塔里木盆地巴楚隆起東段北東向走滑斷裂特征

馬海隴 于靜芳 張長建

摘? ?要：通過對塔里木盆地巴楚隆起東段地震資料的精細解釋，發現研究區發育一系列NE、NEE走向的走滑斷裂及逆沖滑脫斷裂。主要構造樣式有花狀構造、平行高陡斷裂帶、滑脫逆沖疊加走滑斷裂等。主要有4期構造活動：加里東中期壓扭走滑、 海西早期張扭走滑、海西晚期繼承壓扭走滑、喜山期繼承活動。其中，加里東中期Ⅰ幕，開始形成NE走向的撕裂斷層-調節斷層。加里東中期Ⅲ幕，NE向走滑斷裂大規模的沿先存NE向基底薄弱帶和NE走向的撕裂斷層-調節斷層基礎上開始發育，同時形成了幾組NEE向壓扭斷裂帶。加里東晚期—海西早期，沿先存走滑斷裂繼承發育了一系列負花狀走滑斷裂。海西晚期、喜山期，部分NE向斷裂再次開啟繼承發育。走滑斷裂對碳酸鹽巖儲集層具強烈的改造作用，具備發育多種圈閉類型的潛力，是油氣藏保存和再調整的關鍵因素。

關鍵詞：塔里木盆地;巴楚隆起東段;走滑斷裂;形成演化

前人研究認為巴楚隆起主要經歷了加里東期、海西期、印支期—燕山期、喜馬拉雅期等至少4期構造演化階段[1-5]，普遍認為巴楚隆起雛形形成于晚奧陶世末期，二疊紀末期及三疊紀末期繼續遭受抬升至喜馬拉雅期末期，最終定型，形成前緣隆起? ? ? ? ?帶[6-8]。研究認為寒武—奧陶系白云巖儲層類型以裂縫-孔洞型為主，控制巴楚地區白云巖儲層的關鍵因素為沉積相帶、成巖改造、構造裂縫，其中成巖改造主要是溶蝕作用與白云石化作用對白云巖儲層起關鍵性作用[9]。

隨著塔北-塔中地區古斜坡、古隆起部位普遍發育走滑斷裂及由這些斷裂控制形成的油藏（如塔河-順北）的發現，驗證了加里東—海西晚期發育的深大走滑斷裂帶“控儲、控藏、控富”的勘探認識[10-12]。關于巴楚地區走滑斷裂存在以下問題需要解決：巴楚隆起走滑斷裂特征、主要形成期、構造演化及形成機制具有哪些特點？巴楚隆起走滑斷裂是否具備塔北-塔中地區“控儲、控藏、控富”類似的地質條件？通過對塔里木盆地巴楚隆起東段地震資料的精細解釋，分析走滑斷裂構造樣式、形成期次、演化及成因機制，同時探討走滑斷裂是否具備形成油氣藏的地質條件，這對巴楚隆起油氣勘探轉變思路，開拓新領域，實現油氣突破具有現實意義。

1? 地質背景

巴楚隆起東段位于塔里木盆地西南部，西北方向以古董山斷裂為界與巴楚隆起西段相接，北部以阿恰-吐木秀克-巴東斷裂為界與阿瓦堤斷陷和卡塔克隆起分開，南以瑪扎塔格斷裂為界與麥蓋提斜坡相鄰，東南部以塘北斷裂帶為界與塘沽巴斯坳陷接壤。現今具西高東低、北高南低的特點，總體上呈西北高、向東南傾斜的大型復式鼻狀隆起（圖1）[13]。根據前期勘探成果及鉆井結果揭示，研究區主要發育震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、新生界，除三疊系外缺失中生界。

2? 斷裂發育特征

2.1? 斷裂識別模式

由于走滑斷裂在地震剖面上呈傾角陡、斷距小、地層變形弱等特點，不易識別。與此同時，研究區經歷多期構造運動改造，斷裂多期疊加改造，構造復雜多樣。因此，研究區走滑斷裂識別組合是關鍵。通過二維地震資料解釋，總結如下：“深有根，淺有花，中間找錯斷，邊界看地勢”（圖2）。①深部有“根”，這是最重要的識別標志，底至寒武系表現為直立錯斷或褶曲變形;②淺部有“花”，奧陶系及上覆地層高角度錯斷，形成背形逆沖正花狀、向形正斷負花狀;③中間找錯斷變形，斷裂發育處引起地層錯斷以及振幅強弱變化，特別是斷裂交匯處振幅強弱頻繁變化。地震剖面上奧陶系上部地層連續平行分布，寒武系有錯斷，奧陶系振幅強弱頻繁交替，雜亂反射狀。④臨近邊界斷裂區域，地勢呈階梯狀展布。多期構造運動，特別是喜山期控制隆起的邊界斷裂劇烈活動，而隆起內部活動相對弱，這種差異使得靠近邊界斷裂區域的走滑斷裂繼承活動強，造成地勢呈階梯狀展布，而遠離邊界斷裂區域的走滑斷裂繼承活動難以造成地勢較大幅度的起伏變化。

2.2? 斷裂特征

按上述識別模式對巴楚隆起東段二維地震資料精細解釋，發現研究區發育16條NE、NEE走向的走滑斷裂及壓扭性質的逆沖滑脫斷裂，主要發育花狀構造、平行高陡斷裂帶、滑脫逆沖疊加走滑斷裂等構造樣式。其中，NE向走滑斷裂普遍發育，NEE走向的走滑斷裂及壓扭性質的逆沖滑脫斷裂僅在東部地區發育。

2.2.1? 花狀構造

花狀構造是研究區普遍發育的構造樣式，可分為正、負花狀構造樣式。正花狀構造是下陡上緩、凸面向上的多條斷裂組合，向上斷至奧陶系、志留系、二疊系以及中新生界不等，并構成背斜斷壘，向下收斂合并直插基底。正花狀在研究區更為普遍。負花狀構造是下陡上緩、凹面向上的多條斷裂組合，向上斷至奧陶—石炭系，并構成地塹、半地塹，向下收斂合并直插基底。

2.2.2? 平行高陡斷裂帶

斷裂高陡、平直，傾角大于80°，斷層間近平行，向下斷穿基底，向上斷至二疊系及中新生界不等。

2.2.3? 逆沖滑脫斷裂疊加走滑斷裂

寒武系阿瓦塔格組之下地層見明顯的直立走滑斷裂錯斷，其上逆斷裂沿寒武系阿瓦塔格組膏鹽層（下文以T81代表）滑脫，向上逆沖至奧陶系桑塔木組頂面，志留系上超于桑塔木組之上，志留系之上古生界呈褶皺變形，褶皺內部見明顯的直立走滑斷裂，走滑斷裂改造逆沖滑脫斷裂。

3? 走滑斷裂形成演化

研究發現[14-16]，巴楚隆起處于近EW向的正磁異常帶與近NE向相間的正負磁異常帶交匯部位。這種近NE向相間的正負航磁異常帶可能代表巴楚隆起存在NE向的隱伏基底斷裂。這些隱伏基底斷裂作為構造薄弱帶，在區域應力場作用下易沿基底產生破裂，這可能是巴楚地區大規模NE向走滑斷裂發育的基礎。

結合盆地周邊地球動力學背景，巴楚隆起東段斷裂系統是西昆侖造山運動、阿爾金造山運動以及南天山造山運動共同作用的結果，具多期活動的特點[17]。結合斷裂斷開層位、平面交切關系等，初步判識巴楚隆起東段走滑斷裂主要有 4期活動：加里東中期壓扭走滑、 海西早期張扭走滑、海西晚期繼承壓扭走滑、印支-喜山期繼承活動。加里東中期、海西早期、喜山期是 3 個主要活動期。多條斷裂下部正花狀、 上部負花狀的構造樣式，表明海西期張扭性斷裂可能是在加里東中期壓扭性斷裂基礎上繼承性活動的。從斷裂平面分布特征來看，東西部存在差異，西部多期繼承發育（圖3-BB’，CC’），喜山期活動強烈，而東部喜山期活動弱（圖3-DD’，EE’）。

3.1? 寒武紀—早奧陶世伸展正斷裂

寒武紀—早奧陶世（即加里東早期），受周緣古天山洋、古昆侖洋和阿爾金洋拉張裂解的影響[17]，巴楚隆起整體處于伸展環境，發育正斷層。它們是在先存基底斷裂或基底軟弱帶的基礎上形成的，在巴楚地區形成NW、NWW、近EW向斷裂，如瑪扎塔格、吐木秀克斷裂等。這些斷裂在后期構造活動中，沿先存正斷裂斷面反轉形成逆沖斷裂。

3.2? 中奧陶世末期壓扭NE向走滑

中奧陶世末期（即加里東中期I幕），由于受西南部西昆侖洋的閉合作用，巴楚地區處于 NE向的壓扭應力場中，巴楚隆起區抬升幅度較高，一間房組全部及鷹山組上部地層剝蝕殆盡[18]。同時巴楚、卡塔克地區早期正斷裂大規模逆沖反轉。沿NE向基底軟弱帶及逆沖擠壓應力的不均衡造成不同地塊之間的差異運動，發育多排近NE向的被動型走滑斷裂，這些NE向走滑斷裂可能切割NWW向吐木秀克、瑪扎塔格斷裂。

3.3? 晚奧陶世末期擠壓NEE向滑脫逆沖

晚奧陶世末（即加里東中期Ⅲ幕），由于阿爾金洋開始關閉，阿爾金地塊開始與塔里木板塊發生碰撞，巴楚地區處于NNW向擠壓應力場中[18-19]。NEE向走滑斷裂開始發育。與此同時，巴楚隆起東段南部區域形成系列NEE向沿T81滑脫的逆沖斷裂;部分NE向走滑斷裂繼承發育，部分沿早期走滑斷裂形成沿T81滑脫逆沖斷裂被改造（圖4，5）。可見以T81為滑脫面，中上寒武統—奧陶系發生變形，向SE逆沖，具斷層轉折褶皺特征，褶皺形態西翼緩、東翼陡，東翼斷距明顯，可見志留系角度不整合上超于奧陶系斷背斜上，滑脫層鹽下見明顯的直立走滑斷裂，表明加里東中期Ⅲ幕形成的逆沖斷裂是在早期NE向走滑斷裂基礎上形成的。

3.4? 晚志留—早石炭世張扭走滑斷裂

晚志留—中泥盆世（加里東晚期—海西早期），受東昆侖島弧弧-陸碰撞及阿爾金斷隆的強烈造山作用[20]，這一時期阿爾金造山作用為主要應力源，呈SE向擠壓或壓扭，東昆侖島弧弧-陸碰撞作用力較弱，呈近NS向，在二者不均衡疊加效應下，巴楚隆起先前已形成走滑斷裂發生繼承性活動和調整改造。與此同時，晚志留—早石炭世，由于南天山弧后盆地的形成，塔里木板塊北緣處于區域伸展的構造環境[21]。在這種南壓北張的構造環境下，導致主斷裂帶在上奧陶統頂部—下石炭統表現為負花狀的構造變形特征。這種負花狀構造樣式由北向南強度呈逐漸減弱的趨勢。

3.5? 晚泥盆世—二疊紀

晚二疊世末（即海西晚期），由于南天山洋自東向西剪刀式關閉，古特提斯洋碰撞擠壓造山，產生了NS向擠壓應力[15]。該期構造活動在巴楚地區表現明顯，吐木秀克、瑪扎塔格斷裂復活，斷裂頂部遭受不同程度的剝蝕。圖4可見晚泥盆世—二疊紀地層呈褶皺變形，幅度較小，褶皺內部可見明顯正花狀走滑斷裂，二疊系頂部被剝蝕。中西部NE、NEE向走滑斷裂再次開啟繼承活動，東部走滑斷裂活動弱（圖3-DD’，EE’）。

3.6? 中新生代

至三疊紀（印支期）古特提斯洋向中昆侖地體下的俯沖加劇[15]，導致巴楚隆起普遍缺失三疊—白堊系，僅和田1井南部殘存三疊系。上新世末—第四紀（喜山期），在印度-歐亞板塊強烈擠壓應力的傳遞作用下瑪扎塔格一帶[15]，發育了沿古近系底部膏巖的蓋層滑脫逆沖推覆斷裂并沖出地表， 由此形成了瑪扎塔格斷裂帶深、淺兩層構造樣式的疊加。與此同時，前期形成的中西部NE、NEE向走滑斷裂再次開啟繼承活動，東部走滑斷裂活動弱。

4? NE向走滑斷裂控制作用探討

4.1? 對碳酸鹽巖儲集層的改造作用

巴楚隆起鉆井揭示，碳酸鹽巖儲層主要發育在奧陶系和中下寒武統，儲集空間主要為裂縫，溶蝕孔洞，儲層類型主要為溶蝕孔洞-裂縫型。在斷裂系統形成的裂縫基礎上表生巖溶、埋藏溶蝕，對巴楚地區碳酸鹽巖儲層發育具重要的控制作用1 。塔中地區也證實走滑斷裂多期疊加改造，多期次的構造變形是裂縫發育的基礎[22-23]。同時普遍缺失中奧陶統一間房組和上奧陶統恰爾巴克組，中下奧陶統碳酸鹽巖由于長期出露地表，遭受風化剝蝕和淋濾，在其頂部形成了廣泛分布的巖溶儲層，大量地表水、地下水沿走滑斷裂帶匯聚運移，斷裂帶附近的巖溶作用更加發育，利于沿走滑斷裂帶發育優質溶蝕孔洞型裂縫儲層。而研究區桑塔木組泥巖、阿瓦塔格組和吾松格爾組膏鹽可作為區域蓋層，與下伏儲層形成良好的儲-蓋組合。

4.2? 走滑斷裂具有發育多種圈閉類型的潛力

巴楚隆起東段具有發育多種圈閉類型的潛力，除構造圈閉外，巖性圈閉等均可能發育。巴楚隆起東段普遍發育多期不同走向的走滑斷裂，這些斷裂與加里東中期I幕至加里東中期Ⅲ幕巖溶同期作用，有利于沿斷裂展布的奧陶系巖溶縫洞型巖性圈閉發育。其次，具壓扭性質的NE向逆沖滑脫構造，經歷了加里東中期Ⅲ幕巖溶，可形成構造背景下的奧陶系構造-巖性復合圈閉。

4.3? 對油氣藏的調整作用

塔中研究認為[24-25]，走滑斷裂帶是油氣運移的優勢通道，同時有利于儲層發育，是有利的油氣富集區;蓋層-保存條件是油氣成藏的關鍵。研究區邊界斷裂晚期強烈活動，多數斷裂 “通天”，構造形成期較晚，圈源匹配條件差，成藏不利。隆起主體區構造活動相對較弱，保存條件較好。因此要尋找海西晚期前形成的走滑斷裂相關圈閉，遠離喜山期強烈活動帶。由于研究區東、西部喜山期活動存在差異，西強東弱，因此東部區域可能優于西部區域，東部尋找古油藏，西部探索調整藏。

5? 結論

（1） 巴楚隆起東段走滑斷裂主要識別模式為：“深有根，淺有花，中間找錯斷，邊界看地勢”。發育一系列NE、NEE走向的走滑斷裂及壓扭性質的逆沖滑脫斷裂，主要構造樣式有花狀構造、平行高陡斷裂帶、滑脫逆沖疊加走滑斷裂等。

（2） 巴楚隆起東段走滑斷裂主要有4期活動：加里東中期壓扭走滑、 海西早期張扭走滑、海西晚期繼承壓扭走滑、印支喜山期繼承活動。加里東中期、海西早期、喜山期是 3 個主要活動期。加里東中期Ⅰ幕，形成NW向逆沖斷裂的同時，開始形成NE走向的撕裂斷層-調節斷層。加里東中期Ⅲ幕，NE向走滑斷裂大規模的沿先存NE向基底薄弱帶和NE走向的撕裂斷層-調節斷層基礎上開始發育，同時形成了幾組NEE向壓扭斷裂帶，從NW往SE表現為走滑斷裂帶逐漸向逆沖斷裂帶過渡的特征。加里東晚期—海西早期，沿先存走滑斷裂繼承發育了系列負花狀走滑斷裂。海西晚期、喜山期，NE向、NNE向走滑斷裂再次開啟繼承發育。從斷裂平面分布看，東西部存在差異，西部多期繼承發育，以喜山期活動為主，東部以海西晚期活動為主。

（3） 走滑斷裂帶對碳酸鹽巖儲集層具強烈的改造作用，同時是油氣運移的優勢通道，是有利的油氣富集區;走滑斷裂具發育多種圈閉類型的潛力;由于NE向、NEE向走滑斷裂在喜山期再次活動，對海西晚期形成的沿走滑斷裂帶分布的油藏有破壞再調整作用，故其控制著古油藏的分布和規模。同時，由于東西部走滑斷裂活動的差異性，東部主要尋找古油藏，西部探索調整藏。

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