庫車坳陷東段走滑斷裂發(fā)育特征及石油地質(zhì)意義

龔鵬宇 ,劉永雷 ,程明華,張聚民,郭巖松,崔 雷

(1.西安石油大學，陜西西安 710000；2.中國石油東方地球物理公司研究院庫爾勒分院)

庫車坳陷東段走滑斷裂發(fā)育特征及石油地質(zhì)意義

龔鵬宇1，2,劉永雷2,程明華2,張聚民2,郭巖松2,崔 雷2

(1.西安石油大學，陜西西安 710000；2.中國石油東方地球物理公司研究院庫爾勒分院)

綜合應用三維和二維地震資料、鉆井資料、地質(zhì)露頭資料、衛(wèi)星照片及重磁電等信息, 對塔里木盆地庫車坳陷東段走滑斷裂發(fā)育特征進行了研究。通過對庫車坳陷東段花狀構(gòu)造、雁列褶皺、海豚效應等走滑斷裂標志性構(gòu)造樣式的識別，綜合其他資料系統(tǒng)解釋了庫車坳陷東段三大走滑斷裂的發(fā)育位置及特征；庫車東部在走滑斷裂和東西向擠壓斷裂互相改造作用下，逐漸形成了東西分塊、南北分帶的網(wǎng)格狀構(gòu)造格局和斷裂展布特征；在油氣成藏過程中，庫車坳陷東段走滑斷裂的發(fā)育為迪那氣田群、迪北氣藏等油氣藏的形成提供了有利的排烴、運移和儲層改造條件。

庫車坳陷東段;走滑斷層;發(fā)育特征

1 地質(zhì)背景

1.1 構(gòu)造特征

庫車坳陷位于塔里木盆地北部，北與南天山造山帶以逆沖斷層相接，南與塔北隆起相連，西起烏什凹陷，東至陽霞凹陷，是一個以中、新生代沉積為主的復合前陸盆地,經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運動，其中燕山、喜山兩期構(gòu)造運動影響最為明顯，燕山期構(gòu)造運動以整體抬升為主，喜山末期構(gòu)造變形尤為強烈，南天山大規(guī)模構(gòu)造抬升使得庫車坳陷內(nèi)強烈褶皺沖斷變形，形成一系列在平面上呈線性展布的斷裂及相關褶皺。庫車坳陷東段主要包括吐格爾明背斜帶、東秋里塔格構(gòu)造帶、迪北斜坡帶、依其克里克背斜帶和陽霞凹陷(大部分)等5個三級構(gòu)造單元。

1.2 地層展布特征

庫車坳陷東段以新生界和晚中生界地層發(fā)育為主，巖性以砂、泥互層為主要特征。其中發(fā)育新近系吉迪克組鹽巖和侏羅系煤層兩套塑性地層。吉迪克組鹽巖厚度大多在500～1 000 m，在整個庫車坳陷東段均有發(fā)育。相對于庫車坳陷中西部,侏羅系在庫車坳陷東段埋藏深度較淺。煤層發(fā)育主要集中在克孜勒努爾組和陽霞組，阿合組有少量發(fā)育。煤層的巖性以煤層夾泥巖和炭質(zhì)泥巖為特征，主要發(fā)育三個較大的煤層段，分別為克孜勒努爾組煤層段、陽霞組上泥巖煤層段和下泥巖煤層段。

1.3 生儲蓋組合特征

庫車坳陷東段的主力烴源巖主要有三疊系黃山街組和塔里奇克組及侏羅系陽霞組、克孜勒努爾組和恰克馬克組下部等五套，其中黃山街組和恰克馬克組以湖相泥巖為主，其余三套都是含煤沉積。庫車坳陷東段主要發(fā)育四套儲蓋組合：①新近系吉迪克組的膏鹽層與其下部砂礫巖組成的儲蓋組合；②侏羅系齊古組、恰克馬克組泥頁巖以及克孜勒努爾組上部暗色泥巖與克孜勒努爾組中上部砂巖組成的儲蓋組合；③侏羅系克孜勒努爾組下部煤層、陽霞組上部暗色泥巖、碳質(zhì)泥巖與陽霞組中部砂巖組成的儲蓋組合；④侏羅系陽霞組下部煤層與阿合組砂巖組成的儲蓋組合。在第一套和第四套儲蓋組合分布區(qū)分別發(fā)現(xiàn)了迪那氣田群(常規(guī)氣藏)和迪北致密砂巖氣藏(非常規(guī)氣藏)，其余各儲蓋組合分布區(qū)也發(fā)現(xiàn)了大量油氣顯示或油苗。

2 走滑斷裂的地震剖面特征識別

對庫車坳陷東部地震資料進行綜合解釋，發(fā)現(xiàn)大量走滑斷裂特有的構(gòu)造樣式，如花狀斷裂、雁列褶皺、海豚效應等(圖1)，證實庫車坳陷東段發(fā)育走滑斷裂。

(1)花狀構(gòu)造: 橫切走滑構(gòu)造帶的剖面上，?？梢砸姷街鞲勺呋瑪鄬酉蛏辖鼘ΨQ的分支，構(gòu)成下窄上寬的貌似“花朵”的斷裂帶，稱為花狀構(gòu)造[2]?；顦?gòu)造一定是走滑的產(chǎn)物，所以花狀構(gòu)造是識別走滑斷層的標志性構(gòu)造樣式[3]。通過地震和鉆井資料，在庫車坳陷陷東段依其克里克西段、迪那、吐格爾明等區(qū)塊地震剖面可以分別解釋出多個花狀構(gòu)造和半花狀構(gòu)造。

圖1 走滑斷裂地震剖面構(gòu)造樣式

(2)海豚效應:沿斷層走向不同位置上的剖面，走滑斷層常表現(xiàn)出不同的剖面傾向和升降位移動向特征，這是走滑斷層淺層產(chǎn)狀變化和走滑位移引起斷層兩盤在不同位置的差異升降(包括視升降)不同造成的，稱為海豚效應和絲帶效應[2]。庫車坳陷東段康村地區(qū)西部的南西-北東向地震剖面顯示，沿走滑斷裂發(fā)育方向可以看到地震同相軸的起伏變化。單剖面上背斜和向斜交替分布；褶皺間斷層性質(zhì)相同，斷距較小，沒有明顯錯段的地方；在庫車坳陷東段康村地區(qū)地震剖面可以解釋出海豚效應的構(gòu)造樣式。

(3)雁列褶皺:當深部的基底發(fā)生走滑活動時，如果蓋層屬于非能干巖層并且厚度較大，通常沿基地走滑斷層帶形成雁列的蓋層褶皺[2]。雁列褶皺現(xiàn)象在庫車坳東段康村地區(qū)的地震剖面上可以清晰地得到解釋，地震剖面中呈現(xiàn)由東向西由古地層向新地層過度的褶皺組發(fā)育，分別從白堊系褶皺逐漸過度到古近系和新近系褶皺。

3 走滑斷裂的綜合解釋

通過對地質(zhì)露頭、構(gòu)造形態(tài)、衛(wèi)星照片和重磁電信息，確定了庫車坳陷東段發(fā)育依西-東秋走滑斷裂、吐格爾明西走滑帶和吐格爾明東走滑帶等三條較大的走滑斷裂，并利用地震等資料刻畫出次級斷裂在走滑帶和擠壓作用下呈網(wǎng)格狀分布的斷裂平面展布特征。

(1)構(gòu)造形態(tài)學解釋：①走滑斷層兩側(cè)的各種地質(zhì)界線和地質(zhì)體被錯開是識別走滑斷裂的重要依據(jù)[2]，庫車坳陷東段依其克里克西端，依西1井東地層發(fā)育和克孜1井西地層明顯屬于同一套地層，但是二者被南北向錯開，錯開距離達5 km。利用綜合區(qū)域研究成果，可判定克孜1井西地層發(fā)生由北東向南西方向的錯動，考慮到區(qū)域地質(zhì)特征，判定依西-東秋走滑斷裂呈南西-北東走向沿地質(zhì)露頭空白區(qū)展布。②雁列褶皺不僅在地震資料上可以識別，而且可以根據(jù)露頭識別走滑斷裂的運動方向。雁列褶皺的軸向和走滑斷裂的夾角(銳角)指向走滑斷裂對盤的運動方向。露頭資料顯示，在依其克里克西部發(fā)育有一組明顯的斜列蓋層褶皺出露地表，發(fā)育層位由白堊系、古近系一直到新近系。雁列褶皺軸向由南西西-北東東走向逐漸向南西-北東走向過渡，和走滑斷裂的夾角逐漸變小，臨近走滑斷裂帶位置呈10°～15°。據(jù)此可判斷該處的依西-東秋走滑斷裂是南西-北東走向的右行走滑斷裂。③左階右旋走滑斷層和右階左旋走滑斷層組中的巖橋區(qū)會發(fā)生沿走向帶方向的局部收縮變形，形成局部的橫向隆起或逆沖斷層[2]。大型的走滑構(gòu)造帶中的主位移帶往往在平面上是線性延伸的，所形成的走滑構(gòu)造組合都只分布在主位移帶附近有限的區(qū)域內(nèi)，使整個走滑構(gòu)造在平面上成帶狀展布(而伸展構(gòu)造和收縮構(gòu)造有時是面狀展布的)[2]。通過對侏羅系阿合組頂面構(gòu)造圖分析，可分為隆起區(qū)和兩個線性展布區(qū)。據(jù)此可以解釋出由吐格爾明東和吐格爾明西兩條走滑斷裂形成的左旋右階走滑斷裂帶。

(2)重磁電解釋：與地面地質(zhì)資料類似，衛(wèi)星照片、航磁和重力資料在識別走滑斷層方面具有一定的優(yōu)勢，較大型的走滑斷層造成的兩盤地層的水平位移在這些資料上能夠得到明顯而直觀的反映[3]。庫車坳陷東段重力異常平面圖上可清晰看到資料的變化，在平面上可以解釋出北東-南西和北西-南東方向的走滑斷裂，分別為依西-東秋走滑斷裂、吐格爾明西走滑斷裂和吐格爾明東走滑斷裂。

(3)地貌學解釋：衛(wèi)星照片是研究現(xiàn)今地貌特征的最為直觀的資料。從庫車坳陷東段衛(wèi)星照片上可以解釋出線狀構(gòu)造、肘狀水系和地質(zhì)界線錯斷等地質(zhì)現(xiàn)象。線狀構(gòu)造和地質(zhì)界線錯斷對斷裂的解釋和構(gòu)造形態(tài)學解釋結(jié)果是一致的。由兩側(cè)匯入谷中的水流(沖溝或者河流的支流), 在跨越走滑斷層跡線時, 受到斷層水平錯動而發(fā)“肘狀”彎折[4]。在衛(wèi)星照片中可清晰識別交錯的肘狀水系，反映了走滑斷裂及其后期改造后的網(wǎng)格狀斷裂體系。

(4)走滑斷裂的演化過程解釋：由于沿斷層走向的剪切作用，平直的走滑斷層在演化過程中也會發(fā)生彎曲或發(fā)育分支斷層，最終形成復雜的斷裂帶。庫車坳陷東段走滑斷裂發(fā)育過程中，由三條相對獨立的走滑斷裂逐漸演化成了復雜的網(wǎng)格狀斷裂體系，形成了局部的高低相間的獨立構(gòu)造單元。

4 石油地質(zhì)意義

走滑斷裂在庫車坳陷東段油氣的運移過程中發(fā)揮了決定性的、多元化的作用[5]。

(1)走向和垂向走滑斷裂是前陸盆地分帶和分段的重要影響因素，在構(gòu)造分帶和分段的背景下，油氣儲集層、蓋層的改造也會出現(xiàn)相應的分區(qū)性[6-9]，庫車坳陷東段迪那氣田群、迪北氣藏、依其克里克氣田、吐孜洛克氣田等呈現(xiàn)分區(qū)分帶、多類型(常規(guī)、非常規(guī))、多層系(侏羅系、新近系、古近系、白堊系等)的油藏分布特征是走滑斷裂作用分區(qū)、分帶、分塊的結(jié)果。

(2)走滑斷裂發(fā)育于基底的特征，對古油藏產(chǎn)生了自下而上的破壞作用，使庫車坳陷東段侏羅系和三疊系烴源巖中油氣得以向上運移。

(3)規(guī)模較大的、基底卷入型的走滑斷裂是巖漿、水、氣的直接通道, 對穿越地區(qū)的油氣形成有著重要意義。庫車坳陷東段的三條大型走滑斷裂為油氣的向上運移提供了有利的通道,使油氣運移到了現(xiàn)今構(gòu)造單元。

5 結(jié)論和認識

(1)庫車坳陷東段主要發(fā)育依西-東秋走滑斷裂、吐格爾明東走滑斷裂和吐格爾明西走滑斷裂三條走滑斷裂。

(2)依西-東秋走滑斷裂具有右行右階走滑斷裂特征，吐格爾明東走滑斷裂和吐格爾明西走滑斷裂呈現(xiàn)右行左階走滑特征。

(3)在走滑斷裂的自身演化和相互作用過程中，庫車坳陷東段逐漸發(fā)育了網(wǎng)格狀斷裂體系。

(4)走滑斷裂發(fā)育為庫車坳陷東段多類型油氣藏的形成提供了排烴、運移通道和改造儲層的作用。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)04-0009-03

2015-02-12

龔鵬宇，工程師，1981年生，西安石油大學在讀碩士研究生，目前主要從事地震地質(zhì)綜合研究工作。

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