库车坳陷克拉苏构造带中段三维变换构造特征

库车坳陷克拉苏构造带中段三维变换构造特征
边海光;李本亮;靳久强;田继强;陈竹新;管树巍
【摘要】克拉苏构造带位于库车坳陷北缘,克拉1与克拉2构造是位于克拉苏构造带库姆格列木组膏盐岩下的背斜圈闭,而其钻探结果却完全不同。

通过构造地震解释和三维构造编图,认为两者之间存在构造变换作用,形成了构造调节带。

构造调节带导致克拉苏背斜复杂化,在克拉1与克拉2构造之间的侧接位置形成传递带,传递带以断裂和褶皱的形式存在,在传递带与克拉2构造之间形成了背斜调节带,该背斜调节带是克拉2构造主要的油气圈闭。

%Kelasu structural belt is located in the northern margin of Kuqa depression.Kela-1 structure and Kela-2 structure are anticlinal traps,which are under salt layer in Kumugeliemu formation of the Eogene in Kelasu structural belt.However,the drilling results are very different between the two structures.It shows that transition structure zone and structural accommodation zone exist between Kela-1 and Kela-2 structures by structural seismic interpretation and 3D structural models.The structural accommodation zone results in the complication of Kelasu anticline.At the side joint between the two structures forms transfer zone which occurs in forms of fault and fold.And anticlinal accommodation zone exists between the transfer zone and Kela-2 structure,which is the main oil-gas trap in Kela-2 structure.
【期刊名称】《新疆石油地质》
【年(卷),期】2011(032)004
【总页数】4页(P359-362)
【关键词】库车坳陷;克拉苏构造带;三维构造建模;传递带;构造调节带;三维地震解释
【作者】边海光;李本亮;靳久强;田继强;陈竹新;管树巍
【作者单位】中国石油勘探开发研究院盆地构造与油气成藏重点实验室,北京100083;中国石油勘探开发研究院盆地构造与油气成藏重点实验室,北京100083;中国石油勘探开发研究院科研处,北京100083;中国石油勘探开发研究院地质所,北京100083;中国石油勘探开发研究院盆地构造与油气成藏重点实验室,北京100083;中国石油勘探开发研究院盆地构造与油气成藏重点实验室,北京100083【正文语种】中文
【中图分类】P631.445.6
近年来在对裂谷盆地和逆冲推覆构造带研究中，人们把目光逐渐投向构造沿走向的变化，文献［1］在研究挤压变形中褶皱-逆冲断层的几何形态时首次提出传递带的概念。

之后有学者将冲断-褶皱带中传递带的概念分别应用于研究东非裂谷系、北海维京地堑和盆岭区伸展构造[2-4]。

由于这类构造往往是油气聚集的有利区，国内学者对这类构造也进行了大量的研究，并分别提出了传递带、调节带、构造变换、横向带等概念[5-10]。

克拉苏构造带是库车坳陷油气潜力最大的构造单元，蕴藏有丰富的油气资源。

本文利用地震解释、三维构造建模及变换构造等理论，对克拉苏构造带深部变换构造进行了研究。

1 研究区概况
库车坳陷位于塔里木盆地与天山造山带的交接部位，东西长约470 km，南北宽
40～90 km，总面积25 000 km2.库车坳陷是一个叠置在二叠纪至三叠纪前陆盆
地之上的新生代再生前陆盆地，从北向南包括北部单斜带、直线褶皱带（克拉苏—依奇克里克构造带）、秋里塔格构造带以及南部斜坡带；从东向西包括阳霞凹陷、拜城凹陷以及乌什凹陷。

这些构造单元总体上均呈北东东向的带状展布。

克拉苏构造带属于直线褶皱带（克拉苏—依奇克里克构造带）的西段，位于库车
坳陷北部，是南天山山前的第二排构造带，北侧为北部单斜带，南侧为拜城凹陷，向西结束于吐孜玛扎背斜，向东与依奇克里克构造带呈过渡关系。

克拉苏构造带东西长约160 km，南北宽约20 km，面积约3 200 km2（图1）。

由于受到强烈的南北向的挤压作用，克拉苏构造带在地表表现为，背斜与向斜相间的褶皱构造，褶皱带走向为近东西向，由南、北两排背斜带组成，北背斜带自东向西依次为坎亚肯背斜、巴什基奇克背斜和库姆格列木背斜；南背斜带自东向西依次为吉迪克背斜、喀桑托开背斜及吐孜玛扎背斜。

地表所见的这些背斜以断层传播褶皱为主，其次为断层传播-滑脱混生褶皱、滑脱褶皱，还有少量断层转折褶皱。

图1 克拉苏构造带研究区地质概况
克拉苏构造带自古近纪以来遭受过强烈的构造挤压变形，卷入新生代以来褶皱变形的地层主要为中、新生界。

库姆格列木背斜核部出露白垩系巴什基奇克组
（K1bs）、巴西盖组（K1b）以及古近系库姆格列木群（E1-2km），两翼为苏维依组（E3s）、吉迪克组（N1 j）、康村组（N1k）以及库车组（N2k）；巴什基
奇克背斜地表出露康村组及其以上地层；喀桑托开背斜出露苏维依组及其以上地层。

克拉1井与克拉2井位于克拉苏构造带的中段，克拉1井位于克拉2井的西侧20 km左右，二者都钻到了盐下勘探目的层构造高点，即白垩系（地震反射层位
T8），但是，二者的天然气产能却相差很大，因此，一般都把克拉1井对应的盐
下背斜与克拉2井对应的盐下背斜分别称为克拉1构造与克拉2构造。

2 克拉苏构造带中段构造特征
2.1 构造地质剖面特征
由于库车坳陷是一个中、新生代陆相沉积坳陷，古近系库姆格列木群为沼泽-消舄
湖相沉积，底部为砾岩、砂岩，中上部为膏泥岩、膏盐岩、盐岩；上三叠统-中侏
罗统发育煤系地层，因此，这两套地层为克拉苏褶皱冲断带推覆构造主要滑脱层。

克拉苏构造带中段地下表现为分层滑脱，垂向叠置，深浅层构造高点不叠合的构造特征[11]。

所谓分层滑脱是指浅层构造与深层构造分别以库姆格列木组膏盐岩、膏泥岩和上三叠统-中侏罗统煤系地层为滑脱层。

浅层两排背斜带主要受两条向北倾
斜的逆冲断层控制，为简单的断层转折褶皱[12]。

克拉苏背斜是位于巴什基奇克背斜、库姆格列木背斜与喀桑托开背斜之间的深部，隐伏于库姆格列木组滑脱层之下的断背斜构造，走向为近东西向。

克拉苏背斜以上三叠统—中侏罗统煤系地层为滑脱层，主要发育一系列由北向南逆掩推覆的断层，这些断层的位移量消减在库姆格列木组（E1-2km）盐层中，形成被动顶板双重逆冲构造[12，13]。

这些逆冲断层倾角以及断距从北向南依次减小，走向为近东西
向且在走向上有变化。

克拉苏背斜顶部东段发育向南倾斜的逆冲断层，其规模从西向东逐渐变大（图2）。

根据剖面结构特征，可以将克拉苏背斜自北而南划分为基底卷入逆冲构造带和双重逆冲构造带2个次级构造带。

图2 克拉苏构造带地震深度域解释剖面（位置见图1）
基底卷入逆冲构造带主要受2个高角度逆冲断层（F3和F4）控制，断层倾角在40°以上。

高角度逆冲断层F3和F4都切穿了三叠系，尤其是断层F4向深部延伸
更长，且断层倾角向深部增大。

F4上盘地层在区域构造挤压影响下形成了宽缓的
背斜，断层F3是基底卷入逆冲构造带与被动顶板双重构造带间的过渡断层，在深部已经具有薄皮滑脱的雏形，但还是以高角度逆冲为主。

在断层F3的上盘，由于受差异构造挤压应力的影响，形成了向南倾的逆冲断层F2。

断层F3的上盘总体表
现为背斜（图2），背斜隆升的高度受断层倾角和断距大小等因素共同控制。

双重逆冲构造带中的大部分逆冲断层是向北倾斜的，而且由北向南（向前缘方向）断层倾角总体上由陡变缓，约为25°左右。

以上三叠统为滑脱层，逆冲断层逐渐向南推覆，推覆距离逐渐变短，并形成牵引褶皱。

克拉苏构造带在喜马拉雅运动期受到的区域构造挤压方向与库车地区并不完全垂直，可能存在斜向的挤压。

因此，在基底卷入构造带顶端形成了以反向逆冲断层为标志的调节变换构造，而在被动顶板双重构造带中的逆冲断层在走向上发生了变化。

2.2 三维结构特征
克拉苏构造带盐下层构造变形复杂，但沿走向的变形方式具有一定的规律性。

克拉1井位于克拉苏背斜的西段，克拉2井位于克拉苏背斜的东段，且二者都钻到了白垩系（顶部地震反射层为T8），但是钻探结果差异很大，克拉2井天然气产量很高，而克拉1井为空井。

克拉1井北侧没有向南倾斜的逆冲断层，而在克拉2井
北侧存在一个向南倾的逆冲断层。

由于盐下逆冲断层位移量消减在了膏盐层中，这些逆冲断层都切穿了白垩系顶部，所以把T8层（白垩系顶部地震反射层）分为了若干断片，其中T8-1层与T8-2
层是对应的白垩系顶的两个冲断岩片，即同属于白垩系。

从图3中可以看出，克
拉苏背斜构造特征在沿走向方向上发生了变化，在AA'剖面中，克拉苏背斜顶部受两个向北倾斜的逆冲断层（F1，F3）控制，T8-1层与T8-2层位于断层F3上盘，而同时T8-1位于断层F1的上盘，T8-2位于断层F1的下盘；沿着克拉苏背斜走
向向东，在BB'剖面中，虽然T8-1层仍然位于断层F1的下盘，T8-2层位于断层
F1的上盘，但是，T8-1层与T8-2层之间的垂直断距明显减小了，且断层F1的
断距以及向深部延伸长度都减小了。

图3 克拉1与克拉2构造之间的关系（剖面位置见图1）
沿走向再向东到CC'剖面可以发现，断层F1消失了，而产生了一个像南倾斜逆冲
断层F2，且T8-1层位于断层F2下盘，T8-2层位于断层F2上盘。

T8-2层发生弯曲，形成克拉苏背斜的顶。

在DD'剖面中，断层F2的断距变大，倾角变缓，且整体向深部迁移。

T8-2层层长加大，使得克拉苏背斜顶部圈闭面积增大。

通过剖面 AA'、BB'、CC'和 DD'的横向联络测线，可以清晰地反映出T8-1层与T8-2层之间位置上下调换的构造特征。

在克拉苏背斜西部，T8-1层位于T8-2层之上，中间受向北倾的逆断层F1的控制；在克拉苏背斜的东部，T8-1层位于T8-2层之下，中间受向南倾的断层F2的控制；在中部转换带部位，T8-1层与T8-2层形成对立的楔形，在楔形尖端接触部位以断层和褶皱形式对位移量进行调节。

根据上面的讨论，通过对三维地震资料解释，建立了克拉苏背斜顶部克拉1与克拉2构造之间的三维构造模型（图4）。

图4 克拉1构造与克拉2构造之间的传递带模型
可以看出，克拉1构造与克拉2构造之间存在构造变换的关系，即克拉1构造在克拉苏构造带东侧位于克拉2构造之下，而在西侧却位于克拉2构造之上；同时在发生构造变换的构造之间，形成了能够起到平衡应变和应力的次级构造，即在控制克拉1构造的北倾逆断层和控制克拉2构造的南倾逆断层之间，存在走向近北东的逆断层；另外在该逆断层与克拉1构造和克拉2构造之间形成了复杂的褶皱构造。

一般地，把这种包括发生构造变换的构造及其次级构造在内的构造区域称为变换构造带。

2.3 变换构造带构造特征
在挤压收缩地区，构造变换带一般包括3个部分，即变换构造，变换构造之间的联结（传递带），对它们起到调节均衡作用的区带（调节带）[5]（图5）。

图5 克拉苏构造带变换构造模式
变换带构造在垂直于最大主应力的方向上（平行于区域构造走向）形成控制构造区
内的构造格局的一系列成排的主导性构造，地势上表现为平行区域构造走向的狭长隆起或凹陷。

传递带是由于变换构造运动的差异造成的几何学上的不连续、不协调区域，往往通过褶皱、断层的形式来调节侧列构造引起的应变和位移的变化，保持构造位移量守恒。

传递带首先根据变换构造的倾向划分为同向型和反向型，其中反向型再根据主干构造沿倾向上的相对位置细分为聚敛型、背离型，同时按照主干构造沿走向位置的特点（接近、重叠、相同）划分为趋近型、叠覆型、共线性。

调节带是位于变换构造和传递带之间并且对他们起到调节作用的格状地质区带（或断块），包括背斜调节带、向斜调节带、（背斜、向斜）复合调节带。

从上述地震解释剖面以及三维构造模型可看出，克拉苏背斜顶部克拉1构造与克
拉2构造为变换构造（图4），变换构造总体走向为近东西向，基本平行于区域构造走向。

传递带类型为反向的趋近聚敛型，主要由走滑断层与横向褶皱组成，走向与区域构造走向呈大角度相交。

在克拉1构造与传递带之间的调节带为复合型调
节带，走向近南北，与区域构造走向垂直。

在克拉2构造与传递带之间的调节带
为背斜型调节带，背斜走向与区域构造走向近乎一致，区内主要产气井（克拉202、克拉203等）就位于该调节带之上。

可见，克拉苏构造带中克拉1构造与克拉2构造常能相差甚远的主要原因是，二
者是由于区域构造差异应力引起的两个变换构造，而并非是同一个构造的两个高点。

二者之间由于断层传递带的分隔，其油气水系统也就产生了巨大的差异。

由于在传递带与克拉2变换构造之间形成了调节区域差异应力和应变的背斜调节带，背斜
调节带的顶部是封闭条件好的库姆格列木群膏盐层，具备了聚集油气的有利条件，因此，在克拉2调节带中能够聚集大量的天然气。

3 结论
克拉1与克拉2构造是在挤压作用力下形成的趋近型的聚敛调节构造，二者之间
的转换带以反向的逆冲断层与南北向的调节褶皱相接，造成了两个构造不同的油气水系统，因此，克拉1井与克拉2井产量差别很大。

由于克拉1构造与克拉2构造之间存在叠覆关系，因此，在克拉1构造之下存在
与克拉2构造相连通的T8层，即白垩系的顶，而在克拉2构造之下也存在与克拉1构造相连通的T8层。

在变换构造带中，变换构造与转换带之间往往形成背斜或复合调节带，这些构造带往往形成较好的圈闭。

由于白垩系之上是库姆格列木群的膏盐岩层，且膏盐岩在深部是较好的盖层，能够封盖住白垩系中的天然气，同时，在克拉1构造下部的断
层与克拉2构造之间有膏盐岩的充填，因此，在克拉1构造的深部的T8层以及克拉1与克拉2构造之间的起调节作用的褶皱油气封盖条件比较好，是有利油气区。

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