塔里木盆地玛扎塔格断裂带构造特征及其油气地质意义

郭颖 汤良杰+余腾孝 李九梅 岳勇

盆地与油藏研究中心，北京102249； 3中国石化西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐830011）

摘要：根据最新地震资料精细解释成果，建立塔里木盆地玛扎塔格断裂带断裂发育模式，并对断裂活动时代和构造演化过程展开分析。玛扎塔格断裂带具有明显的分层构造特征，同时又具有分段差异性：深层铲式逆冲断裂主要发育在断裂带中、西段，走滑逆冲断裂沿断裂走向自西向东转换为走滑逆冲断裂；浅层铲式逆冲断裂各构造段均有发育。断裂带主要经历了4个构造变形阶段：晚奥陶世—泥盆纪铲式逆冲断裂、二叠纪末—三叠纪继承活动性铲式逆冲断裂、古近纪末逆冲走滑断裂（或走滑逆冲断裂）、上新世末—全新世浅层铲式逆冲断裂。玛扎塔格断裂带在晚奥陶世—泥盆纪和二叠纪末—三叠纪向下滑脱于中寒武统，对烃源岩和储层的沟通作用有限，且对古油气藏具有破坏作用；古近纪末期演化为巴楚隆起的南侧边界断裂，成为天然气运移的有利通道，断裂带中、西段形成较好的断垒构造圈闭，与喜马拉雅期主成藏期具有良好的时空配置关系。

关键词：断裂构造；变形特征；分层差异；分段差异；构造演化；油气地质；塔里木盆地

中图分类号：P542+.3；TE121文献标志码：A

0引言

玛扎塔格断裂带是塔里木盆地腹地少数出露地表的断裂带之一，同时也是反映塔里木盆地内部构造演化历史和隆坳格局变迁的重要窗口[13]。李曰俊等针对玛扎塔格断裂带变形特征和活动时代开展过大量研究工作，认为玛扎塔格断裂带主断裂为基底卷入型，由北倾的玛南断裂及南倾的玛北断裂构成剖面上的反“Y”字型样式[45]，挤压背斜顶部发育沿古近系膏盐层滑脱的浅层逆冲断裂，切截深部断裂并向北逆冲出地表[67]。杨海军等认为，断裂带底部存在以中寒武统膏盐层为滑脱面的深层逆冲断裂[1]，而断裂带东段则发育正花状构造[8]。对于玛扎塔格断裂带活动期次的研究，主要存在以下观点：断裂活动始于中生代，新生代继承性发育[9]；断裂主要活动期为中新世末期，更新世—全新世断裂再次活化[6]；构造带经历了新生界沉积前（白垩纪末）、中新世末和更新世—全新世3次明显的断裂活动[1，5]。

总体而言，现阶段玛扎塔格断裂带断裂解释方案尚存在分歧，构造演化过程不够清晰，一些重要的问题有待深入探讨（图1）：沿断裂带走向，断裂样式是否具有差异；断裂带发生了几期断裂活动；断裂演化在油气成藏过程中的作用是什么。本文结合区域不整合、地层厚度变化以及生长地层样式，利用钻井层位精确标定开展地震剖面精细解析，对上述问题展开探讨，以期深化对玛扎塔格断裂带形成和演化过程的认识，并为今后巴楚—麦盖提地区东段油气勘探提供参考。

1区域地质概况

玛扎塔格断裂位于塔里木盆地西南部，向西与古董山断裂带相连，向东终止于玛东断裂带，构造划分上属于巴楚隆起与麦盖提斜坡的东段分界线（图1）。平面上自西向东，断裂带走向为NWW—SEE逐渐转变为NNW—SSE，延伸长度约140 km。剖面上表现为冲出地表的大型断垒带，断裂具有多期活动特征，构造叠加和改造作用显著[1，9]。

塔里木西南部自古生代以来经历了早—中寒武世被动陆缘、晚寒武世—中奥陶世克拉通内坳陷、晚奥陶世—石炭纪克拉通内挠曲坳陷、石炭纪—二叠纪陆内裂陷和中—新生代前陆盆地等演化阶段[4，6，1012]。玛扎塔格断裂带及邻区地层发育较为齐全，仅缺失侏罗系和白垩系（图2）。寒武系—中奥陶系主要岩性为白云岩、灰岩，其中中寒武统阿瓦塔格组发育膏盐岩，构成研究区深部滑脱层；上奥陶统—泥盆系自断裂带北部和东部向西南方向超覆，沉积泥灰岩、砂岩和泥岩；石炭系—二叠系发育海陆交互相碳酸盐岩和碎屑岩地层，全区稳定连续分布，厚度可达2 000 m；中生界被剥蚀殆尽，仅巴楚隆起中、东部尚残留部分三叠系；新生界由南向北超覆减薄，古近系膏盐层构成研究区浅部滑脱层[1315]。

2断裂构造样式

地震剖面解释成果显示，玛扎塔格断裂带主要发育F1～F3等3条规模较大的断裂，构造变形体现出分层特征，同时沿断裂带走向又具有分段差异性。

2.1玛扎塔格断裂带西段

玛扎塔格断裂带西段为NWW—SEE走向、延伸约40 km的窄变形带，主要发育铲式逆冲断裂和逆冲走滑断裂（图3）。地震剖面上，浅部断裂清晰可辨，深部地震反射质量较差，断裂带南侧中寒武统阿瓦塔格组膏岩盐层汇聚增厚，上寒武统—二叠系向北逐渐抬升且与盐下地层变形不协调，断裂带北侧发育上奥陶统—泥盆系和三叠系生长地层，是推测深部断裂F1存在的有力证据。依据断层相关褶皱理论，铲式逆冲断裂F1和F2分别以中寒武统阿瓦塔格组和古近系膏盐层为滑脱面，由南向北冲断，相对塑性的膏盐层调节了由盐上和盐下断裂活动所引起的变形不协调，并引起上盘上寒武统—二叠系和新生界形成断展褶皱。断裂F3同时具有逆冲和走滑活动特征，断面北倾，倾角超过70°，向上被断裂F2切截，向下错断F1并消失于前寒武系；因逆冲量较大，断裂上盘发育背冲断裂，断垒背斜南翼遭受强烈改造，现今呈北倾单斜构造形态。紧邻断裂带的鸟山东断裂（FN）断面陡倾，分支断裂均具逆断距，构成下窄上宽的正花状构造样式，也从区域上反映了玛扎塔格断裂带西段具有一定走滑分量。

2.2玛扎塔格断裂带中段

玛扎塔格断裂带中段整体走向NW—SE，平面延伸约70 km，断裂带宽度较西段明显增大，构造样式更为复杂，但整体变形程度有所减弱。地震剖面显示，深层铲式逆冲断裂F1和浅层铲式逆冲断裂F2变形特征与断裂带西段基本一致，均由南向北冲断，断面上陡下缓，向上分别断穿古生界和新生界，向下滑脱于中寒武统阿瓦塔格组和古近系膏岩层，盐层之上古生界和新生界发育断展褶皱。断裂F1虽被F3错断，但是通过构造归位仍可以判断，逆冲抬升产生的地形高差是褶皱北翼发育志留系—泥盆系和三叠系生长地层楔的主要控制因素。高角度逆冲走滑断裂F3断面北倾，向上延伸错断断裂F1，并伴生断裂F4等一系列背冲断裂，形成不对称的构造形态，指示其压扭活动性质；背斜顶部新生界略具顶薄翼厚特征，呈微弱褶皱变形，说明断裂F3在新生代晚期仍然具有活动性（图4）。