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塔里木盆地顺北西部地区火成岩侵入体发育特征及其与断裂耦合关系
牛月萌, 韩俊, 余一欣, 黄诚, 林波, 杨帆, 余浪, 陈俊宇
石油与天然气地质    2024, 45 (1): 231-242.   DOI: 10.11743/ogg20240116
摘要   (63 HTML9 PDF(pc) (7482KB)(105)  

塔里木盆地顺北西部地区火成岩侵入体分布广泛,对地层和含油气系统改造作用明显,但该地区火成岩侵入体发育特征及其与深部走滑断裂带之间的耦合关系并不十分清楚。基于顺北西部地区最新二维和三维地震资料,精细刻画了火成岩侵入体形态特征,划分了火成岩侵入体不同类型及组合关系,判别了火成岩侵入体发育期次,确定了火成岩侵入体与深部走滑断裂耦合关系。结果表明:①顺北西部地区火成岩侵入体具有“一”字形、舌形、碟形以及半碟形几种形态类型。②单一侵入岩床通过相接、相连及错断组合形成岩床复合体。③火成岩侵入体主要分布于中-下奥陶统顶面至中-下泥盆统顶面之间,侵入岩床活动类型包括单期单层、单期多层和多期多层3类。④不整合面和断裂作为岩浆侵入的通道,控制了火成岩侵入体发育数量和规模,导致研究区南部和北部侵入作用存在明显差异。⑤研究区北部深部走滑断裂作为岩浆主要侵入通道,纵向侵入作用较强;南部岩浆以不整合面为主要侵入通道,横向侵入作用更强。



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图5 顺北西部侵入体平面投影与顺北11号走滑断裂带耦合关系
a. 顺北西部火成岩侵入体平面分布;b. 顺北11号走滑断裂带T74界面断裂活动;c. 顺北11号走滑断裂带T70界面断裂活动;d. 顺北11号走滑断裂带北部断裂剖面;e. 顺北11号走滑断裂带中部断裂剖面;f. 顺北11号走滑断裂带南部断裂剖面
正文中引用本图/表的段落
研究区位于顺北5号走滑断裂带西部,研究区内主要发育顺北9号、11号及13号走滑断裂带(图1a)。研究区走滑断裂带在平面上表现出明显分段变形特征。例如,顺北11号走滑断裂带整体呈NNW走向(图5a),但断裂带局部区域走向发生偏转,自北向南由NNW向逐渐转变为近SN向。根据顺北西部地区11号走滑断裂带走向变化特征,将其划分为北部、中部及南部。
本文利用三维地震数据体,分别测量顺北11号断裂带T74和T70界面在不同分段内变形区和未变形区之间的相对幅度差值来反映断裂活动强度[32]。如果统计点为正值,则表明处于压扭应力背景,地层发生上拱变形;反之,则表明地层在张扭应力背景下发生“下掉”变形。T74和T70界面断裂带变形幅度统计结果表明,顺北11号断裂带北部具有明显的分段性,压扭段和张扭段交互出现,断裂活动性较强(图5b,c)。地震剖面显示,11号走滑断裂带北部主干断裂深部断面直立,T74和T70界面断裂变形幅度较大,分支断裂发育,断裂开启性好,岩浆易沿断裂发生运移形成数量较多的侵入岩床,同时断裂带的持续活动也有利于岩浆的纵向侵入,从而形成多期叠置的侵入岩床(图5d)。11号走滑断裂带中部不同界面断裂带变形幅度统计结果主要为负值,表现出张扭特征,而且统计结果绝对值较大,说明断裂活动性较强(图5b,c),但地震剖面(图5e)显示该区域侵入岩床发育数量较少,可能与中部岩浆房的发育规模有关。走滑断裂带南部地层变形幅度较小(图5b,c),断裂带以平移变形为主(图5f),局部出现弱挤压和弱拉张变形,断裂带活动较弱,岩浆主要沿不整合面发生横向侵入(图5f),形成面积较大的侵入岩床。
从火成岩侵入体与走滑断裂带的平面分布特征看(图5a),侵入体在顺北11号走滑断裂带北部发育数量较多,但岩床面积较小,侵入岩床相互叠置特征明显(图5d);中部侵入岩床发育数量较少,南部发育展布范围较大的侵入岩床(图5f),岩床相互叠置现象较北部弱。结合上述断裂带活动强度与侵入岩床分布之间匹配关系,说明顺北西部地区火成岩侵入体的形成受深部走滑断裂带活动强度所控制。
二叠纪,顺北西部地区发生大规模岩浆侵入活动,导致研究区古地温升高,促进了烃源岩的成熟排烃。A1和A2井位于研究区7号走滑断裂带,钻遇2 ~ 3层不同深度辉绿岩侵入体(表1),两口井均发现不同程度油气显示,而7号走滑断裂带平面延伸距离较短,不利于深部坳陷烃源岩远距离供烃,岩浆侵入活动导致走滑断裂带周缘烃源岩进入高成熟阶段,该时期油气沿断裂带短距离运聚成藏。顺北11号走滑断裂带平面距离延伸较远,邻近阿瓦提坳陷,成藏条件优越,而位于断裂带北部A4已钻井油气显示较差,钻遇多层不同深度辉绿岩侵入体(表1)。侵入岩体平面分布显示研究区北部侵入岩体相互叠置现象明显(图5a),岩浆纵向侵入作用强,可能对早期油气成藏起到破坏作用。岩浆沿不整合面、断裂及裂缝侵入过程中能够一定程度溶蚀碳酸盐岩储层,导致侵入岩体周缘碳酸储层孔隙度发生变化,改造碳酸盐岩储层储集性。由于顺北西部地区岩浆侵入时期为二叠纪,时间较晚,可充填早期形成的碳酸盐岩缝洞型储集空间,对早期碳酸盐岩储层储集空间表现为破坏作用。岩浆侵入过程中会诱发上覆地层发生褶皱变形,形成低幅度构造圈闭,为研究区浅层油气运聚成藏提供储集空间。
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