英雄岭构造带英西北带盐相关构造研究

李 祥, 熊业刚, 牛全兵, 朱 波, 欧荣生， 吴剑锋

(1.中国石油 青海油田勘探开发研究院，敦煌 736202;2.中国石油 青海油田勘探事业部，敦煌 736202)

0 引言

1 地质简况

柴达木盆地隶属于塔里木-中朝板块，盆地的形成与演化主要受印度板块向北楔入和阿尔金断裂左型走滑控制，受长期挤压及多类型基底影响，造成了湖盆中心迁移规律明显和圈闭类型众多的特点。英雄岭构造带位于柴达木盆地西部富油凹陷，地面以风蚀山地为主，沟壑纵横，是晚喜山新构造运动形成的典型隆起带。柴达木英西地区位于英雄岭构造带西北段，为喜山晚期隆起的典型反转构造，油源条件优越[8-9]。经过多轮次的处理解释攻关，在精细落实构造和断裂特征基础上，平面上将英西深层以①号、②号断层划分为南、中、北三个构造带，笔者主要论述英西北带的盐相关构造(图1)。

图1 英西地区构造单元划分

英雄岭构造带英西北带主要发育中新生代地层，下第三系下干柴沟组上段地层是一套灰泥岩地层，地层中、上部发育有盐岩层，盐岩层的变形和流动制约了该区构造变形样式。以盐岩层为分界，可将研究区划分为三个构造-地层层序：

1)盐下层序。钻井显示主要为路乐河组、下干柴沟组下段、下干柴沟组上段(K17底-基岩顶)组成。下干柴沟组下段沉积早期发育分布较广的浅棕红色、棕褐色的砂砾岩和砂岩，为第三纪湖盆演化早期的冲积-河流以及三角洲沉积，晚期为浅灰至深灰色的三角洲前缘以及湖泊沉积，两者之间为突变式的湖进。

2)盐间层序。钻井显示主要为下干柴沟组上段(N1底-K17底)组成。岩性以含盐地层为特征，塑性流动明显。下干柴沟组上段沉积期是柴达木盆地湖盆最为发育的时期，这个时期英西位于古柴达木湖盆沉积中心。沉积早期相对湖平面开始上升，湖水面积扩大，陆源碎屑供给减少，有利于碳酸盐以及硫酸盐的广泛沉积。沉积晚期相对湖平面开始下降，湖水面积快速萎缩，湖盆接受碎屑沉积增加[10]。在构造运动影响下，该区呈隆-洼相间的格局，加剧了湖盆水体的封闭，加之气候总体趋向干旱，有利于水体咸化，易形成碳酸盐岩-蒸发盐沉积。

3)盐上层序。钻井显示主要为上干柴沟组、下油砂山组、上油砂山组(N1底-地面)组成[11]。岩性以碎屑岩为主，不发育含盐地层。受构造运动及下伏盐岩地层影响，在滑脱断层控制下，形成挤压盐滑脱褶皱构造。

2 盐相关构造

通过钻井、测井和地震资料剖面解释，可以很好地解剖英雄岭构造带英西北带盐相关构造特征。研究表明，由于盐岩具有较强的塑性流动特性，对其上覆的盐上构造层和下伏的盐下构造层的构造形态都能产生较大的影响。其能够成为上覆层的应力滑脱面，也可作为下伏层的褶皱变形区，造就盐上、盐下地层差异变形、不协调变形的构造形态[12]。

2.1 盐上构造样式

盐上层系中的脆性碎屑岩层在挤压应力和下伏盐层塑性流动共同作用下，发生变形而形成的各种构造样式，称为盐上构造样式。英西北带盐上构造主要包括逆掩断层及其相关褶皱、逆掩推覆构造、背冲构造等。

过狮22井的主测线剖面(图2)以浅绿色含盐岩地层为界，表现出明显的分层构造变形特征。盐上构造层发育强烈逆掩推覆构造，上盘地层沿狮子沟断面向西南方向发生大规模逆掩，盐岩顺狮子沟断层面流动，上覆碎屑岩层发生形变，顺狮子沟断面形成宽缓低幅度背斜形态；下盘地层在狮子沟断层逆掩牵引作用下，形成上倾单斜形态。在狮子沟断层的东北部发育了反冲断层F2，两断层倾向相对，之间所夹持地层增厚并向上冲起，发育背冲构造。盐上构造层内狮子沟断层持续活动，其断面滑脱距离远、向下滑脱消亡于下伏盐岩层内，对盐上构造层的独立变形起控制作用。部分盐岩在挤压作用下沿狮子沟断面向西南方向逆掩，发育盐推覆构造，其塑性流变特性为上覆刚性地层的滑动减小了阻力，有利于大规模逆掩推覆构造的发育。

图2 过狮22井地震地质构造解释(剖面位置图1见A-A’)

2.2 盐下构造样式

地震资料显示，在英西北带盐下层序中的地层也发生强烈变形，形成逆冲叠瓦构造、冲起构造、断褶构造、背冲断块等。

过狮20井的主测线剖面(图3)盐下构造层内发育多条逆冲断层与反冲断层，形成复杂的构造组合样式。整体来看，盐下构造层内以逆冲断层发育为主，反向调节逆冲断层发育为辅，一系列逆冲断层叠置发育，形成逆冲叠瓦构造组合样式。盐下构造层在剖面中部发生强烈构造变形，其内所发育的多条逆冲断层倾角相对较大，形成叠瓦状逆掩断层组合，其中②号断层断距最大，角度最高，为控制北带构造发育的主逆冲断层；断层顶部断距小于底部断距，指示其活动具有继承性；在②号断层的西北侧下盘发育F5、F6等一系列次级逆冲断层，其发育时间在②号之后，符合前缘逆冲叠瓦扇的发育特征。由于研究区经历了较强烈的挤压应力作用，容易形成反冲断层，以此释放多余应力，调节应变。在反冲断层作用下，②号断层与F13、F11、F10等断层倾向相反，它们之间的地层受反向应力作用，地层抬升，发育冲起构造，形成局部高点。盐下构造层整体变形与盐上构造层相互独立，其内发育的各断层向上消亡于下干柴沟组上段盐岩层内。

图3 过狮20井地震地质构造解释(剖面位置图1见B-B’)

2.3 盐间构造样式

盐岩在盐上与盐下构造层的分层变形过程中起到塑性调节作用，并在区域性挤压作用以及上、下刚性地层的联合控制下，向高部位破裂区以及北东、南西两侧等低势能区发生塑性流动，聚集增厚，并发育一系列盐构造及盐相关构造。通过井震结合，识别出英西北带发育三套盐岩层，自下而上将其命名为salt2层、salt3层和salt4层。对过狮20井剖面内的盐岩层横向追踪后(图4)，识别出英西北带的盐相关构造，有盐席、盐推覆、盐楔、盐间断褶、盐背斜等。

图4 过狮20井盐岩展布范围地震地质构造解释(剖面位置图1见B-B’)

2.3.1 盐席

盐席是指盐岩的宽度远大于其厚度的外来盐体，流动性小，能够保持原始沉积层状形态。

剖面内salt2层具有典型的盐席构造形态，该层系内主要发育薄层盐岩，单层厚度仅几米至十几米，结合本井以及周边邻近井的钻井资料，盐岩与石膏以薄互层形式发育，覆盖于盐下构造高部位之上，该处盐下断层高度发育，部分断层穿切薄盐层salt2向上生长，形成穿盐断层。

2.3.2 盐推覆

盐推覆构造是指软弱盐岩沿逆冲断层面向上滑动，盐间地层蠕动变形，覆盖于下盘地层之上，表现为逆冲推覆特征。

剖面内的salt4层发育典型的盐推覆构造，盐上断层F1基本沿salt4底面滑脱，salt4整体随盐上构造层沿F1断面向南逆冲推覆。由于salt4层参与了整个盐上构造层的逆冲推覆活动，其为上覆刚性层提供了塑性滑脱底面，有利于其发生长距离大规模逆冲推覆。

2.3.3 盐楔

盐楔多出现在盐体尖灭的地方，呈楔形抬升，在剖面上表现为不对称形态，是在一边受到强烈的挤压，另一边受到差异负载作用形成的[13]。

剖面内的salt3层是该地区所发育三层盐岩层里厚度最大的一套，其在南北两端均以楔状形态迅速减薄尖灭，构成典型盐楔构造。继续向南北两侧延伸的地层由塑性层变为脆性层，基本呈等厚发育，不再具有塑性流变特征。大多数盐下断层终止消亡于salt3内，未对盐上构造层的构造变形造成影响。

2.3.4 盐间断褶

盐间断褶为形成于盐层内部的冲断构造以及断层相关褶皱。

该区salt2和salt3层均覆盖于盐下强变形区之上，其间及其各自内部的脆性地层受盐下断层影响，随盐下构造层发育相应的逆冲褶皱变形，形成一系列局部高点，具备勘探潜力。

2.3.5 盐背斜

盐背斜是指盐蠕动过程中形成的背斜构造。盐层在受力过程中，盐间地层上隆，表现为背斜形态，剖面上显示底平、顶拱的特征，形态对称，上隆处盐岩厚度较大，幅度较高[14]。

研究区内的salt4盐岩和狮子沟断层组成了典型的盐背斜构造，salt4在背斜顶部厚度达到最大，并带动上覆地层发育背斜构造。

3 盐相关构造演化过程

依据构造解释成果，对断面两侧地层厚度、单条断层上下两侧断距进行对比，结合区域构造研究成果及生长地层理论，借助平衡演化剖面，对英西新生代构造形成演化过程进行了探讨。我们利用平衡剖面恢复技术研究工区构造演化，以剖面的一端作为固定点，另一端随演化而变化，脆性地层遵循线长度守恒原则，塑性地层遵循面积守恒原则[15]。通过构造演化分析，英西的构造演化过程可划分为以下三个主要期次。

3.1 弱挤压冲断变形期

在渐新世初期之前，研究区整体处于弱挤压应力环境，盐下的大型逆冲断层在此期间已经开始活动，但断距较小，盐下构造层整体未发生大规模构造形变(图5)。

图5 弱挤压冲断变形期过狮20井剖面构造演化过程

3.2 坳陷沉降期

在渐新世中晚期，研究区受到不断增强的近南北向挤压应力作用，先存逆冲断裂继续活动，上盘地层发育断层传播褶皱，同时在其逆冲前缘发育新生逆冲断层，形成前缘逆冲叠瓦构造样式(图6)。在强烈的挤压作用下，地层发生剧烈的挠曲变形，发生整体沉降，湖盆封闭，水体变深。在干旱环境下，湖体水分蒸发加快，加速水体咸化，盐岩沉积加厚。从钻井资料揭示来看，在渐新统内发育有多套盐岩，证实该坳陷在此时间段内发生了多次大幅度沉降，形成了多期封闭湖盆。

图6 坳陷沉降期过狮20井剖面构造演化过程

3.3 强挤压逆冲褶皱期

在渐新世末期，印度板块与亚洲板块剧烈碰撞，所产生的应力传导到英西地区，区内受到强挤压力作用，断层发育，表现为剧烈构造活动。盐上构造层在沉积过程中以盐湖边界为破裂点发生持续性逆冲，发育大规模逆掩推覆以及断层相关褶皱(图7)。盐下构造层在强挤压作用下，先存断层继续活动，发育大规模逆冲；逆冲构造带前缘继续发育新逆冲断层，导致前缘逆冲叠瓦扇构造规模进一步扩大；该时期内的强挤压应力在该区域聚集，诱发了多条反向逆冲断层的形成，以此吸收过大的缩短量，正冲、反冲断层之间的地层受反向应力作用向上抬升，形成冲起构造。挤压作用在新近系末期达到高峰，导致了整套地层的大幅度缩短以及盐下构造层的进一步复杂化，直至形成现今的构造样式。

图7 强挤压逆冲褶皱期过狮20井剖面构造演化过程

4 结论

1)英西北带具备盐上、盐下分层变形的构造特征：盐上发育大规模逆掩推覆构造；盐下发育逆冲叠瓦构造和冲起构造的复杂变形组合；盐岩层发育盐席、盐楔、盐推覆、盐间断褶等盐构造以及岩焊接、盐断背斜等盐相关构造。

2)研究区在新生代经历了三个构造变形期：弱挤压冲断变形期、坳陷沉降期和强挤压逆冲褶皱期。早期弱挤压发育盐下主干断层；中期拗陷沉降发育多套盐岩层；晚期强挤压导致盐下变形幅度增大以及构造形态复杂化，并发育盐上大型逆掩推覆，形成现今构造形态。

3)研究区盐间冲起构造变形区和盐下逆冲叠瓦构造变形区经历了较强挤压变形，地层经挤压改造较为破碎，构造缝更为发育，上覆盐岩层厚度较大，是工区内的有利油气勘探区。