川西北地區構造地質結構與深層勘探層系分區

陳竹新，李偉，王麗寧，雷永良，楊光，張本健，尹宏，苑保國

（1.中國石油勘探開發研究院，北京 100083；2.中國石油盆地構造與油氣成藏重點實驗室，北京 100083；3.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院，成都 610041；4.中國石油西南油氣田公司川西北氣礦，四川江油 621700）

0 引言

川西北地區是四川盆地油氣勘探的重點領域，區內發育有下寒武統、二疊系和上三疊統等多個烴源巖層系[1-5]和海相、陸相多類多層儲集體[6-8]，油氣地質條件優越。川西北沖斷帶的鉆井和地表露頭中，古生界—中生界油氣顯示豐富，震旦系—下古生界發育大量瀝青脈[9-10]，展示了川西北地區良好的勘探前景。20世紀50年代至21世紀初，在以淺層構造圈閉為目標的勘探思路指導下，盆地內中生界陸相層系和周緣沖斷帶震旦系—古生界海相層系構成了川西北地區的油氣勘探重點。1972年在龍門山北段前緣中壩構造進行鉆探，發現了上三疊統須家河組和中三疊統雷口坡組兩套天然氣儲集層[11-12]，認識到印支期古構造控制油氣成藏。隨后在沖斷帶前緣發現了九龍山（1976年）、河灣場（1988年）、射箭河（1995年）等構造油氣藏，在侏羅系珍珠沖組、三疊系（須家河組、雷口坡組、飛仙關組）、二疊系（吳家坪組、茅口組、棲霞組等）及下古生界（志留系—奧陶系）等多個層系中獲得了工業氣流[13-14]。隨著川西北地區油氣勘探的不斷深入，勘探層位和鉆探深度由淺層向盆地深層不斷拓展，但規模油氣藏發現的難度越來越大。2000年以來，前陸沖斷帶[14]和海相碳酸鹽巖[15]等油氣地質理論和勘探技術的進步再次推動了川西北沖斷帶油氣勘探，先后在礦山梁構造（2003年）、吳家坪構造（2005年）、天井山構造（2006年）、九龍山構造（2007年）以及龍崗地區海相礁灘領域（2008年）進行鉆探，部分探井在上三疊統須家河組和二疊系茅口組、長興組獲得了工業性天然氣發現[7,16]。尤其是2011年以來，在川中地區高石1井震旦系燈影組、磨溪8井寒武系龍王廟組以及川西北雙魚石地區中二疊統棲霞組—茅口組雙探 1井的天然氣勘探獲得歷史性突破[6,17]，展示了四川盆地深層良好的天然氣勘探前景。但是由于川西北地區構造條件極其復雜，限于過去勘探程度和資料品質等原因，深層構造的識別和認識程度較低，嚴重制約了該區深層的天然氣勘探進程。近年來，隨著地震和鉆井的增多、以及油氣勘探實踐的深入，為進一步拓展川西北地區深層—超深層勘探發現提供了條件。整體而言，川西北地區經歷了復雜的構造演化過程，尤其是中生代—新生代的擠壓沖斷改造，在川西北地區形成了復雜的變形結構和地層分布，深層—超深層的構造變形更為復雜且與中淺層迥異，認識程度更低，因此，系統和正確認識川西北地區深層的構造演化過程、地質構造結構和地層分布特征是該地區深層—超深層油氣勘探生產的關鍵。本文基于川西北地區地震、鉆井和地質資料的綜合解釋與分析，討論該地區構造變形特征、構造演化過程及有利勘探領域區帶，增強油氣評價和預測的可靠性，為區域地質研究和深層—超深層油氣勘探提供地質構造基礎認識。

1 地表地質構造

研究區位于川西北地區，現今為青藏高原東緣與秦嶺造山帶南緣的相交部位，受到印支期以來的多期擠壓構造作用，發育擠壓沖斷構造為特征地表地質結構（見圖1a）。印支期華南板塊和華北板塊的碰撞形成了龍門山沖斷帶及川西前陸盆地，并遭受燕山期和喜馬拉雅期的陸內構造和沉積改造作用[18-21]。尤其是新生代晚期青藏高原東緣沖斷隆升的大陸構造過程，形成現今川西北地區周緣復雜沖斷和盆內褶皺構造[22-24]。川西北地區西緣為龍門山北段沖斷帶，北部為米倉山南緣沖斷帶，盆地內部發育多排褶皺構造帶。從地表顯性構造跡線上看，盆緣褶皺、地層和斷層走向具有3個明顯的方向（見圖1b）。第1個是以龍門山北段前緣礦山梁、天井山和中壩背斜構造帶為代表的北東走向的印支期（T3）擠壓沖斷構造；第 2個是以大兩會和吳家壩背斜構造為代表的近東西走向的燕山期（J3—K1）沖斷褶皺構造；第 3個則是廣元至巴中一線發育的多排北東東走向的褶皺構造帶，與龍門山北段前緣印支期沖斷構造走向呈 10°～15°東偏夾角，包括河灣場、射箭河、潼梓觀、九龍山、涪陽場等背斜和梓潼、蒼溪等向斜構造。整體上看，龍門山北段北部地區和米倉山南緣盆地區遭受了強烈的擠壓抬升構造作用，盆地北部的侏羅系和下白堊統卷入褶皺變形，形成具有一致走向的多排逆沖和褶皺構造；而龍門山北段南部前緣則表現出相對弱的構造變形，盆地內部沒有發育明顯的褶皺和沖斷構造。

圖1 研究區位置（a）及地質構造綱要（b）圖

龍門山北段和米倉山沖斷帶出露了強烈沖斷和褶皺變形的基底、震旦系、古生界和三疊系，川西北地區內部地表主要出露侏羅系和下白堊統（見圖1b），整個地層結構表現出明顯受龍門山北段構造帶控制的特征。由后陸（西）向前陸（東）方向，地層厚度和構成在逆沖推覆構造帶和盆緣構造帶中具有明顯差異（見圖1b）。馬角壩斷裂西北側的由唐王寨推覆體和轎子頂推覆體構成的異地逆沖推覆構造帶中，出露的主要沉積蓋層為震旦系—石炭系。其中出露了較為完整的奧陶系、志留系和泥盆系沉積，均發生了淺變質作用，志留系和泥盆系最大累計厚度可達萬米。而在馬角壩斷裂東南側的地表沖斷帶中，天井山背斜及其西南部地區均無奧陶系和志留系殘余，僅有厚 100～200 m的中—下泥盆統出露。在北側的礦山梁和碾子壩構造中也只有150余米厚的中志留統、15～30 m厚的中奧陶統寶塔組和175 m厚的中—下泥盆統。盆地北緣河灣場背斜中的河深1井也僅鉆遇了594.5 m厚的中志留統、28 m厚的中奧陶統寶塔組及82.5 m厚的中—下泥盆統。這些地層分布反映了川西北地區復雜的古生代構造演化、抬升剝蝕和沉積充填過程。二疊系及其之上的地層尤其是中生界出露較為連續，主要遭受了多期擠壓沖斷褶皺作用形成了近地表的逆沖斷層和褶皺構造?？傊?，川西北地區經歷了新元古代—早中生代的克拉通盆地構造演化及晚三疊世以來的多期陸內構造作用，發育了海陸疊合的地層序列（見圖2）。震旦系至中三疊統主要為海相克拉通碳酸鹽臺地和被動大陸邊緣沉積，上三疊統至下白堊統為陸相的前陸盆地和陸內坳陷盆地沉積。其中，寒武系和二疊系海相泥頁巖及上三疊統須家河組煤系構成了區域的有效烴源巖，震旦系和古生界碳酸鹽巖以及泥盆系和中生界砂巖構成了良好的儲集層。目前油氣勘探主要集中在馬角壩斷裂以東的沖斷帶及盆地深層震旦系—古生界海相層系，受早期復雜構造演化過程及后期中生界覆蓋和擠壓沖斷改造影響，殘余地層在盆地深層的空間分布和變形結構并不清楚，這是本文討論的重點。

圖2 川西北地區地層柱狀圖及多階段構造演化過程

2 構造變形結構

基于地震剖面解釋，構建了川西北沖斷帶 3條區域大剖面（見圖3—圖5），分別展示了米倉山沖斷帶南緣和龍門山北段沖斷帶前緣的典型地質構造。圖3南北向剖面展示了米倉山南緣大兩會背斜至盆地內部龍崗地區的構造結構，圖4和圖5則從北西—南東方向上揭示了龍門山北段前緣至九龍山背斜東部地區的構造結構。

2.1 米倉山南緣沖斷構造

圖3中的地震剖面是由3條測線拼接而成，由北向南分別切過米倉山南緣、九龍山背斜和梓潼向斜東翼斜坡。從該剖面北側部分解釋結果來看，受區域性分布的下三疊統嘉陵江組上部的鹽滑脫層（見圖3）控制，米倉山沖斷帶前緣表現出明顯分層變形結構，發育了淺層單斜構造和滑脫層之下深層復雜沖斷構造。

米倉山南緣沖斷帶發育主動沖斷和被動滑脫作用。被動滑脫主要指嘉陵江組鹽層之上的中生界沉積蓋層滑脫反沖和褶皺抬升作用，其構造變形主要集中在山前大兩會背斜南翼的單斜帶，盆地內部沒有發生明顯的沿滑脫層向前陸方向位移傳遞和沖斷褶皺構造作用（見圖3）。鹽滑脫層之上的淺構造層基本上是完整的，內部沒有發育明顯的逆沖斷層，只是表現出與滑脫層產狀基本一致的向斜和背斜形態，構造簡單而完整。其構造變形位置和強度主要受滑脫層之下的深層變形結構控制，地層褶皺變形由山前至盆地內部變形逐漸減弱和消失。

米倉山南緣鹽滑脫層之下的深層地層發生了強烈的縮短變形和沖斷疊置，表現為主動沖斷構造作用。深層沖斷構造由米倉山隆起向盆地方向傳遞，整體表現為基底擠壓隆升的特征。由南向北，深層震旦系呈階梯狀抬升，直至出露地表，依次發育燈影組四段臺緣帶、九龍山背斜、黃洋場沖斷帶及大兩會和燕子峽背斜等地表構造。從解釋結果來看，米倉山南緣深層變形卷入地層深度較大，表現為基底卷入的沖斷褶皺構造。發育多條切入基底的由北向南逆沖的主斷層，傾角陡傾，斷距以垂向位移為主，水平方向的逆沖位移較小，逆沖斷層向上切入并消失在下三疊統鹽滑脫層中。從而在米倉山南緣淺層單斜帶之下形成了多個疊瓦逆沖斷塊，斷塊內部發育次級的正向或反向逆沖斷層，局部發生以寒武系頁巖為滑脫層的薄皮滑脫沖斷構造，造成斷塊復雜而且破碎。圖3剖面中，九龍山深層是一個寬緩的背斜構造，北翼高、南翼低，控制其形成的底部斷層位于蓋層之下更深的基底之中。結合深、淺地層基本同步變形以及侏羅系底面角度不整合結構分析，可以認為九龍山背斜現今的構造形態主要受控于晚白堊紀以來擠壓作用。其南側的梓潼向斜區的地層結構整體穩定，沒有發育明顯的沖斷和褶皺作用，只呈現了深層古隆坳結構遭受后期沉積埋藏和抬升剝蝕作用下的改造過程。

圖3 米倉山南緣—九龍山背斜—梓潼向斜地震白剖面（a）和構造解釋剖面（b）（剖面位置見圖1）

2.2 龍門山北段前緣沖斷構造

圖4、圖5由多條測線拼接而成的兩條地震剖面及其構造地質剖面展示了川西北地區北東—南西走向褶皺帶的構造變形特征。由一號隱伏逆沖斷裂（見圖5，F1）分隔，可以劃分為上盤準原地褶皺沖斷構造（如天井山構造[25]）和下盤原地沖斷構造。受區域性分布的下三疊統嘉陵江組鹽滑脫層（見圖4、圖5，上滑脫層）和震旦系“克拉通內裂陷”[26-27]控制分布的下寒武統泥頁巖滑脫層（見圖4、圖5，下滑脫層）制約，F1斷裂下盤的盆地邊緣和內部的原地沖斷構造表現出明顯多層次變形結構，發育了具有明顯區別的淺層褶皺構造、中層滑脫沖斷構造和下滑脫層之下的深層基底褶皺結構（見圖4、圖5）。

淺層褶皺構造是指下三疊統中鹽滑脫層之上的中生界沉積蓋層褶皺變形構造，包括山前單斜帶、雙魚石背斜、河灣場背斜、潼梓觀背斜、九龍山背斜以及廣元向斜、梓潼向斜等構造（見圖4、圖5）。淺構造層在盆地內部不發育明顯的沿上滑脫層向盆地方向的位移傳遞和沖斷作用，其向斜和背斜形態與上滑脫層形態基本一致，只是在局部尤其是九龍山背斜東部地區發育一些小規模的鹽滑脫褶皺構造（見圖5）。

圖4 北龍門山北段石龍梁—河灣場—潼梓觀—九龍山背斜地震白剖面（a）和構造解釋剖面（b）（剖面位置見圖1）

圖5 北龍門山北段天井山背斜—九龍山背斜地震剖面（a）和構造解釋剖面（b）（剖面位置見圖1）

中構造變形層指位于上、下兩個滑脫層之間的一系列正向和反向的薄皮沖斷褶皺構造，以雙魚石背斜構造和河灣場構造最為典型，發育背沖凸起構造和對沖三角構造（見圖4、圖5）。沖斷結構的遠距離傳播和非疊瓦構造樣式表明底部發育具有低摩擦系數的韌性滑脫層。中構造變形層內的地層（部分古生界和下三疊統）相對破碎、斷塊規模小。而且，中構造層的變形范圍主要集中在隱伏斷裂F1和潼梓觀背斜之間，盆地內部中—深構造變形層沒有明顯的拆離結構（見圖4、圖5）。這種薄皮沖斷構造分布范圍與厚層寒武系分布區基本一致的特征，說明深層寒武系內的滑脫層制約了中構造變形層在西緣地區的發育。

下滑脫層之下的深層變形從龍門山北段山前向盆地方向表現出基底卷入的沖斷褶皺沖斷構造。在龍門山北段北部前緣地區發育了多條切入基底的斷裂及其控制的多個基底背斜，其中震旦系燈影組明顯向盆地方向傾伏深埋，構造抬升幅度越來越低（見圖4）。而在天井山前緣地區的雙魚石構造深層不發育明顯的深層褶皺構造，前緣的九龍山背斜變形也較弱（見圖5）。這些現象反映了現今川西北地區內多排背斜和向斜構造主要受西側龍門山北段構造帶的晚期強烈擠壓作用控制，從而形成了大型的基底卷入褶皺，并使得中—上構造層發生同步褶皺和抬升。由南東向北西方向，變形帶逐漸變寬和地層埋深變淺，反映了晚期擠壓構造強度沿構造走向的增強，形成了川西北地區北緣地區多排褶皺構造以及西緣龍門山前緣多構造變形層疊置的復雜結構。

2.3 龍門山北段與米倉山沖斷帶構造關系

圖6 龍門山北段—米倉山隆起地震剖面（a）和構造解釋剖面（b）（剖面位置見圖1）

米倉山沖斷帶主要表現為基底卷入的大型褶皺構造，發育以垂向隆升為主的構造變形和向南擠壓逆沖的變形結構，形成了以大兩會背斜及其南緣東西走向的沖斷構造帶（見圖3）。而米倉山沖斷帶的西側不發育向龍門山沖斷帶逆沖的構造，以隆起翼部的傾伏結構為特征，整體表現為穩定的單斜構造（見圖1、圖6）。從地震剖面及其解釋剖面（見圖6）中可以清晰看到，龍門山北段沖斷帶是發育在米倉山沖斷帶穩定的西北翼之上，表現出明顯的多層構造變形結構。淺層為下三疊統中鹽滑脫層之上的廣元向斜構造，變形卷入中—上三疊統和侏羅系，表現為受深部構造影響的連續褶皺變形結構。中構造層則受深部寒武系拆離層控制，發育多個小規模的逆沖斷層，變形寬度與底部的寒武系分布相關。深層則表現為卷入基底的褶曲和沖斷構造。以上現象反映了龍門山北段受多期擠壓構造作用控制形成了其前緣的沖斷構造和變形結構。

川西北地區發育了晚三疊世、晚侏羅世—早白堊世以及晚新生代多期強烈擠壓構造作用[28-31]。其中晚三疊世構造變形主要集中在龍門山北段地區，表現為強烈的蓋層滑脫沖斷褶皺變形，礦山梁—天井山—中壩構造帶為其沖斷前鋒帶，而米倉山東前緣東西走向的褶皺構造可能形成于晚侏羅世—早白堊世，主要表現為米倉山前緣巨厚的上侏羅統和下白堊統磨拉石沉積[19-20]。而晚新生代青藏高原隆升造成的區域性擠壓沖斷作用形成了現今四川盆地北緣的地形地貌和地質構造，其強烈改造了龍門山北段和米倉山沖斷帶，并在盆地內部形成多排北東東走向的多排受深部斷層控制的背斜和向斜構造，變形卷入所有的沉積蓋層和早期形成的古沖斷構造。

總之，龍門山北段前緣沖斷帶是發育在米倉山隆起西翼之上的多滑脫沖斷構造帶，是一套獨立的構造變形體系，其構造變形基本不受米倉山沖斷帶影響和改造。而米倉山沖斷帶則受到源自西側的龍門山北段的晚期大型基底卷入褶皺改造，使得米倉山隆起內部及其前緣地區發育了北東東走向的逆沖斷裂和卷入基底的大尺度褶皺變形，形成了九龍山背斜和蒼溪向斜等褶皺構造（見圖4）。

3 多階段構造演化過程

圖7 川西北地區多階段構造演化過程（剖面位置見圖1C—C′）

川西北地區經歷了震旦紀至中三疊世的海相克拉通盆地構造及中—新生代陸相盆地構造演化過程，期間經歷了多個區域構造活動，形成了復雜的深層地層分布及地質結構（見圖2、圖7）。震旦系燈影組沉積期間發育裂陷槽[27]及階梯狀臺地和臺緣結構（見圖7a、圖7b），之上覆蓋明顯西厚東薄的下寒武統（見圖7b），表明川西北地區深層與安岳震旦系—寒武系特大型氣田[16,27]具有類似的優越油氣成藏條件。志留紀末的區域性隆升和地層剝蝕，盆地西緣地區大規模抬升和剝蝕，使下寒武統之上直接覆蓋上古生界（見圖7c、圖7d）。晚古生代—早中生代發育被動陸緣盆地和海相克拉通盆地沉積（見圖7d），現今龍門山北段所在位置局部覆蓋有泥盆系和石炭系，區域海侵形成了大范圍的中二疊統—中三疊統的碳酸鹽臺地沉積。期間中二疊世末期發育東吳運動[32]，形成了中二疊統的隆升剝蝕及之上的晚二疊世—早三疊世的開江—梁平海槽[7]。形成上古生界多套白云巖儲集層和灰巖巖溶儲集層以及中—上二疊統的優質烴源巖發育。華南—華北板塊的拼合及之后的陸內構造活動，形成了印支期龍門山北段沖斷構造及其前緣地區川西前陸盆地的沉積和剝蝕（見圖7e），以及侏羅紀—白堊紀的陸內坳陷盆地沉積（見圖7f）。最后川西北地區經歷了新生代晚期再生前陸沖斷構造過程，形成了現今復雜的地質構造結構（見圖7g）。在剖面結構中（見圖3—圖5），上滑脫層之上的中生界—新生界構造變形較為簡單，地層結構分布清晰（見圖3—見6）；而上滑脫層之下的深層圈閉目前是油氣勘探的重點，層系主要包括震旦系燈影組、下寒武統以及上古生界等，受不同階段區域構造活動影響和改造，其地層結構分布變化復雜。

4 關鍵構造期地質結構

4.1 震旦系燈影組沉積期臺地-臺緣帶

研究區震旦紀燈影組沉積期發育起伏古地形（見圖7a），地震剖面上燈影組結構清晰，由東向西下寒武統底面與燈影組有明顯的角度不整合結構（見圖8a—圖8c）。東部九龍山背斜周圍地區燈影組厚度大，發育較為齊全的燈一段—燈四段，而且在地形上也處于構造高部位（見圖7a、圖8a、圖8b）。向西側雙魚石構造方向，燈影組逐漸減薄，依次出露燈三段、燈二段和燈一段，表現出明顯的負向地貌結構（見圖8a—圖8c），其成因有待進一步討論，但存在幾個明顯的構造和沉積特征：①燈四段和燈二段分別發育有明顯西傾的陡坎帶（臺緣帶），兩個陡坎帶之間出露寬度約40 km的燈二段緩坡平臺，燈二段臺緣西側主要以燈一段出露為主，上部的燈影組基本缺失；②燈影組各段地層內部沒有發育明顯的伸展構造來形成上部的陡坎帶，川西北地區內部燈影組以整體褶皺變形為主；③燈影組之上以填平補齊方式沉積了下寒武統，其最大厚度超過2 000 m，下寒武統在不同構造位置與不同段的燈影組相接觸，具有明顯的沉積超覆結構。

平面上燈影組分布具有一定方向性，地層界線所指示的陡坎帶（臺緣帶）由南向北延伸，平面上表現為不同段地層的向西依次尖滅（見圖9a）。米倉山前緣旺蒼—閬中一線分布有地層齊全的燈影組，潼梓觀背斜及其東南側的以九龍山背斜為主的地區燈影組發育完整，呈現古隆起構造格局（見圖7a）。

圖8 川西北地區深層典型沉積和角度不整合結構圖（剖面位置見圖1）

4.2 志留紀末西部古隆起

志留紀末期至泥盆紀早期，川西北地區西部地區發生構造抬升，古生界遭受區域剝蝕，西緣剝蝕量大，形成了古隆起和區域不整合（見圖7d、圖8b）。奧陶系和志留系向西逐漸抬升，在雙魚石構造附近地層減薄尖滅，形成西薄東厚的楔形殘余地層結構（見圖8b）。局部地區二疊系直接覆蓋在寒武系甚至下寒武統之上，僅在西部地區發育有殘留的泥盆系—石炭系，中間缺失大部分奧陶系—石炭系（見圖8b、圖8c），反映了早古生代末期川西北地區深層發育古隆起結構。二疊系底部不整合面之下沒有明顯的同構造期褶皺和沖斷變形，指示了區域性的垂向隆升和地層剝蝕等構造作用。古隆起整體呈現南北走向，地層由西向東依次出露寒武系、奧陶系和志留系（見圖9b）。在龍門山北段的廣元地區以及米倉山前緣地區分布有殘余奧陶系和志留系，最大累計厚度可達1 000余米；而在江油至馬角壩一線的龍門山北段地區的深層表現為古隆起構造高部位，該構造部位的中—上寒武統、奧陶系和志留系被剝蝕（見圖8c、圖9b）。

圖9 川西北深層震旦系燈影組和下古生界分布圖（研究范圍見圖1b藍色虛線框）

4.3 晚古生代—中三疊世被動陸緣

古生代期間，在四川盆地西北部外圍地區發生了古特提斯洋盆區域性拉張作用，沿勉略帶一線自西向東發生擴張裂陷，影響了川西北地區被動陸緣盆地過程[33]。在此期間，川西北地區經歷了晚古生代早期陸內伸展、中—晚泥盆世至早石炭世初始洋盆、石炭紀-早二疊紀有限洋盆、中二疊世至中三疊世洋殼俯沖消減和中—晚三疊世陸陸碰撞造山過程[33]。川西北地區西緣深層的加里東古隆起之上發育部分泥盆系和石炭系，由北西向南東減薄尖滅（見圖8c、圖8d）。在深層加里東古隆起核部之上，泥盆系直接覆蓋在下寒武統之上，二者之間呈現明顯的不整合接觸關系（見圖8c、圖9b）。泥盆系—石炭系主要沿著江油至廣元一線分布，在龍門山北段沖斷帶和盆緣地區發育，而在川西北地區內部和米倉山周緣地區缺失（見圖1、圖9b）。中二疊世以來的區域性海侵，使川西北地區進入了穩定的碳酸鹽臺地沉積階段，形成了巨厚的碳酸鹽巖地層（見圖7d），在龍門山北段一線發育了中二疊統臺緣帶沉積（見圖10）。期間主要經歷了晚二疊世的東吳運動[32]，造成了臺地內的階段性沉積分異，形成了中二疊統茅口組剝蝕和巖溶儲集層以及晚二疊世至早三疊世的開江—梁平海槽及臺緣構造。

5 深層勘探層系分區

川西北地區深層勘探層系具有明顯的分區特征（見表1），中東部深層主要為分布相對穩定的震旦系—下古生界，西南部主要為規模發育的上古生界，西北部則主要為燈二段和古生界。從構造穩定性角度分析，川西北地區深層震旦系臺地和臺緣帶、古隆起控制下的下古生界斜坡帶以及隱伏原地沖斷構造帶等是油氣勘探重點領域。

5.1 震旦系燈影組

震旦系燈影組是目前四川盆地的重點勘探層系之一，發育燈二段和燈四段白云巖有效儲集體[6,26]。川西北地區燈影組主要分布于盆地內部和北部地區（見圖9a），最有利的構造勘探區是九龍山背斜構造帶。九龍山地區燈影組在地質歷史演化過程中一直位于構造高部位，上覆厚層下寒武統蓋層，晚期背斜圈閉保存完好（見圖7），而且其西部和南部發育明顯的燈四段臺緣帶，西側地區發育規模的下寒武統烴源巖，構成了有利的側向和垂向油氣運聚成藏條件（見圖8a）。其次是鹽亭斜坡帶，發育有完整的燈影組及其臺緣帶結構，而且斜坡帶構造穩定，只是向南抬升不利于原地聚集成藏。還有一個有利區則是廣元至旺蒼一線相對埋藏較淺的山前沖斷構造，包括礦山梁構造、石龍梁構造、潼梓觀構造以米倉山南緣沖斷帶等構造帶的深層沖斷褶皺構造。其中，龍門山北段北部地區主要分布燈二段，而米倉山前緣則分布有完整的燈影組。但是，鄰近山前的沖斷構造帶中的燈影組以復雜斷塊或者鼻狀構造為主，構造改造強度大，保存條件相對較差，需要有效落實目標圈閉構造。

圖10 川西北地區中二疊統棲霞組巖相古地理圖

表1 川西北地區深層勘探層系分區與有利構造帶

5.2 下古生界

四川盆地下古生界有利儲集層包括下寒武統滄浪鋪組和龍王廟組、中上寒武統以及中奧陶統寶塔組等，其中以川中安岳氣田所揭示的龍王廟組為主要目的層[17]。川西北地區震旦系燈影組臺緣帶在下寒武統筇竹寺組沉積期間就完成了填平補齊，之后沉積厚度分布相對一致，遭受剝蝕后才形成了差異明顯的地層分布（見圖8b、圖8c）。而且下寒武統龍王廟組向西地層發生明顯的尖滅現象，反映了在龍王廟組沉積期的西高東低的微地形。結合圖7的構造演化過程，認為川西北地區下古生界受西緣加里東古隆起控制，中三疊世之前，其構造高部位位于古隆起東部斜坡區。在中生代中晚期則在雙魚石構造和梓潼向斜區形成了明顯的構造高部位（見圖7f）。在遭受新生代晚期改造之后，九龍山地區才是下古生界的區域構造高部位（見圖7g）。而對于以下寒武統為烴源巖的含油氣系統，古構造高部位才是有利的油氣聚集區。因此，川西北地區下古生界的有利勘探區是雙魚石構造帶和梓潼向斜深層，該區域在晚古生代和中生代期間為構造高部位，是油氣運移和聚集的有利指向區。

5.3 上古生界

上古生界目標層系主要包括泥盆系金寶石組砂巖、泥盆系—石炭系白云巖以及中二疊統白云巖。結合殘余地層分布和有利沉積相帶來看，最有利的儲集體發育于龍門山北段沖斷帶一線及其深層地區（見圖9b、圖10），尤其是雙魚石構造的西側和南側地區。上古生界直接疊置于下寒武統之上，通過斷裂可溝通深層烴源巖。深層地層在地質歷史演化過程中基本保持穩定，喜馬拉雅期強烈擠壓沖斷形成了以下寒武統泥頁巖為底滑脫層的薄皮沖斷構造帶（見圖5、圖7g），是川西北深層上古生界油氣勘探的潛在方向。

6 結論

川西北地區經歷了震旦紀至中三疊世的海相盆地構造演化階段，在關鍵構造期形成了特征性的地層分布及構造變形結構。震旦系燈影組整體西薄東厚，發育燈二段和燈四段兩個臺地-臺緣構造帶，控制形成了震旦系頂面東部隆起和西部沉積區。之上發育西厚東薄的下寒武統，指示龍門山沖斷帶深層及鄰區發育有優質的烴源巖。志留紀末，西部地區表現為古隆起，表現出大規模抬升和剝蝕，出露下寒武統，之上直接覆蓋泥盆系—石炭系或二疊系。中二疊世至中三疊世，區域海侵形成了大范圍的碳酸鹽臺地沉積和沿龍門山北段分布的臺緣帶結構。晚三疊世以來的中—新生代多期不同方向的陸內擠壓沖斷構造則形成了川西北地區陸相沉積和周緣多滑脫沖斷構造帶的格局。

龍門山北段沖斷帶前緣可劃分出上盤準原地褶皺沖斷構造（如天井山構造）和下盤原地沖斷構造。受區域性分布的下三疊統鹽滑脫層和下寒武統滑脫層控制，盆地邊緣和內部的原地沖斷構造表現出明顯多層次變形結構，發育了淺層褶皺構造、中層薄皮沖斷構造和深層基底褶皺構造。米倉山沖斷帶前緣則主要表現為下三疊統鹽滑脫層控制下的雙層變形結構，由淺層反向逆沖的單斜構造和深層正向逆沖的疊瓦構造組成。盆地內部則主要表現為基底卷入的大尺度褶皺變形，形成了梓潼向斜、九龍山背斜、蒼溪向斜、涪陽場背斜等多排褶皺構造帶。

川西北地區垂向上發育了多套生儲蓋組合，并在平面上差異分布，深層勘探層系具有明顯的分區特征。震旦系燈影組儲蓋組合主要分布在川西北的東部和北部地區，尤其是九龍山構造帶及其周緣最為有利。下古生界則受西緣加里東古隆起構造控制，并遭受后期褶皺改造，盆地西側的梓潼向斜和雙魚石構造帶最為有利。上古生界則受大陸邊緣沉積過程制約，在西南部地區具有泥盆系—石炭系殘余地層以及中二疊統臺緣帶發育，龍門山北段前緣沖斷帶和深層原地構造帶是有利區帶。從構造結構角度看，川西北地區深層有利勘探領域主要包括盆地內古隆起上的褶皺構造、深層隱伏原地沖斷構造以及受西緣加里東古隆起控制的下古生界古斜坡帶。