大地电磁测深（MT）法在前陆盆地构造研究中的应用——以塔西南坳陷柯东断裂构造带为例

魏巍 （中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆 库尔勒 841000）

苏朱刘 （油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学）中国石油天然气集团公司物探重点实验室 （长江大学），湖北武汉 430100 ）

郭群英，徐冠，姜红 （中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒 841000）

何光芒 （中石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒 841000）

大地电磁测深（MT）法在前陆盆地构造研究中的应用
——以塔西南坳陷柯东断裂构造带为例

魏巍 （中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆 库尔勒 841000）

苏朱刘 （油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学）中国石油天然气集团公司物探重点实验室 （长江大学），湖北武汉 430100 ）

郭群英，徐冠，姜红 （中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒 841000）

何光芒 （中石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒 841000）

在塔里木盆地西南缘前陆盆地柯东断裂构造带，采用200m点距的大地电磁测深 （MT）法四分量观测，获取张量阻抗数据。利用张量阻抗分解技术和空间滤波法作静态位移校正；用带地形的二维和三维处理及反演方法得到电阻率深度剖面；运用前陆盆地的逆冲推覆和冲断系模式解释电法剖面、划分构造单元和圈定局部构造。研究认为，柯东断裂构造带的断裂主要为逆断层，存在台阶状的走滑断层系，构造带具分带、分段特点；柯东和普东构造带以单向挤压为主，普西构造带以压扭为主；存在深、浅双重滑脱层。

大地电磁测深法；静位移；前陆盆地；逆冲推覆带；塔里木盆地；塔西南坳陷

1 工区地质概况

塔里木盆地是在前震旦变质岩系陆壳基底上发育起来的大型叠合盆地，构造背景复杂。沉积盖层经历了多期构造演化阶段，断层活动、褶皱活动及区域升降控制的相互交织，形成了盆地现在的复杂的构造格局。前陆盆地是位于褶皱山系前缘与毗邻克拉通之间的沉积盆地。它包括从山前坳陷到克拉通边缘斜坡的过渡区。前渊盆地、山前坳陷、山前坳陷－地台边缘坳陷、山前坳陷－地台斜坡等都属于前陆盆地范畴。由造山带向克拉通方向，前陆盆地可划分为3部分：褶皱－冲断带 （含有褶皱推覆体、叠瓦推覆体和双重构造）、深坳带、稳定前陆斜坡及前缘隆起。

塔西南坳陷是塔里木盆地南部一个重要的一级构造单元，海西期和喜山期是塔西南构造圈闭和成藏的主要形成时期。塔里木盆地西南坳陷夹持于西昆仑与南天山褶皱带间，边界受大型逆冲推覆断裂带和走滑断裂带控制。塔西南坳陷经历了多期构造运动，其中以喜山期构造运动最为重要，地震资料反映的多层次滑脱主要为喜山期构造运动结果，其现今构造格局是逆冲推覆、滑脱、走滑共同作用的结果［1，2］。研究区柯东断裂构造带属于塔西南坳陷昆仑山山前冲断带柯克亚－桑株逆冲构造段，位于玉力群－克里阳背斜与柯克亚背斜之间，是一个受基底卷入断层控制的隐伏背斜构造带。柯东断裂构造带总体表现为受多个南倾逆冲断层控制形成的叠瓦扇构造，包括多排平行展布的逆冲断片，每排逆冲断片均有多个断层转折褶皱发育，造成了柯东断裂构造带大量圈闭发育，成排成带展布的格局。

塔西南坳陷柯东断裂构造带构造变形复杂，尤其在其周边表现得更为明显。对于地形、浅表结构和深层构造都较复杂的区域，地震成像有一定的困难。为此，笔者采用密集点距的大地电磁测深 （MT）法对塔西南坳陷柯东断裂构造带进行了构造研究，弥补了地震剖面对构造信息反映不足的缺点。

2 大地电磁测深 （MT）方法特点及数据处理方法

2.1 采集特点

大地电磁测深采集方法的主要特点是：①空间高密度采样，沿一条测线上的点距为200～300m，因此对构造的横向分辨率较高；②单个测点 （单站）上全信息四分量观测 （2个水平电道、2个水平磁道），在合适的范围内，多个电站共用一个磁站，其共用范围根据磁场水平方向的变化对TE极化 （正交极化）资料的影响程度而定，该次研究设置为2000m；③卫星同步记录时间信号，可直接在时间域处理，灵活方便，这将允许自由加密周期点 （不同于根据有限周期点数据内插），因而比常规MT方法的纵向分辨率还要高［3～6］。

对功率谱数据进行整理，可得到每个测点的实测张量阻抗珟Z：

2.2 数据处理方法

式中：ρaTE，TM为TE极化和TM极化对应的视电阻率，Ω·m；ω是圆频率，Hz；μ0＝4π×10－7为真空中的磁导率，H／m；ZTE，TM是TE极化和TM极化对应的阻抗，Ω。

如何获得纵、横向较高分辨率的电性构造图像，反演是关键。笔者根据观测资料的采集特点，采用带地形的 “降维逼近法”进行反演［8］。

3 综合解释

柯东断裂构造带的褶皱－冲断带南缘边界为铁克里克断裂 （图1中的Ft），以南为铁克里克断隆，向北为铁克里克北缘断裂 （图1中的Ftb），控制着康开复背斜逆冲推覆构造亚带。克里阳三角构造带则由顶板断裂 （图1中的F1）和克里阳北反冲断裂所控制，三角构造带内的局部构造的面貌由冲断系（顶、底板之间的连结断裂和分叉断裂，断裂F2、F3、F4等）决定。

3.1 剖面解释

图1 739测线电阻率反演深度剖面和综合解释成果

柯东断裂构造带构造复杂，浅层存在局部电性不均匀体，静态效应严重，地形起伏落差大。通过张量阻抗分解法、带地形的二维和局部三维反演、精细的电性和地质分层，消除了静位移和构造假象，能对电阻率剖面进行连续电性层和地层属性的追踪和标定，与其他地质及物探资料的矛盾能得到合理解释，反映的地质结构更加合理。图1为柯东断裂构造带过玉力群背斜的739测线的电阻率 （ρ）反演剖面和综合解释成果。受来自造山带向北强烈挤压作用的持续影响，紧靠南部山根处发育的高角度逆断层（Ft和Ftb）将元古界和上古生界推覆至地表，形成基底卷入式构造。玉力群背斜下部发育阿尔伯特型构造三角带，其主体是由上古生界、中生界构成的多个逆掩岩席经多次冲断 （F1、F2、F3、F4）叠置而成，即柯东101背斜和柯东1背斜。玉力群背斜北翼可能沿滑脱层发育反向逆冲断层，形成被动顶板双重逆冲构造。往北还发育断层转折褶皱，由玉力群背斜三角带前缘逆冲断层切割至上古生界和中生界，使其上覆的新生界被动抬升［9］。从平面上看，柯东101井和柯东1井均不在构造高点上，高点偏西。

图2 柯东断裂构造带断层分布及构造单元划分图

3.2 平面解释

依据古近系底部构造图 （图2），解译出7大断裂系和走滑断层，分别是：①铁克里克断裂系（Ft）；②铁克里克北缘断裂系 （Ftb）；③甫沙－克里阳断裂系 （F0和F1）；④柯克亚北断裂系 （F4）；⑤棋盘-固满-合什塔格断裂系 （F5）；⑥考库亚右行走滑系；⑦克里阳左行走滑系。可划分出两级断裂：①一级断裂Ft；②二级断裂Ftb、F0、F1、F4、F5。断裂总体特征为：①主干断裂展布方向与区域构造线一致，西部为NWW-SSE向，东部为NWW-SEE向，总体呈向南西突出的巨大弧形；②主干断裂两侧发育有平行或斜交次级断裂，主干断裂规模大、延伸长，活动频繁；③断裂多为倾向南、南西的逆断层，具压性、压扭性，形迹为弧形、直线形。

同时依据古近系底部构造图，将工区划分出6个构造带，即：铁克里克隆起带；铁克里克北缘构造带；波特古尔构造带；柯东构造带；柯克亚构造带；考库亚－阿尔塔什构造带 （图2）。构造带具分带、分段特点。经过区带综合分析和评价，认为柯东构造带、柯克亚构造带为Ⅰ类构造带；波特古尔构造带、考库亚-阿尔塔什构造带为Ⅱ类构造带；其中波特古尔构造带为新划出的一个构造带 （凹陷），为有潜力的勘探带。

对基底、滑脱层、构造样式进行分析后认为：①存在深、浅双重滑脱，推测深层滑脱层为下寒武统的膏岩盐层，它包含在约2000m厚的一个低电阻率层中，该低电阻率层为震旦系＋下寒武统的低阻部分，以该低电阻率层的顶面近似作为前寒武系变质岩基底的顶面，推测浅层推覆冲断断层可能大都收敛于该深部滑脱层；②具有2个构造带特征，即柯东和普东构造带以单向挤压为主，普西构造带以压扭为主；③工区主要发育有基底卷入式构造、构造三角带、双重逆冲构造、被动反冲逆掩构造和断层转折褶皱。

综合分析认为：①柯东构造带南部凹陷分为2部分，分别由F0和F1断层控制；波特古尔构造带由普东平稳过渡到普西；②存在齐姆根走滑带南部的台阶状右行走滑系，它是齐姆根凸起向棋盘三角带的过渡带；③存在克里阳沟走滑系，它与铁克里克隆起在贫尼地区向北凸起有关，部分消解了铁克里克隆起北向的挤压力；④阳1井以东，受桑株走滑断层和康开断裂的影响，具有桑株构造模式的痕迹。

4 结论

1）电磁法在塔西南坳陷柯东断裂构造带可提供电性分层较清晰的深度剖面。由于工区地形和构造的复杂性，作静位移校正和采用带地形的反演是获取高品质电阻率深度剖面的关键。

2）依据研究区古近系底部构造图，在该区可解译出7大断裂系和走滑断层，同时可划分出6个构造带，构造带具分带、分段的特点。柯东和普东构造带以单向挤压为主；普西构造带以压扭为主。

3）电磁法剖面显示柯东断裂构造带为基底卷入式构造，在被动顶板双重逆冲构造下发育阿尔伯特型构造三角带。研究区存在深、浅双重滑脱层。

［1］谢会文 .基底滑脱层分布对褶皱冲断带变形——以塔西南西昆仑山前褶皱冲断带为例 ［J］.高校地质学报，2010，18（4）；701～710.

［2］杜治利 .西昆仑山前柯东构造新生代构造变形及油气意义 ［J］.石油学报，2013，34（1）：22～30.

［3］陈乐寿，刘任，王天生.大地电磁测深资料处理与解释 ［M］.北京：石油工业出版社，1989.

［4］朴化荣 .电磁测深法原理 ［M］.北京：地质出版社，1991.

［5］陈乐寿，王光谔 .大地电磁测深法 ［M］.北京：地质出版社，1990.

［6］Su Zhuliu，Yan Liangjun，Chen Qingli，etal.Synchronized array MT sounding in mountain areas［J］.The leading edge，1997，16（4）：375～376.

［7］Berdichevsky M.N，Dmitriev V I.Basic principles of interpretation of magnetotelluric curves［A］.Adam A.Geolectric and geothermal studies［C］.Budapes：Akademini Kiado，1976.165～221.

［8］苏朱刘，胡文宝 .大地电磁测深 “降维逼近法”二维反演 ［J］.石油地球物理勘探，2002，37（5）：516～523.

［9］田继强，贾承造 .塔西南昆仑山前冲断带甫沙－克里阳段构造特征与物理模拟 ［J］.石油学报，2012，33（6）：941～948.

［编辑］ 龚丹

App lication of M agnetotelluric M ethod in Foreland Basin Structural Study——By Taking Kedong Fracture Tectonic Belt in Southwest Depression of Tarim Basin for Exam p le

WEIWei，SU Zhuliu，GUO Qunying，XUGuan，JIANG Hong，HE Guangmang (First Author's Address:Research Instituteof Exploration and Development，Tarim Oilfield Company，PetroChina，Korla 841000，Xinjiang，China)

In Kedong fracture tectonic belt in southwest depression of Tarim Basin，magnetotelluric sounding(MT)method with 200m offsetwas used for oil and gas prospecting of four-component observation，itwas used for acquisition of tensor impedance data.The static shift was corrected with tensor impedance decomposition and spatial filter.A resistivity-depth profile was obtained by using 2D and 3D inversion with terrain.The foreland thrust nappe and thrustmodes were used for electrical profile interpreting，structural unit division，delineation of the local structures.The research shows that the Kedong fracture tectonic belt is combination of thrust-nappe，stepwise strike-slip strata with the characters of zonation and segmentation Kedong and Pudong structural zones present the feature of single directional pressing，Puxistructure zone is transpressionalwith deep and shallow strike-slip strata.

magnetotelluric sounding;static shift;foreland basin;thrust nappe belt;Tarim Basin;the southwest Tarim Depression

P631.325

A

1000-9752（2014）05-0083-04

2014-04-04

国家科技重大专项 （2011ZX05003-0042004Z002）。

魏巍 （1982-），男，2007年中南大学毕业，工程师，现主要从事地质和地球物理综合研究工作。