唐鵬程，邵大力，王海強，王紅平，孫輝，張勇剛，馬宏霞，丁梁波

（1中國石油杭州地質研究院；2中油國際（凱爾）有限責任公司）

孟加拉灣若開海域晚新生代構造變形及其對油氣的控制作用

唐鵬程1，邵大力1，王海強2，王紅平1，孫輝1，張勇剛1，馬宏霞1，丁梁波1

（1中國石油杭州地質研究院；2中油國際（凱爾）有限責任公司）

利用鉆井、二維和三維地震資料，剖析了孟加拉灣若開海域晚新生代的構造變形特征，探討了構造變形對油氣的控制作用。區(qū)域深度地質剖面揭示，研究區(qū)南部僅發(fā)育底部滑脫層（深度10km），而北部則發(fā)育底部滑脫層（深度12km）和中部滑脫層（深度4km）；受滑脫層的控制，研究區(qū)南部僅發(fā)育一套構造層，而北部則發(fā)育變形不協(xié)調的上、下兩套構造層；南部背斜的南北向延伸距離、波長及背斜間隔距離均明顯大于北部。通過北部局部構造精細解析表明，研究區(qū)北部變形相對較復雜，上構造層主要發(fā)育近南北向的背斜和次級張扭性右旋走滑斷層，二者形成時間分別為晚第四紀和晚第四紀末。若開海域晚新生代的構造變形對圈閉形成、油氣運聚和保存條件具有重要的控制作用。指出研究區(qū)南部平緩褶皺帶構造—巖性復合圈閉具備形成大油氣田的條件，是下一步油氣勘探的重要目標。

孟加拉灣；若開褶皺帶；晚新生代；構造特征；油氣聚集

1引言

韓國大宇國際公司于2004～2006年在孟加拉灣東部若開褶皺帶海域（簡稱若開海域）陸架淺水區(qū)發(fā)現(xiàn)Shwe氣田、Shwe Phyu氣田和Mya氣田，2P（Proven（證實）+Probable（概算））可采儲量約1270億立方米，證實了若開海域具有良好的油氣勘探前景。但該油氣勘探新區(qū)鉆井少，勘探程度低，勘探風險較大，特別是水深≥500m的深水區(qū)，勘探程度更低。因此，迫切需要開展基礎地質研究，以期降低勘探風險和尋找新的油氣資源。

近年來，隨著油氣勘探工作的開展，一些研究者對若開褶皺帶構造特征及演化［1-6］、層序地層格架、沉積特征及演化模式［7-11］、含油氣性檢測［12］和油氣地質特征［13-14］等方面進行了初步研究，取得了不少新認識。但由于勘探程度低、地球物理資料較少，故對若開褶皺帶構造變形的研究仍然非常薄弱，僅對若開褶皺帶陸上部分［2］及其區(qū)域構造變形進行了分析，如王雪峰等［6］認為若開褶皺帶具南北分段特征，分為北段擠壓褶皺帶和南段走滑褶皺帶；唐鵬程等［5］對若開褶皺帶的滑脫層和構造樣式作了初步探討，但對若開海域構造變形的精細剖析及其對油氣的控制作用仍無相關研究報道。

本文研究區(qū)位于若開海域的西北部（圖1），筆者在前人研究成果的基礎上，分兩個尺度剖析若開海域晚新生代構造變形特征：1）區(qū)域構造特征。建立過研究區(qū)南部和北部的2條深度地質剖面，揭示若開海域的構造格架。2）局部構造特征。依據(jù)2013年采集處理獲得的高精度三維地震資料，精細解析局部背斜和斷層的構造特征。在此基礎之上，探討構造變形對若開海域油氣的控制作用。本項研究對探索孟加拉灣東部若開海域晚新生代構造變形具有一定的理論意義，期望也能為若開海域油氣勘探提供有價值的參考。

圖1　　孟加拉灣若開褶皺帶及鄰區(qū)地形圖（據(jù)文獻［1，5］修改）

2　地質背景

孟加拉灣東部褶皺帶是由若開褶皺帶和印度—緬甸山脈構成的，是中始新世以來印度板塊斜向俯沖于緬甸板塊之下以及后期持續(xù)擠壓作用的結果［15－16］（圖1）。若開褶皺帶位于若開盆地東部，它橫跨陸地和海域，其海域部分的構造變形由陸架淺水區(qū)往西延伸到了陸坡深水區(qū)（水深≥500 m），褶皺帶總體上呈NNW—SSE走向，由成排成帶的線狀背斜構成，背斜變形強度從東往西逐漸地減弱［17］，東部陸上的構造變形強烈且地表條件復雜，導致地震資料品質較差，構造特征仍然不清楚［2，4］；而西部海域的構造變形相對微弱，地震資料揭示了褶皺帶發(fā)育底部和中部滑脫層，構造樣式主要為滑脫褶皺［5］。若開褶皺帶形成于新近紀以來［18］，本文研究區(qū)變形時間較新，為上新世—現(xiàn)今，褶皺帶變形前緣形成于第四紀，位于現(xiàn)今陸坡位置［5］（圖1）。

若開褶皺帶沉積充填了晚白堊世—第四紀地層，最大厚度大于20km，物源主要來自北部喜馬拉雅碰撞造山帶，部分來自東部印度—緬甸山脈。上白堊統(tǒng)—中中新統(tǒng)（下古新統(tǒng)缺失）以沉積的海相泥巖為主，并發(fā)育少量碳酸鹽巖、砂巖和煤層。上中新統(tǒng)—第四系主要為深海扇沉積，砂巖含量明顯增加，此外還發(fā)育滑塌泥巖沉積（圖2）。研究區(qū)鉆井僅鉆遇了中中新統(tǒng)頂部及以上地層。

圖2　　若開褶皺帶地層綜合柱狀圖（據(jù)文獻［19］修改）

3　構造特征分析

3.1區(qū)域構造特征

利用鉆井分層數(shù)據(jù)、二維和三維地震資料，建立時間地質剖面。然后依據(jù)地震速度譜進行時間—深度轉換，得到2條分別位于研究區(qū)南部和北部的深度地質剖面（圖3）。

若開海域發(fā)育薄皮構造，構造變形強度具有從東往西逐漸減弱的特點，依據(jù)構造變形強度，分為平緩褶皺帶和高陡褶皺帶兩個次級構造帶［6］（圖3）。

研究區(qū)南部和北部的滑脫層發(fā)育特征不同，構造變形存在顯著差異（圖3）。南部Ⅰ—Ⅰ′剖面（圖3a）橫穿陸坡—陸架區(qū)，切過若開褶皺帶變形前緣的平緩褶皺帶，剖面以西為未變形的深海平原區(qū)。剖面顯示研究區(qū)南部僅發(fā)育底部滑脫層，由于其埋深約10km，地層層位仍不清楚，可能位于第三系底部（圖4a）。在擠壓作用下，南部發(fā)育的背斜南北向延伸距離長、背斜間隔距離大（圖1），構造樣式為低緩的滑脫褶皺，未見逆沖斷層（圖4a）。

研究區(qū)北部Ⅱ—Ⅱ′剖面（圖3b）位于陸架區(qū)，切過平緩褶皺帶和高陡褶皺帶，高陡褶皺帶發(fā)育了逆沖斷層，背斜翼部褶皺變形強度明顯增大。該剖面中發(fā)育了兩套滑脫層，從下往上分別稱為底部滑脫層和中部滑脫層，底部滑脫層的層位與南部相同，但埋深增大，約為12km；中部滑脫層位于中新統(tǒng)內部，埋深約4km（圖3b，圖4b）。在擠壓作用下，形成上、下兩套構造層，背斜南北向延伸距離短、背斜間隔距離?。▓D1，圖3b）。高分辨率三維地震資料顯示（圖4b），上、下構造層背斜的構造樣式均為滑脫褶皺，但兩者的變形不協(xié)調，表現(xiàn)為背斜構造高點存在明顯偏移，且上構造層背斜E的核部發(fā)生了顯著的地層加厚，幅度也明顯大于下構造層背斜。與此相似，中國西部南天山山前庫車褶皺—沖斷帶西段發(fā)育古近系膏鹽層，在擠壓作用下鹽巖發(fā)生塑性變形，鹽上層和鹽下層也變形不協(xié)調，構造高點存在偏移［20－21］。由此推測，研究區(qū)上構造層底部發(fā)生了塑性變形，從而導致上、下構造層變形不協(xié)調（圖4b）。但與庫車褶皺—沖斷帶西段發(fā)育鹽層這一誘因不同，若開海域不發(fā)育鹽層，中中新統(tǒng)及以下地層主要為海相泥巖（圖2），據(jù)此推測，背斜E核部的加厚地層可能為超壓泥巖。

研究區(qū)南部和北部的構造變形差異主要受控于滑脫層發(fā)育特征的不同，南部僅發(fā)育底部滑脫層，而北部發(fā)育底部滑脫層和中部滑脫層，進而導致南部背斜的南北向延伸距離、波長及背斜間隔距離均要明顯大于北部背斜的［5］（圖3，圖4）。

圖3　　研究區(qū)兩條區(qū)域地震地質解釋剖面（位置見圖1）

圖4　　研究區(qū)兩條代表性的地震剖面（范圍見圖3中虛線框）

3.2局部構造特征

研究區(qū)北部由于發(fā)育上、下兩套構造層，使得構造變形相對較復雜，利用高分辨率三維地震資料，通過對局部構造開展進一步的精細解析，揭示出北部上構造層主要發(fā)育背斜構造，以及數(shù)量眾多、斷距小、延伸短的次級走滑斷層。本次通過沿第四系內部地震層位的相干切片技術［22－23］，確定了次級走滑斷層的平面展布特征（圖5）。

3.2.1背斜構造特征

圖5所示背斜D和背斜E發(fā)育于上構造層，在此重點分析背斜E的構造特征。剖面A—A′切過背斜E中段（圖6a），顯示背斜E為基本對稱的滑脫褶皺，背斜兩翼被斷層微弱錯斷。背斜核部發(fā)育了水道復合體［10］和多期大規(guī)模峽谷，峽谷內部充填沉積物的地震反射特征表現(xiàn)為弱振幅、雜亂反射，結合孟加拉灣北部Sangu氣田的鉆井和地震資料，推斷峽谷內部主要充填泥巖。

圖5　　研究區(qū)北部上構造層背斜及斷裂平面分布圖

背斜翼部生長地層記錄了背斜E的形成時間（圖6b）。地震資料顯示：背斜E東翼的第四系中段基本等厚，為生長前地層，第四系上段的厚度從向斜位置往背斜核部逐漸減薄，為扇狀生長地層（底界面為GSA）［24］，表明背斜E形成于晚第四紀以來。

圖6　　研究區(qū)北部過背斜E的A—A′剖面地震地質解釋（剖面位置見圖5）

3.2.2走滑斷層特征

斷層在平面上呈雁行式帶狀排列，根據(jù)延伸方向的差異，可將斷層帶劃分為三個部分（圖5）：1）南部。斷層帶呈NE向展布，寬約4km，主要位于背斜D的北部，往東延伸到背斜E核部。2）中部。斷層帶呈向南凸出的弧狀，NW或EW向展布，寬約5km，主要位于背斜E的西翼。3）北部。斷層帶呈NE向展布，寬約2km，錯斷了背斜E的樞紐，表明斷層具有走滑性質。

剖面B—B′切過斷層帶南部（圖5）。剖面揭示斷層僅發(fā)育于上構造層（圖7a），表現(xiàn)出正斷層性質，主要錯斷了上中新統(tǒng)及其以上地層，向下收斂、合并，形成向形負花狀構造，是張扭性走滑斷層活動的結果（圖7b）。

張扭性走滑斷層僅發(fā)育于上構造層，它在北部和中部的特征與南部不同。剖面C—C′切過斷層帶北部（圖5），北部斷層數(shù)量少（圖8a），主要傾向北西，不發(fā)育負花狀構造。斷層表現(xiàn)出正斷層性質，斷層活動控制了沉積地層的厚度，對比斷層上、下盤地層厚度發(fā)現(xiàn)，上盤第四系頂部的厚度要明顯大于下盤，為一套同構造生長地層（底界面為GSB），表明斷層開始活動時間為晚第四紀末（圖8b）。通過對比斷層與背斜E的開始活動時間，可以發(fā)現(xiàn)，背斜的形成時間要早于斷層的形成時間，平面上斷層錯斷了背斜樞紐（圖5），由此推斷，斷層為NE向右旋走滑性質。

剖面D—D′切過斷層帶中部（圖5），中部斷層數(shù)量眾多（圖9a），斷距極小，主要傾向SE，少量傾向NW。斷層表現(xiàn)出正斷層性質，但由于斷層位于背斜E的西翼，形成背形負花狀構造［25］或復合型花狀構造［26］（圖9b）。這里的背形負花狀構造只經歷了一期變形，是近EW向擠壓褶皺變形與NW或EW向張扭性斷層活動共同作用的結果。

綜合上述區(qū)域和局部構造特征的分析結果，研究區(qū)主要發(fā)育NW、NS向擠壓背斜構造，構造變形主要發(fā)生于上新世—現(xiàn)今，是印度板塊斜向俯沖于緬甸板塊之下，持續(xù)擠壓作用的結果［15］（圖1）。研究區(qū)北部發(fā)育兩套滑脫層，構造變形較南部要復雜，上構造層主要發(fā)育背斜構造，還發(fā)育數(shù)量眾多、斷距小、延伸短的次級右旋走滑斷層。三維地震資料揭示，這些次級走滑斷層僅發(fā)育于上構造層，推測為走滑調節(jié)斷層，調節(jié)了上構造層沿走向擠壓變形的差異。走滑斷層活動于晚第四紀末，并持續(xù)到現(xiàn)今，它對背斜圈閉可能具有破壞作用（圖9a）。

圖7　　研究區(qū)北部過斷層帶南部的B—B′剖面地震地質解釋

圖8　　研究區(qū)北部過斷層帶北部的C—C′剖面地震地質解釋

圖9　　研究區(qū)北部過斷層帶中部的D—D′剖面地震地質解釋

前人研究證實，孟加拉灣東部褶皺帶構造樣式主要受區(qū)域斜向俯沖和沉積速率的控制。由于印度板塊斜向俯沖于緬甸板塊之下，導致孟加拉灣東部褶皺帶從北往南表現(xiàn)出不同的構造樣式，北段表現(xiàn)出強烈的褶皺沖斷變形，而南段表現(xiàn)出明顯的走滑變形特征［5-6，27］，區(qū)域斜向俯沖是控制構造樣式的主要因素。此外，孟加拉灣物源主要來自北部青藏高原 （導致陸架坡折帶快速往南遷移），部分來自東部印度—緬甸山脈，而孟加拉灣東部褶皺帶主要受到近東西向擠壓，即主要物源方向垂直于擠壓方向［28-29］，這導致褶皺帶沉積速率從北往南存在明顯差異，沉積速率是影響構造樣式的重要因素之一［30］。

區(qū)域擠壓作用和沉積速率是影響研究區(qū)滑脫層發(fā)育特征及構造樣式的主要因素。結合前人研究成果發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)北部及其以北地區(qū)形成兩套滑脫層［31］，而南部僅發(fā)育一套滑脫層，是否發(fā)育中部滑脫層是二者的主要區(qū)別。北部受到的構造擠壓作用較強，同時，離物源較近（位于陸架區(qū)），沉積速率較大，二者共同作用導致局部地層流體超壓，形成中部滑脫層。而南部發(fā)育數(shù)量眾多的泥底辟、泥火山［32］（圖1），它們是地質流體通道及壓力釋放窗口，不利于地層流體超壓及中部滑脫層的形成。

4　構造變形對油氣的控制作用

若開海域已發(fā)現(xiàn)Shwe、Shwe Phyu和Mya等氣田及一些油氣苗，證實存在有效的含油氣系統(tǒng)。該地區(qū)主要存在兩套有效烴源巖［19］，包括漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)成熟源巖和上新統(tǒng)淺層生物氣源巖（圖2）。陸架淺水區(qū)儲層主要為三角洲和濱岸帶砂巖，三角洲泥巖可作為有效蓋層，峽谷區(qū)發(fā)育的細粒充填沉積物可作為局部蓋層。陸坡深水區(qū)儲層主要為中新統(tǒng)和上新統(tǒng)深水濁積砂巖［10，33］，半深海泥巖及大規(guī)模分布的塊體搬運沉積［9］可作為深水濁積砂巖的有效蓋層。若開海域晚新生代主要發(fā)生擠壓變形，形成逆沖斷層及其相關背斜構造、以及次級的走滑調節(jié)斷層，構造變形對圈閉的形成、油氣運聚和保存條件具有重要的控制作用。

4.1構造變形對圈閉的控制作用

褶皺帶構造變形強度由東向西逐漸減弱，高陡褶皺帶構造變形強烈，有利勘探目標為背斜圈閉（圖3b）；平緩褶皺帶構造變形較微弱，發(fā)育受構造及巖性共同控制的復合圈閉，是尋找大油氣田的有利區(qū)帶，如陸架淺水區(qū)發(fā)現(xiàn)的Shwe氣田就是構造—巖性復合圈閉［14，33］（圖4a），儲層為背斜部位發(fā)育的深水濁積砂巖。另外，研究區(qū)西側深海平原區(qū)主要以深水巖性或地層圈閉為主，它們與砂巖尖滅、深水水道或朵葉體沉積有關。

研究區(qū)北部發(fā)育中部滑脫層和底部滑脫層，形成上、下兩套滑脫背斜圈閉，圈閉高點存在偏移?，F(xiàn)階段，首選勘探目標應為上構造層背斜圈閉，下構造層背斜圈閉則為未來潛在的勘探目標（圖3b，圖4b）。

4.2構造變形對油氣運聚的控制作用

若開海域油氣主要沿著斷層、氣煙囪破裂帶及連通砂體運移。高陡褶皺帶發(fā)育規(guī)模較大、直達海底的主干斷層及氣煙囪［5］，油氣主要沿著主干斷層運移；平緩褶皺帶發(fā)育走滑斷層（圖5，圖7）及多處疑似氣煙囪，深水區(qū)還觀察到多條斷距較小的斷層，推測這些斷層及氣煙囪為油氣運移通道。

4.3構造變形對油氣保存條件的控制作用

若開海域平緩褶皺帶的保存條件優(yōu)于高陡褶皺帶。由于若開海域構造變形強度具有由東向西逐漸減弱的特征，平緩褶皺帶具有良好的后期保存條件，但研究區(qū)北部上構造層近海底的次級走滑斷層對圈閉可能具有破壞作用。而高陡褶皺帶構造變形強烈，斷層發(fā)育，同時上新世以來的構造抬升作用導致上新統(tǒng)—第四系部分地層遭受剝蝕，最大剝蝕厚度大于1 km，保存條件相對較差（圖3b）。

綜合分析研究區(qū)的油氣地質條件后認為，研究區(qū)南部平緩褶皺帶鄰近Shwe氣田 （圖3a，圖4a），構造—巖性復合圈閉具備形成大油氣田的條件，是下一步油氣勘探的重要勘探目標。北部也發(fā)育了良好的構造圈閉，但圈閉被延伸至近海底的走滑斷裂所破壞，或背斜隆升剝蝕而導致蓋層條件較差，不利于油氣聚集成藏（圖3b，圖9a）。

5結論

（1）區(qū)域深度地質剖面揭示，孟加拉灣若開海域發(fā)育底部滑脫層和中部滑脫層，滑脫層深度分別為約10～12km和約4km。研究區(qū)南部僅發(fā)育底部滑脫層，而北部發(fā)育底部和中部滑脫層。受滑脫層不同發(fā)育特征的控制，南部背斜的延伸距離、波長及背斜間隔距離均明顯大于北部背斜的。

（2）局部構造精細解析表明，研究區(qū)北部發(fā)育變形不協(xié)調的上、下兩套構造層，上構造層主要發(fā)育近南北向的背斜構造和次級張扭性右旋走滑斷層，二者形成時間分別為晚第四紀和晚第四紀末。

（3）若開海域晚新生代構造變形對圈閉形成、油氣運聚和保存條件具有重要的控制作用，研究區(qū)南部平緩褶皺帶構造—巖性復合圈閉具備形成大油氣田的條件，是下一步油氣勘探的重要勘探目標。

致謝：本文地震資料解釋得到中國石油杭州地質研究院左國平、李東、曹全斌、王朝鋒、王雪峰和郭淵的無私幫助。地形數(shù)據(jù)ETOPO1來源于美國地球物理數(shù)據(jù)中心（NGDC）網站（http：//www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/global.html），在此一并致以深切謝意！

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編輯：黃革萍

Tang Pengcheng：DSc.，Petroleum Geology Engineer.Add：PetroChina Hangzhou Institute of Geology，920 Xixi Rd.，Hangzhou，Zhejiang，310023，China

Late Cenozoic Deformation of Arakan Fold Belt and Its Control on Hydrocarbon Accumulation in Offshore Rahkine，Bay of Bengal

Tang Pengcheng，Shao Dali，Wang Haiqiang，Wang Hongping，Sun Hui，Zhang Yonggang，Ma Hongxia，Ding Liangbo

Based on recent drilling and 2D/3D seismic data，the late Cenozoic deformation of Arakan fold belt and its control on hydrocarbon accumulation was investigated in offshore Rahkine，Bay of Bengal.The analysis result shows that only a basal detachment fault（10km of burial depth）develops in the southern part of the study area while a basal detachment fault（12km deep buried）and a middle detachment fault（4km deep）develop in the northern part.Under the control of these detachment faults，one set of tectonic layers develops in the southern part and two sets of layers （the upper and the lower one）in the northern part，respectively.The lateral extended distance，the wave length and the interval distance between anticlines are longer obviously in the southern part than those in the northern part.In addition，both the NS-trending anticline and the secondary NE-trending transtensional dextral strike-slip fault formed in the upper tectonic layer in northern part.According to growth strata records，these deformations formed in late Quaternary and at the end of late Quaternary respectively.Trap formation，hydrocarbon migration and accumulation conditions are greatly controlled by the late Cenozoic deformation.It is suggested that the structural-lithologic composite traps have the condition to form large gas fields in the gentle fold belt and the southern part of the study area is the favorable exploration targets in the future.

Late Cenozoic；Structural characteristics；Hydrocarbon accumulation；Arakan fold belt；Bay of Bengal

盆地·構造

TE121.2

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2016.01.008

1672-9854（2016）-01-0052-09

2015-01-12；改回日期：2015-08-20

本文受中國石油天然氣集團公司科學研究與技術開發(fā)項目“海外重點戰(zhàn)略大區(qū)勘探技術研究與實踐”子課題《海外海洋勘探技術與有利目標評價研究》（編號：2014D-0908）資助

唐鵬程：1982年生，工程師。2011年畢業(yè)于浙江大學，獲博士學位。從事盆地分析和構造地質研究工作。通訊地址：310023浙江省杭州市西溪路920號；E-mail：tangpc_hz@petrochina.com.cn