川東北何家營(yíng)地區(qū)三維構(gòu)造模型：來(lái)自高精度線束三維資料的約束*

張偉康 黃涵宇

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院 北京 100083；2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院 成都 610000）

滑脫構(gòu)造是巖石圈中普遍發(fā)育的一類(lèi)構(gòu)造形式，多層次拆離滑脫是巖石圈構(gòu)造的重要特點(diǎn)（馬杏垣等，1984）。定量分析巖石圈多層次滑脫構(gòu)造系統(tǒng)的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征及其演化是深刻認(rèn)識(shí)板內(nèi)變形，揭示大陸地殼運(yùn)動(dòng)、保存、演化與大陸動(dòng)力學(xué)的一個(gè)重要窗口。擠壓性質(zhì)的盆山過(guò)渡位置常常發(fā)育褶皺沖斷帶，由于盆地邊緣沉積蓋層中往往發(fā)育泥頁(yè)巖或膏鹽層等軟弱層。在卷入變形時(shí)，沖斷變形容易沿沉積蓋層中的多套軟弱層形成滑脫變形（Davis and Engelder，1985）。典型的多重滑脫構(gòu)造帶如蘇格蘭的莫因（Moine）沖斷帶（Watkins et al.，2014）、扎格羅斯（Zagros）褶皺沖斷帶（Sherkati et al.，2005；Pfiffner.，2017）、科迪勒拉前陸沖斷帶（Butler et al.，2018）、中國(guó)中西部地區(qū)的準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶（陳書(shū)平等，2007；管樹(shù)巍等，2007；汪新偉等，2007）、塔里木盆地庫(kù)車(chē)沖斷帶（何登發(fā)等，2009）和四川盆地東部—湘鄂西褶皺沖斷帶（Yan et al.，2003，2009）。多重滑脫構(gòu)造在垂向上具有不協(xié)調(diào)的變形特征，使得定量分析不同構(gòu)造變形層構(gòu)造樣式的空間組合特征和相互作用始終是多重滑脫構(gòu)造研究的焦點(diǎn)。

川東北地區(qū)夾持于北側(cè)大巴山?jīng)_斷帶與南東側(cè)雪峰山造山帶之間，燕山期以來(lái)受來(lái)自大巴山的南北向和雪峰山北北西—南東東向擠壓作用共同影響，發(fā)育高陡的、走向北東向的隔檔式背斜帶（梅廉夫等，2010；劉樹(shù)根等，2011，2018；王平等，2012；石紅才等，2014）。顏丹平等（2000）認(rèn)為川東北的方斗山背斜為喜馬拉雅期受北西向擠壓作用下的縱彎褶皺，背斜具同心褶皺特征。劉學(xué)鋒等（2002）認(rèn)為川東北地區(qū)變形，受多個(gè)滑脫面控制，垂向上構(gòu)造高點(diǎn)發(fā)生偏移，深、淺層非協(xié)調(diào)變形。Yan et al.（2003，2009）根據(jù)淺表變形特征與區(qū)域二維地震資料厘定區(qū)域上主要滑脫層為中-上三疊統(tǒng)、下志留統(tǒng)與下寒武統(tǒng)的頁(yè)巖、膏鹽層等，是具有一定厚度的偏塑性巖層；方斗山的構(gòu)造樣式為臺(tái)階狀斷層和基底滑脫構(gòu)造控制下的斷層傳播褶皺與縱彎褶皺，受控于多層拆離推覆構(gòu)造。徐政語(yǔ)（2004）將區(qū)域變形垂向劃分上、中、下3 個(gè)構(gòu)造變形層，下構(gòu)造變形層主要發(fā)育雙重構(gòu)造與斷層轉(zhuǎn)折褶皺，中構(gòu)造變形層多發(fā)育斷層轉(zhuǎn)折褶皺與斷層傳播褶皺，上構(gòu)造變形層以滑脫背斜、斷層傳播褶皺與突破構(gòu)造為主。丁道桂等（2005）認(rèn)為隔檔式背斜形成于多層系縱彎作用下大尺度膝折變形。前人的研究已經(jīng)證實(shí)多重滑脫構(gòu)造是形成區(qū)內(nèi)斷層—褶皺構(gòu)造樣式的重要原因，但受限于資料品質(zhì)影響，區(qū)域性滑脫層、不同構(gòu)造變形層構(gòu)造樣式的識(shí)別以及不同構(gòu)造變形層在空間上耦合特征尚存在爭(zhēng)議，因此定量分析不同變形層構(gòu)造樣式的空間組合特征、差異與相互影響成為研究分層變形的成因機(jī)制的關(guān)鍵，也可為討論川東北地區(qū)構(gòu)造對(duì)油氣富集的控制作用提供參考。

本文通過(guò)野外地質(zhì)觀察，結(jié)合區(qū)域鉆測(cè)井資料，利用中國(guó)石油西南油氣田分公司2017 年采集的兩塊線束三維地震資料（2017HJY01、2017HJY02 線束三維），運(yùn)用斷層相關(guān)褶皺理論進(jìn)行精細(xì)的構(gòu)造解析，建立方斗山背斜北段何家營(yíng)地區(qū)的三維構(gòu)造幾何學(xué)模型，討論方斗山北段多重滑脫層體系下，不同構(gòu)造變形層的變形特征及其相互影響。

1 地質(zhì)背景

1.1 構(gòu)造位置

川東北地區(qū)位于四川盆地東北部，地跨四川省、重慶市，為北東向川東隔檔式褶皺帶與大巴山近東西向弧形構(gòu)造帶的疊加、復(fù)合與干涉部位，形成北東向、北東東向和近東西向的高陡背斜帶（圖1a）。北側(cè)大巴山造山帶的山前弧形褶皺帶，走向近東西向；南東側(cè)是受控于雪峰山構(gòu)造帶，指向北西的逆沖推覆構(gòu)造，形成以北東走向?yàn)橹黧w的隔檔—隔槽式背斜帶，變形已傳播至華鎣山背斜帶，地層抬升幅度由東向西逐漸降低，出露地層逐漸由以古生界為主過(guò)渡為以中生界為主。在川東北二者的交匯處，北東向、北東東向與東西向構(gòu)造軸跡逐漸匯聚、收斂，由南東向北西依次發(fā)育了龍駒壩—齊岳山背斜帶、方斗山—黃連峽背斜帶、云安場(chǎng)—硐村背斜帶與馬槽壩—黑樓門(mén)背斜4 排高陡背斜帶。同一背斜帶之間，常呈鞍狀相接。

何家營(yíng)地區(qū)處于川東北地區(qū)北東東向方斗山背斜北部?jī)A沒(méi)端與黃連峽背斜左階斜列式交匯處（圖1b），方斗山背斜與黃連峽背斜，海拔在1 000 m 以上，背斜形態(tài)由南西往北東由緊閉的高陡背斜向箱狀背斜過(guò)渡，軸部出露下三疊統(tǒng)嘉陵江組（T1j），南西側(cè)出露窄，延伸遠(yuǎn)，在與黃連峽背斜疊接處出露面積大幅增加，構(gòu)成了區(qū)域地貌高點(diǎn)與構(gòu)造高點(diǎn)，西側(cè)為萬(wàn)縣復(fù)向斜，海拔約750 m，呈箱狀向斜，內(nèi)部大面積出露侏羅系，東側(cè)為趕場(chǎng)向斜、龍駒壩背斜與齊岳山背斜。

圖1 何家營(yíng)地區(qū)構(gòu)造位置圖（a）及方斗山背斜北段構(gòu)造綱要圖（b）Fig.1 Tectonic setting of Hejiaying area（a），geological sketch map（b）of northeastern Fangdoushan anticline

1.2 地層特征

研究區(qū)地層分區(qū)屬于揚(yáng)子地層區(qū)，板溪群作為褶皺基底（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991；郭正吾等，1996），為新元古代沉積（Zhao et al.，2011）（820～800 Ma），極淺變質(zhì)，巖性主要為紫紅色與灰綠色層狀雜砂巖—板巖，出露于雪峰山隆起西緣厚皮構(gòu)造帶（顏丹平，2018）。在此基底上沉積了震旦系至侏羅系，缺失下志留統(tǒng)至下石炭統(tǒng)部分地層、白堊系與新生界（圖2），其中震旦系—中三疊統(tǒng)為深水陸棚、淺海相臺(tái)地及臺(tái)地邊緣相的海相地層，巖性主要由泥頁(yè)巖、淺海碳酸鹽巖、膏鹽巖等組成；上三疊統(tǒng)至侏羅系為河湖—沼澤相等陸相沉積，巖性為砂泥巖及煤系地層（李英強(qiáng)等，2013）。地層累計(jì)厚度近萬(wàn)米。其中，下寒武統(tǒng)底部炭質(zhì)泥巖（?1sj）、中-下寒武統(tǒng)覃家廟組膏鹽層（?2q）、志留系（S）厚層泥頁(yè)巖、中二疊系梁山組（P2l）與吳家坪組（P2w）黑色泥巖、薄煤層和下三疊統(tǒng)嘉陵江組（T1j）、中三疊統(tǒng)雷口坡組（T2l）膏鹽層均是區(qū)域性分布的軟弱巖層，是潛在的滑脫層。這種地層能干性強(qiáng)、弱相間分布的特征，為多重滑脫構(gòu)造的發(fā)育提供了必要的物質(zhì)條件。

圖2 四川盆地東北部地層綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive stratigraphic column in the northeastern Sichuan Basin

2 何家營(yíng)地區(qū)構(gòu)造變形特征

2.1 地表變形特征

何家營(yíng)地區(qū)淺表的構(gòu)造特征相對(duì)清晰，主體由連續(xù)的背斜—向斜組成。整體上，地層向南東方向逐漸抬高。萬(wàn)縣向斜北段走向北東東，呈箱狀，向斜軸部開(kāi)闊平緩，大面積出露中侏羅統(tǒng)沙溪廟組（J2s）薄層砂泥巖與上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）中厚層砂巖（圖3a），向斜兩翼陡傾，地層傾角急劇變大（圖3b），傾角23°～60°。

圖3 NW-SE 向何家營(yíng)地區(qū)淺表變形特征Fig.3 Field pictures showing structural styles of NW-SE section in Hejiaying area，northeastern Fangdoushan anticline in Fangdoushan anticline

背斜翼部由中-上三疊統(tǒng)與中-下侏羅統(tǒng)組成，背斜西翼巖層傾角18°～57°，東翼傾角22°～63°。圖3c 可見(jiàn)方斗山背斜北西翼部雷口坡組（T2l）灰?guī)r組成的褶皺轉(zhuǎn)折端。背斜核部出露下三疊統(tǒng)嘉陵江組灰?guī)r（圖3d），產(chǎn)狀平緩，無(wú)宏觀斷裂出露地表。

龍駒壩背斜位于石柱復(fù)向斜北緣，與方斗山背斜北端延伸方向一致。軸向?yàn)?0°～80°，背斜全長(zhǎng)60 km，南西端傾沒(méi)于下沙溪廟組（J2xs），傾伏角5°～10°，北東東傾伏端與齊岳山背斜呈鞍部相接。背斜軸部為下三疊統(tǒng)嘉陵江組與雷口坡組（圖3g、圖3h），翼部為須家河組（T3xj）及中-下侏羅統(tǒng)（J1-2），軸部?jī)A角較緩，一般為4°～26°，翼部變陡。其北翼一般傾角 4°～66°，南翼傾角 6°～69°。

齊岳山背斜軸向北東55°～75°，核部出露最老地層為下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組，地層平緩，兩翼為三疊系（圖3i），產(chǎn)狀陡傾，整體表現(xiàn)為一箱狀背斜。

2.2 深部構(gòu)造特征

A-A'剖面位于2017HJY01 線束三維工區(qū)中部，穿過(guò)萬(wàn)縣復(fù)向斜、方斗山背斜、趕場(chǎng)向斜與龍駒壩背斜（圖4）。在萬(wàn)縣復(fù)向斜地震反射軸連續(xù)、清晰，中寒武統(tǒng)膏鹽層（?2q）底界、志留系（S）泥頁(yè)巖底界、二疊系（P2）底界、三疊系雷口坡組（T2l）、須家河組底界（T3xj）和下侏羅統(tǒng)（J1z）底界為強(qiáng)波組特征，可以作為標(biāo)志層穩(wěn)定追蹤（圖4a、圖4b）。方斗山背斜深部反射軸斷續(xù)分布，反映地腹內(nèi)部沖斷構(gòu)造的發(fā)育。采用斷層相關(guān)褶皺方法與淺表構(gòu)造約束，建立A-A'剖面構(gòu)造模型。

圖4 北西—南東向何家營(yíng)地區(qū)A-A'地震剖面及解釋方案Fig.4 NW-SE seismic reflection profile along with A-A'section and structural interpretation

結(jié)果顯示：背斜帶構(gòu)造變形受控于中寒武統(tǒng)膏鹽層（?2q）、志留系泥巖以及下三疊統(tǒng)膏鹽層和二疊系煤層等滑脫層，變形垂向解耦，垂向上可劃分為寒武系滑脫面以下的基底變形層、寒武系與志留系滑脫層之間的深部變形層、志留系與下三疊統(tǒng)嘉陵江組滑脫層之間的中部變形層以及嘉陵江組之上的淺部變形層。各變形層內(nèi)發(fā)育相對(duì)獨(dú)立的斷層系統(tǒng)與變形樣式。不同變形層在垂向上解耦。

基底變形層：中寒武統(tǒng)膏鹽層底界面結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，構(gòu)造形態(tài)為傾向北西的單斜構(gòu)造，剖面兩端形成約2.5 km 的垂直高差?；鬃冃螌右云錇轫敯寤撁?，下部發(fā)育指向北西的，低角度基底逆沖斷層。深部變形層：中寒武統(tǒng)膏鹽層反射特征為兩個(gè)強(qiáng)反射軸，側(cè)向延伸不連續(xù)，厚度變化快，反映了鹽層的差異流動(dòng)。之上為均勻分布，厚度約500 m 的空白反射，是均一性較強(qiáng)的上寒武系碳酸鹽巖波組特征。該波組特征與志留系泥巖底界強(qiáng)波組可以作為標(biāo)志層，在方斗山地腹具有清晰的斷層切層點(diǎn)（圖5a）。斷層F1、F2傾向南東，向下收斂于中寒武統(tǒng)膏鹽層，向上終止于志留系泥巖層，呈斷坪—斷坡樣式，斷片疊置，形成低幅褶皺（圖5b）。斷層F5傾向北西，斷距小，收斂于斷層F2斷坡處，作為反向調(diào)節(jié)斷層，與斷層F2斷層共同構(gòu)成沖起構(gòu)造。龍駒壩背斜地腹寒武系—志留系反射平緩，二疊系和上覆地層發(fā)育同心褶皺，淺表地層產(chǎn)狀表明背斜軸面傾向南東。淺部和深部的變形差異反映了變形集中于深部，變形樣式為志留系泥巖局部滑脫加厚或者由寒武系膏鹽層—奧陶系組成的構(gòu)造楔楔入志留系泥巖之中。龍駒壩與方斗山背斜位置比鄰，深部地層單元一致，二者變形特征應(yīng)比較接近。同時(shí)，志留系為成巖程度較高的頁(yè)巖，巖石力學(xué)屬性偏脆性。因此，龍駒壩背斜深部模型以深部構(gòu)造楔更為合理。該構(gòu)造楔以中寒武統(tǒng)膏鹽層為底板滑脫層、志留系厚層泥巖為頂板滑脫層，向北西楔入志留系泥巖層中。

圖5 A-A'局部地震反射剖面局部構(gòu)造解釋Fig.5 Interpretation of part of the seismic profile with A-A'section

中部變形層：方斗山背斜內(nèi)部志留系泥巖至下三疊統(tǒng)嘉陵江組之間構(gòu)造發(fā)育，形成逆斷層（F3、F4、F6、F7），斷層F3傾向南東，向下收斂于志留系，向上切穿二疊系，斷層向上終止于中三疊統(tǒng)雷口坡組（T2l）底界。下三疊統(tǒng)嘉陵江組（T1j）膏鹽層，在斷層端點(diǎn)處被驅(qū)離，形成鹽焊接構(gòu)造。斷層F4傾向南東，斷距較小，斷層向上收斂于下三疊統(tǒng)嘉陵江組，與斷層F3共同組成形成雙重構(gòu)造。F7為次級(jí)反向協(xié)調(diào)斷層，傾向北西，斷距小。斷層F6向下收斂于二疊系煤層，向上切入下三疊統(tǒng)嘉陵江組膏鹽層中，斷層傾角陡，斷距大，斷層傾角與方斗山背斜南東翼產(chǎn)狀接近。

淺部變形層：嘉陵江組之上在方斗山背斜地震反射軸雜亂，地表呈現(xiàn)出高陡背斜，無(wú)宏觀斷裂出露地表。嘉陵江組（T1j）膏鹽層在下伏構(gòu)造影響下差異流動(dòng)形成滑脫背斜。

B-B'剖面位于2017HJY02 線束三維工區(qū)中部，北西—南東向，穿過(guò)萬(wàn)縣復(fù)向斜、黃連峽背斜南西側(cè)傾沒(méi)端、方斗山背斜北東側(cè)傾沒(méi)端、趕場(chǎng)向斜、龍駒壩背斜北東側(cè)傾沒(méi)端與齊岳山背斜西翼（圖6）。

圖6 北西—南東向何家營(yíng)地區(qū)B-B'地震剖面及解釋方案Fig.6 SW-NE seismic reflection profile along with B-B'section and structural interpretation

基底變形層以中寒武統(tǒng)膏鹽層為頂界，在埋深約9 km 處存在相對(duì)連續(xù)的反射軸，該反射軸無(wú)明顯錯(cuò)斷，顯示出基底的整體掀斜。

深部變形層形成傾向北西的逆沖斷層，寒武系膏鹽層—奧陶系沿低角度逆沖斷層楔入志留系之中，上覆地層被動(dòng)褶皺。其中方斗山背斜深部變形層發(fā)育兩條向北西緩傾的逆沖斷層F1、F2（圖7），形成低幅度背斜（圖7a），變形方式與構(gòu)造位置與南側(cè)A-A'剖面中斷層相當(dāng)，應(yīng)為同一條斷層；龍駒壩背斜與齊岳山背斜在深部為統(tǒng)一的構(gòu)造楔形成的背斜。

中部變形層受志留系泥巖層、二疊系煤層和下三疊統(tǒng)膏鹽層的共同作用，形成傾向南東的3 個(gè)主要逆沖斷層，F(xiàn)3、F4、F6（圖7b）。斷層F3、F4呈斷坪—斷坡樣式，以志留系泥巖為底板滑脫層、嘉陵江組為頂板滑脫層，在F3斷層端點(diǎn)位置下三疊統(tǒng)膏鹽層強(qiáng)烈減薄。斷層F6具有上陡下緩的形態(tài)特征，向上強(qiáng)烈的切入下三疊系膏鹽層之中，向下收斂于二疊系煤層，控制了方斗山背斜后翼。

圖7 B-B'局部地震反射剖面局部構(gòu)造解釋Fig.7 Interpretation of part of the seismic profile with B-B'section

淺部變形層表現(xiàn)為受下伏構(gòu)造影響的的鹽滑脫背斜，黃連峽背斜為滑脫背斜的局部高點(diǎn)，方斗山背斜為F6斷層活動(dòng)形成的沖斷背斜。

2.3 三維構(gòu)造模型

在明確構(gòu)造變形樣式的基礎(chǔ)上，對(duì)兩塊線束三維工區(qū)內(nèi)共28 條測(cè)線進(jìn)行地質(zhì)層位追蹤、閉合與斷層解釋、空間組合，以提高模型的準(zhǔn)確性，建立了何家營(yíng)地區(qū)方斗山背斜、龍駒壩背斜地層與斷裂的三維層面模型，展現(xiàn)不同構(gòu)造帶淺—中—深變形層的空間展布特征（圖8）。

（1）基底變形層

基底變形層發(fā)育傾向南東的基底沖斷層，基底斷層未突破中寒武統(tǒng)膏鹽層，形成傾向北西的單斜構(gòu)造（圖8），西側(cè)萬(wàn)縣復(fù)向斜位置海拔深達(dá)-8.5～-8.0 km，地層平緩，未卷入變形。南東側(cè)明顯抬高，海拔-6.0～-4.5 km，相對(duì)高差2～4 km，且位置越接近齊岳山背斜，抬升幅度越高（圖9a）。

（2）深部變形層

志留系泥巖底界顯示地層具有南東高、北西低特征。深部變形層發(fā)育傾向南東的逆沖斷層（F1、F2），在龍駒壩背斜與方斗山背斜地腹位置處形成指向北西的雙重構(gòu)造、沖起構(gòu)造等構(gòu)造樣式（圖8），志留系呈低幅背斜（圖9b），褶皺垂直高度2.0～2.5 km。龍駒壩背斜志留系底界面深度-4.7～-3.5 km，相較于萬(wàn)縣復(fù)向斜志留系-7.5 km 深度，具有2.5～4 km 的高差。

主干斷層F1、F2沿走向由南西向北東斷層傾角由高變低。斷層F1傾向南東，在南側(cè)呈上陡下緩的鏟式形態(tài)特征，傾角在上段可達(dá)到25°，向下連續(xù)減小，最終收斂于寒武系膏鹽層之中（圖10）。在北側(cè)斷層呈斷坪—斷坡樣式，傾角具有緩—陡—緩形態(tài)，斷層傾角約10°，低于南側(cè)。斷層F2傾向南東，斷層呈板狀，傾角主體為6°，傾角沿走向向北東降低（圖10）。反向調(diào)節(jié)斷層F5近發(fā)育。

圖10 深部變形層斷裂分布圖Fig.10 The distribution of faults in the deep structural deformation system

（3）中部變形層

嘉陵江組底界面深度圖中已經(jīng)可以觀察到識(shí)別龍駒壩和齊岳山背斜形態(tài)，二者構(gòu)成獨(dú)立的局部構(gòu)造高點(diǎn)，海拔可達(dá)-0.5～0.4 km，與地表形態(tài)一致，表明龍駒壩和齊岳山背斜的變形主要為基底斷層的整體掀斜和深部寒武—奧陶系的構(gòu)造楔的疊加作用的結(jié)果（圖9c）。

方斗山背斜中部變形層為傾向南東的斷層F3、F4與F6控制下的沖斷背斜，形成了3 排走向近北東、呈階梯狀展布的背斜帶（圖8，圖9c），從南東向北西背斜軸部深度依次為-2.0 km、-3.0 km 與-3.5 km。斷層F3與F4與深部背斜、斷層平面分布位置相近，顯示出不同變形層可能存在錨定的作用。但傾角更陡，構(gòu)造高點(diǎn)存在明顯差異，構(gòu)造部分解耦。

圖8 何家營(yíng)地區(qū)三維地質(zhì)模型Fig.8 3-D structural model of Hejiaying area，the northern part of Fangdoushan anticline

圖9 何家營(yíng)地區(qū)不同地層構(gòu)造圖Fig.9 Structural map of different strata in the Hejiaying area

斷層F3與F4呈斷坪—斷坡樣式，向下收斂于志留系，向上終止于嘉陵江組，傾向南東，傾角為10°～12°。斷層F6具有較大的斷層規(guī)模與斷距，反映出強(qiáng)烈的沖斷作用，控制了方斗山背斜南東翼中—淺變形層的幾何特征。在南東側(cè)2017HJY01 工區(qū)內(nèi)，整體呈現(xiàn)上陡下緩的鏟式形態(tài)，在北側(cè)2017HJY02 工區(qū)內(nèi)，斷層傾角陡—緩—陡，中部緩傾位置與下伏斷層F4控制的背斜傾伏一致，表明F6的活動(dòng)顯示應(yīng)早于斷層F4。斷層傾向南東，向上切入嘉陵江組膏鹽層之中，傾角最大可達(dá)30°，向下逐漸變緩，收斂于二疊系滑脫層（圖11）。

圖11 中部變形層斷裂分布圖Fig.11 The fault distribution in the middle structural deformation system

（4）淺部變形層

淺部變形層變形集中于方斗山背斜，龍駒壩背斜與齊岳山背斜嘉陵江組厚度與萬(wàn)縣向斜一致，或略有減薄。嘉陵江組鹽層之上的滑脫背斜。雷口坡組底界面深度圖與現(xiàn)今淺表特征一致。方斗山背斜以東整體抬升，背斜軸部出露嘉陵江組，海拔可達(dá)700 m，與萬(wàn)縣復(fù)向斜過(guò)渡位置地層陡傾，萬(wàn)縣向斜平緩處海拔約-4.0 km，二者高差4.7 km（圖9d）。方斗山背斜在南東側(cè)呈高陡背斜，北西西側(cè)背斜軸部開(kāi)闊，在其北西翼疊加了小型滑脫背斜，為黃連峽背斜南西端。

繪制嘉陵江組厚度圖（圖12）反映鹽層的差異流動(dòng)特征。北西側(cè)嘉陵江組厚度分布穩(wěn)定，介于0.8～1.0 km，可代表原始未變形的地層厚度。在方斗山背斜處厚度陡然增加，最大出可達(dá)4.0～4.5 km，且厚度分布特征與雷口坡組底界輪廓基本吻合，在2017HJY01 三維工區(qū)，鹽層厚度在3.5 km 處出現(xiàn)平臺(tái)區(qū)，4.0 km 厚度等值線呈狹窄的帶狀分布；在2017HJY02 工區(qū)，鹽層厚度均勻增加，厚度等值線4.0 km 以上區(qū)域，形成呈狹窄的條帶分布和橢圓狀分布的兩個(gè)鹽巖聚集中心，構(gòu)造高點(diǎn)具有斜向疊接特征，與淺表黃連峽背斜和方斗山背斜過(guò)渡關(guān)系一致。鹽層在方斗山背斜核部的聚集與差異流動(dòng)，形成了3～3.5 km 的構(gòu)造垂直抬升，是塑造方斗山背斜淺部變形層的主要機(jī)制，是黃連峽和方斗山背斜分段發(fā)育的主要原因。

圖12 下三疊統(tǒng)嘉陵江組（T1j）厚度圖Fig.12 Isopach map of Lower Triassic Jialingjiang Formation

3 討 論

3.1 不同變形層主干斷層差異變形特征

何家營(yíng)地區(qū)除了淺部變形層以鹽滑脫背斜為主，其余變形層表現(xiàn)為明顯的斷層控制下的沖斷背斜特征。不同變形層斷層的幾何形態(tài)、斷距變化，對(duì)區(qū)域變形有顯著的影響?；啄鏇_斷層與沉積蓋層中主干斷層均傾向北東向，表明何家營(yíng)地區(qū)構(gòu)造受來(lái)自雪峰山遞進(jìn)變形影響更為顯著。

深部變形層中的逆沖斷層F1、F2水平斷距均大于垂直斷距，以志留系底界面作為標(biāo)志層，統(tǒng)計(jì)斷距沿走向變化。結(jié)果表明斷層斷距沿走向由南西向北東呈波浪式下降。斷層F1南西側(cè)斷層水平斷距約2.0 km，垂直斷距約1.2 km；北東側(cè)斷距減小，水平斷距曲線形態(tài)為2 個(gè)鐘型，水平斷距在0.6～1.25 km 之間，垂直斷距逐步下降從0.25 km 降至約0.06 km。斷層F2斷距整體上表現(xiàn)為由南西向北東逐漸減少的特征（圖13）。南西側(cè)水平斷距2.6～3.0 km，垂直斷距約1.0 km，北東側(cè)水平斷距約1.5～2.2 km，垂直斷距約0.5 km。伴隨著斷距波浪式向北東減少，在方斗山地腹志留系埋深向北東逐漸增加。在2017HJY02 區(qū)域與鐘型斷距曲線對(duì)應(yīng)位置發(fā)育2 個(gè)局部構(gòu)造高點(diǎn)。這表明深部變形以逆沖斷作用為主，變形強(qiáng)度側(cè)向上由南西向北東逐漸減弱。

中部變形層以下三疊統(tǒng)嘉陵江組底界面作為標(biāo)志層，統(tǒng)計(jì)F3、F6斷層斷距—距離曲線，F(xiàn)3斷層水平斷距均大于垂直斷距，斷層位移整體上表現(xiàn)為南西大于北東的特征。斷層F3南西側(cè)水平斷距主要在1.0～2.75 km，垂直斷距約為1.0 km；北東側(cè)斷層水平斷距最大可達(dá)2.6 km，垂直斷距約0.5 km。斷距—距離曲線呈兩段鐘型曲線，表明斷層由2 個(gè)斷層獨(dú)立成核、生長(zhǎng)，最終側(cè)向連接形成統(tǒng)一的斷層。中部變形層斷層側(cè)向分段的特征，反映了方斗山背斜和黃連峽背斜的地表變形源自中部變形層。F6斷層斷距上水平斷距均大于垂直斷距，南西側(cè)水平斷距主要在2.0 km，垂直斷距為1.5 km；北東側(cè)斷距明顯增加，斷距在2.5～4.4 km，斷距側(cè)向衰減快，斷距—距離曲線呈鐘型，反映了斷層F6主要活躍在方斗山和黃連峽背斜的疊接位置（圖13）。斷層F6局部斷距的增大和下三疊統(tǒng)嘉陵江組鹽層的差異流動(dòng)使得方斗山背斜地表構(gòu)造由南西側(cè)的緊閉背斜向?qū)捑彵承边^(guò)渡。

圖13 何家營(yíng)地區(qū)斷層斷距—距離曲線Fig.13 Fault displacement-distance diagram in Hejiaying area

3.2 主要滑脫層的縮短量差異

研究區(qū)三維構(gòu)造模型表明中-下寒武統(tǒng)膏鹽層、志留系泥巖、下三疊統(tǒng)嘉陵江組膏鹽層等區(qū)域性分布的軟弱層在變形中發(fā)揮傳遞應(yīng)變的滑脫層作用。平衡剖面（圖14）顯示各構(gòu)造變形層的縮短率和縮短量并不相同，滑脫層縮短量和縮短率均明顯大于其它能干性地層，使得變形在垂向上解耦。

圖14 方斗山背斜帶北段何家營(yíng)地區(qū)平衡地質(zhì)剖面F ig.14 Balanced cross section of Hejiaying area，northern segment of Fangdoushan anticlinal belt

A-A'平衡剖面中，下三疊統(tǒng)嘉陵江組縮短量為6.2 km，上二疊統(tǒng)縮短量為4.2 km，志留系縮短量為9.56 km。B-B'平衡剖面中，下三疊統(tǒng)嘉陵江組縮短8.4 km；中部變形層縮短量相對(duì)較少，上二疊統(tǒng)縮短5.8 km，深部變形層志留系縮短量3.4 km。中寒武統(tǒng)膏鹽層、志留系泥巖、下三疊統(tǒng)膏鹽層，縮短量最大，是控制區(qū)域變形的主要滑脫層。二疊系煤層滑脫層僅在北段作為區(qū)域性滑脫層?？s短量的垂向差異性是何家營(yíng)地區(qū)具有分層滑脫變形的反映。

不同構(gòu)造變形層內(nèi)滑脫層與能干層的組合差異，控制了不同構(gòu)造變形層內(nèi)褶皺—逆沖斷層構(gòu)造樣式?；鬃冃螌泳砣胱冃蔚牡貙訛榘逑骸鸬┫担貙幽芨尚詮?qiáng)，變形方式為基底大型逆沖斷裂，中-下寒武統(tǒng)膏鹽層作為頂板滑脫層，塑性流動(dòng)，協(xié)調(diào)變形，形成寒武系傾向北西的單斜構(gòu)造；深部構(gòu)造變形層夾持于塑性變形的中-下寒武統(tǒng)薄層膏鹽巖與志留系厚層泥巖，卷入變形地層厚度小，形成低傾角的逆沖斷層與低幅褶皺；中部構(gòu)造變形層以志留系厚層泥巖為底板滑脫層，該層泥巖成巖程度高，露頭與巖心觀察志留系頁(yè)巖內(nèi)部順層裂隙發(fā)育（郭旭升等，2016；岳鋒等，2018），巖石力學(xué)行為多呈現(xiàn)脆性破裂（何柏等，2017；劉俊新等，2017）。相較于二疊系與下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組灰?guī)r，具有較低的楊氏模量與抗壓強(qiáng)度，在變形過(guò)程中表現(xiàn)為脆性滑脫層，變形的主要方式為順層剪切，因此，中部構(gòu)造變形層具有強(qiáng)烈的脆性變形特征，發(fā)育高角度的沖斷構(gòu)造；淺部構(gòu)造變形層受控于下三疊統(tǒng)厚層膏鹽層，膏鹽層的差異流動(dòng)形成了方斗山背斜的淺部滑脫背斜。

4 結(jié) 論

何家營(yíng)地區(qū)具有分層滑脫變形特征。沉積蓋層中存在3 套區(qū)域性滑脫層，分別為中-下寒武統(tǒng)膏鹽巖、下志留統(tǒng)泥頁(yè)巖、下三疊統(tǒng)嘉陵江組膏鹽巖，將垂向變形層劃分為基底變形層、深部變形層、中部變形層與淺部變形層。3 套區(qū)域性滑脫層控制了褶皺—沖斷構(gòu)造的構(gòu)造樣式?；鬃冃螌影l(fā)育指向北西的構(gòu)造楔，形成單斜構(gòu)造；深部變形層受限于寒武系與志留系滑脫層之間，發(fā)育低角度逆沖斷層，形成低幅背斜；中部變形層為志留系與嘉陵江組之間的高角度脆性沖斷，二疊系泥巖作為局部滑脫層，順層剪切發(fā)育；淺部構(gòu)造變形層以嘉陵江組滑脫褶皺為特征，受深部沖斷影響，鹽巖調(diào)節(jié)變形，被動(dòng)流動(dòng)，于背斜核部明顯增厚。

何家營(yíng)地區(qū)中寒武統(tǒng)膏鹽層、志留系泥頁(yè)巖與下三疊統(tǒng)膏鹽層，縮短量最大，變形最強(qiáng)，是控制區(qū)域變形的主要滑脫層?；讛鄬优c沉積蓋層中的主干斷層，均以北東、北東東向?yàn)橹?，走向與褶皺軸跡一致，反映出何家營(yíng)地區(qū)構(gòu)造變形主要受控于來(lái)自雪峰山方向的擠壓沖斷作用。