蘇東坡 (西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610500)

韓 杰，王振宇， 張 敏 (中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒 841000)

塔里木盆地塔中北斜坡斷裂體系與油氣關(guān)系研究

蘇東坡 (西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610500)

韓 杰，王振宇， 張 敏 (中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒 841000)

塔中北斜坡是塔里木盆地塔中地區(qū)的重要勘探區(qū)域，具有構(gòu)造演化期次多、斷裂系統(tǒng)發(fā)育、油氣分布規(guī)律復(fù)雜等特點，深入探討斷裂體系與油氣的關(guān)系對于勘探開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。依據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化特征，結(jié)合地震、地質(zhì)等資料，在研究區(qū)識別出中加里東期北西向逆沖斷裂體系、晚加里東期北西向逆沖斷裂體系、加里東末期～早海西期北東向走滑斷裂體系，分析了各期斷裂體系與生排烴史的配置關(guān)系及對油氣分布的控制作用，其中中加里東期斷裂體系控制油氣運聚的基本格局；晚加里東期斷裂體系控制構(gòu)造圈閉的發(fā)育與分布；加里東末期～早海西期斷裂體系控制油氣富集。指出該區(qū)油氣主要富集于加里東末期-早海西期斷裂及其交匯部位，在勘探開發(fā)中要注重斷裂對油氣的控制作用。

塔里木盆地；塔中北斜坡；斷裂體系；油氣關(guān)系

1 區(qū)域構(gòu)造演化特征

塔中地區(qū)位于塔里木盆地中央隆起中段，西與巴楚斷隆相接，東與塔東低隆相連，呈北西向，北部緊鄰滿加爾坳陷，南部為塘古孜巴斯坳陷(見圖1)。塔中隆起經(jīng)歷多期的構(gòu)造運動，是一個繼承性發(fā)育的大型古生代古隆起，自早古生代～泥盆紀(jì)形成以來，構(gòu)造相對穩(wěn)定，地層發(fā)育比較齊全，僅在頂部遭受剝蝕；晚古生代至中新生代穩(wěn)定隆升，未受斷裂強烈切割破壞[1-4]。

1.1早加里東期——碳酸鹽巖臺地發(fā)育階段

震旦紀(jì)至早奧陶世早中期，古塔里木板塊東北邊緣為被動大陸邊緣，陸緣拉張活動從東北向西南擴展，逐漸形成了庫魯克塔格-滿加爾坳拉槽原型盆地和塔西克拉通內(nèi)坳陷原型盆地，形成了東深西淺的沉積古地理格局，并控制了寒武紀(jì)～早奧陶世沉積環(huán)境的分布和發(fā)展演化。

1.2中晚加里東期——古隆起形成期

奧陶世晚期，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場開始由南北向的拉張向南北向的擠壓轉(zhuǎn)化。塔中5井至Ⅰ號斷層?xùn)|段一帶，塔中Ⅰ號同生斷層帶開始發(fā)育，它是由多階斷層組成的基底深斷層，寬十余公里，走向近南北。早奧陶世晚期-晚奧陶世早期階段，南緣造山帶及盆內(nèi)從拉張環(huán)境轉(zhuǎn)為擠壓環(huán)境，塔中地區(qū)發(fā)生整體隆升，北西向古隆起已具雛形，在隆起的高部位因剝蝕作用造成地層缺失。隆起形態(tài)不對稱，此時隆起西高東低。晚陶世末期，塔中地區(qū)受東南部強烈的沖斷擠壓，形成東高西低的構(gòu)造格局。加里東晚期運動使志留系地層隆升并遭受剝蝕。經(jīng)過奧陶紀(jì)末和志留紀(jì)末2次區(qū)域性擠壓抬升，塔中古隆起形成。

1.3早海西期——古隆起調(diào)整改造期

泥盆紀(jì)末期的海西早期構(gòu)造運動波及整個盆地，是塔里木盆地一次重要的構(gòu)造變動，它使塔中低凸起進一步隆升并定型，泥盆系、志留系地層遭受強烈剝蝕，形成下石炭統(tǒng)與下伏地層間的角度不整合接觸。自西向東，石炭系地層呈超覆沉積，反映了石炭系沉積前的古地貌呈東高西低。經(jīng)過加里東晚期和海西早期的構(gòu)造運動，塔中古隆起和其上的左行雁列式背斜、逆斷層帶的構(gòu)造格局基本形成。

1.4海西晚期～燕山期——古隆起整體升降期

石炭紀(jì)～白堊紀(jì)，塔中地區(qū)與周緣地區(qū)連為一體，成為穩(wěn)定的克拉通內(nèi)坳陷的一部分，僅存在微弱構(gòu)造調(diào)整和局部活動。印支～燕山期，塔中隆起主要表現(xiàn)為整體沉降和翹傾，對古隆起的形態(tài)影響不大。

圖1 塔中地區(qū)構(gòu)造位置圖

1.5喜山期——快速深埋期

新生代塔里木盆地克拉通區(qū)進入快速深埋期，塔中地區(qū)整體沉降，厚達2000m以上，寒武-奧陶系古隆起碳酸鹽巖頂面埋深多4000～6000m，發(fā)生南東向翹傾，缺乏斷裂，局部低幅度構(gòu)造發(fā)生微弱調(diào)整，形成重要的構(gòu)造運動成藏期。

2 斷裂發(fā)育期次及特征

塔中北斜坡發(fā)育多期次、多類型的斷裂系統(tǒng)，這與塔里木盆地區(qū)域構(gòu)造背景和應(yīng)力環(huán)境密不可分。塔中北斜坡主要存在3期斷裂體系，即中加里東期北西向逆沖斷裂體系、晚加里東期北西向逆沖斷裂體系、加里東末期～早海西期北東向走滑斷裂體系[5-7]。

2.1中加里東期北西向逆沖斷裂體系

中加里東時期，古昆侖洋發(fā)生強烈的俯沖削減，在南北向構(gòu)造擠壓作用下，受早期構(gòu)造格局的影響，形成塔中Ⅰ號斷裂帶等北西向逆沖斷裂體系，并控制了塔中北西向古隆起的構(gòu)造格局。塔中Ⅰ號斷裂帶為發(fā)育在塔中古隆起的北緣與滿加爾凹陷轉(zhuǎn)折端上的逆沖斷裂，是構(gòu)成塔中隆起與北部坳陷的分界斷裂，呈北西走向，斷裂長約218km，最大落差1500m。塔中Ⅱ號斷裂帶位于塔中隆起與塘古凹陷之間，是發(fā)育在隆起向凹陷轉(zhuǎn)折端的邊界逆沖斷裂，延伸長度81km，呈北西西、北東走向。中央斷裂帶位于塔中隆起的軸脊部位，由背沖斷裂和所夾持的斷壘塊構(gòu)成，呈北西向展布，南緣斷裂長89km，北緣斷裂長52km，最大落差900m。該期斷裂體系形成了塔中地區(qū)南北分帶的構(gòu)造格局。

2.2晚加里東期北西向逆沖斷裂體系

晚加里東期塔中古隆起繼承性發(fā)育，以褶皺抬升為主，中部抬升剝蝕強烈，斷裂繼承性發(fā)育，早奧陶世南北向沖斷作用力逐漸向塔中中央潛山區(qū)釋放，形成與塔中Ⅰ號斷裂伴生的北西向逆沖斷裂體系。該級斷裂發(fā)育時代稍晚于塔中Ⅰ號斷裂，活動在中晚奧陶世，斷裂方向與塔中Ⅰ號斷裂較為一致，主要為北西西-南東東和北西-南東向，斷穿上寒武、下奧陶統(tǒng)和上奧陶統(tǒng)灰?guī)r，斷至上奧陶統(tǒng)桑塔木組砂泥巖段，斷裂活動強度也是東強西弱，斷距在30～600m之間，平面延伸廣。

2.3加里東末期～早海西期北東向走滑斷裂體系

加里東末期～早海西期，塔里木克拉通的南、北兩側(cè)皆發(fā)生強烈的碰撞作用，導(dǎo)致塔中隆起帶進一步抬升，并且斜向碰撞作用也使隆起帶內(nèi)壓扭性構(gòu)造進一步加強，使塔中地區(qū)處于左旋壓扭應(yīng)力場中。塔中北斜坡受北西向斜向擠壓作用，由于基地存在北東向隱伏斷裂，造成沿北東向隱伏斷裂上的剪切變形，形成系列北東向的左旋走滑斷裂體系。這種剪切變形明顯切割早期形成的北西向沖斷層，沖斷帶被切割成小塊體，依次左行滑動，造成了塔中地區(qū)東西分塊的構(gòu)造格局。走滑斷裂向上斷至志留系～泥盆系，極少進入上覆地層，志留紀(jì)末-晚泥盆世前是走滑斷裂的主要發(fā)育期。

3 各斷裂體系與生排烴史的配置關(guān)系

塔里木盆地臺盆區(qū)主要有2套烴源巖，即寒武系～下奧陶統(tǒng)烴源巖和中上奧陶統(tǒng)烴源巖。這2套源巖的厚度、有機質(zhì)豐度、有機質(zhì)類型及成熟度均存在顯著差異。寒武系～下奧陶統(tǒng)烴源巖分布面積廣、厚度大、有機質(zhì)豐度高，是一套重要的烴源巖；中～上奧陶統(tǒng)烴源巖分布范圍局限，主要分布于臺地斜坡和臺內(nèi)低凹部位，有機質(zhì)豐度低，現(xiàn)今處于生油階段，與寒武系～下奧陶統(tǒng)烴源巖相比較，生烴量非常有限。

塔中北斜坡油氣主要來源于寒武系～下奧陶統(tǒng)烴源巖，中～上奧陶統(tǒng)烴源巖有少量貢獻。寒武系～下奧陶統(tǒng)烴源巖在中加里東期北西向逆沖斷裂體系活動時期尚未生烴；晚加里東期北西向逆沖斷裂體系活動時期，達到生烴門限，開始生烴；加里東末期～早海西期北東向走滑斷裂體系活動時期，達到生油高峰，大規(guī)模生油，現(xiàn)今處于高成熟演化階段，原油裂解成氣。

4 斷裂體系對油氣分布的控制作用

4.1中加里東期斷裂體系控制油氣運聚的基本格局

中加里東期塔中Ⅰ號斷裂帶發(fā)生強烈的北東向沖斷運動，形成了塔中地區(qū)北西向巨型斷隆的構(gòu)造格局，奠定了塔中北斜坡海相碳酸巖鹽的油氣地質(zhì)條件，大型古隆起控制了臺-盆(隆-凹)分異及臺緣高能相帶和臺地巖溶帶的發(fā)育，進而控制了烴源巖和碳酸鹽巖原始儲集相帶的形成和分布。該期斷裂構(gòu)造作用為下奧陶統(tǒng)大面積高能灘的發(fā)育奠定了基礎(chǔ),同時塔中隆起發(fā)生強烈的抬升遭受風(fēng)化剝蝕，缺失上奧陶統(tǒng)吐木休克組、中奧陶統(tǒng)一間房組地層，形成鷹山組頂面大型不整合，使得鷹山組頂部發(fā)育準(zhǔn)層狀大型風(fēng)化殼巖溶型儲層，同時不整合面也可作為后期油氣運移的優(yōu)勢通道。同時塔中Ⅰ號斷裂帶構(gòu)造作用形成了臺緣坡折帶沉積格局，控制著上奧陶統(tǒng)高能臺緣礁灘相沉積體系的發(fā)育與展布。另外，隆后形成的滿加爾坳陷區(qū)控制了中上奧陶統(tǒng)的海相烴源巖的分布格局，改變了寒武-下奧陶統(tǒng)烴源巖只在塔東盆地相集中分布的局面。

4.2晚加里東期斷裂體系控制構(gòu)造圈閉的發(fā)育與分布

加里東構(gòu)造活動晚期，在塔中地區(qū)形成強烈的板內(nèi)構(gòu)造活動，塔中以褶皺運動為主，形成了塔中復(fù)式背斜的基本格局，塔中北西向斷裂帶基本定型，控制了塔中南北分帶的構(gòu)造特征，同時也控制了構(gòu)造圈閉的發(fā)育與分布。晚加里東期斷裂作用，形成了寒武～奧陶系碳酸鹽巖大型構(gòu)造圈閉，圈閉多沿斷裂帶分布。圈閉與斷裂系統(tǒng)具備了良好的配置關(guān)系，為油氣運移和聚集提供了有利條件。同時，塔中北斜坡下古生界古隆起本身也是一個長期發(fā)育的巨型背斜圈閉，使得該區(qū)成為油氣的有利聚集區(qū)，形成了塔中地區(qū)整體含油、局部富集的局面。

4.3加里東末期～早海西期斷裂體系控制油氣富集

加里東末期-早海西期，塔中北斜坡地區(qū)處于左旋壓扭應(yīng)力場中,形成北東向走滑斷裂體系。該期斷裂斷穿基底，溝通了寒武系～下奧陶統(tǒng)烴源巖，同時，斷裂活動期與生油高峰匹配，成為原油運移的優(yōu)勢通道，在有利的圈閉聚集成藏，形成分布廣泛、規(guī)模巨大的古油藏。喜山晚期，寒武系～下奧陶統(tǒng)烴源巖達到生氣高峰，由于走滑斷裂深切基底、與現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力方向一致，有利于斷裂的開啟，成為天然氣運移的重要通道，再次發(fā)生天然氣充注，目前仍處于強烈氣侵調(diào)整中。因此，該期斷裂體系是塔中地區(qū)油氣運移的重要通道，油氣主要富集于走滑斷裂及其交匯部位[8](見圖2)。

圖2 塔中隆起北部斜坡帶奧陶系油藏剖面圖

5 結(jié) 論

1)塔中北斜坡主要經(jīng)歷早加里東期碳酸鹽巖臺地發(fā)育階段、中晚加里東期古隆起形成階段、早海西期古隆起調(diào)整改造階段、海西晚期～燕山期古隆起整體升降階段、喜山期快速深埋階段等構(gòu)造演化。

2)塔中北斜坡主要存在3期斷裂體系，即中加里東期北西向逆沖斷裂體系、晚加里東期北西向逆沖斷裂體系、加里東末期～早海西期北東向走滑斷裂體系。

3)斷裂體系對塔中北斜坡油氣分布具有重要的控制作用，中加里東期斷裂體系控制油氣運聚的基本格局；晚加里東期斷裂體系控制構(gòu)造圈閉的發(fā)育與分布；加里東末期～早海西期斷裂體系控制油氣富集，油氣主要分布于該期走滑斷裂及其交匯部位。

[1]賈承造.中國塔里木盆地構(gòu)造特征與油氣[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.

[2]王招明，楊海軍，王振宇，等.塔里木盆地塔中地區(qū)奧陶系礁灘體儲層地質(zhì)特征[M].北京：石油工業(yè)出版社，2010.

[3] 顧家裕，朱筱敏，賈進華，等.塔里木盆地沉積與儲層[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[4] 張振生，李明杰，劉社平，等. 塔中低凸起的形成和演化[J].石油勘探與開發(fā)，2002，29(1)：28 -31.

[5] 鄔光輝，李啟明，張寶收，等. 塔中Ⅰ號斷裂坡折帶構(gòu)造特征及勘探領(lǐng)域[J].石油學(xué)報，2005，26(1)：27 -30.

[6] 張承澤，于紅楓，張海組，等. 塔中地區(qū)走滑斷裂特征、成因及地質(zhì)意義[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，30(5)：22-26.

[7] 李明杰，胡少華，王慶果，等. 塔中地區(qū)走滑斷裂體系的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義[J].石油地球物理勘探，2006，40(1):116-121.

[8]楊海軍，鄔光輝，韓劍發(fā)，等. 塔里木盆地中央隆起帶奧陶系碳酸鹽巖臺緣帶油氣富集特征[J].石油學(xué)報，2007，28(4):26-29.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.003

P618.130.2

A

1673-1409(2012)02-N009-04

2011-11-12

國家科技重大專項(2008ZX05004-004)；四川省重點學(xué)科建設(shè)項目(SZD0414)。

蘇東坡(1985-)，男，2007年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)專業(yè)方面的研究工作。