李英强 卞昌蓉 李双建 刘光祥 孙 炜 张 磊 李 智

（中国石化石油勘探开发研究院 北京 102206）

克拉通内走滑断裂位移量小（Mann，2007），地震响应特征不明显，在早期勘探中未引起足够重视。随着三维地震数据的大量采集和资料品质的不断提升，地质学家们逐渐发现小移距走滑断裂在盆地内部大量存在。近年来，在中国中西部克拉通盆地腹部发现了一系列走滑断裂，如塔里木盆地塔北似共轭走滑断裂体系（吕海涛等，2017；
Deng et al.，2019），塔中近平行走滑断裂体系（邬光辉等，2020；
贾承造等，2021），四川盆地川中、川南多走向走滑断裂体系（马德波等，2018；
管树巍等，2022），鄂尔多斯盆地西南部近平行走滑断裂体系（潘杰等，2017；
欧阳征健等，2021；
郑和荣等，2022）等。塔里木盆地塔北、顺北走滑断控缝洞型油气藏的重大突破与鄂尔多斯盆地彬长—镇泾地区断缝体油藏的发现表明，走滑断裂对深层—超深层油气成藏和富集具有重要的控制作用（Zhu et al.，2019；
贾承造等，2021），这为四川盆地深层油气勘探带来新的重要启示。

四川盆地油气成藏条件优越，纵向上发育多套不同类型烃源岩、多类型储集层和多变的生储盖组合，油气分布具有多层系富集的特点（赵文智等，2012；
洪海涛等，2020；
何登发，2022）。然而，四川盆地海相层系经历了深埋成岩作用，碳酸盐岩储集层普遍具有低孔、低渗的特征（洪海涛等，2012；
赵文智等，2012），并且储集层与烃源岩层之间常被膏盐岩、泥页岩和致密碳酸盐岩封隔（何登发等，2010；
李英强等，2020），这决定了油气成藏与富集需要良好的输导体系。勘探实践证实，川中走滑断裂可沟通深部烃源岩与上覆碳酸盐岩储集层，形成有效的垂向运聚体系（焦方正等，2021），由此引起了对四川盆地深层走滑断裂体系新一轮的研究热潮。

四川盆地走滑断裂体系具有典型的分区与分期的特点（管树巍等，2022）。目前已报道川中地区发育NWW、近EW 向以张扭为主的走滑断裂，形成于震旦纪，并于加里东期—海西期多期继承性活动（焦方正等，2021）；
川东—川北地区发育NW 向具有张扭性质的走滑断裂（15 号断裂），主要活动期为海西晚期；
川南地区发育NEE、NWW 向具有压扭性质的走滑断裂，主要活动期为海西晚期；
川西地区尚无走滑断裂的相关报道。总体来看，四川盆地海相深层走滑断裂分布复杂，作为盆地多期构造活动的产物，走滑断裂的形成演化与不同阶段盆地动力学过程在时间与空间上的匹配关系尚不清楚。

本文利用川西梓潼地区最新连片三维地震资料，通过高精度相干提取、断裂结构精细解析，识别出区内中-下三叠统含膏盐层之下发育走滑断裂，结合断裂断切层位、雁列断裂排列方向、断裂的运动特征与边界断裂（伴生、派生体系）活动特征和区域应力场变化的耦合性综合约束了断裂的活动时间，并探讨了走滑断裂的成因机制及油气勘探意义。

四川盆地是一个周缘活动主控下形成的叠合盆地，具有盆缘活动强，盆内相对稳定的特点（何登发等，2011；
刘树根等，2017）。该叠合盆地经历了3 大演化阶段：震旦纪—晚三叠世卡尼期伸展体制下的差异升降和被动大陆边缘，晚三叠世诺利期—始新世挤压体制下的褶皱冲断和复合前陆盆地，以及渐新世以来的褶皱隆升改造，不同发展阶段对应了盆地从海相碳酸盐岩台地到陆相碎屑岩盆地，再到地貌盆地的演变。

川西梓潼地区构造上位于川西低陡构造带川西坳陷中段，西接龙门山冲断带，南东毗邻新场构造带，北东与川北低缓构造带相邻（图1a）。区内以中元古代褶皱变质岩为基底，沉积盖层发育不全，寒武系—奥陶系部分缺失，无志留系沉积，泥盆系—石炭系发育情况尚存争议，二叠系—白垩系发育齐全，累计厚度万余米。震旦纪—中三叠世，以海相沉积为主，中-下三叠统发育含膏盐层，厚度100～300 m；
晚三叠世及其以来，发育陆相碎屑岩。

研究区内构造单元主要包括：龙门山前隐伏构造带、梓潼凹陷、成都凹陷、新场构造、龙泉山构造带和中江斜坡带（图1b）。新场构造带夹持于成都凹陷与梓潼凹陷之间，构造长轴走向呈北东东，具有以中-下三叠统含膏盐层为夹层的典型“三明治结构”，盐上、盐间、盐下分层变形。盐上受含膏盐层塑性流动形成滑脱褶皱，局部发育次生逆冲断裂，多为褶皱调节断层；
盐下并非“铁板”一块，研究发现具有压扭性质的走滑断裂（图1c）。本研究以梓潼凹陷和新场构造带两个构造单元为重点。

图1 川西梓潼地区地质背景图Fig.1 Schematic geological map of the western Sichuan Zitong area

2.1 走滑断裂的判识

通过对研究区断裂进行精细解释，发现梓潼地区深层断裂具有以下4 个方面的特征。

（1）断层高陡、近于直立

剖面上，走滑断层断面高陡直立，多数断层向下断切至基底，向上断止于中-下三叠统膏岩层，并且具有向上变缓的特征，明显不同于正断层与逆断层上陡下缓的断面特征（图2，图3）。

（2）断层倾向摆动、断距多变

正断层或逆断层上下地层均沿同一倾向滑动，而高陡的走滑断层不同层位的断面倾向可能发生改变，从剖面上来看表现为左右“摆动”的特征（图2）。同时，在不同层位的垂向断距可能有较大变化，而且上下层段变形不一致，不同于同生正断层。

（3）地层扭动，但断距不明显

凹陷区地层变形表现为明显的深浅不一致性，深部地层（震旦系—寒武系）相对平缓，而浅部地层（二叠系—下三叠统）则表现为波状挠曲特征（图2，图3）。这可能是由于寒武系相对韧性层内吸收部分应变，形成了分层剪切、分层滑脱的构造变形结构。同时，也存在部分走滑断层断切至基底而消减于韧性层内，以及始发于寒武系韧性层内并向上传播。

图2 梓潼地区SE 向B-B"地震解释剖面（剖面位置见图1b）Fig.2 Interpreted SE-trending seismic sections B-B"of the Zitong area（see Fig.1b for location）

（4）断层组合呈“花”状

“花”状构造是走滑断裂主干断层与分支断层的剖面组合形态，是判识走滑断裂的重要标志之一。梓潼地区主要发育正花状构造和半花状构造。走滑断裂由深部向浅层传播过程中多在二叠系—下三叠统撒开，形成花状构造（图3 中C-C"）。此外，由于寒武系相对韧性层的层间滑脱作用以及区内多期构造活动叠加，局部地区在剖面上发育多层花状构造（图3 中D-D"）。正花状构造的广泛发育反映了区内走滑断裂主要发育于压扭性构造环境。

图3 梓潼地区SE 向C-C"和D-D"地震解释剖面（剖面位置见图1b）Fig.3 Interpreted SE-trending seismic sections C-C"and D-D"of the Zitong area（see Fig.1b for location）

2.2 走滑断裂的展布特征

从整个四川盆地来看，主要发育NW 向、NWW 向和近EW 向走滑断裂，局部地区发育NE 向走滑断裂，不同地区的岩性组合不同，断裂构造样式特征存在差异，平面上呈现分区发育的特点（管树巍等，2022；
郑和荣等，2022）。

在走滑断裂剖面结构刻画基础之上，综合运用地震构造成图、精细相干、振幅、曲率、最大似然、断层因子等属性，进一步分析了走滑断裂的平面展布特征。

从构造图和相干属性平面图可以看出（图4），川西梓潼地区存在NE 向和NW 向两组走向的断裂并以NE 向断裂为主。NE 向断裂在平面上呈短线性（多数延伸0.5～2 km）、不连续的分布特征，走向上与龙门山一致，反映了龙门山向盆地的挤压作用对其的主导作用，后文阐述了北东向断裂主要形成于印支晚期，并在晚燕山期—喜山期遭受叠加改造。此外，在梓潼凹陷与新场—丰谷低凸起之间发育一条规模相对较大、延伸较长（约4.5 km）的NE 向断裂。与其它不连续的短轴断裂相比，该条断裂滑移距和垂直断距均较大。在梓潼凹陷段走向呈NE，至新场段走向呈NEE，自梓潼向新场传播过程中走向发生了约30°转折，并在构造带过渡位置呈圆弧（图4，图5）。

图5 梓潼凹陷二叠系茅口组顶部断裂分布图Fig.5 Distribution of major faults in the top of Permian Maokou Formation in the Zitong sag

尽管并不典型，但通过地震平面属性分析，梓潼地区局部地区仍可识别出雁列与斜列断裂组成的线性走滑断裂带，同时，沿走滑断层走向垂向位移变化频繁。通过构造解释与成图，发现沿走滑断裂带发育小规模、不连续的条带状分布的短轴/穹隆背斜（图4）。

图4 川西梓潼凹陷二叠系构造与相干属性平面图Fig.4 Permian structure and coherent attribute plan of Zitong Sag，West Sichuan

此外，综合利用二叠系精细相干、曲率和倾角等属性，在凹陷区东北部地区识别出了2～3 条NW 向断裂，构造位置上邻近NW 向15 号大断裂，在地震剖面上表现为同相轴“下拉”异常，平面上延伸0.5～1 km（图6）。

图6 梓潼地区NW 向走滑断裂特征Fig.6 Characteristics of NW strike slip faults in Zitong area

走滑断层形成时的垂向位移很小，同时叠加多期断裂活动的改造，导致断裂形成时期判识困难。一般而言，根据断裂垂向断切层位及断裂分层变形的差异性划分走滑断层的活动期次。同时，结合断裂叠接样式、雁列断裂排列方向、断裂的运动特征与边界断裂（伴生、派生体系）活动特征和区域应力场变化的耦合性综合约束断裂的活动时间。

3.1 二叠纪为NW 向走滑断裂形成期

研究区内北西向断裂发育较少，对其活动时间的判断困难。但从整个盆地尺度来看，北西向断裂的发育可能与中-晚二叠世上扬地地块碳酸盐岩台地内裂谷发育的大地构造背景和动力学机制密切相关。东吴运动使四川盆地大幅度整体抬升，并伴随强烈的地裂拉张作用，形成了一系列的深大断裂和伴生断裂，抑或早期深大断裂的活化。川西梓潼地区NW 向断裂邻近15 号大断裂，推测其形成时间为中-晚二叠世。

3.2 印支晚期为NE 向走滑断裂初始形成期

（1）叠接段构造变形样式

受走滑断裂滑移方向与分段展布阶式的控制，走滑断裂沿走向上在平面上常呈现叠接现象，对应断裂的叠接段。叠接段又可分为叠接压隆段、叠接拉分段和叠接平移段（邓尚等，2018）。依据高精度相干切片，采用平—剖结合的方法，精细解剖了梓潼凹陷区走滑断裂叠接段内部结构特征（图7，图8）。

图7 梓潼凹陷走滑断裂叠接段变形特征Fig.7 Characteristics of step-over zones of strike-slip fault in Zitong sag

图8 梓潼凹陷走滑断裂雁列力学特征Fig.8 Mechanical characteristics of en echelon strike slip faults in Zitong sag

图7A-A"显示走滑断裂分段在茅口组底界面呈右阶展布，叠接部位在剖面上显示为具有“上凸”特征的压隆段，指示了该断裂的左行走滑运动学特征。图7B-B"显示走滑分段在茅口组底界呈左阶展布，但叠接部分在剖面上表现为具有“下凹”特征的拉分段，同样反映了该断裂左行走滑的运动学特征。考虑到在印支晚期，来自西秦岭向南较强的挤压应力与来自羌塘向北东方向较弱的挤压应力复合形成的向南东方向的挤压应力，同时又与华南地块向北漂移并伴随顺时针旋转产生的向北西方向的构造应力复合，最终形成在龙门山地区近北西—南东方向的复合主压应力，龙门山主干断裂活动方式表现为逆冲兼左行走滑的运动学特征。综上分析认为，NE 向走滑断裂初始形成期为印支晚期。

（2）雁列力学特征

基于雁列带力学理论和雁列几何学特征可反演古应力环境，进而结合不同时期古应力环境差异约束雁列断裂发育期次。通过精细相干切片叠加构造图发现，梓潼凹陷地区存在右行走滑雁列带，这与叠接段反映的右行走滑运动学特征一致（图8），同样指示了NE 向走滑断裂形成时间为印支晚期。

3.3 晚燕山—喜山期为NE 向走滑断裂的叠加改造期

对梓潼—新场断裂精细解析发现，新场段存在指示左行走滑的叠接段特征，而梓潼段存在指示右行走滑的叠接段和雁列排列。考虑到晚白垩世早期秦岭造山带应力体制发生重大转变，由早期近南北向挤压转变为南西—北东向的伸展，而三江造山带的北东东向挤压应力逐渐影响至龙门山地区；
到了古近纪，随着印—亚大陆的碰撞和向东推进，区域主压应力方向转变为近东西向，龙门山断裂转变为逆冲兼右行走滑。因此，梓潼段右行走滑的特征可能响应了晚燕山—喜山期的叠加改造，并导致了梓潼段和新场段走向上的转折变化。

综上分析认为，川西梓潼地区存在两组走向、3 期活动的走滑断裂，其中NW 向为二叠纪断裂，NE 向断裂起始形成时间为印支晚期，并经历了晚燕山期—喜山期的叠加改造。

川西梓潼地区NE 向走滑断裂的形成与活动与中—新生代以来龙门山—川西地区构造应力场的转换密切相关；
而NW 向走滑断裂的形成可能与中-晚二叠世北西向基底断裂的张性复活有关。

早二叠世末期：秦岭洋盆向华北地块俯冲消减，其南侧被动大陆边缘继承性发展。中-晚二叠世，区域性伸展作用伴随地幔岩浆的剧烈活动造成地壳减薄抬升，促使上扬子克拉通内部基底断裂发生张性复活，从而造成同沉积断裂和裂陷作用，并导致台地内部局部发生伸展裂解，开江—梁平裂谷开始发育。川西梓潼地区识别出的NW 向断裂位于15 号断裂以南，尽管数量和规模较小，但从断切层位和走向来看，与15 号断裂形成时间一致，即形成于中-晚二叠世伸展作用。

中三叠世—晚三叠世早期：该时期华南地块的应力体制发生了由伸展向挤压的转换，来自于东秦岭造山带向南挤压与雪峰山陆内造山带向NW 挤压的复合作用，主要影响了上扬子东南缘和北缘，西缘受到的影响不大，仍继承了早期的伸展应力体制。

晚三叠世晚期：来自西秦岭向南较强的挤压应力与来自羌塘向NE 方向较弱的挤压应力复合，形成向SE 方向的挤压应力，同时，又与华南地块顺时针旋转式向北移动产生的NW 向的应力复合，最终形成在龙门山和川西地区NW-SE 向的复合主压应力。又由于秦岭向南的挤压要强于羌塘向NE 的挤压，因此这一时期的构造活动主要发生在龙门山北段和中段，龙门山主干断裂活动方式表现为逆冲兼左行走滑（图9a）。这一构造效应传导至梓潼地区表现为NE 向走滑断裂的形成。

早侏罗世—中侏罗世早期：区域整体上处于印支造山后的应力松弛期，龙门山构造带中伸展相关的构造记录（Yan et al.，2008，2011；
Zhou et al.，2008），指示了龙门山与川西地区处于NW-SE 向的局部伸展应力场中（图9b）。中侏罗世晚期—早白垩世：川西北地区形成一系列NE 向的构造轴迹，说明此时以近NW-SE 向的挤压应力为主导；
秦岭造山带向南挤压在四川盆地北缘形成近EW 向的挠曲沉降中心（Liu et al.，2005）。而川西新场地区发育近EW 向的隆起带（李智武等，2011），指示了华南地块旋转造成的挤压应力发生了偏转，形成近SN 向的挤压应力场（图9c）。

图9 川西地区构造形迹及构造应力场演变示意图Fig.9 Schematic diagram of tectonic trace and tectonic stress field evolution in western Sichuan

晚白垩世—古近纪：晚白垩世早期，秦岭造山带应力体制由早期近SN 向挤压转变为SW-NE 向的伸展（Ratschbacher et al.，2003）。而三江造山带的NEE 向挤压应力逐渐影响至龙门山地区。古近纪，随着印—亚大陆的碰撞和向东推挤，龙门山断裂活动转变为逆冲兼右行走滑（图9d）。这一时期是梓潼地区NE 向走滑断裂叠加改造的主要时期，在盆地内部则形成一系列近NE 向或NNE 向的构造，如熊坡背斜、龙泉山背斜等。

渐新世—早上新世：以NW-SE 西向挤压为主导，这一时期的挤压应力基本与龙门山走向垂直。川西南地区发育一系列走向与龙门山平行、空间上呈右列展布的构造轴迹（图9e），指示了近EW 向顺扭挤压的特征（李智武等，2011）。

晚上新世—现今：以近EW 向的挤压应力为主导，走向上与龙门山呈斜交（图9f）。熊坡背斜、龙泉山背斜等构造表现出的“旋扭”特征（Zeng et al.，2009；
Li et al.，2013）大邑背斜区识别出的近SN 向构造线（李志刚等，2016），以及汶川地震的斜向逆冲破裂（李海兵等，2008）等都很好的指示了近EW 向挤压应力的存在。此外，GPS 测量、震源机制解、滑动断裂反演等也很好的约束了这一时期的近EW 向主挤压应力方向（Zhang et al.，2009）。梓潼地区NE 向断裂也可能在这一阶段继续保持活动性。

川西梓潼地区邻近绵阳—长宁拉张槽中心，寒武系烃源岩厚度在300 m 以上，生烃强度在20×108m3/km2～140×108m3/km2，具备形成大规模油气藏的物质基础。在加里东残留古地貌的基础上，区内栖霞组—茅口组（茅二段）具备古地貌高、台内高能滩、白云岩和岩溶储层发育的优越条件。长期以来，认为龙门山前隐伏构造带运聚体系发育（图5），而川西坳陷主体区海相碳酸盐岩为“铁板”一块，缺乏有效的输导体系。梓潼地区深层走滑断裂的发现，为凹陷区二叠系油气成藏和风险勘探注入新的活力。

从构造演化和油气生烃史匹配分析，恢复了川西梓潼地区油气成藏及演化过程：

（1）下寒武统筇竹寺组烃源岩在中-晚二叠世开始生油，此时川西地区为川中古隆起部位；
晚二叠世在区域伸展作用下，梓潼地区形成NW 向走滑（张扭）断裂，尽管规模有限，但可为筇竹寺组烃源岩的向上运移创造了有利条件（图10a）；
茅口组风化壳岩溶储层分布较广，具有良好储集性能，原油向相对高部位运移过程中，储集于茅口组储层中。

（2）印支运动开始由于龙门山冲断作用造成川西前陆挠曲沉降，梓潼地区相对深埋，从而进入古油藏埋藏裂解阶段，原油裂解形成气藏；
同时受龙门山向盆地的挤压作用，梓潼凹陷三叠系盐下开始形成NE 向走滑断裂，进一步促进了深层油气的向上输导（图10b）。走滑断裂大多断止于二叠系，部分断止于中-下三叠统含膏盐层，因此未对茅口组保存条件造成破坏。此外，因走滑断裂发育于脆性较强的碳酸盐岩地层中，在不同流体改造作用下有可形成类似于顺北地区奥陶系的断控缝洞型储集体（漆立新，2020）或川中地区二叠系的断—溶缝洞型储集体（马德波等，2018；
焦方正等，2021）。

（3）晚燕山—喜马拉雅期，梓潼凹陷三叠系盐下走滑断裂再次活动，促使油气重新调整聚集；
得益于刚性的、相对稳定的四川地块，龙门山冲断变形未对梓潼地区油气保存条件造成根本性破坏，凹陷区仅遭受适度改造，并形成新的油气聚集单元（图10c）。

图10 川西梓潼地区二叠系油气成藏演化模式图Fig.10 Evolution model of Permian oil and gas accumulation in Zitong area，western Sichuan

（1）川西梓潼地区中-下三叠统膏盐岩层之下发育走滑断裂，具有纵向滑移距小、分层剪切、倾向摆动的结构特征，平面上以NE 向展布为主，表现为不连续的、线状分布特征。

（2）川西梓潼地区NE 向走滑断裂的发育主要受控于龙门山—川西地区中—新生代应力场的变化，基于叠接段构造变形样式和雁列力学模式，厘定NE 向走滑断裂以左行为主，对应开始形成时间为印支晚期。

（3）川西梓潼地区走滑断裂可有效输导下寒武统烃源岩的向上运移，有利于上覆栖霞组、茅口组等储集层的油气聚集，形成该区多层系含气局面，为寻找川西海相油气勘探新类型打开思路。

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