克拉苏地区双滑脱层间构造分段性研究

袁坤平,王岳鹏,商国玺,周红波, 白建朴,李　涛

(1．西安石油大学，陕西西安 710065；2．中国石油东方地球物理公司)

克拉苏地区双滑脱层间构造分段性研究

袁坤平1，2,王岳鹏2,商国玺2,周红波2, 白建朴2,李涛2

(1．西安石油大学，陕西西安 710065；2．中国石油东方地球物理公司)

摘要：库车前陆盆地克拉苏地区双滑脱层间构造是主要勘探目标，但地震资料品质较差，构造变形机理复杂，分段依据不充分，制约了区带评价。通过地质条件分析明确了古构造背景和下滑脱层分布是双滑脱层间构造分段的主控因素，深化了该区各段应力机制及构造变形差异性认识。探索应用了“多种信息相结合、三大构造层一体式”的双滑脱层间构造走滑断裂识别技术，并最终完成了克拉苏地区双滑脱层间构造分段性研究，重新建立了自西往东各区段的构造模式，将克拉苏自西往东划分为5段并完成了区带评价。

关键词：库车克拉苏地区；双滑脱层间构造； 走滑断层； 古构造背景； 构造分段性

1研究难点及方法

库车前陆坳陷克拉苏地区是塔里木盆地“西气东输”的主力气源地。该地区发育典型的双滑脱层构造，分别以古近系膏盐岩及侏罗系煤层为顶部及底部塑性变形层，中间发育白垩系砂岩储集层(图1)，其构造样式、膏盐岩盖层、低孔低渗裂缝型储层、油气运移通道、油气成藏系统等具有明显的分段特征。但是双滑脱塑性层又进一步复杂化了构造变形机理，使得单一地震信息难以较好刻画双滑脱层间构造的分段性，严重制约了勘探开发进程。

克拉苏地区双滑脱层间构造分段性研究主要难点有：①双滑层间构造地震资料品质差；②受古近系膏盐岩及下侏罗系煤系地层双滑层制约，地层错断信息模糊，“浅层”与“深层”断裂难以整体研究；③受喜山晚期南北向强烈逆冲推覆作用，构造叠置严重。

图1　克拉苏地区双滑层间构造示意图

库车前陆褶皱冲断带东西分段性主要表现为走滑断层、侧断坡、转换断层等形式[1]。

前期研究了克拉苏双滑脱层间构造走滑断层发育，但未能详细刻画和描述。因此，本次研究的重点是在分析双滑脱层间构造分段性主控因素的基础上，识别控制构造分段的走滑断层，并最终完成双滑脱层间构造分段性研究。

2地质条件分析

双滑脱层间构造分段性明显受控于滑脱层变形空间及形变机理，因此古构造背景和下滑脱层的分布是控制双滑脱层间构造分段的主控因素。

(1)古构造背景控制了双滑脱层间构造变形空间，并使之产生了分段性。双滑脱层间构造上下两套滑脱层原始沉积背景都表现为陆内坳陷沉积[2-3]，表现为较强的继承性特征；下滑脱层古构造背景基本体现了两套滑脱层初始沉积地貌。在此认识基础上，集成了平衡剖面控制下的古构造恢复技术[4-6]，通过精细解释完成了克拉苏地区及周缘中生界厚度图，并应用印模法[7]完成了滑脱层沉积前沉积古地貌图(图2)。它揭示双滑脱层间构造受北部南天山及南部的温宿凸起、轮台凸起制约，东西各段变形空间差异大，分段特征明显。

图2　克拉苏地区及周缘滑脱层沉积前古地貌图

(2)下滑脱层控制了双滑脱构造变形强度，产生了分段性。物理实验研究证明，下滑脱层厚度是驱动变形的重要参数。煤系地层厚，内摩擦系数小，滑脱性质好，以断背斜构造为主，构造幅度大；煤系地层薄，内摩擦系数大，滑脱性质差，以突发构造为主，构造幅度宽缓。

3技术方法

本文探索了以“多种信息相结合、三大构造层一体式”综合分析为核心的双滑脱层间构造走滑断层识别技术。“多种信息”指的是地表信息、非地震信息及地震信息；“三大构造层”指的是盐上构造层、盐变形构造层及盐下构造层。

(1)综合利用地表信息与浅层地震相干信息，确定克拉苏地区“浅层”走滑断层。克拉苏南北边界处地表水系的横向垂直错断迁移特征明显，都表现为明显的左行压扭走滑特征。受控于边界左行压扭作用，区内山体错断特征明显。遥感解释表明，克拉苏地区浅层走滑断层呈典型的“西段左行东段右行”的特点(图3)。结合克拉苏地区浅层地震资料品质较好的特点，利用相似系数算法计算得到克拉苏三维吉迪克组底面相干属性图，与地表信息分析得到的“浅层”走滑断层信息高度一致。以此为基础可准确厘定克拉苏地区“浅层”走滑断层。

图3　克拉苏地区地表走滑断层示意图

(2)综合利用非地震与地震信息，明确“深层”双滑脱层间构造走滑断层位置。库车前陆褶皱冲断带上延8 km重力线性异常图及小子域滤波[8-9]断裂信息图(图4)，清楚反映了克拉苏双滑层间构造以走滑断层相互错断，分段特征明显。同时在双滑脱层间构造地震资料品质较好区开展相干体及切片分析，用以验证非地震识别走滑断层成果。结果表明双滑脱层间构造边界走滑断层与非地震信息提取的结果高度一致，从而明确了“深层”双滑脱层间构造走滑断层位置。

(3)综合利用“浅层”、“深层”走滑信息，建立双滑脱层间构造走滑断层模式。浅层及深层走滑断层平面展布特征高度一致，充分说明走滑断层并不只是终止于滑脱层面，而是表现为浅层、深层走滑断层层具有高度继承的特征。前期一些学者的研究证实，基底断层的活动会在盖层中产生弱势区，有利于盐体发生侵入作用，在盖层中形成压实和和差异负载作用，因而盐下断裂对上覆盐构造的形成与演化具有重要的控制作用[10-11]。盐下断裂可以决定盐构造的发育位置和形成过程,反过来盐构造也可以影响盐下断裂的运动方式。

图4　克拉苏地区双滑层间构造小子域滤波断裂信息图

4克拉苏地区走滑断层构造特征

依据南北向走滑断层将克拉苏构造划分为五大段，分别为阿瓦特段、博孜段、大北段、克深段、克拉3段(图5)。

(1)阿瓦特段：右行走滑，垂直挤压、高角度大幅度逆冲抬升，形成典型的双层楼结构，构造发育表现为系列短轴断背斜；

(2)博孜段：右行走滑，垂直挤压、重力载荷、逆冲传播，南部构造为长轴状断背斜，北部为短轴状断背斜；

(3)大北段：斜向压扭、逆冲叠置，构造以短轴断背斜为主；

(4)克深段：垂向挤压，后缘逆冲抬升、前缘滑脱收缩，盐层发育并以塑性层为主，构造发育相对完整，以长轴状背斜、断背斜构造为主；

(5)克拉3段：盐垂向挤压，后缘逆冲抬升、前缘滑脱收缩，盐层发育塑性层比例变小，构造表现为长轴状背斜。

图5　克拉苏地区走滑断层平面示意图

5结论

(1)古构造背景及下滑脱层共同控制了克拉苏地区双滑脱层间构造的分段性。通过地震、非地震、地质等多种资料的综合分析，完成了克拉苏地区双滑层构造的分段研究。该区从西往东依次可划分为阿瓦特段、博孜段、大北段、克深段、克拉3段。

(2)以“多种信息相结合、三大构造层一体式”为核心的双滑脱层间构造走滑断层识别技术，较好地解决了克拉苏地区双滑脱层间构造的分段性难题，为区带评价及有利目标优选提供了较好的基础。

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编辑：李金华

文章编号：1673-8217(2016)03-0045-04

收稿日期：2016-01-20

作者简介：袁坤平，工程师，1979年生，2003年毕业于东华理工大学地质勘查专业，在读硕士，长期从事地震资料解释工作。

基金项目:中国石油集团重大科技专项"库车前陆深层油气地质理论与勘探目标评价" (2014E-2101JT)资助。

中图分类号：TE111

文献标识码：A