四川盆地高石梯—磨溪地区走滑断层构造特征与天然气成藏意义

四川盆地高石梯—磨溪地区走滑断层构造特征与天然气成藏

意义

马德波;汪泽成;段书府;高建荣;江青春;姜华;曾富英;鲁卫华

【摘要】基于四川盆地中部高石梯—磨溪地区连片三维地震资料和钻井资料,利用断层构造解析方法,分析研究区走滑断层的构造特征与形成演化及其对天然气成藏的意义.结果表明:①研究区古生界发育张扭性走滑断层,剖面上发育高陡直立、花状构造、“Y”字形与反“Y”字形3种构造样式.平面上寒武系发育近东西向、北西向、北东向3组断层,呈线状延伸,整条断层由多条呈斜列状展布的次级断层组成;二叠系以近东西、北西向断层为主,分布在研究区中东部,且具有北多南少的特点.②近东西向、北西向断层为右行走滑断层,北东向断层为左行走滑断层.近东西向断层的走滑作用强,最大水平位移量约550m,北东向断层的走滑作用弱.寒武系断层的活动强度强于二叠系断层.③走滑断层经历早加里东期、晚海西期2期活动,为2期地裂背景下先存构造薄弱带受到斜向拉张所致,主干断层具有一定的继承性.④走滑断层及周围裂缝提升了寒武系龙王庙组储集层的孔隙度和渗透率,控制着二叠系栖霞组—茅口组岩溶储集层的分布,形成了该区多层系含气的局面.

【期刊名称】《石油勘探与开发》

【年(卷),期】2018(045)005

【总页数】11页(P795-805)

【关键词】四川盆地;高石梯—磨溪地区;寒武系;二叠系;走滑断层;构造特征;天然气成藏

【作者】马德波;汪泽成;段书府;高建荣;江青春;姜华;曾富英;鲁卫华

【作者单位】中国地质大学(北京),北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083

【正文语种】中文

【中图分类】TE122.2

0 引言

近年来，中国克拉通盆地腹部发现了大量延伸远、规模大的走滑断层[1]，比如塔里木盆地塔中—塔北奥陶系走滑断层[2-4]、鄂尔多斯盆地三叠系延长组走滑断层[5]，这些走滑断层具有明显的控储控藏作用。随着四川盆地深层油气勘探的不断深入，发现盆地内部稳定区尤其是四川盆地中部（简称“川中”）高石梯—磨溪（简称“高磨”）地区也发育大量高角度断层，表现出走滑断层的特征。

前人对此开展了一定的研究工作，李文科、丁博钊等认为川中地区发育古岩溶塌陷体，且塌陷体的分布主要受持续活动走滑断层控制[6-7]。杨平等[8]认为川中地区地震剖面上震旦系—二叠系的柱状下拉异常为走滑拉分地堑基础上形成的热液通道。殷积峰等[9]刻画了川中地区深大走滑断层的分布。Li等[10]分析了川中高磨地区震旦系—二叠系断层的特征、演化及对碳酸盐岩储集层形成的控制作用。前人的研究肯定了高石梯—磨溪地区发育走滑断层，但该区走滑断层的几何学、运动学特征、形成演化过程及对油气成藏的意义有待深入研究。开展川中高磨地区深层走滑断层构造解析不仅对于该区震旦系—寒武系安岳大气田的开发和二叠系栖霞组—茅口组天然气的勘探生产具有重要的指导意义，还对完善克拉通盆地稳定

区走滑断层发育特征及其控藏作用具有重要的科学意义。

本文基于川中高磨地区最新连片处理的高精度三维地震资料、钻井资料，利用走滑断层构造解析的思路，通过高精度相干提取、断层精细解释，系统分析研究区走滑断层的几何学、运动学特征，恢复其形成演化过程，并揭示走滑断层对天然气成藏的意义。

1 地质背景

川中地区位于四川盆地中部盐亭—南充—合川一带，构造上属于川中平缓构造带，为上扬子地区残留的最稳定地块[11]（见图1）。高石梯—磨溪地区位于川中南部，区内三维地震资料为近年连片处理的叠前时间偏移资料，覆盖面积达6 600 km2，面元长宽各20 m，深层地震主频为28 Hz，能够满足断层精细刻画的需要。

图1 研究区位置及地层综合柱状图（研究区外克拉通内裂陷分布范围据文献[13]修改）

高石梯—磨溪地区深层主要发育震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、石炭系、二

叠系，全区普遍缺失泥盆系，奥陶系—石炭系只在研究区边缘有所残留，主体部

位二叠系直接覆盖在寒武系之上。寒武系为一套相对稳定的海相碳酸盐岩夹碎屑岩沉积，底部为筇竹寺组黑色页岩，中上部发育沧浪铺组、高台组2套红色碎屑岩

与龙王庙组、洗象池组2套厚层白云岩。二叠系上统包括龙潭组、长兴组，下统

包括梁山组、栖霞组、茅口组（见图1）[11]。

研究区经历多期构造运动，震旦纪—寒武纪受兴凯地裂运动的控制，形成德阳—

安岳克拉通内裂陷[12-13]。晚加里东期，强烈挤压作用下形成乐山—龙女寺古隆起，为目前川中深层主要构造形态奠定了基础。海西、印支、燕山期古隆起整体继承发育，轴线稍有迁移，最终在喜马拉雅运动后定型[14]。

2 走滑断层构造特征

2.1 几何学特征

2.1.1 剖面特征

根据断层剖面组合样式的差异，识别出研究区主要发育3种构造样式：高陡直立

断层、花状构造、“Y”字形与反“Y”字形断层（见图2）。

①高陡直立断层是研究区内走滑断层最普遍的特征。断层大多为张扭性断层[10]，剖面上近于直立，断面倾角大于80°，往上断至寒武系或二叠系内部，向下断穿震旦系直至前震旦系，断面形态具有越往深层越陡的特点（见图2a）。

②花状构造是走滑断层主干断层和分支断层的剖面组合形态，是鉴别走滑断层的重要标志之一[15-16]。高磨地区走滑断层主要发育负花状构造（见图2b）和半花状构造（见图2c），分布在震旦系—二叠系中，由一系列凹面向上的正断层组成由

深部往浅层撒开的“花状”或“半花状”结构。由于多期构造变形叠加，局部地区发育多层花状构造，剖面上形成“花上花”的结构。负花状构造的广泛发育反映了研究区走滑断层发育于张扭性构造环境中。

③“Y”字形与反“Y”字形是研究区内较为发育的两种断层样式，剖面上表现为

2条倾向相反的正断层（主干断层、分支断层）组成的小型地堑。根据分支断层与主干断层相对位置的差异，划分为“Y”字形（见图2d）和反“Y”字形断层（见图2e）。

图2 研究区走滑断层典型剖面构造样式（剖面位置见图3b）Z2dn1—灯影组一段；Z2dn3—灯影组三段；—C—寒武系；—C1L—寒武系龙王庙组；P—二叠系；

P2l—上二叠统龙潭组

2.1.2 平面特征

本文选取高磨地区地震资料的寒武系底（见图3）、二叠系龙潭组底（见图4）高精度相干切片及对应的断层分布图来说明研究区走滑断层的平面分布特征。图3

中近南北向断层F0为德阳—安岳克拉通内裂陷的边界断层，根据前人对德阳—安岳克拉通内裂陷形成演化的研究，F0断层形成于晚震旦世灯影组沉积期，消亡于