梁 斌，佘曉宇，丁曉輝，孫 穎，龔曉星

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 荊州 434023; 2.長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 荊州 434023)

江漢平原東部構(gòu)造演化對(duì)局部構(gòu)造形成及油氣成藏的控制作用

梁 斌1，2，佘曉宇1，2，丁曉輝1，2，孫 穎1，2，龔曉星1，2

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 荊州 434023; 2.長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 荊州 434023)

研究區(qū)位于中揚(yáng)子板塊東北部，處于東秦嶺—大別山和江南—雪峰2個(gè)造山帶及其前陸沖斷帶聯(lián)合而成的復(fù)合盆山體系中，區(qū)域構(gòu)造演化具有構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的多重性、構(gòu)造活動(dòng)的多期性、構(gòu)造變形的多層次性等特點(diǎn)，具有“兩山夾一盆”的區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)，整體具有對(duì)沖干涉、南北分帶、縱向疊置的結(jié)構(gòu)特征。通過(guò)對(duì)工區(qū)二維地震資料解釋與研究，通過(guò)平衡剖面技術(shù)深入構(gòu)造演化及變形特征的研究，分析構(gòu)造演化對(duì)區(qū)內(nèi)局部構(gòu)造分布規(guī)律及油氣成藏的控制作用。

構(gòu)造演化;平衡剖面;地震解釋;展布規(guī)律;油氣成藏

1 區(qū)域地震地質(zhì)大剖面構(gòu)造演化分析

2006－LH大剖面位于江漢平原區(qū)東部，南起湖南臨湘，北至湖北黃陂，測(cè)線方向大體呈北北東向，跨越中揚(yáng)子及其南北造山帶，包括雪峰—江南造山帶，八面山—大磨山弧形構(gòu)造帶、川東北—大冶對(duì)沖干涉帶、大巴山—大洪山弧形構(gòu)造帶以及秦嶺—大別造山帶。依據(jù)區(qū)域資料及平衡剖面原理分析其演化過(guò)程，大致經(jīng)歷了以下4階段，即:印支期及以前的大隆大坳構(gòu)造演化階段、早燕山的沖斷背斜發(fā)育階段、晚燕山—早喜山期的拉張斷陷階段以及晚喜山期的弱擠壓階段。測(cè)線位置見(jiàn)圖1。

1.1 印支期及以前大隆大坳構(gòu)造演化階段

上三疊統(tǒng)沉積前，全區(qū)總體是以差異隆升為主，造成3個(gè)區(qū)域性的平行不整合面，加里東運(yùn)動(dòng)造成志留系全區(qū)遭受剝蝕，泥盆系與志留系之間的平行不整合;東吳運(yùn)動(dòng)造成上、下二疊統(tǒng)之間平行不整合。發(fā)生在三疊紀(jì)中、晚期的印支運(yùn)動(dòng)造成剖面上珂理構(gòu)造以南的地區(qū)局部隆起—洪湖隆起。

1.2 早燕山?jīng)_斷背斜發(fā)育階段

侏羅系沉積末期，南、北2個(gè)造山帶開(kāi)始強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)，在2個(gè)方向擠壓應(yīng)力的共同作用下，底部塑性層內(nèi)的淺變質(zhì)結(jié)晶基底首先拆離，形成基底拆離滑脫面。擠壓應(yīng)力沿基底拆離面向前傳遞。隨著擠壓應(yīng)力的增強(qiáng)，在傳遞過(guò)程中，沉積蓋層撓曲，擠壓沖斷，形成逆沖斷層及斷層相關(guān)褶皺。根據(jù)應(yīng)力作用先后細(xì)分為2個(gè)階段。早燕山早期，南部的江南—雪峰造山帶處于強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng)中，產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力由南向北向前傳播，產(chǎn)生了由南向北的逆沖斷裂，局部伴隨形成反沖斷層，構(gòu)成背沖式“Y”字型斷裂組合，形成背沖構(gòu)造。由于介質(zhì)條件的差異，產(chǎn)生層間拆離，形成雙重逆沖構(gòu)造，離造山帶越近受力越大，變形越強(qiáng)，應(yīng)力傳至珂理地區(qū)，形成了珂理構(gòu)造，但變形已相對(duì)減弱，珂理以北的簰洲地區(qū)處于南部造山系的構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定帶或盆內(nèi)形變消減帶，變形更弱，為平緩簡(jiǎn)單褶皺構(gòu)造。早燕山期末期，當(dāng)江南—雪峰造山帶強(qiáng)烈造山即將結(jié)束時(shí)，北部的秦嶺造山帶向南開(kāi)始強(qiáng)烈擠壓，形成一系列由北向南逆沖的襄廣斷裂和京山斷裂等，由于受南部先成構(gòu)造的阻擋，一方面，對(duì)先成構(gòu)造進(jìn)行改造，一方面擠壓應(yīng)力減弱，在簰洲地區(qū)形成北部造山系的構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定帶或盆內(nèi)形變消減帶，從整個(gè)剖面來(lái)看，簰洲地區(qū)位于對(duì)沖斷層的下盤，處于南、北造山系共同的形變消減帶，變形較弱，形成寬緩簡(jiǎn)單褶皺。之后，簰洲—珂理地區(qū)還由于洪湖—湘陰斷層的走滑，產(chǎn)生了左行扭動(dòng)變形，使局部構(gòu)造的走向發(fā)生了改變。

圖1 LH地震地質(zhì)(NE向)構(gòu)造演化

1.3 晚燕山—早喜山期拉張斷陷階段

白堊系沉積之前，全區(qū)遭受剝蝕，剖面顯示南、北靠近造山帶的地區(qū)，前震旦紀(jì)地層基底已露出地表，但中部簰洲—珂理地區(qū)還保留有較厚的侏羅系地層。白堊—第三紀(jì)，該區(qū)轉(zhuǎn)為伸展環(huán)境，構(gòu)造反轉(zhuǎn)，先成的壓扭性大斷裂、擠壓逆沖斷裂首先反轉(zhuǎn)，如襄廣、京山、及珂理構(gòu)造北部的大同湖斷層等均發(fā)生了反轉(zhuǎn)，形成半地塹或“箕狀”斷陷。隨著盆地的伸展，形成次級(jí)張性斷層，最終形成現(xiàn)今“壘、凹”相間的盆地格局。

1.4 晚喜山期弱擠壓階段

晚喜山期，由于西部印度板塊對(duì)歐亞板塊的強(qiáng)烈碰撞和東部太平洋板塊運(yùn)動(dòng)方向的改變，構(gòu)造再次反轉(zhuǎn)，中揚(yáng)子區(qū)總體表現(xiàn)為隆升擠壓［2－3］，該剖面上新近系主要表現(xiàn)為坳陷型沉積，擠壓作用很弱，從剖面上看，上、下第三系之間存在角度不整合，但未形成新的擠壓斷層，平衡剖面恢復(fù)時(shí)未予考慮。該期擠壓和變形雖然較弱，但可能使晚燕山—早喜山期形成的張性斷層閉合，有利于油氣保存。

在不同時(shí)期的變形量反映出，在喜山時(shí)期總體處于1種弱擠壓狀態(tài)，變形量相對(duì)較小，而主要的變形量則集中在燕山早期。根據(jù)對(duì)剖面分析，其原因主要是剖面的長(zhǎng)度不同，如2006－LH剖面，剖面的北部沒(méi)有中生界，因此中生界變形量計(jì)算只是南段的表現(xiàn)，所以縮短量較小，如果去掉北段剖面中僅存新生界的情況，對(duì)于中新生界共存的情況下，總體表現(xiàn)為燕山晚期變形比較強(qiáng)，喜山期變形稍弱。從圖1可以看出在侏羅紀(jì)和燕山期總體表現(xiàn)為西部變形量較大，東部變形較小，而喜山期差別不太明顯。

結(jié)果表明，燕山晚期和喜山期江漢盆地處于弱擠壓狀態(tài)，構(gòu)造變形量相對(duì)較小，并且喜山期變形稍弱于燕山晚期，而主要的變形量集中于三疊上統(tǒng)沉積前和侏羅紀(jì)末第二幕2個(gè)時(shí)期。平面上盆地西部變形量較大，東部變形量相對(duì)較小。盆地中、新生代的演化劃分為3個(gè)主要階段:燕山早期強(qiáng)烈擠壓與同生變形階段，燕山晚期構(gòu)造反轉(zhuǎn)，伸展斷陷階段，喜山期區(qū)域性弱擠壓抬升階段。

2 構(gòu)造演化對(duì)局部構(gòu)造形成與展布的影響

2.1 早期南部江南—雪峰滑脫推覆構(gòu)造發(fā)育階段

太平洋板塊向北東方向的漂移和俯沖作用，以江南—雪峰造山根帶向北東，主要以基底內(nèi)幕拆離面和志留系內(nèi)部滑脫面為主，推覆體內(nèi)部受到強(qiáng)烈擠壓褶曲形成，整體表現(xiàn)為志留系以上地層多層疊覆，形成工區(qū)西南部南東向的構(gòu)造帶，見(jiàn)江漢平原東部構(gòu)造分帶圖(圖2)。沿基底內(nèi)幕拆離面推覆體向北東方向推進(jìn)，前鋒端受對(duì)沖構(gòu)造的阻擋，推覆體地層由低角度轉(zhuǎn)為高角度抬升，前鋒處主斷層下方形成對(duì)沖構(gòu)造，前鋒處形成逆掩滑脫構(gòu)造，在基底內(nèi)幕滑脫面抬升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處分叉出多條斷層，形成逆掩構(gòu)造楔。推覆體內(nèi)部在志留系內(nèi)部滑脫面作用下，形成3套志留系以上地層的疊加、褶曲，多見(jiàn)逆掩構(gòu)造楔。在推覆體內(nèi)部的2個(gè)志留系滑脫面形成雙重構(gòu)造，推覆體內(nèi)頂部滑脫層形成逆沖疊瓦構(gòu)造。南部推覆體整體受多層滑脫面的影響，地層疊置重復(fù)，內(nèi)部構(gòu)造變形強(qiáng)烈，構(gòu)造樣式較多?？傮w而言，在江南滑脫推覆帶中，構(gòu)造組合圍繞著基底滑脫面，分解成上部碟式構(gòu)造、疊瓦構(gòu)造－中部雙重逆沖構(gòu)造－下部疊瓦掩沖式的構(gòu)造組合，后緣基底逆沖至地表，并攜帶有蓋層斷片(飛來(lái)峰)。上部構(gòu)造組合早期為向北逆沖的疊瓦單沖構(gòu)造，后產(chǎn)生反向逆沖形成了碟式構(gòu)造，即為疊瓦－碟式構(gòu)造復(fù)合;中部構(gòu)造由于滑脫推擠產(chǎn)生的雙重構(gòu)造，后由于前斷強(qiáng)烈仰沖，形成了雙重逆沖－仰沖構(gòu)造組合。

圖2 江漢平原東部局部構(gòu)造分帶

2.2 北部秦嶺—大別山推覆構(gòu)造發(fā)育階段

隨著華南、華北板塊的碰撞，東秦嶺—大別造山并產(chǎn)生由北東指向南西的擠壓應(yīng)力，由于此時(shí)南部弧形構(gòu)造體系已具雛形，因此來(lái)自北東方向的擠壓應(yīng)力在向前傳遞過(guò)程中，受到了南部弧形構(gòu)造的阻擋，在對(duì)先成構(gòu)造進(jìn)行強(qiáng)烈的改造破壞的同時(shí)，產(chǎn)生了沿南部弧形構(gòu)造前緣的走滑逃逸，形成了現(xiàn)今所見(jiàn)區(qū)內(nèi)北部秦嶺—大別山推覆構(gòu)造。在該逆沖推覆前緣是以靠近造山帶根部的深部基底內(nèi)幕拆離面和志留系底面為主滑脫面共同作用形成的滑脫推覆構(gòu)造體系。在推覆體的前鋒部位，滑脫面抬升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處(稱為主拆離口)，分叉形成多種構(gòu)造樣式，包括逆沖疊瓦構(gòu)造、竹劈構(gòu)造，在主滑脫面的下方形成反向構(gòu)造，推覆體內(nèi)部見(jiàn)到雙重構(gòu)造和背沖構(gòu)造，其中以竹劈構(gòu)造楔和疊瓦逆沖構(gòu)造為主［4－6］。整體看來(lái)，以造山根帶向南西，主滑脫面由緩角度至高角度抬升切穿多層沉積巖，在白堊統(tǒng)底界面斷層結(jié)束。推覆體內(nèi)部同時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈斷裂褶曲，在推覆體前鋒主斷層下方多形成反向構(gòu)造楔，前鋒位置形成逆沖疊瓦構(gòu)造，在主滑脫面抬升轉(zhuǎn)折點(diǎn)處形成竹劈構(gòu)造，在推覆體內(nèi)部沿志留系內(nèi)部滑脫面滑脫及強(qiáng)烈擠壓斷裂，形成雙沖構(gòu)造、背沖構(gòu)造，志留系以上地層多重疊覆。在北部推覆帶的中帶和鋒帶構(gòu)造單元里，構(gòu)造組合圍繞著以淺變質(zhì)巖基底為主拆離滑脫面、蓋層多層滑脫的疊瓦構(gòu)造－雙重逆沖構(gòu)造－竹劈構(gòu)造－三角構(gòu)造楔的組合，由北部山帶向盆內(nèi)遞進(jìn)構(gòu)造變形，后緣疊瓦單沖演變?yōu)榉礇_碟式的構(gòu)造復(fù)合，白堊紀(jì)中晚期構(gòu)造負(fù)反轉(zhuǎn)導(dǎo)致逆沖斷裂回滑形成沉積層系上部多個(gè)張性正斷層產(chǎn)生，構(gòu)成階梯式的鹿角構(gòu)造再次復(fù)合。

2.3 北東向弧形構(gòu)造及張性構(gòu)造發(fā)育階段

隨著太平洋板塊繼續(xù)活動(dòng)，其漂移方向也逐漸轉(zhuǎn)為北西向，中揚(yáng)子區(qū)擠壓應(yīng)力也由早期的北東向轉(zhuǎn)為由南東向北西太平洋板塊繼續(xù)俯沖，在工區(qū)南東部形成北東向的構(gòu)造線。晚燕山—喜山期，應(yīng)力反轉(zhuǎn)所形成的反轉(zhuǎn)構(gòu)造［7］，主要對(duì)該階段板塊俯沖后期形成的北東走向的斷層作用，形成了一系列張性構(gòu)造和負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造，形成了多種伸展改造構(gòu)造樣式，向北西伸展作用逐漸減弱，僅發(fā)育若干小型白堊—第三紀(jì)斷陷盆地。

3 構(gòu)造演化對(duì)油氣成藏的控制作用

江漢盆地平原海相共有上震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)、下志留統(tǒng)龍馬溪組、二疊系和下三疊統(tǒng)大冶組5套主要的烴源層系［1］，其油氣運(yùn)移均明顯受控于構(gòu)造的演化過(guò)程。

早燕山期為本區(qū)局部構(gòu)造的主要形成期，由于南、北造山帶的逆沖擠壓，形成南、北2個(gè)弧形構(gòu)造體系，奠定了該區(qū)中、古生界的基本構(gòu)造格局。早燕山運(yùn)動(dòng)早期強(qiáng)烈擠壓使印支期形成的低幅度寬緩褶皺規(guī)模增大，儲(chǔ)集空間的增加有利于更多油氣聚集，這一時(shí)期是志留系—三疊系油氣主要運(yùn)移、聚集時(shí)期。早燕山運(yùn)動(dòng)末期，隨著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，逆沖斷裂的出現(xiàn)切割、改造了背斜構(gòu)造，使已聚集的油氣重新分配。同時(shí)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使研究區(qū)隆升300～4 000 m，造成隆升區(qū)上三疊統(tǒng)—侏羅系區(qū)域蓋層被剝蝕，儲(chǔ)層暴露地表，甚至被剝蝕殆盡而成為自由水交替區(qū)，對(duì)早期原生型油氣藏有極大的破壞作用。

晚燕山運(yùn)動(dòng)至喜馬拉雅期運(yùn)動(dòng)早期，研究區(qū)處于由擠壓應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘垜?yīng)力場(chǎng)的構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段。這一階段既未能沉積具備封蓋條件的新地層，又有拉張活動(dòng)使先存圈閉中的油氣被調(diào)整、散失，致使大部分地區(qū)早期原生型油氣藏難以保存。

喜山期由于西部印度板塊對(duì)歐亞板塊的強(qiáng)烈碰撞和東部太平洋板塊運(yùn)動(dòng)方向的改變，構(gòu)造再次反轉(zhuǎn)，總體表現(xiàn)為隆升擠壓。揚(yáng)子區(qū)位于相對(duì)穩(wěn)定帶，構(gòu)造作用較弱。中揚(yáng)子江漢盆地由斷陷轉(zhuǎn)為坳陷沉積，變形較弱，本期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使晚燕山期形成的張性斷層發(fā)生閉合，有利于晚期成藏。

從白堊紀(jì)末期—古近紀(jì)初開(kāi)始沉積具備封蓋條件的巨厚泥巖、膏巖和鹽巖，為油氣調(diào)整聚集提供有效封蓋。同時(shí)，這一沉積建造促使海相烴源巖開(kāi)始二次生烴，使后期生成的油氣及陸相烴源巖生成的油氣可以在潛山帶或白堊系—第三系圈閉內(nèi)聚集成藏。但由于正斷裂在白堊紀(jì)—第三紀(jì)期間的持續(xù)活動(dòng)，影響了保存條件的完整性，限制了油藏的規(guī)模。晚燕山期以來(lái)的構(gòu)造負(fù)反轉(zhuǎn)對(duì)復(fù)背斜帶影響最大，復(fù)背斜帶多被張性斷層切割，上古生界的圈閉多被破壞成斷塊［8－9］，而復(fù)向斜帶內(nèi)，尤其是斜坡帶上張性斷裂發(fā)育程度較差。部分背斜型圈閉構(gòu)造雖然受到張性斷裂的破壞和改造，但總體上保留有背斜、斷背斜式或斷鼻圈閉的面貌，仍有利于油氣的聚集與保存。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

根據(jù)研究區(qū)海相中古生界的二維地震地質(zhì)剖面及利用平衡剖面技術(shù)分析區(qū)域大剖面，進(jìn)行構(gòu)造演化的研究，認(rèn)識(shí)到區(qū)內(nèi)受南北造山多期、幕構(gòu)造變形作用，主要經(jīng)歷早期南部江南—雪峰滑脫推覆構(gòu)造發(fā)育階段、北部秦嶺—大別山推覆構(gòu)造發(fā)育階段和北東向弧形構(gòu)造及張性構(gòu)造發(fā)育階段作用，形成了現(xiàn)今的構(gòu)造展布特征。雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)、強(qiáng)烈的多期改造和復(fù)雜的熱體制，決定了該區(qū)多期生烴、多期運(yùn)移、多封閉系統(tǒng)、多期成藏及多期改造的客觀條件，強(qiáng)調(diào)多期生烴與晚期成藏的有效性。

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The control action of tectonic evolution on formation of local structure and hydrocarbon accumulation in eastern Jianghan plain

LIANG Bin1，2，SHE Xiao－yu1，2，DING Xiao－h(huán)ui1，2，SUN Ying1，2，GONG Xiao－xing1，2
(1.MOE Key Laboratory of Oil and Gas Resources and Exploration Technology，Yangtze University，Jingzhou，Hubei434023，China; 2.Yangtze University，Jingzhou，Hubei434023，China)

The study area is located in the northeast of the Middle Yangtze plate，in a composite basin range system formed by two orogenic belts of East Qinling－Dabie and Jiangnan－Xuefeng mountains as well as their foreland thrust belts.The regional tectonic evolution is characterized by multiple tectonic stress field，multi－stage tectonic movement，and multiple level of tectonic deformation，showing regional geologic structure of“two mountains holding one basin”，generally presented as ramp interference，northsouth zonation and vertical superposition.The control action of tectonic evolution on local structure distribution and hydrocarbon accumulation has been analyzed based on 2D seismic interpretation and research for the study area and using balanced section technique to deepen the research on structural evolution and deformation characteristics.

tectonic evolution;balanced section;seismic interpretation;distribution;hydrocarbon accumulation

TE121.1

A

1006－6535(2012)03－0046－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.03.011

20110914;改回日期:20120223

中石化江漢油田分公司“江漢平原東部海相二維地震資料解釋”(20091010)

梁斌(1985－)，男，2008年畢業(yè)長(zhǎng)江大學(xué)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)，現(xiàn)為該校地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事地震地質(zhì)方面研

編輯張 雁