金马—鸭子河地区构造演化特征分析及与油气藏关系

魏三妹

（中国石化石油物探技术研究院，江苏南京211103）

金马—鸭子河地区位于龙门山褶皱冲断带与四川台坳的交界处，受龙门山冲断带影响，构造复杂，包含通济场断裂、关口断裂（灌县—安县断裂）、彭县断裂等数条被动走向的区域性主干断裂。关于金马—鸭子河地区之前的研究多集中在龙门山冲断带的构造样式[1]、区域应力特征[2,4]、区域构造演化特征[2-6]和动力学模式[4-7]等方面。虽然在地质理论方面取得了突破，但大多集中在野外地质调查、构造模拟等方面，研究所运用的地震资料多为采集覆盖次数较低、品质较差的老资料。从三维地震实际资料出发，结合钻井和地表露头信息，对金马—鸭子河地区内的主干断裂进行分析，对典型复杂构造进行构造平衡剖面恢复，并探讨构造与油气成藏的关系，为类似地区油气勘探提供经验。

1 区域概况

龙门山冲断带为多个逆冲断层和岩片所组成的挤压构造带，整体走向为北东—南西方向，倾向北西，沿四川盆地西缘呈带状分布，对川西拗陷构造起决定性作用。孙晓猛等一般将龙门山构造带分为北、中、南三段，什邡双盛—都江堰玉堂所在区域为龙门山构造带中段，中段以北为北段，以南为南段。金马—鸭子河地区属于龙门山构造带中段与川西拗陷交汇处，属于龙门山前隐蔽带，包含一部分的前山带。本文在金马—鸭子河地区三维地震资料选择过CY126井和YaS1井的典型地震剖面，结合地表露头的地层产状和钻井揭示的地下地层产状进行地质地震综合解释，并进行构造样式分析、平衡剖面恢复等研究。

古生代以来，金马—鸭子河地区在川西拗陷沉降接收沉积的背景下，形成了多套油气生储盖组合，经印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动后形成现今的收缩构造格局[6-7,12]。古生界至中三叠统雷口坡组为海相碳酸盐岩沉积，厚度约4 000～7 000 m；上三叠统小塘子组、须家河组为海陆过渡相至陆相的碎屑岩沉积，厚度约250～3 000 m；侏罗系以上为陆相碎屑岩沉积，巨厚的沉积物为本区提供了丰富的烃源岩、储层层及盖层。此外，受龙门山冲断带活动的影响，金马—鸭子河地区形成了成条带分布、不同规模的背斜，为油气聚集成藏提供了有利条件。上述沉积和构造条件，为本区油气勘探提供了广阔的前景。

图1 川西拗陷金马—鸭子河地区构造Fig.1 Sructure of Jinma-Yazihe area in West Sichuan sag

2 构造特征分析

2.1 断裂几何学特征

金马—鸭子河地区位于龙门山带褶皱冲断带的中部（图1），研究区整体表现为受关口断裂和彭县断裂夹持的大型正向构造带。关口断裂上盘由于地层倾角大导致地震成像质量差，综合地表露头剖面和测井信息可以准确揭示关口断裂附近构造及地层特征（图2）。

图2 过CY126-YaS1井典型地震剖面解释模式Fig.2 Typical seismic profile interpretation pattern of well-CY126-YaS1

本区断层发育及褶皱程度自山前带向盆地内部逐渐减弱，以关口断裂带为分界，北西方向即前山带地层褶皱强烈，受龙门山构造带大规模推覆作用，以通济场断裂为代表的断层表现出巨大的断距，地表出露彭灌基底杂岩并发育飞来峰。关口断裂出露地表，产状上陡下缓，上盘发育数条反冲断层，地层以高角度出露地表。下盘发育有白鹿场断裂，白鹿场断裂下端与关口断裂相连接，上端没入须家河组内部，与反冲断层组合形成构造楔，造成关口断裂下盘地层的局部增厚。南东方向地层褶皱程度减弱，总体表现出双滑脱层控制的分层滑脱断层垂向叠加构造组合，彭县断裂上端切穿中新生界并出露地表，下端没入雷口坡组膏盐滑脱层。雷口坡组膏盐岩层与寒武系滑脱面作为双重构造顶底板断层存在，其内部发育若干切穿二叠系、三叠系飞仙关组的逆冲断层及反冲断层。

2.2 断裂定量分析

通过对彭县断裂带对雷口坡组顶面错断的断距进行统计，彭县断裂在金马—鸭子河地区沿走向表现出不同的组合样式：南段（YangS1井附近）、中段（PZ1井附近）表现为多条断裂构成的断裂带形式，北段（YaS1井附近）以单条逆冲断裂样式存在。在单条断裂的断距上，北段较南段更大。

彭县断裂（带）整体上表现为北端、南端断距相对较小，中部断距大“弓形”特征。彭县断裂上二叠系底部反射层断距表现为南段断距小、北段断距大，而受多个断层断距累加影响，中段断距异常大（图3）。

图3 金马—鸭子河地区彭县断裂铅直断距分布Fig.3 Distribution of fracture lead straight fault in Jinma-Yazihe area

雷口坡组顶面断距相对较大的部位，与金马—鸭子河地区数个正向构造具有对应关系，断距的大小在一定程度上反映了燕山构造期彭县断裂对金马—鸭子河地区构造圈闭的形成及现今构造幅度具有控制作用，印证了彭县断裂经历了多期运动，燕山期为彭县断裂的主要活动期次。断距分析结果也表明彭县断裂的活动存在南北差异，其差异分解点位于金马构造，表明金马构造可能裂缝相对较发育。

3 构造演化特征分析

在对本区构造演化的分析中，采用先提出假设模型再正演分析，最后构造恢复的三步平衡法进行定量分析：1）选取本区的一条典型剖面，结合地震剖面确定主要断层和主要滑脱层，得到几种简化的构造样式；2）以刚性地层遵循层长守恒的原则、断层遵循位移一致性原则平衡的原则建立简化的未变形剖面，由原始的未变形剖面正演至经构造变形后的剖面（正演考虑的主要变量是断面的几何形态、地层厚度、断层数目及位移量），快速建立几个演化模式，对照演化模式、构造运动期次和本区存在的几种构造假说，选定较合理的解释模式；3）以剖面东南端为钉线，按照构造平衡的原则将变形接回到原始未变形状态。

金马—鸭子河地区其构造演化主要受龙门山冲断带的演化所影响，控制因素主要包括两个方面：1）龙门山冲断带持续多期的强烈挤压变形；2）嘉陵江组膏岩及志留系、寒武系泥岩等塑性地层构成的多套区域滑脱层在强烈挤压背景下的滑脱变形。印支早期，在晚二叠世古构造、古地理格局的基础上继承与发展，中下三叠统沉积厚度相对稳定。中三叠末的印支运动地层造成抬升，但是金马—鸭子河地区的地层抬升剥蚀程度较小（发育较完整雷四段地层），同时结束了海相地层的沉积历史进入海陆过渡相—陆相地层沉积。马鞍塘组—小塘子组为海陆过渡相。

印支运动晚期暨须家河组沉积末期，龙门山冲断带持续构造变形，金马—鸭子河地区遭受挤压，形成了通济场逆冲断层和白鹿场断裂（关口断裂先存断裂），通济场断裂上盘遭受部分剥蚀，白鹿场断裂（关口断裂先存断裂）此时尚未出露地表，而是向上没入须家河组内部，断裂上盘开始出现低角度逆冲楔，下盘沿嘉陵江组膏岩层和寒武系泥岩滑脱断层发生收缩变形。彭县断裂开始形成，石羊场、金马和鸭子河背斜已成雏形，形成宽缓背斜，低幅度古构造形成。

燕山构造期，龙门山冲断带发生强烈挤压，靠近龙门山的通济场断裂上盘地层变形剧烈发生倒转，关口断裂在白鹿场断裂基础上形成，断裂上盘继续发育，须家河组在逆冲楔和反冲断层影响下地层增厚；彭县断裂继续活动，嘉陵江组滑脱面与寒武系泥岩面构成双重构造顶底板断层，同时将龙门山冲断带引起的强烈变形向盆地方向传递。石羊场、金马和鸭子河背斜继续发育。

喜马拉雅期至新构造期变形持续，区域处于压扭应力场控制下，通济场断裂、关口断裂和彭县断裂在压扭应力场作用下发生逆冲及走滑并影响至地表。地层剥蚀程度由盆地内向山前呈增大趋势，形成现今的构造形态（图4）。

4 构造与油气成藏的关系

图4 金马—鸭子河地区构造演化分析（过YaS1井剖面）Fig.4 Structural evolution analysis of Jinma-Yazihe area（Profile of well-YaS1）

四川盆地是一个多旋回复合叠加盆地，加里东期—印支早期为扬子地台及其周缘盆地形成演化阶段。构造运动与构造圈闭的形成、油气运移、聚集成藏等过程密切相关。多期次强烈活动使川西地区构造改造调整[8-10]，控制了川西构造与构造—岩性复合圈闭的形成，控制了烃类向多种类型圈闭运聚，调整改造了古油藏。其中白鹿场断裂在关口断裂形成之前发挥了重要作用。

根据构造演化分析的结果，白鹿场断裂可以视为关口断裂的先存断裂，这一特征也使得关口断裂表现出对于油气成藏分带性的控制。在关口断裂以西的前山带，受强烈的挤压变形抬升影响，断层高角度通天发育，虽然也存在大圆包构造，但高角度断层对于油气的逸散和破坏作用明显。在关口断裂以东，白鹿场断裂、彭县断裂断层面倾角相对较小，呈低角度没入地层中，构造楔作用使断层下盘挤压形成褶皱相关的断层，与逆冲断层夹持构成封闭的断块。同时，随着挤压的传递，在白鹿场断裂下盘形成逆牵引背斜，彭县断裂活动性增强，关口断裂与彭县断裂之间形成了长轴方向与断裂近平行的背斜，对于雷口坡组顶部雷四段形成构造圈闭，见图5。另外，同时彭县断裂、白鹿场断裂、关口断裂作为油气运移通道，沟通了雷口坡组顶部储层与雷口坡组内部及二叠系内部广泛发育的烃源岩。由此可见，白鹿场断裂、彭县断裂充当了强烈变形区和低角度盆内斜坡的山前构造过渡带，相比关口断裂以西构造复杂、地层产状高陡、断层出露地表的强烈变形区和彭县断裂以东构造圈闭幅度低、缺少烃源断层的平坝区，过渡带在油气的运移、聚集保存方面更为有利。

图5 金马—鸭子河雷四段气藏剖面Fig.5 Gas reservoir profile of the 4th Member of Leikoupo Formation in Jinma-Yazihe area

此外，过渡带的断裂活动对裂缝的多期次发育也起着促进作用[11-12]。早期断裂及构造缝的发育为埋藏期溶蚀性流体提供了运移通道，沿裂缝及微断裂发育大量溶蚀缝，改善了储层的储集性能。同时，晚期发育的未被胶结、充填的构造裂缝，不仅可以改善储层岩石的渗透率，而且与晚期裂缝相伴生的溶蚀作用，也可以增加孔隙空间，从而对一些储层物性的改善、提高具有明显的控制作用，对油气疏导以及储层性能起着建设性的作用。在勘探中，应着重寻找如白鹿场断裂、彭县断裂的山前构造过渡带。

5 结论与认识

1）关口断裂北西方向地层收缩程度大，断裂产状上陡下缓，总体表现出双滑脱层控制的分层滑脱断层垂向叠加构造组合。彭县断裂为多条断裂构成的断裂带，表现为北端、南端断距相对较小，中部断距大“弓形”特征，受多个断层断距累加影响，中段异常大的断距可以作为局部构造应力转换或集中的指示。

2）金马—鸭子河地区主要断裂活动起始于印支早期，在印支运动晚期持续变形，强烈活动于燕山期，关口断裂、彭县断裂于燕山期发生强烈逆冲，与喜马拉雅期至新构造期持续变形，发生走滑并影响至地表。

3）山前构造过渡带与油气成藏具有密切联系，对于构造圈闭形成、储层改造、油气运移和聚集均有贡献，应作为油气勘探的重要目标。