柴达木盆地英雄岭构造带构造特征及油气成藏研究进展

赵 栋，张霁阳

(西北大学地质学系·西北大学大陆动力学国家重点实验， 陕西西安 710069)

柴达木盆地英雄岭构造带构造特征及油气成藏研究进展

赵 栋，张霁阳

(西北大学地质学系·西北大学大陆动力学国家重点实验， 陕西西安 710069)

前人研究认为柴达木西部英雄岭构造带受喜山运动及阿尔金断裂左旋走滑作用影响，构造应力先后发生拉张-压扭多次转化，最终形成现今深浅不一、样式各异的复杂构造，进而影响油气成藏。然而，前人在“岩性-构造”结合研究构造、成藏方面较为薄弱。研究认为在E32时期，塑性盐层快速沉积，在强挤压应力作用下，纵向发育的盐层对随后的构造演化和油气成藏产生了显著影响，从而形成现今复杂的构造样式及成藏格架。

柴达木盆地；英雄岭构造带；构造特征；油气成藏；岩性-构造

英雄岭构造带主要是指柴达木盆地西部茫崖坳陷内英中、英西地区，地面构造包括狮子沟、花土沟、游园沟、及油砂山主体构造。随着勘探技术进步，尤其是三维地震大面积覆盖，该地区成为我国陆上石油勘探新的热点地区。但长期以来，由于英雄岭地下构造复杂、地震资料品质较差、物探资料多解等因素，该地区现今构造样式及演化特征一直存在较大争议，因此以构造为基础的圈闭类型和成因机制研究亟待深化。

1 构造样式与演化进展

构造样式是指同一时期构造变形或同一期应力作用下产生的构造组合[1]。英雄岭构造带为一年轻的构造带[2]，自喜山运动开始，先后经历了多期构造应力场转化，形成了深浅不一、形态各异的复合构造。

1.1 浅层褶皱

吴花果等人根据成因将柴达木盆地地表背斜划分为生长背斜、断展背斜、纵弯背斜以及滑脱背斜，柴达木盆地西部英雄岭地区在喜山运动晚期遭受强烈挤压，地表多形成纵弯背斜和滑脱背斜。戴俊生[3]认为本区构造在浅层和深层存在明显差异，深层构造类型主要为基底卷入断褶式构造圈闭；浅层构造受浅层滑脱断层控制，形成滑脱型构造样式，并进一步将英雄岭地区构造划分为纵弯背斜、滑脱褶皱、断展背斜、反冲断层和局部伸展构造5种类型。纵弯褶皱形成于水平挤压作用，柴达木盆地喜山期经历了强烈的挤压，形成了一系列的纵弯背斜；滑脱褶皱是发育在顺层滑脱面或冲断面上的褶皱，柴达木盆地新生界中的滑脱褶皱与塑性岩层有关；断展背斜是指冲断层终端扩展而形成的背斜，背斜的形成与冲断层密切相关；反冲断层指与主冲断系统或冲断带运动方向相反的冲断层，常为由盆地指向造山带的冲断层，由正断层和所夹断块组成，产生于纵弯作用下背斜核部的局部伸展构造，是喜山作用晚期的产物。

1.2 深大断裂

1.2.1 反“S”形构造

柴达木盆地断层多以平行状、斜列状、斜交状、正交状、反“S”形、透镜状、发散状呈现。葛肖红[4]在系统分析柴达木盆地西部构造演化及阿尔金断裂活动的基础上提出，盆地西部经历多期南北构造事件，构造带内部构造样式复杂，受始新世晚期阿尔金断裂左旋走滑和柴达木盆地西部地区中-晚喜山期近南北向挤压应力共同影响，英雄岭构造带呈反“S”形态。反“S”形反映了应力方向在平面上的变化，柴达木盆地整体也可以看成是一个巨型的反“S”形[5-6]。

1.2.2 “Z”形构造

近年来，亦有学者将狮子沟地区深浅构造样式相互结合进行研究[7-8]结合以T4为基准面的狮子沟背斜深部断裂分布图，将英雄岭狮子沟的深、浅层构造分布进行空间位置对比，发现狮子沟背斜的弧形带分布实际上对应了深部的大型基底断裂的弧形分布，浅部“Z”形背斜实际上是深部多条基底断裂组合的形态，浅层背斜的形态严格地被深层“Z”形断裂组合所约束。

1.2.3 楔形构造及弧形断层

张金功等(2015)基于英西地区高品质三维地震资料研究认为，英雄岭受挤压应力及塑性盐岩共同影响，在深部地层中形成一种楔形构造，并在楔形构造之间伴生弧形断层。所谓楔形构造是指构造位移量传递方向相反的两条相互连接的断层和断层之间夹持的楔形地质体。李本亮、管树巍、Shaw J H等(2012)认为楔形构造具有三个明显特征：①前冲断层和反冲断层同时形成和发生位移；②楔形体端点限制活动轴面之内发生褶皱变形；③反冲断层下盘发生褶皱的同时，向前陆方向位移分量，使上盘地层抬升。前冲断层的转折使楔形体、反冲断层以及上部位发生褶皱或隆升，反冲断层必然按断层转折褶皱的方式使上盘地层褶皱并隆升[9]。

弧形断层是一种联合构造体系，是因地壳结构的不均一性、断块边界的复杂性以及相邻断块的性质和活动性不同，进而诱导为不同方式、不同方向的几组应力联合作用于该断块而成。从应力的分布来看，联合主应力的大小由弧形顶端向两翼逐渐递减；在弧的内侧，应力沿弧的内法线方向逐渐递减[10]。

在英雄岭地区，弧形断层多发育于挤压应力带的塑性盐层之间。有学者对弧形断层做进一步研究认为，弧形断层弧度越大，封闭能力就越强，这对寻找构造边缘和应力结合部位的次生油藏意义重大。

1.2.4 断层小结

综上所述，从盆地的底部向上，断层发育的整体趋势是由多变少，反映了断层活动的强弱和阶段性；从分布上看，断层在西部的发育远远超出了盆地的其他地区。柴达木盆地西部地区在中、新生代复杂的成盆演化过程中，发育了上百条类型众多、形成期次各异的断裂，断裂伴随并控制着柴达木西部地区盆地每一次形成演化和改造，形成了多期次的成盆断裂和改造断裂；从断裂的发展演化角度出发，柴达木盆地西部地区的断裂可分为两类，即成盆时期的断裂和盆地改造时期的断裂。成盆时期的断裂形成于盆地形成发展之前，或伴随着盆地的发展演化，可进一步细分为中生代及前中生代成盆断裂、早中新世成盆断裂和晚中新世-上新世成盆断裂；改造断裂是伴随着对盆地沉积盖层构造特征有改造作用的构造运动过程中产生的，柴达木盆地西部地区也存在三个时期的改造断裂，即中生代末期改造断裂、早中新世末期改造断裂和更新世末期改造断裂。

1.3 构造裂缝

柴达木盆地西部地区构造裂缝主要分布于狮子沟、砂西、跃灰1-跃灰2井区、油泉子、开特米里克和南翼山等裂缝性储集体较发育地区，构造裂缝大多显示为缝面平直、规模较大(切穿岩心长达2～5 m)、垂直或高角度，局部地区(如狮子沟-尕斯地区)还伴生共轭剪切缝。裂缝的性质主要表现为剪切性质，其次有张性裂缝。剪切性质的裂缝主要分布于英雄岭凹陷以西(西南)地区的下第三系，而张性裂缝主要见于英雄岭凹陷以东(北)地区的上第三系。

中国石油青海油田分公司勘探开发研究院(2002)对柴达木盆地西北区裂逢进行了研究，研究结果表明储层中的裂逢主要是构造裂缝，形成于喜山期，形成时间晚，有效性高，缝中充填物主要为沥青质，常见油迹、次生矿物极少，有利于油气的运移聚集。由于各构造带的变形方式、变形强度以及边界作用不同，裂缝发育特征各异，按裂缝发育的差异可分为张性缝、压性缝和断层剪切缝。

1.4 大地构造演化进展

构造演化方面的争论主要是演化的期次。伴随着喜山运动开始与发展，尤其受阿尔金断裂的左旋走滑影响，构造应力先后发生拉张-压扭多次转化，构造演化也随之发生迭代演变，最终形成现今深浅不一、样式各异的复杂构造。

李丽[7]研究认为，英西地区具有两期活动特点，即古构造活动时期和新构造活动期。古构造活动期始于下干柴沟组晚期，距今30 Ma。古构造的活动持续期大约经历了15 Ma，其主要表现为在古新世形成的基底断裂基础上，开始漫长而持续的变形活动，并于下油砂山组的晚期(距今14.5 Ma)结束。新构造的活动期开始的重要标志是阿尔金断裂带开始大规模左旋走滑位移，也就是柴达木盆地西部狮子沟地区从早期东西向基底断裂的左旋压扭性活动转化为沿北东向的大规模收缩变形，以形成狮子沟深层的正花状构造带、浅层的滑脱体系和狮北断裂、XI号断裂强烈活动为标志。

巩庆霖[10]研究认为：柴达木盆地西部地区中、新生代主要经历了五期构造运动，以燕山晚期、喜山中期和喜山晚期构造运动最为强烈、影响范围最大，形成三大与之对应的区域不整合面，即TR，T2′和T0。喜马拉雅中期N22之前对山前地区作用明显，形成分布于“盆边”的早期断裂(褶皱)构造；喜马拉雅晚期及新构造运动对中部地区影响剧烈，形成分布于“英雄岭”的后期浅表层断裂(褶皱)构造。

于福生[11]通过物理模拟认为，狮了沟-油砂山构造带变形具有走向分段、垂向分层的特点，其演化过程可划分为早一中侏罗世裂陷、晚侏罗世-晚白垩世挤压坳陷、古近纪弱裂陷、中新世弱挤压、上新世第四纪强烈挤压等五个阶，并且，泥膏盐层的不均匀分布是影响滑脱变形的主控物质因素。

隋立伟[12]认为，英雄岭构造带受控于盆地经历的多期构造事件，构造带内部构造样式复杂。受阿尔金断裂左旋走滑和盆地晚期近南北向挤压应力场共同影响，英雄岭构造带呈反“S”构造形态，且具有走向分段、垂向分层的构造变形特征。狮子沟-英东构造带的构造演化可以划分为4个阶段：路乐河组(E1+2)-下干柴沟组上段(E32)沉积末期为弱断陷拉张期；下干柴沟组上段(E32)沉积时期为快速沉降期；上干柴沟组(N1)-下油砂山组(N21)沉积末期为坳陷期；上油砂山组(N22)沉积时期至今为构造抬升期[13]。

2 油气藏研究现状

英雄岭构造带位于柴达木盆地第三系的主力生油凹陷内，长期以来一直是盆地的勘探重点。狮子沟构造内的各油田，深浅层均有油气分布，构造的特殊性和复杂性特点不同，储集类型也存在较大差异。

2.1 与背斜相关油气藏

柴达木盆地西部地区的多数油气藏属于背斜油气藏，其中生长背斜是主要的含油构造，如七个泉、南翼山等油气田都是在背斜构造核部从深至浅发育多套油层的现象[14-15]。该区的背斜构造油气藏分为上生下储式、下生上储式、自生自储式三种类型[16]。油气运移驱动力有异常压力，构造应力及混合驱动力[17-20]。烃类在背斜构造中的运移模式是烃类自源岩垂向进入砂体，再沿不规则前缘向背斜核部砂体充注[19]。

位于柴达木盆地西南部的尕斯油田是背斜油气藏的典型代表，在下干柴沟组上段(E32)，自下而上发育多套致密油层组，分布稳定且相对集中；油层井段长约450 m，单油层集中在地层顶部和中下部两段，一般厚2～7 m，平均累计厚度42 m，如图1所示。

2.2 与断层相关油气藏

前人研究认为，本区油气藏受控于断裂系统的发育。一般来说，同沉积时期的逆断层聚油条件良好，断层的多期活动性使断层的封堵性和输导有效性在不同时期表现出不同的特性[20]。有学者认为生长逆断层是油气运移的重要通道，能够在与本地区断层以及褶皱相关的裂缝中形成油气聚集的区域[21-23]。

2.3 与膏岩盐相关油气藏

英雄岭构造带近几年发现的油气藏均与膏盐岩发育密切相关，可以说膏盐岩的影响一直贯穿于油气藏的形成与演化过程。井震结合勘探结果证明，油藏分布在透镜状盐岩层间和盐岩层下两个组合，对此，前人也进行了一定研究。

英雄岭地区周缘山脉在湖盆快速扩张时期(E3)通过河流等向湖盆提供大量碎屑物质，造成膏盐岩与泥质岩互层，形成“同增同涨”的关系[24]，随着大套盐岩的快速堆积，下伏暗色泥岩快速与氧隔绝，有利于已形成的有机质保存，也为下伏生油岩提供了充足的热源，对有机质的热演化起到了很好的促进作用。

英西地区膏盐岩地层温度为0～300 ℃，随着温度增高，盐岩弹性减弱、塑性增强、易流动，当埋深达到500 m时，盐岩进入软化点，埋深达3 000 m时，具有极强的流动性。因此，大范围分布的未破裂的致密盐岩透镜体具有物性和超压双重封闭机制，对深层油气藏的保存有关键性的作用。目前，狮子沟地区钻至盐间、盐下的探井均获得工业油流，如图2所示。

此外，膏盐岩层具有较高的热导率，其下部地层热量容易散失，可以有效降低盐层下部地层温度及地温梯度，延缓晚期成岩作用，保持盐间层和盐下层的高孔隙度[25-27]，有利于晚期成藏。通过统计计算，狮子沟地区盐下层平均地温梯度为2.85 ℃/100 m，明显低于柴达木盆地地温梯度平均值[28-29]。

3 存在问题

众多学者从不同角度对柴达木盆地西部英雄岭地区构造样式及构造演化进行了详尽探讨，但这些研究基本都是单纯从构造角度出发，并未考虑到岩性变化对构造演化的影响，尤其在下干柴沟上段(E32)，弹塑性明显的盐岩在断陷湖盆中沉积发育。随后，盐岩在强烈挤压作用下，横向收缩，纵向发育，形成盐岩透镜体，最终对英雄岭构造演化及油气成藏产生了一定影响。换言之，在研究英雄岭地区油气成藏作用时，更应该注重岩性-构造的结合。

图1 尕斯油田E32油藏剖面

图2 狮子沟地区盐间盐下油藏剖面(青海油田勘探开发研究院 2015)

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编辑：王金旗

1673-8217(2017)03-0005-05

2016-12-06

赵栋，在读硕士研究生，1991年生，2014年毕业于西安石油大学资源勘查工程专业，现从事油气成藏研究。

中国地质调查局“非常规能源矿产调查评价”基础地质调查计划项目(编号：12120113040700)；中国石油天然气股份有限公司青海油田分公司科技项目(编号：研究院2014-技术-勘探-07)。

TE111

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