馬海隴，鄧光校，王震，文歡，張長建，丁立明，李杰

（中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

塔里木盆地麥蓋提斜坡處于新生界（Q+N+E）前陸盆地前陸斜坡區(qū)，經歷多期構造運動，地層多次發(fā)生整體掀斜作用，構造變形程度相對較弱，主要發(fā)育近東西向斷裂帶，如玉中、先巴扎-巴什托等。前人對麥蓋提斜坡及鄰區(qū)塘古巴斯坳陷的斷裂樣式[1-3]、形成期次、形成機制[4-5]、控油作用[6-7]研究較多，并取得了許多成果：1）近東西向、北東向斷裂主要為逆沖斷裂，主要活動期為中晚奧陶世、中泥盆世、二疊紀晚期；2）近東西向逆沖斷裂的形成與中奧陶世始西昆侖造山運動有關[8]，北東向逆沖斷裂的形成與晚奧陶世阿爾金造山運動有關[9]；3）鄰區(qū)玉北地區(qū)原油作為海西晚期、喜山期成藏疊加的產物，這2期成藏的油源均來源于同一套寒武系烴源巖，系不同區(qū)域烴源巖的埋深差異導致成烴時序的不同[10]。近東西向的斷裂形成的背斜圈閉完整性好，與寒武系烴源巖形成完整的油氣系統(tǒng)[11]。

玉中構造帶處于兩大造山運動交匯部位，其形成與演化可能受控于二者的共同作用。但前人對玉中斷裂帶受西昆侖造山運動的作用研究較多，忽視了阿爾金造山運動的作用。

玉中斷裂帶周鄰油氣成果豐富，如北部與其走向平行的瑪扎塔格斷裂帶控制的和田河氣田[12]；東部玉北1井斷裂帶奧陶系獲得工業(yè)油氣流[6-7]；西北部羅斯2井斷裂帶奧陶系獲工業(yè)氣流，說明玉中構造帶勘探前景良好。塔里木盆地塔北-塔中地區(qū)石油勘探表明：走滑斷裂不僅是重要的油氣運移通道，也對碳酸鹽巖巖溶縫洞型儲層發(fā)育、油氣成藏具有重要的控制作用[13-14]。而玉中斷裂帶的精細解析是含油氣評價必不可少的要素之一。故在借鑒前人研究的基礎上，利用地震資料開展構造精細解析，結合區(qū)域地質認識，明確了阿爾金造山運動對玉中斷裂帶的作用，完善了玉中斷裂帶的演化過程和形成機制，進而探討了玉中斷裂帶潛在油氣勘探的方向。

1 地質背景

玉中構造帶位于塔里木盆地麥蓋提斜坡中部平臺區(qū)（見圖1），北、西部與巴楚隆起、柯坪斷隆相鄰，東部與塘古巴斯坳陷相接，西南部則與塔西南坳陷的葉城-和田凹陷接壤。玉中構造帶東部僅與系列北東向逆沖斷裂帶（大型前陸褶皺沖斷帶位于褶皺沖斷帶前鋒）相接，其他方向無大型斷裂帶相接。研究區(qū)自下而上發(fā)育震旦系（Z）、寒武系（∈，分為下、中、上統(tǒng)，即∈1，∈2，∈3）、奧陶系（O，分為下、中、上統(tǒng)，即 O1，O2，O3）、石炭系（C，分為下、中、上統(tǒng)，即 C1，C2，C3）、二疊系（P，分為下、中、上統(tǒng)，即 P1，P2，P3）、古近系、新近系、第四系，缺失中生界、志留系和泥盆系。

圖1 塔里木盆地麥蓋提斜坡玉中構造帶平面位置

2 構造樣式

通過地震資料精細解釋，發(fā)現玉中斷裂帶具有以擠壓為主、走滑為輔的性質，平面延伸超152 km，從西往東走向由北西西漸變?yōu)闁|西，呈弱橫向“Z”字形，以擠壓變形為主，兼具右行左階壓扭性質。根據構造樣式特征將其分為東、西部兩大段，即西部直立走滑段和東部逆沖滑脫段，二者斷裂樣式、性質、形成期次及形成機制存在差異（見圖1、圖2）。其中，東部逆沖滑脫段又可細分為4段，即西疊接段、中斷褶段、東疊接段、東斷褶段。玉中斷裂帶東端與玉北7井斷裂帶相接。

圖2 玉中斷裂帶不同段典型地震剖面

2.1 直立走滑段

直立走滑段平面延伸42 km，走向近東西，沿走向出現“絲帶效應”，即從西往東主斷面北傾變?yōu)槟蟽A。剖面近乎直立，斷距小，地層變形弱，垂向多套正花狀走滑斷裂疊置，即向下斷入基底，向上分別在T70，T54，T51界面呈背斜疊置，并斷穿T50界面（見圖2a，其中不同顏色斷裂代表形成期次不同）。這說明此段經歷多期構造活動，在加里東中晚期發(fā)育壓扭性質的正花狀走滑斷裂，疊加海西期2幕正花狀走滑斷裂，喜山期最終定型。

2.2 疊接段

疊接段包括西、東疊接段（見圖2b，2d），均位于右行左階的疊接區(qū)，故命名疊接段。其中，西疊接段是直立走滑段與逆沖滑脫段的過渡區(qū)，走向北西，平面延伸短（僅14 km），以走滑斷裂為主，以逆沖斷裂為輔。走滑斷裂向上斷至二疊系內。逆沖斷裂沿中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組膏鹽巖層（地震反射波組T81）滑脫，向上斷穿奧陶系，部分斷裂斷入下石炭統(tǒng)。

東疊接段位于北西向與東西向斷褶段間，以窄條狀走滑斷裂為主，斷面陡直，向下斷穿基底，向上逐漸以尖棱狀向斷背斜過渡，斷至二疊系頂面T50，平面延伸不足10 km。在斷褶核部二疊系遭受剝蝕，二疊系上部地層僅褶曲變形。

2.3 斷褶段

斷褶段包括中、東斷褶段（見圖2c，2e），二者主要發(fā)育向下沿T81膏鹽巖層滑脫、向上主要斷至奧陶系內的逆沖斷裂，亦發(fā)育切割逆沖斷裂的走滑斷裂。褶皺前翼及核部奧陶系良里塔格組（T72—T74）地層厚度較后翼及下盤??；褶皺核部石炭系小海子組（T54—T55）地層厚度較兩翼微減薄，存在剝蝕現象；二疊系褶皺變形，斷褶核部地層遭受剝蝕；二疊系上部地層僅褶曲變形。中斷褶段走向北西西，發(fā)育多個北傾逆沖斷裂，走滑斷裂傾向北傾；東斷褶段走向東西，發(fā)育與主干逆沖斷裂組成反“y”字形的反沖斷裂，走滑斷裂傾向變?yōu)槟蟽A。

2.4 玉北7井斷裂帶

玉北7井斷裂帶（見圖2f）從屬于瑪東構造帶，走向北東，分鹽上與鹽下2個構造層。鹽上構造層發(fā)育沿阿瓦塔格組膏鹽巖層滑脫的逆沖主斷裂，主斷裂發(fā)育反沖斷裂，向上斷至石炭系底面，形成反“y”字形構造樣式。二者形成的斷褶高部位缺失桑塔木組和良里塔格組。上部石炭系—二疊系僅微幅度褶皺變形，二疊系上部地層近單斜展布。鹽下構造層發(fā)育多條逆沖斷裂。

玉中斷裂帶與玉北7井斷裂帶被稱為勝和斷裂帶[6]，但由于二者在形成機制、形成期次、平面展布、構造樣式等方面差異較大，并非1條斷裂帶。玉中斷裂帶于加里東中期始主要受西昆侖造山運動控制，走向近東西，斷距小，斷褶寬度小，斷褶頂部上奧陶統(tǒng)均存在。而玉北7井斷裂帶于加里東中期末受阿爾金造山運動影響更為突出，走向北東，斷距大，斷褶頂部缺失上奧陶統(tǒng)。

3 形成期次

根據斷裂斷穿層位、不整合面、構造樣式、地層厚度等特征，玉中斷裂帶縱向上分為4套構造層，即鹽下構造層（中寒武統(tǒng)—基底）、鹽上構造層（上寒武統(tǒng)—奧陶系）、中構造層（石炭系—二疊系）和上構造層（上部地層）。斷裂主要集中在鹽下、鹽上和中構造層，而上構造層僅褶皺變形或單斜披覆在中構造層上。

鹽下構造層向下切入基底，向上一般斷至中寒武統(tǒng)膏鹽巖層，少數可斷至上奧陶統(tǒng)；高角度逆沖斷裂為主，可見張性正斷裂，正斷裂兩側地層厚度存在差異，可見正反轉斷裂特征。

鹽上構造層分段特征明顯，向下沿中寒武統(tǒng)膏鹽巖層滑脫，反沖斷裂向上斷至上奧陶統(tǒng)頂面，其上直接沉積石炭系，缺失泥盆系和志留系，斷背斜核部奧陶系良里塔格組減薄，而奧陶系內部斷距從下往上逐漸變小。這說明加里東中期Ⅰ—Ⅲ幕斷裂存在持續(xù)活動的可能。

中構造層逆沖滑脫段繼承滑脫，形成斷裂傳播褶皺，向上大多斷至二疊系開派雷茲克組頂面（地震反射波組T51）附近。斷褶帶明顯較鹽上構造層寬緩，褶皺頂部二疊系遭受剝蝕。褶皺核部石炭系小海子組（T54—T55）地層厚度較兩翼微減薄，存在剝蝕現象。直立走滑段在T51界面附近發(fā)育正花狀走滑斷裂，后期斷裂斷穿二疊系頂面。這說明石炭紀、二疊紀均存在構造活動。

上構造層由古近系組成。斷裂欠發(fā)育，上構造層逆沖滑脫段呈褶曲變形，直立走滑段地層呈單斜展布，說明喜山期逆沖滑脫段的斷裂活動明顯強于直立走滑段。

從上述斷裂分層特征來看，玉中斷裂帶主要經歷了加里東早期拉張、中晚奧陶世—泥盆紀擠壓、石炭紀—二疊紀繼承活動，二疊紀之后喜山期褶曲調整定型。

4 形成機制

4.1 基底軟弱帶

前人研究發(fā)現[15]，麥蓋提斜坡整體處于北東向正負磁異常帶內，局部存在近東西向正磁異常，這些航磁異常帶可能說明本區(qū)存在近東西、北東向的基底隱伏斷裂。它們作為構造薄弱帶，在區(qū)域應力場作用下易沿基底產生破裂，形成近東西向玉中構造帶和北東向瑪東構造帶[2，8]，這可能是玉中斷裂帶形成的根本原因。

4.2 形成模式

由于玉中構造帶主要變形集中在鹽上構造層，后期構造活動大多在此基礎上繼承發(fā)育。而鹽上構造層是從中奧陶世始一直持續(xù)到中泥盆世末的西昆侖造山運動，與從晚奧陶世末持續(xù)到志留紀的阿爾金造山運動共同作用的產物，故鹽上構造層成因分析是解開整個構造帶成因機制的關鍵。

加里東中期Ⅰ幕末期，受西昆侖造山運動影響，塔里木南緣由伸展向擠壓轉變，受南北向擠壓，至加里東中期Ⅲ幕末期，阿爾金造山運動使得塔西南地區(qū)受南東向擠壓[16]。來自這2種構造應力的不均衡疊加效應，造成玉中構造帶既有擠壓逆沖特征，又有壓扭走滑特征，即加里東中期Ⅰ—Ⅲ幕在昆侖洋近南北向俯沖影響下，吐木休克、瑪扎塔格、塔中南緣及玉中等一系列近東西向逆沖斷裂帶形成，加里東中期末，在塔里木地塊與北昆侖-阿爾金地塊大規(guī)模碰撞作用下[3]，北東向斷裂體系（玉北、瑪東構造帶）開始規(guī)模發(fā)育。當南東向擠壓作用進入東西向斷裂系統(tǒng)時，東西向斷裂帶相當于薄弱帶，使得南東向擠壓應力沿這些先存的東西向斷裂以右行走滑的方式活動，并釋放應力，造成在原有逆沖斷裂帶基礎上，形成了直立走滑段，并使得整個斷裂帶左階排列呈弱橫向“Z”字形，以及斷褶段褶皺核部奧陶系地層厚度明顯較兩翼減薄。由于系列近東西向斷裂的存在，來自南東向的應力沿東西向斷裂滑動釋放，故極少有北東向逆沖斷裂在東西向斷裂體系內形成（見圖3）。

圖3 玉中構造帶主要構造演化期斷裂平面展布

5 構造演化

通過上述斷裂成因機理分析，結合盆地周邊地球動力學背景，認為玉中構造帶演化大致經歷了6期構造運動（見圖3、圖4）。

圖4 玉中構造帶構造演化剖面（∈2a為寒武系阿瓦塔格組；∈2s為寒武系沙依里克組）

5.1 寒武紀—早奧陶世

加里東早期，整個塔里木板塊處于拉張環(huán)境。巴麥地區(qū)形成了一系列近東西向正斷裂，如吐木休克、瑪扎塔格、玉中等斷裂帶。它們向上斷至T81頂面，向下斷穿基底。玉中斷裂帶為北東傾向的半地塹。晚寒武世—早奧陶世，構造作用從拉張環(huán)境向擠壓環(huán)境轉變[3]。該期玉中斷裂帶受來自西南段西昆侖的擠壓應力作用，近東西向正斷裂正反轉形成逆沖斷裂。

5.2 中晚奧陶世—泥盆紀

中晚奧陶世—泥盆紀，是玉中構造帶最重要的發(fā)育階段。

中奧陶世始—晚奧陶世末，即加里東中期Ⅰ—Ⅲ幕，在西昆侖造山運動影響下，形成近東西向沿膏鹽巖層逆沖滑脫的玉中斷裂帶。晚奧陶世末—泥盆紀，受阿爾金造山運動影響[5，17]，塘古巴斯坳陷內北東向逆沖斷裂系統(tǒng)開始規(guī)模發(fā)育，至先存玉中斷裂帶，使得其以右行走滑的方式繼續(xù)活動，并形成直立走滑段。

故玉中斷裂帶的形成是以西昆侖造山運動為主、阿爾金造山運動為輔共同作用的結果。其中，逆沖滑脫段在中奧陶世始—晚奧陶世末受南北向西昆侖造山帶擠壓應力形成；直立走滑段在晚奧陶世末—泥盆紀主要受東南向阿爾金造山帶斜向擠壓應力形成。

玉北地區(qū)經歷了加里東中期—海西早期巖溶作用，奧陶系發(fā)育巖溶縫洞型儲層[18]。其中，鉆探證實，東斷褶段內的勝和2井在鷹山組頂面之下80 m，發(fā)育厚度約12 m的溶蝕孔洞，說明巖溶縫洞型儲層較發(fā)育。

5.3 石炭紀—二疊紀

晚二疊世南天山碰撞擠壓，盡管受到近南北向擠壓應力，但研究區(qū)構造作用相對較弱，僅引起斷褶段上泥盆統(tǒng)—二疊系呈弱褶皺變形特征，二疊系頂部見剝蝕現象，以及直立走滑段繼續(xù)活動。

其中，海西中期即“巴楚運動”[19]，認為卡拉沙依組與小海子組之間，“缺失了部分沉積，存在一個約37 Ma的間斷，是一種海退剝蝕的反映”[20]。雖然存在爭議，但是近年來不少學者[21]認為“巴楚運動”不僅存在，而且影響范圍極大。本人從玉中斷裂帶構造特征出發(fā)，認為海西中期存在1期重要的構造運動，造成直立走滑段繼承發(fā)育，向上斷至石炭系頂面；同時，造成大部分斷褶帶斷至石炭系巴楚組頂面，其上覆地層僅發(fā)生褶皺變形。

5.4 中—新生代

中—新生代，塔西南拖拽沉陷，玉中斷裂帶構造活動較弱，僅直立走滑段繼續(xù)活動，斷褶段僅局部活動，其他部位以褶皺變形為主。玉中斷裂帶在喜山期構造活動較弱。

6 油氣地質意義

在上述斷裂解析基礎上，結合本區(qū)鉆井資料、鄰區(qū)油氣成藏條件，探討了玉中斷裂帶的成藏模式及勘探前景。玉中構造帶北部瑪扎塔格、西北部羅斯2井、南部皮山北、東部玉北構造帶均已成藏，說明玉中斷裂帶成藏條件優(yōu)越。前人認為本區(qū)油氣來源于寒武系烴源巖[10]。蓋層為石炭系泥巖，封閉條件較好。

玉北1井等多條斷裂帶僅有2口井發(fā)現工業(yè)油氣流，其他各井不具備工業(yè)油氣流，說明本地區(qū)油氣充注規(guī)模和程度有限，不同于塔河油田整體含油、局部富集的大規(guī)模充注模式。故本區(qū)油氣高效充注路徑及評價是成藏的關鍵因素及研究重點之一。

瑪扎塔格構造帶控制的和田河氣田多個構造圈閉間的壓力系數、氣水界面存在差異，呈斜列排列，而且東部以原油裂解氣為主，西部以干酪根裂解氣為主[22]，說明油氣不是沿構造走向自東向西運移的。同時，巴楚地區(qū)發(fā)現北東向走滑斷裂[23]，而麥蓋提斜坡地區(qū)可見玉北7井、玉北8井、羅斯2井等北東向斷裂帶，這些逆沖或走滑斷裂帶很可能是在加里東中期北東向走滑斷裂基礎上，加里東晚期繼承發(fā)育的結果。因此，北東向走滑斷裂很可能是油氣運移的高效通道。

從鉆井結果來看，北東向玉北1井斷裂帶發(fā)育洞穴、孔洞、裂縫等多種巖溶相關儲層類型，儲集性能較好。奧陶系鷹山組云質灰?guī)r直接被石炭系泥巖覆蓋，說明加里東中期Ⅲ幕后，玉北7井、玉北1井等北東向構造帶控制的背斜區(qū)遭受海西早期強烈的巖溶作用。但是，除玉北1井等2口井具工業(yè)油氣流外，其他井鉆在斷背斜區(qū)，甚至同一斷背斜形成的構造圈閉上僅在鷹山組見到油跡、油斑顯示。這說明玉北斷裂帶并非構造圈閉控制形成的油氣藏，其控藏模式可能類似于塔河油田剝蝕區(qū)的斷裂+殘丘控油模式[24]，即玉北1井等多條構造帶主要沿其縫網發(fā)生巖溶作用，形成巖溶縫洞型儲層，儲層性能好；非縫網區(qū)巖溶作用弱，僅表層風化殼發(fā)育部分儲層，儲層相對較差。那么，對上奧陶統(tǒng)桑塔木組覆蓋的玉中構造帶來說，海西早期巖溶作用僅僅沿斷裂形成過程中的縫網發(fā)育，儲層相對較差。從玉中構造帶上實鉆井——玉中2井和勝和2井的鉆井資料來看，奧陶系儲層儲集性能較差，且多以裂縫＋弱溶蝕孔為主。前人研究認為，這種巖溶儲層不同于塔河油田上奧陶統(tǒng)桑塔木組剝蝕區(qū)風化殼巖溶儲層，整體上屬于低孔低滲儲層[25]。因此，優(yōu)質儲層是制約玉中斷裂帶成藏的又一關鍵因素。

從上述分析得出，桑塔木組泥巖覆蓋的玉中斷裂帶，可能發(fā)育加里東中—晚期巖溶作用及后期沿斷裂帶發(fā)生巖溶作用形成的儲集體[26]。沿北東向走滑斷裂帶油氣運移的斷溶體油氣藏[27-28]，即在奧陶系碳酸鹽巖內部，以斷裂帶多期構造破裂為主要空間，疊加后期埋藏流體的改造作用，形成以斷控裂縫-洞穴型儲層為規(guī)模儲集空間、海西晚期為主成藏期的潛在橫向調整油氣藏（見圖5）。

圖5 玉中斷裂帶不同段潛在油氣藏平面分布模式

因此，北東向斷裂帶側向通源性可能是控制研究區(qū)及鄰區(qū)斷裂帶能否成藏的關鍵，它可能發(fā)育沿走滑斷裂帶控制分布的奧陶系斷溶體油氣藏。該油氣藏可分為2種類型——逆沖滑脫段調整斷溶體油氣藏（見圖6a）、直立走滑段斷溶體油氣藏（見圖6b）。特別是與皮山北新1井相鄰的北東向斷裂交會區(qū)，即直立走滑段，其斷溶體油氣成藏條件更加有利。

圖6 斷溶體油氣藏類型

7 結論

1）玉中斷裂帶在平面上呈弱橫向“Z”字形，以擠壓變形為主，兼具右行左階壓扭性質，構造樣式分為東、西部兩大段，西部為直立走滑段，東部為逆沖滑脫段，東部逆沖滑脫段又可細分為4段。

2）玉中斷裂帶的形成是以西昆侖造山運動為主、阿爾金造山運動為輔共同作用的結果。其中，逆沖滑脫段在中奧陶世始—晚奧陶世末受南北向西昆侖造山帶擠壓應力形成；直立走滑段在晚奧陶世末—泥盆紀主要受東南向阿爾金造山帶斜向擠壓應力形成。

3）沿走滑斷裂形成的縫網發(fā)生溶蝕作用后，更易形成優(yōu)質儲層，在接受北東向走滑斷裂輸導的油氣后，存在形成斷溶體油氣藏的可能性。特別是與皮山北新1井相鄰的北東向斷裂指向區(qū)直立走滑段，其斷溶體油氣成藏條件更加有利。