柴達(dá)木盆地茫崖凹陷尕斯庫(kù)勒油田新近系上干柴溝組震積巖特征及其地質(zhì)意義

盛 軍,李 綱,楊曉菁,王靖茹,李雅楠,魯姍姍,徐 立,張彩燕

(1.中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，敦煌 736202;2.中國(guó)石油青海油田分公司 采油一廠，敦煌 736202)

地震是一種常見(jiàn)的災(zāi)變地質(zhì)事件,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、火山爆發(fā)、地層塌陷變形、隕石墜落等因素均可以誘發(fā)地震。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中,地震作為短時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)突發(fā)性的地質(zhì)事件,其對(duì)沉積物的影響,尤其是未固結(jié)沉積物的影響，成為了地震在地質(zhì)體中遺留下的識(shí)別標(biāo)志,此類沉積巖便稱之為震積巖。20世紀(jì)60年代，國(guó)外學(xué)者研究地震對(duì)海底沉積物造成的影響[1-2],開(kāi)始了震積巖的研究；而正式提出震積巖(seismite)這一概念的是Seilacher。1969年，Seilacher在研究蒙特利頁(yè)巖時(shí),認(rèn)識(shí)到地震對(duì)未固結(jié)沉積物的影響后,提出這一概念[3]。隨后，國(guó)外許多學(xué)者對(duì)震積巖進(jìn)行了一系列的研究,相繼提出了震積巖的識(shí)別標(biāo)志和垂向序列。

中國(guó)地質(zhì)學(xué)者對(duì)震積巖的研究較國(guó)外晚,始于20世紀(jì)80年代[4-6]。20世紀(jì)90年代以后,喬秀夫、郭建華、楊劍萍等眾多學(xué)者對(duì)不同盆地、不同時(shí)期的震積巖開(kāi)展了廣泛深入的研究,取得較為豐碩的成果[7-12]。回顧中國(guó)震積巖三十余年的研究歷程,主要成果可以概況為以下幾個(gè)方面:①系統(tǒng)提出了震積巖的命名、類型劃分方案；②系統(tǒng)研究了不同構(gòu)造背景下的海相沉積層中所發(fā)育的震積巖特征和震積巖序列;③系統(tǒng)研究了東部陸相斷陷盆地所發(fā)育的震積巖特征和序列;④系統(tǒng)研究了構(gòu)造背景穩(wěn)定的拗陷盆地所發(fā)育的震積巖特征和序列。

有關(guān)柴達(dá)木盆地震積巖的研究整體相對(duì)較少,研究程度低于東部盆地。楊劍萍等人于2008年首次在柴達(dá)木盆地烏南油田古近系下干柴溝組發(fā)現(xiàn)震積巖[13],隨后不同學(xué)者對(duì)柴達(dá)木盆地第四系、古近系震積巖進(jìn)行了相關(guān)研究。但是，關(guān)于新近系上干柴溝組震積巖,截止到目前尚未見(jiàn)到公開(kāi)的研究報(bào)道[14-17]。本研究通過(guò)鉆井巖心觀察，在茫崖凹陷中西部尕斯庫(kù)勒油田新近系上干柴溝組地層中發(fā)現(xiàn)震積巖的存在，進(jìn)而對(duì)該地層中的震積巖特征以及典型識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行描述,并對(duì)其存在的油氣地質(zhì)意義進(jìn)行探討。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

尕斯庫(kù)勒油田位于柴達(dá)木盆地茫崖凹陷,地處柴達(dá)木盆地西部；柴達(dá)木盆地具有小地塊、多板塊拼貼背景,中新生代構(gòu)造沉積演化受印度板塊俯沖、青藏高原隆升、阿爾金斷裂走滑的聯(lián)合控制。中新生代以來(lái),在印度板塊持續(xù)向北俯沖、藏北板塊多期拼貼的影響下,柴達(dá)木盆地長(zhǎng)期處于壓扭走滑的動(dòng)力學(xué)環(huán)境。研究區(qū)位于昆侖山與阿爾金山兩大構(gòu)造帶所加持的部位,喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)階段,兩大構(gòu)造帶的強(qiáng)烈活動(dòng)導(dǎo)致研究區(qū)產(chǎn)生了復(fù)雜的構(gòu)造變形(見(jiàn)圖1)。上干柴溝組(N1)地層分布廣泛,在全盆地范圍內(nèi)幾乎皆有分布；沉積中心位于盆地中西部地區(qū),地層厚度呈現(xiàn)東、南薄,西、北厚的特點(diǎn),具有南北展布,東西分帶的特點(diǎn),地層厚度最大達(dá)到1 800 m。研究區(qū)上干柴溝組主要發(fā)育有辮狀河三角洲前緣亞相與濱淺湖亞相,處于兩相帶的過(guò)渡區(qū)。

2 震積巖的識(shí)別及特征

國(guó)內(nèi)學(xué)者在對(duì)比現(xiàn)代與古代震積巖成因沉積物以后,認(rèn)識(shí)到震積巖與其他類型的沉積巖具有明顯的差異,并提出了震積巖的識(shí)別標(biāo)志。這些識(shí)別標(biāo)志目前尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),但大致可以分為兩類,一類是塑性變形標(biāo)志,另一類是脆性變形標(biāo)志。塑性變形是指沉積物在尚未膠結(jié)成巖時(shí),受到地震影響,未固結(jié)沉積物發(fā)生震動(dòng)液化扭曲變形,識(shí)別標(biāo)志包括層內(nèi)褶皺、液化砂(泥)巖脈、火焰狀構(gòu)造、環(huán)狀層理、負(fù)荷構(gòu)造、滑揉構(gòu)造、枕狀構(gòu)造、噴射狀構(gòu)造等;脆性變形則是指半固結(jié)、固結(jié)沉積物受到地震作用影響發(fā)生的脆性變形,其標(biāo)志主要包括同沉積微斷裂、震裂縫等。

研究區(qū)于2017年新鉆取心井躍9162井，發(fā)現(xiàn)大段的非正常沉積構(gòu)造。通過(guò)對(duì)這些非正常沉積構(gòu)造的分析,結(jié)合事件沉積相理論中震積巖的特點(diǎn),認(rèn)為發(fā)現(xiàn)的非正常沉積屬于震積巖沉積。同時(shí)，通過(guò)對(duì)研究區(qū)老井巖心的觀察,發(fā)現(xiàn)早在20世紀(jì)90年代鉆取的新近系上干柴溝組段巖心中，也存在類似震積巖的非正常沉積構(gòu)造特征(見(jiàn)圖2)。但是，由于取心井段小、不連續(xù),同時(shí)受制于當(dāng)時(shí)理論水平限制等方面的因素,這些非正常沉積并未引起關(guān)注。本研究以躍9162井巖心為例,針對(duì)巖心觀察中發(fā)現(xiàn)的多種典型的震積巖構(gòu)造特征展開(kāi)詳細(xì)研究。

圖1 尕斯庫(kù)勒油田地理位置圖Fig.1 The Location map of Gasikule Oilfield

a 躍675井,2 031.98～2 032.09 m b 躍2154井,2 111.62～2 111.73 m圖2 研究區(qū)老井取心觀察到的非正常沉積Fig. 2 Abnormal deposition observed in former wells in the study area

2.1 負(fù)荷構(gòu)造及砂球、砂枕構(gòu)造

負(fù)荷構(gòu)造及砂球、砂枕構(gòu)造屬于地震作用伴生的沉積構(gòu)造。負(fù)荷構(gòu)造主要是指下部的未固結(jié)泥質(zhì)沉積在受到上部較為粗的砂質(zhì)沉積的不均勻負(fù)荷壓力時(shí),在砂、泥界面處發(fā)生的液化扭曲變形,泥質(zhì)沉積物向上形成火焰狀、舌狀構(gòu)造,砂質(zhì)沉積物向下形成瘤狀、半球狀凸起。砂球、砂枕構(gòu)造是未固結(jié)沉積物,在地震作用的影響下,發(fā)生液化現(xiàn)象,沉積物體積收縮,地面下沉,在震動(dòng)與重力的共同作用下,上部細(xì)粒的砂質(zhì)沉積物向下部的軟性泥質(zhì)沉積物中陷落,形成不規(guī)則的砂球、砂枕構(gòu)造；其一般發(fā)育在砂、泥界面處。研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的砂球、砂枕構(gòu)造一般規(guī)模較小,形成的砂質(zhì)球狀、枕狀沉積物一般在1～2 cm(見(jiàn)圖3)。根據(jù)Moretti 等人(2002)的研究成果[18]認(rèn)為，球、枕體體積與規(guī)模的大小,主要受到液化層厚度的控制,而砂質(zhì)球、枕體的形態(tài)與負(fù)載體陷落的深度關(guān)系密切,隨著負(fù)載體的不斷下沉,下沉深度越大,砂質(zhì)球、枕沉積體將變的更加扁平。本研究認(rèn)為,砂質(zhì)球、枕體沉積物的形成具有同一的地質(zhì)條件,最終形成球形或者枕形取決于負(fù)載體下沉的深度,球形與枕形的差異反應(yīng)了負(fù)載體下沉深度的差異,砂球隨著負(fù)載體下沉深度的增加逐漸向砂枕轉(zhuǎn)變。

a 砂球構(gòu)造,232813m;b 砂枕構(gòu)造,2 318.16 m;c 火焰構(gòu)造,2 338.64 m;d 負(fù)荷構(gòu)造,2 307.52 m圖3 震積巖負(fù)荷構(gòu)造及砂球、砂枕構(gòu)造Fig.3 The load structure, sand ball and sand pillow structure of seismite

2.2 振動(dòng)液化卷曲變形構(gòu)造

振動(dòng)液化卷曲變形構(gòu)造是震積巖中常見(jiàn)的沉積構(gòu)造變形現(xiàn)象,屬于層內(nèi)變形,主要是未固結(jié)沉積物在受到地震的振動(dòng)作用后，沉積物液化發(fā)生塑性變形,形成層內(nèi)扭曲、彎曲、卷曲等形態(tài)的變形沉積構(gòu)造。國(guó)內(nèi)學(xué)者將具有振動(dòng)液化卷曲變形構(gòu)造的震積巖稱之為震褶巖。本地區(qū)發(fā)現(xiàn)的振動(dòng)液化卷曲變形方向性差、褶曲形態(tài)無(wú)規(guī)律,呈霧化擴(kuò)散狀。受到地震震動(dòng)的影響,未固結(jié)狀態(tài)沉積物發(fā)生明顯的液化現(xiàn)象,砂質(zhì)與泥質(zhì)沉積物相互混合,無(wú)明顯的砂泥界限；發(fā)生此類變形構(gòu)造的沉積物顆粒較細(xì),主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖(見(jiàn)圖4)。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)震動(dòng)液化卷曲變形構(gòu)造的研究較為深入,并進(jìn)行了物理模擬實(shí)驗(yàn)。其他成因的褶曲變形構(gòu)造與地震成因的褶曲變形構(gòu)造相比較,形態(tài)相似,但地震成因的褶曲軸面有規(guī)律可尋,軸面趨向具有一致性,地層成因的褶曲變形褶曲軸面無(wú)明顯規(guī)律。

圖4 震積巖振動(dòng)卷曲液化變形(2 319.60 m)Fig.4 The vibration liquefaction deformation of seismite

2.3 液化巖脈

液化巖脈的形成與地震振動(dòng)作用有著直接的關(guān)系。在地震振動(dòng)作用的影響下,液化的砂巖或者泥巖,沿著震裂隙進(jìn)行充填,形成液化巖脈。這種類型的液化巖脈的形態(tài)受到震裂隙的控制,由于地震振動(dòng)的剪切作用,高角度張性震裂隙發(fā)育,此種充填類型的液化巖脈往往呈較為單一的線條狀,形態(tài)與震裂隙保持一致,呈高角度。研究區(qū)觀察到的高角度巖脈與裂縫存在同生關(guān)系,上部液化層沿著地震作用形成的同生裂縫向下灌入形成液化巖脈;另外一種則是發(fā)育在砂泥巖互層中,液化的砂巖或者泥巖受到擠壓,橫向侵入到上部或者下部未固結(jié)的沉積層中,一般呈低角度狀,液化巖脈形態(tài)呈不規(guī)則彎曲條帶狀,兩端相對(duì)較細(xì),中間呈現(xiàn)“大肚子”。研究區(qū)巖心觀察發(fā)現(xiàn),液化巖脈主要以橫向侵入巖脈類為主,巖脈寬度0.5～2 cm,長(zhǎng)度約3～12 cm(見(jiàn)圖5)。

a 垂向巖脈充填裂隙,230 582 m; b 橫向巖脈侵入,2 330.76 m;c 橫向巖脈侵入,2 297.53 m圖5 震積巖液化巖脈Fig.5 The liquefied vein of seismite

2.4 環(huán)狀層理

環(huán)狀層理是大量紋層間歇性地被突然限制而呈現(xiàn)的一種環(huán)狀或鏈條狀形態(tài)的一種層理[19]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在研究震積巖時(shí),發(fā)現(xiàn)了很多這種具有環(huán)狀或鏈狀的層理,認(rèn)為這種層理出現(xiàn)的原因是未固結(jié)薄的砂泥互層沉積物在地震的作用下,發(fā)生變形而形成,但形成這種層理的地震作用強(qiáng)度較弱(震級(jí)小于5級(jí))[18,20]。環(huán)狀層理的形成原因包括震動(dòng)坍塌、震動(dòng)拉伸,主要發(fā)育在粒度較細(xì)的粉砂巖與泥巖的薄互層中。研究區(qū)內(nèi)環(huán)狀層理呈較為規(guī)則的橢圓狀,伴生液化卷曲變形構(gòu)造,環(huán)狀規(guī)?？刂圃趯觾?nèi),長(zhǎng)4～8 cm,高1.5～3 cm(見(jiàn)圖6)。

圖6 震積巖環(huán)狀層理(2 331.97 m)Fig.6 The ring bedding of seismite

2.5 微同沉積斷裂和震裂縫構(gòu)造

微同沉積斷裂是在地震作用下,沉積地層受到振動(dòng)形成的一種層內(nèi)地震伴生構(gòu)造,多以張性斷裂為主,屬于脆性形變。通過(guò)巖心觀察發(fā)現(xiàn),研究區(qū)地震成因的微斷裂發(fā)育,且在不同深度均發(fā)育。其斷裂形態(tài)可以分為兩類：一類為發(fā)育形成較長(zhǎng)斷距的單一小斷層,一類則是具有短斷距、平行排列的階梯狀、簇狀小斷層。本地區(qū)的微同沉積斷裂通常規(guī)模較小,僅限于層內(nèi)發(fā)育,斷距較短,不斷穿其所處位置的上、下部位巖層。這與前人在其他地區(qū)不同類型的沉積相所觀察到的微斷裂認(rèn)識(shí)一致,說(shuō)明震積巖所形成的微構(gòu)造形態(tài)主要受地震作用強(qiáng)度的影響,而與沉積相、巖石類型的關(guān)系并不密切。

震裂縫在本地區(qū)的震積巖段儲(chǔ)層內(nèi)普遍發(fā)育,裂縫主要發(fā)育在具有薄夾層的砂巖與砂泥巖薄互層中,砂巖粒度較細(xì),通常為細(xì)砂巖和粉砂巖。震裂縫規(guī)模較小,通常僅能夠斷穿層內(nèi)較薄的泥質(zhì)夾層,裂縫寬度小,裂縫形態(tài)以高角度縫為主。通常，震裂縫在形成以后,受到上部液化層的影響,裂縫多被砂質(zhì)與泥質(zhì)充填。本地區(qū)亦不例外,在巖心觀察中,砂質(zhì)與泥質(zhì)充填的震裂縫較為常見(jiàn)(見(jiàn)圖7a)。同時(shí)，由于本地區(qū)沉積環(huán)境主要為高原咸化湖盆沉積,震裂縫在形成后充填形式較其他淡水沉積盆地而言具有獨(dú)特的膏巖充填(見(jiàn)圖7b,f)。

a 層內(nèi)微裂隙,泥質(zhì)充填,22 332.41 m;b 層內(nèi)微裂隙,膏巖充填,2 338.76 m; c 層內(nèi)微斷裂,2 337.73 m;d 階梯狀微斷裂,2 329.89 m; e 枝狀微斷裂,2 329.68 m;f 層內(nèi)微裂隙,膏巖充填,2 329.31 m; g 層內(nèi)微裂隙,油跡,未填充,2 320.35 m圖7 震積巖微斷裂、微裂縫構(gòu)造Fig.7 The micro fracture, micro crack structure of seismite

3 震積巖類型與沉積序列

3.1 研究區(qū)震積巖類型

目前，對(duì)于震積巖的分類,學(xué)術(shù)界并未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí),不同學(xué)者依據(jù)不同的認(rèn)識(shí)提出了不同的分類方案。其中，中國(guó)學(xué)者杜遠(yuǎn)生(2000)、喬秀夫(1997)所提出的劃分方案被國(guó)內(nèi)學(xué)者普遍接受[21-22]。國(guó)外學(xué)者M(jìn)ontenat在吸取杜遠(yuǎn)生等人的研究成果的同時(shí),提出了自己的分類方案,但在具體分類內(nèi)容上與中國(guó)學(xué)者具有較大差異[23]。杜遠(yuǎn)生教授的分類方案反映了地震發(fā)生全過(guò)程中,在不同階段所形成的地震作用產(chǎn)物,而喬秀夫教授的分類方案則主要體現(xiàn)地震發(fā)生時(shí),地震作用對(duì)不同地表?xiàng)l件下已形成沉積物的改造所形成的最終產(chǎn)物,兩套方案?jìng)?cè)重點(diǎn)不一樣,但都對(duì)深入研究震積巖及其形成過(guò)程、形成背景提供了重要的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)。本研究采用杜遠(yuǎn)生教授的分類方案,將震積巖主要分為3類:原地震積巖、海嘯巖、震濁積巖。

原地震積巖其本質(zhì)是指直接由地震振動(dòng)作用所形成的具有各種震積巖構(gòu)造的沉積巖。根據(jù)其內(nèi)部震積構(gòu)造的不同,可將原地震積巖分為震塌巖、震褶巖、震裂巖等。海嘯巖則是指受到地震作用所形成的海嘯，對(duì)沉積物的改造作用所形成的沉積物；海嘯發(fā)生在地震形成過(guò)程中和減弱階段,海嘯巖屬于準(zhǔn)同期震積巖。震濁積巖則是指由地震振動(dòng)作用導(dǎo)致在海相或者湖相坡折帶處沉積物發(fā)生的重力流沉積物。地震作用引發(fā)的重力流沉積在沉積構(gòu)造上通常無(wú)法有效地與其他成因的重力流沉積作區(qū)分,但可以通過(guò)觀察是否具有伴生的原地震積巖進(jìn)行判斷。

按照杜遠(yuǎn)生教授的分類方案,通過(guò)觀察可知，研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育原地震積巖中的震褶巖、震裂巖,未見(jiàn)震塌巖。同時(shí),作為異地震積巖類型的震濁巖也未觀察到。這兩種類型的震積巖未在此區(qū)域觀察到,主要是因?yàn)樵撊⌒木挥谌侵耷熬壍貐^(qū),坡度較為平緩。震積巖類型中的海嘯巖較為少見(jiàn),前人對(duì)柴達(dá)木盆地其他地區(qū)的研究中也未見(jiàn)海嘯巖。根據(jù)海嘯的成因機(jī)制可知，并不是每一次地震都會(huì)形成海嘯。激發(fā)海嘯的條件也并非僅限于地震，由于研究區(qū)屬于高原咸化湖盆，湖盆規(guī)模相對(duì)較小，同時(shí)水體較淺，所以地震導(dǎo)致的湖浪能量相對(duì)較弱，一般不會(huì)產(chǎn)生巨浪，其規(guī)模相當(dāng)于海相沉積中的淺海海嘯，屬于低能海嘯。因此，該類湖盆中由于地震導(dǎo)致水體波動(dòng)所形成的沉積特征不易被后期破壞，容易識(shí)別，但判斷地震成因的海嘯巖卻具有一定的難度。通過(guò)長(zhǎng)井段的巖心觀察,在躍9162井2 326.6～2 326.8 m處觀察到一處地震型海嘯巖(見(jiàn)圖8),具體的判別依據(jù)為：該段底部發(fā)育有地震引發(fā)的液化卷曲變形構(gòu)造,而在其上部發(fā)育有較為明顯的交錯(cuò)層理,不但顯示了向湖盆和向陸地方向的古水流方向,同時(shí)也反應(yīng)出快速的退潮流和洪泛流,沉積復(fù)合體發(fā)生在較小的沉積段中,同時(shí)原地震積巖的伴生，從而認(rèn)為該段沉積形成機(jī)制屬于地震海嘯巖。

圖8 震積海嘯巖(2 326.6～2 326.8 m)Fig.8 The tsunami rocks caused by earthquake

3.2 研究區(qū)震積巖垂向序列

根據(jù)前人的研究成果可知，震積巖在垂向上具有一定的組合規(guī)律,通常頂?shù)子形窗l(fā)生變形的正常沉積,而在內(nèi)部發(fā)育有塑性變形段與脆性變形段。震積巖的沉積序列是某一地震事件,在地震發(fā)生的過(guò)程中所形成的沉積單元組合,反映了地震發(fā)生過(guò)程中沉積環(huán)境的變化規(guī)律或沉積作用的變化過(guò)程。喬秀夫等人(1997)在華北地臺(tái)東部震旦系的研究中,建立了海相碳酸鹽巖型震積巖震積序列[22]；孫曉猛等人(1995年)在研究滇西北金沙江中段大陸邊緣地區(qū)震積巖沉積時(shí),建立了海相碎屑巖型震積巖震積序列[24]。同時(shí)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)不同沉積盆地的陸相碎屑巖震積巖震積序列也開(kāi)展了相應(yīng)的研究,并建立起各自地區(qū)的震積巖序列[25-27]。

相較于其他研究者,本研究在巖心觀察中發(fā)現(xiàn)了較為完整的震積巖序列,根據(jù)觀察結(jié)果,結(jié)合震積巖不同序列的典型特征,將本地區(qū)震積巖序列劃分為以下7段(見(jiàn)圖9)。

1)A段:下伏未震層。其巖性以細(xì)粒砂巖為主,沉積構(gòu)造未受到地震作用的影響。

2)B段：液化變形層。其屬于層內(nèi)塑形變形,主要是未固結(jié)沉積物在受到地震的振動(dòng)作用后,沉積物液化發(fā)生塑性變形,形成層內(nèi)扭曲、彎曲、卷曲等形態(tài)的變形沉積構(gòu)造。

3)C段：同沉積微斷裂層。其屬于層內(nèi)脆性變形,是在地震作用下,固結(jié)或者半固結(jié)的沉積地層受到振動(dòng),形成的一種層內(nèi)地震伴生構(gòu)造,多以張性斷裂為主。

4)D段：液化巖脈層。其發(fā)育在砂泥巖薄互層中,液化的砂巖或者泥巖受到擠壓,橫向侵入到上部或者下部的未固結(jié)的沉積層中,一般呈低角度狀。

5)E段：震塌角礫層。在地震振動(dòng)下,未固結(jié)的泥巖在未發(fā)生液化現(xiàn)象時(shí),受到剪應(yīng)力的作用被撕裂,掉入下部未固結(jié)沉積物中,形成次棱角狀的泥巖碎塊。

6)F段：液化均一層。其主要為紅褐色細(xì)粒沉積物,巖性為粉砂質(zhì)泥巖或者泥質(zhì)粉砂巖,顆粒較為均勻,無(wú)層理，亦不發(fā)育其他沉積構(gòu)造。

7)G段：上覆未震層。其屬于正常沉積,不具有震積巖特征。

圖9 尕斯庫(kù)勒油田新近系上干柴溝組震積巖垂向序列(2 329.76～2 329.94 m)Fig.9 The seismite vertical sequence of Neogene upper Ganchaigou Formation in Gasikule oilfield

4 震積巖的地質(zhì)意義

地震作為地質(zhì)歷史中重要的瞬時(shí)地質(zhì)事件,在事件沉積學(xué)研究中具有重要的意義。柴達(dá)木盆地新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍,在印度板塊俯沖、青藏高原隆起、阿爾金斷裂走滑的共同作用下,板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的地震事件頻發(fā),而震積巖作為地震事件的記錄載體,對(duì)研究古地震、確定構(gòu)造活躍期、研究地震的油氣地質(zhì)意義具有重要的作用。

前人對(duì)地震強(qiáng)度與震基巖沉積構(gòu)造特征之間的關(guān)系做了較多研究,其中喬秀夫等人(1994)認(rèn)為，未固結(jié)沉積物發(fā)生液化現(xiàn)象,其地震等級(jí)需要大于里氏5級(jí),而層內(nèi)微斷裂則是在地震等級(jí)進(jìn)一步升高的情況下才能發(fā)生[7]。因此，通過(guò)研究震積巖所出現(xiàn)的層段、層內(nèi)沉積構(gòu)造的特征等,可以對(duì)古地震的發(fā)生時(shí)間以及作用強(qiáng)度進(jìn)行規(guī)律性的研究。

地震的發(fā)生與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)關(guān)系緊密,通過(guò)研究地震發(fā)生的時(shí)間、地震的強(qiáng)度,可以較好地揭示地質(zhì)歷史中的構(gòu)造活躍期以及對(duì)應(yīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱程度,通過(guò)研究震積巖可以為研究構(gòu)造運(yùn)動(dòng)史提供較為準(zhǔn)確的理論支撐。本研究在新近系上干柴溝組發(fā)現(xiàn)的大段震積巖,揭示了該組地層在沉積時(shí),正處于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的活躍期,受到間歇性的斷裂運(yùn)動(dòng)影響,地震頻發(fā)。同時(shí)，根據(jù)震積巖沉積構(gòu)造與地震震級(jí)的關(guān)系可判斷出當(dāng)時(shí)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。

通過(guò)觀察震積巖特征可以發(fā)現(xiàn)，受地震的影響，研究區(qū)層內(nèi)微斷裂、微裂縫發(fā)育,且集中發(fā)育在細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等物性較差的巖石中。層內(nèi)發(fā)育的微斷裂、微裂縫一定程度地改善了其滲流條件,為油氣運(yùn)移提供了優(yōu)勢(shì)通道。此次巖心觀察中,在震積作用下形成的非有效儲(chǔ)集巖層內(nèi)的裂縫中發(fā)現(xiàn)殘留的油氣重質(zhì)組分,一定程度上說(shuō)明了油氣在二次運(yùn)移過(guò)程中,該裂縫曾充當(dāng)油氣運(yùn)移通道的角色(見(jiàn)圖7g)；國(guó)內(nèi)其他學(xué)者在研究震積巖的過(guò)程中,也發(fā)現(xiàn)過(guò)此類現(xiàn)象。震積巖對(duì)于油氣運(yùn)移的影響程度尚需要進(jìn)一步的研究,但其產(chǎn)生的積極影響對(duì)于研究油氣成藏輸導(dǎo)體系,具有一定的地質(zhì)意義。

5 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)柴達(dá)木盆地茫崖凹陷尕斯庫(kù)勒油田新近系上干柴溝組震積巖的觀察研究,確定研究區(qū)震積巖主要沉積特征包括:負(fù)荷構(gòu)造、砂球砂枕構(gòu)造、振動(dòng)液化卷曲變形、微同沉積斷裂、環(huán)狀層理、液化巖脈等震積巖特征。結(jié)合巖心觀察,確定該地區(qū)震積巖垂向序列可以分為7段。同時(shí)，該層位發(fā)現(xiàn)的震積巖為柴達(dá)木盆地西部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究以及古地震研究提供了新的素材。截止到目前,對(duì)于上干柴溝組中的震積巖與其上部油藏之間的關(guān)系并未開(kāi)展研究,而此次發(fā)現(xiàn)震積巖中層內(nèi)微斷裂與微裂縫存在殘余油氣重組分,為深入研究該地區(qū)油氣成藏體系提供了一個(gè)新的思路。