吐哈盆地台北凹陷北部山前带构造样式与油气成藏.pdf

1 5 2 2 0 1 1年 4月 石油勘探与开发 PE TROL EUM EXPL 0RAT1 0N AND DEVEL OP M ENT Vo L 3 8 NO ． 2 文章 编 号 1 0 0 0 0 7 4 7 2 0 1 1 0 2 0 1 5 2 0 7 吐哈盆地台北凹陷北部山前带构造样式与油气成藏 柳波 ，黄 志龙 ，涂小仙。 ，张进 学。 ，牟克 勋。 1 ． 中国石油大 学 北 京 油气资源 与探测 国家重 点实验 室； 2 ． 中国石油吐哈油 田公 司勘探事业部 3 ． 中国石油东方地球物理公司乌鲁木齐分院 基金项 目国家重点基础研 究发展 规划 9 7 3 项 目“ 中国西部典型叠合盆地油气成藏机 制与分布规律” 2 0 0 6 C B 2 0 2 3 0 0 摘要 台北 凹陷北部 山前带是 吐哈 盆地 重要的 富油气构造 带之一。基 于地震剖面解释和 已发现油 气藏 的解 剖工作 ， 将 山 前 带地质结构 划分 为 6种构造样 式 逆冲叠瓦构造 、 叠瓦扇构造 、 对冲构造 、 冲起构造 、 前冲构 造及双重构 造。对构造样 式 平 面展布规律 的研 究发现， 本 区受 3级不 同规模 的构造 转换 带控制 ， 形成 了纵 向分 带、 横 向分 区的构造格 局， 按 照构造 变 形机制可将冲断一 褶皱带划分为逆冲推覆带 、 断阶带和 冲断前缘带。变形 带前缘是 山前 带最为有利 的油 气富集 区， 具 变形 带前缘冲起构造成藏模式和变形带前缘叠 瓦扇构造成藏模 式 2种 成藏模 式； 变形 带后 缘的对冲 构造保 存条件 好， 下盘是 潜在的烃源灶发育 区， 且 断层倾 角陡、 砂体连通性好 ， 是 下一步油气勘 探的有利构造带。 图 6 表 l参 3 2 关键词 构造样 式；逆冲断裂 系统 ； 构造 变形 分区；构造转换带 ； 成藏模 式 中图分类号 TE l 2 2 ． 1 文献标识码 A S t r u c t u r a l s t y l e s a n d hv d r 0 c a r b 0 n a c c u m u l a t i o n o f t h e n o r t he r n pi e d m o n t be l t i n t h e Ta i b e i S a g，Tu r pa n H a m i Ba s i n L i u Bo ，Hu a n g Z h i l o n g ，Tu Xi a o x i a n ，Z h a n g J i n x u e 。 ，M u Ke x u n 。 1 ．S t a t e Ke y La b o r a t o r y o f Pe t r o l e u m Re s o u r c e a n d Pr o s p e c t i n g．Ch i n a Un i v e r s i t y o f Pe t r o l e u m ． Be i j i n g 1 0 2 2 4 9 ，Ch i n a；2 ．Pe t r o C h i n a Tu r p a n Ha mi 0 ￡ ／ i e l d Co mp a n y，CNPC， Ha mi 8 3 9 0 0 9，Ch i n a；3 ．BGP Ur u mq i Br a n c h，CNPC，Ur u mq i 8 3 0 0 1 6 ，C hi n a Ab s t r a c t Th e no r t h er n p i e dmo nt be l t o f t he Ta i b e i Sa g i s o ne of t he oi l r i c h s t r uc t u r a l be l t s i n t he Tu r p a n H a mi Ba s i n． B a s e d o n t h e i n t e r p r e t a t i o n o f s e i s mi c c r o s s s e c t i o n s a n d t h e a n a l y s e s o f d i s c o v e r e d h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n s ，t h e g e o l o g i c s t r uc t ur e c a n be di v i d e d i nt o s i x s t r u c t u r a l s t y l e s， t hr u s t i mbr i c a t e s t r uc t ur e， i mbr i c a t e f a n s t r u c t ur e， t hr u s t op po s i t e s t r uc t ur e，pop up s t r u c t ur e， f o r wa r d t h r us t s t r u c t ur e a n d du pl e x s t r u c t ur e ． Ac c o r d i n g t O t h e s t u dy of t he di s t r i b ut i on r e gul a r i t y of t he s t r u c t ur a l s t y l e s，t he f o l d t hr u s t be l t c on t r o l l e d b y t hr e e l e ve l s t e c t o ni c t r a ns f or m z o ne s i s c h a r a c t e r i z e d by z ona t i on f r om t he s ou t h t O t he nor t h a nd s e g me nt a t i on f r o m t he we s t t O t he e a s t ，a n d i t c a n b e c l a s s i f i e d i n t o t hr us t n a ppe be l t ，br e a ki n g be l t a n d f r on t a l b e l t b y me c ha n i s m of t e c t on i c de f or ma t i on．The l e a d i n g e dge wi t h t WO a c c umu l a t i on f or mi ng mo de l s whi c h a r e t h e l e a di ng e d ge p op up mo de l a nd t he l e a di ng e dg e i mbr i c a t e f a n mo de l i s t he mos t f a v or a bl e hy dr o c a r b on e nr i c he d be l t i n t h e no r t he r n ma r gi n of t he Ta i b e i Sa g ． The t hr us t o pp os i t e s t r u c t ur e s i n t he r e a r e dge of t he de f or m a b l e z one h a ve go od pr e s e r va t i o n， po t e nt i a l s ou r c e ki t c he n on t he f oo t wa l l ， hi gh er f a u l t d i p， an d go od c o mm u ni c a t i on of s a n db odi e s ．The y ar e t he n e xt f a v or a bl e e xp l o r a t i on s t r u c t ur e s ． Ke y wo r d ss t r uc t ur a l s t yl e； t hr u s t f a ul t s s ys t e m ；s t r uc t u r al de f o r m a t i o n be l t；t e c t oni c t r a n s f o r m z o ne； a c c umul a t i on f or mi ng mod e l 0引言 吐 哈盆 地 为 由 印 度 板 块 向北 挤 压 形 成 的 山 问 盆 地_ l ， 现今地质结构 主要受控 于盆地北部博格达 山晚 喜马拉雅期的强烈隆升改造， 在台北凹陷北部发育受 该造 山应力体系控制的前陆冲断褶皱 带， 即北部 山前 带L 2 ] 。近年来 ， 随着 国内前 陆盆地油气勘探大规模开 展 ， 利用冲断与断层相关褶皱理论对前 陆逆 冲带构造 及油气分布的研究取得 了较大进展 3 ] ， 但对吐哈盆地 北 部 山前带 地质 结构 的研 究 较少 _ 1 ， 对褶 皱一 逆 冲断层 带 的构 造格 局认识 不 细 ， 构造 样 式 及 分 布 、 构 造 分 段 作 用及成 因等研究较为薄弱。本文基 于大量地震剖面的 解释成果 ， 重点研究 台北 凹陷北部 山前带 不同位置构 造 样 式 的差 异 ， 并 以变 形 机 制 为 出发 点 对 山前 褶 皱 带 进行构造变形分 区， 分析构造变换带的作用 ， 对 比变形 带前缘成藏条件 ， 总结油气成藏模式 ， 以进一步了解本 2 0 1 1 年 4月 柳波 等 吐哈盆地 台北 凹陷北部 山前 带构造样式与油气成藏 1 5 7 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] s t r u c t u r a l s t y l e i n Qa i d a m b a s i n[ J ] ．No r t h we s t Ge o s c i e n c e ， 2 0 0 0，21 2 5 7 - 6 3． 童亨茂 ，纪洪勇 ，宋立忠 ， 等．伊通地 堑构造样 式及其油 气分布 规 律[ J ] ．西安石油学 院学报 自然科学版 ，2 0 0 2 ，1 7 5 9 - 1 3 ． To n g He n g ma o，J i Ho ng y on g，S o n g Li z h o n g，e t a t ． Te c t o n i c s t y l e s a n d o i l g a s d i s t r i b u t i o n i n Yi t o n g g r a b e n[ J ] ．J o u r n a l o f Xi ’ a n Pe t r o l e u m I n s t i t u t e Na t ur a l S c i e n c e Ed i t i o n， 2 0 0 2， 1 7 5 9 - 1 3 ． 王磊 ，吕双兵 ，朱映康．准噶尔 盆地南 缘的构造样式 与囤闭作用 [ J ] ．大庆石油学院学报，2 0 0 7 ，3 1 6 2 4 3 1 ． W a n g Le i ．I u S h u a n g b i ng，Zh u Yi n g ka n g ． S t r uc t u r a l p a t t e r n o f t hr u s t f o l d z o ne i n s o u t h e r n J u n g g a r f o r e l a n d b a s i n a n d e I { e c t o n t h e f o r ma t i o n o f t r a p s [ J ] ．J o u r n a l o f D a q i n g P e t r o l e u m I n s t i t u t e ， 2 0 0 7，3l 62 4 3 1 ． 王桂宏 ，马达德 ， 张启全 ，等．柴 达木盆地北 缘盆 山构 造关 系与 油气勘探方 向[ J ] ．石油勘探与开发 ， 2 0 0 8， 3 5 6 6 6 8 6 7 3 ． W a n g Gu i h o n g，Ma Da d e，Z h a n g Qi q u a n，e t a 1 ．Ba s i n mo u n t a i n t e c t o n i c p a t t e r n a n d h y d r o c a r b o n e x pl o r a t i o n d o ma i n in n or t h ma r g i n o f Qa i d a m B a s i n[J ] ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ，2 0 0 8，3 5 6 66 8 6 7 3 ． 王 国林．红海盆地 T o k a r 地 区构造成 因与 圈闭样式 [ J ] ．石 油勘 探与开发 ，2 0 0 9 ， 3 6 4 4 7 5 4 7 9 ． W a n g Gu o l i n ．Te c t o n i c or i g i n a n d s t r u c t u r a l s t y l e s i n To k a r a r e a， Re d S e a B a s i n[ J ] ．P e t r o l e u m Ex p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ， 2 0 09 ，3 6 4 4 7 5 4 7 9 ． 罗群 ．断裂控烃理论 的概 念、 原理 、 模式与 意义[ J ．石油 勘探与 [ 1 0 ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] 开 发 ， 2 0 1 0 ，3 7 3 3 1 6 - 3 2 4 ． I u o Qu n．Co n c e p t ，p r i n c i p l e ，mo d e l a n d s i g n i f i c a n c e o f t h e f a u l t c o n t r o l l i n g h y d r o c a r b o n t h e o r y[ J ] ．P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ，2 01 0，3 7 3 3 l 6 - 3 2 4 ． 袁 明生 ，牛仁杰 ，焦立 新，等．吐哈盆地前 陆冲断 带地质特 征及 勘探成果[ J ] ．新疆石油地质 ，2 0 0 2 ， 2 3 5 3 7 6 - 3 7 9 ． Yu a n Mi n g s h e n g ， Ni u R e n j i e ， J i a o I i x i n ， e t a 1 ． Ge o l o g y c h a r a c t e r i s t i c a n d e xp l o r a t i o n o f f o r e l a n d t h r u s t b e l t i n Tu h a B a s i n [ J ] ．Xi n j i a n g P e t r o l e u m Ge o l o g y ， 2 0 0 2 ，2 3 5 3 7 6 3 7 9 ． 周鼎武 ，柳益群 ， 邢 秀娟 ，等．新疆 吐一 哈、 三塘湖 盆地二叠 纪玄 武岩形成古构造环境恢复及区域构造背景示踪[ J ] ．中国科学 D 辑 ，2 0 0 6 ， 3 6 2 1 4 3 1 5 3 ． Z h o u D i n g wu ，L i u Yi q u n ，Xi n g Xi u j u a n ，e t a 1 ．T h e r e s t o r a t i o n o f p a l a e o s t r u c t u r e a n d t r a c ing o f s t r u c t ur a l s e t t i n g o f Pe r mi a n b a s a l t i n Tu h a B a s i n a n d S a n t a n g h u B a s i n [ J ] ．S c i e n c e i n Ch i n a S e r i e s D，2 0 06，3 6 2 1 4 3 1 5 3 ． 魏红兴．博格达山南缘构造特征及 其形成 演化 [ D] ．西 安西 北 大 学 ，2 0 0 7 ． W e i Ho n gx i n g ． Th e s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d e v ol u t i o n o f o r o g e n i c b e l t i n s o u t h e r n B o g d a[ D] ．Xi ’ a nNo r t h w e s t e r n Uni v e r s i t y ，2 0 0 7 ． 孙 国智 ，柳益群．新疆博 格达 山隆升时 间初步 分析[ J ] ．沉积 学 报 ，2 0 0 9 2 7 3 4 8 7 4 9 3 ． Su n Gu o z h i ， I A u Yi q u n ． Th e p r e l i mi n a r y a n a l y s i s o f t he u p l if t t i me o f B o g d a Mo u n t a i n ，X i n j i a n g ，No r t h we s t C h i n a [ J ] ．Ac t a Se d i m e n t o l o g i c a S i n i c a，2 0 0 9，2 7 3 4 8 7 4 93 ． 王宗秀 ， 李涛 ，周高志 ， 等．博格达 山晚石炭纪造 山活动 的变形 地 质记录_ J ] ．地 学前缘 ，2 0 0 3 ，1 0 1 6 3 6 9 ． W a n g Z o n g x i u，Li Ta o，Z ho u Ga o z h i ，e t a 1 ．Ge o l o gi c a l r e c o r d o f t he I a t e Ca r b o n i { e r o us o r o g e n y i n g og e d a s b a n，No r t h e r n T i a n s h a n Mo u n t a i n s ， No r t h w e s t Ch i n a[ J ] ． E a r t h S c i e n c e Fr o nt i e r s，2 0 0 3，1 0 1 6 3 - 6 9 ． 王宗秀，李涛．新疆博格达山链新生代再生造 山机理 岩石圈 内 切层“ 开” “ 合” 造山带 的典型代 表[ J ] ．地 质通报 ，2 0 0 4 ．2 3 3 2 8 6 - 2 93 ． W a n g Z o n gx i u，Li To o ． M e c h a ni s m o f Ce n o z o i c r e v i v a l o r o g e n y i n t h e B o g d a mo u n t a i n c h a i n ，X i n ] i a n g [ J ] ．Ge o l o g i c a l B u l l e t i n o f Ch i na ，2 0 0 4，23 3 2 8 6 2 9 3 ． 杨克绳．中国含油气盆地结 构和构造 样式地 震解释 [ M] ．北 京 石油工业 出版社 ，2 0 0 6 ． Ya n g Ke s he n ． Co mp o s i t i o n a n d s t r u c t u r a l s t y l e s e i s mi c i n t e r p r e t a t i o n o f p e t r o l i f e r o u s b a s i n i n C h i n a[M] ． B e i j i n g Pe t r o l e u m I n d u s t r y Pr e s s ，2 0 0 6 ． 郑 民，彭更新 ， 雷 刚林 ，等．库车坳 陷乌 什凹陷构 造样式及 对油 1 5 8 石油勘探与开发 油气勘探 V0 1 ． 3 8 N o ． 2 [ 1 8 ] [ 1 9 ] [ 2 0 ] [ 2 1 ] [ 2 2 ] [ 2 3 ] [ 2 4 ] [ 2 5 ] [ 2 6 ] 气的控制[ J ] ．石油勘探与开发 ，2 0 0 8 ， 3 5 4 4 4 4 4 5 1 ． Z he n g M i n，Pe n g Ge ng x i n，Le i Ga n g l i n，e t a 1 ． S t r u c t u r a l pa t t e r n a n d i t s c o n t r o l o n h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o ns i n W u s h i S a g， Ku c h e D e p r e s s i o n ，Ta r i m B a s i n [ J ] ．P e t r o l e u m Ex p l o r a t io n a n d De v e l o p me n t ，2 0 0 8，3 5 4 4 4 4 4 5 1 ． We r n i c k e B 。B u r c h f i e l B C ．Mo d e s o f e x t e n s i o n a l t e c t o n i c s [ J ] ． J o u r n a l o f S t r u c t u r a l Ge o l o g y．1 9 8 2，41 0 4 1 1 5 ． 周天伟 ，翟瑞 国．渤海湾盆地南堡 凹陷构造样式成因与控油作 用 试验研究[ J ] ．石油天然气学报 ，2 0 0 8 ，3 0 2 1 0 1 5 ． Zh o u Ti a nwe i ， Zh a i Ru i g u o ． Ge n e s i s a n d c on t r o l o f s t r u c t u r a l s t y l e o f Na n p u De p r e s s i o n i n B o h a i B a y B a s i n [ J ] ．J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s Te c h no l o g y，2 0 0 8，3 O 2 1 0 1 5 ． Al l e n P A，Al l e n j R．Ba s i n a n a l y s i s ，p r i n c i p l e a n d a p p l i c a t i o n r M] ．L o nd onBl a c k we l l S c i e n t i f i c P u bl i c a t i o ns ，1 9 9 0 ． Ka ng Yu z hu．Ka n g Zh i h o n g ． Te c t o ni c e v o l u t i o n a n d oi1 a n d g a s o f Ta r i m b a s in[ J ] ．J o u r n a l o f S o u t h e a s t As i a n E a r t h S c i e n c e s ， 1 9 9 6，1 3 33 1 7 - 3 2 5 ． C h e n S h u p i n g ， Ta n g L i a n g j i e ， J i n Z h i j u n ， e t a 1 ．Th r u s t a n d f o l d t e c t o n i c s a n d t h e r o l e o f e va p o r a t e s i n de f o r m a t i o n i n t h e W e s t e r n Ku q a F o r e l a n d o f Ta r i m B a s i n ，No r t h w e s t Ch i n a [ J ] ．Ma r i n e a n d Pe t r ol e u m Ge o l o gy ，2 0 0 4，211 0 2 7 1 0 42 ． J i n Z h ij u n ，Ya n g Mi n g h u i ，L u Xi u x i a n g ，e t a 1 ． Te c t o n i c s a n d p e t r o l e u m s y s t e m o f t h e Qi u l i t a gh f o l d a n d t hr u s t b e l t ，no r t he r n T a r i m b a s i n ，NW Ch i n a [ J ] ．Ma r i n e a n d P e t r o l e u m Ge o l o g y ， 2 0 0 8，2 5 8 7 6 7 - 7 7 7 ． 漆家福 ， 夏义平 ， 杨桥．油区构造解析[ M] ．北京 石油工业出版 社 ，2 0 0 6 ． Qi J i a f u，Xi a Yi p i n g，Ya n g Qi a o ．An a l y s i s o f o i l r e g i o n s t r u c t u r e [ M] ．B e i j i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y P r e s s ，2 0 0 6 ． 梁慧社 ，张建珍 ，夏义平．平衡 剖面技术及 其在油气勘探 中的应 用[ M] ．北京 地震 出版社 ，2 0 0 2 ． L i a n g Hu i s h e， Z ha n g J i a n z he n， Xi a Yi p i n g． Ba l a n c e d s e c t i o n t e c h n i q u e a n d i t s a p p l i c a t i o n f o r e x p l o r a t i o n a c t i v i t y [ M] ．B e ij i n g Se i s m i c P r e s s，2 0 0 2 ． 赵文智 ，邹才能 ，宋岩 ，等．石油地 质理论 与方 法进展 [ M] ．北 京 石油工业 出版社 ，2 0 0 6 ． Z ha o W e n z h i ，Z ou Ca i n e n g，S o n g Ya n，e t a 1 ．Pe t r o l e u m g e o l o g y t h e o r y a n d a p p r o a c h p r o g r e s s [ M] ．B e i j i n gP e t r o l e u m I n d u s t r y [ 2 7 ] [ 2 8 ] [ 2 9 ] [ 3 0 3 [ 3 1 ] [ 3 2 ] Pr e s s ，2 00 6 ． 管树巍 ，陈竹新 ， 李本亮 ，等．再论 库车克拉苏 深部构造 的性质 与解释模型[ J ] ．石油勘探与开发 ， 2 0 1 0 ，3 7 5 5 3 1 5 3 6 ， 5 5 1 ． Gua n S h u we i ，Ch e n Zh u x i n， Li Be n l i a n g，e t a 1 ．Di s c u s s i o ns o n t h e c h a r a c t e r a n d i nt e r p r e t a t i o n mo d e l o f Ke l a s u d e e p s t r u c t u r e s i n t h e Ku q a a r e a [ J ] ．P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ， 2 0 1 0，3 7 5 5 3 1 - 5 3 6 ，5 5 1 ． Da h l s t o r m C D A．B a l a n c e d c r o s s s e c t i o n [ J ] ．C a n a d a J o u r n a l o f Ea r t h S c i e n c e ，1 9 6 9 ，6 4 7 4 3 - 7 5 7 ． M o r l e y C K ，Ne l s o n R A ，Pa t t o n T L．Tr a ns f e r z o n e s i n t h e Ea s t Af r i c a Ri f t s y s t e m a nd t h e i r r e l e v a nc e t o h y d r o c a r b o n e x p l o r a t ion i n r i f t s [ J ] ．AAP G B u l l e t i n ，1 9 9 0 ，7 4 8 1 2 3 4 1 2 5 3 ． 汪新伟 ， 汪新文 ，马永 生．准噶尔盆地南缘褶皱一 冲断带的构造变 换带特征[ J ] ．石油与天然气地质 ，2 0 0 7 ，2 8 3 3 4 5 3 5 4 ． W a n g Xi n we i ，W a n g Xi n we n，M a Yo n gs h e n g ．Ch a r a c t e r i s t i c s o f s t r u c t u r e t r a n s f o r m z o n e s i n t h e f o l d t hr u s t b e l t s o n t he s o u t h e r n ma r g i n o f J u n g g a r b a s i n ， N o r t h we s t C h i n a[ J ] ． Oi l 8 L Ga s Ge o l o g y，2 0 0 7，2 8 3 3 4 5 3 5 4 ． 吕延防 ，付广．断层 封闭性 研究 [ M] ．北京 石 油工业 出版 社， 2 0 0 2 ． L t i Ya n f a n g ，F u Gu a n g ．S t u d y o f f a u l t s e a l i n g[ M] ．B e i j i n g Pe t r o l e u m I n d u s t r y Pr e s s ，2 0 0 2 ． 徐安娜 ，董月霞，韩大匡 ， 等．地震 、 测井 和地质综合一体化油藏 描述与评价 以南堡 1号 构造东 营组一段油 藏为例 [ J ] ．石 油勘 探与开发 ，2 0 0 9 ，3 6 5 5 4 1 5 5 1 ． Xu An n a， Do n g Yu e x i a ， Ha n Da k u a n g， e t a 1 ． I nt e g r a t e d de s c r i p t i o n a n d e v a l u a t i o n o f r e s e r v o i r s b a s e d o n s e i s mi c ，l o g g i n g a n d g e o l o g i c a l d a t a Ta k i n g Do n g y i n g F o r m a t i o n M e mb e r 1 o ． 1 r e s e r v o i r o f No ．1 s t r u c t u r e ，N a n p u S a g a s a n e x a mp l e[ J ] ． Pe t r o l e um Ex p l o r a t i o n a n d De v e l o p m e n t ，2 0 0 9，3 6 5 5 4 1 55 1 ． 第一作 者简 介 柳 波 1 9 8 3 一 ， 男， 山西 大同人 ， 现为 中 国石 油 大学 北京 在读博士研究生 ， 主要 从事石 油地 质、 油 气成藏规律 与分布 等方 面研 究。地址 北京 市 昌平 区， 中 国石 油 大学 北 京 2 4 5信 箱 ， 邮政 编 码 1 0 2 2 4 9 。E ma i I _ 1 i u b o 6 8 6 9 1 6 3 ． c o m 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 2 9 修回 日期 2 0 1 1 - 0 1 1 9 编辑 黄昌武 绘图 李秀贤