詹少全， 楊 偉， 苑 坤， 李愛勇， 王導(dǎo)麗，王 慧， 林 拓， 王 超

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一四隊(duì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212005；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100083；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

埡紫羅裂陷槽是揚(yáng)子板塊南部重要的北西向構(gòu)造帶，長(zhǎng)約400 km、寬為10～80 km，分隔了兩側(cè)的黔西北坳陷、黔中隆起、黔南坳陷與滇東北沖斷褶皺區(qū)、黔西南坳陷、南盤江坳陷等(圖1)。該裂陷槽為一個(gè)從泥盆系開始發(fā)育的狹長(zhǎng)海槽，自北西向南東延，裂陷槽中心臺(tái)盆相沉積區(qū)發(fā)育石炭系打屋壩組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，具有頁(yè)巖沉積厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高、熱演化成熟度適中等特點(diǎn)，有較大的頁(yè)巖氣勘探潛力(汪新偉等，2013；李治等，2017)。前人對(duì)埡紫羅裂陷槽的構(gòu)造展布和頁(yè)巖的地球化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了初步研究，并通過(guò)鉆井證實(shí)下石炭統(tǒng)打屋壩組存在海相頁(yè)巖氣(陳相霖等，2021；王尚彥等，2006；苑坤等，2017，2018)。但由于受勘探程度的限制，前人研究成果主要是基于地表露頭或少量地球物理及鉆孔資料的認(rèn)識(shí)，缺乏系統(tǒng)工程的控制。筆者在收集本區(qū)已有重、磁、電、地震和鉆井資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)廣域電磁法勘探(圖2)，系統(tǒng)研究埡紫羅裂陷槽的深部結(jié)構(gòu)、斷裂系統(tǒng)及構(gòu)造格局等。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖Fig.1 Structural location map of the study area1.深斷層;2.一般斷層;3.走滑斷層;4.背斜;5.基底巖性；6.地名;7.研究區(qū)范圍

圖2 埡紫羅裂陷槽廣域電磁法部署圖Fig.2 Deployment diagram of wide field electromagnetic method in Yaziluo rift trough1.第四系;2.新田溝組;3.自流井組;4.二橋組;5.邊陽(yáng)組；6.百逢組;7.嘉陵江組;8.領(lǐng)好組;9.南丹-四大寨組;10.大埔組;11.黃龍-馬平組;12.南丹組;13.望城坡-堯梭組;14.牛蹄塘組;15.婁山關(guān)組;16.澄江組;17.燈影組;18.二疊紀(jì)輝綠巖;19.志留紀(jì)偏堿性超基性巖;20.電法測(cè)線;21.鉆井

1 地質(zhì)概況

1.1 地層

埡紫羅裂陷槽地層由新至老主要有第四系、三疊系、二疊系、石炭系、泥盆系、寒武系等。其中頁(yè)巖氣目的層為石炭系打屋壩組，厚度約1 200 m。巖性主要為黑色泥巖、灰黑色頁(yè)巖、深灰色泥灰?guī)r等，TOC含量為 0.23%～3.67%，平均為1.02%；成熟度適中，其值為1.75%～2.20%，平均值為2.06%。該地層中高含氣層為17套，厚度為1～5 m(陳相霖等，2021)。

1.2 構(gòu)造

研究區(qū)構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，南鄰華南褶皺系。揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)基底形成于青白口紀(jì)末期晉寧運(yùn)動(dòng)，由上太古界-下元古界深變質(zhì)的結(jié)晶巖系與中上元古界淺變質(zhì)巖系構(gòu)成。晉寧運(yùn)動(dòng)之后，華夏板塊與揚(yáng)子板塊的結(jié)合部發(fā)生走滑拉張運(yùn)動(dòng)，發(fā)育早古生代冒地槽沉積，泥質(zhì)巖發(fā)育，具復(fù)理石建造。埡紫羅裂陷槽主要為斷陷性質(zhì)，兼具有坳陷性質(zhì)的地塹式裂陷槽，裂陷槽兩側(cè)地層的發(fā)育逐漸變薄。埡紫羅裂陷槽的構(gòu)造演化、構(gòu)造特征及分布范圍，對(duì)泥巖的分布有直接的控制作用。其西北段控制了志留紀(jì)沉積范圍，西北段至中段限定了泥盆紀(jì)向黔中隆起超覆的邊界及石炭紀(jì)深水槽盆的分布范圍；東南段則為二疊紀(jì)的槽盆相深水沉積帶，其兩側(cè)為槽臺(tái)相淺水沉積。埡紫羅裂陷槽的構(gòu)造演化經(jīng)歷了泥盆紀(jì)初始伸展期、石炭紀(jì)伸展斷陷期、二疊紀(jì)裂谷期、三疊紀(jì)構(gòu)造反轉(zhuǎn)期和燕山期以來(lái)的陸內(nèi)收縮期等5個(gè)階段。

2 廣域電磁法簡(jiǎn)介

廣域電磁法為偽隨機(jī)信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)，發(fā)射AB距(發(fā)射源AB兩點(diǎn)之間的距離)一般為1～3 km，適合復(fù)雜地形施工(詹少全等，2020a)，突破高阻屏蔽，對(duì)低阻反應(yīng)敏感，分辨率高，適合深部勘探(陳春峰，2020；楊強(qiáng)等，2021；劉益中等，2012)。廣域電磁法，繼承了CSAMT法使用人工源克服場(chǎng)源的隨機(jī)性，同時(shí)繼承了磁偶源頻率測(cè)深(MELOS)方法非遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大了觀測(cè)范圍，摒棄了MELOS方法的校正，保留高次項(xiàng)，提出了全域公式計(jì)算電阻率，拓展了人工源電磁法范圍，提高了觀測(cè)速度、精度和采集效率(李金銘，2005；何繼善，2010)。

3 廣域電磁法對(duì)深部構(gòu)造的響應(yīng)

3.1 埡紫羅裂陷槽物性特征

對(duì)埡紫羅裂陷槽巖石樣品的電阻率、井旁測(cè)深反演電阻率、測(cè)井電阻率和首支電阻率進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，這4類電阻率具有相同的變化規(guī)律。埡紫羅裂陷槽沉積地層中的各類巖石電性差異較為明顯(圖3)。各類巖石電阻率由高到低順序?yàn)椋喊自茙r>玄武巖>灰?guī)r>泥灰?guī)r>硅質(zhì)巖>石英砂巖>砂巖>粉砂巖>頁(yè)巖>泥巖。

圖3 埡紫羅裂陷槽巖石電性特征圖Fig.3 Histogram of rock resistivity changes in Yaziluo rift trough

埡紫羅裂陷槽由于沉積環(huán)境不同，所以形成的巖石巖性不同，導(dǎo)致地層電性有較明顯的差異。同期地層，臺(tái)地相電性明顯高于盆地相?？v向上，地層由新至老，其電性特征整體呈“低-高-低-高”變化(圖4)。中新生界侏羅系-第四系為陸相沉積地層，為極低阻層；三疊系以碎屑巖為主，總體屬中阻層，當(dāng)?shù)貙犹妓猁}巖發(fā)育時(shí)，表現(xiàn)為局部高阻層；石炭系-二疊系以碳酸鹽巖為主，整體表現(xiàn)為高阻層。其中，上二疊統(tǒng)碎屑巖較發(fā)育，電阻率相對(duì)低，石炭系下統(tǒng)碎屑巖較發(fā)育，局部電阻率較低；泥盆系總體屬中低阻，泥盆系上統(tǒng)以碳酸鹽巖為主，電阻較高；基底(泥盆系以下層系)，呈高低阻變化，總體屬中阻層。

圖4 埡紫羅裂陷槽綜合電阻率柱狀圖Fig.4 Comprehensive resistivity histogram of Yaziluo rift trough

3.2 骨架剖面認(rèn)識(shí)

為了研究埡紫羅裂陷槽深部構(gòu)造，分別以位于六盤水市、普定縣和紫云縣，垂直埡紫羅裂陷槽的C1、C3和C4線剖面為例進(jìn)行分析。這3條反演電阻率剖面(圖5)以高阻為主表明埡紫羅裂陷槽碳酸鹽巖較為發(fā)育，深部存在至少兩套低阻層，反映深部發(fā)育了至少兩套泥頁(yè)巖；高阻體或低阻體橫向起伏較多較大，電阻率曲線扭曲、連續(xù)性較差，反映了埡紫羅裂陷槽的斷裂較發(fā)育(苗安中等，2019)、深部構(gòu)造較復(fù)雜。C3和C4線低阻分布明顯較多，深部低阻較深，最深構(gòu)造標(biāo)高可達(dá)到-9 000 m，反映了埡紫羅裂陷槽深中部和東南部泥頁(yè)巖分布較廣、規(guī)模較大，泥頁(yè)巖較為發(fā)育。

物性參數(shù)表明，三疊系為中高阻層，石炭系-二疊系以中高阻為主，泥盆系為中低阻層，其下部往往形成低阻異常，盆地相沉積為明顯的低阻特征。由物性資料可知引起低阻的地層及構(gòu)造層分別為：①三疊系中、上統(tǒng)；②龍?zhí)督M-飛仙關(guān)組；③二疊系梁山組；④石炭系下統(tǒng)打屋壩組；⑤寒武系-中泥盆統(tǒng)。地層垂向上的電性參數(shù)變化與電法剖面電性層結(jié)構(gòu)具較好的“地-電”對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)剖面分層起橋梁和標(biāo)定作用。區(qū)內(nèi)三疊系覆蓋較廣，在地表凸起構(gòu)造部位有泥盆系、石炭系、二疊系出露，局部出露寒武系。地表地層露頭可以對(duì)剖面地電分層進(jìn)行直接分層標(biāo)定。依據(jù)地電對(duì)應(yīng)關(guān)系和電性層沿剖面的橫向變化趨勢(shì)進(jìn)行追索，可以較好地確定淺部分層界線(詹少全等，2017，2020b)。在剖面綜合地質(zhì)解釋過(guò)程中可使用“地質(zhì)戴帽法”。

C1線埡紫羅斷裂帶主斷裂位于威水背斜兩翼，剖面上褶皺構(gòu)造發(fā)育，從西南至北東方向主要分布有布坑底背斜、格目底向斜、威水背斜、大河邊向斜和威沖向斜構(gòu)造，以上斷裂和褶皺構(gòu)造對(duì)地層的空間展布和沉積特征起控制作用。地層剖面整體呈現(xiàn)出“南低-高-低-高-北低”的構(gòu)造特征，泥盆系底面標(biāo)高最深可達(dá)-6 000 m(圖5a)。

C3線埡紫羅斷裂帶主斷裂位于六枝向斜北翼，剖面上褶皺構(gòu)造發(fā)育，從西南至北東方向主要分布有法郎向斜、丁頭山背斜、郎岱向斜、墮卻背斜、六枝向斜和補(bǔ)郎向斜構(gòu)造，以上斷裂和褶皺構(gòu)造對(duì)地層的空間展布和沉積特征起控制作用。從地層沉積來(lái)看，該地層剖面整體呈現(xiàn)出“兩翼淺，中部深”的構(gòu)造特征，構(gòu)造最低部位為丁頭山背斜北翼、郎岱向斜的核部及南翼部位，泥盆系底面標(biāo)高最深可達(dá)-9 000 m(圖5b)。

C4埡紫羅斷裂帶主斷裂位于火烘背斜北翼，毛栗坡背斜南翼，剖面上褶皺構(gòu)造發(fā)育，從西南至北東方向主要分布有多德向斜、頂紅背斜、火烘背斜和毛栗坡背斜構(gòu)造，以上斷裂和褶皺構(gòu)造對(duì)地層的空間展布和沉積特征起控制作用。剖面橫向上電性差異明顯，整體表現(xiàn)出“兩端深、中部淺”的隆坳格局，泥盆系底面標(biāo)高最深可達(dá)-6 500 m(圖5c)。

圖5 C1線(a)，C3線(b)和C4線(c)二維反演及綜合解釋剖面圖Fig.5 2D resistivity inversion and comprehensive interpretation profile of C1 line(a),C3 line(b) and C4 line(c)1.侏羅系;2.三疊系;3.二疊系;4.石炭系;5.泥盆系；6.前石炭系;7.前泥盆系；8.斷層

3.3 泥盆系構(gòu)造認(rèn)識(shí)

在早古生代褶皺基底上，從早泥盆世開始沿埡紫-都安斷裂、南盤江斷裂、右江斷裂等主干斷裂產(chǎn)生拉張下陷，一直持續(xù)到中三疊世，形成南盤江地區(qū)海西-印支期坳陷盆地，接受上古生界與三疊系海相沉積，地層發(fā)育全，分布廣。中三疊世末期印支運(yùn)動(dòng)使本區(qū)基本結(jié)束海相沉積，盆區(qū)沉積層受擠壓揉褶成山，沿主干斷裂形成線形沖斷褶皺。燕山及喜山期的擠壓作用，對(duì)前期的構(gòu)造進(jìn)行繼承與改造，在滇東隆起及黔西南西部泥盆系、石炭系、二疊系出露于構(gòu)造隆起區(qū)，地層遭受不同程度的剝蝕，在外圍的凸起構(gòu)造核部見寒武系和奧陶系出露。經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，使本區(qū)的原型盆地已發(fā)生改變。

地表地質(zhì)和電法剖面顯示(趙福海等，2018)，泥盆系在埡紫羅裂陷槽廣泛分布，從泥盆系底面深度圖(圖6)中可以看出，泥盆系底面構(gòu)造整體呈西部淺、中部深、東部淺的變化特征。構(gòu)造高區(qū)域和構(gòu)造低區(qū)域平面分布上呈現(xiàn)出以斷裂為界限的“斷塊”狀分區(qū)格局。構(gòu)造東西大致以盤縣斷裂為界，該斷裂以西為構(gòu)造高區(qū)域，以南為構(gòu)造低區(qū)域。構(gòu)造高區(qū)又被次級(jí)構(gòu)造所分隔的特征，反映了背斜、向斜相間的構(gòu)造格局。構(gòu)造線展布方向因地而異：北部構(gòu)造線走向自西向東，由NNW向漸轉(zhuǎn)為NNE向?yàn)橹鳎荒喜亢蜄|部自西向東構(gòu)造線方向由NNW向漸轉(zhuǎn)為NNE向，規(guī)模較大的主干斷裂(埡紫-都安斷裂、南盤江斷裂、師宗-彌勒斷裂、盤縣斷裂、貞豐斷裂)對(duì)構(gòu)造展布起明顯的控制作用。

圖6 埡紫羅裂陷槽泥盆系底面深度圖Fig.6 Depth map of the Devonian bottom surface in the Yaziluo rift trough

泥盆系底面構(gòu)造較深區(qū)域三疊系出露較為常見，主要在六枝特區(qū)-關(guān)嶺-晴隆-貞豐一線，最深標(biāo)高可達(dá)-9 000 m。泥盆系底面標(biāo)高較淺地區(qū)主要分布在西部和東北部，受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，褶皺和斷裂較為發(fā)育，石炭系、二疊系出露較為常見，局部構(gòu)造低部位又能見到侏羅系，泥盆系構(gòu)造差異較大，局部背斜部位泥盆系一般標(biāo)高在-500 m以淺，最淺泥盆系標(biāo)高在1 000 m左右。

4 結(jié)論

通過(guò)廣域電磁法基本查明了埡紫羅裂陷槽的深部構(gòu)造，取得了以下認(rèn)識(shí)：

(1)廣域電磁法勘探深度大，分辨率高，較清晰地呈現(xiàn)了埡紫羅裂陷槽的地球物理特征。斷裂在廣域電磁反演剖面上表現(xiàn)為明顯的低阻帶、電阻率梯度帶或電阻率曲線扭曲等特征，查明了埡紫羅裂陷槽的斷裂體系，特別是控制裂陷槽的邊界斷裂及主要控制構(gòu)造斷裂。廣域電磁法能突破碳酸鹽巖的高阻層覆蓋，有效地識(shí)別了高阻層之下隱伏的低阻層，深部存在幾套明顯的低阻異常帶，但連續(xù)性不佳，反映埡紫羅裂陷槽的巖性橫向差異大。

(2)二維反演電阻率剖面呈現(xiàn)出高低阻異常相間，表明埡紫羅裂陷槽構(gòu)造復(fù)雜，褶皺和斷裂均較發(fā)育，對(duì)地層的空間展布和沉積特征起控制作用。

(3)反演剖面深部低阻連續(xù)存在并有一定的規(guī)模，反映了槽內(nèi)中泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)連續(xù)分布，局部厚度較大。深部的泥盆系在埡紫羅裂陷槽內(nèi)廣泛分布，底面構(gòu)造整體呈西部淺、中部深、東部淺的變化規(guī)律，底面構(gòu)造較深區(qū)域主要沿六枝特區(qū)-關(guān)嶺-晴隆-貞豐一線展布，底面構(gòu)造較淺地區(qū)主要分布在西部和東北部。