川西南部地区二叠系变形构造特征及演化研究.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW56川西南部地区二叠系变形构造特征及演化研究许晨昊，陈伟西南石油大学地球科学与技术学院，成都，610500一收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：刘志强。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.021作者简介：许晨昊，男，1997 年生，硕士研究生，主要从事构造地质学研究；Email:。关键词：关键词：川西南；大兴场构造；构造演化；三维构造建模1研究区域地质概况1.1研究区构造位置概况四川盆地位于扬子板块的西缘，其形成与古特提斯洋碰撞聚合密切相关，是在印支期至喜马拉雅期，特提斯构造域与滨太平洋构造域的发展演化过程中，在上扬子区长时期的、时强时弱的、此起彼伏的和愈来愈强的挤压作用下形成的（郭正吾等，1996），长期处于冈瓦纳大陆和劳亚大陆之间的过渡转换部位（任纪舜，1994；任纪舜等，1999；何登发等，2011）。印支期盆地已具雏形，后经喜马拉雅运动全面褶皱形成现今构造面貌。何登发等（2011）根据盆地构造特征，结合油气田分布特征，将四川盆地由西向东划分为川西坳陷、川中隆起带和川东高陡褶皱区 3 个二级构造单元，每个二级构造单元又可划分为北、中、南 3 段，共 9 个三级构造单元。中新生代形成的川西坳陷位于盆地的西部地区，西邻龙门山冲断带，其轴迹呈北东向，向东以龙泉山为界与川中隆起带隔开，面积约为 4.0104km2（童崇光，1992）。根据构造特征和地形特征，川西坳陷可分为北、中、南三段，北段构造较为简单，发育中坝、海棠铺等构造，另外，据最新研究认为剑阁地区很可能是一个古隆起；中段非常平坦，主要有龙泉山的北段和中段的构造；南段较为复杂，发育有龙泉山南段构造、盐井沟、熊坡、雾中山、高家场、三合场等呈北东向雁列状排列的构造（童崇光，1992；郭正吾等，1996；刘德良等，2000）。大兴场构造位于成都市浦江县和眉山丹棱境内，处于龙门山山前断褶构造带、峨眉山前缘断褶带和川西南平缓构造带的过渡区（尹瀚翔，2018）。经过后来多期构造运动的叠加形成现今构造形态，整体表现为川西中新坳陷雅安斜坡带上的一个大型隆起，位于熊坡龙泉山冲断褶皱带的熊坡断层下盘，北为观音寺构造、南为汉王场构造、西为大兴西构造，东为三苏场构造（图 1）。1.2川西南区域地层特征川西坳陷为四川盆地中新生代沉积坳陷区，其沉积厚度巨大，仅下震旦统苏雄组就厚达 6000 m，而三叠系厚度也达到了 3000 m 左右，区内缺失中寒武统至石炭系，晚三叠世至新近纪为陆源碎屑沉积，厚度可达 60007000 m（李英强等，2016）。大兴场构造完钻井大深 1 井、大深 001-X1、大深 001-X3、大深 001-X4 井掲示侏罗系上统蓬莱镇组到寒武系下统筇竹寺组地层层序正常，与川西其他地区地层层序相似且基本可对比。大兴场构造二叠系上统自下而上分为峨眉山玄武岩组和沙湾组，其中峨眉山玄武岩组为一套块状深灰色、绿灰色玄武岩，上部夹玄武质火山角砾岩和沉凝灰岩，岩层分为 3 个旋回，除上旋回外，均为深灰色、灰黑色斜长石玄武岩。二叠系下统自下而上可分为梁山组、栖霞组和茅口组，其中梁山组一般为绿灰色粘土质泥岩夹黑色页岩、泥质细砂岩、碳质页岩及煤线。从大深 1 井钻探来看（表 1），受加里东运动影响，奥陶系、志留系、泥盆系及石炭系等地层被剥蚀殆尽，寒武系仅残存有下统筇竹寺组部分地层。茅口组（P1m）：茅口组为一套富含蜓类为主的灰岩沉积，局部地区具云岩发育。自下而上一般可分为四段，因东吴运动影响而遭受侵蚀，各区残留厚度及层位亦有所差异。川西南部地区茅口组地层整体厚度相对稳定，一般在 310 m（表 1）。区内大深 1 井茅口组厚 315.5。地质论评 2023 年 69 卷 增刊 157茅四段（P1m4）：灰黑色绿藻灰岩间夹同色生物碎屑灰岩、有孔虫灰岩及残余生物灰岩，顶部生物碎屑灰岩中含褐灰色燧石。底为灰黑色生屑灰岩与下伏茅三段浅灰褐灰色有孔虫灰岩岩性突变。茅三段（P1m3）：褐灰色、浅灰褐色有孔虫灰岩及同色红藻灰岩，夹少量生物灰岩。茅二段（P1m2）：上部为灰黑色细粉晶绿藻灰岩、灰岩及生物细粉晶灰岩夹薄层灰岩、苔藓虫灰岩。下部褐灰浅灰（部分深灰）色生物细粉晶（泥晶）灰岩夹细晶云质灰岩、生物灰岩和薄层浅灰色泥岩。茅一段（P1m1）：深灰灰黑色绿藻灰岩、生物细粉晶（泥晶）灰岩及细粉晶（泥晶）生物灰岩。中部和下部夹薄层黑色页岩或泥质条带。与下伏栖霞组浅褐灰色灰岩整合接触。栖霞组（P1q）：栖霞组为一套海相碳酸盐岩沉积。岩性为深灰色薄层至块状石灰岩、泥质灰岩夹硅质灰岩。纵向上可分为两段，栖一段石灰岩色深，含泥质较重；栖二段石灰岩色较浅，有时为大套白云岩、白云质豹斑灰岩夹桂质结核等。一般厚100200 m，与上覆茅口组互为消长。川西南部地区栖霞组地层厚度相对稳定，一般在 120 m 左右，大深 001-X3 井栖霞组增厚，是由于栖霞组内部断层发育及地层倾角增大。按岩性可进一步分为上、下两段。栖二段（P1q2）：主要由厚层块状灰、浅灰色的泥亮晶生物（屑）石灰岩和褐灰色中一粗晶白云岩、具生物（屑）残余结构的白云岩等构成。栖一段（P1q1）：主要为中薄层状深灰、黑灰色泥晶生物（屑）石灰岩、含生物泥晶石灰岩、泥晶石灰岩夹泥质泥晶石灰岩组成。梁山组（P1l）：为一套以陆相为主或海陆过渡相的砂页岩沉积，一般为绿灰色铝土质泥岩夹黑色页岩、泥质细砂岩、碳质页岩及煤线。区域上厚度变化较大，一般 323 m，最厚可达 43 m，大兴场构造梁山组地层厚约 5 m。2研究目的近年川西南部二叠系屡获高产气井，大兴场区域位于川西南部二叠系多期沉积相有利叠合区域，但大兴场处于高陡构造复杂区域，其深、浅层系断裂体系特征尚不明确，变形时间期次、运动学机制及其时空演化等方面的研究尚未完善。为更好地进行勘探开发，对大兴场整体构造进行研究是有必要的。同时，完善对大兴场区域的研究也可以为后续的油气勘探及优选目标奠定有利基础。3研究方法笔者等通过对川西南部地区区域构造演化分析，利用二维地震格架剖面开展几何变形正演模拟、构造变形复原等平衡剖面技术，建立了区域构造几何变形的平衡演化模型。同时对大兴场三维区块进行构造建模与古构造恢复，在构造精细解释与3D 构造几何建模的基础上，通过对关键地层的 3D逐层构造恢复，还原了关键地质历史时期的古构造形态明确断裂体系的时空演化过程。最后对川西南部地区二叠系构造变形特征及演化机理进行研究，分析了二叠系断裂体系的构造样式、主次关系及其构造形成机制，探讨了二叠系构造变形特征及其演化机理。4结论笔者等通过地震资料构造几何学、运动学研究，明确川西南部地区重要的构造变形时间和期次，探讨、分析对应各期变形的大地构造背景，完成区域格架剖面的平衡演化；对大兴场地区深、浅层系断裂体系特征进行研究，分析变形时间期次、运动学机制及其时空演化；具体分析大兴场重点目标区域二叠系内部发育的多组次级断层活动时间，取得了以下认识：（1）川西南整体构造样式纵向主要分为 3 个层次：深层前震旦系大规模断陷；震旦系下三叠统基底卷入样式，发育逆冲断层和褶皱；中三叠统以上地层沿雷口坡盐岩滑脱，进一步造成地层错断和褶皱变形，形成叠加构造，并在部分地区发育盐构造。（2）川西南北西南东向格架剖面平衡恢复显示区域主要经历 5 期构造变形：新元古断陷；早二叠世局部断陷；晚二叠世早三叠世挤压反转;印支期前陆造山；燕山喜山期挤压变形。近东西向格架剖面显示东西向构造变形主要集中在燕山喜山期。（3）大兴场三维构造精细解释显示大兴场构造断裂体系沿盐岩上下分层，下部发育压扭性质的高角度逆断层，上部沿盐岩滑脱，发育低角度逆冲推覆构造以及冲起构造。（4）三维剖面分析以及构造恢复均证实大兴地质论评 2023 年 69 卷 增刊 158场区域存在反转构造：早二叠世存在小型断陷，其后断层在晚二叠世早三叠世发生反转。参考文献/References郭正吾,邓康龄,韩永辉,刘应楷,殷建棠,王庆国.1996.四川盆地形成与演化.何登发,李德生,张国伟,赵路子,樊春,鲁人齐,文竹.2011.四川多旋回叠合盆地的形成与演化.地质科学,46(3):589606.李英强.2015.川西南地区构造几何学、运动学与成因机制D.中国地质大学(北京).任纪舜,王作勋,陈炳蔚.1994.中国大陆构造研究新进展C.中国地质科学院地质研究所.中国地质科学院地质研究所文集（27）.北京：地质出版社:119120.任纪舜.1996.关于中国大地构造研究之思考.地质论评,(4):290294.童崇光.1992.四川盆地断褶构造形成机制.天然气工业,(5):16+6.尹瀚翔.2018.川西南部地区大兴场构造下二叠统储层特征研究D.西南石油大学学位论文.XU Chenhao，CHEN Wei：Study on the characteristics andevolution of Permian deformation structure in SouthwestSichuanKeywords：Southwest Sichuan；Daxingchang structure；tectonic evolution；three-dimensional structural modeling图 1 川西南构造位置图表 1 大兴场构造地层表层位层位代号钻厚（m）底界海拔(m)岩性岩相简述系统组二叠系上下沙湾组P2s263.5-4403.44以碎屑岩沉积为主夹海相碳酸盐沉积，上段红色碎屑岩、黑色页岩和海相碳酸盐岩沉积。下端为红色碎屑岩沉积玄武岩P2141.5-4544.94大套深灰色、绿灰色玄武岩，上部夹异源玄武质凝灰岩，下部自下往上为深灰色、灰黑色斜长玄武岩，局部浅绿灰色辉岩茅口P1m315-4859.94上部为灰黑色绿藻灰岩间夹同色生物碎屑灰岩、有孔虫灰岩及残余生物灰岩，顶部含褐灰色燧石。其下为褐灰色、浅灰褐色有孔虫灰岩及同色红藻灰岩，夹少量生物灰岩。底部夹薄层黑色页岩或泥质条带。栖霞P1q120-4979.94浅褐灰色细粉晶有孔虫灰岩夹少量生物细粉晶灰岩，底部绿藻灰岩中见燧石结核。梁山P1l5-4984.94上部为黑色页岩，下部为浅灰色泥岩与寒武系下统九老洞组不整合接触。寒武系下下筇竹寺121.76-5006.7灰-浅灰色石英粉砂岩，绿灰色海绿石砂岩