塔河桑南地區(qū)T74侵蝕面構(gòu)造特征及演化研究

賴 冬

(成都理工大學(xué)，四川 成都 610059)

一個地區(qū)現(xiàn)今的構(gòu)造樣式通常是多期構(gòu)造運(yùn)動疊加的結(jié)果，而早期形成的構(gòu)造樣式可能被后期構(gòu)造運(yùn)動所改造，致使構(gòu)造形態(tài)迥異。因此，在構(gòu)造演化史恢復(fù)的基礎(chǔ)上，明確不同時期動力學(xué)背景之后，再分析經(jīng)過疊加、改造后的構(gòu)造樣式特征，對尋找有利于油氣聚集的構(gòu)造組合、沉積組合及成藏組合才更有意義[1]。

塔河桑南地區(qū)主要位于輪臺縣南，構(gòu)造位置處于阿克庫勒凸起的南部，順托果勒低隆的北緣，西與哈拉哈塘凹陷相鄰，東南與滿加爾坳陷連接(圖1)，是各大凹陷生成油氣持續(xù)運(yùn)移的指向

區(qū)和聚集區(qū)，具有良好的勘探前景[2-3]。研究區(qū)碳酸鹽巖經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動的改造，對奧陶系儲層產(chǎn)生了重要影響。首先，一間房組是塔河地區(qū)重要的油氣產(chǎn)層，中下奧陶統(tǒng)頂面即T74界面的構(gòu)造控制了巖溶儲層的發(fā)育，對T74構(gòu)造特征及其演化研究很有必要。其次，斷裂對巖溶作用發(fā)育的強(qiáng)烈程度具有重要意義。不同時期的構(gòu)造所產(chǎn)生的不整合面、斷裂，對油氣運(yùn)移影響深遠(yuǎn)；同時對油氣藏的保存也產(chǎn)生了影響。因此，通過T74界面的構(gòu)造特征分析及其構(gòu)造演化史的恢復(fù)，對尋找?guī)r溶儲層發(fā)育區(qū)，及塔河油田勘探向外圍拓展具有重要意義。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖 Fig.1 Tectonic location map of study area

1 構(gòu)造及斷裂特征

研究區(qū)內(nèi)T74侵蝕面現(xiàn)今總體表現(xiàn)為一個北東-南西走向，向南東傾斜的單斜構(gòu)造。在研究區(qū)東南部埋深最大，超過了7150 m。由南東向北西，T74界面埋深逐漸減小，工區(qū)西北部埋深最淺，約為5400 m，研究區(qū)西北-東南埋深幅度相差1700 m以上(圖2)。

T60反射層之下多為加里東中期和海西早期時形成的斷裂，以逆斷裂為主，且斷距較小。穿過T74界面的斷層的方向主要為NNE、NEE向，部分為近SN向，呈帶狀分布，發(fā)育在等值線較密集的地方，斷裂以短軸狀為主，一組方向的斷裂多以雁列式排列(圖2)。而T60反射層之上多發(fā)育正斷層，在剖面上呈高角度，斷層之間近似平行等間距排列，這些斷裂多形成于海西晚期-印支期。

圖2 T74界面現(xiàn)今構(gòu)造圖 Fig.2 Present tectonic map of the T74 erosion surface

2 構(gòu)造演化研究

圖3 AA'剖面構(gòu)造演化過程(剖面位置見圖1) Fig.3 Tectonic evolution of line AA'

選取工區(qū)一條南北向的地震剖面，通過層拉平技術(shù)來進(jìn)行剖面演化分析，其演化過程具有以下特征：

志留系沉積前，受加里東中期Ⅱ、Ⅲ幕構(gòu)造運(yùn)動的影響，在加里東中期Ⅰ幕形成的T74侵蝕面逐漸南傾，抬升強(qiáng)度呈北強(qiáng)南弱。T70界面之上的地層遭受剝蝕，在北部上奧陶統(tǒng)剝蝕殆盡，且中下奧陶統(tǒng)部分地層也遭受剝蝕，剝蝕程度由北向南減弱(圖3a)。

在志留系上泥盆統(tǒng)東河塘組沉積前，期間發(fā)生海西早期運(yùn)動，這是對研究區(qū)影響最重要的一次構(gòu)造運(yùn)動。地殼持續(xù)抬升，研究區(qū)T74界面中部抬升明顯，北部中下泥盆統(tǒng)、志留系剝蝕殆盡，早期奧陶系地層再次遭受一定剝蝕；向南剝蝕程度減弱，但仍只保留了部分志留系地層(圖3b)。鉆井顯示，工區(qū)大多數(shù)地區(qū)缺失上泥盆統(tǒng)地層，表明在之后的海進(jìn)期，研究區(qū)多數(shù)地方仍處于暴露狀態(tài)，發(fā)生沉積間斷。

三疊系沉積前，海西晚期運(yùn)動使工區(qū)進(jìn)一步抬升，而T74界面形態(tài)變化不大。這一時期研究區(qū)也遭受了嚴(yán)重剝蝕，鉆井顯示，構(gòu)造高部位缺失早石炭世部分地層，而全區(qū)所有井都缺失了二疊系地層。T60界面以下地層保持南傾單斜形態(tài)，而T60界面以上地層南傾角度變小，抬升仍具有北強(qiáng)南弱的特點(diǎn)。這一時期還有一個重要的特征，即新生斷裂發(fā)育，在構(gòu)造高部位形成對沖構(gòu)造樣式(圖3c)。

在印支-燕山運(yùn)動時期，研究區(qū)繼承了上一時期的構(gòu)造特征，地層保存完好，缺失較少。在垂直構(gòu)造主應(yīng)力的方向產(chǎn)生了局部張性應(yīng)力，因而發(fā)育一些正斷層。這兩期構(gòu)造運(yùn)動對T74界面幾乎沒有什么影響，T60界面以下仍為單斜構(gòu)造，之上以小角度南傾，抬升保持了北強(qiáng)南弱的特征(圖3d-e)。

喜山早期運(yùn)動對研究區(qū)影響也不大，斷層以正斷層為主，構(gòu)造樣式為地塹。這一時期構(gòu)造抬升強(qiáng)度開始發(fā)生變化，表現(xiàn)為南北整體抬升，新沉積的地層近于水平沉積(圖3f)。

新近紀(jì)-至今，由于印度板塊的嵌入，庫車坳陷快速沉降，整個阿克庫勒凸起向北發(fā)生翹傾。在研究區(qū)構(gòu)造格局同樣發(fā)生變化，T60界面界面以上明顯向北傾，越往上北傾幅度越大，但對T60界面以下地層影響較小(圖3g)。

3 構(gòu)造演化與油氣的關(guān)系

塔河地區(qū)奧陶系油氣的分布不受構(gòu)造圈閉的控制，而受縫洞系統(tǒng)發(fā)育和展布的控制[4]。而縫洞系統(tǒng)的分布與構(gòu)造演化密切相關(guān)，如構(gòu)造運(yùn)動過程中形成的巖溶古地貌、不整合面、斷裂系統(tǒng)等。中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖巖溶作用主要是與不整合面有關(guān)的古表生期巖溶，包括加里東中期、加里東晚期、海西早期巖溶。其中影響最大的為海西早期，其作用范圍廣、持續(xù)時間長、巖溶強(qiáng)度大，多發(fā)育大型巖溶洞穴[5-6]。研究區(qū)構(gòu)造高部位的上奧陶統(tǒng)地層在這次運(yùn)動中同樣被剝蝕了部分，但中下奧陶統(tǒng)地層保存較為完好。

不整合面不僅控制巖溶儲層的發(fā)育與分布，而且是油氣運(yùn)移的良好通道。此外，在多次構(gòu)造運(yùn)動作用下，形成了多期次、多組系、多方向的斷裂系統(tǒng)，為大氣水巖溶作用提供了垂向滲流通道。研究區(qū)巖溶儲層有利分布區(qū)位于S113-S110-S112井區(qū)的斷裂發(fā)育帶，這些斷裂的方向呈北北東向展布，初步認(rèn)定為加里東中期形成的斷裂。同時，這些斷裂與不整合面共同為后期油氣的運(yùn)移提供了優(yōu)勢通道。

總體來看，塔河油田在加里東中期和海西早期整體處于巖溶斜坡相帶，是有利的巖溶儲層發(fā)育區(qū)。而研究區(qū)處于巖溶盆地向巖溶斜坡過渡的相帶，同樣具有發(fā)育巖溶儲層的條件[7]。研究發(fā)現(xiàn)桑南地區(qū)西北部主要受海西早期巖溶的控制，而中部及東南主要受加里東中期巖溶的控制(圖4)。

圖4 塔河地區(qū)巖溶發(fā)育范圍平面圖(據(jù)中石化西北分公司勘探開發(fā)研究院，有修改) Fig.4 Plane map of karst development range in Tahe area

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)現(xiàn)今T74侵蝕面為一個北東-南西走向，向南東傾斜的單斜構(gòu)造，西北-東南累計抬升幅度相差1700 m以上。

(2)喜山期以前的古地貌為北高南低，之后表現(xiàn)為北低南高的地貌特征。不過，這種轉(zhuǎn)變對中生代以前地層的影響較小。

(3)研究區(qū)T74侵蝕面在加里東中期Ⅲ幕運(yùn)動后具有單斜雛形；海西早期運(yùn)動是對研究區(qū)構(gòu)造形態(tài)影響最大的一次運(yùn)動，單斜形態(tài)基本定型；海西晚期-燕山期，研究區(qū)處于穩(wěn)定抬升階段；而喜山中晚期-至今，西北-東南高度差有所降低，形成T74侵蝕面現(xiàn)今的形態(tài)。

(4)從南北構(gòu)造抬升強(qiáng)度來看，研究區(qū)具有以下特征：加里東中期-燕山中期，具有北強(qiáng)南弱的特征；燕山中期-喜山早期，具有南北整體抬升的特征；而喜山中期-至今，具有北弱南強(qiáng)的特征。這與不同時期區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的轉(zhuǎn)變有關(guān)。

(5)多期構(gòu)造運(yùn)動形成的不整合面、斷裂系統(tǒng)、古地貌控制了奧陶系巖溶儲層的發(fā)育。研究區(qū)西北部主要受海西早期巖溶的控制，而中部及東南主要受加里東中期巖溶的控制。