李宗浩,劉海磊,卞保力,陳剛強(qiáng),王春利

(1.中國(guó)石油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引 言

準(zhǔn)噶爾盆地是中國(guó)西北地區(qū)的大型疊合含油氣盆地，其西北緣自石炭紀(jì)開(kāi)始，發(fā)育了典型的前陸盆地沖斷帶[1-3]。20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外已在沖斷帶掩伏層系中發(fā)現(xiàn)多個(gè)油氣田[4]。隨著勘探的逐漸深入，展示了掩伏帶這一領(lǐng)域的巨大勘探潛力[5-8]。但這一領(lǐng)域因構(gòu)造復(fù)雜，掩伏帶演化過(guò)程及構(gòu)造模式難以準(zhǔn)確建立，研究程度較低，一直未能取得較大突破。為加強(qiáng)對(duì)這一油氣勘探新領(lǐng)域的探索，基于多輪次的物探資料攻關(guān)，結(jié)合地震、鉆井及野外資料進(jìn)行“三維一體”精細(xì)構(gòu)造特征解析。在此基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用地球化學(xué)方法對(duì)油氣地質(zhì)、成藏條件及勘探潛力進(jìn)行分析，以期為國(guó)內(nèi)外其他沖斷帶地區(qū)的構(gòu)造特征及勘探潛力分析提供參考。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣在晚石炭世—早二疊世處于伸展斷陷階段，大量侵入巖的膠結(jié)作用，分散的地塊拼接形成一體，形成了完整的西準(zhǔn)噶爾陸塊，準(zhǔn)噶爾盆地雛形初現(xiàn)[9-10]。晚二疊世西準(zhǔn)噶爾地區(qū)發(fā)育NE向走滑構(gòu)造，形成達(dá)爾布特等大型走滑斷裂，西準(zhǔn)噶爾地區(qū)現(xiàn)今的構(gòu)造格局基本成型。中生代西準(zhǔn)噶爾地區(qū)屬于抬升區(qū)，為東側(cè)的準(zhǔn)噶爾盆地提供沉積物源。基于古生代晚期—中生代早期劇烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，車(chē)排子-夏子街?jǐn)嗔褞П槐蔽飨虻臋M斷層分割為3段：南段為紅山嘴-車(chē)排子斷裂帶，中段為具壓扭性質(zhì)的克拉瑪依-百口泉斷裂帶(簡(jiǎn)稱(chēng)克-百斷裂)，北段為具沖斷推覆性質(zhì)的烏爾禾-夏子街?jǐn)嗔褞?簡(jiǎn)稱(chēng)烏-夏斷裂)。該文研究的西北緣掩伏帶主要位于克-百、烏-夏推覆帶(圖1)，是準(zhǔn)噶爾盆地西北緣下盤(pán)掩伏帶的主要勘探目標(biāo)[4]。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣克-百、烏-夏掩伏帶平面分布

2 掩伏帶構(gòu)造特征分析

2.1 掩伏帶空間分布

根據(jù)構(gòu)造及地層分布特征分析，明確了掩伏帶發(fā)育有“三層樓”式的地層結(jié)構(gòu)。底層為石炭系—下二疊系原地地層、準(zhǔn)原地疊加層序；中層為石炭系推覆層序；上層為三疊系—白堊系超覆沉積層序[3]。結(jié)合準(zhǔn)噶爾盆地前陸沖斷特征及沉積演化分析，下盤(pán)掩伏帶主要為早二疊系風(fēng)城組、佳木河組，廣泛發(fā)育烴源巖。基于精細(xì)的地震地質(zhì)構(gòu)造解釋?zhuān)坍?huà)出了風(fēng)城組及佳木河組3個(gè)段的掩伏帶范圍。風(fēng)城組掩伏帶長(zhǎng)為106 km，寬為1.2～7.0 km，面積約為360 km2；佳木河組三段掩伏帶面積約為261 km2，二段掩伏帶面積約為803 km2，一段掩伏帶面積約為1 380 km2(圖2)。

實(shí)鉆資料證實(shí)，克-百斷裂帶與烏-夏斷裂帶是構(gòu)造應(yīng)力最集中、活動(dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)，在經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的復(fù)合疊加后形成形態(tài)復(fù)雜多樣的斷裂體系，并具有明顯的構(gòu)造分區(qū)特征[12-15]。根據(jù)造山帶寬度、掩伏帶寬度、斷裂特征及褶皺發(fā)育程度，克-夏斷裂帶平面上分為克-百段和烏-夏段，每段根據(jù)構(gòu)造特征的不同，進(jìn)一步分為克-百南段、克-百北段、烏-夏南段和烏-夏北段(表1)。

圖2 掩伏帶空間分布范圍

表1克-百、烏-夏斷裂帶現(xiàn)今構(gòu)造特征

類(lèi)別造山帶寬度/km掩伏帶寬度/km斷層走向裂縫傾向特征傾角/°掩伏目的層深/m克-百南段10.0～12.0P1f為1.4P1j為1.9SW—NENW鋒端為70～80中部為10～20后緣為45～65鋒端為50～7055004700克-百北段2.6～10.0P1f為5.2P1j為16.2SW—NENW中部為20～30后緣為55～65鋒端為30～504700烏-夏南段2.9～4.0P1f為5.7P1j為15.7NEN中部為30～60后緣為35～554400烏-夏北段3.0～5.5P1f為3.0P1j為9.7NEN鋒端為30～50中部為10～20后緣為35～554500

2.2 形成演化特征

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣掩伏帶構(gòu)造主要受克-百斷裂控制。早古生界地層構(gòu)成的推覆體沿該斷裂逆沖到三疊系—二疊系地層之上，表現(xiàn)為逆沖斷層特征。克-百斷裂錯(cuò)斷三疊系地層，侏羅系地層可見(jiàn)明顯撓曲，白堊系以上地層未見(jiàn)明顯變形，揭示該斷裂最遲在晚三疊世發(fā)生活動(dòng)。結(jié)合區(qū)域不整合面及構(gòu)造分析，該斷裂在晚二疊世發(fā)生強(qiáng)烈隆升，至侏羅紀(jì)活動(dòng)減弱，白堊紀(jì)前活動(dòng)基本停止?？?百斷裂西側(cè)發(fā)育數(shù)條與之平行的逆沖推覆斷裂，斷片縱向疊加，呈疊瓦狀構(gòu)造。斷裂跟部均收斂于達(dá)爾布特?cái)嗔?，卷入變形地層只殘存石炭系及早二疊統(tǒng)佳木河組地層。斷裂前端不發(fā)育褶皺構(gòu)造，證實(shí)造山帶曾發(fā)育前展式逆沖推覆構(gòu)造，后期受達(dá)爾布特?cái)嗔炎呋脑欤罨纬苫顦?gòu)造一翼。克-百斷裂下盤(pán)掩伏帶—斜坡區(qū)發(fā)育一組前展式?jīng)_斷斷裂，錯(cuò)斷石炭系與早二疊統(tǒng)佳木河組、風(fēng)城組地層。其中，早二疊統(tǒng)佳木河組地層發(fā)育斷展褶皺，與斷層形成斷背斜，揭示該區(qū)晚石炭世—早二疊世發(fā)育沖斷構(gòu)造。

綜上分析，克-百斷裂帶兼具逆沖推覆與壓扭走滑特征。提出克-百斷裂帶早期沖斷、推覆，晚期走滑構(gòu)造模式。構(gòu)造演化模型見(jiàn)圖3。

初期，克-百、烏-夏斷裂帶在晚石炭世—早二疊世發(fā)育沖斷及推覆構(gòu)造。板塊構(gòu)造研究表明，早石炭世末期準(zhǔn)噶爾-吐魯番地塊與哈薩克斯坦板塊發(fā)生(軟)碰撞閉合[16-18]，晚石炭世后，幕哈薩克斯坦板塊向準(zhǔn)噶爾地塊擠壓，早期碰撞帶隆升成山[17-18]，并向盆地逆沖，形成疊瓦式逆沖推覆構(gòu)造，在山前形成前陸盆地。

中期，準(zhǔn)噶爾盆地印支運(yùn)動(dòng)的區(qū)域主應(yīng)力主要來(lái)自西北、東北方向，東北方向作用力較大。因此，三疊紀(jì)早期北部古老的阿爾泰造山帶重新活動(dòng)，山前形成紅巖斷階帶，呈疊瓦狀向盆內(nèi)俯沖，形成烏倫古坳陷。達(dá)爾布特?cái)嗔寻l(fā)生左行壓扭走滑[19]，早期大型逆掩斷裂轉(zhuǎn)化成“花狀”分支。

圖3克-百、烏-夏斷裂帶構(gòu)造演化剖面

末期，侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)，達(dá)爾布特?cái)鄬映掷m(xù)活動(dòng)，控制西北緣持續(xù)抬升，褶皺變形微弱，證實(shí)西北緣仍受壓扭力場(chǎng)控制，構(gòu)造活動(dòng)逐漸減弱。

3 成藏地質(zhì)特征

3.1 烴源巖

掩伏帶—瑪湖凹陷發(fā)育佳木河組及風(fēng)城組烴源巖，具備形成規(guī)模氣藏的資源潛力。佳木河組烴源巖分布范圍廣，烴源巖厚度為50～225 m，目前井資料大多位于烴源巖的邊緣，通過(guò)對(duì)已鉆井分析可知，佳木河組烴源巖演化程度較高，以生氣為主，生油為輔。根據(jù)準(zhǔn)噶爾盆地4次資源評(píng)價(jià)佳木河組烴源巖總生油量為33.07×109t、生氣量為17.64×109t，排油量為19.65×109t，排氣量為10.61×109t。風(fēng)城組烴源巖厚度為200～250 m，主要鉆遇陸緣近海湖沉積，以黑灰色泥巖、白云質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)碳酸鹽巖和沉凝灰?guī)r為主,發(fā)育較好。掩伏帶位于生烴中心區(qū)，烴源巖有機(jī)碳含量明顯變高，預(yù)測(cè)烴源巖厚度更大，品質(zhì)更好。

3.2 儲(chǔ)蓋組合

風(fēng)城組主要發(fā)育砂礫巖及云質(zhì)砂巖，儲(chǔ)層較為致密，頂部發(fā)育為一套泥巖蓋層；佳木河組普遍發(fā)育火山巖及砂礫巖儲(chǔ)層，物性較好。風(fēng)城組底部致密云質(zhì)砂巖為佳木河組區(qū)域性蓋層。佳木河組內(nèi)部發(fā)育多套泥巖或凝灰?guī)r隔層，可形成多套良好的儲(chǔ)蓋組合。掩伏帶處于斷裂交匯處，風(fēng)城組和佳木河組儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度高，儲(chǔ)集類(lèi)型主要發(fā)育孔隙-裂縫雙重介質(zhì)，具備形成高產(chǎn)的條件。

3.3 成藏模式及潛力分析

西北緣掩伏帶處于瑪湖凹陷風(fēng)城組和佳木河組的生烴中心，風(fēng)城組和佳木河組發(fā)育良好的儲(chǔ)蓋組合，形成源內(nèi)自生自儲(chǔ)型油氣藏：同時(shí)，斷裂發(fā)育為油氣運(yùn)移提供垂向通道，形成近源下生上儲(chǔ)型油氣藏[6](圖4)。由圖4可知，掩伏構(gòu)造帶勘探程度低，貼近烴源層或處于源內(nèi)，發(fā)育大型構(gòu)造目標(biāo)，成藏條件十分優(yōu)越，是尋找規(guī)模儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的最有利勘探領(lǐng)域。

4 結(jié) 論

(1) 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣克-百、烏-夏斷裂帶兼具逆沖推覆特征與壓扭走滑特征，提出克-百、烏-夏斷裂帶早期逆沖、晚期走滑的構(gòu)造演化模式。早期受西伯利亞板塊向準(zhǔn)噶爾-吐魯番地塊的擠壓作用，在下二疊統(tǒng)地層形成大型掩伏背斜，后期走滑主要表現(xiàn)為西北緣地區(qū)地層持續(xù)抬升，對(duì)早期的構(gòu)造改造有限，掩伏背斜能夠較完整保存。

(2) 克-百、烏-夏斷裂帶晚石炭世—早、中二疊世發(fā)育逆沖推覆構(gòu)造，晚二疊世—白堊紀(jì)受相鄰的達(dá)爾布特?cái)嗔芽刂仆桨l(fā)生右行壓扭走滑。

(3) 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油氣資源十分豐富，已在超剝帶、斷褶帶和斜坡帶發(fā)現(xiàn)了大量油氣，而掩覆帶一直未能獲得突破。近期開(kāi)展了西北緣掩覆帶構(gòu)造樣式研究，揭示了其形成機(jī)理和演化過(guò)程，對(duì)加速掩覆帶的勘探以及落實(shí)儲(chǔ)量接替區(qū)具有重要意義。

圖4 油氣成藏模式