肖立新 雷德文 魏凌云 郑新梅 阎桂华

1.中国地质大学（武汉）资源学院 2.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院

准南西段构造样式及逆冲推覆构造特征

肖立新1，2雷德文2魏凌云2郑新梅2阎桂华2

1.中国地质大学（武汉）资源学院 2.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院

准噶尔盆地南缘油气勘探的潜力是巨大的，但构造复杂、勘探难度大，因而运用断层相关褶皱的构造分析理论来研究该盆地南缘西段山前冲断带的复杂构造变形，有助于建立更为合理的构造解释方案，降低油气勘探的风险。为此，依据断层相关褶皱分析理论确定了该盆地南缘西段山前冲断带2种逆冲推覆构造样式，进而得出以下认识：①该盆地南缘3套构造滑脱层（中下侏罗统煤系地层、白垩系吐谷鲁群泥岩层、古近系安集海河组泥岩层）控制了南缘逆冲推覆断裂的发育特征，逆冲推覆断裂发育的层位及特征对南缘区域构造展布特征及局部构造样式都起到了明显的控制作用；②该盆地南缘山前冲断带发育2种逆冲推覆构造模式，即后翼冲断—前翼深层楔形逆冲及浅层的断层传播褶皱、后翼反冲—前翼深层断层转折褶皱及浅层的断层传播褶皱；③该盆地南缘背斜构造是多种构造样式叠加的复合背斜，南缘下组合构造圈闭与中上组合相比构造相对宽缓，勘探领域广阔。

准噶尔盆地 南缘西段山前冲断带 构造滑脱层 逆冲推覆构造 断层传播褶皱 复合背斜 勘探区

准噶尔盆地南缘西段山前冲断带（以下简称南缘冲断带）平面上包括齐古断褶带、霍玛吐背斜带及西部的四棵树凹陷（图1）。南缘冲断带作为准噶尔盆地油气勘探的战略接替区，共发育背斜构造圈闭40余个，勘探潜力巨大，但受构造复杂的影响，勘探难度大。

图1 南缘冲断带构造纲要图

1983年Suppe发表了《断层转折褶皱的几何学与运动学》一文［1］，首次将褶皱形态与断层形态相联系，开创了断层相关褶皱作用的分析方法。因此，运用断层相关褶皱的构造分析理论研究准噶尔盆地南缘山前冲断带的复杂构造变形，将有可能有助于建立更为合理的构造解释方案，降低油气勘探的风险。

1 构造滑脱层对南缘冲断带逆冲推覆构造特征的控制

南缘冲断带3套构造滑脱层控制了南缘逆冲推覆断裂的发育特征，逆冲推覆断裂对南缘区域构造展布特征及相关褶皱变形起到了明显的控制作用。

南缘冲断带地震地质解释成果表明：该区区域逆掩断层主要沿以下3套关键构造地层发育。

1.1 中下侏罗统（J1－2）煤系地层

中下侏罗统八道湾组（J1b）与西山窑组（J2x）发育煤层及碳质泥岩，具有厚度大、分布广的特点，是南缘冲断带区域性的构造滑脱层。南缘冲断带构造应力主要沿该层向北传递。

1.2 白垩系吐谷鲁群（K1tg）泥岩层

吐谷鲁群为一套厚度介于680～2 000 m的湖相泥岩地层。吐谷鲁群泥岩层往往是局部性的构造滑脱层。

1.3 古近系安集海河组（E2－3a）泥岩层

古近系安集海河组为一套厚度介于500～1 200 m的巨厚浅—半深湖相泥岩沉积。普遍发育异常高压［2－3］，泥岩层塑性强。该层是南缘冲断带一个重要的区域性构造滑脱层，同时在局部构造中往往沿该层发育褶皱层间调节断层，造成构造主体部位安集海河组地层局部加厚。

2 南缘冲断带典型构造样式分析

南缘冲断带各构造带由于多个滑脱断层的存在及多种构造样式不同期次的叠加形成了其构造样式的复杂性，以下几种典型构造样式对南缘构造的形成起着主导作用。

2.1 断层传播褶皱与断层转折褶皱

断层传播褶皱与断层转折褶皱是台阶状逆断层（断坪、断坡）及其相关褶皱的两种最基本形式。独山子背斜、西湖背斜等构造深层及独南背斜具有断层转折褶皱的典型特征。

图2显示了独山子北断裂沿白垩系吐谷鲁群泥岩层滑脱，向上突破进入古近系地层，控制了独山子背斜断层传播褶皱的发育。独山子背斜中浅层为典型的断层传播褶皱。其特点为：①背斜后翼模拟下盘断坡产状；②形成向断层运动方向倾倒的不对称背斜；③常有突破断层发育；④突破断层位移量很小［4］。

图2 独山子背斜构造样式图

独山子背斜深层为多转折的断层转折褶皱，变形的地层主要是侏罗系—白垩系。西湖北断裂自深层滑脱面向北传递，断层向上切割三叠系后进入沿侏罗系滑脱面，并一直向北传递到西湖背斜后再向上突破至白垩系终止。

2.2 构造三角楔

构造三角楔指顶、底两条断裂夹持的三角形楔形断块（Medwedeff，1989）。这两个断层在楔形断块的前端合并。顶部断层为反冲断层，底部断层为前冲断层，前冲断层与反冲断层往往是同期发育的（Boyer，Elliot，1982）。

图3 霍尔果斯背斜—安集海背斜构造样式图

南缘冲断带霍、玛、吐构造深层发育三角楔构造。图3为过霍尔果斯与安集海背斜的一条区域剖面。霍尔果斯背斜深部的构造三角楔由霍安断裂与一个反向冲断层组成。沿中下侏罗统发育的滑脱断层向上突破白垩系，再沿白垩系滑脱，前锋向上突破控制了北部安集海背斜中浅层背斜特征。霍安断裂在霍尔果斯背斜向上突破白垩系的过程中（前冲断层），同时伴生一个反向的冲断层（反冲断层），形成霍尔果斯背斜深部构造三角楔。可以看出构造三角楔前端向斜轴面位置与三角楔前缘端点位置一致，符合构造三角楔几何变形原理。

上述3种构造类型是南缘冲断带与断层相关的褶皱变形的3种基本类型。此外受次级断裂及构造变形强度的影响，各构造还发育各类次级断裂及相关褶皱变形，如：双重逆冲构造（堆垛构造）、褶皱层间调节断层、反向调节断层等。

3 南缘冲断带西段发育两种样式的逆冲推覆构造

逆冲推覆变形是准南前陆褶皱冲断带的主要构造变形方式［5］，沿中下侏罗统煤系地层发育的逆冲推覆断裂具有2种逆冲形式：多坡折逆掩推覆（图3）与叠瓦状逆掩推覆（图4），其控制了准南次级构造单元的划分和深层构造特征；沿古近系安集海河组泥岩层发育的逆冲推覆断裂控制了第二排背斜构造带（霍玛吐背斜）中浅层的构造特征；沿白垩系吐谷鲁群泥岩层发育的逆冲推覆断裂控制了南缘第三排背斜构造带的构造特征（独山子背斜、西湖背斜等）。

图4 南缘逆冲推覆构造模式一

根据南缘逆掩推覆断裂及相关褶皱变形样式的总体特征，将南缘山前发育的逆冲推覆构造总结为2种基本模式：第一种为后翼冲断—前翼深层楔形逆冲及浅层的断层传播褶皱（图4）；第二种为后翼反冲—前翼深层断层转折褶皱及浅层的断层传播褶皱（图5）。

齐古断褶带是南缘山前逆冲推覆构造的后翼，其前缘主体控制断裂主要有两种活动形式：冲断（南倾）与反冲（北倾）（图4、5）。

齐古断褶带的南安集海及清水河—齐古构造段构造前缘主要发育冲断断裂，南部构造应力主要沿中下侏罗统煤系地层由南向北传递，在逆冲推覆构造前翼形成霍玛吐背斜。霍玛吐构造是深层构造三角楔褶皱与中浅层断层传播褶皱双重叠加构造的组合［6］，为一个多种构造样式叠加的复合背斜构造带（图4）。该类型构造变形相对较强，目前圈闭落实程度低［7－8］。

图5 南缘逆冲推覆构造模式二

齐古断褶带的托斯台、南玛纳斯、昌吉背斜及喀拉扎地区构造前缘主要发育反冲断裂，反冲断裂之下形成多层相叠的复合背斜。南部构造应力沿中下侏罗统煤系地层及下白垩统吐谷鲁群泥岩两个构造滑脱面向北传递。逆冲推覆构造前翼形成西湖背斜、独山子背斜及呼图壁背斜等复合背斜构造，其上部构造层为典型的断层传播褶皱，下部构造层具备断层转折褶皱的特征（图5）。该类型构造变形相对较弱，目前圈闭落实程度高。

4 南缘冲断带叠加构造样式与油气勘探

南缘冲断带油气勘探目的层系根据3套区域性盖层（白垩系吐谷鲁群泥岩层、古近系安集海河组泥岩层及塔西河组膏泥岩层）与其下储层的配置，可划分为上、中、下3个成藏储盖组合。南缘构造样式及其叠加特征控制了南缘3大成藏组合的构造及圈闭特征。

准噶尔盆地第三次油气资源评价结果表明，盆地南缘集中了盆地30.7%的原油资源和45.7%的天然气资源，盆地南缘已发现气田天然气来源于侏罗系烃源岩的干酪根裂解气。侏罗系烃源岩在距今12 Ma以后大量生气，圈闭形成时间与主排烃期匹配。

南缘背斜构造是不同构造样式叠加的复合背斜，区域构造演化研究成果表明，南缘背斜构造主要形成定型于喜山期。根据构造演化及平衡恢复研究成果，由南向北各构造带发育具有前列式的发育序列；由深至浅，首先深部先发育多坡折逆掩推覆与叠瓦状逆掩推覆构造，确定了构造整体成排成带的特征，后期中浅层反向断裂及冲断断裂进一步对中浅层构造进行改造与定型。

从构造演化角度看，下组合构造定型相对较早，贴近烃源层，圈闭多、面积大（图1），勘探程度低，与中上组合比构造相对宽缓，勘探领域广阔，是寻找规模储量的重要勘探领域［9］。南缘下部成藏组合主要发育断层转折褶皱与构造三角楔2种构造样式：前者构造变形弱，圈闭落实程度高，是南缘下组合下一步钻探的首选目标；后者主要发育在第二排背斜构造带（霍玛吐背斜）上，构造变形强，圈闭落实程度低，是地震攻关的重点目标。

南缘中、上部成藏组合以断层传播褶皱构造样式为主，勘探程度高；中、上成藏组合为“下生上储”的模式，深部推覆断裂及伴生的反向断裂是重要的油源断裂。目前上部成藏组合仅发现独山子背斜新近系沙湾组油藏。2000年以来，南缘冲断带以中部成藏组合为重点勘探层系，在古近系紫泥泉子组取得了一系列重大发现。目前南缘大背斜中、上成藏组合构造高点均已钻探，但石油探明率却仅占石油资源量的2.7%，天然气探明率只占天然气资源量的7.6%。目前在中、上成藏组合未发现大型油气田。

5 结论与认识

1）南缘冲断带3套构造滑脱层控制了南缘逆冲推覆断裂的发育特征，逆冲推覆断裂发育的层位及特征对南缘区域构造展布特征及局部构造样式起到了明显的控制作用。

2）南缘冲断带发育2种逆冲推覆构造模式：第一种为后翼冲断—前翼深层楔形逆冲及浅层的断层传播褶皱；第二种为后翼反冲—前翼深层断层转折褶皱及浅层的断层传播褶皱。

3）南缘背斜构造是多种构造样式叠加的复合背斜。南缘下组合构造圈闭特征与中上组合相比，构造相对宽缓，勘探领域广阔。

［1］SUPPE J.Geometry and kinematics of fault－bend folding［J］.American Journal of Science，1983，283：684－721.

［2］罗晓容，肖立新，李学义，等.准噶尔盆地南缘中段异常压力分布及影响因素［J］.地球科学，2004，29（4）：404－412.

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［5］何登发，JOHN SUPPE，贾承造.断层相关褶皱理论与应用研究新进展［J］.地学前缘，2005，12（4）：353－364.

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［7］唐必锐.四川东部高陡构造时深转换方法研究［J］.天然气工业，2005，25（8）：41－43.

［8］张健，汪少华，陈家琪，等.变速成图技术在准噶尔盆地南缘冲断带地区的应用及效果［J］.天然气工业，2010，30（4）：35－37.

［9］雷德文，张健，陈能贵，等.准噶尔盆地南缘下组合成藏条件与大油气田勘探前景［J］.天然气工业，2012，32（2）：16－22.

Structural types and features in the west of south margin in the Junggar Basin

Xiao Lixin1，2，Lei Dewen2，Wei Lingyun2，Zheng Xinmei2，Yan Guihua2
（1.School of Resources，China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China；2.Research Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，Urumqi，Xinjiang 830013，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 11，pp.36－39，11／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

Hydrocarbon exploration has a great potential but is facing great challenge due to complex geological structures along the south margin of the Junggar Basin.In order to have a better understanding of the complex structures and mitigate the risk in hydrocarbon exploration，a structural analysis of fault－related folding is made on the complex tectonic transformation in the western pledmont thrust belt of this study area.The following conclusions are drawn.（1）There are three key sets of detachment layers：a.coal strata of Middle and Lower Jurassic；b.mudstone strata of Tugulu Group of Cretaceous；and c.mudstone strata of Anjihaihe Formation of Paleogene，which completely reflect the features of thrust nappe faults there.The location and features of the developed thrust nappe faults have an important influence on the structural patterns and regional structural extension.（2）There are two thrust nappe structures in this study area.The Huoerguosi－Manasi－Tugulu anticlines are composed of deep wedges and the overlying midshallow fault propagation folds.While the anticlines of Junggar foreland are composed of shallow fault propagation folds and deep fault bend folds.However，fault activity in the frontier of Qigu fault－fold zone shows behavior of forward thrusting and back thrusting.Finally，it is considered that the structural styles and superimposition characteristics control the hydrocarbon distribution properties of the three accumulation combination of Junggar foreland.（3）This area is dominated by the composite anticlines composed of superimposition of different structural patterns.The structures of deep structural trap assemblages are relatively wider and flatter than those of mid－shallow structures so that there is a wide exploration area in this study area.

Junggar Basin，south margin，pledmont thrust belt，detachment layer，thrust－nappe structure，fault propagation fold，interlayer accommodation fault

肖立新等.准南西段构造样式及逆冲推覆构造特征.天然气工业，2012，32（11）：36－39.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.11.008

肖立新，1966年生，高级工程师，博士研究生；1987年毕业于中国石油大学石油地质专业；长期从事油气勘探研究工作。地址：（830013）新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市北京北路397号地球物理研究所。电话：13565812380。E－mail：xiaolx＠petrochina.com.cn

（修改回稿日期 2012－10－25 编辑 居维清）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.11.008

Xiao Lixin，senior engineer，born in 1966，is mainly engaged in research of oil and gas exploration.

Add：No.397，North Beijing Rd.，Urumqi，Xinjiang 830013，P.R.China

E－mail：xiaolx＠petrochina.com.cn