川西南冲断带深层地质构造与潜在油气勘探领域

陈竹新，王丽宁，杨光，张本健，应丹琳，苑保国，裴森奇，李伟

（1.中国石油勘探开发研究院，北京 100083；2.中国石油盆地构造与油气成藏重点实验室，北京 100083；3.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，成都 610041；4.中国石油西南油气田公司川西北气矿，四川江油 621700）

0 引言

四川盆地西南部（简称川西南）冲断带地表发育多排背斜构造带，一直都是四川盆地油气勘探的重点领域，其中已经发现了平落坝、大兴西、邛西等气田和张家坪、白马庙、莲花山、苏码头、汉王场等含气构造[1-2]。目前已获得储量发现的层系主要为上三叠统须家河组二段（简称须二段）、须家河组三段（简称须三段）和侏罗系自流井组、沙溪庙组、遂宁组、蓬莱坝组等陆相碎屑岩层，而且整体储量和产量不高。2010年以来，川西坳陷中段中—上三叠统[3]、四川盆地中部（简称川中）地区震旦系—寒武系[4]和四川盆地西北部（简称川西北）冲断带上古生界[5]等均获得了重大天然气勘探发现，持续推动四川盆地海相碳酸盐岩和深层油气勘探。川西南冲断带正好位于川中安岳裂陷槽[6]西侧，同时也是川西前陆盆地[7]重要组成单元，自然成为了新一轮油气勘探的重点领域。其中，震旦系灯影组、中三叠统雷口坡组和中二叠统栖霞组、茅口组是川西南深层油气勘探的重点层系，但长期勘探成效甚微。2018年，在川西南东侧构造活动相对稳定的简阳地区二叠系火山碎屑岩中获得高产气流[8]，展示了川西南地区良好的油气勘探潜力，同时也反映出川西南深层存在复杂的油气成藏过程和分布结构。

川西南地区经历了复杂的地质演化过程，包括新元古代裂谷伸展、早古生代的稳定克拉通、早古生代末至晚古生代早期的隆升剥蚀、二叠纪至中三叠世碳酸盐台地沉积及期间的中二叠世峨眉地裂运动，以及中—新生代多期前陆构造-沉积作用。尤其是晚新生代以来的强烈再生前陆构造作用，形成了复杂地形地貌和地表冲断结构[9]。冲断构造变形具有明显的多期、多向和多层特征，导致深层残余地层和构造地质结构难以识别。自2008年四川汶川地震以来，龙门山冲断带及其前缘的川西冲断带也成为了研究青藏高原东缘活动构造和地震地质的热点地区和前沿领域[10-13]。其中，对川西南冲断带中可能的晚期构造或者活动构造的判识直接影响勘探目标的风险评价。因此，川西南冲断带地质结构分析和构造过程厘定对于区域构造研究、油气资源勘探和地震灾害评价都具有十分重要的意义。

前人关于川西南冲断构造解释模型和形成机制有众多研究和讨论，既有区域地质构造剖面分析[10]，也有单个构造三维结构建模研究[14-15]，同时也开展了大量的构造年代学[16]分析。但限于油气勘探程度和资料品质等原因，川西南冲断带的构造变形结构系统分析和深层地质结构认识程度仍然不够，制约了深层油气勘探进程。本文主要基于人工反射地震、钻井和地质资料的综合解释与分析，探讨川西南冲断带构造变形样式与时序、多阶段构造演化过程和深层地质结构，为川西南地区地质研究和多层系油气勘探提供基础构造地质认识。

1 地表地质构造

川西南冲断带位于四川盆地西南部（见图1），西北缘为龙门山南段冲断带，西南缘为康滇冲断带，北部为以第四系沉积为特征的成都盆地，东侧则是地表主要出露侏罗系的川中隆起。研究区现今地貌和构造格局受控于青藏高原东缘造山带隆升挤压作用向四川盆地内部的远距离传播效应，形成以多期次、多方向冲断褶皱构造和同构造沉积为特征的地表构造。

1.1 地貌地形

研究区新构造活动强烈，其地表地形地貌最能体现四川盆地西南缘与青藏高原东缘造山带之间的晚新生代构造耦合关系（见图1a）。其西北侧和西南侧的青藏高原东缘地形高程海拔超过4 000 m，而冲断带内成都平原的海拔为400～700 m。整体上，由造山带向盆地内部，地形海拔快速下降，在不到40 km的距离内，地形落差可达3 000～4 000 m。川西南冲断带内同样表现出地形由山前向盆地方向降低的特征，内部冲断构造的隆升高程向前陆方向也依次降低。同时发育由山前向盆地方向的第四系冲积扇和河流相沉积[14-15]，包括现今的邛崃—名山向斜内的冲积扇和成都平原沉积。这些构造地形和沉积地貌构成了青藏高原隆升背景下的最直接响应，其影响下的天然地震活动频繁[10,13,17]，指示川西南地区发育强烈的活动构造，这对于油气资源保存造成了负面影响，直接增加了川西南冲断带内的油气勘探风险和发现难度。

1.2 地表构造

图1 研究区位置（a）及地质构造纲要（b）图

川西南冲断带地表主要发育一些走向近乎平行于周缘造山带构造走向的正向或反向的逆冲断层，以及与逆冲断层相伴生的褶皱构造（见图1b）。

从地表显性和地下隐性的主要构造迹线上看，川西南冲断带中的褶皱、地层和断层的走向具有4个明显的方向，具有明显不同的展布结构（见图1b、图2）。第1个构造走向基本平行于龙门山南段冲断带，以雾中山—高家场—张家坪、苏码头—盐井沟、龙泉山等为代表的北东—南西走向的背斜构造带，构成了研究区主要的地表地质构造；第2个走向特别明显的构造带是位于西南缘康滇冲断带北侧的近南北走向的以鼻状构造为主的褶皱构造带，包括莲花山、周公山等背斜以及老君山、沙坪铁厂、尖峰寺、华头嘴等半背斜构造；第3个构造走向则是以地表能观察到的灌口背斜、熊坡背斜和威远背斜等构造组成，其断裂和褶皱的整体走向与上两类构造展布具有至少有10°以上的差异，其成因机制和形成时间与第1类构造是否有所差异需要进一步讨论；第4个构造走向则是基本平行于康滇冲断带，发育北西—南东走向的背斜构造，形成的褶皱构造以出露的二叠系和三叠系为主，紧邻西南侧造山带，其形成可能与局部的挤压构造应力场有关。

从研究区主要构造的统计分析看，冲断褶皱构造的确具有4个方位的构造走向，以北东—南西和近南北的两个构造走向为主，其他走向为辅（见图2）。从地表冲断褶皱和地层出露的整体分布看，冲断变形强度明显有由西向东和由南西向北东方向减弱的特征。

1.3 地层分布

图2 川西南冲断带主要构造走向玫瑰花图

川西南冲断带外缘造山带出露了大规模的基底、震旦系、古生界和三叠系，发育强烈的冲断褶皱变形。而川西南盆地内部主要出露中—新生界，呈现出周缘老、内部新的整体地层分布形态（见图1b）。西侧的龙门山南段地表出露了基底和相对完整的古生界，地层遭受了大规模推覆和剥蚀，并在前缘地区形成了叠置于中生界之上的上古生界飞来峰构造（见图1b）。西南缘的康滇褶皱冲断带中，下奥陶统被二叠系直接覆盖，缺失了绝大部分的古生界。研究认为，川西南盆地深层发育有乐山—龙女寺古隆起核部，普遍缺失寒武系—石炭系。汉王场构造上的汉深1井在二叠系之下直接钻遇了70余米厚的下寒武统，之后钻进震旦系灯影组200余米。钻井证实了川西南盆地中的古生界规模缺失和二叠系—中生界相对完整发育。在地表地质露头中，二叠系在西南缘山前局部出露，主要构成北西—南东向（第4个构造走向）背斜构造的核部。三叠系主要出露在研究区西缘、西南缘的部分背斜以及东侧的威远背斜的核部。从研究区边缘向中心，依次出现了侏罗系、白垩系以及古近系，反映了造山带前缘向盆地方向的差异构造抬升和变形强度。其中，侏罗系和白垩系在研究区均有分布，构成了新生代构造和沉积活动的基底背景。古近系则主要分布在研究区南部的芦山—夹江一线的多个向斜中，厚度大；在北部则遭受了大规模的剥蚀，零星出露，之上以角度不整合的方式覆盖有新近系和第四系。新近系在川西南地区基本缺失，在雾中山和高家场构造带东侧零星分布，与下伏地层呈角度不整合接触。在研究区中部和北部，第四系不整合覆盖在老地层之上，构造变形弱，只在邛崃西部和南部地区地表发育有走向南北的断裂构造活动。

2 构造变形结构

从前文的地表地形、地层和构造的展布看，川西南冲断带由北西向南东方向构造变形强度和密度增大，表现出明显不同的变形结构和组合特征。本节主要基于地震反射剖面资料的构造构解析，建立川西南冲断带3条区域构造剖面，揭示研究区浅层薄皮滑脱冲断构造和深层基底卷入褶皱构造的组合和分布特征（见图3—图5），并解析不同构造段的典型地质构造样式和形成机制。

2.1 北部浅层滑脱冲断构造段

图3区域地震剖面是由多条二维测线拼接而成，由西向东依次穿过雾中山—高家场构造带、熊坡背斜北端—观音寺构造带、龙泉山构造带和威远背斜西北翼。除了揭示上三叠统须家河组西厚东薄的楔形前陆沉积地层结构以及下侏罗统区域稳定沉积结构，构造剖面也进一步揭示了其他深层残余地层的分布结构，包括中—上三叠统（雷口坡组、马鞍塘组和小塘子组）、雷口坡组盐层、古生界以及震旦系灯影组。其中，上三叠统马鞍塘组和小塘子组残余地层主要分布在熊坡背斜以西，呈现西厚东薄的厚度分布，向东减薄尖灭。雷口坡组盐层在川西南冲断带内广为分布，构成了川西南地区明显的滑脱层，控制形成了川西南地区分层变形的构造格局。古生界在川西南地区规模缺失，除中—上二叠统完整发育，主要残留了下寒武统，由东向西减薄尖灭，之上直接覆盖二叠系。寒武系之下发育有震旦系，其中灯影组灯二段西厚东薄，内部发育陡坎带（台缘带）。寒武系尖灭线以西的灯影组同样遭受剥蚀，之上直接覆盖中—上二叠统。

从该剖面构造解释结果来看，受分布于川西南地区的中三叠统雷口坡组上部盐滑脱层控制，冲断构造具有明显垂向分层的变形结构，表现为浅层远距离薄皮滑脱冲断褶皱构造和滑脱层之下深层弱构造变形的剖面组合结构，局部发育明显的盐相关构造。

浅构造变形层主要发育向盆地方向的远距离冲断，雷口坡组盐层之上的中—新生界沉积盖层发生明显的沿滑脱层向前陆方向位移传递和冲断褶皱构造作用。冲断褶皱构造在盆地内部呈现间隔分布特征，变形强度（缩短量）向前陆方向依次减小，但各排背斜带核部的地表高程没有明显差异。这一变形结构指示冲断构造底部一定存在具有较低摩擦系数的弱层（塑性滑脱层），进而控制形成典型挤压滑脱构造样式[18]。这种滑脱冲断作用在研究区形成了3排窄陡背斜构造带和两个宽缓向斜构造带（见图3），而且向斜带内部发育包括白马庙和盐井沟等构造在内的小规模冲断褶皱构造。除了近山前的雾中山构造带和远端的龙泉山构造表现为前冲构造，中间的熊坡背斜及其两侧向斜带内的背斜构造均呈现为反向逆冲结构，其成因机制仍有待进一步分析。另外，熊坡背斜构造带之下，发育有明显的盐聚集，形成明显的盐脊结构，指示了区域可能存在盐构造变形作用。

而滑脱层之下的深层构造变形层基本上是连续完整的，整体呈现为一西低东高的大型斜坡构造。近山前发育小规模的逆冲断层和低幅度褶皱构造，主要受滑脱层之下的深层基底变形控制，冲断褶皱变形由山前至盆地内部变形逐渐减弱和消失。其中的冲断和褶皱构造中，深、浅部地层发生同步变形，局部形成倾角和倾向基本一致的膝折带。这说明了深层构造的形成晚于浅层远距离滑脱构造，反映了川西南冲断带浅构造变形层形成早、深层基底褶皱构造形成晚的变形序列。

图3 川西南冲断带雾中山—威远地震剖面（a）和构造解释剖面（b）（剖面位置见图1）

图4 川西南冲断带高家场—大兴场—龙泉山地震剖面（a）和构造解释剖面（b）（剖面位置见图1）

另外，图3剖面中的深、浅构造变形层明显具有不同的缩短量，浅构造变形层缩短量超过14 km；而深层的构造缩短量约为1.2 km。这种滑脱层之上的浅层盖层的冲断位移主要来自后陆方向的推挤，沿浅滑脱层向前陆方向传递位移。从剖面平衡的角度分析，在造山带前缘的雾中山等浅层滑脱冲断构造之下必然发育向造山带延伸的深层构造。因此推测龙门山南段前缘滑脱推覆体之下存在一定规模的深层原地地层，该隐伏地层可能发育一定规模的冲断褶皱变形。

2.2 中部双层冲断变形构造段

图5 川西南冲断带银天坪—张家坪—汉王场—三苏场—龙泉山地震剖面（a）和构造解释剖面（b）（剖面位置见图1）

图4中的地震剖面由西向东依次穿过高家场构造带、熊坡构造带、龙泉山构造带和威远背斜西南翼。该剖面整体结构与图3类似，垂向上由中三叠统雷口坡组盐滑脱层分隔为两套变形层。在上构造变形层中，上三叠统须家河组同样具有西厚东薄的楔形前陆沉积地层结构，以及下侏罗统的区域稳定沉积结构。有所不同的是，部分中—上三叠统（雷口坡组、马鞍塘组和小塘子组）残余地层主要分布在熊坡背斜西侧，但同样呈现西厚东薄的厚度分布，向东减薄尖灭。浅构造层中的冲断褶皱构造数量和变形幅度较北部地区有所加强，例如熊坡背斜两侧的向斜内的大兴西和三苏场构造具有较大的变形宽度、逆冲断距以及褶皱幅度。

在图4的下构造变形层中，大兴场构造位于浅层熊坡构造带之下，表现出明显的基底卷入特征。盐滑脱之下的基底、灯影组、古生界及部分中生界发生整体冲断褶皱变形，并使得上覆盐滑脱层及浅构造变形层发生整体褶皱和抬升。这种深层冲断构造变形改造浅构造层的结构在大兴场西侧的高家场和平落坝深层表现最为明显。剖面中可以直接观察到深层源自基底的逆冲断层断穿盐滑脱层，使得盐下构造变形层、盐滑脱层和盐上构造变形层中的地层发生基本协调一致和同步的褶皱构造作用。这种深层构造改造浅构造层的变形结构可以辅助判定深层构造形成于晚期，而浅层大规模的滑脱冲断褶皱（例如熊坡构造和龙泉山背斜构造）的形成要明显先于深层构造作用。而且浅构造变形层中多个冲断构造具有较为明显的缩短量，远大于深构造变形层缩短量。这种深、浅层不协调的构造变形同样揭示深构造变形层向高家场西侧的龙门山南段具有一定延伸，形成隐伏原地构造。

2.3 南部基底褶皱构造段

川西南冲断带西南部的地表构造和地下构造均比中北部更为复杂。从图5地震波组以及构造解释结果剖面上看，大部分冲断构造的深、浅构造变形层具有较为一致的整体褶皱形态，直观上很多褶皱和断层的解释可以贯穿剖面，没有表现出明显的分层变形结构。但剖面东端的龙泉山构造显示出了明显的浅层滑脱冲断构造和深层稳定的西倾单斜构造组合，指示了浅层远距离滑脱冲断构造的存在。这一现象说明南部同样发育滑脱分层变形结构，为地震剖面的合理构造解释提供了思路。首先贯穿整个剖面的上部滑脱层控制浅层远距离滑脱冲断变形，后期遭受来自深层的基底褶皱冲断构造改造，从而形成现今川西南冲断带南部的直观上以基底褶皱变形为特征的构造结构。

结合地震反射剖面特征和上述构造形成机制认识，构建了川西南冲断带南部的横切张家坪、汉王场及龙泉山等背斜的区域构造地质剖面（见图5）。从该剖面构造解释结果看，南部构造段仍发育一套川西南地区普遍存在的盐滑脱层，控制形成了垂向分层的变形结构，滑脱层之上和之下的逆冲断层及其相关褶皱构造具有明显差异。只是该滑脱层在剖面上并不是一个平直的几何学构造形态，而是表现为具有明显高低起伏的褶曲构造形态。

区域滑脱层之上的浅构造变形层可以解释出中—新生界沉积盖层沿滑脱层向前陆方向位移传递，形成了明显的6排背斜构造和5个明显向斜构造，形成了包括张家坪、莲花山、汉王场、三苏场以及龙泉山等在内的一系列冲断褶皱构造。剖面东部清晰可辨的三苏场和龙泉山构造表现出了较大逆冲断距；而剖面中西部则主要体现了以断层传播褶皱形态为主的构造缩短，其中多个逆冲断层表现出小断距特征。浅层冲断构造中的正冲和反冲断层都可以向下延伸并消失于下部的区域盐滑脱层中。同样，在剖面中部的汉王场构造之下发育了局部的盐聚集，指示了研究区的盐构造变形作用。

滑脱层之下的深层构造变形层宏观上由多个较大规模的背斜和向斜构造构成，从山前向威远隆起方向依次抬升，表现为早期的大型斜坡遭受晚期源自基底冲断褶皱作用的构造改造。其中莲花山深层背斜和汉王场深层背斜最为典型，表现为基底卷入的大型褶皱构造，核部或地层转折部位发育次级冲断褶皱构造，形成局部发育的突发构造。汉王场构造南部剖面展示了深层冲断切穿上部盐滑脱层（见图6），从而形成了现今复杂的冲断-褶皱构造。图6中既可以观察到根植于盐滑脱层的逆冲断层，也可以清晰观察到盐下褶皱变形，以及深、浅变形层发生同步晚期错断的构造作用。

图6 汉王场构造深层构造切穿盐滑脱层（剖面位置见图5虚线框）

川西南南部构造段深层构造明显改造了滑脱层及其之上的浅层变形层，形成深、浅层一致的几何形态。这一深浅同步变形的结构在向斜构造区特别明显，一是造成南部构造段发育窄、陡向斜构造，二是由浅至深具有相似的地层产状特征（例如芦山向斜和名山向斜的东翼）。以上构造几何学特征反映了浅构造层遭受深层冲断褶皱构造作用的改造过程。这一认识进一步说明了川西南冲断带中初期分层变形和晚期整体基底褶皱改造等构造过程认识的合理性，而且可以在剖面中解释出，震旦系之下可能发育有多个隐伏的南华系裂谷构造，裂谷边界的存在控制了深层晚期局部冲断构造的发育位置（见图5）。

南部构造剖面展示了与中北部两条区域剖面相似的地层结构（见图5）。在上构造变形层中，上三叠统同样体现出西厚东薄的楔形前陆沉积结构，侏罗系及白垩系则体现了区域相对稳定沉积结构。受地震资料品质限制，部分中—上三叠统（雷口坡组、马鞍塘组和小塘子组）残余地层在南部构造段难以识别。而深层构造层中，古生界同样大规模缺失，残留的下寒武统由东向西在汉王场构造深层减薄尖灭，之上直接覆盖二叠系。寒武系之下发育震旦系灯影组。寒武系尖灭线以西的灯影组同样遭受剥蚀，之上直接覆盖中—上二叠统。灯影组之下局部发育的裂谷构造中则可能充填有厚度较大的南华系。

通过区域构造剖面分析，可以建立川西南冲断带基本构造解释模型，即浅层的北东走向冲断构造为缩短位移在早期沿其底部的盐滑脱层向前陆方向远距离传递而形成，而深层南北走向的基底褶皱构造晚期形成并改造了浅部变形层，从而形成川西南冲断带多期次、多方向和多层次的平面和剖面复杂构造结构。

3 深层地质结构

3.1 深层南华系隐伏裂谷构造

早期研究已经关注到相关川西南浅层薄皮冲断构造之下的隐伏裂谷盆地，并进行了平面展布刻画[6,19]。之前的研究由于地震剖面层位认识不准确，通过区域构造背景推测这些是古生代期间形成的裂谷构造，填充有志留系至石炭系，而且呈北东—南西向展布[6]，并认为对地表的汉王场、熊坡构造走向具有控制作用[19]。通过多条二维及三维地震剖面的追踪解释，本文认为在川西南地区冲断带深层的裂谷盆地发育于灯影组沉积之前。而目前研究认为川西南地区的震旦系陡山沱组并不是很发育[20]，结合区域性的南华纪裂谷构造活动，推测川西南冲断带深层隐伏裂谷发育于南华纪，其中可能沉积了巨厚的南华系。

前文3条区域构造解释剖面已经展示出了灯影组之下隐伏的多个位于基底之内的早期南华纪裂谷构造，表现为一些地堑盆地结构以及箕状盆地结构。由于目前没有钻井揭示出相应地层，对于川西南冲断带深层裂谷构造刻画，主要依据间接的地震剖面响应特征。地震剖面中也显示出裂谷结构中的一些标志性地质现象，包括反射地震资料中的正断层结构及其反转特征（见图7a—图7c）、可能的断面波反射（见图7c）、裂谷与基底间地震反射波组差异（见图3—图5），以及局部可以识别的超覆沉积结构（见图7d）。同时也包括联络地震测线上所能识别的隆坳结构和相应地层的厚度变化（见图7e）。从有限的地震反射资料中可以看出，裂谷层序的厚度可达数千米，最厚的地方位于汉王场构造深层以及熊坡构造东侧深层。受地震资料品质和密度限制，精确的裂谷结构、充填地层厚度结构仍难以精确刻画。但通过区域格架剖面中的裂谷构造大致分布来看，尤其是结合大兴场构造的地震资料解释来看，川西南深层南华纪裂谷构造呈近南北走向展布，与地表近南北走向的逆冲构造基本一致。由西向东发育了多个裂谷构造，裂谷构造之间则发育有明显的同样近南北向的凸起构造（见图7a）。

图7 川西南冲断带深层隐伏裂谷结构

川西南冲断带深部裂谷构造在晚新生代期间的挤压构造作用下也发生了弱反转活动，在一定程度上也影响了晚期深层南北向冲断褶皱构造局部发育。图7中边界正断层之上的震旦系及其之上的地层发生小规模的褶皱弯曲，指示了裂谷盆地遭受了构造挤压，裂谷内地层沿先存正断层发生逆冲，使得上部地层发生弯曲变形，控制深层局部的冲断变形和褶皱构造。反之，深层局部挤压构造现象也可用于指示裂谷构造的存在及其大概的发育位置。

3.2 震旦系灯影组台地-台缘结构

四川盆地安岳大气田的发现揭示出深层震旦系灯影组顶面发育有明显的隆坳结构。坳陷部位表现为“裂陷槽”结构，而隆起部位的灯二段和灯四段发育陡坎带，形成台地-台缘结构。目前“裂陷槽”东侧的灯影组的地层序列和台地-台缘构造较为清晰，但其西侧的灯影组和相关陡坎带（台缘带）结构并不清楚。之前的研究发现川西北九龙山地区灯影组的地层充填序列和阶梯状台地-台缘构造较为完整，地震波组结构清晰[21]。因此，通过贯穿川西南冲断带和川西北的区域地震剖面构造解释，并以相应层段的厚度进行比对以判定川西南地区灯影组构成。在该区域剖面中，由北东向南西方向，发育古隆坳地形，可以进行层位连续追踪解释。整体上看，在剖面北部的川西北地区发育有较为齐全的灯影组，厚度较大。剖面中部的裂陷槽主体缺失大部分灯影组碳酸盐岩沉积，裂陷槽中发育有灯影组等时异相的地层以及上覆厚层下寒武统。而剖面南部的川西南地区，则发育有厚度相对较小的灯影组。其厚度比川西北地区明显减薄，因此推测川西南地区灯影组以发育灯一段和灯二段为主。在川西南地区，灯影组厚度向西南方向表现出逐渐增厚的特征，内部发育有较为明显的两个导致地层增厚的陡坎结构，认为川西南地区发育灯二段台地-台缘结构。

川西南地区灯影组平面分布同样具有一定方向性，地层界线所指示的陡坎带（台缘带）由南向北延伸，平面上表现为不同段向东依次尖灭。通过有限的地震资料，刻画出了包含灯二段上台缘和下台缘的两个台地-台缘结构，并以深凹陷与东侧的高石梯—磨溪地区的灯影组台地-台缘带相隔（见图8）。

地震剖面上灯影组结构清晰，由东向西下寒武统底面与灯影组有明显的角度不整合结构（见图9）。西部的大邑—乐山一线以西的川西南主体冲断带深层灯影组厚度大，发育较厚的灯一段和灯二段，而且在地形上也处于构造高位（见图9a—图9c）。向东侧的安岳深坳陷方向，灯影组逐渐减薄，依次出露灯二段下部和灯一段，表现出明显的负向地貌结构（见图9d—图9f）。与川西北盆地深层灯影组双台缘结构[21]对比，川西南震旦系灯影组存在几个明显类似的构造和沉积特征：①灯二段分别发育两个明显东倾的陡坎带（台缘带），陡坎带之间出露数十千米的缓坡平台，灯二下台缘东侧主要以灯一段出露为主，上部的灯影组基本缺失；②川西南灯影组内部没有发育明显的正断构造来形成上部的陡坎带，川西南盆地内部灯影组同样以整体褶皱变形为主；③灯影组之上填平补齐地沉积了下寒武统，但其厚度较薄，由东向西明显减薄，之上不整合覆盖二叠系。下寒武统在不同构造位置与不同段的灯影组相接触，具有明显的沉积超覆结构；④在川西南冲断带的西部深层，寒武系和震旦系灯影组受加里东运动影响，发生大规模隆升和剥蚀，形成了区域性的古隆起构造，造成西侧的震旦系灯影组之上直接覆盖了二叠系（见图3—图5）。

图8 川西南深层震旦系灯影组台地-台缘结构及测线位置图

图9 川西南深层震旦系灯影组典型台地-台缘结构剖面图（剖面位置见图8）

3.3 雾中山深层稳伏构造

近年来，川西盆地中段发现了新场、彭州等多个储量达千亿立方米的气田，目的层主要是中—上三叠统雷口坡组和马鞍塘组风化壳储集层，开启了川西地区雷口坡组新一轮勘探进程。雾中山构造带是川西南冲断带西缘紧邻龙门山南段造山带的一个背斜构造带，自然成为了油气勘探的重点。本文对雾中山构造带上的两条地震剖面开展了构造解析，一条剖面横切构造带南部（见图1b，D—D′），另一条剖面切过构造带北部（见图1b，E—E′），再结合前文区域构造变形结构和过程的分析，建立了雾中山构造带滑脱推覆构造新模型（见图10）。

图10 川西南雾中山构造解释模型（剖面位置见图1）

剖面中，雾中山构造受区域性的中三叠统滑脱层控制，可以划分出上、下两套完全不同的构造变形体系。剖面中部滑脱层可能只是一个断层转折褶皱[22]中的部分上断坪，因此，滑脱层之上的浅部构造变形层在剖面中整体上是一个断层转折褶皱的部分核部和前翼，并被多个次级冲断褶皱构造复杂化，从而沿构造走向形成了不同的浅层冲断构造组合和地层产状结构。结合地层厚度平衡分析，推测该断层转折褶皱中的下断坪（下滑脱层）位于震旦系与基底之间，表现为盖层与基底之间的拆离作用。而这一拆离现象在川西南中部的大兴场构造和洪雅构造深层也有局部发育，表现为源自该拆离面的卷入震旦系和古生界的多个局部冲断褶皱构造（见图5）。上断坪（滑脱层）之下的深层表现为较为稳定的地层结构，受源自基底的正向或反向逆冲断层控制，形成了低幅度的基底卷入褶皱构造，并使得上部构造层发生同步抬升和变形。

4 多阶段构造演化过程

基于川西南冲断带构造结构和变形过程认识，本文平衡恢复了图4构造地质剖面，建立了川西南冲断带的多阶段构造演化过程（见图11）。作为四川盆地的一个构成单元，川西南地区同样经历了新元古代裂谷盆地构造、震旦纪至中三叠世的海相克拉通盆地构造及晚三叠世至今的陆相盆地构造演化过程。但在不同演化阶段，川西南地区遭受的构造作用强度有所不同，从而形成了特征性的古构造和残余地层分布结构。

图11 川西南冲断带多阶段构造演化过程（纵向比例放大一倍）

震旦系沉积之前，川西南地区受超大陆裂解[23-24]影响，发育了多个裂谷构造，表现为明显的地堑或箕状断陷结构（见图7b—图7e）。区域稳定覆盖了以震旦系灯影组为主的沉积盖层。灯影组发育期间，形成了“裂陷槽”[6]及阶梯状台地和台缘结构（见图11a），之上覆盖明显西薄东厚的寒武系（见图11a），表明西侧川西南地区深层与东侧安岳震旦系—寒武系特大型气田[25-26]具有类似的优越油气成藏条件。志留纪末的区域性隆升和地层剥蚀，川西南地区大规模抬升和剥蚀，构成了乐山—龙女寺加里东古隆起的核部。由东向西，隆升剥蚀作用逐渐加强，西缘震旦系灯影组剥蚀出露地表，之上的下古生界剥蚀殆尽。中东部则残留了部分下寒武统，而且下寒武统大致沿邛西构造和汉王场构造一线向西尖灭。现今川西南冲断带所在位置同样缺失泥盆系和石炭系，反映了晚古生代早期的古隆起结构。晚古生代晚期以来的区域海侵形成了大范围的中二叠统—中三叠统的碳酸盐台地沉积。西侧的灯影组和中东部的下寒武统之上直接覆盖二叠系（见图11a）。期间中二叠世末期发育峨眉地裂运动，在川西南地区形成了大规模的溢流相火山岩地层。晚三叠世前陆盆地构造-沉积活动，形成了印支期川西前陆盆地西厚东薄的楔形沉积结构，其前缘隆起位于龙泉山和威远背斜所在位置之间（见图11b）。而且对于深层震旦系和二叠系而言，现今川西南冲断带熊坡构造至龙泉山构造所在位置为古隆起构造，是油气有利的运聚区。之后的侏罗纪至白垩纪纪陆内坳陷沉积，则进一步加强了川西南盆地内的西厚东薄的楔形沉积结构，前缘古隆起进一步向东迁移，早期前陆古隆起成为斜坡带一部分（见图11c）。整体上看，古近纪之前，川西南盆地以整体沉降和掀斜调整为特征，盆地内不发育大规模的冲断褶皱构造。在新生代期间，川西南地区经历了多期强烈的再生前陆冲断变形过程，形成了现今复杂的地质结构（见图11d—图11e）。在剖面结构中（见图3—图5），盐滑脱层之上的中生界—新生界构造变形首先发生远距离滑脱冲断，形成以北西走向为主、复杂的浅层冲断构造。而盐滑脱层之下的深层结构则表现为更晚期的基底卷入变形和抬升改造，形成了现今川西南深层和浅层的近南北走向冲断构造，同时可以观察到早期裂谷边界处发生了弱反转构造作用。

5 潜在油气勘探领域

综合上文来看，川西南冲断带内主要发育有前震旦纪裂谷层序、震旦系灯影组碳酸盐台地、以及较为完整的二叠系和中生界。从目前的勘探实践来看，灯影组、二叠系栖霞组—茅口组、中—上三叠统以及二叠系火山岩是近期的勘探目标层系。从构造变形结构分析来看，盐滑脱层之上和之下的构造变形层中都发育了有利的勘探层系和区带。除了目前重点探索的冲断带内的多个显性背斜构造带，例如雾中山—高家场浅层背斜带雷口坡组、大兴场中深层背斜构造等，本文新厘定的其他构造带也将是川西南冲断带油气勘探潜在领域，主要包括雾中山构造带深层原地隐伏的震旦系和二叠系、汉王场构造东侧深层隐伏的前震旦纪裂谷构造带、震旦系灯影组台地-台缘带以及龙泉山东侧的印支期古隆起构造带等。

5.1 深层隐伏裂谷构造带

震旦纪之前的南华纪，中国大陆的扬子、华北和塔里木均发育有大型的拉张构造活动及其控制下的深大裂谷结构。从地震反射资料上看，川西南地区可能发育有多个地堑或断陷构造，地震波组反射特征显示其中具有沉积岩层结构，裂谷主体位置地层厚度巨大。同时，在四川盆地周缘前震旦系中也发现了优质的烃源岩，展示了良好的生烃潜力[27-28]。而现今油气地质研究和勘探实践也证实，裂谷盆地中发育构造往往拥有巨大的油气资源，其内部和周缘的构造带是油气勘探的重点领域。川西南冲断带深层隐伏裂谷构造中发育有古地垒构造带和正反转背斜构造带，其中长期继承性发育的古隆起构造带有利于油气规模成藏和保持。整体来看，川西南冲断带深层裂谷构造长期相对稳定发育，主要遭受了新生代晚期挤压冲断构造改造，如果裂谷构造中发育有效生储盖组合，圈闭完整性也得到很好的保持，这一深层隐伏裂谷构造相关勘探层系将拥有良好的油气资源潜力。

5.2 雾中山构造带多层系

从前文的构造解释结果看，雾中山构造带整体由浅层滑脱推覆体和深层原地隐伏构造构成。基于这一新构造模型，本文认为雾中山构造带中滑脱层之上和之下发育有震旦系、二叠系和中—下三叠统的地层重复。盐滑脱之上的浅层构造中也发育有震旦系灯影组、中二叠统及其之上的中—新生界。其中，中二叠统[29-30]、雷口坡组[31-32]以及上三叠统须家河组[2]发育有优质的烃源岩，可以为雾中山浅构造变形层中的灯影组、中二叠统以及中—下三叠统等储集层[33-35]中大气田的形成提供物质基础。其主要风险在于晚新生代强烈的挤压冲断，造成保存条件差。浅构造变形层中雷口坡组之下的震旦系和上古生界也是未来可以进行油气探索的层系。而雾中山构造带深层的隐伏原地构造可能发育了前震旦系、震旦系、二叠系以及部分盐下的中—下三叠统。其中发育有灯影组顶面风化壳以及中二叠统台缘碳酸盐岩储集体，构造变形强度相对低，保存条件相对好。深层原地构造中位于乐山—龙女寺古隆起核部，缺乏寒武系和志留系等有效烃源岩层。但中二叠统内的有效烃源岩以及西侧龙门山南段地区深层的烃源岩条件仍有待进一步厘定。同时，近山前的构造带经历了中—新生代多级前陆构造过程，深层可能发育有印支—燕山期古冲断构造，有利于早期油气聚集成藏。因此，雾中山深层原地构造也是未来值得探索的风险勘探领域，但需开展油气地质条件综合评价，并进一步落实有利区带圈闭。

5.3 震旦系灯影组台地-台缘构造带

震旦系灯影组是目前四川盆地深层重点勘探层系，发育优质的灯二段和灯四段白云岩和岩溶储集体。从图8中可以看出，乐山—仁寿以西的川西南冲断带主体构造区深层均发育有震旦系灯影组和上覆下寒武统。其中，大兴场—汉王场构造及其以东的地区发育明显的台地-台缘带；其西侧地区的震旦系灯影组在中二叠统沉积之前遭受了大规模的剥蚀和风化作用，可能发育有优质岩溶储集层。从构造稳定性分析，川西南冲断带中—北部深层地层在晚新生代期间构造变形相对弱，以低幅度褶皱构造为主；而南部地区包括汉王场等构造发生了强烈的基底卷入冲断褶皱作用，断裂构造活动强烈，构造稳定性差、破坏性强。因此，川西南冲断带深层有利勘探构造主要是新生代之前形成并在后期保持相对稳定的古构造，以及新生代早期形成的北东—南西向背斜构造。因此，最有利的构造勘探区是大兴场构造带东侧的灯影组上台缘构造带及其相邻背斜带。该构造带在地质历史演化过程中一直位于构造高部位，而且上覆仍保留有下寒武统盖层，晚期背斜圈闭保存相对完好（见图11），而且其东部地区发育优质的下寒武统烃源岩，构成了有利的侧向和垂向油气运聚成藏条件（见图11a）。

5.4 前缘古隆起构造带

目前的勘探实践和研究发现，印支期构造对于四川盆地油气成藏具有重大影响，印支期古构造是油气勘探重点领域。从川西南多阶段演化过程来看，四川盆地西部在印支期表现为周缘前陆盆地结构，川西南地区整体表现为前陆斜坡和前缘隆起（见图11b）。现今龙泉山构造所在位置的东侧部位表现为明显的古隆起构造，从灯影组沉积期一直到须家河组沉积期都呈现中部高、两翼低的宽缓背斜构造格局，有利于早期油气聚集成藏。虽然在侏罗纪至新生代期间，整个早期前缘隆起遭受了构造掀斜调整和威远背斜隆升改造，如今整体表现为西倾斜坡结构（见图11c—图11e），但没有发育明显的冲断构造改造，其构造稳定性较好。这种相对稳定的早期古隆起构造带有机会形成构造岩性或者致密油气勘探领域，这在鄂尔多斯盆地内的油气勘探中有着很好的实践经验[36]。因此川西南冲断带前缘的深层印支期前陆隆起构造带也是潜在的油气勘探新领域。

6 结论

川西南冲断带发育前震旦纪裂谷构造、震旦纪至中三叠世的海相克拉通盆地构造及晚三叠世以来前陆盆地等区域性多阶段构造，在关键构造期形成了特征性的地层分布及构造变形结构。前震旦纪期间，在川西南地区发育多排近南北向的裂谷构造，主体发育于地表冲断构造之下，以地堑-地垒构造为特征，裂谷中可能沉积了数千米厚的南华系。震旦系灯影组整体西厚东薄，内部发育两个近南北向的台地-台缘构造，控制形成了震旦系顶面西部隆起和东部沉积区，之上发育西薄东厚的下寒武统，指示川西南冲断带中—东部深层发育有优质的烃源岩。志留纪末，西部地区表现为古隆起，表现出大规模抬升和剥蚀，出露震旦系灯影组和下寒武统，之上直接覆盖二叠系。中二叠世至中三叠世，区域海侵形成了大范围的碳酸盐台地沉积。晚三叠世以来的中—新生代多期前陆盆地沉积形成了川西南陆相盆地西厚东薄的楔形沉积结构。新生代以来，在强烈挤压冲断作用下，形成了川西南盆地内的复杂滑脱冲断构造。

川西南冲断带整体上表现为受中三叠统雷口坡组内盐滑脱层控制的双层变形结构，浅变形层发育构造位移远距离传播的北东向滑脱冲断构造，形成相对早；而深层则发育基底卷入的近南北走向基底褶皱，与浅层发生同步褶皱变形，指示其形成晚，并改造了上部早期形成的滑脱冲断构造。整体上，川西南冲断带南部地区晚期改造强，发生整体褶皱抬升，剖面上以基底卷入褶皱变形为特征；而中—北部地区则以浅层滑脱冲断为特征，深层构造变形相对弱。平衡剖面分析认为，浅部构造变形层至少发育14 km的构造缩短量，指示雾中山构造带中盐滑脱层之下存在向龙门山南段造山带大规模延伸的深层原地结构。整体上，雾中山构造带表现为受滑脱层控制形成的双层结构，浅层表现为来自造山带的断层转折褶皱，在强烈的挤压作用下形成的复杂冲断体系，在西南端和西北端表现出了差异性构造组合特征。深层则主要表现为由震旦系和二叠系以及下三叠统构成的稳定原地层序结构，发生了基底褶皱冲断作用，形成了深层的隐伏冲断构造。

川西南冲断带主要发育前震旦纪裂谷层序、震旦系灯影组碳酸盐台地，以及较为完整的二叠系和中生界等。灯影组、二叠系以及中—上三叠统等多层多类型储集层可以构成川西南冲断带深层有利勘探层系，主要风险在于下寒武统优质烃源岩的缺失。但从构造变形结构分析来看，区域盐滑脱层之上和之下的构造变形层中都发育了有利的勘探层系和区带，川西南冲断带内的深层多排显性背斜构造带是重点领域。而雾中山构造带深层原地隐伏的震旦系和二叠系、汉王场构造东侧深层隐伏的前震旦纪裂谷及其相关反转构造、震旦系灯影组台地-台缘带以及龙泉山前缘的印支期古隆起等是川西南冲断带油气勘探潜在领域和方向，值得未来深入探索。

致谢：感谢雷永良高级工程师和张博在物理模拟实验中的帮助；特别感谢新加坡国立大学刘汉中教授对于英文摘要的修改指导。