塔中古隆起挤压断裂展布特征及分级

姜萌蕾, 黄生旺，谢宝

塔中古隆起挤压断裂展布特征及分级

姜萌蕾1，2, 黄生旺1，2，谢宝1，2

（1. 西北大学地质学系，陕西 西安 710069； 2. 大陆动力学国家重点实验室（西北大学），陕西 西安 710069）

塔里木盆地塔中区块受区域构造背景应力场分布影响，发育多期、多类型断裂。在加里东时期板内构造活动强烈，由于板块南部的碰撞从南向南东迁移，构造运动形成了一系列逆冲构造，逆冲断层及其分支断裂发育，控制油气运移及构造形态。探讨分析了塔中古隆起挤压断裂展布特征及分级，为识别研究区构造地质背景提供理论依据。

古隆起； 塔里木盆地； 挤压逆冲构造； 断裂分级

塔里木盆地位于我国西北新疆维吾尔自治区南部，周边为不同时期的造山带天山、昆仑山、阿尔金山围绕，是一个由古生界克拉通盆地和中、新生界前陆盆地组成的大型叠合复合盆地，面积56万km2。根据盆地基底顶面起伏特征可划分出5个隆起构造：塔北隆起、巴楚隆起、塔中隆起、塔东隆起和塔南隆起；以及7个坳陷构造:库车坳陷、阿瓦提坳陷、满加尔坳陷、塔西南坳陷、塘古兹巴斯坳陷、塔东南坳陷和英吉苏坳陷[1-3]。

塔中隆起位于塔里木盆地中部，是在前震旦变质基底上形成的长期发育的巨型古隆起，为塔里木盆地的一个Ⅰ级构造单元。隆起北边为满西低梁、阿瓦提凹陷，东为满加尔凹陷，西至巴楚隆起，南为唐古巴斯坳陷，与南北坳陷突变接触关系清楚。

1 挤压断裂展布

加里东时期，受南东方向挤压应力的持续作用，形成了塔中凸起带，由南至北，分别为塔中央断垒带、塔中10号构造带，形成北低幅度褶皱带三个正向构造带。“Y”或反“Y”字型逆冲滑脱褶弯断裂发育[4]。

逆冲滑脱褶弯断裂是研究区一种比较重要的断裂模式，所谓的逆冲滑脱褶弯断裂指由断坡、断坪组成，具有不对称背斜，与后翼相比，前翼的倾角较陡且宽度较窄。从运动学原理来讲，这类断层产生的背斜易发生正向或反向断层，高点向运动方向偏移。

此类断层形成的构造具有不同的几何形态，但大多数构造中都包含多种共同特征，包括：

a、褶曲是非对称的，与后翼相比，前翼的倾角更大且宽度较窄；

b、向斜轴面对准断层末端；

c、深部的褶曲更紧密；

d、断层的滑移量向上变小，并在褶曲内消失。

研究区内断层的剖面特征比较复杂，组合形式多样，塔中Ⅰ号断裂及其伴生断裂、斜坡部位的北西西向断层在剖面上均有不同的表现形式，有“Y”型、反“Y”型的组合模式，有似花状的组合模式，也有产状近似直立的断层模式，有的断层断开层位较多，活动期较长，也有的断层为活动期较短的奥陶系内幕层间小断层。

其中逆冲滑脱褶弯断裂较为典型，也较容易识别（图1、图2）。这类断层基本都表现了上述模型的几何特征，且主要发育在塔中10号带，塔中10号构造带上断层发育特征在剖面上以复杂的反“Y”字状为特点。其滑脱面大部分为中寒武的膏岩层，其滑移量至鹰山组沉积末期基本消失，其断层末端在桑塔木组沉积后期也不再向上发育，也就是说，塔中地区的逆冲滑脱褶弯断裂在志留系沉积前期已基本定型。

图1 过HT431井主侧线断层解释剖面

图2 过HT462井主侧线断层解释剖面

2 挤压断裂分级描述

从构造发育史分析表明，鹰山组沉积变形前，塔中地区沉积较为稳定，未发生明显构造运动，地层呈等厚沉积的特征。至鹰山组沉积末期，受到南北向区域挤压应力的作用，挤压逆冲变形，南东向的逆冲滑脱褶弯断裂发育，10号逆冲背斜初步形成，暴露地表遭受风化剥蚀，此时的地层缓坡带倾角较小，在构造演化图的比例范围内显示为7度。到良里塔格组沉积期，地层缓坡带的地层倾角达到10度，说明从鹰山组末期到良里塔格组沉积期，区域挤压应力仍然存在，在此过程中形成了3度的地层倾角变化，逆冲滑脱褶弯断裂持续活动。桑塔木组沉积前期的构造演化剖面显示，此时的缓坡带地层倾角依然为10度，说明从良里塔格组沉积末期到桑塔木沉积早期，构造活动相对平静，至使逆冲滑脱褶弯断裂活动间断。桑塔木组沉积后期的构造演化剖面显示，缓坡带的地层倾角明显增大至25度，逆冲滑脱褶弯断裂发生了最后一次最大的活动，至使10号构造带明显凸起，桑塔木组沉积地层明显抬升并遭受强剥蚀[5]。

从平面特征来看，逆断层为南东走向，纵向较陡，断开层位大多为志留到中寒武盐层，断距在0～970 m之间，研究区延伸长度从5 km到全区范围。逆冲断裂可划分成四级。

（1） Ⅰ级断裂，主要为塔中Ⅰ号断裂，控制着整个塔中隆起的形成和规模。塔中Ⅰ号断裂形成于早奥陶世末期（早加里东运动），先拉张后转变为挤压断层，是塔中台地与满加尔坳陷的边界断层。塔中Ⅰ号断裂具有形成早、定型晚、持续活动长的特点，早加里东期开始形成，晚加里东－早海西期继承性发育，局部持续至晚海西期。

塔中Ⅰ号断裂对上奥陶世台地边缘礁滩体形成、分布起到了主要控制作用；塔中Ⅰ号断裂带与其伴生的逆冲断裂台地边缘局部的微地貌，进而控制了沉积微相的变化，与颗粒灰岩的分布。

塔中Ⅰ号断裂带虽然在早海西期后就停止活动，但经历以后多期复杂的构造变形作用，容易形成新生裂缝并造成断层与断裂的开启，促进裂缝系统的形成与埋藏溶蚀作用的发生，改善了储层的储集性能，形成碳酸盐岩孔、洞、缝复合型储集体。塔中Ⅰ号断裂带及派生的次级断层、裂缝和微裂缝成为油气纵横向运移的良好通道。

多期复杂构造作用使得塔中Ⅰ号断裂及其伴生断层的组合特征在本区也较复杂，主要表现在：工区西部，具有典型的反“Y”型构造样式，其特点是断层根部一条主控断层所控制，浅层发育多条次生断层，且次级断层往往同时发育在主控断层的一侧，主控断层的活动期相对较长；工区中部，断层垂向角度逐渐增大，断层在逆冲推覆机制下，呈现出近走滑的特点，在剖面上表现为三条近乎直立且相互平行的三条断面；工区东部，断层渐变至典型的反“Y”型构造样式，同时伴生一条走滑断层。塔中Ⅰ号断层在工区内表现出三段式的发育特点，西部整体表现压性断裂特点，中部为构造转换区，东部又表现出压性构造特点（图3）。

图3 自西向东塔中1号断层解释剖面

（2） Ⅱ级断裂，在工区范围内主要表现为沿塔中10号构造带近南东走向的逆冲断裂。塔中10号带的逆冲断裂被级走滑断裂错断较明显，与塔中Ⅰ号断裂走向基本一致，为同期受南东向推覆应力作用形成，它们基本控制了塔中10号构造带的形成及演化。

（3） Ⅲ级断裂，沿北部低幅度褶皱带的一组断裂，控制了塔中北部低幅度褶皱带的形成及演化。

（4） Ⅳ级断裂，基本为Ⅰ级-Ⅲ级断裂的伴生断裂，主要表现为发育规模小，横向延伸距离短的特点。Ⅳ级断裂在本区缝洞单元的研究中主要起到了沟通缝洞单元及油气水的作用，从溶蚀型储层的角度来看，四级断裂有提供了一个碳酸盐岩地层遭受流体溶蚀的有利条件。

3 结束语

分析了塔中古隆起构造背景下挤压断裂的发育展布特征及分级类型，确立了在挤压逆冲背景下，形成北东向另一类重要的断裂系统。

［1］杨海军，韩剑发，孙崇浩，等.塔中北斜坡奥陶系鹰山组岩溶型储层发育模式与油气勘探[J].石油学报，2011，32(2)：199-205.

［2］张学丰，李明，陈志勇，等.塔北哈拉哈塘奥陶系碳酸盐岩岩溶储层发育特征及主要岩溶期次[J].岩石学报，2012，28(3)：815-826.

［3］吉云刚，韩剑发，张正红，等.塔里木盆地塔中北斜坡奥陶系鹰山组深部优质岩溶储层的形成与分布[J].地质学报，2012，86(7)：1163-1174.

［4］黄玉平，姜正龙，李景瑞，等.塔里木盆地新构造运动时期构造应力方向[J].油气地质与采收率，2013，20(3)：5-9.

［5］李传新，贾承造，李本亮，等.塔里木盆地塔中低凸起北斜坡古生代断裂展布与构造演化[J].地质学报，2009，83(8)：1065-1073.

Distribution Characteristics and Grading of Thrust Fracture in Tazhong Uplift

1,2,1,21,2

（1. Department of Geology , Northwestern University, Shaanxi Xi'an 710069, China；2. State Key Laboratory of Continental Dynamics, Northwestern University, Shaanxi Xi'an 710069, China）

The block in central Tarim Basin was affected by the regional tectonic stress field distribution, multi-stage and multi-type fractures developed. The strong intraplate tectonic activity appeared in the Caledonian period, due to the collision of Southern block,the migration happened from South to East, the tectonic movement formed a series of thruststructures, thrust fault and its branch faults controlled the oil and gas migration and structure form. In this paper, distribution characteristics and grading of thrust fracture in Tazhong Paleo uplift were analyzed, which could provide a theoretical basis for identifying the structural geological background of the study area.

Paleo uplift; Tarim Basin; compressional thrust structure; fracture grading

2017-04-27

姜萌蕾（1991-），男，硕士研究生，河南新密市人，研究方向：构造地质学。

TE 122

A

1004-0935（2017）07-0665-03