塔里木盆地麦盖提斜坡构造样式分析
2016-06-18徐征遥
史 政,徐征遥
(1.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所,江苏 无锡 214126;2.中国石化 西北油田分公司 采油一厂,新疆 轮台 841600)
塔里木盆地麦盖提斜坡构造样式分析
史政1,徐征遥2
(1.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所,江苏 无锡214126;2.中国石化 西北油田分公司 采油一厂,新疆 轮台841600)
摘要:麦盖提斜坡是塔里木盆地西南部的一个二级构造单元,经历多期构造变形作用,基底构造形迹或基底断裂带、多期构造运动和应力场转换、区域滑脱层等因素控制了构造变形及其迭加。从构造成因角度,其构造样式可划分为挤压构造、走滑(转换)构造、盐相关构造和岩浆岩构造等4大类,每大类还可进一步细分为多个亚类。多期的构造运动在形成新构造的同时,改造前期的构造,形成复杂多样的组合方式,剖面组合上划分为基底断层—膏盐岩增厚—背冲断层型、先存隆起—披覆背斜型、背冲断块潜山—披覆背斜型、岩浆底辟—披覆背斜型、基底卷入型断裂—反向/同向背冲盖层滑脱叠置型、走滑断裂—浅层盖层滑脱型及叠瓦状构造等7种类型。
关键词:构造样式;麦盖提斜坡;塔里木盆地
构造样式分析是含油气盆地构造研究中的基础内容之一。王燮培、刘和甫、吴根耀等[1-3]以及哈丁和劳威尔等对构造样式分类的原则、方法和意义等进行了深入的阐述。塔里木盆地经历了多旋回盆地的迭加及多期次构造运动,多期次的构造变形作用形成了多类型的构造样式[4-5]。麦盖提斜坡是塔里木盆地的一个二级构造单元,众多研究者分析了可能的圈闭条件[6-13],指出麦盖提斜坡具有有利的油气运聚和保存条件,但开展构造变形和圈闭类型的研究较少。本文根据最新的勘探资料,从构造成因的角度对麦盖提斜坡进行构造样式分析,以期为该区地震解释和圈闭类型分析提供依据。
1地质背景
麦盖提斜坡位于塔里木盆地西南部,是一个整体向西南倾斜的二级构造单元。其西北、东北分别以断裂为界与柯坪断隆和巴楚隆起相邻,西南与西南坳陷相接,东南部与塘古孜巴斯凹陷过渡(图1)。
塔里木盆地是在前南华系基底基础上发展起来的大型叠合盆地,其发展受古亚洲构造域和特提斯构造域的制约,经历了3大伸展聚敛旋回,6个阶段的构造演化,形成了Nh-O、S-D2-1、D3-P2、P3-T、J-E和N6个构造变形层[14-19](图2)。麦盖提地区沉积构造演化受盆地多旋回演化的制约,经历了加里东期—海西期塔西南—和田古隆起北倾斜坡、海西中晚期整体沉降、印支—燕山期整体抬升以及喜马拉雅期随塔西南陆内前陆盆地的发育调整成为向西南倾的构造斜坡的演化过程[9]。与多期构造演化相关,麦盖提斜坡地层分布总体表现为下古生界由南向北、由西向东加厚的楔状体,石炭—二叠系调整为由北向南、由东向西沉积加厚的楔状体,新生界则进一步发展为由北向南、由西向东加厚的楔状体,地层序列如图2。其中中寒武统和古近系底部膏盐岩层是2套区域滑脱层。受不同期区域应力场、火山活动、区域性塑性地层等因素的影响,不同层系构造变形特征差异较大。
图1 塔里木盆地麦盖提斜坡构造位置
图2 塔里木盆地麦盖提地区地质结构、地层界面构造运动期次
2构造变形样式
2.1构造变形样式
从构造成因角度[21-24],可将麦盖提地区构造样式分为挤压构造、走滑(转换)构造、盐相关构造和岩浆岩构造等4大类,每大类还可进一步细分为多个亚类(表1,图3)。
2.1.1挤压构造
挤压构造由不同产状的逆冲断层及褶皱有规律地组合而成。根据前震旦系基底是否卷入构造变形,则又可以分为基底卷入型和盖层滑脱型2类。进一步主要细分为冲断层、滑脱断层、逆冲断裂带、背冲断块、断背斜、断层相关褶皱、冲起构造与逆冲三角带(图3)。冲起构造与背冲断块相似,区别即为基底卷入与否。如果两条逆冲断层背向倾向组合则称为背冲构造,由于背冲逆断层位移使公共上盘断块向上抬升,也称为冲起构造(图4)。
表1 塔里木盆地麦盖提地区主要构造变形样式分类
图3 塔里木盆地麦盖提地区主要构造变形样式特征
图4 塔里木盆地冲起构造变形样式(玉东4构造)
相反2条逆冲断层相向倾向,称之为对冲构造,对冲断裂将其各自的上盘逆冲到公共下盘之上,使公共下盘断块向下陷落,在其深层有一条近水平的逆断层将其连接在一起,构成逆冲三角构造,如玉东3构造带。
2.1.2走滑(转换)构造
走滑构造变形样式是作为转换构造形式而存在,通常也称作“撕裂断层”,即由于转换构造两侧逆冲断层的逆冲断距或是逆冲位移速率不一致,转换构造两侧地层不协调的运动、位移导致[25]。这种走滑转换构造在麦盖提斜坡东部—塘古孜巴斯凹陷西段北东走向逆冲断裂带普遍可见。这种“撕裂断层”表现为一条主干断裂和数条分支断裂组成的花状走滑构造样式(图5)。
2.1.3盐相关构造
盐相关构造样式与膏盐岩的塑性流动变形有古近系膏泥岩层系只在局部构造发育,以皮山北1井最为明显,其余只发生轻微增厚变形,未出现大规模滑脱变形。
图5 塔里木盆地走滑转换构造变形样式(玉东3)
总体而言,麦盖提斜坡膏盐岩变形不强烈,未出现大规模的盐构造变形,大致可分为2类:一是呈丘形增厚的盐枕,其上发育盐背斜构造,麦盖提中部中下寒武统发育(图6a);另一种是盐滚构造,主要由残留盐体组成,在地震剖面上形似三角形,盐滚构造主要发育于中下寒武统膏盐岩层系(图6b)。盐相关构造分别在盐上和盐下形成相应的断块、背斜或断背斜等构造,可形成相应的油气圈闭。
2.1.4岩浆岩构造
2.2构造组合形式
从构造成因的角度,将麦盖提地区的构造样式划分为以上4种基本类型,这些构造样式迭加、复合、改造等形成了复杂的构造组合,剖面上组合方式主要发育以下7种类型[4,26-28](图7)。
2.2.1基底断层—膏盐岩增厚—背冲断层型
该类型是麦盖提东部最常见的组合形式,典型构造样式发育在玛南断裂带。地震解释表明,在中下寒武统膏盐岩发生比较明显的塑性流动和聚集增厚的地区,深层一般都发育一定规模的基底逆断层,这也说明早期的基底先存断裂对膏盐岩的流动过程具有一定的控制作用。中下寒武统膏盐岩的塑性流动和聚集增厚同时又控制了上覆地层的构造变形过程,上覆逆冲断裂在膏盐岩顶部或内部发生滑脱,上盘的反冲断裂造成断块体上隆,形成冲起构造,再被更晚的石炭系地层覆盖形成披覆背斜。地层隆起幅度较大时,遭受剥蚀作用,则会形成潜山+披覆背斜型构造组合样式。
2.2.2先存隆起—披覆构造型
先存隆起—披覆构造是麦盖提东南部构造组合样式之一。麦盖提东南部为和田古隆起东翼,在奥陶纪发育的古隆起上,志留系、泥盆系、石炭系地层披覆,构成了隆起—披覆背斜构造。
2.2.3背冲断块潜山—披覆背斜型
麦盖提斜坡发育北东走向断裂带,如玉东断裂带、玛南断裂带、皮山北2南断裂带、玉北8断裂带等发育背冲断块潜山—披覆潜山构造。下古生界地层受逆冲断裂及其反冲调节断裂控制,形成背冲断块隆起出露,后期石炭系披覆沉积,形成潜山及上覆披覆背斜。此种类型构造组合样式是在早期背冲断块顶部碳酸盐岩抬升形成残留高地,后期地层覆盖其上形成披覆背斜。
图6 塔里木盆地盐滚相关构造变形样式
图7 塔里木盆地玉北地区主要构造变形样式组合特征
2.2.4岩浆岩底辟—披覆背斜型
岩浆岩沿断裂或裂缝等通道上涌,在浅部地层内冷却形成岩浆底辟,受其上涌产生的应力作用,上覆地层可能发生褶皱,形成岩浆底辟—披覆背斜型构造组合样式。岩浆底辟顶部地层可能发生局部伸展作用,发育规模较小的正断层,构成岩浆底辟+伴生断裂型组合样式,如皮山北1井具有此类构造样式。
2.2.5基底卷入型断裂—反/同向背冲盖层滑脱叠置/并列型
基底卷入—盖层滑脱型构造按基底卷入构造和盖层滑脱构造发育倾向和位置关系,可分为同向上下叠置型和反向上下叠置型。按照发育程度和位置关系可分为上下叠置型和左右并置型,其区别主要是依据基底卷入构造的发育程度。这种不同的组合关系可能会形成不同样式的圈闭类型。
2.2.6走滑断裂—浅层盖层滑脱型
走滑断裂主要是以走滑转换的形式存在于震旦系—下寒武统地层,逆冲推覆断裂在中下寒武统膏盐岩中滑脱,推覆距离大,并在上盘形成断层相关褶皱。二者上下叠置形成了走滑断裂—浅层盖层滑脱型构造组合样式。
2.2.7叠瓦状构造
叠瓦状构造主要发育在麦盖提东部和塘古孜巴斯凹陷西段。平面上发育多排北西、北东走向构造带,向东南逆冲,将上寒武统—中下奥陶统和上奥陶统切割成一系列的冲断片,呈叠瓦状排列,向上被下石炭统巴楚组底面削截。断层上盘形成断层传播褶皱[29]。
3构造形成控制因素
3.1受多期构造运动和应力场转换的控制
3.2受先存基底构造形迹或基底断裂带控制
主要表现在两方面:一是膏盐岩层滑脱构造受基底断裂控制。由于基底断裂的存在,使其成为应力薄弱带,盖层滑脱断裂容易沿着基底断裂发育的位置继续发育。大量剖面解释分析表明,滑脱层膏盐岩聚集与基底断裂发育关系密切,盐构造发育的位置均有先存基底断裂(图4-6)。基底断裂活动程度越大,变形越复杂,盐构造发育程度越高。二是滑脱逆冲方向与基底断裂有关,表现为基底断裂和盖层滑脱断裂主逆冲方向的一致性。
3.3断裂分层性受区域滑脱带控制
中寒武统阿瓦塔格组膏盐岩是塑性地层,寒武系断裂向上多终止于阿瓦塔格组膏盐岩层中,部分终止于中下寒武统内,奥陶系断裂向下也多终止于这套膏盐岩层系,表明膏盐岩控制了这2套地层内的断裂延伸范围。
3.4受火山活动的控制
早二叠世晚期,古特提斯洋向北俯冲,形成塔里木陆块南缘岩浆弧[30],板块内形成弧后克拉通内裂谷,以裂谷中心的基性岩侵入和喷发为特征,形成寒武系、奥陶系、石炭—二叠系的侵入岩和二叠系上部的火山岩,可以形成岩浆岩底辟构造,以及岩浆岩坍塌,在岩浆岩主体顶部形成小型的断陷,形成塌陷构造。
4结论
塔里木多旋回盆地演化历史制约了麦盖提斜坡多期复杂的构造变形,形成复杂多样的构造变形样式;从构造成因角度可划分为挤压构造、走滑(转换)构造、盐相关构造和岩浆岩构造4大类。多期构造的迭加、改造形成复杂的构造组合,依据剖面组合形式可进一步划分为基底断层—膏盐岩增厚—背冲断层型、先存隆起—披覆背斜型、背冲断块潜山—披覆背斜型、岩浆底辟—披覆背斜型、基底卷入型断裂—反向/同向背冲盖层滑脱叠置型、走滑断裂—浅层盖层滑脱型、叠瓦状构造等7种类型。这些构造变形作用受先存基底构造形迹或基地断裂带、应力场转换以及区域滑脱带等因素控制。
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(编辑徐文明)
Structural pattern of the Maigaiti Slope in the Tarim Basin
Shi Zheng1, Xun Zhengyao2
(1.WuxiInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China;2.No.1OilProductionPlant,SINOPECNorthwestCompany,Luntai,Xingjiang841600,China)
Abstract:The Maigaiti Slope is a secondary structural unit in the Tarim Basin, which underwent multiple tectonic movements. The stacking of structural deformation was controlled by basement structures or faults, multiple tectonic movements, stress field transition and regional detachment levels. According to the structural origin, the structural pattern in the study area can be divided into compressional, strike-slip, salt-related and magmatic structure, and each of them can be subdivided into several subtypes. The multiple tectonic movements led to the transformation of pre-existing structures and the formation of new structures. Various tectonic patterns were observed, including basement faults-increasing gypsum salt bed-back thrust, pre-existing uplift-draping anticline, pop-up block hill-draping anticline, magma diapir-draping anticline, basement-involved fault-synthetic/antithetic cap rock detachment, strike-slip fault-shallow detachment, and imbricate structure.
Keywords:structural pattern; Maigaiti Slope; Tarim Basin
文章编号:1001-6112(2016)03-0333-07
doi:10.11781/sysydz201603333
收稿日期:2015-09-01;
修订日期:2016-03-29。
作者简介:史政(1984—),女,硕士,工程师,从事油气储层地质研究。E-mail:shizheng.syky@sinopec.com。
基金项目:国家科技重大专项(2011ZX05002-003)资助。
中图分类号:TE121.2
文献标识码:A