柴达木盆地牛北潜山的形成演化及地质意义

杨春燕 （中石油青海油田分公司，甘肃 敦煌736202）

马新民，石亚军，马峰，乐幸福，王鑫 （中国石油勘探开发研究院西北分院，甘肃 兰州730020）

作为Tapponnier欧亚大陆碰撞效应中 “逃逸模式”的北部边界［1～4］，和青藏高原地质和地理意义上的北部边界［5］，阿尔金造山带及周缘地区的研究历来受到人们的重视，并取得了一大批优秀成果［5～8］。这些成果对于东特提斯域大陆动力学研究及青藏高原的隆升过程模拟具有重要的指导意义。然而，由于各种原因，大部分学者关注的焦点是立足于阿尔金山的演化历史和隆升过程以及阿尔金山、阿尔金断裂对欧亚大陆碰撞和青藏高原隆升运动的响应，而对于作为这一过程重要沉积体现的阿尔金山南斜坡区却较少有人顾及，关于斜坡区的构造－沉积演化和油气成藏过程的研究更少。最新二维地震测线的采集、处理和精细构造解释显示，在阿尔金山南斜坡东段牛北地区发育一个潜山构造，长期以来几乎没有人提及它，直到2010年，易定红等［9，10］依照QY06080地震测线对它进行过一些描述，但由于当时受资料所限，其空间展布，形成过程尚不清楚。2011～2012年，在阿尔金山南斜坡的东坪－牛鼻子梁－鄂博梁Ⅰ号鼻状构造带取得了包括东坪1井、东坪3井、牛1井等一系列勘探突破，多口井获得了工业气流，展现出良好的勘探局面。为了进一步落实山前地质结构、地层展布和圈闭发育情况，青海油田补充采集了一批二维地震测线。新资料及新发现给牛北潜山的研究赋予了重要的现实意义。

1 地质概况

牛北潜山位于柴达木盆地西部北区阿尔金山南斜坡东段，北靠阿尔金山脉，南接东坪－牛鼻子梁－鄂博梁Ⅰ号鼻状构造带 （图1）。新采集、处理和解释地震资料揭示其走向为近东西向，延伸长度约36km，南北宽约6km，垂直高度约2500m。地表露头显示，研究区基底为元古界达肯大板群 （Pt1dk）及古生代－中生代多期中、酸性侵入的闪长岩 （δ）和花岗岩 （γ）组成的复合结晶基底。从东坪1井、东坪3井岩心及区域地层对比来看，牛北潜山的物质组成应该为海西期深成侵入花岗岩 （γ4），其上披覆的沉积盖层为后渐新世地层，主要包括中新统上干柴沟组（N1），上新统下油砂山组（），上新统上油砂山组 （），上新统狮子沟组 （）及第四系七个泉组 （Q1＋2）。潜山两侧与古－始新统路乐河组（E1＋2）、渐新统干柴沟组 （E3）呈断层接触。披覆地层中存在3个角度不整合界面，分别为上干柴沟组（N1）底部、下油砂山组）底部及上油砂山组）底部 （图2、3）。

图1 牛北潜山及所处构造位置 （据E1＋2底界等深度图）

图2 牛北潜山地震剖面特征

2 构造演化

牛北潜山是古生代阿尔金造山带构造活化、地壳深部酸性花岗岩浆向上发生侵入活动的产物，属于阿拉巴斯岩浆弧的一部分。其围岩为元古界达肯大板群 （Pt1dk）。根据花岗岩的形成及侵位机制，当时的埋深至少在3000m以上。之后经历印支、燕山两次大的构造抬升运动之后，逐渐浮出地表，在新生界沉积时期成为一个凸起区，并对新生代沉积、构造演化和油气成藏过程产生了影响。究其形成与发展过程，通过区域演化史分析及构造平衡结果大致可以分为以下几个阶段：

1）晚古生代－中生代，随着阿尔金造山带的活化，地壳深部的酸性岩浆开始向上侵入，冷凝与元古界围岩一起形成古老的盆地基底。花岗岩体当时的埋深应该在3000m以下，之后经历燕山运动，构造抬升，遭受剥蚀，由于花岗岩体抗风化能力较强，在差异分化作用影响下，花岗岩体最终露出地表形成独立凸起，成为新生界沉积之前的一个古凸。

2）进入古近纪，花岗岩体长期以古凸的形式阻隔了凸起两侧新生代地层的沉积，岩体两侧新生地层以高角度上超形式围绕岩体沉积，岩体两侧新生地层层序一致，具有连续性，但厚度向上倾方向减薄。

3）至N1沉积时期，在风化剥蚀及填平补齐作用下，古凸为新生的沉积地层所覆盖，成为潜山，其上沉积地层实现了南北贯通，厚度仍然向上倾方向减薄，与下伏古凸中间呈不整合接触。

4）中新世末期，受阿尔金山右行走滑尤其是祁连山向南弧形挤入的影响，区域挤压应力逐渐增强，加之潜山本身的完整性及其与围岩之间的薄弱界面的存在，为断裂的发育提供了有利条件。潜山在断裂的夹持下快速抬起，成为一个由一组背倾断裂控制的地垒，在潜山西段局部表现为多阶地垒。

5）上新世以来，控制地垒的断裂虽持续活动，但幅度不大，从山前到盆内，地层正常连续沉积，潜山的埋深逐渐加大，成为现今的构造格局 （见图4）。

图3 牛北潜山及周缘地区地层简表 （据东坪1井、东坪2井、牛参1井资料）

3 地质意义

牛北潜山的存在对于柴西北区东坪－牛鼻子梁鼻状构造带具有重要意义，主要表现在3个方面：①控制了新生代尤其是上新世以来该地区的沉积体系展布，形成了有效储盖组合。从E1＋2－Q1＋2，发育多套旋回式砂泥岩沉积，形成3套广覆式储盖组合，分别为基岩风化壳与古近系泥岩配置、E1＋2的三角洲平原砂体与初始湖泛期泥岩配置及E13的三角洲前缘分流河道砂体与最大湖泛面泥岩配置。②促成了局部构造圈闭的发育。潜山的多期活动与断裂及局部高点的形成息息相关，断裂及构造圈闭的发育为油气藏的形成提供了良好的储存空间及遮挡条件。而且潜山的不断上隆增加了鼻状构造带向南倾斜的坡度，有利于其东南侧侏罗系生烃凹陷产生的油气向位于上倾方向鼻状构造带运移和聚集。③在阿尔金山及鼻状构造带之间形成一道天然屏障，使得鼻状构造带的油气藏免受喜马拉雅晚期强烈构造运动的改造和破坏，得以有效保存。东坪－牛鼻子梁－鄂博梁I号鼻状构造带处于阿尔金山与祁连山的交汇部位，是喜马拉雅运动晚期强烈构造运动的应力集中部位，牛北潜山的形成使得晚喜马拉雅运动过程中来自阿尔金山和祁连山的构造应力在潜山附近得到了一定程度的吸收和释放，从而使得位于潜山南侧油气藏的破坏程度大大减弱。

4 结 论

1）牛北潜山的物质组成为海西期花岗岩，是晚古生代酸性岩浆弧的一部分，其实质是中新世末期在阿尔金断裂右行走滑和祁连山向南挤压推覆共同作用下形成的一个地垒。

图4 牛北潜山及周缘地区新生代演化过程图

2）牛北潜山的形成经历了晚古生代岩浆侵入、冷凝－中生代－古近纪古凸起－中新世古潜山－中新世末以来至今的地垒式潜山等几个阶段。

3）牛北潜山的形成与存在对于柴西北区东坪－牛鼻子梁鼻状构造带具有重要意义，对新生代特别是上新世以来该地区的沉积体系展布、有效储盖组合形成，局部构造圈闭的发育、油气运聚及其晚新生代以来油气藏的有效保存具有至关重要的作用。

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