塔中古隆起擠壓斷裂展布特征及分級

姜萌蕾, 黃生旺，謝寶

塔中古隆起擠壓斷裂展布特征及分級

姜萌蕾1，2, 黃生旺1，2，謝寶1，2

（1. 西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069； 2. 大陸動力學(xué)國家重點實驗室（西北大學(xué)），陜西 西安 710069）

塔里木盆地塔中區(qū)塊受區(qū)域構(gòu)造背景應(yīng)力場分布影響，發(fā)育多期、多類型斷裂。在加里東時期板內(nèi)構(gòu)造活動強烈，由于板塊南部的碰撞從南向南東遷移，構(gòu)造運動形成了一系列逆沖構(gòu)造，逆沖斷層及其分支斷裂發(fā)育，控制油氣運移及構(gòu)造形態(tài)。探討分析了塔中古隆起擠壓斷裂展布特征及分級，為識別研究區(qū)構(gòu)造地質(zhì)背景提供理論依據(jù)。

古隆起； 塔里木盆地； 擠壓逆沖構(gòu)造； 斷裂分級

塔里木盆地位于我國西北新疆維吾爾自治區(qū)南部，周邊為不同時期的造山帶天山、昆侖山、阿爾金山圍繞，是一個由古生界克拉通盆地和中、新生界前陸盆地組成的大型疊合復(fù)合盆地，面積56萬km2。根據(jù)盆地基底頂面起伏特征可劃分出5個隆起構(gòu)造：塔北隆起、巴楚隆起、塔中隆起、塔東隆起和塔南隆起；以及7個坳陷構(gòu)造:庫車坳陷、阿瓦提坳陷、滿加爾坳陷、塔西南坳陷、塘古茲巴斯坳陷、塔東南坳陷和英吉蘇坳陷[1-3]。

塔中隆起位于塔里木盆地中部，是在前震旦變質(zhì)基底上形成的長期發(fā)育的巨型古隆起，為塔里木盆地的一個Ⅰ級構(gòu)造單元。隆起北邊為滿西低梁、阿瓦提凹陷，東為滿加爾凹陷，西至巴楚隆起，南為唐古巴斯坳陷，與南北坳陷突變接觸關(guān)系清楚。

1 擠壓斷裂展布

加里東時期，受南東方向擠壓應(yīng)力的持續(xù)作用，形成了塔中凸起帶，由南至北，分別為塔中央斷壘帶、塔中10號構(gòu)造帶，形成北低幅度褶皺帶三個正向構(gòu)造帶。“Y”或反“Y”字型逆沖滑脫褶彎斷裂發(fā)育[4]。

逆沖滑脫褶彎斷裂是研究區(qū)一種比較重要的斷裂模式，所謂的逆沖滑脫褶彎斷裂指由斷坡、斷坪組成，具有不對稱背斜，與后翼相比，前翼的傾角較陡且寬度較窄。從運動學(xué)原理來講，這類斷層產(chǎn)生的背斜易發(fā)生正向或反向斷層，高點向運動方向偏移。

此類斷層形成的構(gòu)造具有不同的幾何形態(tài)，但大多數(shù)構(gòu)造中都包含多種共同特征，包括：

a、褶曲是非對稱的，與后翼相比，前翼的傾角更大且寬度較窄；

b、向斜軸面對準(zhǔn)斷層末端；

c、深部的褶曲更緊密；

d、斷層的滑移量向上變小，并在褶曲內(nèi)消失。

研究區(qū)內(nèi)斷層的剖面特征比較復(fù)雜，組合形式多樣，塔中Ⅰ號斷裂及其伴生斷裂、斜坡部位的北西西向斷層在剖面上均有不同的表現(xiàn)形式，有“Y”型、反“Y”型的組合模式，有似花狀的組合模式，也有產(chǎn)狀近似直立的斷層模式，有的斷層斷開層位較多，活動期較長，也有的斷層為活動期較短的奧陶系內(nèi)幕層間小斷層。

其中逆沖滑脫褶彎斷裂較為典型，也較容易識別（圖1、圖2）。這類斷層基本都表現(xiàn)了上述模型的幾何特征，且主要發(fā)育在塔中10號帶，塔中10號構(gòu)造帶上斷層發(fā)育特征在剖面上以復(fù)雜的反“Y”字狀為特點。其滑脫面大部分為中寒武的膏巖層，其滑移量至鷹山組沉積末期基本消失，其斷層末端在桑塔木組沉積后期也不再向上發(fā)育，也就是說，塔中地區(qū)的逆沖滑脫褶彎斷裂在志留系沉積前期已基本定型。

圖1 過HT431井主側(cè)線斷層解釋剖面

圖2 過HT462井主側(cè)線斷層解釋剖面

2 擠壓斷裂分級描述

從構(gòu)造發(fā)育史分析表明，鷹山組沉積變形前，塔中地區(qū)沉積較為穩(wěn)定，未發(fā)生明顯構(gòu)造運動，地層呈等厚沉積的特征。至鷹山組沉積末期，受到南北向區(qū)域擠壓應(yīng)力的作用，擠壓逆沖變形，南東向的逆沖滑脫褶彎斷裂發(fā)育，10號逆沖背斜初步形成，暴露地表遭受風(fēng)化剝蝕，此時的地層緩坡帶傾角較小，在構(gòu)造演化圖的比例范圍內(nèi)顯示為7度。到良里塔格組沉積期，地層緩坡帶的地層傾角達(dá)到10度，說明從鷹山組末期到良里塔格組沉積期，區(qū)域擠壓應(yīng)力仍然存在，在此過程中形成了3度的地層傾角變化，逆沖滑脫褶彎斷裂持續(xù)活動。桑塔木組沉積前期的構(gòu)造演化剖面顯示，此時的緩坡帶地層傾角依然為10度，說明從良里塔格組沉積末期到桑塔木沉積早期，構(gòu)造活動相對平靜，至使逆沖滑脫褶彎斷裂活動間斷。桑塔木組沉積后期的構(gòu)造演化剖面顯示，緩坡帶的地層傾角明顯增大至25度，逆沖滑脫褶彎斷裂發(fā)生了最后一次最大的活動，至使10號構(gòu)造帶明顯凸起，桑塔木組沉積地層明顯抬升并遭受強剝蝕[5]。

從平面特征來看，逆斷層為南東走向，縱向較陡，斷開層位大多為志留到中寒武鹽層，斷距在0～970 m之間，研究區(qū)延伸長度從5 km到全區(qū)范圍。逆沖斷裂可劃分成四級。

（1） Ⅰ級斷裂，主要為塔中Ⅰ號斷裂，控制著整個塔中隆起的形成和規(guī)模。塔中Ⅰ號斷裂形成于早奧陶世末期（早加里東運動），先拉張后轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓斷層，是塔中臺地與滿加爾坳陷的邊界斷層。塔中Ⅰ號斷裂具有形成早、定型晚、持續(xù)活動長的特點，早加里東期開始形成，晚加里東－早海西期繼承性發(fā)育，局部持續(xù)至晚海西期。

塔中Ⅰ號斷裂對上奧陶世臺地邊緣礁灘體形成、分布起到了主要控制作用；塔中Ⅰ號斷裂帶與其伴生的逆沖斷裂臺地邊緣局部的微地貌，進(jìn)而控制了沉積微相的變化，與顆?；?guī)r的分布。

塔中Ⅰ號斷裂帶雖然在早海西期后就停止活動，但經(jīng)歷以后多期復(fù)雜的構(gòu)造變形作用，容易形成新生裂縫并造成斷層與斷裂的開啟，促進(jìn)裂縫系統(tǒng)的形成與埋藏溶蝕作用的發(fā)生，改善了儲層的儲集性能，形成碳酸鹽巖孔、洞、縫復(fù)合型儲集體。塔中Ⅰ號斷裂帶及派生的次級斷層、裂縫和微裂縫成為油氣縱橫向運移的良好通道。

多期復(fù)雜構(gòu)造作用使得塔中Ⅰ號斷裂及其伴生斷層的組合特征在本區(qū)也較復(fù)雜，主要表現(xiàn)在：工區(qū)西部，具有典型的反“Y”型構(gòu)造樣式，其特點是斷層根部一條主控斷層所控制，淺層發(fā)育多條次生斷層，且次級斷層往往同時發(fā)育在主控斷層的一側(cè)，主控斷層的活動期相對較長；工區(qū)中部，斷層垂向角度逐漸增大，斷層在逆沖推覆機(jī)制下，呈現(xiàn)出近走滑的特點，在剖面上表現(xiàn)為三條近乎直立且相互平行的三條斷面；工區(qū)東部，斷層漸變至典型的反“Y”型構(gòu)造樣式，同時伴生一條走滑斷層。塔中Ⅰ號斷層在工區(qū)內(nèi)表現(xiàn)出三段式的發(fā)育特點，西部整體表現(xiàn)壓性斷裂特點，中部為構(gòu)造轉(zhuǎn)換區(qū)，東部又表現(xiàn)出壓性構(gòu)造特點（圖3）。

圖3 自西向東塔中1號斷層解釋剖面

（2） Ⅱ級斷裂，在工區(qū)范圍內(nèi)主要表現(xiàn)為沿塔中10號構(gòu)造帶近南東走向的逆沖斷裂。塔中10號帶的逆沖斷裂被級走滑斷裂錯斷較明顯，與塔中Ⅰ號斷裂走向基本一致，為同期受南東向推覆應(yīng)力作用形成，它們基本控制了塔中10號構(gòu)造帶的形成及演化。

（3） Ⅲ級斷裂，沿北部低幅度褶皺帶的一組斷裂，控制了塔中北部低幅度褶皺帶的形成及演化。

（4） Ⅳ級斷裂，基本為Ⅰ級-Ⅲ級斷裂的伴生斷裂，主要表現(xiàn)為發(fā)育規(guī)模小，橫向延伸距離短的特點。Ⅳ級斷裂在本區(qū)縫洞單元的研究中主要起到了溝通縫洞單元及油氣水的作用，從溶蝕型儲層的角度來看，四級斷裂有提供了一個碳酸鹽巖地層遭受流體溶蝕的有利條件。

3 結(jié)束語

分析了塔中古隆起構(gòu)造背景下擠壓斷裂的發(fā)育展布特征及分級類型，確立了在擠壓逆沖背景下，形成北東向另一類重要的斷裂系統(tǒng)。

［1］楊海軍，韓劍發(fā)，孫崇浩，等.塔中北斜坡奧陶系鷹山組巖溶型儲層發(fā)育模式與油氣勘探[J].石油學(xué)報，2011，32(2)：199-205.

［2］張學(xué)豐，李明，陳志勇，等.塔北哈拉哈塘奧陶系碳酸鹽巖巖溶儲層發(fā)育特征及主要巖溶期次[J].巖石學(xué)報，2012，28(3)：815-826.

［3］吉云剛，韓劍發(fā)，張正紅，等.塔里木盆地塔中北斜坡奧陶系鷹山組深部優(yōu)質(zhì)巖溶儲層的形成與分布[J].地質(zhì)學(xué)報，2012，86(7)：1163-1174.

［4］黃玉平，姜正龍，李景瑞，等.塔里木盆地新構(gòu)造運動時期構(gòu)造應(yīng)力方向[J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20(3)：5-9.

［5］李傳新，賈承造，李本亮，等.塔里木盆地塔中低凸起北斜坡古生代斷裂展布與構(gòu)造演化[J].地質(zhì)學(xué)報，2009，83(8)：1065-1073.

Distribution Characteristics and Grading of Thrust Fracture in Tazhong Uplift

1,2,1,21,2

（1. Department of Geology , Northwestern University, Shaanxi Xi'an 710069, China；2. State Key Laboratory of Continental Dynamics, Northwestern University, Shaanxi Xi'an 710069, China）

The block in central Tarim Basin was affected by the regional tectonic stress field distribution, multi-stage and multi-type fractures developed. The strong intraplate tectonic activity appeared in the Caledonian period, due to the collision of Southern block,the migration happened from South to East, the tectonic movement formed a series of thruststructures, thrust fault and its branch faults controlled the oil and gas migration and structure form. In this paper, distribution characteristics and grading of thrust fracture in Tazhong Paleo uplift were analyzed, which could provide a theoretical basis for identifying the structural geological background of the study area.

Paleo uplift; Tarim Basin; compressional thrust structure; fracture grading

2017-04-27

姜萌蕾（1991-），男，碩士研究生，河南新密市人，研究方向：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)。

TE 122

A

1004-0935（2017）07-0665-03