李繼濤，李旭兵，白云山，劉 安，危 凱

LI Ji-Tao,LI Xu-Bing,BAI Yun-Shan,LIU An,WEI Kai

（武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，武漢430205）

（Wuhan Institute of Geology and Mineral Resources,Wuhan 430205,Hubei,China）

桑植-石門復(fù)向斜油氣有利區(qū)帶預(yù)測

李繼濤，李旭兵，白云山，劉 安，危 凱

LI Ji-Tao,LI Xu-Bing,BAI Yun-Shan,LIU An,WEI Kai

（武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，武漢430205）

（Wuhan Institute of Geology and Mineral Resources,Wuhan 430205,Hubei,China）

桑植-石門復(fù)向斜具有很好的油氣顯示，但是總體勘探程度較低。為明確研究區(qū)的下一步勘探重點，本文綜合野外地面地質(zhì)調(diào)查、野外巖石樣品生儲蓋能力的分析和MT資料綜合解釋等幾方面結(jié)果對研究區(qū)的石油地質(zhì)特征、構(gòu)造與油氣的關(guān)系和具體構(gòu)造圈閉情況進行了較為詳細的研究。研究結(jié)果表明研究區(qū)主要發(fā)育下震旦統(tǒng)陡山沱組、寒武系黔東統(tǒng)牛蹄塘組、晚奧陶世五峰組-早志留世龍馬溪組等3套烴源巖，上震旦統(tǒng)燈影組、寒武系黔東統(tǒng)清虛洞組和武陵統(tǒng)孔王溪組等三套較好的儲集層，寒武系黔東統(tǒng)和下志留統(tǒng)等兩套區(qū)域蓋層；加里東-印支期為巖性油藏形成階段，晚印支-早燕山期為氣藏形成階段，晚燕山-喜山期以氣藏調(diào)整、改造、再分配甚至破壞作用為主。最終發(fā)現(xiàn)四望山背斜、天子山背斜等2個局部構(gòu)造為桑植石門復(fù)背斜下一步的重點勘探目標。

油氣資源；有利區(qū)帶；桑植石門復(fù)背斜；中揚子區(qū)

前人針對包括研究區(qū)在內(nèi)的湘鄂西乃至整個中揚子地區(qū)從以下方面做過大量的研究工作：通過油氣地質(zhì)條件方面的研究[1-7]表明，整個中揚子地區(qū)具有很好的生、儲、蓋組合；通過構(gòu)造與油氣成藏關(guān)系[8-13]的研究表明，加里東—早海西期為巖性圈閉形成階段，海西-印支期為油藏形成階段，晚印支-早燕山期為氣藏形成階段，晚燕山-喜山期以氣藏調(diào)整、改造、再分配甚至破壞作用為主，建設(shè)性作用是次要的；通過對中揚子區(qū)域勘探目標研究[14-19]表明，桑植-石門復(fù)向斜為湘鄂西乃至中揚子地區(qū)的有利勘探區(qū)。

然而,具體到研究區(qū)桑植-石門復(fù)向斜的研究卻十分有限，僅郭建華等人[20]通過MT資料的綜合解釋對湖南桑植-石門復(fù)向斜走廊剖面構(gòu)造特征進行了分析；文志剛等[21]從烴源巖、儲層、蓋層及圈閉等因素入手，宏觀探討了桑植-石門復(fù)向斜地區(qū)震旦-志留紀地層的油氣成藏特征?？傮w而言，對研究區(qū)的石油地質(zhì)特征、構(gòu)造與油氣成藏關(guān)系、具體構(gòu)造單元的油氣藏評價等方面研究都相對較少。

鑒于此，本次研究通過野外地面地質(zhì)調(diào)查、巖石樣品生儲蓋能力分析和MT資料綜合解釋等工作，對研究區(qū)的石油地質(zhì)特征、構(gòu)造與油氣的關(guān)系和具體構(gòu)造圈閉情況進行了較為詳細的闡述，并最終預(yù)測出研究區(qū)的有利勘探區(qū)。

1 研究區(qū)概況

圖1 研究工區(qū)位置圖(據(jù)文獻[22]修改)Fig.1 Location of the study area

研究區(qū)桑植-石門復(fù)向斜位于中揚子臺地東南部，是湘鄂西區(qū)塊最南部的一個二級構(gòu)造單元，其東南側(cè)是江南隆起褶皺帶，西北側(cè)是屬于同一區(qū)塊的宜都—鶴峰復(fù)背斜帶（圖1）[22]。研究區(qū)的總體構(gòu)造走向為北東向，自南向北主要發(fā)育教子埡構(gòu)造帶、三官寺構(gòu)造帶、四望山構(gòu)造帶、堰塘灣構(gòu)造帶等次一級構(gòu)造帶。研究區(qū)出露的地層為寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、二疊系、三疊系，總體上，研究區(qū)南北兩端地層出露老，中間地層出露較新。在研究區(qū)及周圍的慈利南山坪、永順王村、石門磺廠等地均發(fā)現(xiàn)古油藏，證明該地區(qū)有很大的油氣生成潛力。

2 油氣地質(zhì)條件

2.1 烴源巖

研究區(qū)震旦系－下古生界共發(fā)育三套烴源巖，分別是下震旦統(tǒng)的陡山沱組、下寒武統(tǒng)的牛蹄塘組和上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組[14]。

下震旦統(tǒng)陡山沱組的烴源巖主要發(fā)育于被動大陸邊緣陸棚相沉積的一套以泥巖為主，碳酸鹽為輔的烴源巖。通過對白果坪、南山坪、楊家坪、王村和大坪等剖面的綜合研究，烴源巖厚度為40.3～347.4 m，平均厚度大于200 m。有機碳含量為1.2%～1.65%，RO值為3.15%～3.14%。

寒武系黔東統(tǒng)的牛蹄塘組烴源巖主要發(fā)育于揚子克拉通南緣的一套以泥巖、頁巖為主的烴源巖。通過對的茨巖塘、楊家坪、大坪和王村等剖面的綜合研究，烴源巖厚度為119.5～447 m，平均厚度大于250 m。有機碳含量為2.65%～2.79%，RO值為2.63%～3.39%。

上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組烴源巖主要發(fā)育于擠壓背景下克拉通周緣前陸盆地，是以黑色頁巖、硅質(zhì)巖為主的烴源巖。通過對磺廠、楊家坪和溫塘等剖面的綜合研究，烴源巖厚度為27.85～28.5 m，有機碳含量為1.51%～1.61%，RO值為1.62%～2.62%。

綜上所述，研究區(qū)三套烴源巖均為良好的烴源巖(有機碳含量均大于1.5%)，并且烴源巖均處于過成熟階段。

2.2 儲集層

研究區(qū)儲集層主要有：發(fā)育于上震旦統(tǒng)燈影組、下寒武統(tǒng)清虛洞組、中上寒武統(tǒng)的白云巖儲層、下奧陶統(tǒng)礁灘相生屑灰?guī)r儲層和下志留統(tǒng)小河壩組砂巖儲層。

通過對張家界三岔剖面震旦系燈影組碳酸鹽儲層的研究：孔隙度值為1.2%～9.9%，滲透率區(qū)間值在0.013～2.61 Md，燈影組上部和下部物性較好，中部物性稍差?？紫额愋陀辛ｉg溶孔、粒內(nèi)溶孔、粒內(nèi)-粒間溶孔和非組構(gòu)溶孔等4種孔隙類型。

通過對張家界大坪王家峪剖面清虛洞組儲層研究發(fā)現(xiàn)，儲層主要發(fā)育于上部和下部的白云巖段中。下部白云巖段孔隙度區(qū)間值2.38%～3.06%，平均為2.72%；滲透率為0.17%～0.18 Md，平均值為0.175 Md。上部孔隙度區(qū)間值為0.51%～2.14%，扣除孔隙度低值樣品后（致密儲層），平均孔隙度為2.08%，平均滲透率為0.04 Md。寒武系武陵統(tǒng)的高臺組孔隙度平均值為0.73%，滲透率均小于0.01 Md；孔王溪組孔隙度平均值為4.62%，滲透率平均值為0.73 Md；寒武系武陵統(tǒng)-芙蓉統(tǒng)婁山關(guān)組孔隙度平均值為1.87%，滲透率平均值為0.16 Md[21]。

下奧陶統(tǒng)的儲集層主要為南津關(guān)組、分鄉(xiāng)組和紅花園組的生物碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r，但通過研究表明該套巖層并不是一套很好的儲集層。平均孔隙度小于1.50%，滲透率小于0.01 Md。

志留系儲集層主要為小河壩中的砂巖，通過對石門磺廠剖面志留系儲層的研究，發(fā)現(xiàn)其孔隙度區(qū)間值在1.2%～3.1%，平均為2.56%，滲透率區(qū)間值在0.008～0.054 Md之間，平均為0.018 Md。

綜上所述，研究區(qū)的碳酸鹽儲層是以低孔特低滲為主要特征。以燈影組、清虛洞組和孔王溪組等三套儲集巖系為相對較好的儲層，婁山關(guān)組儲層次之，其它為差的儲層。

2.3 蓋層

研究區(qū)廣泛發(fā)育下寒武統(tǒng)和下志留統(tǒng)2套蓋層。其中下寒武統(tǒng)蓋層較為完整，幾乎遍及桑植-石門復(fù)向斜研究區(qū)；下志留統(tǒng)蓋層除了在背斜核部部分剝蝕外，其它區(qū)域保存完整。

寒武系蓋層主要為黔東統(tǒng)的牛蹄塘組和杷榔組，巖性主要為碳質(zhì)泥巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖。通過對茨巖塘剖面、南山坪、白果坪楊家坪等剖面的研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)蓋層厚度為412～724 m，平均厚度大于600 m，并從南東向北西方向上有增大趨勢。該套蓋層在研究區(qū)具有巖性穩(wěn)定、連續(xù)分布、厚度大的特點，為很好的區(qū)域蓋層。

下志留統(tǒng)蓋層巖性以泥巖、頁巖為主，夾少量泥晶灰?guī)r。據(jù)測定下志留統(tǒng)泥巖最大喉道半徑為1.8×10-2～2.49×10-2μm，平均孔隙度為1.05%，突破壓力在5.03～65 MPa之間，臨界含氣高度最小為503 m，最大可達6500 m，具有非常高的遮擋能力[23]。通過對五道水、南山坪等剖面的研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)蓋層厚度為756～1445 m，蓋層厚度在平面上顯示中間厚兩邊變薄的趨勢。該套蓋層在研究區(qū)連片分布，是很好的區(qū)域蓋層。

3 構(gòu)造演化與油氣地質(zhì)條件的關(guān)系

研究區(qū)自震旦紀以來主要經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期、燕山期和喜山期等5期構(gòu)造旋回，進而劃分為穩(wěn)定大陸邊緣階段（Z-O1），周緣前陸盆地階段（O2-S）、克拉通盆地發(fā)展階段（D-T2）和陸內(nèi)俯沖前陸盆地形成及構(gòu)造變形改造階段（T3-Q）共五個階段[24]。

3.1 穩(wěn)定大陸邊緣階段

研究區(qū)在震旦紀到早奧陶世時期，主要為穩(wěn)定的大陸邊緣沉積[25]，研究區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定，主要的古地理格局是北高南低、東高西低（圖2-a）。

根據(jù)區(qū)域沉積特點并結(jié)合地層的接觸關(guān)系分析，震旦紀沉積序列主要為一個海侵-海退旋回。早震旦世，隨著華南海不斷的向北海侵，發(fā)育了一套灰黑色泥巖、藻白云巖夾灰?guī)r沉積，從而形成了該地區(qū)的第一套烴源巖（陡山沱組）。晚震旦世中期，研究區(qū)發(fā)生海退，研究主要發(fā)育一套鮞粒白云巖、藻白云巖沉積，為研究區(qū)的第一套區(qū)域性儲集層（燈影組）。末期受桐灣運動影響[26]出現(xiàn)暴露，受大氣淋漓作用，該套儲集層物性大大改善。

慈利-保靖斷裂位于研究區(qū)最南部，主要控制臺地邊緣斜坡帶的發(fā)育，為研究區(qū)與雪峰山隆起的構(gòu)造分界[27]。

早寒武世，隨著新一輪的快速海侵，研究區(qū)從臺地相演變?yōu)殛懪锵?，主要沉積了一套黑色碳質(zhì)泥巖、頁巖、灰黑色灰?guī)r、粉砂巖[28]。該套地層成為研究區(qū)的第二套烴源巖（牛蹄塘組），并可作為區(qū)域性蓋層，早寒武世中期-早奧陶世，海平面開始下降，研究區(qū)以碳酸鹽巖臺地相沉積為主要特征。從而形成了以清虛洞、孔王溪和婁山關(guān)組為代表的鮞粒白云巖（灰?guī)r）儲層和以紅花園為代表的生物礁灰?guī)r儲層。

3.2 周緣前陸盆地形成階段

由于受到加里東構(gòu)造的影響，研究區(qū)從中奧陶世到早志留世主要以周緣前陸盆地沉積為主，古地理格局也變?yōu)槟细弑钡?、東高西低（圖2-b）。

圖2 研究區(qū)構(gòu)造演化圖Fig.2 The tectonic evolution in the study area

中奧陶世，由于華夏板塊與揚子板塊的靠近以及華南洋收縮所產(chǎn)生的遠程效應(yīng)，揚子?xùn)|南由張裂邊緣盆地轉(zhuǎn)化為前陸盆地的同時，隨著研究區(qū)臺地持續(xù)沉降，水體逐漸加深，發(fā)育了一套瘤狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾少許頁巖和龜裂紋灰?guī)r的淺水陸棚沉積-深水陸棚沉積（大灣組、牯牛潭組及寶塔組等）。晚奧陶世時期，隨著華夏板塊由東南向北西方向的揚子板塊持續(xù)靠近、擠壓，研究區(qū)大部分地區(qū)繼續(xù)撓曲下沉形成水流不暢的滯留盆地，進而接受五峰組灰黑色含碳硅質(zhì)巖、含碳泥巖沉積，從而形成了本區(qū)第三套區(qū)域性烴源巖。

早志留世早期，上述雛型前陸盆地開始向典型前陸盆地轉(zhuǎn)化，研究區(qū)沉積一套黑色頁巖，即龍馬溪組下部，并與上述五峰組共同構(gòu)成研究的區(qū)第三套區(qū)域性主力烴源巖；早志留世中晚期，隨著區(qū)域地殼不斷褶皺隆升，伴隨著海平面逐漸下降、盆地范圍也越來越小，同時接受向上變粗的粉砂巖、細砂巖及泥巖等沉積（小河壩組、溶溪組、秀山組、回星哨組及小溪峪組）；中志留世-早泥盆世，廣西運動席卷全區(qū)，華南造山帶最終形成，并使華夏板塊與揚子板塊形成統(tǒng)一的華南板塊，包括研究區(qū)在內(nèi)的中揚子區(qū)缺失中志留統(tǒng)-下泥盆統(tǒng)地層，并造成泥盆系云臺觀組與下伏志留系小溪峪組呈平行不整合接觸。伴隨該期構(gòu)造運動，陡山沱組及下寒武統(tǒng)烴源巖進入生烴、排烴期，區(qū)域上形成了第一個油氣聚集期[29]。

3.3 克拉通盆地發(fā)育階段

由于受到海西運動構(gòu)造的影響，研究區(qū)從泥盆紀到早三疊世主要以克拉通盆地沉積為主，古地理格局仍為為南高北低、東高西低（圖2-c）。

泥盆世開始，研究區(qū)全面進入克拉通盆地發(fā)育階段。綜合研究表明，包括本區(qū)在內(nèi)的南方處于古特提斯構(gòu)造域[25]，總體表現(xiàn)拉張構(gòu)造環(huán)境。研究區(qū)處于江南-雪峰隆起西側(cè)，屬古陸邊緣，中晚泥盆世時期，以發(fā)育石英砂巖、細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、頁巖夾少許透鏡狀灰?guī)r及鮞狀赤鐵礦的濱岸相沉積為特征。晚泥盆世末-早石炭世初的柳江運動造成研究區(qū)一直處于抬升狀態(tài)而無沉積，從而導(dǎo)致石炭紀地層全部缺失及部分中晚泥盆世地層侵蝕。

早、中二疊世，包括研究區(qū)在內(nèi)的南方廣泛發(fā)生海侵，幾乎全部被海水覆蓋，總體呈現(xiàn)巨型碳酸鹽巖緩坡[30]，但其古地理格局和沉積相仍然受到江南-雪峰水下隆起的控制，區(qū)內(nèi)以發(fā)育臺地相碳酸鹽巖沉積為特征，同時形成上古生界之自生自儲式組合（棲霞組、茅口組）。中二疊世末期，受東吳運動影響[31]，本區(qū)廣泛發(fā)生抬升運動，造成上二疊統(tǒng)與下伏中二疊統(tǒng)普遍呈平行不整合接觸。晚二疊世再次發(fā)生海侵，不僅發(fā)育臺地相含生物屑灰?guī)r（吳家坪組），而且受東吳裂陷擴張運動影響，尚廣泛發(fā)育較深水盆地相的含碳硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖沉積（大隆組），從而形成臺、盆相間的構(gòu)造古地理格局。

早三疊世以來，隨著沉降不斷增強，區(qū)內(nèi)主要接受淺海陸棚相薄層狀粉晶灰?guī)r、泥灰?guī)r夾泥頁巖沉積（大冶組）；早、中三疊世時期，盆地開始萎縮，由潮坪相白云巖、溶崩角礫巖（嘉陵江組）過渡到海陸交互潮坪-瀉湖相碎屑巖沉積（巴東組）。中三疊世末期，海水完全退出本區(qū)，結(jié)束了海相沉積歷史[32]，從此進入了陸相盆地發(fā)展階段。

3.4 陸內(nèi)俯沖前陸盆地形成及構(gòu)造變形改造階段

受印支運動的影響，研究區(qū)為陸內(nèi)俯沖前陸盆地形成階段；受燕山運動和喜馬拉雅運動運動的影響，研究區(qū)為前陸盆地的構(gòu)造變形改造階段 (圖2-d)。

中、晚三疊世之交的印支運動席卷全區(qū)，并使包括本區(qū)在內(nèi)的中國南方構(gòu)造格局發(fā)生重大改變，區(qū)域上產(chǎn)生大規(guī)模的擠壓沖斷及形成前陸盆地。而本區(qū)則主要表現(xiàn)為整體抬升、遭受剝蝕。與此同時，上奧陶統(tǒng)-下志留統(tǒng)烴源巖進入生油高峰，上古生界的烴源巖在此時已開始生氣，進而形成了第二個油氣聚集期[32]。

晚侏羅世-早白堊世，由于庫拉-太平洋板塊北北西向快速向亞洲及中國東部之下俯沖，區(qū)域上發(fā)生大規(guī)模的褶皺沖斷及左行走滑斷層[33]。本區(qū)則以大規(guī)模的褶皺沖斷構(gòu)造變形為顯著特征，造成中上三疊統(tǒng)及其以前地層全面發(fā)生褶皺與沖斷，并形成了區(qū)內(nèi)基本構(gòu)造格架，可能存在的構(gòu)造圈閉在此時形成。與此同時，該期構(gòu)造活動一方面對早期油氣聚集帶造成破壞，另一方面，使已生成的原油裂解成天然氣，發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致原始海相油氣系統(tǒng)向純含氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)化[32]，進而形成了第三個油氣聚集期。

晚白堊世-古近紀，由于太平洋板塊對中國東部陸塊俯沖產(chǎn)生的弧后擴張效果應(yīng)及燕山擠壓沖斷后的應(yīng)力松弛，區(qū)域上發(fā)生大規(guī)模的張性構(gòu)造活動，即晚燕山運動[34-35]，形成一系列北東向、北西向箕狀或地塹式斷陷盆地及張性正斷層。區(qū)內(nèi)則形成了溪口盆地等箕狀斷陷盆地。該期運動對區(qū)域蓋層的保存很不利，破壞性大于建設(shè)性。

新近紀以來，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(gòu)造再次反轉(zhuǎn),總體表現(xiàn)為隆升擠壓[36-37]，使區(qū)域蓋層繼續(xù)遭受剝蝕，但總體而言研究區(qū)位于相對穩(wěn)定帶,構(gòu)造改造作用較弱，該期的構(gòu)造運動使晚燕山期形成的張性斷層發(fā)生閉合,有利于油氣藏的保存。

4 地質(zhì)構(gòu)造的綜合解釋及有利區(qū)帶預(yù)測

通過上述的討論，研究區(qū)可能存在油氣藏以構(gòu)造油氣藏為主，油氣藏類型為次生油氣藏。因此為了明確下一步的勘探目標主要是找到好的構(gòu)造圈閉。通過對桑植石門復(fù)向斜構(gòu)造單元的研究（圖3），研究區(qū)共有四望山背斜、葉家峪鼻狀構(gòu)造、青泥溪鼻狀構(gòu)造、車坊背斜、天子山背斜、莊塌背斜等6個正地形構(gòu)造帶。這6個褶皺均形成于晚侏羅世到早白堊世的燕山運動。為明確研究區(qū)的構(gòu)造特征，本文通過對垂直構(gòu)造走向的三條MT剖面 (剖面位置見圖3)進行了綜合解譯（圖4），最終為研究區(qū)圈閉的有效性評價提供了重要的依據(jù)。

4.1 地質(zhì)構(gòu)造的綜合解釋

4.1.1構(gòu)造層的劃分

構(gòu)造層劃分的主要依據(jù)是以走廊剖面域內(nèi)的MT資料所反映的電性特征，結(jié)合區(qū)內(nèi)地巖層特征度。據(jù)此,可劃分出5個構(gòu)造層，自下而上是：

（1）震旦系構(gòu)造層：由碳酸鹽巖和碎屑巖組成，以碳酸鹽巖為主；構(gòu)造層的電性特征以下部為低阻層,中上部則為高阻層。

（2）寒武系黔東統(tǒng)牛蹄塘組-杷榔組構(gòu)造層：由碎屑巖和碳酸鹽巖組成，以碎屑巖為主；構(gòu)造層的電性特征為低阻層。

（3）寒武系黔東統(tǒng)清虛洞組-奧陶系構(gòu)造層：由碳酸鹽巖和碎屑巖組成，以碳酸鹽巖為主；構(gòu)造層的電性特征以為中阻層。

（4）下志留統(tǒng)龍馬溪組構(gòu)造層：由碎屑巖組成；構(gòu)造層的電性特征為低阻層。

（5）下志留統(tǒng)小河壩組-回星哨組構(gòu)造層：由碎屑巖和碳酸鹽巖組成；構(gòu)造層的電性特征為中低阻層。

（6）中志留系小溪峪組-三疊系構(gòu)造層：由碎屑巖和碳酸鹽巖組成，以碳酸鹽巖為主；構(gòu)造層的電性特征為高阻層。

4.1.2地面構(gòu)造與地下構(gòu)造的關(guān)系

地面構(gòu)造與地下構(gòu)造的關(guān)系與構(gòu)造運動的期次、構(gòu)造應(yīng)力的性質(zhì)、以及巖層內(nèi)的滑脫面有個關(guān)。通過對研究區(qū)的構(gòu)造特征分析,認為地面構(gòu)造與地下構(gòu)造之間的關(guān)系主要取決于層間的滑動面,它基本上控制了區(qū)內(nèi)的構(gòu)造樣式及地面構(gòu)造與地下構(gòu)造的協(xié)調(diào)性。

圖3 研究區(qū)構(gòu)造單元劃分圖Fig.3 Division of tectonic units in the study area

（1）構(gòu)造滑脫面及其在構(gòu)造形變中的作用

滑脫面是構(gòu)造上的軟弱面,是逆沖褶皺系中推覆構(gòu)造形成的基本條件，同時滑脫面發(fā)育于滑脫層內(nèi)部或其上下與較脆性的分界面上?？勺鳛榛搶拥膸r層必須是一套區(qū)域上分布較穩(wěn)定、物性上相對較軟弱的巖層，如泥巖、膏巖等。區(qū)內(nèi)主要滑脫面有二個:寒武系底界面和志留系底界面。它們構(gòu)成了研究區(qū)蓋層滑脫體系的主要底板和頂板斷層。相應(yīng)的滑脫層則是寒武系黔東統(tǒng)的牛蹄塘組-杷榔組和下志留統(tǒng)龍馬溪組。寒武系黔東統(tǒng)的牛蹄塘組-杷榔組下部主要為頁巖,中上部主要為碳酸鹽巖夾少量頁巖及粉砂巖。下志留統(tǒng)龍馬溪組主要由碳質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等組成,區(qū)內(nèi)厚度大、分布廣、巖性單一。

圖4 MT剖面綜合解釋圖Fig.4 The integrated interpretion diagram of the MT sections

滑脫層是韌性較大的軟弱層,在滑脫層內(nèi)部的變形常表現(xiàn)為復(fù)雜的揉皺和腫縮式構(gòu)造,層內(nèi)的巖層因順層滑動而出現(xiàn)局部的增厚和減薄現(xiàn)象。滑脫層的上覆地層則常沿著滑脫層面滑動而發(fā)生褶皺變形,形成無根褶皺,從而使得滑脫層上、下地層變形樣式出現(xiàn)明顯差異。這種滑脫現(xiàn)象在寒武系底部的泥頁巖和志留系底部泥頁巖中都很普遍。

（2）構(gòu)造樣式

構(gòu)造樣式是指同一期構(gòu)造變形或同一期應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的構(gòu)造的總和。桑植—石門復(fù)向斜內(nèi)的構(gòu)造樣式主要是逆沖—褶皺組合。逆沖-褶皺組合是在燕山運動早期擠壓應(yīng)力環(huán)境下蓋層變形的主要構(gòu)造樣式。區(qū)內(nèi)控制該構(gòu)造樣式的區(qū)域性滑脫面為寒武系底滑脫面,其次為志留系底滑脫面,表現(xiàn)為沿寒武系底和志留系底滑脫面在南東-北西方向滑動過程中形成的斷裂和斷裂相關(guān)的褶皺組合。

通過對區(qū)內(nèi)MT資料分析共識別出斷彎褶皺、斷展褶皺等兩種構(gòu)造樣式。

斷彎褶皺：區(qū)內(nèi)四望山背斜、天子山背斜及莊塌背斜均為下滑脫面為寒武系底滑脫面,上滑脫面為志留系底滑脫面,斷坡發(fā)育于寒武系—奧陶系中,卷入褶皺的地層為寒武系、奧陶系、志留系、泥盆—二疊系和中下三疊統(tǒng)。

斷展褶皺：區(qū)內(nèi)車坊背斜為志留系底滑脫面上的滑脫褶皺,卷入褶皺的地層志留系、泥盆—二疊系和中下三疊統(tǒng)。

（3）地面構(gòu)造與地下構(gòu)造的協(xié)調(diào)性及其關(guān)系分析

根據(jù)MT剖面綜合分析,在官地坪向斜、走馬坪向斜、三官寺向斜,其地面構(gòu)造與地下構(gòu)造基本上是一致的(圖4)。而地面構(gòu)造與地下構(gòu)造不一致的主要是四望山背斜、天子山背斜、莊塌背斜、車坊背斜等(圖4)。通過滑脫面及構(gòu)造樣式的分析,造成這些構(gòu)造帶地面構(gòu)造與地下構(gòu)造不一致的主要原因是沿滑脫面的逆沖以及斷彎背斜或者斷展背斜的形成,這些在上覆構(gòu)造層中的褶皺向下消失在滑脫面上,形成了無根褶褶皺。

4.1.3斷裂與局部構(gòu)造的關(guān)系

MT詳查區(qū)內(nèi)的斷層與局部構(gòu)造的關(guān)系具有三大特點如下規(guī)律。

（1）斷裂控制構(gòu)造的形成

MT資料表明控四望山背斜、天子山背斜及莊塌背斜的形成和發(fā)育，均受控于發(fā)育在寒武系—奧陶系的隱伏斷裂。車坊背斜的形成和發(fā)育與向家溪斷層密不可分。

（2）發(fā)育于蓋層內(nèi)的斷層與褶皺具有成生聯(lián)系

MT詳查區(qū)內(nèi)發(fā)育于蓋層內(nèi)的斷層與區(qū)內(nèi)的褶皺具有成生聯(lián)系，是同一應(yīng)力場的產(chǎn)物。如人潮溪斷層、發(fā)育于四望山背斜的核部，其斷層性質(zhì)為張性，這種類型的斷層，都是在背斜形成和發(fā)育過程中，由于核部產(chǎn)生了派生張應(yīng)力場而形成的。

（3）志留系底部及其以下的地層構(gòu)造簡單且完整

從3條MT地質(zhì)綜合解釋剖面上看，區(qū)內(nèi)背斜構(gòu)造帶志留系底部及其以下的地層構(gòu)造簡單且完整，可能沒有大的通天斷層破壞，如果有油氣聚集，應(yīng)具備良好地保存條件。

4.2 有利區(qū)帶預(yù)測

通過MT綜合資料的解譯的綜合分析，結(jié)合前人的研究成果（江漢油田對葉家峪及青泥溪鼻狀構(gòu)造的成因分析），對研究區(qū)圈閉的成因有了較為深刻的理解，明確了圈閉的有效性，進而為預(yù)測有利區(qū)帶提供了重要依據(jù)。

4.2.1四望山背斜

根據(jù)地面地質(zhì)資料，四望山背斜核部出露最老地層為下志留統(tǒng)小河壩組下段，因此，作為該背斜蓋層的志留系厚度還有四百多米。盡管背斜淺層構(gòu)造較復(fù)雜，在背斜近軸部發(fā)育人潮溪斷層等，但依據(jù)MT資料，從寒武系到志留系地層構(gòu)造圈閉完整，斷層都消失在志留系的龍馬溪組中，因此該構(gòu)造具有良好的圈閉條件。

4.2.2葉家峪及青泥溪鼻狀構(gòu)造

通過前人對該地區(qū)的研究資料分析這兩個鼻狀構(gòu)造的構(gòu)造變形地層為志留系，僅在志留系及其以上的地層形成圈閉，作為主要儲集層震旦系和寒武系地層沒形成圈閉，因此這兩個鼻狀構(gòu)造不能形成好的油氣圈閉條件。

4.2.3車坊背斜

根據(jù)地面地質(zhì)資料，車坊背斜核部出露地層為下志留統(tǒng)，與背斜關(guān)系密切的斷層為向家溪逆沖斷層，通過MT資料分析該斷層消失在志留系內(nèi)，說明志留系蓋層保存良好。但依據(jù)MT資料，車坊背斜僅是志留系底滑脫面以上的蓋層滑脫構(gòu)造，在志留系以下的地層沒有形成圈閉，因此該圈閉不能形成較好的油氣圈閉。

4.2.4天子山背斜

根據(jù)地面地質(zhì)資料，天子山背斜核部出露地層為下志留統(tǒng)。在該背斜附近構(gòu)造斷裂不發(fā)育，志留系蓋層保存較完整，通過MT資料得知該背斜控制的地層從寒武系到志留系，因此該背斜具備良好的圈閉條件。

4.2.5莊塌背斜

根據(jù)地面地質(zhì)資料，莊塌背斜背斜核部寒武系芙蓉統(tǒng)已經(jīng)出露，且核部發(fā)育斷裂，在接近背斜核部發(fā)現(xiàn)斷層，并且斷層裂縫中充滿大量的石英脈和固體瀝青（圖5），因此該背斜圈閉已破壞不能形成很好的油氣圈閉。

綜上所述，研究區(qū)能夠形成較好的油氣聚集的圈閉構(gòu)造為四望山背斜和天子山背斜，因此這兩個局部構(gòu)造也是下步勘探的重點。

4.3 有利區(qū)帶油氣藏剖析

鑒于燈影組白云巖儲層在研究區(qū)是以形成巖性圈閉為主，而本文所討論的重點是構(gòu)造圈閉的形成與有利區(qū)帶的預(yù)測，因此，有關(guān)以燈影組儲層為目的層的有利區(qū)帶預(yù)測，不在本文的討論范圍中?，F(xiàn)以四望山背斜的有利區(qū)帶為例，分析油氣藏的形成、調(diào)整和改造過程。

圖5 車坊背斜核部裂縫中充滿石英脈和固體瀝青Fig.5 The quartz veins and solid bitumen filled in the cracks at the center of Chefang anticline

在中三疊世以前,研究區(qū)以穩(wěn)定沉降為主，伴有間歇性隆升。到中三疊世，陡山沱組的烴源巖已經(jīng)達到了過成熟期，處于生氣高峰期，生成的氣以下生上儲的模式在燈影組中聚集，形成巖性圈閉油氣藏，牛蹄塘組的烴源巖也已處于過成熟期，主要以生氣為主，生成的天然氣分別以上生下儲和下生上儲的方式排到燈影組、清虛洞組和孔王溪組等儲層中形成巖性圈閉油氣藏（圖6-a）。在晚三疊世-早白堊世，受到印支運動和早期燕山運動的影響，研究區(qū)發(fā)生褶皺變形：寒武系底和下志留統(tǒng)龍馬溪組底部兩個滑脫面控制的蓋層滑脫[1]，從而形成四望山背斜，此時原先在燈影組形成的油氣藏可能沿著斷坡運移到構(gòu)造高點，儲集到以清虛洞組、孔王溪組等儲層中，原先在清虛洞組、孔王溪組中的巖性圈閉油氣藏發(fā)生運移到四望山背斜構(gòu)造高點中（圖6-b）。晚白堊世-古近紀受到燕山晚期的構(gòu)造作用四望山背斜附近發(fā)生人潮溪斷層，該斷層以張性正斷層為主，可能對油氣藏形成破壞作用，但通過研究發(fā)現(xiàn)該斷層切割的層位主要為志留系龍馬溪組以上的地層，消失在龍馬溪組中，因此該斷層并未對原先形成的油氣藏形成很大的破壞（圖6-c）。新近紀以來，受到喜馬拉雅運動及新構(gòu)造運動的影響，原先以張性為主的人潮溪斷層發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，以逆斷層為主；由于剝蝕作用的影響，四望山背斜核部組最老的地層為龍馬溪組，但是剝蝕的厚度有限，并沒對以龍馬溪組為區(qū)域蓋層的油氣藏產(chǎn)生根本性的破壞作用（圖6-d）。

圖6 有利區(qū)帶油氣藏剖析Fig.6 The forming of the favorable zone of oil and gas reservoir

5 結(jié)論

通過對桑植-石門復(fù)向斜下古生界油氣地質(zhì)條件、構(gòu)造演化與油氣地質(zhì)條件的關(guān)系、有利區(qū)帶油氣藏剖析等方面的研究，得出以下結(jié)論：

（1）研究區(qū)共有下震旦統(tǒng)陡山沱組、下寒武統(tǒng)牛蹄塘組和上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組等三套好的烴源巖。燈影組、清虛洞組和孔王溪組三套相對較好的儲層。下寒武統(tǒng)蓋層和志留系蓋層兩套保存較好的區(qū)域蓋層。

（2）研究區(qū)自震旦紀以來主要經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支期、燕山期和喜山期等5期構(gòu)造旋回，其中燕山期和喜山期對油氣的成藏與破壞具有決定性的意義。

（3）研究區(qū)的有利區(qū)帶為四望山背斜構(gòu)造帶和天子山背斜構(gòu)造帶，勘探層位為寒武系黔東統(tǒng)的清虛洞組和武陵統(tǒng)的孔王溪組。

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Li J T,Li X B,Bai Y S,Liu A and Wei K.The forecast for the favorable reserve zones of oil and gas in Sangzhi-Shimen synclinore.,2014,30(4):395-404.

The exploration degree is still relatively low although there are abundant oil and gas signs shows in Sangzhi-Shimen synclinore.In order to determine the key exploration targets in the future,that a detailed study of petroleum geological characteristics,the relationship between structure and petroleum,and the structural traps of the research area are carried on by the methods of the field geological survey,sample analysis of source-reservoir-cap assemblage,and integrated interpretation of MT data in this paper.The result reveals that three sets of hydrocarbon source rock series,i.e.,the Doushantuo Formation of Lower Sinian,the Niutitang Formation of Qiandong Series of Cambrian,the Wufeng Formation of Late Ordovician and Longmaxi Formation of Early Silurian; three sets of reservoir rock series,i.e.,the Dengying Formation of Upper Sinian,the Qingxidong Formation and Kongwangxi Formation of Cambrian;and two sets of regional cap rock series of Qiandong Series of Cambrian and Lower Silurian,are developed in the research area.The lithologic reservoirs were formed during the stage of Caledonian and Indosinian,while the gas reservoirs were formed during Late Indosinian and Early Yanshanian.The reservoirs were reworked,redistributed and destructed during Late Yanshanian and Himalayan period.It is concluded that the Siwangshan anticline and the Tianzishan anticline can be served as the favorable targets for thefurther exploration in Sangzhi-Shimen synclinore.

oil and gas;Sangzhi-Shimen synclinore;favorable zone;middle Yangtze region

P618.130.2+1

A

1007-3701(2014)04-395-10

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.04.012

2014-07-02；

2014-09-29.

中國地質(zhì)調(diào)查局“黔江及鄰區(qū)油氣地質(zhì)與地球物理調(diào)查及地層研究”(1212011120968)資助.

李繼濤（1982—），男，助理工程師，主要從事油氣地質(zhì)方面的工作，E-mail:195435167@qq.com.