開江梁平海槽長興期古構造格局特征及其地質意義研究

胡望水，姚乾坤，肖傳桃,湯濟廣，曾 濤

蔡萬春 (中石油塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

蔡萬春 (中石油塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

環開江-梁平海槽周邊晚二疊世長興期有多個大小不等的礁體存在，其沉積、發育過程是在該區長興期區域地質背景及海槽形成之后特殊的古構造格局上發生的。為弄清古構造對海槽2側礁體的形成所起的作用及2側礁體的發育特征，以海槽2側實際地震剖面為基礎資料，通過長興期沉積前海槽南西側斜坡坡度較為精確的測量及北東側邊界斷層特征的研究，描述了海槽2側差異性的古構造格局特征：海槽南西側為低角度緩斜坡；海槽北東側為由數條同生正斷層控制形成的高角度陡坡。在此基礎之上，明確了海槽2側差異性的臺地類型及礁體特征：北東側為鑲邊臺地，南西側為緩坡臺地；北東側礁體形成時間早于南西側且厚度較南西側大但范圍小。

開江-梁平海槽；長興期；古構造格局；生物礁

近年來，隨著勘探精度和深度的不斷提高，川東北開江-梁平地區一種重要的油氣藏類型——生物礁型油氣藏越來越多地被認識和發現。目前，海槽周邊普光、龍崗、元壩等地已發現的生物礁體多達幾十個。前人運用不同的研究方法從不同的研究角度對海槽周邊這些礁體的沉積特征及其沉積背景和構造背景進行研究，獲得了大量豐富的地質認識和資料。強子同等[1]指出四川盆地上二疊統是發育在下二疊統侵蝕面之上的一套海侵型的碳酸鹽緩坡帶沉積，長興生物礁是碳酸鹽緩坡帶上發育起來的海侵生物礁系列；以“碳酸鹽臺地沉積模式”為理論基礎，王一剛等[2]、鐘怡江等[3]、趙俊興等[4]通過川東北地區晚二疊世沉積相的研究認為該區相類型主要有碳酸鹽巖深緩坡相、碳酸鹽巖開闊臺地相、局限臺地相、海槽相或盆地相及陸棚(臺地)邊緣相帶等，提出位于海槽和碳酸鹽巖臺地之間的陸棚(臺地)邊緣相是生物礁發育的有利地帶，易形成陸棚邊緣礁，生物礁環海槽周邊呈串珠狀分散分布而非大面積連續分布的特征；洪海濤等[5]依據四川盆地長興組生物礁發育的位置與沉積相帶之間的關系，將生物礁分為陸棚邊緣礁和點礁2種主要類型，其中川東北以陸棚(臺地)邊緣礁為主；通過海平面上升速度和生物礁生長速度之間關系的研究，曾德銘等[6]、王興志等[7]將整個川東北已勘探出的生物礁分為2種類型：海侵并補型和海侵追補型，并分別闡述了這2類礁體不同的巖性組合、儲集性、影響因素和分布特征等；魏國齊等[8]通過地震剖面及巖石學等方面的研究對海槽的邊界進行初步探索認為海槽北東側為斷層形成，南西側為斜坡形成，等等。上述學者對礁體的形成背景及海槽2側古構造特征雖做了大量的工作，也認識到了海槽形成之后2側的古構造格局不同及古構造格局是礁體形成的重要的控制作用之一，但是對海槽2側具體的古構造格局特征的差異性的研究仍存在不足。為此，筆者在這些研究的基礎上，通過對海槽南西側地震剖面及北東側構造剖面的分析，分別闡述了海槽北東和南西2側差異性的古構造格局特征及其對生物礁體的形成所起的作用機制，為今后該區生物礁型油氣藏的勘探提供了一定的理論指導，有助于該區長興組生物礁的高效勘探。

1 區域地質背景

“開江-梁平海槽”為川東北地區晚二疊世-早三疊世一平面上呈北西-南東方向展布的狹長海槽相沉積區，其西為廣旺海槽、東為鄂西海槽，三者為古特提斯洋相連，其形成、演化與“峨眉地裂運動”和南秦嶺勉略-紫陽洋盆裂陷有關：中二疊世茅口組沉積期末，與川西峨眉山玄武巖大量噴溢的同時期[9]，川東北大巴山古陸前緣的宣漢-開江一帶受地裂運動的影響產生了與大巴山古陸近于平行、與瀘州-開江古隆起近于垂直的一些張性斷裂[8]。受持續性拉張應力場的作用和影響，這些先期存在的張性斷裂的持續活動最終導致了開江-梁平海槽的形成。

中二疊世-早三疊世，四川盆地所處的揚子板塊位于赤道附近[10-11]，溫暖潮濕的氣候環境為造礁生物的大量生長和繁殖提供了所需的溫度及水體條件。晚二疊世吳家坪組-長興組，四川盆地大致經歷了3個較完整的海平面升降旋回：吳家坪組早期-吳家坪組晚期上升-下降旋回、吳家坪組末期-長興組早期快速上升-下降旋回及長興組早期-長興組末期快速上升-下降旋回，且長興期第2海侵旋回較第1海侵旋回強度大[12-14]。

圖1 開江-梁平海槽南西側地震剖面圖

2 古構造格局特征

2.1南西側特征

表1 開江-梁平海槽南西側晚二疊世長興期古斜坡坡度

對位于海槽南西側的10條地震剖面(見圖1)上長興組底界古斜坡坡度進行逐條計算可得到如表1的一系列數據。由表1可知，臺地邊緣斜坡坡度介于1～4°之間：北部4條測線L1200～L1920角度大于3°，中部4條測線L2400～L3360坡度介于1.5～3°，南部2條測線L3600～L3840坡度則為1.5°左右。斜坡坡度總體上呈現北大南小的特點，即剖面上斜坡北西陡，南東緩，由北西到南東逐漸變緩；平面上臺地邊緣斜坡范圍北西小、南東大，由北西到南東逐漸增大的規律特征。

2.2北東側特征

圖2 開江-梁平海槽北東側構造剖面圖(單位：m)

北東側為海槽形成的起始側，其發育的一系列正斷層構成該側總體構造特征。運用平衡剖面技術對海槽北東側通南巴、平昌及宣漢附近的6條地震解釋剖面進行平衡恢復至長興組沉積前(見圖2)，通過對比較為精確的確認長興組期沉積前該區所具有的初始古構造格局特征。由剖面可知:海槽與臺地之間的同生正斷層控制形成了該側陡坡型臺地邊緣，臺地與海槽之間具明顯的坡折帶。根據各剖面上所顯示的同生正斷層的特征，筆者將這些斷層分成2組：①剖面1、剖面2及剖面3上顯示斷層傾向南西，斷開層位上至下三疊統飛仙關組，下至志留系，其中1和2兩條剖面上斷層從斷開層位、傾角、斷層在剖面上位置及斷距特征分析，其應為同一斷層，而剖面3上斷層從上述幾個方面的特征推斷與剖面1及剖面2所顯示的斷層非同一條斷層；②剖面4、5及剖面6三條剖面上所揭示的斷層特征明顯有別于上述特征：該組剖面上邊界斷層為2條傾向相反的斷層，一條傾向南西，一條傾向北東，2條斷層組成地塹式斷層系。另外，這幾組正斷層的傾角都較大，均在70°左右，落差30～100m。

通過比對海槽南西側數條地震剖面及北東側若干構造剖面所反映出的實際地質表征，筆者認為長興期沉積前海槽2側古構造格局具明顯的差異性：海槽南西側斷層不發育，長興期沉積前該側為一傾向海槽的低角度緩斜坡；而北東側斷層較南西側發育，海槽與臺地之間為數條正斷層控制形成的陡斜坡所銜接過渡。

3 地質意義

3.1北東(NE)側古構造格局對生物礁形成的控制

海槽形成之后，其北東側為同生正斷層控制形成的鑲邊型碳酸鹽巖臺地(見圖3)。在海侵過程中，臺地邊緣高陡坡折帶對水體會產生一種類似于“圍堰”的作用。由于存在這種作用，長興早中期北西到南東向較快速的海侵過程中，海槽該側水體在垂向上快速加深以致于臺地邊緣近外側陡坡帶很快達到生物礁生長所需的水深條件且該區有由海水從深海帶來的豐富營養物質，因而形成臺地邊緣礁體。到長興中晚期較強的另次海侵時，同樣由于這種作用的影響，臺地邊緣沉積相帶在平面上向臺地方向的遷移距離很短致使該期礁體將大致在上一期次礁體所處的位置繼續生長堆積造成礁體的縱向疊置，進而使礁體厚度很大。

圖3 長興組沉積時開江-梁平海槽結構簡圖

3.2南西(SW)側古構造格局對生物礁形成的控制

與北東側古構造格局特征不同，晚二疊世長興期沉積前海槽南西側為一低角度古緩斜坡，臺地邊緣無高陡坡折帶存在即為緩坡型碳酸鹽巖臺地邊緣(見圖3)。在海侵的過程中，因無明顯坡折帶的存在，故海槽該側臺地邊緣對水體無較明顯的“圍堰”作用，因此，水體垂向加深的同時會沿著斜坡向臺地侵沒。長興早中期該側雖能達到礁體生長所需的水深條件，但是由于水體能量損失較大不能帶來足夠的營養物質[16]，故鮮有規模較大的礁體存在。長興中晚期較強的一期海侵時，海面的大幅度上升滿足大量礁體的形成條件才會有礁體在臺地邊緣內緩坡帶內規模形成，且與先期礁體相比，其相帶更加靠近于臺地。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.03.010

P618.13

A

1673-1409(2012)03-N027-04

2012-01-14

國家油氣重大專項(2008ZX05004-001)。

胡望水(1963-)，男，1987年大學畢業，博士，教授，博士生導師，現主要從事油氣勘探與開發方面的教學與研究工作。