王俊 肖立新 劉翔

摘 ?要：齊古背斜構(gòu)造復(fù)雜，變形強烈，地震資料相對較差，構(gòu)造樣式建立存在多解性。為準(zhǔn)確落實該區(qū)構(gòu)造特征，從地質(zhì)“戴帽”、傾角標(biāo)定及平衡恢復(fù)與幾何變形正演等關(guān)鍵技術(shù)出發(fā)，對齊古背斜進行精細(xì)構(gòu)造解析，確立齊古背斜為早期構(gòu)造三角楔與晚期沖斷褶皺復(fù)合疊加的構(gòu)造樣式。該背斜主體部位具分層、分塊構(gòu)造特征，西段以南傾沖斷斷裂為主，東段以北傾反沖斷裂為主。復(fù)雜構(gòu)造建模技術(shù)的應(yīng)用將有助于建立更為合理的構(gòu)造解釋方案，大大降低油氣勘探風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地;齊古背斜;復(fù)雜構(gòu)造;建模技術(shù)

齊古背斜位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣齊古斷褶帶中段，西側(cè)是清水河鼻狀構(gòu)造，東側(cè)是昌吉背斜（圖1）。該區(qū)經(jīng)多期構(gòu)造運動，構(gòu)造復(fù)雜、變形強烈[1]。解釋方案存在多解性，是制約該區(qū)圈閉落實的主要因素。目前常規(guī)構(gòu)造建模方法主要據(jù)地震資料，采用層位標(biāo)定、相干切片等技術(shù)解釋層位和斷裂[2-3]，復(fù)雜構(gòu)造區(qū)地震資料相對較差的情況下，層位追蹤范圍有限，切片斷裂特征不明顯，解釋難度大，缺少模型合理性驗證。針對復(fù)雜構(gòu)造，需綜合各種地表、地下地質(zhì)資料構(gòu)建多重約束模型，并在此基礎(chǔ)上開展構(gòu)造變形機理研究，推斷構(gòu)造模型的合理性。

本次研究在常規(guī)構(gòu)造建?；A(chǔ)上，采用地質(zhì)“戴帽”、傾角標(biāo)定等技術(shù)約束模型構(gòu)建，應(yīng)用現(xiàn)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)斷層相關(guān)褶皺原理與方法[4-6]，推斷地層及斷裂形態(tài)展布，對齊古背斜進行精細(xì)構(gòu)造解析，明確其構(gòu)造樣式及特征。采用平衡恢復(fù)與幾何變形正演技術(shù)，數(shù)值模擬建立構(gòu)造幾何模型，再現(xiàn)齊古背斜構(gòu)造變形運動學(xué)過程，驗證模型合理性，將構(gòu)造模型多解性降至最小，極大地降低油氣勘探風(fēng)險。

1 ?復(fù)雜構(gòu)造建模技術(shù)

1.1 ?地質(zhì)“戴帽”技術(shù)

地質(zhì)“戴帽”是通過野外露頭標(biāo)定，將工區(qū)地層層位、巖性、產(chǎn)狀、斷層、地表高程等信息準(zhǔn)確地標(biāo)定在地震剖面上。首先利用數(shù)字高程模型獲取野外實測剖面的地表高程線，把野外實測產(chǎn)狀及地層界線等投影到地表線上;其次根據(jù)地面露頭走向，將地面實測地層產(chǎn)狀換算成沿標(biāo)定測線的產(chǎn)狀;最后制作沿地震測線的時間域地表構(gòu)造剖面圖，完成測線的地質(zhì)“戴帽”，為構(gòu)造分析與建模提供依據(jù)。由于背斜南北兩翼未有井鉆揭，對應(yīng)地層在背斜核部已剝蝕，因此，地質(zhì)“戴帽”對確定背斜南北兩翼地層歸屬起重要作用。

齊古背斜地表地層出露較豐富，背斜核部出露中侏羅統(tǒng)頭屯河組，北翼連續(xù)出露上侏羅統(tǒng)、白堊系、古近系和新近系，南翼出露侏羅系、白堊系。背斜兩翼地層產(chǎn)狀不對稱，南翼緩北翼陡，北翼地層傾角50°～60°，南翼地層傾角25°～45°（圖2）。南翼白堊系清水河組與侏羅系喀拉扎組呈角度不整合接觸（圖2中②），背斜北翼缺失侏羅系喀拉扎組（圖2中③），白堊系清水河組與侏羅系齊古組呈不整合接觸。北翼沿白堊系吐谷魯群及古近系安集海組發(fā)育北傾層間逆斷層。Inline205線是齊古背斜一條近NS向三維主測線地震剖面，從野外露頭地質(zhì)“戴帽”標(biāo)定成果來看（圖2），地面地質(zhì)層位與地震剖面層位一致，確定了齊古背斜構(gòu)造南北兩翼地層歸屬及侏羅系和白堊系之間不整合接觸關(guān)系，白堊系與古近系內(nèi)部層間斷層地面位置的確定（圖2中④，⑤），進一步確定了地下斷層解釋方案。

1.2 ?傾角標(biāo)定技術(shù)

齊古背斜地下構(gòu)造褶皺強烈，斷裂發(fā)育，地層傾角變化大，介質(zhì)速度縱橫向變化劇烈，造成地震資料反射失真，無法準(zhǔn)確識別地下地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。地層傾角標(biāo)定技術(shù)可精確處理井筒地層真實產(chǎn)狀，結(jié)合地震反射特征，確定斷層準(zhǔn)確位置，指導(dǎo)地下地質(zhì)構(gòu)造解釋。充分利用測井縱向分辨率高優(yōu)勢，達到提高地震資料解釋精度的目的。地層傾角標(biāo)定關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)包括：地層構(gòu)造傾角的處理和人工拾取、測井曲線的環(huán)境校正及時深關(guān)系的確定、過井剖面視傾角的計算及傾角桿狀線角度的確定、深度空間域的傾角轉(zhuǎn)換為地震時間空間域的顯示方法。圖3為齊古背斜過A井的傾角標(biāo)定地震剖面，A井地層傾角與剖面相位特征較一致，沖斷斷裂上盤地層較高陡，地層傾角大于50°，沖斷斷裂下盤地層較寬緩，地層傾角20°～30°，推斷侏羅系八道灣組中部地層傾向轉(zhuǎn)變處存在一條沖斷斷層（F）。

1.3 ?平衡恢復(fù)與幾何變形正演技術(shù)

在地質(zhì)“戴帽”與地層傾角標(biāo)定基礎(chǔ)上，運用斷層相關(guān)褶皺原理與幾何分析方法，配合平衡地質(zhì)剖面技術(shù)，可有效提高山前復(fù)雜構(gòu)造的解釋精度，并建立合理的構(gòu)造樣式，確定構(gòu)造變形演化機理及期次[7-9]。

圖4-a顯示齊古背斜深部隱伏構(gòu)造為疊加型基底卷入構(gòu)造楔，上部構(gòu)造楔由前沖斷層F1和反沖斷層F2組成，反沖斷層F2位于侏羅系底部，為順層滑脫斷層。該構(gòu)造楔位于齊古向斜南翼，構(gòu)造楔的楔點位于齊古向斜核部軸面。通過向斜南翼形態(tài)，據(jù)斷層轉(zhuǎn)折褶皺理論，可確定前沖斷層F1的形態(tài)。深部構(gòu)造楔由前沖斷層F3與反沖斷層F2組成，形成F2上盤的褶皺傾斜區(qū)。深部構(gòu)造楔形成后，在前沖斷層轉(zhuǎn)折端發(fā)育突破斷層F4（霍瑪吐斷裂）。據(jù)前述斷層分析，突破斷層F4為多折斷層，以傾角30°向上切過侏羅系、白堊系后，轉(zhuǎn)為7°繼續(xù)向上切入古近系，在古近系安集海河組轉(zhuǎn)平，轉(zhuǎn)平位置為確定齊古背斜北翼的軸面上，成為順層滑脫斷層，向北滑脫后以27°的傾角轉(zhuǎn)為斷坡，出露于地表。據(jù)構(gòu)造解析結(jié)果，齊古背斜為早期構(gòu)造三角楔與晚期沖斷褶皺復(fù)合疊加的構(gòu)造樣式。在構(gòu)造解析基礎(chǔ)上，一方面應(yīng)用平衡剖面技術(shù)開展構(gòu)造變形恢復(fù)，尋求地震剖面最合理的構(gòu)造解釋方案，確定構(gòu)造動態(tài)運動的幾何學(xué)變形過程;另一方面通過二維正演模擬技術(shù)，可再現(xiàn)構(gòu)造演化歷史，開展斷裂發(fā)育順序和變形速率、沉積速率、變形期次定量分析[10]。

齊古背斜構(gòu)造演化可分為3個期次，分別為燕山期古構(gòu)造背景、喜馬拉雅早期構(gòu)造三角楔、晚期沖斷改造（圖4-b）。晚侏羅世末受燕山期構(gòu)造活動影響，齊古背斜南部山前存在一期擠壓變形，局部構(gòu)造高部位遭受剝蝕，上覆白堊紀(jì)地層，形成白堊系與侏羅系之間的角度不整合接觸。此后一直到新近系早期都為構(gòu)造穩(wěn)定期，白堊系之上沉積了古近系和新近系早期地層。在新近紀(jì)，由于古天山活動，山前發(fā)育了多個疊加的構(gòu)造楔，山前整體抬升，并形成褶皺，有一部分?jǐn)鄬拥奈灰屏總鬟f到盆地中，形成第二排構(gòu)造。第四紀(jì)晚期，發(fā)育一條突破型逆沖斷層（霍瑪吐斷裂），在早期盆地中形成的背斜核部突破出地表，并在齊古背斜構(gòu)造北翼白堊系吐谷魯群與安集海河組內(nèi)部形成反沖斷層。該區(qū)構(gòu)造進一步擠壓變形，背斜頂部進一步破碎，發(fā)育一系列與F4斷層伴生的次級沖斷與反沖斷層，受次級斷裂控制，背斜主體部位具分層分塊構(gòu)造特征。

2 ?齊古背斜構(gòu)造特征

齊古背斜為一個向北凸出的弧形背斜，走向近NW向，背斜主體主要受北傾反沖斷裂（齊古南斷裂F2）與南傾沖斷斷裂（齊古北斷裂F1）所夾持，地層南緩北陡，內(nèi)部被多條斷裂分割成不同斷塊，構(gòu)造主體東、西段構(gòu)造樣式存在差異（圖5）。從西段Inline140地震剖面上看（圖5-a），西段以南傾沖斷斷裂為主，伴生北傾反沖斷裂，南傾沖斷斷裂上盤地層傾角較大，構(gòu)造較窄陡，斷裂下盤侏羅系八道灣組及三疊系小泉溝群構(gòu)造較完整，形態(tài)寬緩;從東段Inline460地震剖面上看（圖5-b），背斜主體同樣被多條斷裂切割，斷裂以北傾的反沖斷裂為主，背斜南翼抬升，地層傾角較小，構(gòu)造相對寬緩，齊古南斷裂斷距較大，已沖出地表?？傮w上，齊古背斜具構(gòu)造樣式東西分段、南北分塊、上下分層、斷裂發(fā)育、多期構(gòu)造疊置特征。

3 ?結(jié)論

（1） 齊古背斜構(gòu)造變形強烈，復(fù)雜構(gòu)造建模技術(shù)對該區(qū)構(gòu)造解析起重要作用。地質(zhì)“戴帽”與鉆井傾角的標(biāo)定可確定背斜地面地層歸屬、落實背斜地層產(chǎn)狀及斷裂位置;平衡恢復(fù)與幾何變形正演技術(shù)可推斷構(gòu)造演化過程，驗證解釋方案合理性。

（2） 齊古背斜為早期構(gòu)造三角楔與晚期沖斷褶皺復(fù)合疊加的構(gòu)造樣式。齊古背斜構(gòu)造主體部位具有分層、分塊的構(gòu)造特征，東、西段構(gòu)造樣式有差異。西段以南傾沖斷斷裂為主;東段以北傾反沖斷裂為主。

（3） 齊古背斜構(gòu)造演化可分為3個期次，分別為燕山期古構(gòu)造背景、喜山早期構(gòu)造三角楔、晚期沖斷改造。

參考文獻

[1] ? ?趙孟軍，宋巖，秦勝飛，等.中國中西部前陸盆地多期成藏、晚期聚氣的成藏特征[J].地學(xué)前緣，2005（4）： 525-533.

[2] ? ?張勝利，夏斌.復(fù)雜構(gòu)造建模技術(shù)綜述[J].地球物理學(xué)進展，2007，22（6）： 1900-1903.

[3] ? ?范廷恩，翁斌，張金淼，等.復(fù)雜地質(zhì)條件下精細(xì)構(gòu)造建模的技術(shù)策略[J].中國海上油氣，2004，16（3）： 172-176.

[4] ? ?何登發(fā)，John Suppe，賈承造.斷層相關(guān)褶皺理論與應(yīng)用研究新進展[J].地學(xué)前緣，2005，12（4）：353-364.

[5] ? ?李本亮，管樹巍，陳竹新，等.斷層相關(guān)褶皺理論與應(yīng)用—以準(zhǔn)噶 ?爾盆地南緣地質(zhì)構(gòu)造為例.石油工業(yè)出版社，2010，1-270.

[6] ? ?何登發(fā)，周路，雷振宇，等.斷層相關(guān)褶皺原理在前陸沖斷帶構(gòu)造建模中的應(yīng)用[A].中國中西部前陸盆地沖斷帶油氣勘探文集，2002，210-228.

[7] ? ?何登發(fā)，楊庚，管樹巍，等.前陸盆地構(gòu)造建模的原理與基本方法[J].石油勘探與開發(fā)，2005，32（3）： 7-14.

[8] ? ?管樹巍，何等發(fā).復(fù)雜構(gòu)造建模的理論與技術(shù)構(gòu)架[J].石油學(xué)報，2011，32（6）： 991-1000.

[9] ? ?莊錫進.準(zhǔn)噶爾盆地南緣構(gòu)造建模及油氣成藏條件研究[D].中國科學(xué)院研究生院，2003.

[10] ?邵雨，李學(xué)義，楊迪生，等.準(zhǔn)噶爾盆地南緣新生代構(gòu)造特征及演化[M].北京：科學(xué)出版社，2016.

Abstract：Qigu anticline formation is complex， its seismic data is relatively poor， and there are multiple solutions for the formation. Proceeding from geological “Capping”， angle calibration， forward modeling for balance restoration and geometry deformation and other key technology for complex formation modeling， fine structure analysis is conducted for Qigu anticline， so as to confirm that Qigu anticline is the structural pattern complexly superimposed by the triangular wedge formed at early stage and the thrust faulted-fold at late stage. The major part of Qigu anticline formation is characterized by layering and blocking.The south-dipping thrust fault is dominant in the western，and the north-dipping recoil fault is dominant in the eastern.The modeling technology application of complex formation will be conducive to establish more reasonable formation interpretation scheme， so as to decrease of risk of oil-gas exploration significantly.

Key words：Junggar Basin;Qigu anticline;Complex formation;Modeling technology