江汉平原东部构造演化对局部构造形成及油气成藏的控制作用

梁 斌，佘晓宇，丁晓辉，孙 颖，龚晓星

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室 长江大学，湖北 荆州 434023; 2.长江大学，湖北 荆州 434023)

江汉平原东部构造演化对局部构造形成及油气成藏的控制作用

梁 斌1，2，佘晓宇1，2，丁晓辉1，2，孙 颖1，2，龚晓星1，2

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室 长江大学，湖北 荆州 434023; 2.长江大学，湖北 荆州 434023)

研究区位于中扬子板块东北部，处于东秦岭—大别山和江南—雪峰2个造山带及其前陆冲断带联合而成的复合盆山体系中，区域构造演化具有构造应力场的多重性、构造活动的多期性、构造变形的多层次性等特点，具有“两山夹一盆”的区域地质结构，整体具有对冲干涉、南北分带、纵向叠置的结构特征。通过对工区二维地震资料解释与研究，通过平衡剖面技术深入构造演化及变形特征的研究，分析构造演化对区内局部构造分布规律及油气成藏的控制作用。

构造演化;平衡剖面;地震解释;展布规律;油气成藏

1 区域地震地质大剖面构造演化分析

2006－LH大剖面位于江汉平原区东部，南起湖南临湘，北至湖北黄陂，测线方向大体呈北北东向，跨越中扬子及其南北造山带，包括雪峰—江南造山带，八面山—大磨山弧形构造带、川东北—大冶对冲干涉带、大巴山—大洪山弧形构造带以及秦岭—大别造山带。依据区域资料及平衡剖面原理分析其演化过程，大致经历了以下4阶段，即:印支期及以前的大隆大坳构造演化阶段、早燕山的冲断背斜发育阶段、晚燕山—早喜山期的拉张断陷阶段以及晚喜山期的弱挤压阶段。测线位置见图1。

1.1 印支期及以前大隆大坳构造演化阶段

上三叠统沉积前，全区总体是以差异隆升为主，造成3个区域性的平行不整合面，加里东运动造成志留系全区遭受剥蚀，泥盆系与志留系之间的平行不整合;东吴运动造成上、下二叠统之间平行不整合。发生在三叠纪中、晚期的印支运动造成剖面上珂理构造以南的地区局部隆起—洪湖隆起。

1.2 早燕山冲断背斜发育阶段

侏罗系沉积末期，南、北2个造山带开始强烈运动，在2个方向挤压应力的共同作用下，底部塑性层内的浅变质结晶基底首先拆离，形成基底拆离滑脱面。挤压应力沿基底拆离面向前传递。随着挤压应力的增强，在传递过程中，沉积盖层挠曲，挤压冲断，形成逆冲断层及断层相关褶皱。根据应力作用先后细分为2个阶段。早燕山早期，南部的江南—雪峰造山带处于强烈的造山运动中，产生的挤压应力由南向北向前传播，产生了由南向北的逆冲断裂，局部伴随形成反冲断层，构成背冲式“Y”字型断裂组合，形成背冲构造。由于介质条件的差异，产生层间拆离，形成双重逆冲构造，离造山带越近受力越大，变形越强，应力传至珂理地区，形成了珂理构造，但变形已相对减弱，珂理以北的簰洲地区处于南部造山系的构造相对稳定带或盆内形变消减带，变形更弱，为平缓简单褶皱构造。早燕山期末期，当江南—雪峰造山带强烈造山即将结束时，北部的秦岭造山带向南开始强烈挤压，形成一系列由北向南逆冲的襄广断裂和京山断裂等，由于受南部先成构造的阻挡，一方面，对先成构造进行改造，一方面挤压应力减弱，在簰洲地区形成北部造山系的构造相对稳定带或盆内形变消减带，从整个剖面来看，簰洲地区位于对冲断层的下盘，处于南、北造山系共同的形变消减带，变形较弱，形成宽缓简单褶皱。之后，簰洲—珂理地区还由于洪湖—湘阴断层的走滑，产生了左行扭动变形，使局部构造的走向发生了改变。

图1 LH地震地质(NE向)构造演化

1.3 晚燕山—早喜山期拉张断陷阶段

白垩系沉积之前，全区遭受剥蚀，剖面显示南、北靠近造山带的地区，前震旦纪地层基底已露出地表，但中部簰洲—珂理地区还保留有较厚的侏罗系地层。白垩—第三纪，该区转为伸展环境，构造反转，先成的压扭性大断裂、挤压逆冲断裂首先反转，如襄广、京山、及珂理构造北部的大同湖断层等均发生了反转，形成半地堑或“箕状”断陷。随着盆地的伸展，形成次级张性断层，最终形成现今“垒、凹”相间的盆地格局。

1.4 晚喜山期弱挤压阶段

晚喜山期，由于西部印度板块对欧亚板块的强烈碰撞和东部太平洋板块运动方向的改变，构造再次反转，中扬子区总体表现为隆升挤压［2－3］，该剖面上新近系主要表现为坳陷型沉积，挤压作用很弱，从剖面上看，上、下第三系之间存在角度不整合，但未形成新的挤压断层，平衡剖面恢复时未予考虑。该期挤压和变形虽然较弱，但可能使晚燕山—早喜山期形成的张性断层闭合，有利于油气保存。

在不同时期的变形量反映出，在喜山时期总体处于1种弱挤压状态，变形量相对较小，而主要的变形量则集中在燕山早期。根据对剖面分析，其原因主要是剖面的长度不同，如2006－LH剖面，剖面的北部没有中生界，因此中生界变形量计算只是南段的表现，所以缩短量较小，如果去掉北段剖面中仅存新生界的情况，对于中新生界共存的情况下，总体表现为燕山晚期变形比较强，喜山期变形稍弱。从图1可以看出在侏罗纪和燕山期总体表现为西部变形量较大，东部变形较小，而喜山期差别不太明显。

结果表明，燕山晚期和喜山期江汉盆地处于弱挤压状态，构造变形量相对较小，并且喜山期变形稍弱于燕山晚期，而主要的变形量集中于三叠上统沉积前和侏罗纪末第二幕2个时期。平面上盆地西部变形量较大，东部变形量相对较小。盆地中、新生代的演化划分为3个主要阶段:燕山早期强烈挤压与同生变形阶段，燕山晚期构造反转，伸展断陷阶段，喜山期区域性弱挤压抬升阶段。

2 构造演化对局部构造形成与展布的影响

2.1 早期南部江南—雪峰滑脱推覆构造发育阶段

太平洋板块向北东方向的漂移和俯冲作用，以江南—雪峰造山根带向北东，主要以基底内幕拆离面和志留系内部滑脱面为主，推覆体内部受到强烈挤压褶曲形成，整体表现为志留系以上地层多层叠覆，形成工区西南部南东向的构造带，见江汉平原东部构造分带图(图2)。沿基底内幕拆离面推覆体向北东方向推进，前锋端受对冲构造的阻挡，推覆体地层由低角度转为高角度抬升，前锋处主断层下方形成对冲构造，前锋处形成逆掩滑脱构造，在基底内幕滑脱面抬升的转折点处分叉出多条断层，形成逆掩构造楔。推覆体内部在志留系内部滑脱面作用下，形成3套志留系以上地层的叠加、褶曲，多见逆掩构造楔。在推覆体内部的2个志留系滑脱面形成双重构造，推覆体内顶部滑脱层形成逆冲叠瓦构造。南部推覆体整体受多层滑脱面的影响，地层叠置重复，内部构造变形强烈，构造样式较多。总体而言，在江南滑脱推覆带中，构造组合围绕着基底滑脱面，分解成上部碟式构造、叠瓦构造－中部双重逆冲构造－下部叠瓦掩冲式的构造组合，后缘基底逆冲至地表，并携带有盖层断片(飞来峰)。上部构造组合早期为向北逆冲的叠瓦单冲构造，后产生反向逆冲形成了碟式构造，即为叠瓦－碟式构造复合;中部构造由于滑脱推挤产生的双重构造，后由于前断强烈仰冲，形成了双重逆冲－仰冲构造组合。

图2 江汉平原东部局部构造分带

2.2 北部秦岭—大别山推覆构造发育阶段

随着华南、华北板块的碰撞，东秦岭—大别造山并产生由北东指向南西的挤压应力，由于此时南部弧形构造体系已具雏形，因此来自北东方向的挤压应力在向前传递过程中，受到了南部弧形构造的阻挡，在对先成构造进行强烈的改造破坏的同时，产生了沿南部弧形构造前缘的走滑逃逸，形成了现今所见区内北部秦岭—大别山推覆构造。在该逆冲推覆前缘是以靠近造山带根部的深部基底内幕拆离面和志留系底面为主滑脱面共同作用形成的滑脱推覆构造体系。在推覆体的前锋部位，滑脱面抬升的转折点处(称为主拆离口)，分叉形成多种构造样式，包括逆冲叠瓦构造、竹劈构造，在主滑脱面的下方形成反向构造，推覆体内部见到双重构造和背冲构造，其中以竹劈构造楔和叠瓦逆冲构造为主［4－6］。整体看来，以造山根带向南西，主滑脱面由缓角度至高角度抬升切穿多层沉积岩，在白垩统底界面断层结束。推覆体内部同时发生强烈断裂褶曲，在推覆体前锋主断层下方多形成反向构造楔，前锋位置形成逆冲叠瓦构造，在主滑脱面抬升转折点处形成竹劈构造，在推覆体内部沿志留系内部滑脱面滑脱及强烈挤压断裂，形成双冲构造、背冲构造，志留系以上地层多重叠覆。在北部推覆带的中带和锋带构造单元里，构造组合围绕着以浅变质岩基底为主拆离滑脱面、盖层多层滑脱的叠瓦构造－双重逆冲构造－竹劈构造－三角构造楔的组合，由北部山带向盆内递进构造变形，后缘叠瓦单冲演变为反冲碟式的构造复合，白垩纪中晚期构造负反转导致逆冲断裂回滑形成沉积层系上部多个张性正断层产生，构成阶梯式的鹿角构造再次复合。

2.3 北东向弧形构造及张性构造发育阶段

随着太平洋板块继续活动，其漂移方向也逐渐转为北西向，中扬子区挤压应力也由早期的北东向转为由南东向北西太平洋板块继续俯冲，在工区南东部形成北东向的构造线。晚燕山—喜山期，应力反转所形成的反转构造［7］，主要对该阶段板块俯冲后期形成的北东走向的断层作用，形成了一系列张性构造和负反转构造，形成了多种伸展改造构造样式，向北西伸展作用逐渐减弱，仅发育若干小型白垩—第三纪断陷盆地。

3 构造演化对油气成藏的控制作用

江汉盆地平原海相共有上震旦统、下寒武统、下志留统龙马溪组、二叠系和下三叠统大冶组5套主要的烃源层系［1］，其油气运移均明显受控于构造的演化过程。

早燕山期为本区局部构造的主要形成期，由于南、北造山带的逆冲挤压，形成南、北2个弧形构造体系，奠定了该区中、古生界的基本构造格局。早燕山运动早期强烈挤压使印支期形成的低幅度宽缓褶皱规模增大，储集空间的增加有利于更多油气聚集，这一时期是志留系—三叠系油气主要运移、聚集时期。早燕山运动末期，随着构造运动进一步加强，逆冲断裂的出现切割、改造了背斜构造，使已聚集的油气重新分配。同时，构造运动使研究区隆升300～4 000 m，造成隆升区上三叠统—侏罗系区域盖层被剥蚀，储层暴露地表，甚至被剥蚀殆尽而成为自由水交替区，对早期原生型油气藏有极大的破坏作用。

晚燕山运动至喜马拉雅期运动早期，研究区处于由挤压应力场转变为拉张应力场的构造反转阶段。这一阶段既未能沉积具备封盖条件的新地层，又有拉张活动使先存圈闭中的油气被调整、散失，致使大部分地区早期原生型油气藏难以保存。

喜山期由于西部印度板块对欧亚板块的强烈碰撞和东部太平洋板块运动方向的改变，构造再次反转，总体表现为隆升挤压。扬子区位于相对稳定带，构造作用较弱。中扬子江汉盆地由断陷转为坳陷沉积，变形较弱，本期构造运动使晚燕山期形成的张性断层发生闭合，有利于晚期成藏。

从白垩纪末期—古近纪初开始沉积具备封盖条件的巨厚泥岩、膏岩和盐岩，为油气调整聚集提供有效封盖。同时，这一沉积建造促使海相烃源岩开始二次生烃，使后期生成的油气及陆相烃源岩生成的油气可以在潜山带或白垩系—第三系圈闭内聚集成藏。但由于正断裂在白垩纪—第三纪期间的持续活动，影响了保存条件的完整性，限制了油藏的规模。晚燕山期以来的构造负反转对复背斜带影响最大，复背斜带多被张性断层切割，上古生界的圈闭多被破坏成断块［8－9］，而复向斜带内，尤其是斜坡带上张性断裂发育程度较差。部分背斜型圈闭构造虽然受到张性断裂的破坏和改造，但总体上保留有背斜、断背斜式或断鼻圈闭的面貌，仍有利于油气的聚集与保存。

4 结论与认识

根据研究区海相中古生界的二维地震地质剖面及利用平衡剖面技术分析区域大剖面，进行构造演化的研究，认识到区内受南北造山多期、幕构造变形作用，主要经历早期南部江南—雪峰滑脱推覆构造发育阶段、北部秦岭—大别山推覆构造发育阶段和北东向弧形构造及张性构造发育阶段作用，形成了现今的构造展布特征。雄厚的物质基础、强烈的多期改造和复杂的热体制，决定了该区多期生烃、多期运移、多封闭系统、多期成藏及多期改造的客观条件，强调多期生烃与晚期成藏的有效性。

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The control action of tectonic evolution on formation of local structure and hydrocarbon accumulation in eastern Jianghan plain

LIANG Bin1，2，SHE Xiao－yu1，2，DING Xiao－hui1，2，SUN Ying1，2，GONG Xiao－xing1，2
(1.MOE Key Laboratory of Oil and Gas Resources and Exploration Technology，Yangtze University，Jingzhou，Hubei434023，China; 2.Yangtze University，Jingzhou，Hubei434023，China)

The study area is located in the northeast of the Middle Yangtze plate，in a composite basin range system formed by two orogenic belts of East Qinling－Dabie and Jiangnan－Xuefeng mountains as well as their foreland thrust belts.The regional tectonic evolution is characterized by multiple tectonic stress field，multi－stage tectonic movement，and multiple level of tectonic deformation，showing regional geologic structure of“two mountains holding one basin”，generally presented as ramp interference，northsouth zonation and vertical superposition.The control action of tectonic evolution on local structure distribution and hydrocarbon accumulation has been analyzed based on 2D seismic interpretation and research for the study area and using balanced section technique to deepen the research on structural evolution and deformation characteristics.

tectonic evolution;balanced section;seismic interpretation;distribution;hydrocarbon accumulation

TE121.1

A

1006－6535(2012)03－0046－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.03.011

20110914;改回日期:20120223

中石化江汉油田分公司“江汉平原东部海相二维地震资料解释”(20091010)

梁斌(1985－)，男，2008年毕业长江大学数学与应用数学专业，现为该校地球探测与信息技术专业在读硕士研究生，主要从事地震地质方面研

编辑张 雁