庫車坳陷秋南-亞肯地區構造特征與油氣聚集

孫自明

(中國石化石油勘探開發研究院，北京100083)

1 地質概況

庫車坳陷位于塔里木盆地北部，是呈近東西向狹長帶狀展布的中-新生代陸相沉積坳陷，北依南天山造山帶，南鄰塔北隆起，面積約3.0×104km2。從南天山向前陸方向，依次劃分為北部單斜帶、克拉蘇-依奇克里克構造帶、拜城凹陷和秋里塔格構造帶等構造單元。秋里塔格構造帶位于庫車前陸沖斷帶的前鋒帶，總體呈近東西向展布，沿走向可劃分為三個構造段落[1-4]：西段主要由米斯坎塔克背斜及東阿瓦特背斜構成，中段由南秋里塔格背斜和北秋里塔格背斜構成，東段由東秋里塔格背斜、庫車塔吾背斜和托克拉克坦背斜構成。

秋南-亞肯地區位于庫車河以東地區，發育秋里塔格背斜帶東段和其南側的亞肯背斜(圖1)。該區油氣地質條件良好，但構造變形復雜，地震資料品質普遍較差,圈閉落實難度大。盡管很多研究者利用斷層相關褶皺理論對該區構造樣式進行了討論[2，5-11]，但多局限于淺層鹽構造研究；有些研究也注意到了因地層結構等差異所造成的鹽上地層與鹽下地層之間的構造差異變形[12-18]，但缺乏構造差異變形對油氣成藏影響的研究。本文在對庫車前陸沖斷帶深入分析基礎上，綜合應用地表露頭、地震和鉆井等資料，對該區多滑脫層控制下的分層差異變形構造進行了構造解析，探討了構造分層差異變形對油氣運移和聚集的影響。

2 構造特征

2.1 滑脫層識別

根據秋南-亞肯地區地層發育、主要巖性組合和地震剖面等特征，自上而下可識別出三套主要滑脫層(圖2)。

新近系吉迪克組：位于新近系吉迪克組上部，巖性為中-厚層狀石膏、膏泥巖夾薄層粉砂巖，厚度可達1 000 m。秋里塔格斷裂下盤及前鋒地區的膏泥巖層變形強烈，局部增厚明顯，在迪那2和東秋8井等地區最厚可達2 000 m以上。由于該滑脫層的存在，該區構造變形在縱向上表現出明顯的不協調現象，并伴生大量沖斷鹽構造。

下白堊統舒善河組：主要位于下白堊統舒善河組(K1s)中下部，巖性為一套巨厚層的湖相泥巖和粉砂質泥巖，平面分布穩定，厚度較大，庫1井揭示舒善河組400 m(未穿)。在克孜勒努爾溝，可見到舒善河組順層逆沖斷層和緊閉褶皺；在依奇克里克背斜西端，可見到背斜南、北兩翼古近系至新近系構造變形簡單，而背斜核部的舒善河組泥巖則變形極為復雜，顯示出明顯的滑脫性質。在地震剖面上，?？梢姷绞嫔坪咏M內部發育近于順層分布的逆沖斷層。

前中生界基底：位于前中生界地層內，控制基底卷入型構造的發育。根據地震資料解釋，該滑脫層在東秋里塔格背斜及其以北地區發育，在亞肯背斜地區未見顯示。

圖1 庫車坳陷秋南-亞肯地區構造簡圖

圖2 秋南-亞肯地區地層系統與構造變形層劃分

2.2 構造變形層劃分

根據滑脫層及其所控制的構造-地層組合和變形特點，縱向上可劃分為三個構造變形層。

上部構造變形層：是指以新近系吉迪克組滑脫層為底板形成的淺層構造-地層組合，變形地層包括庫車組、康村組和第四系，地表構造主要為東秋里塔格背斜和亞肯背斜。

東秋里塔格背斜是一個軸向近東西并向東傾伏的鼻狀構造，長約60 km。在地表露頭上，背斜南翼受秋里塔格斷裂控制，地層傾角較陡，為70°～85°；北翼地層傾角較緩，為20°～50°；背斜核部地層平緩，總體表現出箱狀背斜特征。關于該背斜的地下構造樣式，一般將其作為犁式沖斷層上盤的斷層傳播褶皺。本文通過地表露頭、地震和鉆井等資料的綜合研究，采用以斷層相關褶皺構造解析為核心、多因素約束的綜合構造解析與建模技術[19]，建立了逆沖滑脫-斷層轉折背斜構造模型，其中的秋里塔格斷裂坡-坪結構清楚(圖3)。

亞肯背斜位于東秋里塔格背斜南側，屬于庫車前陸沖斷帶的前緣外圍構造，地貌上表現為地勢相對平緩的低山丘陵，呈北東東向展布，東西長約80 km，南北寬約6～7 km。在露頭剖面上，背斜南翼緩、北翼陡，北翼發育向北的反沖斷層。在地震剖面上，亞肯背斜表現為典型的逆沖滑脫背斜，底板為吉迪克組膏泥巖層滑脫層，幅度較小，構造形態簡單。

中部構造變形層：該構造變形層分別以新近系吉迪克組滑脫層和下白堊統舒善河組滑脫層為頂、底板，變形地層為下白堊統至新近系吉迪克組中部，總體表現為一個受頂底板滑脫層控制、向南沖斷的構造楔，在秋南1井附近因底板斷層與吉迪克組滑脫層交匯而尖滅。從剖面上看，底板滑脫斷層具有坡-坪結構，其上發育斷層轉折褶皺。該構造變形層在秋南1井以北變形強烈，而在秋南1井以南地區則變形微弱。

下部構造變形層：是以下白堊統舒善河組為頂板和基底內部滑脫層為底板所形成的構造-地層組合，變形地層為基底巖系至下白堊統亞格列木組。其構造樣式在秋南1井附近具有雙重構造特征，向西具有轉變為疊瓦沖斷構造組合的趨勢，向東則轉化為斷層轉折褶皺，但侏羅-白堊系的背斜構造形態始終存在。

2.3 形成時期與構造演化

2.3.1 形成時期

東秋里塔格背斜南、北兩翼的生長地層表明它在第四紀之前便已存在，并在第四紀西域期以來持續活動。如在背斜南翼可見到庫車組向南逆沖于第四系西域礫巖之上，在背斜北翼也常見到第四系西域組向南不整合超覆于新近系庫車組之上。地震資料揭示，秋里塔格斷裂前鋒的庫車組上部具有生長地層性質，說明庫車組沉積晚期東秋里塔格背斜業已形成。

亞肯背斜形成較晚，在二八臺溝口等地，可見到背斜北翼西域組礫石層向背斜頂部變薄直至消失，地層中礫石層的粗組份向南減少；在背斜南翼可見到西域組礫石層向北超覆在庫車組之上，反映了亞肯背斜形成的最晚時期，即西域期。根據對亞肯地區地震剖面的解釋，可以確定庫車組頂部地層為生長地層，因此，亞肯背斜在庫車組沉積晚期或末期已具雛形，西域期是其主要形成時期。

2.3.2 構造演化

秋南-亞肯地區至少經歷了兩期構造變形。第一期構造變形主要發生于上新世庫車組沉積晚期或末期的喜馬拉雅晚期運動，隨著南天山急劇隆升和沖斷作用向南迅速擴展，該區首先在下部構造變形層形成雙重構造和/或疊瓦沖斷構造；同時，中部構造變形層以下白堊統舒善河組滑脫層為底板向南沖斷，形成滑脫構造楔，導致上覆吉迪克組膏鹽巖層局部增厚，形成“古”東秋里塔格滑脫背斜(圖4b)。由于滑脫背斜核部鹽巖層不斷增厚和背斜幅度持續加大，“古”東秋里塔格滑脫背斜表現出生長構造性質，其上覆庫車組沉積厚度向背斜頂部逐漸減薄，形成庫車組生長地層。

圖4 秋南-亞肯地區構造剖面復原(剖面位置見圖1中的A-A′，地層符號同圖2)

第二期構造變形主要發生于早更新世以來，隨著向南的擠壓應力作用不斷增強，秋里塔格斷裂向南沖斷并沖出地表，東秋里塔格背斜由原來的滑脫背斜轉變為斷層轉折背斜并最終定型。同時，在向南的區域擠壓應力作用下，塔北地區出現較強烈的向北的反向擠壓作用，亞肯滑脫背斜形成；進一步的擠壓，導致背斜兩翼出現背沖斷層(圖4c)。

3 變形機制探討

多期構造運動造成秋南-亞肯地區不同構造變形層的垂向疊置，不同構造變形層的變形特點和構造樣式迥異，構造高點在垂向上一般不存在一一對應關系，反映出多滑脫層控制的構造分層差異變形特征。為了定量表征不同構造變形層的變形強度，我們對現今長度35.54 km的構造剖面進行了平衡剖面恢復(圖4)，結果表明，上部構造變形層總縮短量達到8.2 km，縮短率為23.07%；中部構造變形層縮短量為7.82 km，縮短率為22%；而下部構造變形層縮短量僅為2.28 km，縮短率為6.4%，顯示出上部構造變形層變形強度最大，下部構造變形層變形強度最小。

在同時存在多個滑脫層的山前沖斷帶，造成這種構造分層差異變形的原因可能有三個方面：一是滑脫面性質的差異，使上、下構造變形層產生不同的滑動速度和變形方式[13-14]，造成不同構造變形層之間的不協調現象；二是構造運動的多期性，除可形成構造疊加和持續變形之外，特定時期的構造運動可能只對某一構造變形層具有重要影響，從而使其構造變形強度和變形方式有別于相鄰的構造變形層；三是不同構造變形層的地層結構(能干層/非能干層剖面)，統一擠壓應力場中地層結構的差異可以使構造樣式在側向上發生變化。上述因素綜合作用的結果可能是造成秋南-亞肯地區構造分層差異變形的原因。

4 與油氣聚集關系

秋南-亞肯地區的烴源巖主要為三疊系-侏羅系暗色泥巖和煤系地層[20-21]，油氣卻主要賦存于下白堊統和第三系，顯示出構造分層差異變形對該區油氣縱向分布具有重要影響，其中，油源斷裂溝通是油氣成藏的關鍵。

該區上部構造變形層圈閉發育，以背斜或斷背斜為主；盡管斷裂比較發育，但向下延伸卻很少切穿下伏吉迪克組膏鹽巖層，致使鹽下油氣很難向上部構造變形層運移，如亞肯3和庫東2等井均因缺乏油源斷裂溝通而失利。

吉迪克組巨厚膏鹽巖層為中部構造變形層的良好區域蓋層，下伏下白堊統舒善河組巨厚層泥巖也能夠阻擋三疊系-侏羅系烴源層生成的油氣向上運移。根據地震資料解釋，該構造變形層斷裂發育，規模較大的斷裂一般向下可切穿舒善河組巨厚泥巖蓋層，從而成為溝通三疊系-侏羅系烴源層和上覆圈閉的油源斷裂，如庫1井等。

下部構造變形層為一套自生自儲成藏組合，油氣地質條件得天獨厚，是下步值得探索的勘探層系。

5 結論

(1)秋南-亞肯地區橫跨庫車前陸沖斷帶的前鋒帶和前緣外圍帶，發育新近系吉迪克組、下白堊統舒善河組和前中生界基底巖系三個主要滑脫層；根據構造-地層組合及變形特點，縱向上劃分為上部(新近系庫車組至第四系)、中部(下白堊統至新近系吉迪克組)和下部(基底至下白堊統亞格列木組)三個構造變形層。

(2)秋南-亞肯地區至少經歷了兩期構造變形，最終形成由多滑脫層控制的分層差異變形構造。第一期構造變形以下部構造變形層雙重構造的形成、中部構造變形層向南楔沖和上部構造變形層“古”秋里塔格滑脫背斜的形成為主要特征；第二期構造變形以秋里塔格斷裂向南沖出地表、東秋里塔格滑脫-斷層轉折背斜的定型和亞肯滑脫背斜的形成為標志。

(3)構造分層差異變形對秋南-亞肯地區油氣縱向分布具有重要影響，油源斷裂的溝通是油氣成藏的主控因素。

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