塔里木盆地巴楚隆起东段北东向走滑断裂特征

马海陇 于静芳 张长建

摘   要：通过对塔里木盆地巴楚隆起东段地震资料的精细解释，发现研究区发育一系列NE、NEE走向的走滑断裂及逆冲滑脱断裂。主要构造样式有花状构造、平行高陡断裂带、滑脱逆冲叠加走滑断裂等。主要有4期构造活动：加里东中期压扭走滑、 海西早期张扭走滑、海西晚期继承压扭走滑、喜山期继承活动。其中，加里东中期Ⅰ幕，开始形成NE走向的撕裂断层-调节断层。加里东中期Ⅲ幕，NE向走滑断裂大规模的沿先存NE向基底薄弱带和NE走向的撕裂断层-调节断层基础上开始发育，同时形成了几组NEE向压扭断裂带。加里东晚期—海西早期，沿先存走滑断裂继承发育了一系列负花状走滑断裂。海西晚期、喜山期，部分NE向断裂再次开启继承发育。走滑断裂对碳酸盐岩储集层具强烈的改造作用，具备发育多种圈闭类型的潜力，是油气藏保存和再调整的关键因素。

关键词：塔里木盆地;巴楚隆起东段;走滑断裂;形成演化

前人研究认为巴楚隆起主要经历了加里东期、海西期、印支期—燕山期、喜马拉雅期等至少4期构造演化阶段[1-5]，普遍认为巴楚隆起雏形形成于晚奥陶世末期，二叠纪末期及三叠纪末期继续遭受抬升至喜马拉雅期末期，最终定型，形成前缘隆起         带[6-8]。研究认为寒武—奥陶系白云岩储层类型以裂缝-孔洞型为主，控制巴楚地区白云岩储层的关键因素为沉积相带、成岩改造、构造裂缝，其中成岩改造主要是溶蚀作用与白云石化作用对白云岩储层起关键性作用[9]。

随着塔北-塔中地区古斜坡、古隆起部位普遍发育走滑断裂及由这些断裂控制形成的油藏（如塔河-顺北）的发现，验证了加里东—海西晚期发育的深大走滑断裂带“控储、控藏、控富”的勘探认识[10-12]。关于巴楚地区走滑断裂存在以下问题需要解决：巴楚隆起走滑断裂特征、主要形成期、构造演化及形成机制具有哪些特点？巴楚隆起走滑断裂是否具备塔北-塔中地区“控储、控藏、控富”类似的地质条件？通过对塔里木盆地巴楚隆起东段地震资料的精细解释，分析走滑断裂构造样式、形成期次、演化及成因机制，同时探讨走滑断裂是否具备形成油气藏的地质条件，这对巴楚隆起油气勘探转变思路，开拓新领域，实现油气突破具有现实意义。

1  地质背景

巴楚隆起东段位于塔里木盆地西南部，西北方向以古董山断裂为界与巴楚隆起西段相接，北部以阿恰-吐木秀克-巴东断裂为界与阿瓦堤断陷和卡塔克隆起分开，南以玛扎塔格断裂为界与麦盖提斜坡相邻，东南部以塘北断裂带为界与塘沽巴斯坳陷接壤。现今具西高东低、北高南低的特点，总体上呈西北高、向东南倾斜的大型复式鼻状隆起（图1）[13]。根据前期勘探成果及钻井结果揭示，研究区主要发育震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、新生界，除三叠系外缺失中生界。

2  断裂发育特征

2.1  断裂识别模式

由于走滑断裂在地震剖面上呈倾角陡、断距小、地层变形弱等特点，不易识别。与此同时，研究区经历多期构造运动改造，断裂多期叠加改造，构造复杂多样。因此，研究区走滑断裂识别组合是关键。通过二维地震资料解释，总结如下：“深有根，浅有花，中间找错断，边界看地势”（图2）。①深部有“根”，这是最重要的识别标志，底至寒武系表现为直立错断或褶曲变形;②浅部有“花”，奥陶系及上覆地层高角度错断，形成背形逆冲正花状、向形正断负花状;③中间找错断变形，断裂发育处引起地层错断以及振幅强弱变化，特别是断裂交汇处振幅强弱频繁变化。地震剖面上奥陶系上部地层连续平行分布，寒武系有错断，奥陶系振幅强弱频繁交替，杂乱反射状。④临近边界断裂区域，地势呈阶梯状展布。多期构造运动，特别是喜山期控制隆起的边界断裂剧烈活动，而隆起内部活动相对弱，这种差异使得靠近边界断裂区域的走滑断裂继承活动强，造成地势呈阶梯状展布，而远离边界断裂区域的走滑断裂继承活动难以造成地势较大幅度的起伏变化。

2.2  断裂特征

按上述识别模式对巴楚隆起东段二维地震资料精细解释，发现研究区发育16条NE、NEE走向的走滑断裂及压扭性质的逆冲滑脱断裂，主要发育花状构造、平行高陡断裂带、滑脱逆冲叠加走滑断裂等构造样式。其中，NE向走滑断裂普遍发育，NEE走向的走滑断裂及压扭性质的逆冲滑脱断裂仅在东部地区发育。

2.2.1  花状构造

花状构造是研究区普遍发育的构造样式，可分为正、负花状构造样式。正花状构造是下陡上缓、凸面向上的多条断裂组合，向上断至奥陶系、志留系、二叠系以及中新生界不等，并构成背斜斷垒，向下收敛合并直插基底。正花状在研究区更为普遍。负花状构造是下陡上缓、凹面向上的多条断裂组合，向上断至奥陶—石炭系，并构成地堑、半地堑，向下收敛合并直插基底。

2.2.2  平行高陡断裂带

断裂高陡、平直，倾角大于80°，断层间近平行，向下断穿基底，向上断至二叠系及中新生界不等。

2.2.3  逆冲滑脱断裂叠加走滑断裂

寒武系阿瓦塔格组之下地层见明显的直立走滑断裂错断，其上逆断裂沿寒武系阿瓦塔格组膏盐层（下文以T81代表）滑脱，向上逆冲至奥陶系桑塔木组顶面，志留系上超于桑塔木组之上，志留系之上古生界呈褶皱变形，褶皱内部见明显的直立走滑断裂，走滑断裂改造逆冲滑脱断裂。

3  走滑断裂形成演化

研究发现[14-16]，巴楚隆起处于近EW向的正磁异常带与近NE向相间的正负磁异常带交汇部位。这种近NE向相间的正负航磁异常带可能代表巴楚隆起存在NE向的隐伏基底断裂。这些隐伏基底断裂作为构造薄弱带，在区域应力场作用下易沿基底产生破裂，这可能是巴楚地区大规模NE向走滑断裂发育的基础。

结合盆地周边地球动力学背景，巴楚隆起东段断裂系统是西昆仑造山运动、阿尔金造山运动以及南天山造山运动共同作用的结果，具多期活动的特点[17]。结合断裂断开层位、平面交切关系等，初步判识巴楚隆起东段走滑断裂主要有 4期活动：加里东中期压扭走滑、 海西早期张扭走滑、海西晚期继承压扭走滑、印支-喜山期继承活动。加里东中期、海西早期、喜山期是 3 个主要活动期。多条断裂下部正花状、 上部负花状的构造样式，表明海西期张扭性断裂可能是在加里东中期压扭性断裂基础上继承性活动的。从断裂平面分布特征来看，东西部存在差异，西部多期继承发育（图3-BB’，CC’），喜山期活动强烈，而东部喜山期活动弱（图3-DD’，EE’）。

3.1  寒武纪—早奥陶世伸展正断裂

寒武纪—早奥陶世（即加里东早期），受周缘古天山洋、古昆仑洋和阿尔金洋拉张裂解的影响[17]，巴楚隆起整体处于伸展环境，发育正断层。它们是在先存基底断裂或基底软弱带的基础上形成的，在巴楚地区形成NW、NWW、近EW向断裂，如玛扎塔格、吐木秀克断裂等。这些断裂在后期构造活动中，沿先存正断裂断面反转形成逆冲断裂。

3.2  中奥陶世末期压扭NE向走滑

中奥陶世末期（即加里东中期I幕），由于受西南部西昆仑洋的闭合作用，巴楚地区处于 NE向的压扭应力场中，巴楚隆起区抬升幅度较高，一间房组全部及鹰山组上部地层剥蚀殆尽[18]。同时巴楚、卡塔克地区早期正断裂大规模逆冲反转。沿NE向基底软弱带及逆冲挤压应力的不均衡造成不同地块之间的差异运动，发育多排近NE向的被动型走滑断裂，这些NE向走滑断裂可能切割NWW向吐木秀克、玛扎塔格断裂。

3.3  晚奥陶世末期挤压NEE向滑脱逆冲

晚奥陶世末（即加里东中期Ⅲ幕），由于阿尔金洋开始关闭，阿尔金地块开始与塔里木板块发生碰撞，巴楚地区处于NNW向挤压应力场中[18-19]。NEE向走滑断裂开始发育。与此同时，巴楚隆起东段南部区域形成系列NEE向沿T81滑脱的逆冲断裂;部分NE向走滑断裂继承发育，部分沿早期走滑断裂形成沿T81滑脱逆冲断裂被改造（图4，5）。可见以T81为滑脱面，中上寒武统—奥陶系发生变形，向SE逆冲，具断层转折褶皱特征，褶皱形态西翼缓、东翼陡，东翼断距明显，可见志留系角度不整合上超于奥陶系断背斜上，滑脱层盐下见明显的直立走滑断裂，表明加里东中期Ⅲ幕形成的逆冲断裂是在早期NE向走滑断裂基础上形成的。

3.4  晚志留—早石炭世张扭走滑断裂

晚志留—中泥盆世（加里东晚期—海西早期），受东昆仑岛弧弧-陆碰撞及阿尔金断隆的强烈造山作用[20]，这一时期阿尔金造山作用为主要应力源，呈SE向挤压或压扭，东昆仑岛弧弧-陆碰撞作用力较弱，呈近NS向，在二者不均衡叠加效应下，巴楚隆起先前已形成走滑断裂发生继承性活动和调整改造。与此同时，晚志留—早石炭世，由于南天山弧后盆地的形成，塔里木板块北缘处于区域伸展的构造环境[21]。在这种南压北张的构造环境下，导致主断裂带在上奥陶统顶部—下石炭统表现为负花状的构造变形特征。这种负花状构造样式由北向南强度呈逐渐减弱的趋势。

3.5  晚泥盆世—二叠纪

晚二叠世末（即海西晚期），由于南天山洋自东向西剪刀式关闭，古特提斯洋碰撞挤压造山，产生了NS向挤压应力[15]。该期构造活动在巴楚地区表现明显，吐木秀克、玛扎塔格断裂复活，断裂顶部遭受不同程度的剥蚀。图4可见晚泥盆世—二叠纪地层呈褶皱变形，幅度较小，褶皱内部可见明显正花状走滑断裂，二叠系顶部被剥蚀。中西部NE、NEE向走滑断裂再次开启继承活动，东部走滑断裂活动弱（图3-DD’，EE’）。

3.6  中新生代

至三叠纪（印支期）古特提斯洋向中昆仑地体下的俯冲加剧[15]，导致巴楚隆起普遍缺失三叠—白垩系，仅和田1井南部残存三叠系。上新世末—第四纪（喜山期），在印度-欧亚板块强烈挤压应力的传递作用下玛扎塔格一带[15]，发育了沿古近系底部膏岩的盖层滑脱逆冲推覆断裂并冲出地表， 由此形成了玛扎塔格断裂带深、浅两层构造样式的叠加。与此同时，前期形成的中西部NE、NEE向走滑断裂再次开启继承活动，东部走滑断裂活动弱。

4  NE向走滑断裂控制作用探讨

4.1  对碳酸盐岩储集层的改造作用

巴楚隆起钻井揭示，碳酸盐岩储层主要发育在奥陶系和中下寒武统，储集空间主要为裂缝，溶蚀孔洞，储层类型主要为溶蚀孔洞-裂缝型。在断裂系统形成的裂缝基础上表生岩溶、埋藏溶蚀，对巴楚地区碳酸盐岩储层发育具重要的控制作用1 。塔中地区也证实走滑断裂多期叠加改造，多期次的构造变形是裂缝发育的基础[22-23]。同时普遍缺失中奥陶统一间房组和上奥陶统恰尔巴克组，中下奥陶统碳酸盐岩由于长期出露地表，遭受風化剥蚀和淋滤，在其顶部形成了广泛分布的岩溶储层，大量地表水、地下水沿走滑断裂带汇聚运移，断裂带附近的岩溶作用更加发育，利于沿走滑断裂带发育优质溶蚀孔洞型裂缝储层。而研究区桑塔木组泥岩、阿瓦塔格组和吾松格尔组膏盐可作为区域盖层，与下伏储层形成良好的储-盖组合。

4.2  走滑断裂具有发育多种圈闭类型的潜力

巴楚隆起东段具有发育多种圈闭类型的潜力，除构造圈闭外，岩性圈闭等均可能发育。巴楚隆起东段普遍发育多期不同走向的走滑断裂，这些断裂与加里东中期I幕至加里东中期Ⅲ幕岩溶同期作用，有利于沿断裂展布的奥陶系岩溶缝洞型岩性圈闭发育。其次，具压扭性质的NE向逆冲滑脱构造，经历了加里东中期Ⅲ幕岩溶，可形成构造背景下的奥陶系构造-岩性复合圈闭。

4.3  对油气藏的调整作用

塔中研究认为[24-25]，走滑断裂带是油气运移的优势通道，同时有利于储层发育，是有利的油气富集区;盖层-保存条件是油气成藏的关键。研究区边界断裂晚期强烈活动，多数断裂 “通天”，构造形成期较晚，圈源匹配条件差，成藏不利。隆起主体区构造活动相对较弱，保存条件较好。因此要寻找海西晚期前形成的走滑断裂相关圈闭，远离喜山期强烈活动带。由于研究区东、西部喜山期活动存在差异，西强东弱，因此东部区域可能优于西部区域，东部寻找古油藏，西部探索调整藏。

5  结论

（1） 巴楚隆起东段走滑断裂主要识别模式为：“深有根，浅有花，中间找错断，边界看地势”。发育一系列NE、NEE走向的走滑断裂及压扭性质的逆冲滑脱断裂，主要构造样式有花状构造、平行高陡断裂带、滑脱逆冲叠加走滑断裂等。

（2） 巴楚隆起东段走滑断裂主要有4期活动：加里东中期压扭走滑、 海西早期张扭走滑、海西晚期继承压扭走滑、印支喜山期继承活动。加里东中期、海西早期、喜山期是 3 个主要活动期。加里东中期Ⅰ幕，形成NW向逆冲断裂的同时，开始形成NE走向的撕裂断层-调节断层。加里东中期Ⅲ幕，NE向走滑断裂大规模的沿先存NE向基底薄弱带和NE走向的撕裂断层-调节断层基础上开始发育，同时形成了几组NEE向压扭断裂带，从NW往SE表现为走滑断裂带逐渐向逆冲断裂带过渡的特征。加里东晚期—海西早期，沿先存走滑断裂继承发育了系列负花状走滑断裂。海西晚期、喜山期，NE向、NNE向走滑断裂再次开启继承发育。从断裂平面分布看，东西部存在差异，西部多期继承发育，以喜山期活动为主，东部以海西晚期活动为主。

（3） 走滑断裂带对碳酸盐岩储集层具强烈的改造作用，同时是油气运移的优势通道，是有利的油气富集区;走滑断裂具发育多种圈闭类型的潜力;由于NE向、NEE向走滑断裂在喜山期再次活动，对海西晚期形成的沿走滑断裂带分布的油藏有破坏再调整作用，故其控制着古油藏的分布和规模。同时，由于东西部走滑断裂活动的差异性，东部主要寻找古油藏，西部探索调整藏。

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