柴達木盆地西部地區盆山接觸關系研究

陳袁，牟中海，馬達德，李文龍，林伶，李樂

（1.西南石油大學資源與環境學院，四川 成都 610500；2.中國石油青海油田公司勘探開發研究院，甘肅 敦煌 736202）

柴達木盆地西部地區盆山接觸關系研究

陳袁1，牟中海1，馬達德2，李文龍1，林伶1，李樂1

（1.西南石油大學資源與環境學院，四川 成都 610500；2.中國石油青海油田公司勘探開發研究院，甘肅 敦煌 736202）

通過對柴達木盆地西部地區地震剖面的對比及露頭資料的研究，認為研究區不同區域、不同時代的盆山關系具有很大差異。阿爾金山與盆地的接觸關系主要為斷層接觸和超覆接觸，在紅溝子以北地區為下斷上超式接觸，其中月牙山地區呈典型的半花狀斷層接觸，紅溝子及其以西地區為超覆接觸。昆侖山與盆地的接觸關系在中生代主要呈正斷層接觸，但在阿拉爾、斧頭山地區為超覆接觸；在新生代主要為高角度逆斷層接觸，其中昆侖山前中西段與東段之間為右旋走滑斷層接觸。深刻認識阿爾金山、昆侖山與盆地的接觸關系，對于油氣資源的勘探和開發具有重要意義。

斷層接觸；超覆接觸；構造反轉；盆山接觸關系；柴達木盆地

柴達木盆地位于青藏高原東北部，面積12×104km2，是中國西部大型含油氣盆地之一。柴達木盆地西部（柴西）地區被阿爾金山和昆侖山所夾持，是盆地中沉積和構造最復雜、油氣勘探潛力最大的地區之一。阿爾金、昆侖造山帶與柴達木盆地在空間上相互依存，物質上相互補償，演化上相互轉化［1］，并且對整個柴西地區油氣田的形成及其分布，具有非常重要的控制作用。

盆山關系的研究始于20世紀90年代。盆山關系是指盆山系統之間的相互轉換、遷移、疊加和改造、沉降沉積與隆升剝蝕關系及其之間的相互作用過程與動力學特征［1］。前人對柴西地區盆山接觸關系進行了許多研究，普遍認為阿爾金山與盆地的接觸關系為斷層接觸［2-6］，昆侖山與柴達木盆地的接觸關系為高角度逆斷層接觸［7-10］。前人的研究成果［11-13］基本上從不同側面反映了柴西地區的盆山接觸關系，但由于同一山系在不同區域和不同時期與盆地的關系很復雜，因此有必要進行深入研究，以進一步揭示阿爾金山、昆侖山與柴西地區在不同區域、不同時代的接觸關系。

1 柴西區域地質特征

研究區地處青藏高原腹地，西北部為阿爾金山脈的阿哈提山，南部為昆侖山脈的祁漫塔格山，海拔多在3 000～4 500 m，平均約3 500 m以上。從大地構造位置來講，研究區位于中朝板塊的西南角，其西部為塔里木板塊，南部為羌塘—華南板塊，是發育在大型板塊之間的微型板塊，構造復雜（見圖1）。柴西地區的構造演化，與上述板塊之間復雜的拉張裂解、俯沖消減、碰撞閉合及走滑平移作用密切相關［14］。

圖1 研究區區域構造位置

整個柴西地區存在雙重基底，主要為古生代褶皺變質基底和中晚元古代結晶基底。基底巖體的分布嚴格受近東西向斷裂的控制，巖性主要為海西期花崗巖、古生代淺變質巖系及中晚元古代深變質巖系。然而，對于柴西地區不同的區域，基底卻有所不同。柴西南主要為花崗巖基底，而柴西北基底剛性程度則較弱，性質相對單一［15-16］。柴西蓋層主要包括中、新生代地層［17］，自喜山運動末期，在構造運動的作用下，發生了強烈的褶皺和斷裂，致使構造軸向呈北西向展布。

2 阿爾金山與盆地接觸關系

阿爾金斷裂帶全長約1 600 km，西起藏北的郭扎錯，東至寬灘山，切斷了昆侖山和祁連山，分割了柴達木盆地和塔里木盆地。阿爾金斷裂帶作為柴達木盆地邊界斷裂，其活動方式直接決定了阿爾金山與柴達木盆地的接觸關系。阿爾金斷裂帶主要包括走滑、走滑+擠壓、擠壓3種活動方式，其對應的盆地響應則主要表現為山前裂陷沉積、裂陷—湖盆擴張、隆起—沉積中心東遷，這3種活動方式及其相應的盆地響應組成了一個活動周期。從地質演化來看，本區共存在2個活動周期，且每期走滑的初期都以裂陷開始，之后轉化為坳陷，最后以抬升剝蝕結束［18-20］。

2.1 斷層接觸

2.1.1 下斷上超式接觸

下斷上超式接觸主要分布在紅溝子以北地區，以月牙山最為典型，其主要特征表現為：在下伏中生界地層內，發育高角度逆斷層。斷層西北側為古生界花崗巖基底，向盆地方向則主要為中、新生代沉積巖。該區中生界沉積厚度巨大，向盆地內厚度急劇減薄，上覆第三系超覆其上。

第三系厚度向阿爾金物源區急劇減薄，其內多發育規模不同的斷層。從位于小梁山和尖頂山構造之間的一條測線（見圖2）可以看出，剖面西端顯示出中生界地層與基巖的接觸關系為高角度逆斷層接觸，而新生界地層與基巖則表現為超覆接觸關系。

圖2 下斷上超式盆山接觸關系（測線1）

2.1.2 半花狀斷層接觸

阿爾金山以走滑構造作用為主，在其演化過程中，形成了特有的半花狀構造，常見于月牙山等處。柴達木盆地與阿爾金山呈明顯的半花狀接觸關系，剖面東側逆斷層呈疊瓦狀排列，斷層向淺部發散，向深部收斂，終止于阿爾金斷裂（見圖3），為壓扭性斷裂作用的典型產物。

圖3 柴西地區盆山接觸關系（測線2）

2.2 超覆接觸

在研究區，阿爾金山與盆地的另一種接觸關系主要表現為第三系對阿爾金山的超覆。該區整個第三系對著阿爾金山及山前斜坡層層上超，厚度向山前急劇減薄，以至于尖滅、消失（見圖4），其主要分布于紅柳泉、七個泉、紅溝子一帶。在紅溝子及其以南的地面露頭處，常見新近系下油砂山組直接超覆在基巖地層之上。在超覆帶上，由于阿爾金造山帶的擠壓沖斷作用，發育一些小規模逆斷層，這些斷層多見于古近系。

3 昆侖山與盆地接觸關系

柴西地區昆侖山山前斷裂帶呈西北北—近南東向，延伸750 km以上，寬5～15 km。昆北斷裂帶以逆斷層為主，由南、北2組主斷裂及其夾持的一系列次一級斷裂組成。該斷裂帶明顯控制著柴達木盆地南緣中、新生代地層的發育。

從構造演化看［21-22］，中生代時期，該地區以伸展斷陷為主，斷層多為正斷層，但自新生代以來，斷層在擠壓反轉作用下，性質大多發生變化，常見正斷層轉化為高角度逆斷層（見圖5）。因此，根據不同時期斷層性質的不同，將該區中生代盆山接觸關系劃分為正斷層接觸和局部超覆接觸，新生代盆山接觸關系劃分為高角度逆斷層接觸和右旋走滑斷層接觸。

圖5 柴西油砂山地區正反轉構造樣式

3.1 中生代

中生界地層主要分布于阿爾金山以南地區，地層厚度向南、向東超覆減薄，直至尖滅（見圖1）。其地層厚度橫向上變化大，特別在研究區西部更是如此。

3.1.1 正斷層接觸

通過大量的地震剖面對比，并結合中生界露頭等資料，可以得出中生代盆地南緣與昆侖山的分界線主要分布在Ⅺ號斷層附近。從中生界分布范圍及盆地地層與剝蝕區的關系來看，Ⅺ號斷層及其附近斷層的性質，在很大程度上決定了該處的盆山接觸關系為正斷層接觸。

如圖5所示的東得1井東側的斷層，在新生代時為上盤上升的逆斷層，從上、下兩盤發育的地層來看，下盤未發育中生界地層，而只有上盤發育，這說明在中生代時期，該斷層為正斷層；東得1井西側的斷層在中生代拉張應力的作用下，形成斷面西傾的正斷層，然而，在新生代區域擠壓應力作用下轉化為逆斷層，其斷面由西傾向東傾轉化，形成斷層傾向發生變化的先正、后逆斷層。

盡管在中生界時期，斷層性質大都相同，但在不同的地區，斷層斷距卻相差較大。比如在油砂山和油泉子之間正斷層的斷距就非常大（超過1 200 m），并由此形成了一個小斷陷，中生界地層靠近斷層處厚度也很大。然而，分布在尕斯庫勒、芒崖、小沙坪、大沙坪及斧頭山等地區的正斷層，其斷距則較小，這可能是由于盆地在區域拉張應力作用下受力不均，造成該區斷距差異。

3.1.2 超覆接觸

中生代時期，阿拉爾至研究區西部邊界地區斷層不發育，中生代地層超覆在剝蝕區之上。研究區東南邊界處的昆侖山與盆地，也為超覆接觸關系，測線4（見圖6）所顯示的超覆特征明顯。中生代地層厚度向盆地邊緣地區逐漸減薄，超覆于剝蝕區之上。

圖6 中生界超覆接觸關系（測線4）

3.2 新生代

中—新生代時期，特別是中生代末期以后，柴達木地塊在周圍板塊的作用下，主要處于一個近南北向的區域性擠壓應力場環境中。在區域性擠壓應力的作用下，發育于在盆地西南緣的昆北斷裂系統，表現出一種壓扭性質［23-24］。因此，筆者根據斷層性質及露頭等資料，將該區新生代盆山關系，劃分為高角度逆斷層接觸和右旋走滑斷層接觸2種類型。

3.2.1 高角度逆斷層接觸

柴西地區南緣盆山關系主要為高角度逆斷層接觸（見圖3），其中昆前斷裂是其主要的分界線。昆前斷裂位于昆侖山山前，是控制柴達木盆地邊界的一級斷裂，也是控制昆北斷階帶南部的邊界斷裂。在昆侖山前地區，常見逆沖疊瓦構造樣式，主要由昆前、昆北及塔爾丁等一系列斷層構成。由此可以得出，逆沖斷層式的盆山接觸關系，是阿拉爾地區及靠近昆侖山山前狹長條帶形地區內的主要接觸類型。

3.2.2 右旋走滑斷層接觸

在區域性擠壓應力的作用下，昆北斷裂系統具有明顯的壓扭性特征。從圖1可以看出，昆前、塔爾丁等斷層在昆侖山前中西段，明顯向北東方向凸出，而在昆侖山前東段，昆前斷裂則明顯朝南西向凸出。這反映出前者由于受阿爾金走滑斷層的影響而具有左旋扭動特征，相反，后者則明顯受華北板塊強大的南壓而具有右旋扭動特征，致使在昆侖山前中西段—東段，發育一條近東西向的走滑斷層，將昆前斷裂攔腰切斷。該斷層北盤向北東東方向移動，而南盤向南西西方向移動，水平位移47 km，具有明顯的右旋走滑特征。關于此斷裂，并無地震資料證實，但根據露頭資料，可以證實其確實存在。

4 結論

1）柴達木盆地與周圍山系的接觸關系以斷層接觸為主，但不同區域、不同時代所反映出的盆山關系各不相同。

2）阿爾金山與盆地的接觸關系主要為斷層接觸和超覆接觸2種類型。在紅溝子以北地區為下斷、上超式接觸，其中，月牙山地區呈現出典型的半花狀斷層接觸，紅溝子及其以西的七個泉、紅柳泉一帶為超覆接觸關系。

3）中生界地層沿Ⅺ號斷層與盆地基巖主要呈正斷層接觸，在阿拉爾、斧頭山地區盆山關系為超覆接觸。沿昆侖山前的狹長條帶形區域，昆侖山與新生代盆地地層呈高角度逆斷層接觸，昆侖山前中西段與東段之間的盆山接觸關系，則為右旋走滑斷層接觸。

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（編輯 姬美蘭）

Study on basin-mountain contact pattern in western Qaidam Basin

Chen Yuan1,Mou Zhonghai1,Ma Dade2,Li Wenlong1,Lin Ling1,Li Le1
(1.College of Resources and Environment,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China;2.Research Institute of Exploration and Development,Qinghai Oilfield Company,PetroChina,Dunhuang 736202,China)

According to the research of seismic profile contrast and outcrop data in western Qaidam Basin,it is believed that the relationship between basin and mountain presents a great difference in different regions and different periods in this study area.The contact relationship between Altun Mountains and basin is mainly the fault contact and overlap contact.Contact pattern in the northern part of Hong Gouzi Area shows a lower-fault and upper-overlap type.Typical half-flower fault contact presents in the area of Yueya Mountains,andoverlapcontractrelationshipappearsinHongGouzi and in the western parts of its.The contact pattern between Kunlun Mountains and basin shows the normal fault contact in Mesozoic,but the contact pattern shows the overlap contact in Alar and Futou Mountainsregion.Basin-mountainpatternismainlythrustfaultcontactinCenozoic.Right-lateralstrike-slipfaultcontactisbetweenthe middle-western part and eastern part in front of Kunlun Mountains.Profound understanding on the contact pattern of Altun Mountains-QaidamBasinandKunlunMountains-QaidamBasinisofgreatsignificanceintheoilandgasexplorationanddevelopment.

fault contact;overlap contact;structural inversion;contact pattern of basin-mountain;Qaidam Basin

中國石油天然氣股份有限公司重大科技項目“柴達木盆地油氣勘探開發關鍵技術研究”（07-01Z-01-02）

TE121.2

A

10.6056/dkyqt201204002

2011-12-14；改回日期：2012-05-15。

陳袁，男，1987年生，在讀碩士研究生，主要從事石油天然氣勘探與開發方面的研究。E-mail：chenyuan204@126.com。

陳袁，牟中海，馬達德，等.柴達木盆地西部地區盆山接觸關系研究［J］.斷塊油氣田，2012，19（4）：414-417.

Chen Yuan，Mou Zhonghai，Ma Dade，et al.Study on basin-mountain contact pattern in western Qaidam Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（4）：414-417.