中揚(yáng)子地塊西部地區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)造與頁巖氣保存條件的關(guān)系

陳孔全 張斗中 庹秀松

長江大學(xué)非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心

0 引言

頁巖氣藏一般以連續(xù)型分布為主，主要以擴(kuò)散、逸散、滲漏等方式散失和被破壞。構(gòu)造隆升造成蓋層埋深變淺，封蓋性變差，頁巖氣藏加速擴(kuò)散、滲漏破壞；構(gòu)造變形作用形成斷層、裂縫系統(tǒng)，造成頁巖氣滲漏、泄漏破壞。以中國南方海相頁巖氣為例，頁巖氣成藏以后受中新生代陸內(nèi)構(gòu)造作用，頁巖地層遭受強(qiáng)烈的構(gòu)造改造，導(dǎo)致吸附氣解吸，游離氣比例增高，頁巖氣發(fā)生逸散、滲漏甚至泄漏，保存條件成為決定其能否富集成藏的關(guān)鍵影響因素之一。因此，頁巖氣保存條件與頁巖物質(zhì)基礎(chǔ)共同構(gòu)成了頁巖氣的“二元富集”[1-3]。受深水陸棚相的制約，中揚(yáng)子地塊西部地區(qū)早寒武世筇竹寺期、晚奧陶世五峰期—早志留世龍馬溪期發(fā)育暗色頁巖，為海相頁巖氣富集成藏奠定了有利的物質(zhì)基礎(chǔ)[4-6]。但中新生代受江南—雪峰古隆起、黃陵古隆起、大巴山造山帶以及黔中古隆起的聯(lián)合作用[7-9]，中揚(yáng)子地塊西部發(fā)生復(fù)雜的斷裂褶皺作用與強(qiáng)烈隆升剝蝕作用，頁巖地層破裂、地層壓力減小、吸附氣發(fā)生解吸、游離氣發(fā)生逸散，致使原始頁巖氣藏保存條件發(fā)生破壞[1-3,10-13]。差異性的構(gòu)造變形造成保存條件的分隔性，使得該區(qū)海相頁巖氣的富集不再具有連續(xù)性的特征，受構(gòu)造與保存條件的制約而成為不連續(xù)性氣藏[14-16]。

中揚(yáng)子地塊西部地區(qū)不僅是大陸動(dòng)力學(xué)研究的重點(diǎn)區(qū)域之一，而且也是海相油氣勘探的目標(biāo)靶區(qū)，盡管對(duì)于該區(qū)的盆地結(jié)構(gòu)[17-19]、前展式構(gòu)造變形模式[20-21]、構(gòu)造變形時(shí)序[21-22]、構(gòu)造與油氣保存[23-25]等方面前人已經(jīng)取得了一系列的認(rèn)識(shí)，但是隨著海相頁巖氣勘探的深入，原有的成果已經(jīng)不能滿足對(duì)該區(qū)海相頁巖氣保存與富集規(guī)律認(rèn)識(shí)的需要。為此，筆者精細(xì)解析該區(qū)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征、分析差異構(gòu)造變形，進(jìn)而確定不同構(gòu)造樣式與頁巖氣保存條件的關(guān)系，揭示海相頁巖氣得以保存的關(guān)鍵因素，以期為頁巖氣勘探有利區(qū)的確定提供支持。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

中揚(yáng)子地塊西部在區(qū)域構(gòu)造位置上南東以保靖—慈利斷層為界與江南—雪峰古隆起相隔，北西以齊岳山斷層為界與川東構(gòu)造相隔，北受黃陵古隆起阻擋并與大巴山弧形構(gòu)造對(duì)突，南與黔中構(gòu)造相接。保靖—慈利斷層與齊岳山斷層之間200余千米寬闊的中上揚(yáng)子陸內(nèi)中古生界變形帶是江南—雪峰陸內(nèi)造山作用向北西方向遞進(jìn)擴(kuò)展變形的結(jié)果，構(gòu)造走向NEE—NE向、向NW向突出呈弧形展布。從南東向北西由多個(gè)NE向復(fù)向斜和復(fù)背斜相間的構(gòu)造帶組成，以厚皮“隔槽式”結(jié)構(gòu)為主（圖1）。

加里東期以來，中揚(yáng)子地塊西部海相地層經(jīng)歷多期成盆以及改造作用，形成了現(xiàn)今中揚(yáng)子地塊西部良好的油氣成藏物質(zhì)基礎(chǔ)以及現(xiàn)今復(fù)雜的構(gòu)造格局。加里東—海西期，構(gòu)造活動(dòng)方式以升降、拉張為主，海相克拉通發(fā)育，構(gòu)造格局為隆坳相間，形成了下寒武統(tǒng)牛蹄塘組、上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組兩套富含有機(jī)質(zhì)的暗色頁巖。中生代以來，在江南—雪峰古隆起的陸內(nèi)造山作用下，中揚(yáng)子地塊西部發(fā)生強(qiáng)烈的斷褶作用，而晚燕山—早喜馬拉雅期，受太平洋構(gòu)造體系影響，發(fā)生一定的伸展作用，至晚喜馬拉雅期，發(fā)生區(qū)域性隆升剝蝕作用，從而形成了現(xiàn)今的復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征。

2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征

受控于江南—雪峰古隆起的陸內(nèi)造山作用，中揚(yáng)子地塊西部至川東地區(qū)，中生代發(fā)生遞進(jìn)構(gòu)造變形，形成相應(yīng)規(guī)律性變化的形變帶[26]，同時(shí)受邊界條件制約，不同構(gòu)造形變帶的不同段亦發(fā)生差異變形，且不同構(gòu)造形變區(qū)以斷層或者構(gòu)造漸變發(fā)生構(gòu)造轉(zhuǎn)換。

2.1 前展式構(gòu)造

由江南—雪峰古隆起所誘發(fā)的中揚(yáng)子地塊西部斷裂褶皺作用在時(shí)間上穿時(shí)遞進(jìn)，作用方式上呈現(xiàn)前展式構(gòu)造，同時(shí)受黔中古隆起、黃陵古隆起以及大巴山等構(gòu)造邊界的聯(lián)合作用，前展式構(gòu)造變形模式呈現(xiàn)多樣性。

2.1.1 前展式構(gòu)造特征

湘鄂西—川東地區(qū)的前展式構(gòu)造前人已建立構(gòu)造變形模式，但是對(duì)于湘鄂西地區(qū)，即中揚(yáng)子地塊西部的前展式構(gòu)造尚未詳盡體現(xiàn)，孫肇才等[26]將整個(gè)湘鄂西地區(qū)僅作為1個(gè)形變帶，丁道桂等[20]以建始—彭水?dāng)鄬訛榻鐚⑵浞譃閮蓚€(gè)形變帶，這些分段無法詳盡揭示中揚(yáng)子地塊西部結(jié)構(gòu)特征，也將導(dǎo)致構(gòu)造對(duì)頁巖氣保存條件的差異制約認(rèn)識(shí)不夠深入。

以鶴峰—龍山斷層、建始—彭水?dāng)鄬雍妄R岳山斷層為界，將中揚(yáng)子地塊西部與川東斷褶帶分為4個(gè)形變帶，并構(gòu)成完整的前展式構(gòu)造模式。

2.1.1.1 沖斷形變帶

沖斷形變帶位于保靖—慈利斷層與鶴峰—龍山斷層之間，由桑植—石門復(fù)向斜和宜都—鶴峰復(fù)背斜組成，空間位置上位于江南—雪峰古隆起西緣，中生代以來遭受擠壓作用最為強(qiáng)烈，收縮變形劇烈，地層發(fā)生強(qiáng)烈沖斷作用，構(gòu)造類型以壓性斷塊與較為緊閉褶皺為主要特征。同時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈隆升剝蝕作用，地表出露地層以古生界，尤其是下古生界為主（圖1，圖 2-a、b）。

圖1 中揚(yáng)子地塊西部結(jié)構(gòu)分區(qū)圖

2.1.1.2 擠壓褶皺形變帶

擠壓褶皺形變帶東西邊界為鶴峰—龍山斷層與建始—彭水?dāng)鄬?，由花果坪?fù)向斜、中央復(fù)背斜組成。由于所受擠壓作用較沖斷帶弱，斷層作用強(qiáng)度相對(duì)較小，褶皺較為發(fā)育，與沖斷形變帶相比，該帶中褶皺較為寬緩，其中在花果坪復(fù)向斜，褶皺呈似箱狀特征。垂向隆升剝蝕強(qiáng)度較沖斷形變帶減弱，北段以三疊系出露為主，而南段則主要出露下古生界（圖1，圖2-a、b）。

2.1.1.3 沖斷—滑脫過渡帶

沖斷—滑脫過渡帶處于建始—彭水?dāng)鄬优c齊岳山斷層之間，包括利川復(fù)向斜和齊岳山背斜。該構(gòu)造帶為區(qū)域性滑脫層轉(zhuǎn)換帶，即自東向西區(qū)域性滑脫層由前寒武系轉(zhuǎn)換為寒武系，其滑脫層呈階梯狀向上傳遞位移。從構(gòu)造變形來看，該帶位于雪峰段逆沖推覆構(gòu)造西北緣的峰帶，構(gòu)造變形較為強(qiáng)烈，變形方式為沖斷、滑脫。北段以三疊系和侏羅系出露為主，南段則為古生界（圖1，圖2-b、c）。

圖2 中揚(yáng)子地塊西部不同前展式構(gòu)造模式圖

2.1.1.4 前緣蓋層斷褶—滑脫帶

該帶位于齊岳山斷層以西，區(qū)域滑脫層由前寒武系轉(zhuǎn)為寒武系，構(gòu)造變形以在寒武系發(fā)生區(qū)域滑脫作用下的斷褶作用為主。構(gòu)造樣式簡(jiǎn)單，由二疊系、三疊系和侏羅系組成了隔檔式褶皺，背斜緊閉，兩翼產(chǎn)狀較陡，核部出露二疊系；向斜開闊，兩翼產(chǎn)狀較緩，核部出露侏羅系。基底未卷入或微弱變形（圖1，圖 2-b、c）。

2.1.2 前展式構(gòu)造類型

中揚(yáng)子地塊西部在前展式構(gòu)造模式發(fā)育過程中，受差異邊界條件的制約，不同區(qū)的前展式構(gòu)造模式不盡相同，可以識(shí)別出限制型、弱改造型以及強(qiáng)改造型3類前展式構(gòu)造模式。

2.1.2.1 限制型前展式構(gòu)造模式

限制型前展式構(gòu)造模式位于中揚(yáng)子地塊西部北段，受神農(nóng)架古隆起、黃陵古隆起與大巴山對(duì)雪峰構(gòu)造域的限制，江南—雪峰古隆起所引起的NW向遞進(jìn)構(gòu)造變形與之發(fā)生對(duì)突，形成“L”形聯(lián)合構(gòu)造，從而限制了遞進(jìn)變形的系統(tǒng)發(fā)育，造成前展式構(gòu)造變形的不完整，僅發(fā)育沖斷形變帶和擠壓斷褶形變帶（圖 1、2-a）。

2.1.2.2 弱改造型前展式構(gòu)造模式

弱改造型前展式構(gòu)造模式位于限制型結(jié)構(gòu)模式以南、涪陵—武隆—彭水一線以北，在中生代NE向主體構(gòu)造形成之后，未發(fā)育強(qiáng)烈的構(gòu)造改造作用，具有較為完整的逆沖推覆構(gòu)造結(jié)構(gòu)，自江南—雪峰古隆起至川東，可以識(shí)別出沖斷形變帶、擠壓斷褶形變帶、沖斷—滑脫過渡帶、前緣蓋層斷褶—滑脫帶。其中沖斷形變帶、擠壓斷褶形變帶的變形特征與限制型前展式構(gòu)造變形模式類似（圖1、2-b）。

2.1.2.3 強(qiáng)改造型前展式構(gòu)造模式

較之于湘鄂西地區(qū)弱改造型前展式構(gòu)造變形模式，涪陵—武隆—彭水一線以南武陵山地區(qū)構(gòu)造形態(tài)更為豐富。在早期NE向雪峰構(gòu)造域形成之后，晚期還疊加了NNW向構(gòu)造，且地層剝蝕強(qiáng)度大，以下古生界出露為主，褶皺較為緊閉，斷層作用強(qiáng)度大（圖1、2-c）。

2.2 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶

不同構(gòu)造變形區(qū)，具有不同的改造強(qiáng)度和變形方式，而這些改造強(qiáng)度與變形方式在各區(qū)間相互存在構(gòu)造轉(zhuǎn)換，研究區(qū)發(fā)育3個(gè)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。

2.2.1 湘鄂西斷褶帶與武陵山斷褶帶構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶

該構(gòu)造過渡帶為弱改造型與強(qiáng)改造型前展式構(gòu)造模式構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，其南北構(gòu)造形跡以及地層隆升剝蝕程度不盡一致。構(gòu)造的空間展布及組合關(guān)系顯示：

過渡帶以北最主要而顯著的構(gòu)造線是大致呈NNE向的褶皺及其伴生斷裂。這些褶皺相互平行交替排列，長達(dá)數(shù)十至百余千米，形成湘鄂西斷褶帶的主要構(gòu)造，且褶皺寬緩開闊，軸面向ES向傾伏。

過渡帶以南，不僅NE向構(gòu)造發(fā)育，而且發(fā)育近SN向構(gòu)造，導(dǎo)致部分NNE構(gòu)造由于受SN向構(gòu)造的干擾或與之聯(lián)合，而形成弧形構(gòu)造。另外，還存在一些不夠顯著的NNW向褶皺及其伴生斷裂，疊加復(fù)合在NNE向構(gòu)造之上，受NNE向構(gòu)造所限制。這3組構(gòu)造相互干擾、穿插、限制、聯(lián)合，是不同時(shí)間、不同應(yīng)力場(chǎng)或不同邊界條件限制的結(jié)果。區(qū)內(nèi)褶皺相對(duì)緊閉，褶皺兩翼產(chǎn)狀較陡峭。

2.2.2 湘鄂西斷褶帶與川東斷褶帶構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶

齊岳山斷層是東側(cè)湘鄂西斷褶帶與西側(cè)川東斷褶帶的水平構(gòu)造變形模式褶皺轉(zhuǎn)換處。其中齊岳山斷裂帶焦石壩段西側(cè)的箱狀背斜類型顯示隔槽式褶皺向隔檔式褶皺構(gòu)造轉(zhuǎn)換過程中還存在中間褶皺類型。因此，自中揚(yáng)子地塊向上揚(yáng)子區(qū)過渡轉(zhuǎn)換帶—齊岳山斷層周緣的褶皺組合形式并非為隔槽式褶皺向隔檔式褶皺轉(zhuǎn)換的簡(jiǎn)單模式，而是在其間存在箱狀構(gòu)造，如焦石壩箱狀背斜，以及武隆箱狀向斜。

空間上，齊岳山斷層為前寒武系區(qū)域滑脫斷層的前鋒帶，至齊岳山斷層以西，區(qū)域滑脫斷層發(fā)育于寒武系中。因此齊岳山斷層整體表現(xiàn)為沖斷特征。但是由于齊岳山斷裂系統(tǒng)構(gòu)成的差異性，在不同段，表現(xiàn)為不同的構(gòu)造轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。焦石壩以北石柱段，齊岳山斷裂控制的系統(tǒng)變形為沖斷—隱沖＋斷展褶皺，其中沖斷作用為齊岳山主斷層，表現(xiàn)為高角度的強(qiáng)烈沖斷，造成以東地層強(qiáng)烈隆升剝蝕，而前緣分支斷層則發(fā)生隱沖作用，控制斷展褶皺，如建南背斜（圖3-a）。而在焦石壩段，則表現(xiàn)為沖斷—隱沖＋斷滑褶皺，即齊岳山斷層前緣分支在前寒武系中順層滑脫，從而造成蓋層中箱狀背斜的發(fā)育（圖3-b）。焦石壩以南南川段斷層結(jié)構(gòu)為沖斷—隱沖＋斷展褶皺，前緣分支斷層控制著平橋斷展背斜（圖3-c）。

2.2.3 露頭區(qū)與盆覆區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶

以天陽坪斷層為界，其西側(cè)為江南—雪峰構(gòu)造域，東側(cè)為秦嶺構(gòu)造域，天陽坪斷層位于其轉(zhuǎn)換帶內(nèi)。斷層在地震剖面上具基底斷裂的性質(zhì)，以擠壓特征為主，伴有一定的走滑作用，表現(xiàn)為多期活動(dòng)的特征。

天陽坪斷裂南段位于紅花套以南，未斷至地表，地表古近系—第四系地層出露，向西與寒武系—奧陶系呈角度不整合接觸。剖面上顯示斷層隱伏于第白堊系之下，傾向SSW，發(fā)生逆沖滑脫作用，上盤發(fā)育小型斷展褶皺，頂部不整合的白堊系及以上地層形變與之不協(xié)調(diào)，表明該斷層形成于白堊系沉積之前，為江南—雪峰運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，斷層下盤地層平緩，構(gòu)造變形微弱，表明以天陽坪斷層為界，西側(cè)江南—雪峰造山作用在此消亡，未影響到東側(cè)下盤的構(gòu)造形變（圖4）。

該斷層表現(xiàn)為多期構(gòu)造活動(dòng)的特征，其中中生代以來，受江南—雪峰古隆起作用，該斷層在印支期復(fù)活，并在早燕山期發(fā)生強(qiáng)烈的由南西向北東方向的逆沖作用，同時(shí)控制著長陽背斜北翼。晚燕山—早喜馬拉雅期，受太平洋構(gòu)造域影響，斷層發(fā)生負(fù)反轉(zhuǎn)，同時(shí)控制了白堊系—古近系的沉積，并控制作用了斷層南段的石首、監(jiān)利等地的花崗巖帶侵位受其控制。

3 構(gòu)造變形方式與強(qiáng)度

不同的構(gòu)造區(qū)及不同構(gòu)造帶，其構(gòu)造變形方式以及構(gòu)造變形強(qiáng)度不盡相同，進(jìn)而導(dǎo)致了頁巖氣保存條件的分隔性。

3.1 構(gòu)造變形方式

受制于江南—雪峰古隆起的陸內(nèi)造山作用，中揚(yáng)子地塊西部構(gòu)造變形方式具有明顯的分帶性。

3.1.1 沖斷形變帶構(gòu)造變形方式

沖斷形變帶以保靖—慈利斷層為界與江南—雪峰古隆起相接，中生代以來遭受強(qiáng)烈的擠壓作用，地層發(fā)生強(qiáng)烈沖斷作用，如慈利縣西中奧陶統(tǒng)中發(fā)生強(qiáng)烈沖斷，形成系列斷塊（圖5）。在強(qiáng)烈的沖斷作用下，桑植—石門復(fù)向斜緊閉，宜都—鶴峰復(fù)背斜發(fā)生強(qiáng)烈沖起，震旦系出露。構(gòu)造樣式以沖斷構(gòu)造、疊瓦構(gòu)造、斷展褶皺、反沖構(gòu)造為主（圖6）。

3.1.2 擠壓褶皺形變帶構(gòu)造變形方式

該帶構(gòu)造變形相對(duì)較弱，所形成的褶皺以箱狀為主，同時(shí)受斷層斷展作用影響，斷展褶皺發(fā)育（圖7）。整體隆升剝蝕強(qiáng)度較沖斷帶小，且斷層沖起幅度小，反沖作用相對(duì)較弱。構(gòu)造樣式以斷展構(gòu)造、反沖構(gòu)造、對(duì)沖構(gòu)造為主。

圖3 齊岳山斷層不同段地震解釋剖面圖

圖4 天陽坪斷裂地震剖面解釋剖面圖

圖5 慈利縣城西D01點(diǎn)中奧陶統(tǒng)沖斷斷塊照片

3.1.3 沖斷—滑脫過渡帶構(gòu)造變形方式

該帶為前寒武系區(qū)域滑脫斷層的逆沖前鋒帶，構(gòu)造變形較擠壓褶皺帶強(qiáng)，前緣發(fā)生較為強(qiáng)烈的沖斷作用。受多層次滑脫作用影響，易于發(fā)生層間滑脫，并形成大量斷展褶皺，同時(shí)伴隨小型反沖斷層發(fā)育，形成沖起構(gòu)造（圖8）。整體隆升剝蝕強(qiáng)度相對(duì)小，以中生界出露為主，其中出露最新地層為侏羅系。構(gòu)造樣式以斷展構(gòu)造、反沖構(gòu)造、斷滑構(gòu)造為主。

圖6 中揚(yáng)子地塊西部SZ2014測(cè)線地震解釋剖面圖

圖7 中揚(yáng)子地塊西部hgp2012-03-2013hf-l21測(cè)線地震解釋剖面圖

圖8 利川復(fù)向斜北段D02點(diǎn)下三疊統(tǒng)中滑脫構(gòu)造照片

3.2 構(gòu)造變形強(qiáng)度

構(gòu)造變形強(qiáng)度的差異體現(xiàn)在橫向伸縮率和垂向剝蝕強(qiáng)度兩個(gè)方面，對(duì)該兩方向的分析可較好地揭示中揚(yáng)子地塊西部中生代以來的差異構(gòu)造變形（表1）。

3.2.1 水平方向差異變形強(qiáng)度

在中揚(yáng)子地塊西部的3個(gè)構(gòu)造帶中，靠近江南—雪峰造山帶的沖斷形變帶收縮變形最為強(qiáng)烈，其次為沖斷—滑脫過渡帶，最弱為擠壓褶皺形變帶。在每個(gè)構(gòu)造帶中，不同段的變形強(qiáng)度亦存在差異，其中又以以擠壓褶皺形變帶的北段和南段收縮變形最弱。如圖2-b所示，擠壓褶皺形變帶中，褶皺類型多為箱狀，斷層亦不發(fā)育，變形相對(duì)較弱，構(gòu)造樣式為逆沖褶皺。沖斷—滑脫過渡帶中北段收縮變形較弱，構(gòu)造類型以斷展褶皺為主。

3.2.2 垂向方向差異變形強(qiáng)度

垂向上，沖斷形變帶中除桑植—石門復(fù)向斜外，以下古生界出露為主，而擠壓褶皺形變帶和沖斷—滑脫過渡帶北段以中生界出露為主，南段則主要出露古生界。剝蝕強(qiáng)度顯示，沖斷形變帶的剝蝕強(qiáng)度最大，擠壓褶皺形變帶和沖斷—滑脫過渡帶剝蝕強(qiáng)度相對(duì)較小。

4 構(gòu)造結(jié)構(gòu)與頁巖氣保存條件的關(guān)系

4.1 保存對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)關(guān)系

構(gòu)造對(duì)成藏的控制是復(fù)雜變動(dòng)型殘留盆地成藏的根本特征。中、新生代差異的構(gòu)造變形造成不同的構(gòu)造變形區(qū)和同一構(gòu)造變形區(qū)空間上的不同層系具有相異保存條件，而相異的成藏規(guī)律與成藏模式為差異的成藏要素的直接體現(xiàn)。構(gòu)造對(duì)保存條件的控制，是導(dǎo)致差異成藏的根本原因之一[27]。

中揚(yáng)子地塊西部地區(qū)中生代以來在構(gòu)造空間上表現(xiàn)為多作用邊界的交接、不同層次構(gòu)造的相互作用在構(gòu)造格局上的疊加和變異；演化上則表現(xiàn)為既有同一期構(gòu)造發(fā)展上的連續(xù)性和疊加轉(zhuǎn)換，更有不同期構(gòu)造的深刻轉(zhuǎn)型（反轉(zhuǎn)）導(dǎo)致不同性質(zhì)構(gòu)造的疊加，從而造成不同區(qū)結(jié)構(gòu)與變形強(qiáng)度的差異。結(jié)構(gòu)是變形的結(jié)果，能有效地反映變形強(qiáng)度與變形方式。以現(xiàn)今構(gòu)造靜態(tài)分析，從結(jié)構(gòu)上分析變形的強(qiáng)弱關(guān)系，從而構(gòu)建結(jié)構(gòu)與頁巖氣保存的耦合關(guān)系。

表1 中揚(yáng)子地塊西部差異構(gòu)造變形數(shù)據(jù)表

區(qū)域上，弱改造型較強(qiáng)改造型區(qū)域斷褶褶皺作用弱、斷層密度小，且遭受構(gòu)造改造的期次少，整體構(gòu)造變形較弱，保存條件相對(duì)較好，即湘鄂西地區(qū)的保存條件較武陵山地區(qū)好。

4.1.1 前展式構(gòu)造特征與頁巖氣保存

從沖斷形變帶到擠壓褶皺形變帶到?jīng)_斷—滑脫過渡帶到前緣蓋層斷褶—滑脫帶，構(gòu)造變形作用變?nèi)酰▓D2）、構(gòu)造隆升幅度變?。ū?），頁巖氣保存條件由差變好。

沖斷變形帶發(fā)生強(qiáng)烈沖斷作用，結(jié)構(gòu)類型為較為緊閉的背斜與向斜，并為走滑作用所改造，斷夾塊較為發(fā)育。由于緊閉背斜強(qiáng)烈隆升造成目的層被剝露、向斜緊閉造成目的層埋深加大，斷層產(chǎn)狀較大，斷夾塊等保存條件不好。因此，該帶頁巖氣保存條件差，目前頁巖氣勘探?jīng)]有進(jìn)展。

擠壓褶皺形變帶發(fā)育擠壓斷褶作用，斷褶帶、斷塊隆升高、構(gòu)造卷入程度深，頁巖氣保存條件受影響。但該帶整體結(jié)構(gòu)較為完整，尤其是北段和中段，表現(xiàn)為箱狀褶皺類型，大型斷層少，巖層被斷層改造弱，有利于頁巖氣保存。但是南段斷層較為發(fā)育，巖層被斷層斷塊，保存條件相對(duì)較差，如彭水縣桑柘坪向斜中彭頁1井的壓力系數(shù)為0.98。

沖斷—滑脫過渡帶中結(jié)構(gòu)類型為寬緩的向斜以及低角度的單斜，斷層不甚發(fā)育。因此整體保存條件較好，如武隆向斜中隆頁1井壓力系數(shù)為1.05。

前緣蓋層斷褶—滑脫帶整體保存條件均較好，其中埋深4 500 m以淺主要分布于齊岳山斷層西緣，構(gòu)造樣式為箱狀背斜、圓弧狀背斜以及單斜構(gòu)造，構(gòu)造變形較弱，構(gòu)造形態(tài)完整，斷層作用強(qiáng)度弱，整體保存條件好，如焦石壩地區(qū)的焦頁1井壓力系數(shù)為1.55，南川地區(qū)東勝構(gòu)造的勝頁1井壓力系數(shù)為1.35。

4.1.2 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶與頁巖氣保存

湘鄂西斷褶帶與川東斷褶帶構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶（齊岳山斷層為界），該帶是沖斷形變帶、擠壓褶皺形變帶、沖斷—滑脫過渡帶與前緣蓋層斷褶—滑脫帶的分界線，也是一條十分重要的油氣（頁巖氣）保存分界線。該帶以東構(gòu)造變形作用強(qiáng)，構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育，隆升剝蝕作用大，頁巖氣保存條件整體變差。該帶以西進(jìn)入四川盆地，構(gòu)造變形作用弱，隆升剝蝕作用小，頁巖氣保存條件好。目前，頁巖氣主要發(fā)現(xiàn)都在該帶以西。

湘鄂西斷褶帶與武陵山斷褶帶構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，該帶西南由于黔中隆起的活動(dòng)，NE向雪峰構(gòu)造域形成之后，晚期還疊加了NNW向構(gòu)造，構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育、地層隆升剝蝕作用大，造成頁巖氣保存條件整體變差。

露頭區(qū)與盆覆區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶（天陽坪斷層為界），其西南側(cè)為江南—雪峰構(gòu)造域，構(gòu)造變形強(qiáng)，斷層發(fā)育，地層隆升幅度高，頁巖氣保存條件整體較差，其東北側(cè)為秦嶺構(gòu)造域，受黃陵古隆起影響，宜昌斜坡構(gòu)造穩(wěn)定，斷層不發(fā)育，頁巖氣保存條件較好。

4.2 有利頁巖氣保存的構(gòu)造類型

4.2.1 齊岳山斷層西緣正向構(gòu)造

齊岳山斷層西緣正向構(gòu)造發(fā)育，背斜結(jié)構(gòu)完整、斷層改造弱，同時(shí)背斜構(gòu)造向川東構(gòu)造以單斜構(gòu)造過渡，如焦石壩構(gòu)造中的江東斜坡，傾角較低，埋深適當(dāng)，構(gòu)造完整，構(gòu)造變形較弱，保存條件好。

4.2.2 沖斷—滑脫過渡內(nèi)殘留向斜

沖斷—滑脫過渡帶內(nèi)殘留向斜寬緩、兩側(cè)地層角度低，埋深適中，斷層不甚發(fā)育，因此整體保存條件較好，如武隆向斜[28]。該類型構(gòu)造應(yīng)加大勘探力度。

4.2.3 擠壓褶皺帶和沖斷—滑脫帶內(nèi)箱狀構(gòu)造

擠壓褶皺帶和沖斷—滑脫帶伸縮率小于沖斷帶，發(fā)育箱狀背斜、小型斷褶背斜、單斜等有利保存條件的構(gòu)造類型，有利保存條件主要分布于花果坪復(fù)向斜中段與北段、利川復(fù)向斜。該類構(gòu)造需要探索。

4.2.4 沖斷帶原地巖體

在保靖—慈利斷層的推覆之下，在斷層下盤存在原地巖體，變形較弱，發(fā)育大型寬緩褶皺，保存條件較好。該類構(gòu)造需要探索。

4.2.5 黃陵古隆起東宜昌斜坡

黃陵古隆起東南緣，受黃陵古隆起作用，在古隆起周緣單斜構(gòu)造發(fā)育，且單斜構(gòu)造穩(wěn)定，傾角低，斷層不甚發(fā)育，對(duì)頁巖氣而言，保存條件好，如鄂宜頁2井壓力系數(shù)為1.03。

4.3 頁巖氣有利保存區(qū)

針對(duì)五峰組—龍馬溪組、牛蹄塘組兩個(gè)頁巖層系，結(jié)合巖相古地理特征與構(gòu)造變形，從而優(yōu)選有利頁巖氣勘探區(qū)帶。

4.3.1 五峰組—龍馬溪組頁巖氣有利區(qū)

五峰組—龍馬溪組巖相古地理與構(gòu)造變形顯示，沖斷帶和擠壓褶皺帶大部分均處于淺水陸棚相，而擠壓褶皺帶南北小部分區(qū)域、沖斷—滑脫帶、宜昌斜坡東側(cè)均處于深水陸棚相，頁巖物質(zhì)基礎(chǔ)較好?；诟鲙?gòu)造變形特征與頁巖沉積相，認(rèn)為秭歸向斜、沖斷—滑脫帶和齊岳山斷層西緣保存條件最好。

4.3.2 牛蹄塘組頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選

牛蹄塘期，除齊岳山斷層西緣處于淺水陸棚外，中揚(yáng)子地塊西部其他地區(qū)基本均處于深水陸棚，頁巖物質(zhì)基礎(chǔ)較好。秭歸向斜牛蹄塘組埋深大，對(duì)秭歸向斜暫不作評(píng)價(jià)?；诟鲙?gòu)造變形特征與頁巖沉積相，牛蹄塘組頁巖氣有利區(qū)帶分布于開縣對(duì)沖帶、擠壓褶皺帶、沖斷—滑脫帶和宜昌斜坡西側(cè)。

5 結(jié)論

1）以鶴峰—龍山斷層、建始—彭水?dāng)鄬优c齊岳山斷層為界，湘鄂西—川東地區(qū)前展式構(gòu)造分為4個(gè)形變帶?？拷稀┓逶焐綆У臎_斷形變帶收縮變形最為強(qiáng)烈，發(fā)生強(qiáng)烈沖斷作用，褶皺緊閉，垂向上隆升剝蝕強(qiáng)度最大，構(gòu)造樣式以緊閉褶皺和斷塊為主。擠壓褶皺形變帶收縮變形最弱，褶皺類型多為箱狀，剝蝕強(qiáng)度較小，以三疊系和上古生界出露為主。沖斷—滑脫過渡帶以斷展褶皺為主，收縮變形較弱，剝蝕強(qiáng)度小，以侏羅系、三疊系和古生界出露為主，褶皺較為緊閉。前緣蓋層斷褶—滑脫帶主要為斷展作用，褶皺呈現(xiàn)隔檔式，垂向剝蝕強(qiáng)度小，以侏羅系出露為主，向斜寬緩。

2）中揚(yáng)子地塊西部存在3類前展式構(gòu)造模式：限制型、弱改造型、強(qiáng)改造型。限制型位于中揚(yáng)子地塊西部北段，受黃陵古隆起與大巴山阻擋作用，發(fā)育沖斷形變帶和擠壓褶皺形變帶，發(fā)生近EW向與NE向構(gòu)造的聯(lián)合作用；弱改造型主要位于湘鄂西地區(qū)，前展式構(gòu)造模式完整，NE向構(gòu)造晚期改造較弱，主要改造方式為隆升剝蝕；強(qiáng)改造型主要位于武陵山地區(qū)，前展式構(gòu)造模式亦較完整，但NE向構(gòu)造遭受晚期強(qiáng)烈改造，NNW向構(gòu)造疊改造早期NE向構(gòu)造，并發(fā)生強(qiáng)烈隆升剝蝕。

3）中揚(yáng)子地塊西部存在3個(gè)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，湘鄂西褶皺帶與川東褶皺帶以齊岳山斷層為界發(fā)生構(gòu)造轉(zhuǎn)換，東側(cè)湘鄂西褶皺帶為隔槽式褶皺，斷層作用強(qiáng)，地層剝蝕強(qiáng)度大，頁巖氣富集于殘留向斜中；西側(cè)川東褶皺帶為隔檔式褶皺，斷層密度小，地層剝蝕強(qiáng)度小，頁巖氣富集于背斜和斜坡中。弱改造型和強(qiáng)改造型前展式構(gòu)造模式在涪陵—武隆—彭水一線發(fā)生構(gòu)造轉(zhuǎn)換，弱改造型構(gòu)造變形弱，褶皺較為寬緩，隆升剝蝕強(qiáng)度相對(duì)較弱，而強(qiáng)改造型構(gòu)造變形強(qiáng)，斷層密度大，褶皺緊閉甚至倒轉(zhuǎn)，地層剝蝕強(qiáng)度大。天陽坪斷裂為湘鄂西褶皺帶與宜昌斜坡構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的分界線，宜昌斜坡構(gòu)造較為穩(wěn)定，斷層密度小，巖層傾角小。

4）結(jié)合構(gòu)造與巖相古地理特征，認(rèn)為五峰組—龍馬溪組頁巖氣有利區(qū)分布于秭歸向斜、湘鄂西沖斷—滑脫帶和齊岳山斷層西緣。牛蹄塘組頁巖氣有利區(qū)位于開縣對(duì)沖帶、湘鄂西擠壓褶皺帶和沖斷—滑脫帶、宜昌斜坡西側(cè)。