姜素华 张凯 赵斐宇

(中国海洋大学海洋地球科学学院，山东 青岛 266100)

滑脱构造作为油气勘探中的重要构造类型，在国内外断陷盆地及压陷盆地内均有发育，研究区所处的吐哈盆地也发现了大量的滑脱构造。十三间房探区作为一个勘探新区，前人在该区开展的研究工作较少，构造特征未明确，因此深入了解该区的构造类型，进而研究构造的形成规律，对该区油气成藏条件的分析至关重要。

对于挤压推覆型滑脱的研究，Poblet和McClay建立了单一滑脱层下的滑脱褶皱动力学模式［1-2］;吴礼明等人从几何学和动力学等方面，分析了滑脱构造的形成机制、变形特征、构造岩特征及其与油气成藏的关系［3］;于福生等人做了双层滑脱构造的物理模拟，使得对滑脱构造的研究从单一滑脱层向多个滑脱层迈进［4］。利用滑脱构造形成的生长地层来指示构造变形时间、变形机制则应用的较为广泛，陈杰等人都曾利用生长地层来研究滑脱构造［5-9］。研究发现，滑脱作用在盆地的构造形成、演化及油气成藏过程中都扮演着重要的角色。本文的创新点在于通过分析研究区典型滑脱成因构造，建立整体的构造形成模式，进而得到构造的形成与演化规律。

1 区域地质概况

十三间房探区位于台北凹陷东部与了墩隆起西北部(图1)，是台北凹陷小草湖洼陷的东延部分，由北而南依次为向西倾没的界山、中晚燕山期成型的古山前带、台北凹陷斜坡及了墩隆起。台北凹陷内滑脱构造发育广泛，包括胜北构造带、红台构造带、红南构造带、火焰山构造带以及七克台构造带等(见图1)。因此前人曾把台北凹陷自北向南划分为逆冲推覆带、中部滑脱褶皱带及前缘逆冲断裂带［10］。

房1井背斜靠近红台构造，正好处于中部滑脱褶皱带，位于山前带的前缘，是断层滑脱褶皱最容易发生的位置。七克台构造则位于工区南部，呈东西走向。

2 研究区典型滑脱构造解析

一旦承认滑脱构造在研究区的存在，将对地震资料的解释，构造特征的分析以及油气成藏的分析角度产生重大影响［11］，因此对研究区典型的滑脱成因的构造进行解析非常重要。

2.1 房1井背斜

滑脱褶皱［12-13］是在一个或多个滑脱层之上形成的收缩背斜，它是由于滑脱断层活动量传递到上盘地层中后形成的。对各个盆地内滑脱褶皱特征进行研究，发现大部分滑脱褶皱在地震剖面上都具备以下5个基本特征:(1)底部软弱层(如盐岩、页岩、石膏、煤层等)，在褶皱核部塑性物质聚集、加厚，进而形成隆起;(2)在褶皱的底部存在滑脱断层;(3)能干性地层，在褶皱变形过程中厚度、长度均保持不变;(4)生长地层具有顶薄翼厚的特点;(5)滑脱褶皱背斜越向上面积越大。

在南北向401剖面上(见图2)，房1井背斜完全具备以上5个特征:(1)八道湾组(J1b)存在煤层，是整个台北凹陷最重要的滑脱层［14］，且剖面显示该背斜核部明显加厚;(2)房1井在八道湾组附近钻遇一条断层，从剖面上看这条断层没有破坏八道湾组之上任何一个同相轴，人眼在地震剖面上很难识别这条断层，因此可以肯定这条断层只存在于八道湾组内，是一条滑脱断层;(3)背斜上三间房组(J2s)及下伏地层厚度基本保持不变，推测其为褶皱发生前的能干性地层;(4)背斜上七克台组(J2q)和齐古组地(J3q)层都呈现顶薄翼厚的特征，是该背斜的生长地层;(5)背斜的面积在八道湾组最小，到齐古组地层背斜面积几乎是八道湾组的2倍，呈明显向上增大的趋势。

根据以上分析得知，房1井背斜是典型的滑脱褶皱且保存非常完整，背斜上各个同相轴连续性非常好，没有被断层所破坏。

图1 吐哈盆地构造单元图及十三间房位置图

图2 过房1井南北向401地震剖面

2.2 七克台构造

七克台构造在研究区的地位非常重要，它的成因是整个研究区构造解释的关键。根据地质资料可知，七克台构造在研究区为东西走向，条带状分布的侏罗系露头，地震剖面(见图2)也显示在七克台构造的南北，第三系均十分平坦，没有受到构造运动的影响，七克台构造在整个研究区表现的非常突兀。

根据地质资料及最新的地震剖面可知，在七克台构造部位并没有火山侵入上拱、盐底辟等特征，基底平缓自然，未发现深入基底的断裂，因此可以否定火山活动、盐底辟以及基底断裂这些成因。研究区受自北向南的挤压力，断层表现的非常有规律，规模自北向南逐渐变小，形成时间逐渐变晚，活动剧烈程度逐渐变弱。七克台构造位于研究区南部，远离北部山前带，受挤压力较小，是什么原因形成了如此大的断层及构造带，如果把其形成与滑脱成因联系起来，则七克台构造并非纵向构造活动的结果，而是地层横向滑动造成的，这样七克台构造便可以得到合理的解释。

研究区南北向地震剖面显示七克台断层的产状呈犁式［15］，断层上盘的构造样式是滑脱成因特有的逆冲三角带的断层组合(见图2)，逆冲三角带是由倾向前陆方向的逆断层、反冲断层以及滑脱断层组成。下盘地层呈现“＜”型，这里称为类三角带(图2、图5)，下部地层为七克台断层冲断作用发生之前的下盘地层，冲断作用对其有向下的挤压分量，所以地层基本向断层方向下倾，而七克台断层冲断作用发生前断点以上的地层受滑脱冲断面的牵引作用影响较大。

2.3 撕裂断层

在滑脱构造发育的地区一般都伴随有撕裂断层的存在，撕裂断层是推覆体或逆冲岩席在沿滑脱面逆冲滑动过程中，不均衡的差异滑动造成滑脱迁移冲断点不一致，为调节前进位移差距而产生的一种陡倾的平移断层(图3)，因此这里把撕裂断层也归为滑脱成因。

在研究区内部，存在多条近南北向，与基本构造走向垂直的撕裂断层。这些断层两侧水平相对错断可达数公里，但是并没有控制构造单元。在剖面上(见图4)断距小，波组错断，没有明显的构造形变，断面基本呈直立向深部延伸，断面弯曲不规则，具有丝带状分布的特点，时而表现为正断层，时而表现为逆断层，并伴有“V”字形构造。下端终止于八道湾组(J1b)煤层滑脱面。

图3 撕裂断层形成模式示意图

图4 十三间房探区的撕裂断层

3 滑脱构造的形成时期

褶皱构造在油气成藏过程中扮演着圈闭的角色，是油气重要的聚集场所，因此判断圈闭的形成时间与油气大规模运移的时间是否匹配，必须对褶皱的形成演化有着深入的理解。生长地层记录了大量的构造变形和沉积历史信息，在挤压环境下主要形成于逆冲-褶皱造山带前陆盆地边缘，在前陆盆地褶皱构造翼部或顶部沉积的生长地层，是构造运动与沉积作用共同作用的产物，因此知道生长地层的地质年代就可以确定褶皱变形的时间。对于褶皱的生长地层Poblet和McClay建立了成熟的模型。根据生长地层的普遍特征以及对地震剖面与模型的对比，划分出了房1井背斜和七克台构造的生长地层。

房1井背斜的生长地层是中侏罗统的七克台组(J2q)和上侏罗统的齐古组(J3q)(图2)。因此可以确定该背斜是在三间房组(J2s)沉积之后开始形成，经过七克台组(J2q)和齐古组(J3q)的生长过程，即中燕山运动导致了房1井背斜的形成。

在七克台构造上识别出了生长地层，齐古组(J3q)具有明显的顶薄翼厚的特点，是典型的生长地层(图2)。与房1井背斜相比，七克台构造的生长地层少了七克台组(J2q)，这是因为自北向南的挤压力传播到七克台构造位置的时期较晚，褶皱形成相对滞后，所以生长地层也相对较少。而齐古组生长地层说明七克台构造在晚燕山运动时开始形成。

4 滑脱构造的形成演化及其对油气成藏的影响

4.1 滑脱褶皱的形成机制

滑脱褶皱作用的机制主要有2种:膝折带迁移和翼部旋转。这2种机制引起的褶皱翼部生长地层的变形方式不同，膝折带迁移使生长地层形成向上变窄的膝折带或生长三角楔，地层倾斜，与下伏的前生长地层平行。翼部旋转造成翼部地层倾角逐步改变，形成生长地层中的翼部倾斜扇。因此，生长地层的地震剖面能够帮助确定褶皱机制。

在地震剖面上对房1井背斜的生长地层进行生长方式的识别，生长地层呈倾斜扇和生长三角(见图2)，因此房1井背斜应属于翼部旋转和膝折带迁移共同作用机制下形成的。总体几何结构形成于褶皱作用的早期，但其生长扩展并不完全遵从自相似性特征。持续的缩短作用部分被褶皱翼部陡倾膝折带的加长所吸收，由此导致背斜波幅的增加。

4.2 滑脱构造的演化

根据区域构造运动，地震剖面展示的地层结构特征，并结合以上对房1井背斜和七克台构造的分析，建立了研究区滑脱构造形成的三期滑动模式(见图5)。

图5 研究区滑脱褶皱形成模式

第一期滑动，即中燕山期。在由北向南挤压下，在北部山前带形成了叠瓦状的断层组合构造(图4)，断裂活动使山前带盖层中发育基底卷入型逆冲。当挤压应力作用进一步加强并波及凹陷内部时，凹陷内开始出现滑脱构造，盖层沿着八道湾组煤系地层滑脱形成盖层滑脱型构造组合，由于滑脱面局部不平坦，引起应力集中、失稳，使得在滑脱面之上局部地区形成滑脱褶皱，如房1井背斜。

第二期滑动，即晚燕山期。经过第一期滑动后，形成的滑脱断层使之后构造应力的传递更加容易，随着挤压力进一步向南传播，滑脱断层延伸到七克台构造部位并上翘形成断坡，形成的褶皱为滑脱断层传播褶皱。滑脱形成的断距被褶皱所吸收，如图5(b)所示。

第三期滑动，即晚喜马拉雅期。在晚喜马拉雅时期，滑脱面在自北向南的强大挤压下，滑脱面之上的地层整体向南滑动，之前形成的房1井背斜滑脱褶皱幅度没有明显增加，而是随着地层整体移动，而在七克台构造部位的滑脱断层传播褶皱并没有进一步向南滑动，是由于该位置各地层厚度向南开始明显变薄，地层比较脆弱，加之受南部了墩隆起的阻碍限制，滑脱断层之上地层开始沿着断坡滑动上冲，并突破地层脆弱带，达到了大量消耗滑动距离的目的，形成了现今的七克台构造。

4.3 对研究区油气藏的影响

滑脱褶皱是非常好的圈闭构造，闭合高度和面积均较大。如果有油气聚集成藏，那么成藏后的滑动使得圈闭位置改变，对油气藏有什么影响，是否使油气藏遭到破坏，油气如何调整都值得进一步深入研究。

房1井背斜是整个研究区最有利的圈闭，根据房1井岩心结果(图6)，分析发现孔隙度与含油饱和度呈明显的负相关，即含油饱和度随着孔隙度的增加而减小，推测其原因是此处曾经发生过油气运移成藏，但是房1井失利，并未获得油气流，如果研究区的第一期滑动形成了房1井背斜，油气得以聚集，那么第二、三期滑动则导致之前形成的油气藏遭到破坏。

图6 房1井西山窑组岩心孔隙度与含油饱和度关系

5 结语

(1)研究区房1井背斜、七克台构造以及撕裂断层都是滑脱形成的。房1井背斜属于滑脱褶皱，七克台构造是七克台断层突破滑脱断层传播褶皱侧翼形成的，而撕裂断层则是盖层的不均衡差异滑动形成的。

(2)房1井背斜的生长地层是中侏罗统的七克台组(J2q)和上侏罗统的齐古组(J3q)，而七克台构造的生长地层为齐古组(J3q)。因此认为房1井背斜是在三间房组(J2s)沉积之后开始形成，经过七克台组(J2q)和齐古组(J3q)的生长过程，而七克台构造的原型褶皱是七克台组沉积后形成的，只经过齐古组的生长。

(3)房1井背斜生长地层的生长方式为倾斜扇和三角楔，进而确定了该背斜褶皱是在膝折带迁移、翼部旋转两者联合作用下形成的。

(4)研究区自北向南的构造是经过3期滑动形成的，第一、二期滑动形成了房1井背斜和七克台构造背斜等褶皱，第三期滑动则为褶皱破坏期。

［1］Poblet J，Hardy S.Reverse Modeling of Detachment Folds:Application to the Pico De Aguila Anticline in the South Central Pyrenees(Spain)［J］.Journal of Structural Geology，1995，17:1707-1724.

［2］Poblet J，Mcclay K.Geometry and Kinematics of Single-layer Detachment Folds［J］.American Association of Petroleum Geologists Bulletin，1996，80(7):1085-1109.

［3］吴礼明，丁文龙，曾维特，等.滑脱构造与油气成藏的关系［J］.特种油气藏，2011，18(5):60-64.

［4］于福生，李定华，赵进雍，等.双层滑脱构造的物理模拟:对准噶尔盆地南缘褶皱冲断带的启示［J］.地球科学与环境科学，2012，34(2):15-22.

［5］陈杰，Scharer K M，Burbank D W，等.西南天山明尧勒背斜的第四纪滑脱褶皱作用［J］.地震地质，2005，27(2):530-547.

［6］肖伟鹏，陈杰，李涛，等.帕米尔北缘木什背斜第四纪滑脱褶皱作用与北翼逆断裂的生长［J］.地震地质，2011，33(2):289-308.

［7］李志刚，陈伟，贾东，等.郯庐断裂带渤海湾北段早新生代逆冲推覆的生长褶皱证据［J］.地质学报，2013，89(6):789-796.

［8］张广良，张培震，闵伟，等.逆冲 — 褶皱造山过程中生长地层的识别及应用［J］.地震地质，2006，28(2):300-311.

［9］梁瀚.西昆仑山前东段新生代褶皱冲断带构造特征与变形机制［D］.杭州:浙江大学，2013.

［10］袁明生，梁世军，燕列灿，等.吐哈盆地油气地质与勘探实践［M］.北京:石油工业出版社，2002:17-22.

［11］李成明，任玉光，常玉琴，等.台北前陆凹陷盖层滑脱冲断相关构造特点［J］.吐哈油气，2003，8(1):91-96.

［12］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.

［13］李本亮，管树巍，陈新竹，等.断层相关褶皱理论与应用:以准噶尔盆地南缘地质构造为例［M］.北京:石油工业出版社，2010:16-17.

［14］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，2006:216-304.

［15］柳波，黄志龙，涂小仙，等.吐哈盆地台北凹陷北部山前带构造样式与油气成藏［J］.石油勘探与开发，2011，38(2):152-157.