库车前陆盆地克拉苏构造带的构造特征与油气

1、库车前陆盆地克拉苏构造带的构造特征与油气    关键词库车前陆盆地克拉苏构造带断层相关褶皱被动顶板双重构造构造与油气关系1区域地质概况库车前陆盆地是塔里木盆地北缘的一个重要构造单元，位于塔里木盆地与天山造山带交接部位，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1，其中主要沉积了一套巨厚的陆相沉积。三叠系为湖泊相沉积，边缘为三角洲相，中部为深湖相,包括砂岩、暗色泥岩和煤层，厚4602 300m。侏罗系为湖泊沼泽相沉积，底部为厚层砂岩，中部为煤系，顶部为褐色砂岩、砾岩，厚3302200m。白垩系和第三系主要为巨厚的河流相沉积，包括棕

2、色、褐色砂岩、泥岩。其中早第三纪库车前陆盆地的西部有短时海侵，下第三系在盆地西部为一套膏泥岩沉积。白垩系和第三系总厚20006000m。库车前陆盆地三叠系、侏罗系有成熟度适中、厚度大的腐植型生油岩，侏罗系煤系与下第三系膏泥岩是良好的区域性盖层，各岩系发育多套砂岩储层，多以原生孔隙为主，具有优良的储集条件。总之，库车前陆盆地是一个中生代的生油坳陷，具有多套生储盖组合，主要勘探目的层为白垩系、侏罗系和三叠系，其次为第三系。1952年开始勘探工作。1987年该油田因枯竭而废弃。1995年在大宛齐构造上见工业油气流。1997年底以来，先后在克拉2井、克拉3井、依南2井获高产工业油气流，使库车前陆盆地的

3、勘探工作进入了一个新的阶段。库车前陆盆地的地表构造由北向南可以划分为7个构造带:.北部边缘冲断带；.东风背斜带；.北部背斜带；.拜城-阳霞向斜带；.南部背斜带；.西南雁列背斜带；.南缘剪切伸展构造带。这些构造带是新第三纪-第四纪统一的南北向水平挤压作用的产物，是库车再生前陆逆冲带由北向南渐次扩展的结果。克拉苏构造带位于库车前陆盆地中部北侧，主要是根据地震剖面确定的地下构造，它对应着地表构造的东风背斜带、北部背斜带和拜城-阳霞向斜带。克拉苏构造带西起卡普沙良河西约15km，东至克孜勒努尔沟东侧15km，北起东风背斜带南侧向斜，南抵拜城-阳霞向斜带北部，即东经81°3083°2

4、9和北纬41°5042°08所圈定的范围。2克拉苏构造带的构造特征2.1克拉苏构造带的地面构造克拉苏构造带的地面构造由南、北两个背斜带组成，北背斜带自西而东由库姆格列木背斜、巴什基奇克背斜和坎亚肯背斜构成。南背斜带自西而东由吐孜玛扎背斜、喀桑托开背斜、吉迪克背斜构成。上述各背斜均以N80°E左右的走向呈直线状延伸，其首尾相连或稍有错开，只有喀桑托开背斜的中段呈向南凸出的弧形（图1）。地表所见的这些背斜以断层传播褶皱（faultpropagation fold）2为主，其次为断层传播滑脱混生褶皱（hybrid faultpropagation/d

5、etachment fold）3、滑脱褶皱（detachment fold), 还有少量断层转折褶皱（fault-band fold）4。上述不同类型的褶皱在空间上相互转化。库姆格列木背斜为一断层传播褶皱，中段和东段属于典型的断层传播滑脱混生褶皱。背斜核部断层构造发育，但背斜的东、西两个倾状端保存完整。背斜西段倾向北的陡倾逆断层,是由形成断层传播背斜的缓倾逆断层,从断层端线向背斜的前翼打开形成的正向突破断层。中段、东段倾向北的陡倾逆断层,是由形成断层传播滑脱混生背斜的缓倾逆断层，从断层端线或断坡上的某一点向背斜的后翼打开形成的反向突破断层（表1，图1，图

6、2a）。表1克拉苏构造带的构造特征Table 1The structural characteristics of Kelasu tectonic zone图1克拉苏构造带构造略图Fig.1Simplified structure map of Kelasu tectonic zone1.逆断层；2.深部背斜；3.地表背斜；4.浅部正向、反向断层传播褶皱；5.浅部断层转折褶皱；6.浅部滑脱褶皱；7.深部被动顶板双重构造；8.深部断层转折褶皱；9.深部断层传播褶皱；1

7、0.浅部断层传播滑脱混生褶皱；11.深部被动顶板双重构造和突发构造巴什基奇克背斜是一典型的断层传播褶皱，南翼地层直立或高角度南倾，北翼地层向北缓倾。背斜轴部发育的北倾逆断层，是形成该断层传播褶皱的逆断层从断层端线向背斜前翼打开形成的突破断层（表1，图1，图2d）。   克拉苏背斜中段的台阶状逆断层F4F7的断距为12.7515.25km，背斜高度为41855510m，背斜顶部下第三系底的埋深为35524198m，背斜高点在BC95226线和BC95230线上，埋深分别为3552m和3573m。在BC95230线，克拉苏背斜主要由逆断层F4、F5、F7（断层倾角28

8、°左右）与反向逆断层F0所构成的被动顶板双重构造和断层F4与反向逆断层F24所构成的突发构造共同控制（图4）。图5DQ95226地震剖面解释图（位置见图1）Fig.5Geological interpretation of seismic profile of DQ95226 (For location see Fig.1)J2-3.中、上侏罗统；J1.下侏罗统；PreJ.前侏罗系；T8-2.下侏罗统阳霞组煤层的顶界；T.三叠系；PreT.前三叠系;其它代号与图3、图4相同 

9、 克拉苏构造带是由浅部和深部两个层次的构造组成的，二者的构造特征不同，上、下不同层次的构造具有不一致性。浅部层次的构造主要表现为断层传播褶皱、断层传播滑脱混生褶皱。在变形较强的地段的断层传播褶皱前翼或后翼发育突破断层，出露于地表的断层都属于这类断层，它们的位移规模较小，走向上有时具有不连续性，即使在走向上相连的断层，也并非同一条断层，有的地段属于正向突破断层，有的地段则属于反向突破断层（如库姆格列木背斜核部的断层）。深部层次的构造主要表现为发育有被动顶板反向逆断层的双重逆冲构造、突发构造和断层转折褶皱，这些构造在走向上是相互转变的，不同地段的构造特征各不相同。形成深部克拉苏背斜的台阶

10、状逆断层规模较大，但从未出露地表。背斜隆升的高度在走向上的不同地段差异较大，主要受断层的数量、断层的倾角、断距的大小及断层发育的层位等因素的共同控制。3构造与油气分布的关系前陆盆地是世界上油气资源最丰富的一种盆地类型，也是世界上最早从事油气勘探与开发的地区之一。然而，由于前陆盆地的构造变形相当复杂，地震剖面质量较差，就全球前陆盆地的数目来说，油气勘探获得重大突破的也占少数，这就证明了前陆盆地的前陆逆冲带油气成藏具有其特殊规律，必须把前陆盆地向前陆逆冲带演化的动态过程与供烃、运移、聚集成藏以及改造破坏相结合，找出构造与油气关系的实质。3.1断裂是烃源岩排烃的有效机制近年来的统计表明，烃源区烃源岩

11、的断裂程度越高，盆地的油气丰度越高，说明了断裂作用对烃源岩排烃的促进作用。从烃源岩排烃机理上，断裂可以作为初次运移的有效通道，加强或提高烃源岩排烃效率9。克拉苏构造带形成于康村期（16.9Ma），直到西域期断裂仍在活动（图3），但断裂活动最强烈的的时期为库车期(5.3Ma)-西域期(2.5Ma)，而本区中生界烃源岩的生油高峰在上新世早期9，显然烃源岩的主生烃期与构造运动最强烈时期相匹配。3.2断裂是油气运移的通道克拉苏构造带的三叠系、侏罗系烃源岩自白垩系末期开始生油，渐新世末期进入生油高峰，上新世早期生油结束。可见生油时期与断裂开始活动的时间相匹配，克拉苏构造带的断裂应该是油气运移的良好通道。

12、然而，油气的运移不仅仅受断裂活动与生油时期是否匹配的影响，而且还受断裂切过地层的岩性和断层倾角等因素的控制。克拉苏构造带目前勘探的目的层主要是下第三系膏泥岩之下的下白垩统上部砂岩，在这套很好的储层之下有巨厚的泥岩（>570m），就是说在三叠系、侏罗系生油层与储层之间有一套盖层。克拉苏构造带中被动顶板双重构造的断裂无疑切到了生油层，这些断裂可以作为油气运移的通道。但必须注意，与断裂作用相伴随的被动顶板双重构造的每一岩片都可以看作断层转折褶皱，其上盘断坡对油气的运移并非有利，特别是在储层与生油层之间存在巨厚泥岩盖层的情况下(图6)。当断层倾角较陡时（30°），断坡处断层切层特征显著

13、，断层在泥岩中的路径较短，有利于油气在断层中的运移。而当断裂倾角较缓时（20°），断坡处断层切层特征不明显，断层在泥岩中的路径较长，加上泥岩本身的封堵性较好，对油气的运移就十分不利。由地震剖面解释发现。克拉苏构造带的西段（BC95179线，克拉4井附近）、中段（BC95226线，克拉2井附近）和东段（DQ95183线，克拉3井附近）断层的倾角较大（30°±）（图3,4），而中西段（BC95198.5线，BC94195线，克拉1井，克参1井附近）断层的倾角较小(20°±)。克拉苏构造带中段克拉2井附近比东段、西段多了构成突发构造的断层F24、F34（图4），它们是重要的导油构造，主要储层下白垩统上部砂岩的气测显示良好，气层厚度达几百m，已成为我国少