雪峰山西側(cè)地區(qū)線性和環(huán)狀構(gòu)造特點及其與油氣關(guān)系探討

張景華，歐陽淵，張建龍，劉小霞

（中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都610081）

三十多年來，遙感技術(shù)在油氣勘探領(lǐng)域的應(yīng)用已形成了兩種方法，即遙感間接找油方法和直接找油方法[1-8]?？偟膩碚f，建立在油氣藏?zé)N類微滲漏理論基礎(chǔ)之上，通過提取和識別油氣藏?zé)N類微滲漏信息的遙感直接找油方法，標(biāo)志著遙感技術(shù)在油氣勘探領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展到了一個新的階段，是遙感技術(shù)在油氣勘探領(lǐng)域的未來主要發(fā)展方向之一。以往大量的實踐都表明[9-16]，利用遙感影像進(jìn)行線性構(gòu)造、環(huán)狀構(gòu)造研究,來揭示與油氣有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造，研究油氣地質(zhì)背景，尋找油氣有利聚集區(qū)，仍然是遙感技術(shù)探測油氣藏的主要手段，并早已被證明成熟可靠。

線性構(gòu)造指遙感圖像上與地質(zhì)作用有關(guān)的直線、弧線、折線狀的線性（狀）影像特征，通常與斷裂有關(guān)，多數(shù)是斷裂在遙感圖像上的反映。遙感圖像上由色調(diào)、水系、影紋結(jié)構(gòu)等顯示出來的圓形、近圓形的影像特征稱之為環(huán)狀影像（環(huán)狀形跡），成因上與地質(zhì)作用有關(guān)的被稱為環(huán)狀構(gòu)造（環(huán)形構(gòu)造）。中生代的燕山運(yùn)動造就了雪峰山西側(cè)地區(qū)典型的隔槽式褶皺帶，這種侏羅山式褶皺，在遙感圖像上具有顯著的解譯標(biāo)志。雪峰山西側(cè)地區(qū)植被覆蓋度高，遙感地質(zhì)解譯中，線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造的解譯效果最好，應(yīng)用遙感圖像解譯線性構(gòu)造比常規(guī)野外工作更有效，有助于識別出那些地面工作中不易發(fā)現(xiàn)或遺漏的斷裂等構(gòu)造信息，為油氣地質(zhì)調(diào)查提供了一種有效手段，能夠彌補(bǔ)地面地質(zhì)工作的不足，提高地質(zhì)工作的精度。

本文采用美國陸地衛(wèi)星7號（Landsat-7）的ETM（Enhanced Thematic Mapper）遙感數(shù)據(jù)，開展雪峰山西側(cè)地區(qū)線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造遙感解譯，通過分析其分布規(guī)律和形成機(jī)制，對線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造遙感地質(zhì)特征進(jìn)行研究，探討其與油氣的關(guān)系，并大范圍內(nèi)快速篩選有利區(qū)塊，圈定有利油氣遠(yuǎn)景區(qū)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于雪峰山西側(cè)地區(qū)，大致為齊岳山以東與雪峰山以西之間的區(qū)域，西起遵義-重慶-萬州，北抵萬州-宜昌，東達(dá)宜昌-邵陽，南至邵陽-洪江，坐標(biāo)范圍為N27°～31°、E106°～112°，面積約20×104km2，其行政區(qū)劃涉及渝東、川東南、黔北遵義、湘西懷化和張家界、鄂西恩施等地。該區(qū)地形復(fù)雜，主要為山地、河谷地帶，發(fā)育長江及其支流烏江、清江等水系。

研究區(qū)內(nèi)地層出露較齊全，從南華系到第四系均有不同程度出露。區(qū)內(nèi)海相地層廣泛發(fā)育，從老到新，發(fā)育有震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系和三疊系等多套海相地層，沉積類型多樣，其中，又以古生代海相地層最為發(fā)育（圖1）。震旦系-下古生界具有多套有利烴源巖、儲集層和蓋層，擁有多個優(yōu)質(zhì)的生儲蓋組合[17-27]，具有優(yōu)越的原生石油地質(zhì)條件，油氣資源勘探前景廣闊。

2 遙感圖像處理與解譯

ETM圖像具有豐富的地質(zhì)信息，尤其各種構(gòu)造形跡顯示清楚，因此，選用25景ETM圖像來分析研究雪峰山西側(cè)地區(qū)的線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造。先選擇色彩豐富、清晰度高、干擾信息少的TM7、TM4、TM1進(jìn)行假彩色合成，然后采用1/25萬數(shù)字地形圖對25景ETM圖像進(jìn)行幾何校正，再進(jìn)行圖像鑲嵌處理，生成全區(qū)的ETM圖像，并進(jìn)行對比度拉伸、直方圖均衡化、邊緣增強(qiáng)和高通濾波處理，增強(qiáng)線性和環(huán)狀影像特征。采用機(jī)助目視解譯手段，在MAPGIS 6.7軟件平臺上，進(jìn)行線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造遙感解譯，最后編制1/50萬雪峰山西側(cè)地區(qū)線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造遙感解譯圖（圖2）。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the study area

3 線性構(gòu)造特征

本文所指的線性構(gòu)造是指在ETM 遙感影像上表現(xiàn)出來的、與構(gòu)造有關(guān)的直線狀線形影像，不包括巖性界線、巖相界線、不整合界線、侵入體接觸界線等地質(zhì)界線，多數(shù)為直線狀，少數(shù)略微彎曲、局部呈弧線形，其展布具有比較明顯的方向性，通過與現(xiàn)有地質(zhì)資料對比和野外調(diào)查，證實大多數(shù)為斷裂構(gòu)造和各種破裂（節(jié)理、劈理等），根據(jù)其遙感影像特征的不同，可以分為如下幾類：

3.1 Ⅰ級線性構(gòu)造

Ⅰ級線性構(gòu)造主要是區(qū)內(nèi)的深大斷裂，由于規(guī)模大、空間延伸遠(yuǎn)，在ETM影像圖上表現(xiàn)為忽寬忽窄、連續(xù)延伸的線性負(fù)地形谷地，穿越不同的地貌景觀地區(qū)而不受地形、地貌的影響，沿其走向錯斷許多地層和巖體，常形成斷裂破碎帶，由于水理性質(zhì)不同（富水或貧水）而呈現(xiàn)藍(lán)色調(diào)或灰色調(diào)，在其兩側(cè)常伴生有次級斷裂。

Ⅰ級線性構(gòu)造空間展布具有較明顯的方向性，多數(shù)為北東向、北北東向和北東東向，與地層走向較一致，少數(shù)為北北西向、近南北向和近東西向。Ⅰ級線性構(gòu)造在空間分布上，具有較明顯的地域性和不均勻性，大致沿慈利-保靖斷裂可以分成兩個不同區(qū)域，慈利-保靖斷裂以東，Ⅰ級線性構(gòu)造數(shù)量較多，占區(qū)內(nèi)的絕大部分，分布較密集，慈利-保靖斷裂以西，Ⅰ級線性構(gòu)造數(shù)量極少。

圖2 雪峰山西側(cè)地區(qū)線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造遙感解譯圖Fig.2 The interpretation map of linear structure and ring structure from remote sensing image in the western part of the Xuefeng Mountains

3.2 Ⅱ級線性構(gòu)造

Ⅱ級線性構(gòu)造主要是區(qū)內(nèi)的一些區(qū)域斷裂，規(guī)模小于Ⅰ級線性構(gòu)造，在ETM 影像圖上表現(xiàn)為空間延伸較遠(yuǎn)的線性負(fù)地形影像特征，但其空間延伸距離明顯較Ⅰ級線性構(gòu)造短，多表現(xiàn)為呈線狀展布的低洼地形，有時可見斷層崖、斷層三角面呈直線狀斷續(xù)或連續(xù)排列，水系往往受其控制，形成格子狀水系、角狀水系及對口河等，局部河段常常流向異常，在其兩側(cè)常伴生規(guī)模更小的次級斷裂或密集節(jié)理帶。

Ⅱ級線性構(gòu)造的空間展布也具有較明顯的方向性，多數(shù)為北東向、北北東向和北東東向，少數(shù)為北北西向、近南北向和近東西向，其展布方向與區(qū)內(nèi)深大斷裂較一致，表明可能受其控制。Ⅱ級線性構(gòu)造在空間分布上，也具有較明顯的地域性和不均勻性，也可以沿慈利-保靖斷裂分成兩個不同區(qū)域，慈利-保靖斷裂以東，Ⅱ級線性構(gòu)造數(shù)量較多，分布密集，慈利-保靖斷裂以西，Ⅱ級線性構(gòu)造數(shù)量較少，分布較為稀疏，在慈利-保靖斷裂以西又可沿道真-沿河-秀山一線分為南北兩個部分，北部Ⅱ級線性構(gòu)造數(shù)量相對較多，南部相對較少。

3.3 Ⅲ級線性構(gòu)造

Ⅲ級線性構(gòu)造主要是小斷裂、節(jié)理、劈理帶等。

小斷裂在空間上沒有明顯的分布規(guī)律，多數(shù)小斷裂展布方向為北西向和北東向，少數(shù)為近南北向和近東西向，北西向和北東向為優(yōu)勢展布方向。北西向的小斷裂往往橫切或斜切地層，造成地層被切割或錯開，北東向小斷裂多平行地層走向，在ETM 影像上表現(xiàn)為小型直線狀影像特征，常造成地層重復(fù)或缺失及地層沿走向斜交。

節(jié)理往往成組出現(xiàn)，平行或雁列排列，或共軛相交，而劈理往往平行密集出現(xiàn)在大斷裂兩側(cè)。在雪峰山構(gòu)造帶及西緣，節(jié)理和劈理分布比較密集，反映構(gòu)造變形相對較強(qiáng)。

4 環(huán)狀構(gòu)造特征

雪峰山西側(cè)地區(qū)的環(huán)狀構(gòu)造按其成因可以分為巖漿活動成因、構(gòu)造成因和地學(xué)成因不明三大類。

4.1 巖漿活動成因環(huán)狀構(gòu)造

雪峰山西側(cè)地區(qū)與巖漿活動有關(guān)的環(huán)狀構(gòu)造主要是巖體，主要分布在雪峰山中段的龍?zhí)?小沙江和武陽-李西一帶，主要是加里東期二長花崗巖體（γ3）和后期侵入的燕山早期二云母花崗巖體（γ52-1）。

在ETM影像上，巖體顏色為紫紅色、肉紅色，平面幾何形態(tài)為圓形、近似圓形，巖體邊緣水系形態(tài)略微顯現(xiàn)為環(huán)狀，內(nèi)部則形成鉗狀-菱格狀-樹枝狀水系，塊狀、網(wǎng)狀紋理，受風(fēng)化剝蝕和流水侵蝕作用影響，形成壟狀地形或是帶剝蝕殘丘的丘陵盆地，巖體內(nèi)部斷裂和節(jié)理發(fā)育，受其切割，表面破碎。

4.2 構(gòu)造成因環(huán)狀構(gòu)造

4.2.1 穹隆和構(gòu)造盆地

雪峰山西側(cè)地區(qū)穹隆和構(gòu)造盆地主要分布在慈利-保靖斷裂以西。

呈環(huán)形影像特征，平面幾何形態(tài)多為近似圓形、橢圓形，穹隆以近圓形居多，而構(gòu)造盆地則以橢圓形居多，其環(huán)形影像多是由環(huán)形、弧形分布的山脊、溝谷來表現(xiàn)。在地形地貌上，穹隆為隆起狀山體，構(gòu)造盆地為凹陷狀盆地，穹隆多發(fā)育放射狀水系，而構(gòu)造盆地多發(fā)育向心狀水系。

4.2.2 渦輪形環(huán)狀構(gòu)造

呈環(huán)線形影像特征，平面幾何形態(tài)多為弧形、渦輪形、環(huán)形，多數(shù)不封閉。地形地貌往往較復(fù)雜，其環(huán)形影像多是由環(huán)形、弧形分布的溝谷來表現(xiàn)，呈現(xiàn)較強(qiáng)的環(huán)線形影像特征，水系類型多變，但局部水系往往異常，如水系倒鉤狀、鈍角狀或直角狀轉(zhuǎn)彎，發(fā)育多組不同方向的線性構(gòu)造穿插，這種環(huán)狀構(gòu)造在息烽一帶表現(xiàn)最明顯。

4.3 地學(xué)成因未明環(huán)狀構(gòu)造

在雪峰山西側(cè)地區(qū)，有些環(huán)狀構(gòu)造的地學(xué)成因不明確，它們的平面幾何形態(tài)是圓形、近圓形及橢圓形，這種環(huán)形影像特征大多數(shù)是通過色調(diào)環(huán)、地貌環(huán)、水系環(huán)、植被環(huán)、影紋環(huán)以及這幾種環(huán)的復(fù)合表現(xiàn)出來的。這種環(huán)狀構(gòu)造的地學(xué)成因盡管不明確，但也可能反映了一些地下信息。

5 雪峰山西側(cè)地區(qū)線-環(huán)構(gòu)造與油氣關(guān)系探討

線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造的形成與區(qū)域構(gòu)造密切相關(guān)，而雪峰山西側(cè)地區(qū)油氣運(yùn)移成藏與構(gòu)造演化密切相關(guān)，因此，通過分析線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造分布規(guī)律和形成機(jī)制，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，探討其與油氣的關(guān)系，可以在大范圍內(nèi)快速篩選有利區(qū)塊，圈定有利油氣遠(yuǎn)景區(qū)。

5.1 線性構(gòu)造與油氣關(guān)系

通過對線性構(gòu)造進(jìn)行分析研究，認(rèn)為作為深大斷裂的Ⅰ級線性構(gòu)造和區(qū)域斷裂的Ⅱ級線性構(gòu)造，由于規(guī)模較大，切割較深，其通過處可能切割蓋層，可能是深部油氣散失的通道，對油氣藏而言，主要起破壞作用，因此，作為Ⅰ級線性構(gòu)造和Ⅱ級線性構(gòu)造分布較密集的地區(qū)，不利于油氣保存。

區(qū)內(nèi)Ⅰ級線性構(gòu)造和Ⅱ級線性構(gòu)造分布較密集的地區(qū)位于慈利-保靖斷裂以東，加之這一地區(qū)靠近雪峰山構(gòu)造帶，構(gòu)造變形較強(qiáng)，且在雪峰山構(gòu)造帶內(nèi)有燕山期的巖漿活動，因此，慈利-保靖斷裂以東地區(qū)對于油氣保存來說，可能是不利的。區(qū)內(nèi)Ⅰ級線性構(gòu)和Ⅱ級線性構(gòu)造分布較稀疏的地區(qū)位于慈利-保靖斷裂以西，在該區(qū)域Ⅰ級線性構(gòu)造和Ⅱ級線性構(gòu)造數(shù)量少，且分布稀疏，間隔大，有可能是雪峰山西側(cè)地區(qū)油氣保存較有利的區(qū)域。

5.2 環(huán)狀構(gòu)造與油氣關(guān)系

從環(huán)狀構(gòu)造角度來說，有些構(gòu)造成因的環(huán)狀構(gòu)造可能與地下深部的構(gòu)造圈閉關(guān)系比較密切，可能是地下構(gòu)造圈閉在地表的反映，同時，背斜轉(zhuǎn)折端部位因局部張應(yīng)力作用易產(chǎn)生張性裂隙，可能出現(xiàn)虛脫空間，為油氣聚集提供空間，有利于油氣聚積，故穹窿、短軸背斜等環(huán)狀構(gòu)造與油氣保存關(guān)系密切，是油氣有利聚集區(qū)。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造成因的環(huán)狀構(gòu)造主要集中分布在慈利-保靖斷裂以西地區(qū)，具體來說有三個較集中分布的區(qū)域（圖2），一為利川-恩施地區(qū)，二為武隆-道真地區(qū)，三為金沙-仁懷地區(qū)。

5.3 油氣遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測

在利川-恩施地區(qū)，多數(shù)環(huán)狀構(gòu)造成因與褶皺構(gòu)造有關(guān)，主要分布在利川以南的利川復(fù)向斜帶和恩施以東的花果坪復(fù)向斜帶，且呈北東-南西向排列，同時，這兩個復(fù)向斜帶內(nèi)基本少有Ⅰ級線性構(gòu)造和Ⅱ級線性構(gòu)造分布，因此，認(rèn)為這兩個復(fù)向斜帶構(gòu)造變形較弱，有利于油氣聚集與保存，尤其是其內(nèi)部的背斜，應(yīng)是油氣聚集的有利部位。

在武隆-道真地區(qū)，環(huán)狀構(gòu)造主要分布在武隆周圍，呈現(xiàn)北東-南西向分布，多數(shù)環(huán)狀構(gòu)造成因與褶皺關(guān)系密切，有可能是隱伏背、向斜在遙感圖像上的反映，同時，武隆周圍也基本沒有Ⅰ級線性構(gòu)造和Ⅱ級線性構(gòu)造分布，因此，認(rèn)為武隆周圍為油氣聚集的有利區(qū)域。

在金沙-仁懷地區(qū)，環(huán)狀構(gòu)造主要分布在金沙以南、仁懷以北，多呈大型環(huán)狀構(gòu)造群的“環(huán)套環(huán)”形式分布，“穹盆”構(gòu)造特征明顯，結(jié)合地質(zhì)資料分析，認(rèn)為該地區(qū)的環(huán)狀構(gòu)造主要是由于穹窿和構(gòu)造盆地引起，環(huán)狀構(gòu)造周圍斷層不發(fā)育，沒有Ⅰ級線性構(gòu)造和Ⅱ級線性構(gòu)造分布，因此，認(rèn)為金沙-仁懷地區(qū)的金沙以南、仁懷以北為油氣聚集的有利區(qū)域，這一地區(qū)的穹窿、短軸背斜是油氣聚集的有利部位。

綜合上述分析，認(rèn)為雪峰山西側(cè)的利川-恩施、武隆-道真、金沙-仁懷這三個地區(qū)對油氣保存來說比較有利，可能是有利遠(yuǎn)景區(qū)，與謝淵等[28]研究結(jié)果基本一致。

6 結(jié)論

（1）雪峰山西側(cè)地區(qū)線性構(gòu)造可分為三級，Ⅰ級線性構(gòu)造主要為深大斷裂，Ⅱ級線性構(gòu)造主要為區(qū)域斷裂，Ⅲ級線性構(gòu)造主要為小斷裂、節(jié)理和劈理。

（2）Ⅰ級線性構(gòu)造和Ⅱ級線性構(gòu)造展布具有較明顯的方向性，多數(shù)為北東向、北北東向和北東東向，少數(shù)為北北西向、近南北向和近東西向；在空間分布上，具有較明顯的地域性和不均勻性，慈利-保靖斷裂以東，數(shù)量較多，慈利-保靖斷裂以西，數(shù)量較少。Ⅲ級線性構(gòu)造中的小斷裂在空間上沒有明顯的分布規(guī)律，展布方向性明顯，以北西向和北東向為優(yōu)勢展布方向，節(jié)理和劈理主要分布在雪峰山構(gòu)造帶及西緣。

（3）雪峰山西側(cè)地區(qū)的環(huán)狀構(gòu)造按其成因可以分為巖漿活動成因、構(gòu)造成因和地學(xué)成因不明三大類，構(gòu)造成因的環(huán)狀構(gòu)造與油氣關(guān)系較密切。

（4）通過對雪峰山西側(cè)地區(qū)的線性構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造分布特點進(jìn)行分析，認(rèn)為利川-恩施、武隆-道真和金沙-仁懷三個地區(qū)對油氣保存比較有利，可能是有利油氣遠(yuǎn)景區(qū)。