塔河桑南地區T74侵蝕面構造特征及演化研究

賴 冬

(成都理工大學，四川 成都 610059)

一個地區現今的構造樣式通常是多期構造運動疊加的結果，而早期形成的構造樣式可能被后期構造運動所改造，致使構造形態迥異。因此，在構造演化史恢復的基礎上，明確不同時期動力學背景之后，再分析經過疊加、改造后的構造樣式特征，對尋找有利于油氣聚集的構造組合、沉積組合及成藏組合才更有意義[1]。

塔河桑南地區主要位于輪臺縣南，構造位置處于阿克庫勒凸起的南部，順托果勒低隆的北緣，西與哈拉哈塘凹陷相鄰，東南與滿加爾坳陷連接(圖1)，是各大凹陷生成油氣持續運移的指向

區和聚集區，具有良好的勘探前景[2-3]。研究區碳酸鹽巖經歷了多期構造運動的改造，對奧陶系儲層產生了重要影響。首先，一間房組是塔河地區重要的油氣產層，中下奧陶統頂面即T74界面的構造控制了巖溶儲層的發育，對T74構造特征及其演化研究很有必要。其次，斷裂對巖溶作用發育的強烈程度具有重要意義。不同時期的構造所產生的不整合面、斷裂，對油氣運移影響深遠；同時對油氣藏的保存也產生了影響。因此，通過T74界面的構造特征分析及其構造演化史的恢復，對尋找巖溶儲層發育區，及塔河油田勘探向外圍拓展具有重要意義。

圖1 研究區構造位置圖 Fig.1 Tectonic location map of study area

1 構造及斷裂特征

研究區內T74侵蝕面現今總體表現為一個北東-南西走向，向南東傾斜的單斜構造。在研究區東南部埋深最大，超過了7150 m。由南東向北西，T74界面埋深逐漸減小，工區西北部埋深最淺，約為5400 m，研究區西北-東南埋深幅度相差1700 m以上(圖2)。

T60反射層之下多為加里東中期和海西早期時形成的斷裂，以逆斷裂為主，且斷距較小。穿過T74界面的斷層的方向主要為NNE、NEE向，部分為近SN向，呈帶狀分布，發育在等值線較密集的地方，斷裂以短軸狀為主，一組方向的斷裂多以雁列式排列(圖2)。而T60反射層之上多發育正斷層，在剖面上呈高角度，斷層之間近似平行等間距排列，這些斷裂多形成于海西晚期-印支期。

圖2 T74界面現今構造圖 Fig.2 Present tectonic map of the T74 erosion surface

2 構造演化研究

圖3 AA'剖面構造演化過程(剖面位置見圖1) Fig.3 Tectonic evolution of line AA'

選取工區一條南北向的地震剖面，通過層拉平技術來進行剖面演化分析，其演化過程具有以下特征：

志留系沉積前，受加里東中期Ⅱ、Ⅲ幕構造運動的影響，在加里東中期Ⅰ幕形成的T74侵蝕面逐漸南傾，抬升強度呈北強南弱。T70界面之上的地層遭受剝蝕，在北部上奧陶統剝蝕殆盡，且中下奧陶統部分地層也遭受剝蝕，剝蝕程度由北向南減弱(圖3a)。

在志留系上泥盆統東河塘組沉積前，期間發生海西早期運動，這是對研究區影響最重要的一次構造運動。地殼持續抬升，研究區T74界面中部抬升明顯，北部中下泥盆統、志留系剝蝕殆盡，早期奧陶系地層再次遭受一定剝蝕；向南剝蝕程度減弱，但仍只保留了部分志留系地層(圖3b)。鉆井顯示，工區大多數地區缺失上泥盆統地層，表明在之后的海進期，研究區多數地方仍處于暴露狀態，發生沉積間斷。

三疊系沉積前，海西晚期運動使工區進一步抬升，而T74界面形態變化不大。這一時期研究區也遭受了嚴重剝蝕，鉆井顯示，構造高部位缺失早石炭世部分地層，而全區所有井都缺失了二疊系地層。T60界面以下地層保持南傾單斜形態，而T60界面以上地層南傾角度變小，抬升仍具有北強南弱的特點。這一時期還有一個重要的特征，即新生斷裂發育，在構造高部位形成對沖構造樣式(圖3c)。

在印支-燕山運動時期，研究區繼承了上一時期的構造特征，地層保存完好，缺失較少。在垂直構造主應力的方向產生了局部張性應力，因而發育一些正斷層。這兩期構造運動對T74界面幾乎沒有什么影響，T60界面以下仍為單斜構造，之上以小角度南傾，抬升保持了北強南弱的特征(圖3d-e)。

喜山早期運動對研究區影響也不大，斷層以正斷層為主，構造樣式為地塹。這一時期構造抬升強度開始發生變化，表現為南北整體抬升，新沉積的地層近于水平沉積(圖3f)。

新近紀-至今，由于印度板塊的嵌入，庫車坳陷快速沉降，整個阿克庫勒凸起向北發生翹傾。在研究區構造格局同樣發生變化，T60界面界面以上明顯向北傾，越往上北傾幅度越大，但對T60界面以下地層影響較小(圖3g)。

3 構造演化與油氣的關系

塔河地區奧陶系油氣的分布不受構造圈閉的控制，而受縫洞系統發育和展布的控制[4]。而縫洞系統的分布與構造演化密切相關，如構造運動過程中形成的巖溶古地貌、不整合面、斷裂系統等。中下奧陶統碳酸鹽巖巖溶作用主要是與不整合面有關的古表生期巖溶，包括加里東中期、加里東晚期、海西早期巖溶。其中影響最大的為海西早期，其作用范圍廣、持續時間長、巖溶強度大，多發育大型巖溶洞穴[5-6]。研究區構造高部位的上奧陶統地層在這次運動中同樣被剝蝕了部分，但中下奧陶統地層保存較為完好。

不整合面不僅控制巖溶儲層的發育與分布，而且是油氣運移的良好通道。此外，在多次構造運動作用下，形成了多期次、多組系、多方向的斷裂系統，為大氣水巖溶作用提供了垂向滲流通道。研究區巖溶儲層有利分布區位于S113-S110-S112井區的斷裂發育帶，這些斷裂的方向呈北北東向展布，初步認定為加里東中期形成的斷裂。同時，這些斷裂與不整合面共同為后期油氣的運移提供了優勢通道。

總體來看，塔河油田在加里東中期和海西早期整體處于巖溶斜坡相帶，是有利的巖溶儲層發育區。而研究區處于巖溶盆地向巖溶斜坡過渡的相帶，同樣具有發育巖溶儲層的條件[7]。研究發現桑南地區西北部主要受海西早期巖溶的控制，而中部及東南主要受加里東中期巖溶的控制(圖4)。

圖4 塔河地區巖溶發育范圍平面圖(據中石化西北分公司勘探開發研究院，有修改) Fig.4 Plane map of karst development range in Tahe area

4 結論

(1)研究區現今T74侵蝕面為一個北東-南西走向，向南東傾斜的單斜構造，西北-東南累計抬升幅度相差1700 m以上。

(2)喜山期以前的古地貌為北高南低，之后表現為北低南高的地貌特征。不過，這種轉變對中生代以前地層的影響較小。

(3)研究區T74侵蝕面在加里東中期Ⅲ幕運動后具有單斜雛形；海西早期運動是對研究區構造形態影響最大的一次運動，單斜形態基本定型；海西晚期-燕山期，研究區處于穩定抬升階段；而喜山中晚期-至今，西北-東南高度差有所降低，形成T74侵蝕面現今的形態。

(4)從南北構造抬升強度來看，研究區具有以下特征：加里東中期-燕山中期，具有北強南弱的特征；燕山中期-喜山早期，具有南北整體抬升的特征；而喜山中期-至今，具有北弱南強的特征。這與不同時期區域構造應力場的轉變有關。

(5)多期構造運動形成的不整合面、斷裂系統、古地貌控制了奧陶系巖溶儲層的發育。研究區西北部主要受海西早期巖溶的控制，而中部及東南主要受加里東中期巖溶的控制。