賽漢塔拉凹陷斷裂系統(tǒng)及其控藏作用

屈曉艷，何洪春

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賽漢塔拉凹陷斷裂系統(tǒng)及其控藏作用

屈曉艷1，何洪春2

（1．中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，成都 610017；2．成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059）

在精細(xì)解釋地震剖面基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了斷裂系統(tǒng)特征，劃分了早期伸展、中期張扭和晚期反轉(zhuǎn)等三套斷裂系統(tǒng)。斷裂生長演化控制生儲(chǔ)蓋、圈閉、運(yùn)聚等成藏要素，從而控制成藏作用。

斷裂系統(tǒng)；控藏作用；賽漢塔拉凹陷

賽漢塔拉凹陷是二連斷陷盆地群內(nèi)的主要富油凹陷之一，其油氣資源豐富、勘探潛力巨大，但是其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造長期以來一直制約著油氣勘探。前人對(duì)賽漢塔拉凹陷沉積及層序地層的研究成果豐富，但對(duì)斷裂系統(tǒng)及其控藏作用的研究甚少。然而，國內(nèi)外大量的理論研究與勘探實(shí)踐[1-2]表明，斷裂系統(tǒng)對(duì)油氣成藏具有十分重要的控制作用。近年來，賽漢塔拉凹陷新增大量的地震剖面和鉆井資料，油氣勘探取得了重要進(jìn)展。在此基礎(chǔ)之上，本文利用地震資料和鉆井資料研究賽漢塔拉凹陷斷裂系統(tǒng)特征，并探討其對(duì)油氣成藏的控制作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

二連盆地南北寬20km~220km，總面積10×104km2，是東北亞斷陷盆地群的一個(gè)典型中生代斷陷盆地[3]，大地構(gòu)造位置處于中朝板塊與西伯利亞板塊之間的中亞造山帶的東段[4-6]。

賽漢塔拉凹陷位于二連盆地騰格爾坳陷的西南部，是二連盆地的主要富油凹陷之一[7]。賽漢塔拉凹陷為北東走向，總體上呈舒緩的“S”狀。在斷裂系統(tǒng)控制下，賽漢塔拉凹陷東斷西超，發(fā)育“東西分帶、南北分塊”的構(gòu)造格局，可劃分為東部陡坡帶、東部洼槽帶、中央斷裂帶、西部洼槽帶和布和構(gòu)造帶等五個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元（圖1）。

鉆井資料顯示，賽漢塔拉凹陷的蓋層地層發(fā)育齊全，從老到新依次是侏羅系下統(tǒng)阿拉坦合力群，上統(tǒng)興安嶺群，下白堊統(tǒng)阿爾善組、騰格爾組、賽漢塔拉組，和上覆的新生界。

2 斷裂系統(tǒng)特征

賽漢塔拉凹陷發(fā)育Tg反射界面、T6反射界面和T2反射界面三個(gè)重要構(gòu)造界面。這三個(gè)界面在垂向上將賽漢塔拉凹陷劃分為基底構(gòu)造層、斷陷構(gòu)造層、斷拗構(gòu)造層和拗陷構(gòu)造層。據(jù)此將賽漢塔拉凹陷劃分為三套斷裂系統(tǒng)：即貫穿斷陷構(gòu)造層的早期伸展斷裂系統(tǒng)、貫穿斷拗構(gòu)造層的中期張扭斷裂系統(tǒng)和貫穿拗陷構(gòu)造層的晚期反轉(zhuǎn)斷裂系統(tǒng)（圖2）。

2.1 早期伸展斷裂系統(tǒng)

Tg－T6界面之間發(fā)育的斷裂構(gòu)成早期伸展斷裂系統(tǒng)。早期伸展斷裂系統(tǒng)主要發(fā)育走向NNE－NE向主干基底斷裂，NEE向次級(jí)基底斷裂次之，其間發(fā)育一些NNW－近SN向和近EW向的變換斷層（圖3）。斷層的形態(tài)主要有直線形，弧形，“S”形，反“S”形。斷層規(guī)模相對(duì)較大，延伸長度一般集中在0.5~2km之間。

斷層性質(zhì)主要為張性正斷層，控制侏羅系－騰一段沉積洼陷的空間分布格局。主干斷層控制洼陷邊界，次級(jí)斷層控制洼陷內(nèi)部次級(jí)沉降中心的分布，主干斷層為后期走滑斷層的復(fù)活奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)而奠定了整個(gè)賽漢塔拉凹陷的宏觀構(gòu)造格局。

2.2 中期張扭斷裂系統(tǒng)

T6－T2界面之間發(fā)育的斷裂構(gòu)成中期張扭斷裂系統(tǒng)，包括長期繼承性活動(dòng)的主干基底斷裂和次級(jí)蓋層斷層。T6界面斷裂北密南疏，賽四構(gòu)造帶斷裂密度大。T3界面斷裂南密北疏，扎布構(gòu)造帶斷裂密度大。次級(jí)蓋層斷層以近SN向、NNW向?yàn)橹?，部分NNE向、NE向斷層是繼承性活動(dòng)的基底斷層或基底斷層的分支斷層（圖4）。斷層的形態(tài)主要有直線形、弧形、“S”形和反“S”形。斷層規(guī)模小，平面延伸距離較短，一般小于0.5km。平面上次級(jí)斷層圍繞主斷層形成斷層密集帶，存在明顯的走滑變形特征。

斷層性質(zhì)為走滑正斷層，對(duì)沉積沉降中心的遷移具有調(diào)節(jié)作用。凹陷局部主干斷層對(duì)沉積具有控制作用，局部控制作用微弱。區(qū)域構(gòu)造格局發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，由斷陷期北北東向構(gòu)造格局轉(zhuǎn)變?yōu)橛杀北睎|向主干斷層與近南北向－北北西向分支斷層構(gòu)成的帶狀展布格局。

2.3 晚期反轉(zhuǎn)斷裂系統(tǒng)

T2反射層及其之上的淺部地層發(fā)育的斷裂構(gòu)成晚期反轉(zhuǎn)斷裂系統(tǒng)。反轉(zhuǎn)斷裂主要是在擠壓應(yīng)力作用下，長期繼承性活動(dòng)的斷層發(fā)生正反轉(zhuǎn)作用。在主斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)的同時(shí)，形成了一些近SN向的次級(jí)蓋層斷層。反轉(zhuǎn)斷裂系統(tǒng)斷裂數(shù)量少，零星分布。

3 斷裂系統(tǒng)對(duì)油氣成藏的控制

3.1 斷裂幕式活動(dòng)控制沉積作用

賽漢塔拉凹陷斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，多期次的斷層活動(dòng)使沉積厚度及沉積相無論在平面上還是垂向上，都具有變化大、變化快的特點(diǎn)。從沉積分析入手，研究同沉積斷裂系統(tǒng)對(duì)沉積體系的控制作用，能促進(jìn)對(duì)油氣分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

阿爾善沉積時(shí)期為凹陷的初始斷陷期，東部邊界斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，地形落差大（圖5）。沉積初期，水體范圍主要分布在東部邊界斷層一側(cè)，西部為古凸起，未接受沉積。沉積后期，水體范圍擴(kuò)大，周邊發(fā)育扇三角洲沉積體系，湖盆內(nèi)部沉積了較厚的湖相泥巖，成為凹陷第一套烴源巖層。

騰一段沉積時(shí)期為凹陷的強(qiáng)烈斷陷期，東部邊界斷層活動(dòng)劇烈，與阿爾善組沉積時(shí)期相比地形落差減小，隆洼相間的構(gòu)造格局已經(jīng)形成，水體面積擴(kuò)大（圖5）。該時(shí)期，賽10井?dāng)鄬印⒃紨鄬雍蜄|部邊界斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，故在北部洼槽帶（西部洼槽北段）、扎布構(gòu)造帶和東部洼槽帶接受穩(wěn)定的湖相沉積，成為本區(qū)第二套烴源巖，也是本區(qū)良好的區(qū)域蓋層。北部布和鼻狀構(gòu)造帶、賽四構(gòu)造帶、東部陡坡帶和西部斜坡帶發(fā)育扇三角沉積體系，形成儲(chǔ)集層。

騰二段沉積時(shí)期凹陷處于斷拗轉(zhuǎn)換期，斷層活動(dòng)減弱，但賽四斷層系和賽10井?dāng)鄬酉祷顒?dòng)劇烈，故在賽四構(gòu)造帶和北部洼槽帶沉積巨厚的湖相泥巖（圖5）。而湖盆邊緣的扇三角洲砂礫巖體向湖盆中心快速推進(jìn)，形成凹陷內(nèi)良好的儲(chǔ)集層。

賽漢塔拉沉積期凹陷萎縮，斷層活動(dòng)趨于平靜，地形趨于平坦，湖盆收縮沼澤化，發(fā)育河流、沼澤相沉積（圖5）。

綜上所述，賽漢塔拉凹陷不同構(gòu)造旋回控制不同的沉積旋回，從而控制生油層、儲(chǔ)集層和蓋層的發(fā)育、分布及其相互配置關(guān)系。

3.2 斷裂控制有利圈閉的形成及分布

斷層在阿爾善組－騰一段時(shí)期的伸展變形形成了大量斷鼻和斷塊圈閉。阿爾善組沉積時(shí)期圈閉主要分布在賽四、扎布構(gòu)造帶和陡帶。其中，陡帶主要發(fā)育與錫林?jǐn)鄬佑嘘P(guān)的斷鼻圈閉以及斷層－巖性圈閉，如賽82井圈閉；扎布構(gòu)造帶主要在扎布斷層上升盤發(fā)育墻角型斷塊圈閉，如賽54井圈閉；賽四構(gòu)造帶發(fā)育斷塊圈閉，主要與賽四斷層及其上升盤一系列三級(jí)斷層有關(guān)，如賽5井圈閉。騰一段發(fā)育斷塊圈閉，主要分布在賽四構(gòu)造帶。斷層在騰二段沉積時(shí)期的張扭變形促進(jìn)了先期圈閉的進(jìn)一步形成，同時(shí)也形成了新的圈閉，主要分布在主干基底斷層附近；另一方面，在張扭作用下，次級(jí)斷層圍繞主走滑斷層形成負(fù)花狀斷層組合和張扭斷鼻、張扭半背斜以及張扭斷塊圈閉。賽漢塔拉組沉積時(shí)期，斷層活動(dòng)微弱，基本沒有形成新的圈閉，對(duì)先期的圈閉也沒有太大的改造作用，因此，騰二段斷層活動(dòng)之后，凹陷的圈閉基本定型。

3.3 斷裂對(duì)油氣運(yùn)聚的控制作用

賽漢塔拉凹陷活動(dòng)期次可劃分為三期：阿爾善組－騰一段伸展變形階段，騰二段－賽漢組張扭變形階段，賽漢組沉積末期反轉(zhuǎn)變形階段。斷裂在油氣成藏中具有雙重作用，既可以作為油氣運(yùn)移的通道，又可以作為圈閉的側(cè)面遮擋體。

1）早期伸展斷裂。早期伸展斷裂形成于阿爾善組或騰一段，主要分布在賽東洼槽。早期伸展斷裂變形帶形成泥巖涂抹，具有側(cè)向封閉條件，且活動(dòng)時(shí)期早于成藏關(guān)鍵期，封閉條件未遭到破壞，在油氣成藏中主要起遮擋作用。該期斷裂控制形成的油藏典型特征是烴源巖與儲(chǔ)集層為同一層，油氣運(yùn)移距離短，斷裂側(cè)向封閉起遮擋作用。這類油藏主要為分布在賽東洼槽帶的阿爾善組油藏。

2）早期伸展中期張扭斷裂。早期伸展中期張扭斷裂為早期（阿爾善組或騰一段）發(fā)育的斷裂，在騰二段沉積時(shí)期整體表現(xiàn)為張扭變形，此類斷層多為賽四斷層上升盤的三級(jí)斷層。該套斷層和烴源巖大量排烴期相耦合，為主要的油源斷層。賽四構(gòu)造帶阿爾善組和騰一段油藏主要受這類斷層控制。

3）早期伸展中期張扭晚期反轉(zhuǎn)斷裂。早期伸展中期張扭晚期反轉(zhuǎn)斷裂前期活動(dòng)和早期伸展中期張扭斷裂一致，賽漢組沉積末期凹陷整體回返，斷層在壓扭應(yīng)力場下再次活動(dòng)，此類斷層主要為二級(jí)控帶斷層。該類斷層早期活動(dòng)和大量排烴期相耦合，為該區(qū)主要的油源斷層，控制的油藏多層系分布，本區(qū)典型代表是扎布斷層。扎布斷層兩側(cè)古生界潛山油藏、阿爾善組油藏、騰一段油藏和騰二段油藏均有分布。扎布斷層將上盤成熟的阿爾善組烴源巖側(cè)向運(yùn)移至下盤古生界頂面的風(fēng)化殼之中，并由不整合面遮擋形成潛山油藏。阿爾善組和騰一段油藏成藏過程中扎布斷層是作為運(yùn)移通道還是作為封擋條件需要進(jìn)一步研究。扎布構(gòu)造帶騰二段的生油巖埋藏淺，處于未成熟階段，不能作為有效的烴源巖，而其下伏的成熟的阿爾善組和騰一段生油巖均已達(dá)到生油高峰，但與騰二段之間存在400m多的巨厚泥巖，砂層極不發(fā)育，缺乏輸導(dǎo)層，油氣只能沿著扎布斷層垂向運(yùn)移，聚集成藏。該類斷層雖然晚期活動(dòng)晚于成藏時(shí)間，但由于活動(dòng)微弱，并未對(duì)已形成的油氣藏造成破壞。

4 結(jié)論

1）賽漢塔拉凹陷發(fā)育早期伸展、中期張扭和晚期反轉(zhuǎn)等三套斷裂系統(tǒng)。

2）賽漢塔拉凹陷斷裂構(gòu)造控制成藏作用：斷裂幕式旋回控制沉積旋回，從而控制生儲(chǔ)蓋的發(fā)育及配置關(guān)系。斷裂的形成演化與圈閉密切相關(guān)，并在油氣成藏過程中提供通道或起遮擋作用。

[1] Lezzar K E, Tiercelin J J, Turdu C L, et al. Control of normal fault interaction on the distribution of major Neogene sedimentary depocenters, Lake Tanganyika, East African rift[J]. AAPG, 2002, 86（6）: 1027-1060.

[2] 漆家福, 肖煥欽, 張衛(wèi)剛. 東營凹陷主干邊界斷層（帶）構(gòu)造幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及成因解釋[J]. 石油勘探與開發(fā), 2003, 30（3）: 8～12.

[3] 任紀(jì)舜, 陳廷愚, 牛寶貴. 中國東部及鄰區(qū)大陸巖石圈的構(gòu)造演化與成礦[M]. 北京：科學(xué)出版社, 1990.

[3] 任紀(jì)舜, 王作勛, 陳炳蔚等. 從全球看中國大地構(gòu)造—中國及鄰區(qū)大地構(gòu)造圖簡要說明[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1999.

[4] 程裕淇. 中國區(qū)域地質(zhì)概論[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1994.

[5] Li J Y. Permian geodynamic setting of Northeast China and adjacent regions: closure of the Paleo-Asian Ocean and subduction of the Paleo-Pacific Plate. Journal of Asian Earth Sciences, 2006, 26（3-4）: 207-224.

[6] 閆文華, 張萬福, 張立新, 等. 二連盆地賽漢塔拉凹陷地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)及目標(biāo)優(yōu)選[J]. 石油地球物理勘探, 2008, 43（1）: 139-145.

[7] 屈曉艷, 楊明慧, 羅曉華, 等. 二連盆地賽漢塔拉凹陷伸展構(gòu)造特征及其控藏作用[J]. 現(xiàn)代地質(zhì), 2013, 27（5）: 1023-1032.

Fault System and Its Control Role for Oil-Gas Reservoir in the Saihan Tal Depression

QU Xiao-yan HE Hong-chun

(1-Sichuan Division, Geological Exploration Center for the China Building Material Industry, Chengdu, Sichuan 610017; 2-College of Earth Science, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

This paper has a detailed discussion on fault system on the basis of careful explanation of seismic profile data of the Saihan Tal depression. The study indicates that oil gas reservoir formation in the depression is controlled by fault system its evolution.

fault system; control on hydrocarbon accumulation; Saihan Tal depression

P618.13

A

1006-0995（2015）01-0068-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.016

2014-05-23

屈曉艷（1987-），女，四川巴中市人，碩士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)