江漢平原東部構造演化對局部構造形成及油氣成藏的控制作用

梁 斌，佘曉宇，丁曉輝，孫 穎，龔曉星

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 長江大學，湖北 荊州 434023; 2.長江大學，湖北 荊州 434023)

江漢平原東部構造演化對局部構造形成及油氣成藏的控制作用

梁 斌1，2，佘曉宇1，2，丁曉輝1，2，孫 穎1，2，龔曉星1，2

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 長江大學，湖北 荊州 434023; 2.長江大學，湖北 荊州 434023)

研究區位于中揚子板塊東北部，處于東秦嶺—大別山和江南—雪峰2個造山帶及其前陸沖斷帶聯合而成的復合盆山體系中，區域構造演化具有構造應力場的多重性、構造活動的多期性、構造變形的多層次性等特點，具有“兩山夾一盆”的區域地質結構，整體具有對沖干涉、南北分帶、縱向疊置的結構特征。通過對工區二維地震資料解釋與研究，通過平衡剖面技術深入構造演化及變形特征的研究，分析構造演化對區內局部構造分布規律及油氣成藏的控制作用。

構造演化;平衡剖面;地震解釋;展布規律;油氣成藏

1 區域地震地質大剖面構造演化分析

2006－LH大剖面位于江漢平原區東部，南起湖南臨湘，北至湖北黃陂，測線方向大體呈北北東向，跨越中揚子及其南北造山帶，包括雪峰—江南造山帶，八面山—大磨山弧形構造帶、川東北—大冶對沖干涉帶、大巴山—大洪山弧形構造帶以及秦嶺—大別造山帶。依據區域資料及平衡剖面原理分析其演化過程，大致經歷了以下4階段，即:印支期及以前的大隆大坳構造演化階段、早燕山的沖斷背斜發育階段、晚燕山—早喜山期的拉張斷陷階段以及晚喜山期的弱擠壓階段。測線位置見圖1。

1.1 印支期及以前大隆大坳構造演化階段

上三疊統沉積前，全區總體是以差異隆升為主，造成3個區域性的平行不整合面，加里東運動造成志留系全區遭受剝蝕，泥盆系與志留系之間的平行不整合;東吳運動造成上、下二疊統之間平行不整合。發生在三疊紀中、晚期的印支運動造成剖面上珂理構造以南的地區局部隆起—洪湖隆起。

1.2 早燕山沖斷背斜發育階段

侏羅系沉積末期，南、北2個造山帶開始強烈運動，在2個方向擠壓應力的共同作用下，底部塑性層內的淺變質結晶基底首先拆離，形成基底拆離滑脫面。擠壓應力沿基底拆離面向前傳遞。隨著擠壓應力的增強，在傳遞過程中，沉積蓋層撓曲，擠壓沖斷，形成逆沖斷層及斷層相關褶皺。根據應力作用先后細分為2個階段。早燕山早期，南部的江南—雪峰造山帶處于強烈的造山運動中，產生的擠壓應力由南向北向前傳播，產生了由南向北的逆沖斷裂，局部伴隨形成反沖斷層，構成背沖式“Y”字型斷裂組合，形成背沖構造。由于介質條件的差異，產生層間拆離，形成雙重逆沖構造，離造山帶越近受力越大，變形越強，應力傳至珂理地區，形成了珂理構造，但變形已相對減弱，珂理以北的簰洲地區處于南部造山系的構造相對穩定帶或盆內形變消減帶，變形更弱，為平緩簡單褶皺構造。早燕山期末期，當江南—雪峰造山帶強烈造山即將結束時，北部的秦嶺造山帶向南開始強烈擠壓，形成一系列由北向南逆沖的襄廣斷裂和京山斷裂等，由于受南部先成構造的阻擋，一方面，對先成構造進行改造，一方面擠壓應力減弱，在簰洲地區形成北部造山系的構造相對穩定帶或盆內形變消減帶，從整個剖面來看，簰洲地區位于對沖斷層的下盤，處于南、北造山系共同的形變消減帶，變形較弱，形成寬緩簡單褶皺。之后，簰洲—珂理地區還由于洪湖—湘陰斷層的走滑，產生了左行扭動變形，使局部構造的走向發生了改變。

圖1 LH地震地質(NE向)構造演化

1.3 晚燕山—早喜山期拉張斷陷階段

白堊系沉積之前，全區遭受剝蝕，剖面顯示南、北靠近造山帶的地區，前震旦紀地層基底已露出地表，但中部簰洲—珂理地區還保留有較厚的侏羅系地層。白堊—第三紀，該區轉為伸展環境，構造反轉，先成的壓扭性大斷裂、擠壓逆沖斷裂首先反轉，如襄廣、京山、及珂理構造北部的大同湖斷層等均發生了反轉，形成半地塹或“箕狀”斷陷。隨著盆地的伸展，形成次級張性斷層，最終形成現今“壘、凹”相間的盆地格局。

1.4 晚喜山期弱擠壓階段

晚喜山期，由于西部印度板塊對歐亞板塊的強烈碰撞和東部太平洋板塊運動方向的改變，構造再次反轉，中揚子區總體表現為隆升擠壓［2－3］，該剖面上新近系主要表現為坳陷型沉積，擠壓作用很弱，從剖面上看，上、下第三系之間存在角度不整合，但未形成新的擠壓斷層，平衡剖面恢復時未予考慮。該期擠壓和變形雖然較弱，但可能使晚燕山—早喜山期形成的張性斷層閉合，有利于油氣保存。

在不同時期的變形量反映出，在喜山時期總體處于1種弱擠壓狀態，變形量相對較小，而主要的變形量則集中在燕山早期。根據對剖面分析，其原因主要是剖面的長度不同，如2006－LH剖面，剖面的北部沒有中生界，因此中生界變形量計算只是南段的表現，所以縮短量較小，如果去掉北段剖面中僅存新生界的情況，對于中新生界共存的情況下，總體表現為燕山晚期變形比較強，喜山期變形稍弱。從圖1可以看出在侏羅紀和燕山期總體表現為西部變形量較大，東部變形較小，而喜山期差別不太明顯。

結果表明，燕山晚期和喜山期江漢盆地處于弱擠壓狀態，構造變形量相對較小，并且喜山期變形稍弱于燕山晚期，而主要的變形量集中于三疊上統沉積前和侏羅紀末第二幕2個時期。平面上盆地西部變形量較大，東部變形量相對較小。盆地中、新生代的演化劃分為3個主要階段:燕山早期強烈擠壓與同生變形階段，燕山晚期構造反轉，伸展斷陷階段，喜山期區域性弱擠壓抬升階段。

2 構造演化對局部構造形成與展布的影響

2.1 早期南部江南—雪峰滑脫推覆構造發育階段

太平洋板塊向北東方向的漂移和俯沖作用，以江南—雪峰造山根帶向北東，主要以基底內幕拆離面和志留系內部滑脫面為主，推覆體內部受到強烈擠壓褶曲形成，整體表現為志留系以上地層多層疊覆，形成工區西南部南東向的構造帶，見江漢平原東部構造分帶圖(圖2)。沿基底內幕拆離面推覆體向北東方向推進，前鋒端受對沖構造的阻擋，推覆體地層由低角度轉為高角度抬升，前鋒處主斷層下方形成對沖構造，前鋒處形成逆掩滑脫構造，在基底內幕滑脫面抬升的轉折點處分叉出多條斷層，形成逆掩構造楔。推覆體內部在志留系內部滑脫面作用下，形成3套志留系以上地層的疊加、褶曲，多見逆掩構造楔。在推覆體內部的2個志留系滑脫面形成雙重構造，推覆體內頂部滑脫層形成逆沖疊瓦構造。南部推覆體整體受多層滑脫面的影響，地層疊置重復，內部構造變形強烈，構造樣式較多。總體而言，在江南滑脫推覆帶中，構造組合圍繞著基底滑脫面，分解成上部碟式構造、疊瓦構造－中部雙重逆沖構造－下部疊瓦掩沖式的構造組合，后緣基底逆沖至地表，并攜帶有蓋層斷片(飛來峰)。上部構造組合早期為向北逆沖的疊瓦單沖構造，后產生反向逆沖形成了碟式構造，即為疊瓦－碟式構造復合;中部構造由于滑脫推擠產生的雙重構造，后由于前斷強烈仰沖，形成了雙重逆沖－仰沖構造組合。

圖2 江漢平原東部局部構造分帶

2.2 北部秦嶺—大別山推覆構造發育階段

隨著華南、華北板塊的碰撞，東秦嶺—大別造山并產生由北東指向南西的擠壓應力，由于此時南部弧形構造體系已具雛形，因此來自北東方向的擠壓應力在向前傳遞過程中，受到了南部弧形構造的阻擋，在對先成構造進行強烈的改造破壞的同時，產生了沿南部弧形構造前緣的走滑逃逸，形成了現今所見區內北部秦嶺—大別山推覆構造。在該逆沖推覆前緣是以靠近造山帶根部的深部基底內幕拆離面和志留系底面為主滑脫面共同作用形成的滑脫推覆構造體系。在推覆體的前鋒部位，滑脫面抬升的轉折點處(稱為主拆離口)，分叉形成多種構造樣式，包括逆沖疊瓦構造、竹劈構造，在主滑脫面的下方形成反向構造，推覆體內部見到雙重構造和背沖構造，其中以竹劈構造楔和疊瓦逆沖構造為主［4－6］。整體看來，以造山根帶向南西，主滑脫面由緩角度至高角度抬升切穿多層沉積巖，在白堊統底界面斷層結束。推覆體內部同時發生強烈斷裂褶曲，在推覆體前鋒主斷層下方多形成反向構造楔，前鋒位置形成逆沖疊瓦構造，在主滑脫面抬升轉折點處形成竹劈構造，在推覆體內部沿志留系內部滑脫面滑脫及強烈擠壓斷裂，形成雙沖構造、背沖構造，志留系以上地層多重疊覆。在北部推覆帶的中帶和鋒帶構造單元里，構造組合圍繞著以淺變質巖基底為主拆離滑脫面、蓋層多層滑脫的疊瓦構造－雙重逆沖構造－竹劈構造－三角構造楔的組合，由北部山帶向盆內遞進構造變形，后緣疊瓦單沖演變為反沖碟式的構造復合，白堊紀中晚期構造負反轉導致逆沖斷裂回滑形成沉積層系上部多個張性正斷層產生，構成階梯式的鹿角構造再次復合。

2.3 北東向弧形構造及張性構造發育階段

隨著太平洋板塊繼續活動，其漂移方向也逐漸轉為北西向，中揚子區擠壓應力也由早期的北東向轉為由南東向北西太平洋板塊繼續俯沖，在工區南東部形成北東向的構造線。晚燕山—喜山期，應力反轉所形成的反轉構造［7］，主要對該階段板塊俯沖后期形成的北東走向的斷層作用，形成了一系列張性構造和負反轉構造，形成了多種伸展改造構造樣式，向北西伸展作用逐漸減弱，僅發育若干小型白堊—第三紀斷陷盆地。

3 構造演化對油氣成藏的控制作用

江漢盆地平原海相共有上震旦統、下寒武統、下志留統龍馬溪組、二疊系和下三疊統大冶組5套主要的烴源層系［1］，其油氣運移均明顯受控于構造的演化過程。

早燕山期為本區局部構造的主要形成期，由于南、北造山帶的逆沖擠壓，形成南、北2個弧形構造體系，奠定了該區中、古生界的基本構造格局。早燕山運動早期強烈擠壓使印支期形成的低幅度寬緩褶皺規模增大，儲集空間的增加有利于更多油氣聚集，這一時期是志留系—三疊系油氣主要運移、聚集時期。早燕山運動末期，隨著構造運動進一步加強，逆沖斷裂的出現切割、改造了背斜構造，使已聚集的油氣重新分配。同時，構造運動使研究區隆升300～4 000 m，造成隆升區上三疊統—侏羅系區域蓋層被剝蝕，儲層暴露地表，甚至被剝蝕殆盡而成為自由水交替區，對早期原生型油氣藏有極大的破壞作用。

晚燕山運動至喜馬拉雅期運動早期，研究區處于由擠壓應力場轉變為拉張應力場的構造反轉階段。這一階段既未能沉積具備封蓋條件的新地層，又有拉張活動使先存圈閉中的油氣被調整、散失，致使大部分地區早期原生型油氣藏難以保存。

喜山期由于西部印度板塊對歐亞板塊的強烈碰撞和東部太平洋板塊運動方向的改變，構造再次反轉，總體表現為隆升擠壓。揚子區位于相對穩定帶，構造作用較弱。中揚子江漢盆地由斷陷轉為坳陷沉積，變形較弱，本期構造運動使晚燕山期形成的張性斷層發生閉合，有利于晚期成藏。

從白堊紀末期—古近紀初開始沉積具備封蓋條件的巨厚泥巖、膏巖和鹽巖，為油氣調整聚集提供有效封蓋。同時，這一沉積建造促使海相烴源巖開始二次生烴，使后期生成的油氣及陸相烴源巖生成的油氣可以在潛山帶或白堊系—第三系圈閉內聚集成藏。但由于正斷裂在白堊紀—第三紀期間的持續活動，影響了保存條件的完整性，限制了油藏的規模。晚燕山期以來的構造負反轉對復背斜帶影響最大，復背斜帶多被張性斷層切割，上古生界的圈閉多被破壞成斷塊［8－9］，而復向斜帶內，尤其是斜坡帶上張性斷裂發育程度較差。部分背斜型圈閉構造雖然受到張性斷裂的破壞和改造，但總體上保留有背斜、斷背斜式或斷鼻圈閉的面貌，仍有利于油氣的聚集與保存。

4 結論與認識

根據研究區海相中古生界的二維地震地質剖面及利用平衡剖面技術分析區域大剖面，進行構造演化的研究，認識到區內受南北造山多期、幕構造變形作用，主要經歷早期南部江南—雪峰滑脫推覆構造發育階段、北部秦嶺—大別山推覆構造發育階段和北東向弧形構造及張性構造發育階段作用，形成了現今的構造展布特征。雄厚的物質基礎、強烈的多期改造和復雜的熱體制，決定了該區多期生烴、多期運移、多封閉系統、多期成藏及多期改造的客觀條件，強調多期生烴與晚期成藏的有效性。

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The control action of tectonic evolution on formation of local structure and hydrocarbon accumulation in eastern Jianghan plain

LIANG Bin1，2，SHE Xiao－yu1，2，DING Xiao－hui1，2，SUN Ying1，2，GONG Xiao－xing1，2
(1.MOE Key Laboratory of Oil and Gas Resources and Exploration Technology，Yangtze University，Jingzhou，Hubei434023，China; 2.Yangtze University，Jingzhou，Hubei434023，China)

The study area is located in the northeast of the Middle Yangtze plate，in a composite basin range system formed by two orogenic belts of East Qinling－Dabie and Jiangnan－Xuefeng mountains as well as their foreland thrust belts.The regional tectonic evolution is characterized by multiple tectonic stress field，multi－stage tectonic movement，and multiple level of tectonic deformation，showing regional geologic structure of“two mountains holding one basin”，generally presented as ramp interference，northsouth zonation and vertical superposition.The control action of tectonic evolution on local structure distribution and hydrocarbon accumulation has been analyzed based on 2D seismic interpretation and research for the study area and using balanced section technique to deepen the research on structural evolution and deformation characteristics.

tectonic evolution;balanced section;seismic interpretation;distribution;hydrocarbon accumulation

TE121.1

A

1006－6535(2012)03－0046－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.03.011

20110914;改回日期:20120223

中石化江漢油田分公司“江漢平原東部海相二維地震資料解釋”(20091010)

梁斌(1985－)，男，2008年畢業長江大學數學與應用數學專業，現為該校地球探測與信息技術專業在讀碩士研究生，主要從事地震地質方面研

編輯張 雁