克拉蘇地區雙滑脫層間構造分段性研究

袁坤平,王岳鵬,商國璽,周紅波, 白建樸,李　濤

(1．西安石油大學，陜西西安 710065；2．中國石油東方地球物理公司)

克拉蘇地區雙滑脫層間構造分段性研究

袁坤平1，2,王岳鵬2,商國璽2,周紅波2, 白建樸2,李濤2

(1．西安石油大學，陜西西安 710065；2．中國石油東方地球物理公司)

摘要：庫車前陸盆地克拉蘇地區雙滑脫層間構造是主要勘探目標，但地震資料品質較差，構造變形機理復雜，分段依據不充分，制約了區帶評價。通過地質條件分析明確了古構造背景和下滑脫層分布是雙滑脫層間構造分段的主控因素，深化了該區各段應力機制及構造變形差異性認識。探索應用了“多種信息相結合、三大構造層一體式”的雙滑脫層間構造走滑斷裂識別技術，并最終完成了克拉蘇地區雙滑脫層間構造分段性研究，重新建立了自西往東各區段的構造模式，將克拉蘇自西往東劃分為5段并完成了區帶評價。

關鍵詞：庫車克拉蘇地區；雙滑脫層間構造； 走滑斷層； 古構造背景； 構造分段性

1研究難點及方法

庫車前陸坳陷克拉蘇地區是塔里木盆地“西氣東輸”的主力氣源地。該地區發育典型的雙滑脫層構造，分別以古近系膏鹽巖及侏羅系煤層為頂部及底部塑性變形層，中間發育白堊系砂巖儲集層(圖1)，其構造樣式、膏鹽巖蓋層、低孔低滲裂縫型儲層、油氣運移通道、油氣成藏系統等具有明顯的分段特征。但是雙滑脫塑性層又進一步復雜化了構造變形機理，使得單一地震信息難以較好刻畫雙滑脫層間構造的分段性，嚴重制約了勘探開發進程。

克拉蘇地區雙滑脫層間構造分段性研究主要難點有：①雙滑層間構造地震資料品質差；②受古近系膏鹽巖及下侏羅系煤系地層雙滑層制約，地層錯斷信息模糊，“淺層”與“深層”斷裂難以整體研究；③受喜山晚期南北向強烈逆沖推覆作用，構造疊置嚴重。

圖1　克拉蘇地區雙滑層間構造示意圖

庫車前陸褶皺沖斷帶東西分段性主要表現為走滑斷層、側斷坡、轉換斷層等形式[1]。

前期研究了克拉蘇雙滑脫層間構造走滑斷層發育，但未能詳細刻畫和描述。因此，本次研究的重點是在分析雙滑脫層間構造分段性主控因素的基礎上，識別控制構造分段的走滑斷層，并最終完成雙滑脫層間構造分段性研究。

2地質條件分析

雙滑脫層間構造分段性明顯受控于滑脫層變形空間及形變機理，因此古構造背景和下滑脫層的分布是控制雙滑脫層間構造分段的主控因素。

(1)古構造背景控制了雙滑脫層間構造變形空間，并使之產生了分段性。雙滑脫層間構造上下兩套滑脫層原始沉積背景都表現為陸內坳陷沉積[2-3]，表現為較強的繼承性特征；下滑脫層古構造背景基本體現了兩套滑脫層初始沉積地貌。在此認識基礎上，集成了平衡剖面控制下的古構造恢復技術[4-6]，通過精細解釋完成了克拉蘇地區及周緣中生界厚度圖，并應用印模法[7]完成了滑脫層沉積前沉積古地貌圖(圖2)。它揭示雙滑脫層間構造受北部南天山及南部的溫宿凸起、輪臺凸起制約，東西各段變形空間差異大，分段特征明顯。

圖2　克拉蘇地區及周緣滑脫層沉積前古地貌圖

(2)下滑脫層控制了雙滑脫構造變形強度，產生了分段性。物理實驗研究證明，下滑脫層厚度是驅動變形的重要參數。煤系地層厚，內摩擦系數小，滑脫性質好，以斷背斜構造為主，構造幅度大；煤系地層薄，內摩擦系數大，滑脫性質差，以突發構造為主，構造幅度寬緩。

3技術方法

本文探索了以“多種信息相結合、三大構造層一體式”綜合分析為核心的雙滑脫層間構造走滑斷層識別技術。“多種信息”指的是地表信息、非地震信息及地震信息；“三大構造層”指的是鹽上構造層、鹽變形構造層及鹽下構造層。

(1)綜合利用地表信息與淺層地震相干信息，確定克拉蘇地區“淺層”走滑斷層。克拉蘇南北邊界處地表水系的橫向垂直錯斷遷移特征明顯，都表現為明顯的左行壓扭走滑特征。受控于邊界左行壓扭作用，區內山體錯斷特征明顯。遙感解釋表明，克拉蘇地區淺層走滑斷層呈典型的“西段左行東段右行”的特點(圖3)。結合克拉蘇地區淺層地震資料品質較好的特點，利用相似系數算法計算得到克拉蘇三維吉迪克組底面相干屬性圖，與地表信息分析得到的“淺層”走滑斷層信息高度一致。以此為基礎可準確厘定克拉蘇地區“淺層”走滑斷層。

圖3　克拉蘇地區地表走滑斷層示意圖

(2)綜合利用非地震與地震信息，明確“深層”雙滑脫層間構造走滑斷層位置。庫車前陸褶皺沖斷帶上延8 km重力線性異常圖及小子域濾波[8-9]斷裂信息圖(圖4)，清楚反映了克拉蘇雙滑層間構造以走滑斷層相互錯斷，分段特征明顯。同時在雙滑脫層間構造地震資料品質較好區開展相干體及切片分析，用以驗證非地震識別走滑斷層成果。結果表明雙滑脫層間構造邊界走滑斷層與非地震信息提取的結果高度一致，從而明確了“深層”雙滑脫層間構造走滑斷層位置。

(3)綜合利用“淺層”、“深層”走滑信息，建立雙滑脫層間構造走滑斷層模式。淺層及深層走滑斷層平面展布特征高度一致，充分說明走滑斷層并不只是終止于滑脫層面，而是表現為淺層、深層走滑斷層層具有高度繼承的特征。前期一些學者的研究證實，基底斷層的活動會在蓋層中產生弱勢區，有利于鹽體發生侵入作用，在蓋層中形成壓實和和差異負載作用，因而鹽下斷裂對上覆鹽構造的形成與演化具有重要的控制作用[10-11]。鹽下斷裂可以決定鹽構造的發育位置和形成過程,反過來鹽構造也可以影響鹽下斷裂的運動方式。

圖4　克拉蘇地區雙滑層間構造小子域濾波斷裂信息圖

4克拉蘇地區走滑斷層構造特征

依據南北向走滑斷層將克拉蘇構造劃分為五大段，分別為阿瓦特段、博孜段、大北段、克深段、克拉3段(圖5)。

(1)阿瓦特段：右行走滑，垂直擠壓、高角度大幅度逆沖抬升，形成典型的雙層樓結構，構造發育表現為系列短軸斷背斜；

(2)博孜段：右行走滑，垂直擠壓、重力載荷、逆沖傳播，南部構造為長軸狀斷背斜，北部為短軸狀斷背斜；

(3)大北段：斜向壓扭、逆沖疊置，構造以短軸斷背斜為主；

(4)克深段：垂向擠壓，后緣逆沖抬升、前緣滑脫收縮，鹽層發育并以塑性層為主，構造發育相對完整，以長軸狀背斜、斷背斜構造為主；

(5)克拉3段：鹽垂向擠壓，后緣逆沖抬升、前緣滑脫收縮，鹽層發育塑性層比例變小，構造表現為長軸狀背斜。

圖5　克拉蘇地區走滑斷層平面示意圖

5結論

(1)古構造背景及下滑脫層共同控制了克拉蘇地區雙滑脫層間構造的分段性。通過地震、非地震、地質等多種資料的綜合分析，完成了克拉蘇地區雙滑層構造的分段研究。該區從西往東依次可劃分為阿瓦特段、博孜段、大北段、克深段、克拉3段。

(2)以“多種信息相結合、三大構造層一體式”為核心的雙滑脫層間構造走滑斷層識別技術，較好地解決了克拉蘇地區雙滑脫層間構造的分段性難題，為區帶評價及有利目標優選提供了較好的基礎。

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編輯：李金華

文章編號：1673-8217(2016)03-0045-04

收稿日期：2016-01-20

作者簡介：袁坤平，工程師，1979年生，2003年畢業于東華理工大學地質勘查專業，在讀碩士，長期從事地震資料解釋工作。

基金項目:中國石油集團重大科技專項"庫車前陸深層油氣地質理論與勘探目標評價" (2014E-2101JT)資助。

中圖分類號：TE111

文獻標識碼：A