特征，確定以龍門山西側(cè)發(fā)育的青川—平武斷裂、汶川—茂汶斷裂、隴東斷裂（F1斷裂系），作為龍門山推覆構(gòu)造帶和龍門后山的分區(qū)界線；以安縣—灌縣斷裂、雙石斷裂、香水潛伏斷裂（F3斷裂系）作為東側(cè)分區(qū)邊界。推覆帶中央發(fā)育的北川—映秀斷裂、小關(guān)子斷裂（F2斷裂系）可將龍門山推覆構(gòu)造帶分為中央推覆構(gòu)造帶與前山推覆構(gòu)造帶。中央推覆構(gòu)造帶以發(fā)育大型推覆構(gòu)造為特征，F(xiàn)1、F2斷裂系均為規(guī)模巨大的基底斷層，形成的推覆體主要由志留系至前震旦系基底雜巖組成，構(gòu)造以韌性變形為主，褶皺較斷層發(fā)育。前山推覆構(gòu)造帶發(fā)育一系列向盆地逆沖推覆滑脫斷層，斷層多滑脫在寒武系塑性地層中，形成大量巖片和斷層相關(guān)的褶皺，推覆體主要由泥盆系至三疊系構(gòu)成，構(gòu)造變形以脆性變形為主、斷層和褶皺均發(fā)育，地腹構(gòu)造復(fù)雜，以疊瓦沖斷系為主要樣式（圖3）。自西向東滑脫面逐漸變淺，由基底卷入的厚皮構(gòu)造過(guò)渡為滑脫面之上的薄皮構(gòu)造［5-6］。

3.2 龍門山山前斷褶構(gòu)造帶

龍門山山前斷褶構(gòu)造帶西側(cè)以F3斷裂系為界，區(qū)帶內(nèi)二疊系構(gòu)造變形強(qiáng)度適中，斷層發(fā)育，以中小規(guī)模為主，向盆內(nèi)具有褶皺變形強(qiáng)度、斷層發(fā)育程度減弱的特征，并逐漸過(guò)渡到川西低緩褶皺構(gòu)造帶，因兩者間無(wú)大型斷層作為分區(qū)界線，其劃分主要以褶皺強(qiáng)度差異和斷層是否發(fā)育為依據(jù)（圖4）。

圖4 川西地區(qū)上二疊統(tǒng)底界構(gòu)造及區(qū)帶劃分圖

山前斷褶構(gòu)造帶內(nèi)北部地區(qū)縱向上可分為淺中深三層構(gòu)造。淺層構(gòu)造表現(xiàn)為被動(dòng)變形特征；以二疊系為主的中層構(gòu)造具滑脫沖斷特征；深層構(gòu)造呈整體弱變形。南部地區(qū)則以雷口坡組膏巖層為界，形成反沖雙重構(gòu)造。北部山前斷褶帶依據(jù)①號(hào)、⑩號(hào)斷層劃分出3個(gè)構(gòu)造亞帶。下寺—河灣場(chǎng)斷褶構(gòu)造亞帶因緊靠推覆構(gòu)造帶，以疊瓦構(gòu)造、反沖構(gòu)造發(fā)育為特征［7］，射箭河—潼梓觀背沖構(gòu)造亞帶和中壩—雙魚石背沖構(gòu)造亞帶主要發(fā)育背沖背斜構(gòu)造，3個(gè)構(gòu)造亞帶由南向北呈臺(tái)階狀逐級(jí)抬高。中部山前斷褶構(gòu)造亞帶埋深大，上二疊統(tǒng)底界構(gòu)造海拔為-6 500～-8 000 m，斷層和褶皺作用相對(duì)南北山前斷褶帶較弱。南部蓮花山—高家場(chǎng)斷褶構(gòu)造亞帶為蘆山向斜和名山向斜夾持，呈北西向展布構(gòu)造高帶，構(gòu)造樣式主要為反沖構(gòu)造。

3.3 川西低緩褶皺構(gòu)造帶

川西低緩褶皺構(gòu)造帶整體表現(xiàn)為埋深大、褶皺強(qiáng)度低、斷層不發(fā)育的特征，向東構(gòu)造逐漸抬升并過(guò)渡到川中隆起，其東側(cè)分區(qū)邊界的劃分在依據(jù)上二疊統(tǒng)底界構(gòu)造的基礎(chǔ)上參考了川中隆起過(guò)程中白堊系剝蝕形成的尖滅線。低緩褶皺構(gòu)造帶內(nèi)主要依據(jù)上二疊統(tǒng)底界構(gòu)造面海拔-6 500 m劃分出了兩凹兩隆一斜坡5個(gè)構(gòu)造亞帶。

九龍山大型隆起構(gòu)造為川北凹陷中的洼中隆，呈北東向展布；川北凹陷整體上呈北東至南西向展布；梓潼寬緩褶皺隆起具整體向西北傾伏的特征，其上發(fā)育的局部構(gòu)造走向多呈北西向；中部凹陷整體呈向西北傾斜的“箕形”凹陷，局部構(gòu)造圈閉和斷層不發(fā)育，上二疊統(tǒng)底界海拔為-6 500～-7 800 m；南部斜坡構(gòu)造亞帶整體呈南高北低，向北部凹陷傾伏的斜坡，構(gòu)造呈北東向展布。低緩褶皺構(gòu)造帶內(nèi)，縱向上構(gòu)造表現(xiàn)為整個(gè)沉積蓋層統(tǒng)一弱褶皺變形，反映出該區(qū)帶褶皺構(gòu)造形成時(shí)期較晚。

3.4 米倉(cāng)山前緣斷褶構(gòu)造帶

米倉(cāng)山前緣斷褶構(gòu)造帶東北部緊鄰米倉(cāng)山，構(gòu)造呈北高南低，走向?yàn)闁|西向或近東西向。該區(qū)帶北部界線依據(jù)二疊系剝蝕尖滅線進(jìn)行劃分，西南部根據(jù)構(gòu)造走向的差異，將該區(qū)帶與龍門山山前斷褶帶和川西低緩褶皺帶劃分開(kāi)。米倉(cāng)山前緣縱向上形成頂板雙重構(gòu)造［8］，中三疊統(tǒng)以上地層因拆離抬升形成單斜構(gòu)造，構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷層不發(fā)育，下部構(gòu)造斷層發(fā)育，北部發(fā)育基底斷層，多傾向北，向下未出現(xiàn)收斂現(xiàn)象，主要形成疊瓦構(gòu)造和少量反沖構(gòu)造，南部地區(qū)以發(fā)育背沖背斜構(gòu)造為特征。

3.5 峨眉—瓦山前緣斷褶構(gòu)造帶

峨眉—瓦山前緣斷褶構(gòu)造帶，其西南以盆地邊界為限，緊靠盆地西南緣的峨眉—瓦山構(gòu)造斷塊。受龍門山和峨眉—瓦山構(gòu)造作用的共同影響，構(gòu)造均呈南北向展布，整體表現(xiàn)為南高北低的構(gòu)造格局，主要發(fā)育反沖構(gòu)造。深層和淺層構(gòu)造具有相同的褶皺變形特征，反映該區(qū)構(gòu)造形成時(shí)期晚。峨眉—瓦山前緣斷褶構(gòu)造帶與川西低緩褶皺構(gòu)造的分區(qū)界線，主要依據(jù)構(gòu)造走向差異進(jìn)行劃分。

4 構(gòu)造區(qū)帶天然氣勘探前景

川西地區(qū)二疊系烴源條件優(yōu)越，中統(tǒng)棲霞組和茅口組灘相白云巖、巖溶儲(chǔ)層發(fā)育，具大中型油氣田形成的基礎(chǔ)［9］，構(gòu)造圈閉的有效性是油氣聚集成藏的關(guān)鍵。通過(guò)構(gòu)造特征的分析和區(qū)帶劃分，結(jié)合區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化的研究，揭示不同區(qū)帶具有不同的構(gòu)造樣式及圈閉類型，其油氣成藏地質(zhì)條件也存在一定差異。

龍門山山前斷褶構(gòu)造帶構(gòu)造褶皺強(qiáng)度適中，斷層以中小規(guī)模為主，有利于斷層背斜復(fù)合圈閉的形成，并構(gòu)成良好的疏導(dǎo)體系，油氣保存條件又未遭受破壞，該區(qū)帶構(gòu)造受印支早晚幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制［10-11］，形成時(shí)期早于排烴高峰期［12］，因臺(tái)緣灘優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育，成為川西地區(qū)最有利于油氣聚集成藏的區(qū)帶。下寺—河灣場(chǎng)斷褶構(gòu)造亞帶構(gòu)造作用較強(qiáng)烈、斷層發(fā)育、保存條件相對(duì)較差，川西中部山前斷褶構(gòu)造亞帶褶皺較弱、埋深大，其油氣成藏條件相對(duì)較差。受龍門山與米倉(cāng)山、峨眉—瓦山不同方向構(gòu)造作用的共同影響，在川西低緩褶皺構(gòu)造帶南北兩端的川西南部斜坡構(gòu)造亞帶和九龍山隆起構(gòu)造亞帶，易形成大型構(gòu)造圈閉，形成的九龍山、大興場(chǎng)構(gòu)造圈閉面積大，在褶皺強(qiáng)度弱、斷層欠發(fā)育的情況下具有非常有利的保存條件，加上臺(tái)內(nèi)灘相儲(chǔ)層發(fā)育，為大面積油氣聚集成藏提供了有利的場(chǎng)所。梓潼寬緩隆起構(gòu)造亞帶位于川西北部凹陷和中部凹陷之間，為油氣長(zhǎng)期運(yùn)移指向地區(qū)，構(gòu)造圈閉以低閉合度、弱褶皺、中小背斜圈閉為主，在臺(tái)內(nèi)灘及生物礁儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)仍有利于油氣聚集成藏。龍門山推覆構(gòu)造帶、米倉(cāng)山前緣斷褶構(gòu)造帶及峨眉—瓦山前緣斷褶構(gòu)造帶，因構(gòu)造作用強(qiáng)烈、斷層發(fā)育，形成的圈閉類型以斷層圈閉或斷層背斜復(fù)合圈閉為主，保存條件差。綜上所述，中壩—雙魚石背沖構(gòu)造亞帶、射箭河—潼梓觀背沖構(gòu)造亞帶、蓮花山—高家場(chǎng)斷褶構(gòu)造亞帶、九龍山隆起構(gòu)造亞帶及川西南部斜坡構(gòu)造亞帶是川西地區(qū)油氣富集成藏最有利的構(gòu)造區(qū)帶（圖5）。

圖5 川西地區(qū)二疊系構(gòu)造區(qū)帶評(píng)價(jià)分類圖

5 結(jié)論

1）川西地區(qū)二疊系構(gòu)造劃分出了龍門山推覆構(gòu)造帶、龍門山山前斷褶構(gòu)造帶、米倉(cāng)山前緣斷褶構(gòu)造帶、峨眉—瓦山前緣斷褶構(gòu)造帶、川西低緩褶皺構(gòu)造帶及川中隆起6個(gè)構(gòu)造區(qū)帶，山前斷褶構(gòu)造帶和低緩褶皺構(gòu)造帶又分別劃分出5個(gè)構(gòu)造亞帶。

2）中壩—雙魚石背沖構(gòu)造亞帶、射箭河—潼梓觀背沖構(gòu)造亞帶及蓮花山—高家場(chǎng)斷褶構(gòu)造亞帶，中二疊統(tǒng)構(gòu)造圈閉大量發(fā)育，圈閉條件好，構(gòu)造形成與烴源演化史匹配關(guān)系好。九龍山隆起構(gòu)造亞帶和川西南部斜坡構(gòu)造亞帶形成的圈閉規(guī)模大，保存條件好，為天然氣大規(guī)模聚集成藏提供了場(chǎng)所。上述5個(gè)構(gòu)造亞帶構(gòu)造圈閉和成藏條件好，是中二疊統(tǒng)尋找大規(guī)模氣藏的有利構(gòu)造區(qū)帶。