英西地区盐相关构造特征及其油气地质意义

陆金波，张燕生，徐 辉，赵亚楠

(1.中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039； 2.中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029)

英西地区位于柴达木盆地西南，狮子沟—英雄岭构造带西北，属环英雄岭油气聚集带，中、新生代山间含油气盆地[1-2]。新生代盆地内气候干旱，湖水补给欠发育，形成广阔的碳酸盐岩与膏盐岩互层。巨厚的新生代地层形成良好的生储盖组合，油气潜力巨大。早期受技术限制，对该区深部油气地质认识不够深入，导致该区长时间内勘探进展缓慢。近年来，随着勘探技术和理论认识水平的提高，该区深层油气勘探取得突破。2015年以来，成功钻探了狮38等一批高产井(初期日产超千吨)[3]。高产油气井揭露英西地区深部储层为一套裂缝发育的泥质碳酸盐岩，顶部膏盐岩发育，因此，对该区深部构造及盐岩地层的研究受到越来越多的重视。

1 地质背景

2 膏盐岩沉积

3 含盐构造特征

英西地区下干柴沟组上段整体具有西北高、东南低的展布趋势。受周缘昆仑山、阿尔金山活动影响，研究区古近纪末期以来处于挤压应力背景下，发育挤压型构造[9]。通过三维地震构造解释，细化研究了英西地区构造特征，明确膏盐岩在构造演化及油气形成中的意义。以下干柴沟组内部标志层(膏盐层底界)构造面为例，工区中部发育北西-南东走向的构造隆起，断层总体与中部隆起平行展布，工区北部发育个别近东西向断层(图1)。

图1 英西地区下干柴沟组膏盐层底界构造图Figure 1 Xiaganchaigou Formation gypseous-salt layerbottom structural map of Yingxi area

构造分层的成因与膏盐岩塑性相关。膏盐岩具有塑性流变特性，在构造活动过程中，膏盐岩既可作为上部构造层提供滑脱面，亦可为盐下构造层提供顶部自由变形空间，使得盐上、盐下构造层具备相互独立，形成非协调变形的构造环境。

图2 英西地区过狮20井北东向地震解释剖面Figure 2 Cross well S20 NE-trending seismic prospectinginterpreted section in Yingxi area

以膏盐岩作为滑脱层，盐岩上覆地层在挤压应力作用下，长距离滑脱，向西南方向逆冲推覆，形成剖面中F1滑脱断层。沿F1断面上盘发育断层相关褶皱，形成宽缓背斜形态(即平面图上的中部隆起带)；受到逆冲过程的牵引所用，下盘地层发育西南缓倾单斜。盐上构造层内各层系断面两侧的上盘厚度小于下盘，说明逆冲过程具有持续性，即F1断层在盐上构造层内各层系沉积过程中持续活动。这种时间上的整合关系，使盐岩作用范围进一步扩大，发育挤压构造环境下盐相关构造，包括盐席、盐楔、盐推覆、盐间断褶等。下文对研究区主要盐相关构造特征进行分析。

盐楔是由于含盐地层受差异负载作用下，盐岩塑性流动，形成的楔状盐岩。研究区内膏盐层在承受重力载荷的同时，构造载荷对其侧向挤压，加强了含盐地层负载的不均衡性，在F1断裂两侧，盐楔构造发育相对普遍(图3)。

盐推覆构造是指盐岩沿断层发生逆冲推覆，覆盖于下盘地层之上。F1断层之上，发育典型盐推覆构造，区域挤压效应一是出现逆冲推覆断层，二是使盐岩层承受更大的构造负荷。当沟通盐岩层的断层形成时，盐岩层出现局部泄压点，重力载荷与构造负荷的共同作用，驱使塑性的盐岩向低压部位流动，即断裂发育部位。盐岩沿着初始破裂面的侵入，进一步改变了地层结构，从而进一步促进逆冲推覆断层的发育。从而沿着逆冲断裂面发育盐推覆构造。与此同时盐岩的强力侵入，导致上覆地层发生形变，形成盐背斜构造(图3)。

图3 英西地区典型盐构造地震解释Figure 3 Seismic prospecting interpretation of typicalsalt tectonics in Yingxi area

此外，盐席、盐间褶皱以及盐焊接等盐构造在研究区也有较普遍发育。与研究区盐楔、盐推覆及盐背斜构造不同的是，盐席、盐间褶皱及盐焊接构造形成过程中，重力载荷相对构造负荷起到更为重要的作用。

4 研究区构造演化

中生代以来柴达木盆地经历,早中侏罗世伸展断陷—坳陷、晚侏罗世—白垩纪挤压坳陷—挤压隆升、古新世—中新世早期整体挤压坳陷、中新世晚期—第四纪挤压反转4个演化阶段[10]。因此，狮子沟地区新生代可划分为两大构造演化阶段：弱挤压坳陷期和强挤压逆冲期。

借助平衡剖面恢复技术，本文对过狮20井北东-南西向地震剖面为例，对狮子沟地区新生代构造演化过程进行详细研究。始新统已经发育盐下逆冲断层雏形。渐新世早期，处于构造相对平静期，致使该区渐新统下部沉积了一套厚层泥质碳酸盐岩。进入渐新世中-晚期，挤压作用增强，地层挠曲变形，构造沉降明显，发育孤立坳陷，最终形成封闭湖盆。随着水分蒸发，湖内水体盐度不断增加，渐新统上部出现厚层膏盐岩。由于膏盐层塑性特征，盐下地层内部断层难以穿过膏盐层向上发育。早中新世末期及晚中新世末期，印度板块与亚洲板块剧烈碰撞所产生的远程效应使该区处于强挤压构造环境。以盐岩层为界，下部地层逆冲叠瓦状断层进一步复杂化；而盐层内部出现大规模的滑脱作用，并向上沿着逆冲断裂形成盐推覆构造。新构造运动的挤压活动，使该区盐上、下两套不同的构造单元进一步加剧，并最终定型(图4)。

图4 英西地区构造演化图Figure 4 Tectonic evolution diagram of Yingxi area

相对脆性的碳酸盐岩、泥质碳酸盐岩的围岩，膏盐岩地层塑性明显，因此，在构造发育过程中会起到独特的作用。①作为滑脱层，使上覆地层在挤压应力下能够进行长距离的滑脱运动，并在地层破裂处形成逆冲推覆断层；②岩层的挤压侵入，促进逆冲推覆断层进一步演化；③由于沿盐层滑脱，盐上与盐下地层出现不协调，盐下地层在逆冲推覆断层下，发育大量逆冲叠瓦断层，与上覆地层的形变进行调谐，并在其集中发育部位形成冲起构造，在一定程度上改变上覆逆冲推覆断层断面形态。同时，盐岩的塑性特征进一步阻止了下伏地层中逆冲叠瓦断层向上传递。可见，研究区盐岩的存在，是该区构造上下分层的重要原因。

5 盐构造的油气成藏中的作用

位于工区中南部的狮20井在下干柴沟组上段内试油，获得日产油1 000m3。其储层为泥质碳酸盐岩，构造裂缝发育明显，上覆膏盐岩地层起到了良好的封盖作用。可见，研究区典型的碳酸盐岩-膏盐岩组合，以及配套的构造特征为油气聚集提供了独特的储集特征。主要表现在以下三个方面。

(1)盐相关构造为油气成藏提供有效圈闭。本区发育盐推覆、盐背斜、盐楔等盐相关构造。这些构造一方面可以为油气成藏提供构造圈闭，如盐推覆、盐背斜的构造高点都是圈闭发育的优势部位；同时，盐岩在在流动、楔入的过程中，对上下地层产生影响，(尤其是脆性的碳酸盐岩地层)，形成裂缝发育带，改善储层物性。

(2)盐岩对于下伏碳酸盐岩裂缝储层起保护作用。盐岩封闭导致下伏地层异常高压，能减小储层的压实作用，保护原生及次生孔隙，并促进裂缝的进一步发育，从而形成高层油气藏。

(3)盐岩层作为优质盖层，与下伏碳酸岩储层构成良好的储盖组合。同时挤压过程中，盐岩的流动、楔入作用扩大原始盐层分布面积，提高了盖层的有效性。英西地区深层高产油气层多位于盐层之下，且具有较高的油藏压力。可见，盐层为主的盖层在油气成藏过程中起到了重要作用。因此，膏盐分布区是今后英西深层勘探中的重点。

6 结论

英西地区渐新统下干柴沟组上段发育碳酸盐岩-膏盐岩组合。受区域应力场的挤压作用，本区发育典型的盐相关构造，主要有盐推覆、盐背斜、盐楔等。受盐层滑脱作用影响，盐上和盐下发育两套不同的构造组合，盐上地层主要沿中部逆冲推覆断层收缩，大断裂周边断裂少，构造相对简单；盐下碳酸盐岩地层发育逆冲叠瓦状断层组合，断层数量多，地层破碎严重，裂缝发育明显，有效改善储层物性。盐岩层与下伏碳酸盐岩地层空间上的分布，为该区深部油气藏发育提供了良好的储盖组合。膏盐岩与下伏碳酸盐岩组合是本区下步深层油气勘探的重点。