袁曉宇，胡燁，劉光祥，陳迎賓，王彥青，吳小奇

1常州工學(xué)院；2中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院無(wú)錫石油地質(zhì)研究所

0 前言

油氣勘探實(shí)踐已經(jīng)證實(shí)，盆地中古隆起對(duì)油氣田的形成與分布起著十分重要的作用［1-2］。在我國(guó)油氣資源豐富的中西部盆地，發(fā)育有數(shù)量眾多的古隆起，例如塔里木盆地的塔北、巴楚和塔中古隆起［3-6］，準(zhǔn)噶爾盆地的車排子、陸梁和車莫古隆起［7-9］，柴達(dá)木盆地的南八仙—大紅溝、馬海古隆起［10］，四川盆地的瀘洲—開江和大興古隆起［11］，鄂爾多斯盆地的中央古隆起［12-15］等。目前發(fā)現(xiàn)于四川盆地中的大中型油氣田都與古隆起及古隆起斜坡帶有關(guān)，例如：普光氣田發(fā)育在開江古隆起，中興場(chǎng)氣田發(fā)育在瀘州古隆起，威遠(yuǎn)氣田發(fā)育在樂山—龍女寺古隆起。前人的研究也都強(qiáng)調(diào)了古隆起對(duì)油氣成藏的控制作用［16-20］。

近幾年來(lái)，中石化在川西龍門山前及坳陷區(qū)都獲得了中三疊統(tǒng)雷口坡組頂部風(fēng)化殼油氣勘探的重要突破，這表明川西地區(qū)的海相層系擁有良好的油氣勘探潛力。川西地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的古隆起主要有西北側(cè)的天井山古隆起、西南側(cè)的大邑古隆起以及中部區(qū)域的新場(chǎng)古隆起［21］，而目前已探明的油氣田也主要與這些古隆起密切相關(guān)。但是關(guān)于這些古隆起的發(fā)育時(shí)間還存在爭(zhēng)議：較為多數(shù)的研究者認(rèn)為川西坳陷的古隆起形成于燕山中晚期［22-23］；而有部分研究者認(rèn)為這些古隆起形成于印支中幕運(yùn)動(dòng)后的“安縣運(yùn)動(dòng)”或者晚印支期，并在之后存在從雛形階段到持續(xù)發(fā)育，繼而發(fā)展到定型的連續(xù)過程［24-25］。楊克明［26］認(rèn)為在川西坳陷中段，由于受到印支早期運(yùn)動(dòng)的影響，形成了近東西向的孝泉—新場(chǎng)—豐谷巨型長(zhǎng)垣。

本文結(jié)合最新的鉆探成果及地震解釋資料，針對(duì)川西坳陷發(fā)育在印支期的古隆起開展研究，明確印支期古隆起發(fā)育時(shí)間和展布特征，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，探討了川西坳陷印支期古隆起的成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

圖1 川西坳陷區(qū)域位置圖(據(jù)文獻(xiàn)［27］)Fig.1 Regional location map of the Western Sichuan Depression(cited fromliterature［27］)

川西坳陷位于揚(yáng)子板塊的西北緣，北界為米倉(cāng)山隆起，西界為龍門山斷裂，南鄰瀘州隆起，東部緊鄰川中隆起，是一個(gè)受秦嶺褶皺系、揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、巴彥喀拉褶皺系等多方控制和影響的二級(jí)構(gòu)造單元（圖1）。前震旦系的火地埡群變質(zhì)巖系和晉寧期的巖漿巖構(gòu)成了川西坳陷堅(jiān)硬且穩(wěn)定的基底。在地質(zhì)歷史的演化過程中，震旦紀(jì)到中三疊世沉積了巨厚的海相沉積序列。在中三疊世末，受到古特提洋關(guān)閉的影響，華北板塊與揚(yáng)子板塊西部的北緣地區(qū)發(fā)生了碰撞，促使整個(gè)四川盆地發(fā)生了全面的隆升，海水從東往西方向退縮，終結(jié)了海相克拉通盆地的發(fā)育階段，進(jìn)而開始了川西前陸盆地的演化。受晚印支期、燕山期、喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，龍門山、大巴山、米倉(cāng)山依次活躍［28］，前陸盆地沉積中心也在山前帶的川西坳陷區(qū)域不斷遷移，從而造成川西地區(qū)海相碳酸鹽巖地層現(xiàn)今埋深在5 000 m以上。

整體上，川西地區(qū)各地史時(shí)期的地層發(fā)育齊全，僅在部分區(qū)域缺失奧陶系和志留系，泥盆系—石炭系僅分布于西側(cè)的龍門山區(qū)。川西坳陷二疊系—中三疊統(tǒng)的地層巖性如圖2所示。

2 印支期古隆起發(fā)育特征

2.1 雷口坡組頂部地層剝蝕特征

在印支運(yùn)動(dòng)早期，四川盆地由于受到了構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)的影響，在中三疊統(tǒng)和上三疊統(tǒng)之間形成了一個(gè)全區(qū)分布的不整合接觸界面。川西地區(qū)北西向二維地震剖面顯示，中三疊統(tǒng)雷口坡組頂部在北西方向上顯示出了清晰的削截特征，上三疊統(tǒng)的底部在北西方向上表現(xiàn)出了顯著的超覆特征（圖3），在中三疊統(tǒng)和上三疊統(tǒng)之間存在著明顯的上超下削的反射特征，表現(xiàn)為明顯的區(qū)域性角度不整合，這與川西地區(qū)位于川中古隆起斜坡構(gòu)造背景的認(rèn)識(shí)一致。另外，根據(jù)較新的三維地震資料解釋，在研究區(qū)更靠近西側(cè)和西南側(cè)的彭州1井和大邑1井的雷口坡組頂面也存在明顯的削截特征［29］，這揭示在印支早期川西地區(qū)發(fā)生并存在差異剝蝕作用，據(jù)此推測(cè)彭州1井及大邑1井所處位置為印支早期構(gòu)造的高點(diǎn)部位［29］。但是，在利用鉆井資料進(jìn)行馬鞍塘組厚度對(duì)比時(shí)（圖4），發(fā)現(xiàn)孝深1井、川科1井及新深1井的上三疊統(tǒng)馬鞍塘組厚度較薄，初步認(rèn)為雷口坡組沉積時(shí)期該位置可能為古地貌高部位；而在西側(cè)的彭州1井、龍深1井的馬鞍塘組沉積厚度逐漸加大，故彭州1井和龍深1井的位置可能為雷口坡期古地貌的相對(duì)低部位。如此看來(lái)，利用鉆井資料進(jìn)行地層對(duì)比獲得的認(rèn)識(shí)與前述三維地震資料解釋結(jié)果之間存在著沖突。由于研究區(qū)內(nèi)鉆井少，對(duì)無(wú)井區(qū)域地層厚度變化的認(rèn)識(shí)不清，因此本文借助地震資料對(duì)印支早期的古地貌格局開展研究。

圖3 川西坳陷2006-L2測(cè)線沿雷口坡組頂面拉平的地震剖面（剖面位置見圖5）Fig.3 Seismic profile of 2006-L2 line flattened along the top surface of Leikoupo Formation in Western Sichuan Depression(line location is shown in Fig.5)

2.2 印支早期古地貌特征

雷口坡組沉積初期，整個(gè)川西地區(qū)為海相沉積環(huán)境。假設(shè)雷口坡組全區(qū)沉積厚度均一，印支早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得雷口坡組抬升，造成雷四段遭受剝蝕，而雷三段全區(qū)保存完整。選取雷三段頂面為等時(shí)基準(zhǔn)面，制作川西地區(qū)雷四段的殘余厚度圖來(lái)反映雷口坡組沉積之后，上覆馬鞍塘組—小塘子組沉積之前的古地貌特征（圖5）。可以看到川西地區(qū)的古地貌呈明顯的條帶狀展布特征。根據(jù)川西地區(qū)處于川中古隆起斜坡帶的地質(zhì)構(gòu)造背景，將位于川西地區(qū)范圍內(nèi)的古地貌進(jìn)一步細(xì)分為凹地和高地殘丘區(qū)［29］。其中，龍門山前緣帶高地殘丘區(qū)整體呈北東向分布特征；而川西坳陷內(nèi)的高地殘丘區(qū)分布范圍較廣，從川西礦區(qū)西南部位的大邑地區(qū)往北東方向延伸至梓潼洼陷的潼深1井區(qū)，包含了郫縣—馬井—新場(chǎng)等地區(qū)，寬度約為20～28 km，相對(duì)高程差最大可至200 m。此外，高地殘丘區(qū)在孝泉—新場(chǎng)—豐谷區(qū)域內(nèi)還呈現(xiàn)出東西走向的特征。綜上所述，印支早期川西地區(qū)不僅在龍門山前和川西坳陷內(nèi)部發(fā)育了北東走向的古隆起，而且還在川西坳陷內(nèi)部發(fā)育了東西走向的古隆起。

圖4 川西坳陷龍深1井—新深1井馬鞍塘組東西向連井對(duì)比剖面（剖面位置見圖5）Fig.4 Correlation section of Ma′antang Formation of EWconnectingwellsof Longshen-1-Xinshen-1 in Western Sichuan Depression(section location isshown in Fig.5)

圖5 川西坳陷雷口坡組四段殘余厚度平面圖（據(jù)文獻(xiàn)［29］）Fig.5 Residual thickness map of the Leikoupo Formation Member 4 in Western Sichuan Depression(cited fromliterature［29］)

3 印支早期古隆起成因探討

3.1 印支期古隆起剝蝕量計(jì)算

由于川西海相地層勘探程度低，因此本文采用地層對(duì)比法定性地確定川西印支早期古隆起剝蝕量的范圍。地層對(duì)比法認(rèn)為，局部范圍內(nèi)同一期發(fā)育的地層在縱向厚度變化上會(huì)呈現(xiàn)出規(guī)律性的特征，即呈現(xiàn)出線性遞增遞減，或厚度相同等特征。在未剝蝕區(qū)地層厚度明確的前提下，應(yīng)用地層厚度橫向?qū)Ρ群涂v向厚度變化趨勢(shì)來(lái)追蹤并計(jì)算得出剝蝕前的整個(gè)地層厚度，然后減去被剝蝕后殘余的地層厚度，最后得到剝蝕量［30-31］。

圖6為川西地區(qū)中三疊統(tǒng)雷口坡組剝蝕量分布圖，將其與中三疊統(tǒng)雷口坡組四段（簡(jiǎn)稱雷四段）的地層殘余厚度圖對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)剝蝕厚度與雷四段的地層殘余厚度具有很好的“鏡像”關(guān)系。從圖上可以看到：北東向古隆起及東西向古隆起展布特征明顯，其中彭州1井所處的北東向古隆起的剝蝕量約為50~100 m；川西坳陷中部的北東向及東西向古隆起的剝蝕量為100~200 m；最東部的中江—回龍地區(qū)剝蝕量最大，為200~400m。

圖6也可以較好地解釋上述連井地層厚度對(duì)比圖。印支早期，由于孝深1、川科1及新深1井所在位置相比彭州1井為相對(duì)古隆起高點(diǎn)，故而沉積了相對(duì)較薄的馬鞍塘組。這些鉆井均處于川西印支期古隆起之上。

3.2 印支早期古隆起成因討論

前人對(duì)印支期中揚(yáng)子—黔中地區(qū)的剝蝕量研究成果［32］（圖7）揭示：印支期瀘州—開江古隆起剝蝕量為1 000~2 500 m，江南—雪峰山古隆起剝蝕量為1 000~2 500 m。整體來(lái)看，中上揚(yáng)子地區(qū)呈現(xiàn)出一種隆坳相間的格局，并且表現(xiàn)出自南東向北西方向隆升幅度逐漸減弱的特征。

圖6 川西坳陷中三疊統(tǒng)雷口坡組剝蝕量平面分布圖Fig.6 Map of erosion thicknessof Leikoupo Formation of Middle Triassic in Western Sichuan Depression

中三疊世末古特提斯洋開始關(guān)閉，揚(yáng)子板塊與華北板塊自東向西逐漸發(fā)生“剪刀式”閉合，揚(yáng)子板塊順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（圖1），與華北板塊全面發(fā)生陸-陸碰撞，并促使四川盆地整體隆升，這一地質(zhì)事件具有關(guān)鍵的變革運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，對(duì)整個(gè)四川盆地沉積構(gòu)造演化格局起到了重大的影響，被稱為印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。

一方面，印支運(yùn)動(dòng)使得江南—雪峰山發(fā)生自南東向北西的基底拆離推覆作用，整個(gè)江南—雪峰基底拆離體總體由南東往北西方向發(fā)生了逆沖推覆運(yùn)動(dòng)，雪峰山推覆體上盤剝蝕幅度達(dá)1000~2500m，逆沖推覆體下盤地層保存齊全，剝蝕幅度小于100m。這種推覆作用的遠(yuǎn)程效應(yīng)可能是形成瀘州—開江古隆起的動(dòng)力來(lái)源，其剝蝕幅度降低至800~1000m。陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)的影響范圍逐漸向北西方向擴(kuò)展，強(qiáng)度則由南東向北西逐漸減弱，川西地區(qū)為受江南—雪峰逆沖推覆擠壓作用影響極小的構(gòu)造區(qū)帶，斷裂很不發(fā)育，可能僅形成了川西坳陷內(nèi)部北東向的褶皺古隆起。

另一方面，中三疊世末古特提斯洋開始關(guān)閉，揚(yáng)子板塊與華北板塊沿勉略結(jié)合帶開始碰撞造山，由于勉略結(jié)合帶呈近東西向展布的特征，加之碰撞板塊邊界的形狀特征，確定了其最大主壓應(yīng)力的方向，從而形成了揚(yáng)子板塊內(nèi)近南北向的強(qiáng)烈擠壓作用。通過比較中揚(yáng)子—黔中地區(qū)剝蝕量圖（圖7）和川西地區(qū)剝蝕量圖（圖6），可以發(fā)現(xiàn)二者內(nèi)部均發(fā)育了近東西向的古隆起，在南秦嶺區(qū)域內(nèi)發(fā)育了一系列近東西的構(gòu)造帶，而同一時(shí)期在川西拗陷中段，則形成了孝泉-新場(chǎng)-豐谷近東西向的古隆起帶。

圖7 中揚(yáng)子—黔中地區(qū)印支早期剝蝕量平面分布圖（據(jù)文獻(xiàn)［32］）Fig.7 Erosion thickness map duringearly Indosinian in the Middle Yangtze—Central Guizhou region(cited fromliterature［32］)

4 結(jié) 論

隆坳格局是海相油氣聚集區(qū)及其保存條件的早期控制因素。通過對(duì)川西地區(qū)古隆起發(fā)育特征與整個(gè)上揚(yáng)子地區(qū)構(gòu)造演化之間的關(guān)系的探討，為川西地區(qū)的海相勘探潛力及區(qū)帶評(píng)價(jià)提供了部分地質(zhì)依據(jù)，這對(duì)于推動(dòng)川西海相領(lǐng)域勘探，優(yōu)選天然氣戰(zhàn)略接替區(qū)也具有重要意義。初步得到以下結(jié)論：

（1）在印支早期，川西地區(qū)不僅在川西坳陷內(nèi)和龍門山前發(fā)育了北東走向的古隆起，而且在川西坳陷內(nèi)還發(fā)育了東西走向的古隆起。

（2）印支期古特提斯洋關(guān)閉是川西印支期古隆起發(fā)育的動(dòng)力學(xué)來(lái)源。川西坳陷內(nèi)部北東向古隆起的形成與江南—雪峰山南東-北西向的逆沖推覆擠壓作用有關(guān)，東西向古隆起帶的形成與揚(yáng)子板塊同華北板塊沿勉略縫合帶南北向的強(qiáng)烈碰撞擠壓有關(guān)。