孫崇浩 周 慧 羅新生 楊鵬飛 繆衛(wèi)東 石 磊 黃智斌

（1.中國石油塔里木油田公司 新疆庫爾勒 841000；2.中國石油勘探開發(fā)研究院 北京 100083）

塔里木盆地西北緣的沙井子斷裂帶是一條較大規(guī)模的邊界斷裂，分隔塔北隆起的溫宿凸起和北部坳陷的阿瓦提凹陷，屬于盆地的一級斷裂。沙井子斷裂與其下盤的英雄斷裂、沙南斷裂，及其上盤的溫宿斷裂，共同組成了一條向西南收斂，向東北撒開的大型斷裂帶——沙井子斷裂帶（圖1～圖6）。沙井子斷裂是主干斷裂，英雄斷裂、沙南斷裂和溫宿斷裂是其分支斷裂。其中，沙井子斷裂和英雄斷裂在塔里木石油會戰(zhàn)前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)有約40 年的研究歷史。沙南斷裂是在阿瓦提凹陷西北緣油氣勘探過程中發(fā)現(xiàn)的，也已經(jīng)有約20 年的勘探和研究歷史，不過，以往很少將其作為沙井子斷裂的分支斷裂（齊英敏等，2012；李曰俊等，2013；Li et al.，2015a；劉亞雷等，2022）。溫宿斷裂是本輪地震解釋的新發(fā)現(xiàn)，位于沙井子斷裂上盤，是沙井子斷裂最大的一條分支斷裂。

圖1 沙井子斷裂帶的組成和展布Fig.1 Compositon and distribution of the Shajingzi fault zone

溫宿凸起早期曾經(jīng)作為塔里木盆地周緣4 大盆緣斷隆之一——柯坪斷隆的一部分，是柯坪斷隆的東段，稱為阿克蘇段（賈承造等，1992；賈承造，1997；李曰俊等，2000a；張君峰等，2023）。1999 年起，將其劃歸塔北隆起，作為塔北隆起的一個次級構(gòu)造單元，并正式命名為“溫宿凸起”；原柯坪斷隆的中、西段被稱為柯坪褶皺沖斷帶（李曰俊等，2000，2012）。近年來，中國地調(diào)局油氣資源調(diào)查中心和中石油塔里木油田，將原柯坪斷?。ò厮尥蛊鸷涂缕厚薨櫅_斷帶）全部劃歸塔里木盆地，作為盆地內(nèi)的構(gòu)造單元，分屬于塔北隆起（溫宿凸起）、中央隆起（柯坪凸起）和西南坳陷（西天山?jīng)_斷帶）（張君峰等，2019，2023；劉亞雷等，2022）。由此，沙井子斷裂帶也就由盆緣斷裂變成了盆地內(nèi)的一級斷裂。

作為溫宿凸起與阿瓦提凹陷之間的邊界斷裂，沙井子斷裂及其分支斷裂在塔里木盆地地質(zhì)研究中的重要意義是不言而喻的。近年來，針對該構(gòu)造帶的油氣勘探也不斷取得突破。中曼溫宿油田的發(fā)現(xiàn)，新蘇地1 井和托探1 井油氣勘探的突破，以及沙南2 井等良好的油氣顯示，都是沙井子斷裂帶油氣勘探的重要成果，證實(shí)沙井子構(gòu)造帶是一個油氣富集區(qū)帶。新發(fā)現(xiàn)的溫宿斷裂經(jīng)過中曼溫宿油田，對中曼溫宿油田的油氣運(yùn)聚成藏起著關(guān)鍵性作用。沙井子斷裂帶是塔里木盆地一個新的斷控型油氣富集區(qū)帶，值得深入研究。

1 新發(fā)現(xiàn)的溫宿斷裂是沙井子斷裂帶的一條大型分支斷裂

溫宿斷裂是我們本輪地震資料解釋過程中發(fā)現(xiàn)的一條斷裂。它位于沙井子斷裂的上盤，是沙井子斷裂派生出來的一條分支斷裂，傾向SE，與沙井子斷裂呈背沖關(guān)系，走向NE-SW，與沙井子斷裂近于平行，長160 余千米，與沙井子斷裂的長度大致相當(dāng)（圖1～圖6）。

溫宿斷裂西南段斷距大，新生代活動強(qiáng)，斷裂直接斷至地表，地震剖面上顯示清晰（圖2，圖3）。呈背沖組合關(guān)系的溫宿斷裂和沙井子斷裂，將其夾持的巖塊向上擠出至地表，形成溫宿凸起東南緣NE-SW 向延伸的長條狀山脈，出露阿克蘇片巖和上前寒武系—古生界的沉積地層。溫宿斷裂向上一直斷至地表；沙井子斷裂則僅斷至新生界中-下部，未斷穿新生界。沙井子斷裂帶西南段，溫宿斷裂的活動性強(qiáng)于沙井子斷裂。溫宿斷裂上，新近系經(jīng)常直接不整合于阿克蘇片巖之上，上前寒武系至古近系全部缺失，不利于斷層活動性分析。借鑒南側(cè)沙井子斷裂上方的不整合和生長地層分析斷層活動性。古近系底和新近系底是兩個明顯的不整合，代表兩個沖斷加速期。中—新生界生長地層指示斷裂在中—新生代持續(xù)的斷裂活動。斷裂最早期的活動證據(jù)見于斷裂帶東北段的地震剖面（圖5，圖6），是志留系底的不整合，代表晚加里東期的沖斷作用和溫宿凸起的隆升。這一不整合，在斷裂帶西南段和中段都不明顯（圖2～圖4）。沙井子斷裂和溫宿斷裂所夾持的斷塊內(nèi)，不整合于南華系—震旦系之下的阿克蘇片巖的片理發(fā)生褶皺變形，形成背形構(gòu)造（圖4～圖6）。

圖3 B-B'地震剖面上的沙井子斷裂帶（剖面位置見圖1）Fig.3 The Shajingzi fault zone on B-B'seismic profile（see location in Fig.1）

圖4 C-C'地震剖面上的沙井子斷裂帶（剖面位置見圖1）Fig.4 The Shajingzi fault zone on C-C'seismic profile（see location in Fig.1）

圖5 D-D'地震剖面上的沙井子斷裂帶（剖面位置見圖1）Fig.5 The Shajingzi fault zone on D-D'seismic profile（see location in Fig.1）

圖6 E-E'地震剖面上的沙井子斷裂帶（剖面位置見圖1）Fig.6 The Shajingzi fault zone on E-E'seismic profile（see location in Fig.1）

沿斷裂帶向北東追溯至中段的C-C'剖面（圖4）。溫宿斷裂新生代的活動性明顯減弱。斷層斷距大幅度減小，且向上斷至上新統(tǒng)的底后停止，未斷開上新統(tǒng)及以上地層。不過，上新統(tǒng)—第四系明顯的生長地層，說明斷裂帶在上新世—第四紀(jì)仍有明顯的活動性。

溫宿斷裂的東北端，溫宿斷裂的活動性減弱，沙井子斷裂的活動性相對加強(qiáng)（圖5，圖6）。溫宿斷裂向上斷至新生界（新近系）的底后停止，未斷開新生界的底，沒有進(jìn)入新生界；上方的新生界沒有變形，也未發(fā)育生長地層。這說明溫宿斷裂在新生代（起碼晚新生代）已經(jīng)停止了活動。沙井子斷裂上方，新生界發(fā)育正斷層組成的負(fù)花狀構(gòu)造，代表張扭性剪切作用，是一期全新的構(gòu)造變形。

地表見到的上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)康克林組與下伏志留系—泥盆系之間的不整合（圖7），可能代表沙井子斷裂帶的另一期沖斷作用。

圖7 沙井子斷裂帶四石場剖面上康克林組不整合于依木干他烏組之上Fig.7 The Kangkelin Formation unconformably overly the Yimugantawu Formation，Sishichang section in the Shajingzi fault zone

2 沙南斷裂是沙井子斷裂帶/沖斷帶前鋒的反沖斷層

沙南斷裂位于沙井子斷裂的下盤，英雄斷裂南側(cè)，是沙井子斷裂帶最南側(cè)的一條分支斷裂（圖1，圖5，圖6）。以往的研究，一般是將它視作一條獨(dú)立的斷裂，甚至將其歸為阿瓦提凹陷內(nèi)部的一條斷裂，不歸屬沙井子斷裂帶（齊英敏等，2012；李曰俊等，2013；Li et al.，2015a；張君峰等，2019，2023；劉亞雷等，2022）。

地震剖面上，沙南斷裂帶的中寒武統(tǒng)具有明顯的透鏡狀加厚，顯示沿中寒武統(tǒng)膏鹽層滑脫的薄皮構(gòu)造特征（圖5，圖6）。但是，沙南斷裂是一條南傾的逆沖斷層，以往的解釋方案有一個令人困惑的問題，即由南向北滑脫—沖斷的地層縮短量由誰提供？阿瓦提凹陷內(nèi)缺乏沿中寒武統(tǒng)膏鹽層由南向北滑脫—沖斷的構(gòu)造變形，無法為沙南斷裂帶的構(gòu)造變形提供所需的地層縮短量，構(gòu)造變形上難以平衡。

本輪地震解釋，將沙南斷裂解釋為英雄斷裂前鋒的反沖斷層，是溫宿沖斷帶的前鋒。根據(jù)不整合和生長地層，沙南斷裂可能在志留系沉積前就已經(jīng)形成雛形，主活動期是中生代。三疊系沉積前、白堊系沉積前、古近系沉積前，是其3 個沖斷高峰期；中新世構(gòu)造變形微弱，上新世—第四紀(jì)構(gòu)造穩(wěn)定，基本上沒有構(gòu)造變形。沙南斷裂的變形過程與英雄斷裂基本一致，顯示兩者具有密切的成因聯(lián)系。將沙井子斷裂解釋為英雄斷裂前緣的反沖斷層，較好地解決了構(gòu)造變形的平衡問題，構(gòu)造變形機(jī)理也更為合理。

3 沙井子斷裂帶的形成演化

根據(jù)不整合和生長地層分析，沙井子斷裂帶存在多期斷裂活動（圖8，圖9）。

圖8 沙井子斷裂帶（東北段）的形成演化Fig.8 Formation and evolution of the Shajingzi fault zone（NE segment）

圖9 沙井子斷裂帶（西南段）構(gòu)造演化剖面Fig.9 Formation and evolution of the Shajingzi fault zone（SW segment）

雖然溫宿古隆起的演化歷史最早可以追溯到晚前寒武紀(jì)，其雛形可能在震旦紀(jì)就已經(jīng)形成，但是，現(xiàn)有的地震資料尚找不到沙井子斷裂帶晚前寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)活動的確切證據(jù)。有可靠證據(jù)證實(shí)的沙井子斷裂帶最早的斷裂活動時間是奧陶紀(jì)末—志留紀(jì)初（圖8a、圖8b，圖9a、圖9b），這是沙井子斷裂帶的形成期。這期斷裂活動最可靠的證據(jù)是志留系與奧陶系之間的不整合（圖5，圖6）。這也是塔北隆起的一個重要的隆升期（孫龍德等，2004；李曰俊等，2012，2014；黃少英等，2020）。

這期斷裂活動的強(qiáng)度可能并不是很大。當(dāng)時的阿克蘇古隆起的隆升主要是依靠彎曲變形實(shí)現(xiàn)，部分由斷裂活動提供。這期構(gòu)造變形的動力來自晚奧陶世—早志留世發(fā)生的塔里木—柴達(dá)木碰撞造山作用（郝杰等，2006；齊英敏等，2012；李曰俊等， 2014； 劉云祥等， 2014； Zhang et al.，2014；Li et al.，2015a，2016a，2022；張建新等，2015；楊海軍等，2016；黃少英等，2021；吳玉等，2021；周慧等，2022）。其中，英雄斷裂根部為基底卷入型逆沖斷層；向南推進(jìn)的過程中，演變?yōu)檠刂泻浣y(tǒng)膏鹽層的滑脫斷層，其上盤具有斷彎褶皺的特征；繼續(xù)向南推進(jìn)，最終到達(dá)沙南斷裂的位置，形成低幅度的滑脫褶皺。當(dāng)時，沙南一帶的構(gòu)造變形以滑脫褶皺為特征，可能還沒有形成沙南斷裂（圖8b，圖9b）。

泥盆紀(jì)末—石炭紀(jì)初是塔里木盆地西北部較明顯的構(gòu)造變形期，最明顯的證據(jù)是這里廣泛分布的石炭系與下伏地層之間的不整合。沿沙井子斷裂帶，上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)（康克林組）不整合于志留—泥盆系（依木干他烏組—克孜爾塔格組）不同層位之上（圖7）。烏什南見下石炭統(tǒng)（蒙達(dá)勒克組）不整合于志留系柯坪塔格組之上（圖10）。該不整合面之下的最新地層是泥盆系克孜爾塔格組，不整合面之上的最老地層是下石炭統(tǒng)蒙達(dá)勒克組，所以，不整合形成的時間應(yīng)該是泥盆紀(jì)末—石炭紀(jì)初。這就是沙井子斷裂帶中海西期斷裂活動的起始時間。該期活動一直持續(xù)到晚石炭世（康克林組沉積前）才結(jié)束（圖8c，圖9c）。

圖10 烏什南剖面蒙達(dá)勒克組不整合于柯坪塔格組之上Fig.10 The Mengdaleke Formation unconformably overlie the Kepingtage Formation，south to the Wushi Town

沙井子斷裂帶中生代有多次活動，反映在中生代生長地層和三疊系底、白堊系底和古近系底的不整合（圖2～圖6）。三疊系底的不整合代表的是南天山的碰撞造山作用（圖8d，圖9d）（李曰俊等，2009，2010；李洪輝等，2020；Wen et al.，2020）；白堊系底的不整合可能是古雙湖洋閉合的遠(yuǎn)程效應(yīng)（圖8e，圖9e）；古近系底不整合是拉薩地塊與亞洲大陸碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)（圖8f，圖9f）。

沙井子斷裂帶新生代明顯的斷裂活動起始于古近紀(jì)末—新近紀(jì)初，持續(xù)至第四紀(jì)，是印度—亞洲碰撞遠(yuǎn)程效應(yīng)的結(jié)果。斷裂活動以大規(guī)模的沖斷為主；新近紀(jì)晚期（上新世）—第四紀(jì)早期，沿沙井子斷裂帶曾經(jīng)發(fā)生張扭性剪切變形，代表印度—亞洲碰撞遠(yuǎn)程效應(yīng)期間的一個構(gòu)造間歇期（圖8g～圖8i，圖9g～圖9i）（齊英敏等，2012；李曰俊等，2013；Li et al.，2015b，2016b；張強(qiáng)等，2016；楊素舉等，2017；張洪安等，2017；李洪輝等，2019）。

4 結(jié) 論

（1）塔里木盆地西北緣的沙井子斷裂帶，是塔里木盆地的一條一級斷裂帶，由沙井子斷裂、英雄斷裂、溫宿斷裂和沙南斷裂組成。平面上，向西南收斂，向東北撒開。

（2）新發(fā)現(xiàn)溫宿斷裂是沙井子斷裂帶的一條大型分支斷裂，它平面上與沙井子斷裂近于平行，剖面上與沙井子斷裂組合為“Y”型背沖構(gòu)造樣式。沙南斷裂是英雄斷裂前鋒的反沖斷層，它不是一條完全獨(dú)立的斷裂，而是英雄斷裂派生出來的更次一級的分支斷裂，屬于沙井子斷裂帶。

（3）沙井子斷裂帶的雛形形成于奧陶紀(jì)末—志留紀(jì)初，在泥盆紀(jì)末—石炭紀(jì)、二疊紀(jì)末—三疊紀(jì)初、侏羅紀(jì)末—白堊紀(jì)初、白堊紀(jì)末—古近紀(jì)初和新近紀(jì)—第四紀(jì)發(fā)生過多起沖斷作用和新近紀(jì)末—第四紀(jì)初的張扭性構(gòu)造變形，才最終定型。

（4）沙井子斷裂帶是一條斷控油氣富集區(qū)帶，溫宿油田、托探1 油藏、沙南1 油藏、新蘇地1 油氣藏等都受其控制。