馬海隴，鄧光校，王震，文歡，張長建，丁立明，李杰

（中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

塔里木盆地麥蓋提斜坡處于新生界（Q+N+E）前陸盆地前陸斜坡區(qū)，經(jīng)歷多期構(gòu)造運動，地層多次發(fā)生整體掀斜作用，構(gòu)造變形程度相對較弱，主要發(fā)育近東西向斷裂帶，如玉中、先巴扎-巴什托等。前人對麥蓋提斜坡及鄰區(qū)塘古巴斯坳陷的斷裂樣式[1-3]、形成期次、形成機制[4-5]、控油作用[6-7]研究較多，并取得了許多成果：1）近東西向、北東向斷裂主要為逆沖斷裂，主要活動期為中晚奧陶世、中泥盆世、二疊紀(jì)晚期；2）近東西向逆沖斷裂的形成與中奧陶世始西昆侖造山運動有關(guān)[8]，北東向逆沖斷裂的形成與晚奧陶世阿爾金造山運動有關(guān)[9]；3）鄰區(qū)玉北地區(qū)原油作為海西晚期、喜山期成藏疊加的產(chǎn)物，這2期成藏的油源均來源于同一套寒武系烴源巖，系不同區(qū)域烴源巖的埋深差異導(dǎo)致成烴時序的不同[10]。近東西向的斷裂形成的背斜圈閉完整性好，與寒武系烴源巖形成完整的油氣系統(tǒng)[11]。

玉中構(gòu)造帶處于兩大造山運動交匯部位，其形成與演化可能受控于二者的共同作用。但前人對玉中斷裂帶受西昆侖造山運動的作用研究較多，忽視了阿爾金造山運動的作用。

玉中斷裂帶周鄰油氣成果豐富，如北部與其走向平行的瑪扎塔格斷裂帶控制的和田河氣田[12]；東部玉北1井?dāng)嗔褞W陶系獲得工業(yè)油氣流[6-7]；西北部羅斯2井?dāng)嗔褞W陶系獲工業(yè)氣流，說明玉中構(gòu)造帶勘探前景良好。塔里木盆地塔北-塔中地區(qū)石油勘探表明：走滑斷裂不僅是重要的油氣運移通道，也對碳酸鹽巖巖溶縫洞型儲層發(fā)育、油氣成藏具有重要的控制作用[13-14]。而玉中斷裂帶的精細(xì)解析是含油氣評價必不可少的要素之一。故在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，利用地震資料開展構(gòu)造精細(xì)解析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識，明確了阿爾金造山運動對玉中斷裂帶的作用，完善了玉中斷裂帶的演化過程和形成機制，進而探討了玉中斷裂帶潛在油氣勘探的方向。

1 地質(zhì)背景

玉中構(gòu)造帶位于塔里木盆地麥蓋提斜坡中部平臺區(qū)（見圖1），北、西部與巴楚隆起、柯坪斷隆相鄰，東部與塘古巴斯坳陷相接，西南部則與塔西南坳陷的葉城-和田凹陷接壤。玉中構(gòu)造帶東部僅與系列北東向逆沖斷裂帶（大型前陸褶皺沖斷帶位于褶皺沖斷帶前鋒）相接，其他方向無大型斷裂帶相接。研究區(qū)自下而上發(fā)育震旦系（Z）、寒武系（∈，分為下、中、上統(tǒng)，即∈1，∈2，∈3）、奧陶系（O，分為下、中、上統(tǒng)，即 O1，O2，O3）、石炭系（C，分為下、中、上統(tǒng)，即 C1，C2，C3）、二疊系（P，分為下、中、上統(tǒng)，即 P1，P2，P3）、古近系、新近系、第四系，缺失中生界、志留系和泥盆系。

圖1 塔里木盆地麥蓋提斜坡玉中構(gòu)造帶平面位置

2 構(gòu)造樣式

通過地震資料精細(xì)解釋，發(fā)現(xiàn)玉中斷裂帶具有以擠壓為主、走滑為輔的性質(zhì)，平面延伸超152 km，從西往東走向由北西西漸變?yōu)闁|西，呈弱橫向“Z”字形，以擠壓變形為主，兼具右行左階壓扭性質(zhì)。根據(jù)構(gòu)造樣式特征將其分為東、西部兩大段，即西部直立走滑段和東部逆沖滑脫段，二者斷裂樣式、性質(zhì)、形成期次及形成機制存在差異（見圖1、圖2）。其中，東部逆沖滑脫段又可細(xì)分為4段，即西疊接段、中斷褶段、東疊接段、東斷褶段。玉中斷裂帶東端與玉北7井?dāng)嗔褞嘟印?/p>

圖2 玉中斷裂帶不同段典型地震剖面

2.1 直立走滑段

直立走滑段平面延伸42 km，走向近東西，沿走向出現(xiàn)“絲帶效應(yīng)”，即從西往東主斷面北傾變?yōu)槟蟽A。剖面近乎直立，斷距小，地層變形弱，垂向多套正花狀走滑斷裂疊置，即向下斷入基底，向上分別在T70，T54，T51界面呈背斜疊置，并斷穿T50界面（見圖2a，其中不同顏色斷裂代表形成期次不同）。這說明此段經(jīng)歷多期構(gòu)造活動，在加里東中晚期發(fā)育壓扭性質(zhì)的正花狀走滑斷裂，疊加海西期2幕正花狀走滑斷裂，喜山期最終定型。

2.2 疊接段

疊接段包括西、東疊接段（見圖2b，2d），均位于右行左階的疊接區(qū)，故命名疊接段。其中，西疊接段是直立走滑段與逆沖滑脫段的過渡區(qū)，走向北西，平面延伸短（僅14 km），以走滑斷裂為主，以逆沖斷裂為輔。走滑斷裂向上斷至二疊系內(nèi)。逆沖斷裂沿中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組膏鹽巖層（地震反射波組T81）滑脫，向上斷穿奧陶系，部分?jǐn)嗔褦嗳胂率拷y(tǒng)。

東疊接段位于北西向與東西向斷褶段間，以窄條狀走滑斷裂為主，斷面陡直，向下斷穿基底，向上逐漸以尖棱狀向斷背斜過渡，斷至二疊系頂面T50，平面延伸不足10 km。在斷褶核部二疊系遭受剝蝕，二疊系上部地層僅褶曲變形。

2.3 斷褶段

斷褶段包括中、東斷褶段（見圖2c，2e），二者主要發(fā)育向下沿T81膏鹽巖層滑脫、向上主要斷至奧陶系內(nèi)的逆沖斷裂，亦發(fā)育切割逆沖斷裂的走滑斷裂。褶皺前翼及核部奧陶系良里塔格組（T72—T74）地層厚度較后翼及下盤??；褶皺核部石炭系小海子組（T54—T55）地層厚度較兩翼微減薄，存在剝蝕現(xiàn)象；二疊系褶皺變形，斷褶核部地層遭受剝蝕；二疊系上部地層僅褶曲變形。中斷褶段走向北西西，發(fā)育多個北傾逆沖斷裂，走滑斷裂傾向北傾；東斷褶段走向東西，發(fā)育與主干逆沖斷裂組成反“y”字形的反沖斷裂，走滑斷裂傾向變?yōu)槟蟽A。

2.4 玉北7井?dāng)嗔褞?/h3>

玉北7井?dāng)嗔褞Вㄒ妶D2f）從屬于瑪東構(gòu)造帶，走向北東，分鹽上與鹽下2個構(gòu)造層。鹽上構(gòu)造層發(fā)育沿阿瓦塔格組膏鹽巖層滑脫的逆沖主斷裂，主斷裂發(fā)育反沖斷裂，向上斷至石炭系底面，形成反“y”字形構(gòu)造樣式。二者形成的斷褶高部位缺失桑塔木組和良里塔格組。上部石炭系—二疊系僅微幅度褶皺變形，二疊系上部地層近單斜展布。鹽下構(gòu)造層發(fā)育多條逆沖斷裂。

玉中斷裂帶與玉北7井?dāng)嗔褞П环Q為勝和斷裂帶[6]，但由于二者在形成機制、形成期次、平面展布、構(gòu)造樣式等方面差異較大，并非1條斷裂帶。玉中斷裂帶于加里東中期始主要受西昆侖造山運動控制，走向近東西，斷距小，斷褶寬度小，斷褶頂部上奧陶統(tǒng)均存在。而玉北7井?dāng)嗔褞в诩永飽|中期末受阿爾金造山運動影響更為突出，走向北東，斷距大，斷褶頂部缺失上奧陶統(tǒng)。

3 形成期次

根據(jù)斷裂斷穿層位、不整合面、構(gòu)造樣式、地層厚度等特征，玉中斷裂帶縱向上分為4套構(gòu)造層，即鹽下構(gòu)造層（中寒武統(tǒng)—基底）、鹽上構(gòu)造層（上寒武統(tǒng)—奧陶系）、中構(gòu)造層（石炭系—二疊系）和上構(gòu)造層（上部地層）。斷裂主要集中在鹽下、鹽上和中構(gòu)造層，而上構(gòu)造層僅褶皺變形或單斜披覆在中構(gòu)造層上。

鹽下構(gòu)造層向下切入基底，向上一般斷至中寒武統(tǒng)膏鹽巖層，少數(shù)可斷至上奧陶統(tǒng)；高角度逆沖斷裂為主，可見張性正斷裂，正斷裂兩側(cè)地層厚度存在差異，可見正反轉(zhuǎn)斷裂特征。

鹽上構(gòu)造層分段特征明顯，向下沿中寒武統(tǒng)膏鹽巖層滑脫，反沖斷裂向上斷至上奧陶統(tǒng)頂面，其上直接沉積石炭系，缺失泥盆系和志留系，斷背斜核部奧陶系良里塔格組減薄，而奧陶系內(nèi)部斷距從下往上逐漸變小。這說明加里東中期Ⅰ—Ⅲ幕斷裂存在持續(xù)活動的可能。

中構(gòu)造層逆沖滑脫段繼承滑脫，形成斷裂傳播褶皺，向上大多斷至二疊系開派雷茲克組頂面（地震反射波組T51）附近。斷褶帶明顯較鹽上構(gòu)造層寬緩，褶皺頂部二疊系遭受剝蝕。褶皺核部石炭系小海子組（T54—T55）地層厚度較兩翼微減薄，存在剝蝕現(xiàn)象。直立走滑段在T51界面附近發(fā)育正花狀走滑斷裂，后期斷裂斷穿二疊系頂面。這說明石炭紀(jì)、二疊紀(jì)均存在構(gòu)造活動。

上構(gòu)造層由古近系組成。斷裂欠發(fā)育，上構(gòu)造層逆沖滑脫段呈褶曲變形，直立走滑段地層呈單斜展布，說明喜山期逆沖滑脫段的斷裂活動明顯強于直立走滑段。

從上述斷裂分層特征來看，玉中斷裂帶主要經(jīng)歷了加里東早期拉張、中晚奧陶世—泥盆紀(jì)擠壓、石炭紀(jì)—二疊紀(jì)繼承活動，二疊紀(jì)之后喜山期褶曲調(diào)整定型。

4 形成機制

4.1 基底軟弱帶

前人研究發(fā)現(xiàn)[15]，麥蓋提斜坡整體處于北東向正負(fù)磁異常帶內(nèi)，局部存在近東西向正磁異常，這些航磁異常帶可能說明本區(qū)存在近東西、北東向的基底隱伏斷裂。它們作為構(gòu)造薄弱帶，在區(qū)域應(yīng)力場作用下易沿基底產(chǎn)生破裂，形成近東西向玉中構(gòu)造帶和北東向瑪東構(gòu)造帶[2，8]，這可能是玉中斷裂帶形成的根本原因。

4.2 形成模式

由于玉中構(gòu)造帶主要變形集中在鹽上構(gòu)造層，后期構(gòu)造活動大多在此基礎(chǔ)上繼承發(fā)育。而鹽上構(gòu)造層是從中奧陶世始一直持續(xù)到中泥盆世末的西昆侖造山運動，與從晚奧陶世末持續(xù)到志留紀(jì)的阿爾金造山運動共同作用的產(chǎn)物，故鹽上構(gòu)造層成因分析是解開整個構(gòu)造帶成因機制的關(guān)鍵。

加里東中期Ⅰ幕末期，受西昆侖造山運動影響，塔里木南緣由伸展向擠壓轉(zhuǎn)變，受南北向擠壓，至加里東中期Ⅲ幕末期，阿爾金造山運動使得塔西南地區(qū)受南東向擠壓[16]。來自這2種構(gòu)造應(yīng)力的不均衡疊加效應(yīng)，造成玉中構(gòu)造帶既有擠壓逆沖特征，又有壓扭走滑特征，即加里東中期Ⅰ—Ⅲ幕在昆侖洋近南北向俯沖影響下，吐木休克、瑪扎塔格、塔中南緣及玉中等一系列近東西向逆沖斷裂帶形成，加里東中期末，在塔里木地塊與北昆侖-阿爾金地塊大規(guī)模碰撞作用下[3]，北東向斷裂體系（玉北、瑪東構(gòu)造帶）開始規(guī)模發(fā)育。當(dāng)南東向擠壓作用進入東西向斷裂系統(tǒng)時，東西向斷裂帶相當(dāng)于薄弱帶，使得南東向擠壓應(yīng)力沿這些先存的東西向斷裂以右行走滑的方式活動，并釋放應(yīng)力，造成在原有逆沖斷裂帶基礎(chǔ)上，形成了直立走滑段，并使得整個斷裂帶左階排列呈弱橫向“Z”字形，以及斷褶段褶皺核部奧陶系地層厚度明顯較兩翼減薄。由于系列近東西向斷裂的存在，來自南東向的應(yīng)力沿東西向斷裂滑動釋放，故極少有北東向逆沖斷裂在東西向斷裂體系內(nèi)形成（見圖3）。

圖3 玉中構(gòu)造帶主要構(gòu)造演化期斷裂平面展布

5 構(gòu)造演化

通過上述斷裂成因機理分析，結(jié)合盆地周邊地球動力學(xué)背景，認(rèn)為玉中構(gòu)造帶演化大致經(jīng)歷了6期構(gòu)造運動（見圖3、圖4）。

圖4 玉中構(gòu)造帶構(gòu)造演化剖面（∈2a為寒武系阿瓦塔格組；∈2s為寒武系沙依里克組）

5.1 寒武紀(jì)—早奧陶世

加里東早期，整個塔里木板塊處于拉張環(huán)境。巴麥地區(qū)形成了一系列近東西向正斷裂，如吐木休克、瑪扎塔格、玉中等斷裂帶。它們向上斷至T81頂面，向下斷穿基底。玉中斷裂帶為北東傾向的半地塹。晚寒武世—早奧陶世，構(gòu)造作用從拉張環(huán)境向擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)變[3]。該期玉中斷裂帶受來自西南段西昆侖的擠壓應(yīng)力作用，近東西向正斷裂正反轉(zhuǎn)形成逆沖斷裂。

5.2 中晚奧陶世—泥盆紀(jì)

中晚奧陶世—泥盆紀(jì)，是玉中構(gòu)造帶最重要的發(fā)育階段。

中奧陶世始—晚奧陶世末，即加里東中期Ⅰ—Ⅲ幕，在西昆侖造山運動影響下，形成近東西向沿膏鹽巖層逆沖滑脫的玉中斷裂帶。晚奧陶世末—泥盆紀(jì)，受阿爾金造山運動影響[5，17]，塘古巴斯坳陷內(nèi)北東向逆沖斷裂系統(tǒng)開始規(guī)模發(fā)育，至先存玉中斷裂帶，使得其以右行走滑的方式繼續(xù)活動，并形成直立走滑段。

故玉中斷裂帶的形成是以西昆侖造山運動為主、阿爾金造山運動為輔共同作用的結(jié)果。其中，逆沖滑脫段在中奧陶世始—晚奧陶世末受南北向西昆侖造山帶擠壓應(yīng)力形成；直立走滑段在晚奧陶世末—泥盆紀(jì)主要受東南向阿爾金造山帶斜向擠壓應(yīng)力形成。

玉北地區(qū)經(jīng)歷了加里東中期—海西早期巖溶作用，奧陶系發(fā)育巖溶縫洞型儲層[18]。其中，鉆探證實，東斷褶段內(nèi)的勝和2井在鷹山組頂面之下80 m，發(fā)育厚度約12 m的溶蝕孔洞，說明巖溶縫洞型儲層較發(fā)育。

5.3 石炭紀(jì)—二疊紀(jì)

晚二疊世南天山碰撞擠壓，盡管受到近南北向擠壓應(yīng)力，但研究區(qū)構(gòu)造作用相對較弱，僅引起斷褶段上泥盆統(tǒng)—二疊系呈弱褶皺變形特征，二疊系頂部見剝蝕現(xiàn)象，以及直立走滑段繼續(xù)活動。

其中，海西中期即“巴楚運動”[19]，認(rèn)為卡拉沙依組與小海子組之間，“缺失了部分沉積，存在一個約37 Ma的間斷，是一種海退剝蝕的反映”[20]。雖然存在爭議，但是近年來不少學(xué)者[21]認(rèn)為“巴楚運動”不僅存在，而且影響范圍極大。本人從玉中斷裂帶構(gòu)造特征出發(fā)，認(rèn)為海西中期存在1期重要的構(gòu)造運動，造成直立走滑段繼承發(fā)育，向上斷至石炭系頂面；同時，造成大部分?jǐn)囫迬嘀潦肯蛋统M頂面，其上覆地層僅發(fā)生褶皺變形。

5.4 中—新生代

中—新生代，塔西南拖拽沉陷，玉中斷裂帶構(gòu)造活動較弱，僅直立走滑段繼續(xù)活動，斷褶段僅局部活動，其他部位以褶皺變形為主。玉中斷裂帶在喜山期構(gòu)造活動較弱。

6 油氣地質(zhì)意義

在上述斷裂解析基礎(chǔ)上，結(jié)合本區(qū)鉆井資料、鄰區(qū)油氣成藏條件，探討了玉中斷裂帶的成藏模式及勘探前景。玉中構(gòu)造帶北部瑪扎塔格、西北部羅斯2井、南部皮山北、東部玉北構(gòu)造帶均已成藏，說明玉中斷裂帶成藏條件優(yōu)越。前人認(rèn)為本區(qū)油氣來源于寒武系烴源巖[10]。蓋層為石炭系泥巖，封閉條件較好。

玉北1井等多條斷裂帶僅有2口井發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣流，其他各井不具備工業(yè)油氣流，說明本地區(qū)油氣充注規(guī)模和程度有限，不同于塔河油田整體含油、局部富集的大規(guī)模充注模式。故本區(qū)油氣高效充注路徑及評價是成藏的關(guān)鍵因素及研究重點之一。

瑪扎塔格構(gòu)造帶控制的和田河氣田多個構(gòu)造圈閉間的壓力系數(shù)、氣水界面存在差異，呈斜列排列，而且東部以原油裂解氣為主，西部以干酪根裂解氣為主[22]，說明油氣不是沿構(gòu)造走向自東向西運移的。同時，巴楚地區(qū)發(fā)現(xiàn)北東向走滑斷裂[23]，而麥蓋提斜坡地區(qū)可見玉北7井、玉北8井、羅斯2井等北東向斷裂帶，這些逆沖或走滑斷裂帶很可能是在加里東中期北東向走滑斷裂基礎(chǔ)上，加里東晚期繼承發(fā)育的結(jié)果。因此，北東向走滑斷裂很可能是油氣運移的高效通道。

從鉆井結(jié)果來看，北東向玉北1井?dāng)嗔褞Оl(fā)育洞穴、孔洞、裂縫等多種巖溶相關(guān)儲層類型，儲集性能較好。奧陶系鷹山組云質(zhì)灰?guī)r直接被石炭系泥巖覆蓋，說明加里東中期Ⅲ幕后，玉北7井、玉北1井等北東向構(gòu)造帶控制的背斜區(qū)遭受海西早期強烈的巖溶作用。但是，除玉北1井等2口井具工業(yè)油氣流外，其他井鉆在斷背斜區(qū)，甚至同一斷背斜形成的構(gòu)造圈閉上僅在鷹山組見到油跡、油斑顯示。這說明玉北斷裂帶并非構(gòu)造圈閉控制形成的油氣藏，其控藏模式可能類似于塔河油田剝蝕區(qū)的斷裂+殘丘控油模式[24]，即玉北1井等多條構(gòu)造帶主要沿其縫網(wǎng)發(fā)生巖溶作用，形成巖溶縫洞型儲層，儲層性能好；非縫網(wǎng)區(qū)巖溶作用弱，僅表層風(fēng)化殼發(fā)育部分儲層，儲層相對較差。那么，對上奧陶統(tǒng)桑塔木組覆蓋的玉中構(gòu)造帶來說，海西早期巖溶作用僅僅沿斷裂形成過程中的縫網(wǎng)發(fā)育，儲層相對較差。從玉中構(gòu)造帶上實鉆井——玉中2井和勝和2井的鉆井資料來看，奧陶系儲層儲集性能較差，且多以裂縫＋弱溶蝕孔為主。前人研究認(rèn)為，這種巖溶儲層不同于塔河油田上奧陶統(tǒng)桑塔木組剝蝕區(qū)風(fēng)化殼巖溶儲層，整體上屬于低孔低滲儲層[25]。因此，優(yōu)質(zhì)儲層是制約玉中斷裂帶成藏的又一關(guān)鍵因素。

從上述分析得出，桑塔木組泥巖覆蓋的玉中斷裂帶，可能發(fā)育加里東中—晚期巖溶作用及后期沿斷裂帶發(fā)生巖溶作用形成的儲集體[26]。沿北東向走滑斷裂帶油氣運移的斷溶體油氣藏[27-28]，即在奧陶系碳酸鹽巖內(nèi)部，以斷裂帶多期構(gòu)造破裂為主要空間，疊加后期埋藏流體的改造作用，形成以斷控裂縫-洞穴型儲層為規(guī)模儲集空間、海西晚期為主成藏期的潛在橫向調(diào)整油氣藏（見圖5）。

圖5 玉中斷裂帶不同段潛在油氣藏平面分布模式

因此，北東向斷裂帶側(cè)向通源性可能是控制研究區(qū)及鄰區(qū)斷裂帶能否成藏的關(guān)鍵，它可能發(fā)育沿走滑斷裂帶控制分布的奧陶系斷溶體油氣藏。該油氣藏可分為2種類型——逆沖滑脫段調(diào)整斷溶體油氣藏（見圖6a）、直立走滑段斷溶體油氣藏（見圖6b）。特別是與皮山北新1井相鄰的北東向斷裂交會區(qū)，即直立走滑段，其斷溶體油氣成藏條件更加有利。

圖6 斷溶體油氣藏類型

7 結(jié)論

1）玉中斷裂帶在平面上呈弱橫向“Z”字形，以擠壓變形為主，兼具右行左階壓扭性質(zhì)，構(gòu)造樣式分為東、西部兩大段，西部為直立走滑段，東部為逆沖滑脫段，東部逆沖滑脫段又可細(xì)分為4段。

2）玉中斷裂帶的形成是以西昆侖造山運動為主、阿爾金造山運動為輔共同作用的結(jié)果。其中，逆沖滑脫段在中奧陶世始—晚奧陶世末受南北向西昆侖造山帶擠壓應(yīng)力形成；直立走滑段在晚奧陶世末—泥盆紀(jì)主要受東南向阿爾金造山帶斜向擠壓應(yīng)力形成。

3）沿走滑斷裂形成的縫網(wǎng)發(fā)生溶蝕作用后，更易形成優(yōu)質(zhì)儲層，在接受北東向走滑斷裂輸導(dǎo)的油氣后，存在形成斷溶體油氣藏的可能性。特別是與皮山北新1井相鄰的北東向斷裂指向區(qū)直立走滑段，其斷溶體油氣成藏條件更加有利。