塔中海相碳酸鹽巖疊合復(fù)合盆地構(gòu)造演化

冉亞洲

塔中海相碳酸鹽巖疊合復(fù)合盆地構(gòu)造演化

冉亞洲1，2

（1. 西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069； 2. 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（西北大學(xué)），陜西 西安 710069）

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(zhǎng)期繼承性巨型古隆起，經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化，形成了向西發(fā)散、向東收斂的“帚狀”逆沖斷裂，同時(shí)發(fā)育北東向的走滑斷裂，造成塔中隆起平面上南北分帶、東西分塊的構(gòu)造格局。分析了盆地內(nèi)多期斷裂的成因及期次，以及走滑斷裂展布及發(fā)育模式，探究繼承性古隆起的形成與演化。古隆起斷裂發(fā)育、構(gòu)造復(fù)雜，受多條北西向大型斷裂控制，總體表現(xiàn)為“三隆三凹”的構(gòu)造格局。

塔中； 碳酸鹽巖； 盆地； 構(gòu)造演化； 走滑斷裂

塔中隆起是位于塔里木盆地中部的一個(gè)Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元，是在前震旦變質(zhì)基底上形成的長(zhǎng)期發(fā)育的巨型古隆起，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]。古隆起呈北西走向，西寬東窄的不規(guī)則多邊形，面積約2.2×104km2。古隆起斷裂發(fā)育、構(gòu)造復(fù)雜，受多條北西向大型斷裂控制，總體表現(xiàn)為“三隆三凹”的構(gòu)造格局，同時(shí)控制了地層的沉積與剝蝕，形成了塔中隆起大面積、多期次的復(fù)式混源成藏的特征[2]。

1 多期斷裂系統(tǒng)

塔中地區(qū)受區(qū)域構(gòu)造背景應(yīng)力場(chǎng)分布影響，發(fā)育多期、多類型斷裂。塔中隆起主要存在四期關(guān)鍵的斷裂發(fā)育期，即加里東早期的張性正斷層、加里東晚期壓扭斷裂體系、加里東末期-早海西期左行走滑斷裂及二疊系巖漿刺穿斷裂等四個(gè)發(fā)育期[3]。加里東早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，主要在塔中東部地區(qū)形成一系列具一定規(guī)模的走滑斷裂，這期走滑斷裂為塔中東部鷹山組、良里塔格組油氣聚集起到一定疏導(dǎo)作用，為油源斷裂；加里東時(shí)期為強(qiáng)烈的板內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)，以褶皺運(yùn)動(dòng)為主，由于板塊南部的碰撞從南向南東遷移，塔中隆起從中奧陶世近南北向擠壓構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)為北西向擠壓應(yīng)力場(chǎng)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(yùn)移及構(gòu)造形態(tài)；海西期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要發(fā)育北東向走滑斷裂，與油氣二次充注時(shí)期相匹配，受多期構(gòu)造活動(dòng)影響，油氣分布復(fù)雜。

1.1 主要斷裂的成因類型、期次

塔中地區(qū)主要發(fā)育3期具有一定規(guī)模的構(gòu)造活動(dòng)。具體來講，加里東時(shí)期，來自南東方向的擠壓應(yīng)力在塔中形成一系列弧形沖斷帶，呈帚狀撒開，南西走向逆沖斷裂發(fā)育，控制整個(gè)塔中隆起帶。海西期，在左旋應(yīng)力的持續(xù)作用下，在擠壓逆沖背景下，形成北東向走滑斷裂系統(tǒng)。

加里東早期：塔中地區(qū)在加里東早期發(fā)生一期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，主要影響塔中東部地區(qū)，在東部地區(qū)形成一系列具有一定規(guī)模的走滑斷裂，在平面上的特征表現(xiàn)為北東走向且被北西走向加里東期的逆沖斷裂切割。從這一期斷裂系統(tǒng)的發(fā)育時(shí)期與油氣運(yùn)移時(shí)期匹配關(guān)系上來看，這期走滑斷層底部油源，為塔中東部鷹山組、良里塔格組油氣聚集起到一定疏導(dǎo)作用。

加里東時(shí)期：這期斷層主要表現(xiàn)為塔中I號(hào)斷裂、塔中10號(hào)帶的逆沖斷裂、塔中低幅度褶皺帶斷裂，以及它們的伴生斷裂，其中I號(hào)斷裂控制了整個(gè)塔中隆起的形成，逆沖斷裂分別控制了10號(hào)帶及塔中低幅度褶皺帶的形成及演化。

海西期：主要為北東向走滑斷裂。海西期斷層以走滑斷層發(fā)育為特點(diǎn)，且在工區(qū)自西向東均有發(fā)育。從前期研究中可以看出，海西期的走滑斷層除了具有剖面上特征的相似性外，在平面組合上也基本保持一個(gè)共性，那就是近乎平行，且有較多的伴生小型走滑斷裂發(fā)育。從成藏的角度來講，這一時(shí)期形成的走滑斷層在活躍期是油氣運(yùn)移的通道，靜止期是油氣藏的切割邊界。

1.2 走滑斷裂的展布特征與分級(jí)

走滑斷裂是研究區(qū)較為重要的一類斷裂類型，其特征表現(xiàn)為，平面上走向均為北北東向到北東向，縱向上產(chǎn)狀直立，斷開層位大多為寒武系上統(tǒng)到志留系，部分到石炭系，延伸長(zhǎng)度10～30 km左右，平面上斷距分析表明，塔中10號(hào)帶上、以及塔中Ⅰ號(hào)斷裂附近走滑斷層斷距較大，斜坡部位斷距相對(duì)較小。

研究區(qū)內(nèi)走滑斷層的剖面特征特點(diǎn)是產(chǎn)狀很陡，近似直立，該組斷層為后期發(fā)育，活動(dòng)期相對(duì)較短，但其在剖面上斷開的層位往往較多，這有利于溝通深層的油氣資源，同時(shí)，該組斷層平面上向北部塔中Ⅰ號(hào)斷裂延伸，橫向上有利于溝通北部滿加爾洼陷的油氣資源，因此，走滑斷裂體系是該區(qū)一組重要的油源斷裂。

分析認(rèn)為，該區(qū)走滑斷層在對(duì)油氣水的控制作用上具有分段性，近塔中Ⅰ號(hào)斷裂附近，斷層斷距大，活動(dòng)強(qiáng)烈，有利于油氣運(yùn)移，在塔中1號(hào)斷層附近走滑斷層的作用主要為油氣運(yùn)移通道。斜坡部位斷層的活動(dòng)相對(duì)較弱，這有利于油氣的聚集成藏，HT10、HT5井就是比較典型的例證（圖1）。在塔中10號(hào)帶上，遠(yuǎn)離塔中Ⅰ號(hào)斷裂，走滑斷層在縱向上溝通了深部的水層，特別是延伸不長(zhǎng)，只在塔中10號(hào)帶上發(fā)育的走滑斷層，更多的表現(xiàn)為水源斷層，對(duì)油氣成藏不利，當(dāng)然，也不排除這類斷層溝通本地深層油源的可能，為本地深層油氣提供向上運(yùn)移的通道。走滑斷裂主要表現(xiàn)為北東向的走滑斷裂，這一期走滑斷裂期次相當(dāng)，走向相同，在油氣運(yùn)移和聚集過程中所起的作用基本一致。從構(gòu)造單元?jiǎng)澐值慕嵌葋碇v，走滑斷裂起到了很好的分塊的作用。從斷層平面組合特征和相互切割關(guān)系來看，斷裂為較晚的一期斷裂，從分級(jí)上，本次對(duì)走滑斷裂分級(jí)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要分了兩級(jí)。

圖1 HT10號(hào)走滑斷層橫切剖面

2 繼承性古隆起

2.1 中奧陶世：古隆起形成期

早期多認(rèn)為塔中隆起形成于奧陶紀(jì)末，鉆井資料與新三維地震表明，塔中地區(qū)中奧陶統(tǒng)一間房組大面積缺失，上奧陶統(tǒng)吐木休克組整體缺失，說明在上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積期前已開始發(fā)育。中奧陶世塔里木盆地邊緣由被動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)化為活動(dòng)大陸邊緣，受此影響，板塊內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)由東西伸展轉(zhuǎn)向南北擠壓，塔中地區(qū)出現(xiàn)撓曲變形，塔中I號(hào)斷裂帶發(fā)生強(qiáng)烈的北東向沖斷運(yùn)動(dòng)，控制了塔中隆起的北東向構(gòu)造格局，形成北東向巨型斷隆。同時(shí)中央主壘帶也開始發(fā)育，塔中隆起發(fā)生強(qiáng)烈的抬升剝蝕，出現(xiàn)廣泛的沉積間斷[3-5]。

2.2 奧陶紀(jì)末期：古隆起定型期

奧陶紀(jì)晚期，在塔中地區(qū)形成強(qiáng)烈的板內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)，以褶皺運(yùn)動(dòng)為主；塔東地區(qū)發(fā)生整體強(qiáng)烈隆升，產(chǎn)生大量剝蝕；中央斷壘帶、10井帶斷裂復(fù)活，形成塔中復(fù)式背斜的基本格局。由于板塊南部的碰撞從南向南東遷移，塔中隆起從中奧陶世近南北向擠壓構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)為北西向擠壓應(yīng)力場(chǎng)，塔中隆起構(gòu)造作用主要集中在東部，構(gòu)造活動(dòng)從西向東遷移。

塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶中西部活動(dòng)微弱，東段仍然有強(qiáng)烈的斷裂活動(dòng)。中央斷壘帶斷裂發(fā)育，但影響范圍有限，塔中整體隆升，并產(chǎn)生廣泛的剝蝕。地震剖面上上奧陶統(tǒng)頂部波組削截現(xiàn)象明顯，奧陶系碎屑巖從南、北凹陷向隆起軸部很快減薄尖滅。志留系沉積前塔中隆起基本定型，形成北西西向巨型的背斜隆起，其后僅發(fā)生局部的構(gòu)造調(diào)整。

由此可見，加里東晚期（奧陶紀(jì)末）塔中地區(qū)繼承中加里東期的構(gòu)造格局，古隆起基本定型。構(gòu)造作用強(qiáng)度自南北向中部增強(qiáng)，構(gòu)造活動(dòng)自西向東遷移，構(gòu)造作用具有繼承性與遷移性。

2.3 志留紀(jì)－泥盆紀(jì)：古隆起改造期

志留紀(jì)-泥盆紀(jì)北昆侖殘余洋盆與南阿爾金洋盆閉合，西昆侖地塊和柴北微陸塊與塔里木板塊碰撞。祁漫塔格洋在泥盆紀(jì)閉合，志留紀(jì)以來南天山洋殼也開始大規(guī)模向中天山隆起之下俯沖，持續(xù)的俯沖碰撞使得塔里木盆地整體處于一種擠壓應(yīng)力環(huán)境。

受塔里木南緣陸-陸碰撞影響，志留紀(jì)末塔中隆起遭受來自西南方向的強(qiáng)烈構(gòu)造作用，志留系頂部遭受剝蝕，砂泥巖段保存不完整，并形成系列北東向走滑斷層。塔中東部抬升，剝蝕量大，殘余厚度在100～600 m，向東減薄直至尖滅。此期志留系寬緩的大斜坡背景沒有變化，奧陶系碳酸鹽巖大背斜穩(wěn)定發(fā)育。

早中泥盆世塔中中西部北東向走滑斷裂帶持續(xù)發(fā)育，造成東西分塊的格局。東西向產(chǎn)生大規(guī)模翹傾，塔中碳酸鹽巖大背斜隆升，塔中東段抬升并向東翹傾，碳酸鹽巖古隆起繼承性發(fā)育，以翹傾運(yùn)動(dòng)與走滑斷裂的改造作用為主。塔中7井區(qū)遭受強(qiáng)烈改造，形成所謂的“向斜谷”，塔中5井?dāng)嗔褞c中央主壘帶也有局部斷裂斜向沖斷改造作用。

2.4 奧陶紀(jì)末期：古隆起定型期

石炭紀(jì)塔中地區(qū)與周邊發(fā)生整體沉降，形成廣泛而且穩(wěn)定的克拉通內(nèi)沉積。石炭紀(jì)末期塔中地區(qū)出現(xiàn)局部擠壓作用，在中央主壘帶、塔中10號(hào)帶有斷裂繼承性活動(dòng)，石炭系頂部小海子組部分地層缺失，產(chǎn)生低幅度構(gòu)造圈閉。晚海西-燕山運(yùn)動(dòng)塔中地區(qū)以多期整體沉降與整體隆升為主，對(duì)碳酸鹽巖古隆起構(gòu)造影響微弱。新生代塔里木盆地克拉通區(qū)進(jìn)入快速深埋期，塔中地區(qū)整體沉降，厚達(dá)2 000 m以上，寒武-奧陶系古隆起深埋，構(gòu)造形態(tài)與分布基本保持不變，繼承性發(fā)育。

3 結(jié)束語

塔中隆起早奧陶世末期為斷塊運(yùn)動(dòng)，晚奧陶世末期以褶皺運(yùn)動(dòng)為特點(diǎn)，形成了塔中寒武系-奧陶系巨型復(fù)式古隆起格局，經(jīng)歷多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)繼承性發(fā)育的大型古生代古隆起，晚古生代至中新生代穩(wěn)定沉降，未受斷裂強(qiáng)烈切割的破壞，古隆起形成早、定型早，與油氣運(yùn)聚相結(jié)合，形成了塔中多層系疊合復(fù)合含油氣盆地的格局。

［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(chǔ)層發(fā)育模式與油氣勘探[J]. 石油學(xué)報(bào)，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(chǔ)層發(fā)育特征及主要巖溶期次[J]. 巖石學(xué)報(bào)，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?jī)?yōu)質(zhì)巖溶儲(chǔ)層的形成與分布[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，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(yùn)動(dòng)時(shí)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(bào)，2009，83 (8)：1065-1073.

Tectonic Evolution of Marine Carbonate Composite Basin in Tazhong

1,2

（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）

Tazhong uplift is located in the central Tarim basin, was formed in the Precambrian metamorphic basement of the inherited giant palaeohighs, has experienced several stages of tectonic evolution, the formation of the West to the East, divergence convergence "broom" thrust fault, and NE trending strike slip faults, resulting in the Tazhong uplift plane on the North and the South East and West block tectonic zone. In this paper, the causes and stages of the multi period faults in the basin were analyzed as well as the distribution and development patterns of strike slip faults. The paleo uplift faults are developed and the structure is complex, which is controlled by a large number of NW faults, and is generally characterized by the tectonic framework of "three uplifts and three depressions"

Tazhong; carbonate; basin; tectonic evolution; strike slip fault

TE 121

A

1004-0935（2017）09-0894-03

2017-04-26

冉亞洲（1990-），男，碩士研究生，研究方向：從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究。