大邑构造断层相关褶皱分析

大邑构造断层相关褶皱分析 大邑构造断层相关褶皱分析 《南方油气》第l9卷第1期(总第70期):29—3l页,2006年3月29 大邑构造断层相关褶皱分析 简高明陈伟唐进 (1.西南石油大学,四川成都610500; 2.中石化西南分公司勘探开发研究院德阳分院,四川德阳618000; 3.中石化西南分公司勘探开发研究院,四川成都610000) 摘要:运用现代构造地质学的理论,采用断层相关褶皱原理与几何分析方法,配合平衡地质剖面技术和地震 数字正演构造模型,搞清大邑构造复杂的变形样式,分解不同时期(主要为喜山期和印支期)的构造变形特 征,合理了推测杂乱反射区的地层几何特征,搭建了大邑构造的构造轮廓和组合样式,以及在三维空间中的展 布特征,对后继的勘探开发具有一定的参考意义. 关键词:大邑构造;断层相关褶皱;构造地质学;平衡剖面;构造样式 1工区概况 大邑构造位于成都市大邑县城西北,属前陆盆 地与造山带间的过渡单元,印支,喜山期构造作用 强烈,造成多期叠加的复杂构造变形.在区域构造 位置上位于龙门山南段冲断推覆带前缘,属于川西 东临什邡 凹陷区的鸭子河——平落坝隐伏断褶带, 一 邛崃中央向斜带(成都凹陷),西为神仙桥(雾 中山)构造,北与金马一鸭子河构造斜列相接, 南与邛西(灌口)构造相接. 来自于西部因印度板块北移和青藏高原隆起而 产生的东西向强烈挤压力作用于龙门山地区,首先 作用在龙门山逆冲推覆带上,受早期北东向构造体 系的影响,使得构造作用力方向发生变化,而产生 北西,南东向的局部应力场.南东向构造挤压力不 断的由西向东传播,且在传播的过程中不断减小, 当经过构造裸露带到达大邑地区时,构造挤压力的 强度有所减小,因此便形成了构造幅度不大的大邑 构造. 对复杂构造区的研究和剖面解释,目前国际上 最常用和最重要的方法和手段是构造建模,构造几 何解析和平衡分析(包括三维平衡),它可以使复 杂构造区地震剖面解释的多解性降低到最低限度, 减小勘探的风险. 从地层岩性与地震剖面的构造分析上看,大邑 构造目标区主要存在以下两个构造滑脱面:?马鞍 塘组与其下雷口坡组之间的不整合界面;?须三顶 部和须四底部之间的断层转折褶皱生长不整合界 面. 2大邑构造的构造样式分析 大邑构造在总体上呈一个宽缓的背斜构造,通 过构造轴部的由西向东的A—A,B—B,C—C, D—D四条主测线剖面构建了大邑构造的构造样 式.' 断层转折褶皱通过膝折带的迁移而形成和发 展,随着断层位移量的增加褶皱两翼逐渐加宽但保 持恒定的倾角,当沉积速率超过抬升速率时,由膝 折带迁移形成的褶皱翼上出现同构造期(生长) 沉积地层,生长地层呈向上变窄的倾角域,称为生 长三角形.当沉积速率与断层造成的抬升速率大致 相当时,同生沉积地层直接超覆在隆起的背斜上, 在当时的背斜轴部形成不整合界面.随着断层的持 续活动,早期的不整合界面在通过前翼活动轴面时 收稿日期:2006—03—10 作者简介:简高明(1980一),男,西南石油学院硕士研究生,矿产普查与勘探专 业,2006年6月毕业于西南石油大学,主要研究方 向:构造建模与地震解释. 南方油气2006年3月 被褶皱变形并迁移至前陆方,前翼呈现新地层通过 一 不整合界面直接上超在老地层之上,不整合界面 朝前陆方向倾斜,后翼地层则被削蚀. 大邑地区地震剖面中的深部背斜两翼出现有生 长构造的典型特征:褶皱后翼存在由T3x组成的 生长三角区域,往褶皱脊部部分生长地层被削蚀; 褶皱前翼T3x反射层未经变形直接上超至T3X褶 皱前翼上,代表构造形成的时间序列一生长不整合 界面清晰可见.根据前面描述的生长断层转折褶皱 的形成模型,可以严格地把大邑深部构造的活动时 间确定在TX沉积期间,与"安县运动"相当. 联系到龙门山北段安县地区出现的印支晚期逆冲推 覆构造,可以看出印支晚期古龙门山的前陆造山活 动从北至南沿现今的龙门山前广泛分布.对比生长 断层转折褶皱形成模型中低沉积速率情形,可以推 测大邑深部构造形成时的隆升与沉积速率大致相 当. 田1A—A剖面所展示的大邑西段构造样式 3大邑构造建模 大邑构造西段的构造样式如图l所示,印支期 源自龙门山前深部基底的逆冲断层Fl在工区向上 切穿二叠系并转人中生界三叠系顶沿雷口坡顶的不 整合界面水平滑动,在它持续向东的逆冲过程中, 由于应力的分布不均和地层在沿断层面向前滑动的 前进方向受阻的原因,在F1的下断坡处引发一北 西向的反向逆冲断层F2.该逆冲断层与F1断坡组 成,"突发构造"体系;在F1的上断坡和上断坪 处激发两条次级北东向的逆冲断层F4和乃,使部 分位移量顺断坡向上传递.使断层转折褶皱生长前 地层的前翼错动,并在前翼叠加次级褶皱.同时在 断层引起地层褶皱抬升的过程中,背斜核部抬升遭 受风化剥蚀,在背斜的两翼接受沉积,生长不整合 界面反射非常清楚. 喜山运动晚期,受印度板块北移而产生的东西 向强烈挤压,使得源于金陵寺断裂的五号断层F5 继续发展,沿着印支晚期的不整合界面水平向前传 递,并在深部断层转折褶皱的前翼上方向上逆冲至 地表,形成地表所见的大邑背斜. 图2C—C割面所展示的大邑中段的构造样式 圈3D—D剖面所展示的大邑东段的构造样式 随着工区的向东展布,深部印支期阶梯状F1 向东的逆冲强度似有减弱:到大邑构造中段时,北 西向的逆冲断层F2依然存在,Fl上断坡的次级逆 冲断层F4消失(图2),深部断层转折褶皱形成的 背斜形态更加明蛀完整;到大邑构造东段时,Fl 下断坡的"突发构造"体系和上断坪的次级逆冲 断层消失,形成了一个完整的断层转折褶皱,轴面 清楚,上部的喜山期的冲断层向北西向收敛,地表 形成的背斜与下伏断层转折褶皱背斜叠置在一起 (图3).根据大邑构造在三维空间的展布图,可以 第l9卷第l期简高明,等:大邑构造断层相关褶皱分析3l 概括出大邑背斜构造的构造模型: 印支期源自龙门山前深部基底的逆冲断层F1 在工区向上切穿二叠系并转入中生界三叠系顶沿雷 口坡顶的不整合界面水平滑动,它持续向东的逆冲 过程中,推动地层沿断层面向上爬升,使大邑地区 抬升形成断层转折褶皱并接受剥蚀,在背斜的两翼 低洼的地方折接收沉积.由于断层前锋受阻,在其 上断坡和上断坪产生了次级断坡,造成了大邑背斜 前翼的变形,随着工区的向东推移,次级逆冲断层 逐渐消失.受印度板块北移而产生的东西向强烈挤 压,使得源于金陵寺断裂的五号断层F5继续发展, 沿着印支晚期的不整合界面水平向前传递,并在深 形成 部断层转折褶皱的前翼上方向上逆冲至地表,地表所见的大邑背斜. 4结论 1)工区广泛存在的须四内的生长不整合界面 证实了大邑地区经历了印支期和喜山期两期构造运 动改造,深部的阶梯状断层形成于印支晚期,造成 了深部的断层转折褶皱. 2)由于生长不整合界面以上的地层呈水平 状,由此可推断地表的大邑背斜构造是喜山构造运 动时期形成的,与深部的印支期断层无关. 3)大邑深部断层上断坡上的次级断层非通天 断层,可构成油气运移的有利通道. 4)大邑深部断层下断坡处的北西向的逆冲断 层以及上断坡和上断坪上的次级逆冲断层随着工区 的向东延伸而逐渐消失. 5)印支期形成的生长不整合界面有利于阻止 油气的垂向逸散. 参考文献: 1陈伟等.平衡剖面计算机模拟及其应用.北京:科学出 版社.1993 2贾承造等.前陆冲断带油气勘探.北京:石油工业出版 社.2000 3何登发.前陆盆地分析.北京:石油工业出版社,1996 4周新源.前陆盆地油气分布规律.北京:石油工业出版 社.2002 5Andrew,C..Newson.2001.Thefutureofnaturalgasex— plorationinthefoothillsofthewestCanadianRocky Mountains.TheLeadingEdge 6Begin.N.J.,Lawton,D.C.,Spratt,D.A.Seismic interpretationoftheRockyMountainthrustfrontnearthe CrowsnestDeflection,southwesternAlberta.BulletinofCa— nadianPetroleumGeology,1996.44. 7Mitra,S.F0ld—accommodationfaults.AAPGBulletin, 2002,(86):671—693 8Scott,MWilkerson,Connie.L.Dicken.2o01.quick— looktechniquesforevaluationtwo——dimensionalcrosssec-? tionsindetachedcontractionalsettings.AAPGBulhin.v. 85,N0.10,PP.1759—1770 9Shaw,J.H.,S.C.Hook,J.Suppe,1996.Structural trendanalysisbyaxialsurfacemapping,AAPG,78/5,700 — 721 10Suppe,J.,1985,Principlesofstructuralgeology:En- glewoodCliffs,NewJersey,Prince—Hall,537.