塔里木盆地巴楚隆起東段北東向走滑斷裂特征

馬海隴 于靜芳 張長(zhǎng)建

摘? ?要：通過對(duì)塔里木盆地巴楚隆起東段地震資料的精細(xì)解釋，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)發(fā)育一系列NE、NEE走向的走滑斷裂及逆沖滑脫斷裂。主要構(gòu)造樣式有花狀構(gòu)造、平行高陡斷裂帶、滑脫逆沖疊加走滑斷裂等。主要有4期構(gòu)造活動(dòng)：加里東中期壓扭走滑、 海西早期張扭走滑、海西晚期繼承壓扭走滑、喜山期繼承活動(dòng)。其中，加里東中期Ⅰ幕，開始形成NE走向的撕裂斷層-調(diào)節(jié)斷層。加里東中期Ⅲ幕，NE向走滑斷裂大規(guī)模的沿先存NE向基底薄弱帶和NE走向的撕裂斷層-調(diào)節(jié)斷層基礎(chǔ)上開始發(fā)育，同時(shí)形成了幾組NEE向壓扭斷裂帶。加里東晚期—海西早期，沿先存走滑斷裂繼承發(fā)育了一系列負(fù)花狀走滑斷裂。海西晚期、喜山期，部分NE向斷裂再次開啟繼承發(fā)育。走滑斷裂對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層具強(qiáng)烈的改造作用，具備發(fā)育多種圈閉類型的潛力，是油氣藏保存和再調(diào)整的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：塔里木盆地;巴楚隆起東段;走滑斷裂;形成演化

前人研究認(rèn)為巴楚隆起主要經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期—燕山期、喜馬拉雅期等至少4期構(gòu)造演化階段[1-5]，普遍認(rèn)為巴楚隆起雛形形成于晚奧陶世末期，二疊紀(jì)末期及三疊紀(jì)末期繼續(xù)遭受抬升至喜馬拉雅期末期，最終定型，形成前緣隆起? ? ? ? ?帶[6-8]。研究認(rèn)為寒武—奧陶系白云巖儲(chǔ)層類型以裂縫-孔洞型為主，控制巴楚地區(qū)白云巖儲(chǔ)層的關(guān)鍵因素為沉積相帶、成巖改造、構(gòu)造裂縫，其中成巖改造主要是溶蝕作用與白云石化作用對(duì)白云巖儲(chǔ)層起關(guān)鍵性作用[9]。

隨著塔北-塔中地區(qū)古斜坡、古隆起部位普遍發(fā)育走滑斷裂及由這些斷裂控制形成的油藏（如塔河-順北）的發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證了加里東—海西晚期發(fā)育的深大走滑斷裂帶“控儲(chǔ)、控藏、控富”的勘探認(rèn)識(shí)[10-12]。關(guān)于巴楚地區(qū)走滑斷裂存在以下問題需要解決：巴楚隆起走滑斷裂特征、主要形成期、構(gòu)造演化及形成機(jī)制具有哪些特點(diǎn)？巴楚隆起走滑斷裂是否具備塔北-塔中地區(qū)“控儲(chǔ)、控藏、控富”類似的地質(zhì)條件？通過對(duì)塔里木盆地巴楚隆起東段地震資料的精細(xì)解釋，分析走滑斷裂構(gòu)造樣式、形成期次、演化及成因機(jī)制，同時(shí)探討走滑斷裂是否具備形成油氣藏的地質(zhì)條件，這對(duì)巴楚隆起油氣勘探轉(zhuǎn)變思路，開拓新領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)油氣突破具有現(xiàn)實(shí)意義。

1? 地質(zhì)背景

巴楚隆起東段位于塔里木盆地西南部，西北方向以古董山斷裂為界與巴楚隆起西段相接，北部以阿恰-吐木秀克-巴東斷裂為界與阿瓦堤斷陷和卡塔克隆起分開，南以瑪扎塔格斷裂為界與麥蓋提斜坡相鄰，東南部以塘北斷裂帶為界與塘沽巴斯坳陷接壤?，F(xiàn)今具西高東低、北高南低的特點(diǎn)，總體上呈西北高、向東南傾斜的大型復(fù)式鼻狀隆起（圖1）[13]。根據(jù)前期勘探成果及鉆井結(jié)果揭示，研究區(qū)主要發(fā)育震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、新生界，除三疊系外缺失中生界。

2? 斷裂發(fā)育特征

2.1? 斷裂識(shí)別模式

由于走滑斷裂在地震剖面上呈傾角陡、斷距小、地層變形弱等特點(diǎn)，不易識(shí)別。與此同時(shí)，研究區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，斷裂多期疊加改造，構(gòu)造復(fù)雜多樣。因此，研究區(qū)走滑斷裂識(shí)別組合是關(guān)鍵。通過二維地震資料解釋，總結(jié)如下：“深有根，淺有花，中間找錯(cuò)斷，邊界看地勢(shì)”（圖2）。①深部有“根”，這是最重要的識(shí)別標(biāo)志，底至寒武系表現(xiàn)為直立錯(cuò)斷或褶曲變形;②淺部有“花”，奧陶系及上覆地層高角度錯(cuò)斷，形成背形逆沖正花狀、向形正斷負(fù)花狀;③中間找錯(cuò)斷變形，斷裂發(fā)育處引起地層錯(cuò)斷以及振幅強(qiáng)弱變化，特別是斷裂交匯處振幅強(qiáng)弱頻繁變化。地震剖面上奧陶系上部地層連續(xù)平行分布，寒武系有錯(cuò)斷，奧陶系振幅強(qiáng)弱頻繁交替，雜亂反射狀。④臨近邊界斷裂區(qū)域，地勢(shì)呈階梯狀展布。多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，特別是喜山期控制隆起的邊界斷裂劇烈活動(dòng)，而隆起內(nèi)部活動(dòng)相對(duì)弱，這種差異使得靠近邊界斷裂區(qū)域的走滑斷裂繼承活動(dòng)強(qiáng)，造成地勢(shì)呈階梯狀展布，而遠(yuǎn)離邊界斷裂區(qū)域的走滑斷裂繼承活動(dòng)難以造成地勢(shì)較大幅度的起伏變化。

2.2? 斷裂特征

按上述識(shí)別模式對(duì)巴楚隆起東段二維地震資料精細(xì)解釋，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)發(fā)育16條NE、NEE走向的走滑斷裂及壓扭性質(zhì)的逆沖滑脫斷裂，主要發(fā)育花狀構(gòu)造、平行高陡斷裂帶、滑脫逆沖疊加走滑斷裂等構(gòu)造樣式。其中，NE向走滑斷裂普遍發(fā)育，NEE走向的走滑斷裂及壓扭性質(zhì)的逆沖滑脫斷裂僅在東部地區(qū)發(fā)育。

2.2.1? 花狀構(gòu)造

花狀構(gòu)造是研究區(qū)普遍發(fā)育的構(gòu)造樣式，可分為正、負(fù)花狀構(gòu)造樣式。正花狀構(gòu)造是下陡上緩、凸面向上的多條斷裂組合，向上斷至奧陶系、志留系、二疊系以及中新生界不等，并構(gòu)成背斜斷壘，向下收斂合并直插基底。正花狀在研究區(qū)更為普遍。負(fù)花狀構(gòu)造是下陡上緩、凹面向上的多條斷裂組合，向上斷至奧陶—石炭系，并構(gòu)成地塹、半地塹，向下收斂合并直插基底。

2.2.2? 平行高陡斷裂帶

斷裂高陡、平直，傾角大于80°，斷層間近平行，向下斷穿基底，向上斷至二疊系及中新生界不等。

2.2.3? 逆沖滑脫斷裂疊加走滑斷裂

寒武系阿瓦塔格組之下地層見明顯的直立走滑斷裂錯(cuò)斷，其上逆斷裂沿寒武系阿瓦塔格組膏鹽層（下文以T81代表）滑脫，向上逆沖至奧陶系桑塔木組頂面，志留系上超于桑塔木組之上，志留系之上古生界呈褶皺變形，褶皺內(nèi)部見明顯的直立走滑斷裂，走滑斷裂改造逆沖滑脫斷裂。

3? 走滑斷裂形成演化

研究發(fā)現(xiàn)[14-16]，巴楚隆起處于近EW向的正磁異常帶與近NE向相間的正負(fù)磁異常帶交匯部位。這種近NE向相間的正負(fù)航磁異常帶可能代表巴楚隆起存在NE向的隱伏基底斷裂。這些隱伏基底斷裂作為構(gòu)造薄弱帶，在區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)作用下易沿基底產(chǎn)生破裂，這可能是巴楚地區(qū)大規(guī)模NE向走滑斷裂發(fā)育的基礎(chǔ)。

結(jié)合盆地周邊地球動(dòng)力學(xué)背景，巴楚隆起東段斷裂系統(tǒng)是西昆侖造山運(yùn)動(dòng)、阿爾金造山運(yùn)動(dòng)以及南天山造山運(yùn)動(dòng)共同作用的結(jié)果，具多期活動(dòng)的特點(diǎn)[17]。結(jié)合斷裂斷開層位、平面交切關(guān)系等，初步判識(shí)巴楚隆起東段走滑斷裂主要有 4期活動(dòng)：加里東中期壓扭走滑、 海西早期張扭走滑、海西晚期繼承壓扭走滑、印支-喜山期繼承活動(dòng)。加里東中期、海西早期、喜山期是 3 個(gè)主要活動(dòng)期。多條斷裂下部正花狀、 上部負(fù)花狀的構(gòu)造樣式，表明海西期張扭性斷裂可能是在加里東中期壓扭性斷裂基礎(chǔ)上繼承性活動(dòng)的。從斷裂平面分布特征來看，東西部存在差異，西部多期繼承發(fā)育（圖3-BB’，CC’），喜山期活動(dòng)強(qiáng)烈，而東部喜山期活動(dòng)弱（圖3-DD’，EE’）。

3.1? 寒武紀(jì)—早奧陶世伸展正斷裂

寒武紀(jì)—早奧陶世（即加里東早期），受周緣古天山洋、古昆侖洋和阿爾金洋拉張裂解的影響[17]，巴楚隆起整體處于伸展環(huán)境，發(fā)育正斷層。它們是在先存基底斷裂或基底軟弱帶的基礎(chǔ)上形成的，在巴楚地區(qū)形成NW、NWW、近EW向斷裂，如瑪扎塔格、吐木秀克斷裂等。這些斷裂在后期構(gòu)造活動(dòng)中，沿先存正斷裂斷面反轉(zhuǎn)形成逆沖斷裂。

3.2? 中奧陶世末期壓扭NE向走滑

中奧陶世末期（即加里東中期I幕），由于受西南部西昆侖洋的閉合作用，巴楚地區(qū)處于 NE向的壓扭應(yīng)力場(chǎng)中，巴楚隆起區(qū)抬升幅度較高，一間房組全部及鷹山組上部地層剝蝕殆盡[18]。同時(shí)巴楚、卡塔克地區(qū)早期正斷裂大規(guī)模逆沖反轉(zhuǎn)。沿NE向基底軟弱帶及逆沖擠壓應(yīng)力的不均衡造成不同地塊之間的差異運(yùn)動(dòng)，發(fā)育多排近NE向的被動(dòng)型走滑斷裂，這些NE向走滑斷裂可能切割NWW向吐木秀克、瑪扎塔格斷裂。

3.3? 晚奧陶世末期擠壓NEE向滑脫逆沖

晚奧陶世末（即加里東中期Ⅲ幕），由于阿爾金洋開始關(guān)閉，阿爾金地塊開始與塔里木板塊發(fā)生碰撞，巴楚地區(qū)處于NNW向擠壓應(yīng)力場(chǎng)中[18-19]。NEE向走滑斷裂開始發(fā)育。與此同時(shí)，巴楚隆起東段南部區(qū)域形成系列NEE向沿T81滑脫的逆沖斷裂;部分NE向走滑斷裂繼承發(fā)育，部分沿早期走滑斷裂形成沿T81滑脫逆沖斷裂被改造（圖4，5）?？梢娨訲81為滑脫面，中上寒武統(tǒng)—奧陶系發(fā)生變形，向SE逆沖，具斷層轉(zhuǎn)折褶皺特征，褶皺形態(tài)西翼緩、東翼陡，東翼斷距明顯，可見志留系角度不整合上超于奧陶系斷背斜上，滑脫層鹽下見明顯的直立走滑斷裂，表明加里東中期Ⅲ幕形成的逆沖斷裂是在早期NE向走滑斷裂基礎(chǔ)上形成的。

3.4? 晚志留—早石炭世張扭走滑斷裂

晚志留—中泥盆世（加里東晚期—海西早期），受東昆侖島弧弧-陸碰撞及阿爾金斷隆的強(qiáng)烈造山作用[20]，這一時(shí)期阿爾金造山作用為主要應(yīng)力源，呈SE向擠壓或壓扭，東昆侖島弧弧-陸碰撞作用力較弱，呈近NS向，在二者不均衡疊加效應(yīng)下，巴楚隆起先前已形成走滑斷裂發(fā)生繼承性活動(dòng)和調(diào)整改造。與此同時(shí)，晚志留—早石炭世，由于南天山弧后盆地的形成，塔里木板塊北緣處于區(qū)域伸展的構(gòu)造環(huán)境[21]。在這種南壓北張的構(gòu)造環(huán)境下，導(dǎo)致主斷裂帶在上奧陶統(tǒng)頂部—下石炭統(tǒng)表現(xiàn)為負(fù)花狀的構(gòu)造變形特征。這種負(fù)花狀構(gòu)造樣式由北向南強(qiáng)度呈逐漸減弱的趨勢(shì)。

3.5? 晚泥盆世—二疊紀(jì)

晚二疊世末（即海西晚期），由于南天山洋自東向西剪刀式關(guān)閉，古特提斯洋碰撞擠壓造山，產(chǎn)生了NS向擠壓應(yīng)力[15]。該期構(gòu)造活動(dòng)在巴楚地區(qū)表現(xiàn)明顯，吐木秀克、瑪扎塔格斷裂復(fù)活，斷裂頂部遭受不同程度的剝蝕。圖4可見晚泥盆世—二疊紀(jì)地層呈褶皺變形，幅度較小，褶皺內(nèi)部可見明顯正花狀走滑斷裂，二疊系頂部被剝蝕。中西部NE、NEE向走滑斷裂再次開啟繼承活動(dòng)，東部走滑斷裂活動(dòng)弱（圖3-DD’，EE’）。

3.6? 中新生代

至三疊紀(jì)（印支期）古特提斯洋向中昆侖地體下的俯沖加劇[15]，導(dǎo)致巴楚隆起普遍缺失三疊—白堊系，僅和田1井南部殘存三疊系。上新世末—第四紀(jì)（喜山期），在印度-歐亞板塊強(qiáng)烈擠壓應(yīng)力的傳遞作用下瑪扎塔格一帶[15]，發(fā)育了沿古近系底部膏巖的蓋層滑脫逆沖推覆斷裂并沖出地表， 由此形成了瑪扎塔格斷裂帶深、淺兩層構(gòu)造樣式的疊加。與此同時(shí)，前期形成的中西部NE、NEE向走滑斷裂再次開啟繼承活動(dòng)，東部走滑斷裂活動(dòng)弱。

4? NE向走滑斷裂控制作用探討

4.1? 對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的改造作用

巴楚隆起鉆井揭示，碳酸鹽巖儲(chǔ)層主要發(fā)育在奧陶系和中下寒武統(tǒng)，儲(chǔ)集空間主要為裂縫，溶蝕孔洞，儲(chǔ)層類型主要為溶蝕孔洞-裂縫型。在斷裂系統(tǒng)形成的裂縫基礎(chǔ)上表生巖溶、埋藏溶蝕，對(duì)巴楚地區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育具重要的控制作用1 。塔中地區(qū)也證實(shí)走滑斷裂多期疊加改造，多期次的構(gòu)造變形是裂縫發(fā)育的基礎(chǔ)[22-23]。同時(shí)普遍缺失中奧陶統(tǒng)一間房組和上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組，中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖由于長(zhǎng)期出露地表，遭受風(fēng)化剝蝕和淋濾，在其頂部形成了廣泛分布的巖溶儲(chǔ)層，大量地表水、地下水沿走滑斷裂帶匯聚運(yùn)移，斷裂帶附近的巖溶作用更加發(fā)育，利于沿走滑斷裂帶發(fā)育優(yōu)質(zhì)溶蝕孔洞型裂縫儲(chǔ)層。而研究區(qū)桑塔木組泥巖、阿瓦塔格組和吾松格爾組膏鹽可作為區(qū)域蓋層，與下伏儲(chǔ)層形成良好的儲(chǔ)-蓋組合。

4.2? 走滑斷裂具有發(fā)育多種圈閉類型的潛力

巴楚隆起東段具有發(fā)育多種圈閉類型的潛力，除構(gòu)造圈閉外，巖性圈閉等均可能發(fā)育。巴楚隆起東段普遍發(fā)育多期不同走向的走滑斷裂，這些斷裂與加里東中期I幕至加里東中期Ⅲ幕巖溶同期作用，有利于沿?cái)嗔颜共嫉膴W陶系巖溶縫洞型巖性圈閉發(fā)育。其次，具壓扭性質(zhì)的NE向逆沖滑脫構(gòu)造，經(jīng)歷了加里東中期Ⅲ幕巖溶，可形成構(gòu)造背景下的奧陶系構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉。

4.3? 對(duì)油氣藏的調(diào)整作用

塔中研究認(rèn)為[24-25]，走滑斷裂帶是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道，同時(shí)有利于儲(chǔ)層發(fā)育，是有利的油氣富集區(qū);蓋層-保存條件是油氣成藏的關(guān)鍵。研究區(qū)邊界斷裂晚期強(qiáng)烈活動(dòng)，多數(shù)斷裂 “通天”，構(gòu)造形成期較晚，圈源匹配條件差，成藏不利。隆起主體區(qū)構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱，保存條件較好。因此要尋找海西晚期前形成的走滑斷裂相關(guān)圈閉，遠(yuǎn)離喜山期強(qiáng)烈活動(dòng)帶。由于研究區(qū)東、西部喜山期活動(dòng)存在差異，西強(qiáng)東弱，因此東部區(qū)域可能優(yōu)于西部區(qū)域，東部尋找古油藏，西部探索調(diào)整藏。

5? 結(jié)論

（1） 巴楚隆起東段走滑斷裂主要識(shí)別模式為：“深有根，淺有花，中間找錯(cuò)斷，邊界看地勢(shì)”。發(fā)育一系列NE、NEE走向的走滑斷裂及壓扭性質(zhì)的逆沖滑脫斷裂，主要構(gòu)造樣式有花狀構(gòu)造、平行高陡斷裂帶、滑脫逆沖疊加走滑斷裂等。

（2） 巴楚隆起東段走滑斷裂主要有4期活動(dòng)：加里東中期壓扭走滑、 海西早期張扭走滑、海西晚期繼承壓扭走滑、印支喜山期繼承活動(dòng)。加里東中期、海西早期、喜山期是 3 個(gè)主要活動(dòng)期。加里東中期Ⅰ幕，形成NW向逆沖斷裂的同時(shí)，開始形成NE走向的撕裂斷層-調(diào)節(jié)斷層。加里東中期Ⅲ幕，NE向走滑斷裂大規(guī)模的沿先存NE向基底薄弱帶和NE走向的撕裂斷層-調(diào)節(jié)斷層基礎(chǔ)上開始發(fā)育，同時(shí)形成了幾組NEE向壓扭斷裂帶，從NW往SE表現(xiàn)為走滑斷裂帶逐漸向逆沖斷裂帶過渡的特征。加里東晚期—海西早期，沿先存走滑斷裂繼承發(fā)育了系列負(fù)花狀走滑斷裂。海西晚期、喜山期，NE向、NNE向走滑斷裂再次開啟繼承發(fā)育。從斷裂平面分布看，東西部存在差異，西部多期繼承發(fā)育，以喜山期活動(dòng)為主，東部以海西晚期活動(dòng)為主。

（3） 走滑斷裂帶對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層具強(qiáng)烈的改造作用，同時(shí)是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道，是有利的油氣富集區(qū);走滑斷裂具發(fā)育多種圈閉類型的潛力;由于NE向、NEE向走滑斷裂在喜山期再次活動(dòng)，對(duì)海西晚期形成的沿走滑斷裂帶分布的油藏有破壞再調(diào)整作用，故其控制著古油藏的分布和規(guī)模。同時(shí)，由于東西部走滑斷裂活動(dòng)的差異性，東部主要尋找古油藏，西部探索調(diào)整藏。

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