四川盆地川东地区滑脱构造特征

四川盆地川东地区滑脱构造特征

王志勇;康南昌;李明杰;臧殿光;张怡;杨昕

【摘要】川东地区发育多套滑脱层,多期次构造运动形成多种构造样式,查清构造发育特征及其与油气的关系非常重要.为此,以地震资料为基础,结合钻井、地质等资料,分析川东地区主要滑脱层的分布、滑脱构造特征、构造样式、成因机制及其与油气成藏的关系.研究发现,川东地区发育以寒武系和三叠系膏盐岩为主的多套滑脱层,挤压变形后形成多滑脱层构造.以两套膏盐岩顶底为界,纵向分为上、中、下三个构造变形层,上构造层发育北东向展布的“侏罗山式”褶皱,中构造层变形复杂,断裂发育,形成冲起构造、滑脱褶皱、断层传播褶皱、双重构造等多种构造样式,下构造层以发育大型宽缓背斜为主.构造挤压、差异负载和重力作用是川东多滑脱层构造发育与演化的主控因素;膏盐岩滑脱层、滑脱断层及相关构造与油气成藏关系密切,寒武系盐下构造是重要的油气聚集场所.

【期刊名称】《石油地球物理勘探》

【年(卷),期】2018(053)0z1

【总页数】11页(P276-286)

【关键词】四川盆地川东地区;膏盐岩滑脱层;滑脱构造;构造分层;断层相关褶皱【作者】王志勇;康南昌;李明杰;臧殿光;张怡;杨昕

【作者单位】东方地球物理公司研究院,河北涿州072751;东方地球物理公司,河北涿州072751;东方地球物理公司研究院,河北涿州072751;东方地球物理公司研究院,河北涿州072751;东方地球物理公司研究院,河北涿州072751;东方地球物理公司研究院,河北涿州072751

【正文语种】中文

【中图分类】P631

0 引言

滑脱构造指由于变形所引起的沿一个或几个地层层面的脱离，脱离面两侧地层的变形各自独立或部分独立。滑脱面的存在是滑脱构造发育的前提条件，顺层发育的断层或断层系、岩性界面及区域不整合面等是产生构造滑脱的最有利部位［1］。不同物质界面是产生滑脱构造的有利部位，产生滑脱断层的地层往往是低强度和高应变的软弱层，滑脱构造的形成和演化过程中往往伴随逆冲和褶皱作用。滑脱构造也称薄皮构造，是指前陆沉积盖层在主滑脱面（基底）上滑脱变形，形成—套褶皱

逆冲断裂构造，而基底没有卷入变形，盖层变形与基底形成显著的不协调关系。Rich［2］在研究南阿巴拉契亚造山带前陆构造特征时，提出薄皮构造（盖层滑脱）概念。张文佑等［3］也曾强调“层间滑动断裂”，认为地球内部各构造层圈之间存在深浅不同的层间滑动，并指出层间滑动断裂的运动是岩石圈层状块体相对运动的基本方式之一。马杏垣等［4］通过河南省嵩山地区实践，证实了滑动构造在古老岩系中存在，并且特别强调了伸展及重力作用下的滑覆构造和岩石圈内多层次滑脱构造。

中国中西部前陆冲断带普遍发育滑脱构造，如库车前陆盆地发育受第三系膏盐岩和侏罗系煤系地层控制的双滑脱层构造。对于库车盐滑脱构造，前人进行了大量的研究，分析了盐构造变形样式［5-6］，研究和探讨了盐构造的形成机制及盐构造与油气的关系［6-8］。准噶尔盆地南缘、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地西缘、四川盆地川西龙门山前及川东—大巴山冲断带前缘等地区均发育受膏盐岩或泥岩、页岩等

塑性地层控制的滑脱构造。受滑脱层数量、厚度、塑性、上覆地层厚度、挤压作用

强弱等影响，不同地区滑脱构造发育的位置、构造变形强度、形成的构造样式等差异较大。本文通过地震资料、钻井和地质露头资料，建立了川东地区纵向分层滑脱构造模式，研究寒武系滑脱层厚度、滑脱构造特征、构造样式、形成机制及其与油气成藏的关系，以评价寒武系盐下构造有利勘探区带和油气勘探前景。

1 区域地质背景

川东地区（图1）位于扬子地块北缘，北与秦岭造山带、西与龙门山逆冲带、东南部与华南褶皱系毗邻。该区受不同方向的挤压作用，发育多套塑性滑脱地层。在华蓥山和七耀山之间的褶皱变形区，浅层发育一系列NE-NNE 向的隔档式褶皱，成

排成带展布，山体区为以二叠系—三叠系为核心的背斜或断背斜高陡构造，两翼

一般不对称，陡翼地层倾角达40°～70°，甚至直立或倒转［9］，山脉之间是侏罗系向斜区。中层以寒武系膏盐岩为底滑脱层，形成一系列滑脱构造，断裂发育，盐上构造比较复杂。寒武系盐下深层则以宽缓背斜构造为主，断裂不发育，构造相对简单，是目前油气勘探研究的重点领域。

川东地区基底形成于晋宁运动，受基底古地貌的影响，四川盆地震旦纪—早寒武

世具有隆坳相间的构造格局。盆地东北部为达州—开江古隆起，中寒武世前为继

承性隆起，震旦系—下古生界自下而上逐步向隆起高部位超覆沉积。自古隆起高

部位向两侧地层厚度均具增厚趋势，现今寒武系、震旦系发育大型穹隆状背斜构造。震旦纪—中三叠世为地台发育阶段；印支期至喜山期，在特提斯构造域、滨太平

洋构造域的发展演化过程中，在上扬子区长期的强弱交替挤压作用下，川东地区经历了多期构造叠加改造，最终经喜山期强烈的压扭性断褶活动而形成现今的北东向隔挡式褶皱与大巴山前北西向断裂构造带相叠加的构造格局。

图1 研究区位置图

2 川东地区滑脱层分布特征

川东地区沉积逾万米的海相和陆相地层（图2），纵向上发育2套膏盐岩（寒武系

高台组和三叠系嘉陵江组）和2～3 套泥页岩（志留系、寒武系筇竹寺组、震旦系陡山沱组）塑性滑脱层。

下三叠统嘉陵江组膏盐岩为上滑脱层，全区发育。嘉陵江组沉积时期，四川盆地东部地区由开阔台地沉积演化为局限海和咸化的局限—蒸发台地，形成碳酸盐岩与

蒸发岩互层的多旋回沉积组合。受挤压及塑性流动作用，膏盐岩在构造两翼加厚（图3），最厚达600～700m，而寒武系膏盐岩厚区与中浅层构造高部位基本一致，两套膏盐岩现今的分布具有明显的“互补”关系。

中寒武统高台组膏盐岩是川东地区最主要的滑脱层之一，为区域分布的底滑脱层，厚度大，塑性强，控制了上覆地层的挤压变形和构造样式。高台组沉积时，川东古隆起开始演变为向西北逐渐抬升的斜坡，早期的古隆起逐渐变为相对宽缓的斜坡低部位；龙王庙组沉积期的膏盐盆由川中—川南地区迁移到川东地区，川东地区由

开阔台地沉积逐渐演变为局限台地、局限—混积台地、潮坪、泻湖相沉积，广泛

发育膏盐岩、石膏层、云质膏岩等蒸发岩类。川东地区寒武系高台组膏盐岩分布范围广，面积超过2×104 km2（图3），受后期挤压变形，局部增厚明显，地震剖面上呈内部杂乱、丘状外形的反射特征（图3），厚度普遍达600～800m，局部厚度超过1000m。

图2 四川盆地川东地区地层柱状图

志留系下部也发育塑性滑脱地层，岩性主要为深灰色泥岩（页岩）、黑色页岩夹灰色粉砂岩、深灰色页岩及紫红色泥岩，底部为灰色—黑色碳质及硅质页岩。下寒

武统筇竹寺组发育深灰色、黑灰色、灰黑色页岩夹灰黑色碳质页岩，在奉节—利

川地区厚度为100～200m，最厚达300m。志留系下部和下寒武统筇竹寺组均发育较好的泥岩、页岩滑脱层，具有较强的塑性变形特征。

下震旦统陡山沱组在盆地中主要发育黑色页岩夹薄层硅质岩，厚度为10～400m，是一套好的烃源岩。城口高燕镇、明月镇等地区陡山沱组黑色页岩厚度约300m，