陸金波，張燕生，徐 輝，趙亞楠

(1.中國煤炭地質(zhì)總局勘查研究總院，北京 100039； 2.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029)

英西地區(qū)位于柴達(dá)木盆地西南，獅子溝—英雄嶺構(gòu)造帶西北，屬環(huán)英雄嶺油氣聚集帶，中、新生代山間含油氣盆地[1-2]。新生代盆地內(nèi)氣候干旱，湖水補(bǔ)給欠發(fā)育，形成廣闊的碳酸鹽巖與膏鹽巖互層。巨厚的新生代地層形成良好的生儲蓋組合，油氣潛力巨大。早期受技術(shù)限制，對該區(qū)深部油氣地質(zhì)認(rèn)識不夠深入，導(dǎo)致該區(qū)長時(shí)間內(nèi)勘探進(jìn)展緩慢。近年來，隨著勘探技術(shù)和理論認(rèn)識水平的提高，該區(qū)深層油氣勘探取得突破。2015年以來，成功鉆探了獅38等一批高產(chǎn)井(初期日產(chǎn)超千噸)[3]。高產(chǎn)油氣井揭露英西地區(qū)深部儲層為一套裂縫發(fā)育的泥質(zhì)碳酸鹽巖，頂部膏鹽巖發(fā)育，因此，對該區(qū)深部構(gòu)造及鹽巖地層的研究受到越來越多的重視。

1 地質(zhì)背景

2 膏鹽巖沉積

3 含鹽構(gòu)造特征

英西地區(qū)下干柴溝組上段整體具有西北高、東南低的展布趨勢。受周緣昆侖山、阿爾金山活動影響，研究區(qū)古近紀(jì)末期以來處于擠壓應(yīng)力背景下，發(fā)育擠壓型構(gòu)造[9]。通過三維地震構(gòu)造解釋，細(xì)化研究了英西地區(qū)構(gòu)造特征，明確膏鹽巖在構(gòu)造演化及油氣形成中的意義。以下干柴溝組內(nèi)部標(biāo)志層(膏鹽層底界)構(gòu)造面為例，工區(qū)中部發(fā)育北西-南東走向的構(gòu)造隆起，斷層總體與中部隆起平行展布，工區(qū)北部發(fā)育個(gè)別近東西向斷層(圖1)。

圖1 英西地區(qū)下干柴溝組膏鹽層底界構(gòu)造圖Figure 1 Xiaganchaigou Formation gypseous-salt layerbottom structural map of Yingxi area

構(gòu)造分層的成因與膏鹽巖塑性相關(guān)。膏鹽巖具有塑性流變特性，在構(gòu)造活動過程中，膏鹽巖既可作為上部構(gòu)造層提供滑脫面，亦可為鹽下構(gòu)造層提供頂部自由變形空間，使得鹽上、鹽下構(gòu)造層具備相互獨(dú)立，形成非協(xié)調(diào)變形的構(gòu)造環(huán)境。

圖2 英西地區(qū)過獅20井北東向地震解釋剖面Figure 2 Cross well S20 NE-trending seismic prospectinginterpreted section in Yingxi area

以膏鹽巖作為滑脫層，鹽巖上覆地層在擠壓應(yīng)力作用下，長距離滑脫，向西南方向逆沖推覆，形成剖面中F1滑脫斷層。沿F1斷面上盤發(fā)育斷層相關(guān)褶皺，形成寬緩背斜形態(tài)(即平面圖上的中部隆起帶)；受到逆沖過程的牽引所用，下盤地層發(fā)育西南緩傾單斜。鹽上構(gòu)造層內(nèi)各層系斷面兩側(cè)的上盤厚度小于下盤，說明逆沖過程具有持續(xù)性，即F1斷層在鹽上構(gòu)造層內(nèi)各層系沉積過程中持續(xù)活動。這種時(shí)間上的整合關(guān)系，使鹽巖作用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，發(fā)育擠壓構(gòu)造環(huán)境下鹽相關(guān)構(gòu)造，包括鹽席、鹽楔、鹽推覆、鹽間斷褶等。下文對研究區(qū)主要鹽相關(guān)構(gòu)造特征進(jìn)行分析。

鹽楔是由于含鹽地層受差異負(fù)載作用下，鹽巖塑性流動，形成的楔狀鹽巖。研究區(qū)內(nèi)膏鹽層在承受重力載荷的同時(shí)，構(gòu)造載荷對其側(cè)向擠壓，加強(qiáng)了含鹽地層負(fù)載的不均衡性，在F1斷裂兩側(cè)，鹽楔構(gòu)造發(fā)育相對普遍(圖3)。

鹽推覆構(gòu)造是指鹽巖沿?cái)鄬影l(fā)生逆沖推覆，覆蓋于下盤地層之上。F1斷層之上，發(fā)育典型鹽推覆構(gòu)造，區(qū)域擠壓效應(yīng)一是出現(xiàn)逆沖推覆斷層，二是使鹽巖層承受更大的構(gòu)造負(fù)荷。當(dāng)溝通鹽巖層的斷層形成時(shí)，鹽巖層出現(xiàn)局部泄壓點(diǎn)，重力載荷與構(gòu)造負(fù)荷的共同作用，驅(qū)使塑性的鹽巖向低壓部位流動，即斷裂發(fā)育部位。鹽巖沿著初始破裂面的侵入，進(jìn)一步改變了地層結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步促進(jìn)逆沖推覆斷層的發(fā)育。從而沿著逆沖斷裂面發(fā)育鹽推覆構(gòu)造。與此同時(shí)鹽巖的強(qiáng)力侵入，導(dǎo)致上覆地層發(fā)生形變，形成鹽背斜構(gòu)造(圖3)。

圖3 英西地區(qū)典型鹽構(gòu)造地震解釋Figure 3 Seismic prospecting interpretation of typicalsalt tectonics in Yingxi area

此外，鹽席、鹽間褶皺以及鹽焊接等鹽構(gòu)造在研究區(qū)也有較普遍發(fā)育。與研究區(qū)鹽楔、鹽推覆及鹽背斜構(gòu)造不同的是，鹽席、鹽間褶皺及鹽焊接構(gòu)造形成過程中，重力載荷相對構(gòu)造負(fù)荷起到更為重要的作用。

4 研究區(qū)構(gòu)造演化

中生代以來柴達(dá)木盆地經(jīng)歷,早中侏羅世伸展斷陷—坳陷、晚侏羅世—白堊紀(jì)擠壓坳陷—擠壓隆升、古新世—中新世早期整體擠壓坳陷、中新世晚期—第四紀(jì)擠壓反轉(zhuǎn)4個(gè)演化階段[10]。因此，獅子溝地區(qū)新生代可劃分為兩大構(gòu)造演化階段：弱擠壓坳陷期和強(qiáng)擠壓逆沖期。

借助平衡剖面恢復(fù)技術(shù)，本文對過獅20井北東-南西向地震剖面為例，對獅子溝地區(qū)新生代構(gòu)造演化過程進(jìn)行詳細(xì)研究。始新統(tǒng)已經(jīng)發(fā)育鹽下逆沖斷層雛形。漸新世早期，處于構(gòu)造相對平靜期，致使該區(qū)漸新統(tǒng)下部沉積了一套厚層泥質(zhì)碳酸鹽巖。進(jìn)入漸新世中-晚期，擠壓作用增強(qiáng)，地層撓曲變形，構(gòu)造沉降明顯，發(fā)育孤立坳陷，最終形成封閉湖盆。隨著水分蒸發(fā)，湖內(nèi)水體鹽度不斷增加，漸新統(tǒng)上部出現(xiàn)厚層膏鹽巖。由于膏鹽層塑性特征，鹽下地層內(nèi)部斷層難以穿過膏鹽層向上發(fā)育。早中新世末期及晚中新世末期，印度板塊與亞洲板塊劇烈碰撞所產(chǎn)生的遠(yuǎn)程效應(yīng)使該區(qū)處于強(qiáng)擠壓構(gòu)造環(huán)境。以鹽巖層為界，下部地層逆沖疊瓦狀斷層進(jìn)一步復(fù)雜化；而鹽層內(nèi)部出現(xiàn)大規(guī)模的滑脫作用，并向上沿著逆沖斷裂形成鹽推覆構(gòu)造。新構(gòu)造運(yùn)動的擠壓活動，使該區(qū)鹽上、下兩套不同的構(gòu)造單元進(jìn)一步加劇，并最終定型(圖4)。

圖4 英西地區(qū)構(gòu)造演化圖Figure 4 Tectonic evolution diagram of Yingxi area

相對脆性的碳酸鹽巖、泥質(zhì)碳酸鹽巖的圍巖，膏鹽巖地層塑性明顯，因此，在構(gòu)造發(fā)育過程中會起到獨(dú)特的作用。①作為滑脫層，使上覆地層在擠壓應(yīng)力下能夠進(jìn)行長距離的滑脫運(yùn)動，并在地層破裂處形成逆沖推覆斷層；②巖層的擠壓侵入，促進(jìn)逆沖推覆斷層進(jìn)一步演化；③由于沿鹽層滑脫，鹽上與鹽下地層出現(xiàn)不協(xié)調(diào)，鹽下地層在逆沖推覆斷層下，發(fā)育大量逆沖疊瓦斷層，與上覆地層的形變進(jìn)行調(diào)諧，并在其集中發(fā)育部位形成沖起構(gòu)造，在一定程度上改變上覆逆沖推覆斷層斷面形態(tài)。同時(shí)，鹽巖的塑性特征進(jìn)一步阻止了下伏地層中逆沖疊瓦斷層向上傳遞。可見，研究區(qū)鹽巖的存在，是該區(qū)構(gòu)造上下分層的重要原因。

5 鹽構(gòu)造的油氣成藏中的作用

位于工區(qū)中南部的獅20井在下干柴溝組上段內(nèi)試油，獲得日產(chǎn)油1 000m3。其儲層為泥質(zhì)碳酸鹽巖，構(gòu)造裂縫發(fā)育明顯，上覆膏鹽巖地層起到了良好的封蓋作用。可見，研究區(qū)典型的碳酸鹽巖-膏鹽巖組合，以及配套的構(gòu)造特征為油氣聚集提供了獨(dú)特的儲集特征。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

(1)鹽相關(guān)構(gòu)造為油氣成藏提供有效圈閉。本區(qū)發(fā)育鹽推覆、鹽背斜、鹽楔等鹽相關(guān)構(gòu)造。這些構(gòu)造一方面可以為油氣成藏提供構(gòu)造圈閉，如鹽推覆、鹽背斜的構(gòu)造高點(diǎn)都是圈閉發(fā)育的優(yōu)勢部位；同時(shí)，鹽巖在在流動、楔入的過程中，對上下地層產(chǎn)生影響，(尤其是脆性的碳酸鹽巖地層)，形成裂縫發(fā)育帶，改善儲層物性。

(2)鹽巖對于下伏碳酸鹽巖裂縫儲層起保護(hù)作用。鹽巖封閉導(dǎo)致下伏地層異常高壓，能減小儲層的壓實(shí)作用，保護(hù)原生及次生孔隙，并促進(jìn)裂縫的進(jìn)一步發(fā)育，從而形成高層油氣藏。

(3)鹽巖層作為優(yōu)質(zhì)蓋層，與下伏碳酸巖儲層構(gòu)成良好的儲蓋組合。同時(shí)擠壓過程中，鹽巖的流動、楔入作用擴(kuò)大原始鹽層分布面積，提高了蓋層的有效性。英西地區(qū)深層高產(chǎn)油氣層多位于鹽層之下，且具有較高的油藏壓力。可見，鹽層為主的蓋層在油氣成藏過程中起到了重要作用。因此，膏鹽分布區(qū)是今后英西深層勘探中的重點(diǎn)。

6 結(jié)論

英西地區(qū)漸新統(tǒng)下干柴溝組上段發(fā)育碳酸鹽巖-膏鹽巖組合。受區(qū)域應(yīng)力場的擠壓作用，本區(qū)發(fā)育典型的鹽相關(guān)構(gòu)造，主要有鹽推覆、鹽背斜、鹽楔等。受鹽層滑脫作用影響，鹽上和鹽下發(fā)育兩套不同的構(gòu)造組合，鹽上地層主要沿中部逆沖推覆斷層收縮，大斷裂周邊斷裂少，構(gòu)造相對簡單；鹽下碳酸鹽巖地層發(fā)育逆沖疊瓦狀斷層組合，斷層數(shù)量多，地層破碎嚴(yán)重，裂縫發(fā)育明顯，有效改善儲層物性。鹽巖層與下伏碳酸鹽巖地層空間上的分布，為該區(qū)深部油氣藏發(fā)育提供了良好的儲蓋組合。膏鹽巖與下伏碳酸鹽巖組合是本區(qū)下步深層油氣勘探的重點(diǎn)。