雪峰山西側地區線性和環狀構造特點及其與油氣關系探討

張景華，歐陽淵，張建龍，劉小霞

（中國地質調查局成都地質調查中心，成都610081）

三十多年來，遙感技術在油氣勘探領域的應用已形成了兩種方法，即遙感間接找油方法和直接找油方法[1-8]?？偟膩碚f，建立在油氣藏烴類微滲漏理論基礎之上，通過提取和識別油氣藏烴類微滲漏信息的遙感直接找油方法，標志著遙感技術在油氣勘探領域的應用發展到了一個新的階段，是遙感技術在油氣勘探領域的未來主要發展方向之一。以往大量的實踐都表明[9-16]，利用遙感影像進行線性構造、環狀構造研究,來揭示與油氣有關的地質構造，研究油氣地質背景，尋找油氣有利聚集區，仍然是遙感技術探測油氣藏的主要手段，并早已被證明成熟可靠。

線性構造指遙感圖像上與地質作用有關的直線、弧線、折線狀的線性（狀）影像特征，通常與斷裂有關，多數是斷裂在遙感圖像上的反映。遙感圖像上由色調、水系、影紋結構等顯示出來的圓形、近圓形的影像特征稱之為環狀影像（環狀形跡），成因上與地質作用有關的被稱為環狀構造（環形構造）。中生代的燕山運動造就了雪峰山西側地區典型的隔槽式褶皺帶，這種侏羅山式褶皺，在遙感圖像上具有顯著的解譯標志。雪峰山西側地區植被覆蓋度高，遙感地質解譯中，線性構造和環狀構造的解譯效果最好，應用遙感圖像解譯線性構造比常規野外工作更有效，有助于識別出那些地面工作中不易發現或遺漏的斷裂等構造信息，為油氣地質調查提供了一種有效手段，能夠彌補地面地質工作的不足，提高地質工作的精度。

本文采用美國陸地衛星7號（Landsat-7）的ETM（Enhanced Thematic Mapper）遙感數據，開展雪峰山西側地區線性構造和環狀構造遙感解譯，通過分析其分布規律和形成機制，對線性構造和環狀構造遙感地質特征進行研究，探討其與油氣的關系，并大范圍內快速篩選有利區塊，圈定有利油氣遠景區。

1 研究區概況

研究區位于雪峰山西側地區，大致為齊岳山以東與雪峰山以西之間的區域，西起遵義-重慶-萬州，北抵萬州-宜昌，東達宜昌-邵陽，南至邵陽-洪江，坐標范圍為N27°～31°、E106°～112°，面積約20×104km2，其行政區劃涉及渝東、川東南、黔北遵義、湘西懷化和張家界、鄂西恩施等地。該區地形復雜，主要為山地、河谷地帶，發育長江及其支流烏江、清江等水系。

研究區內地層出露較齊全，從南華系到第四系均有不同程度出露。區內海相地層廣泛發育，從老到新，發育有震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系和三疊系等多套海相地層，沉積類型多樣，其中，又以古生代海相地層最為發育（圖1）。震旦系-下古生界具有多套有利烴源巖、儲集層和蓋層，擁有多個優質的生儲蓋組合[17-27]，具有優越的原生石油地質條件，油氣資源勘探前景廣闊。

2 遙感圖像處理與解譯

ETM圖像具有豐富的地質信息，尤其各種構造形跡顯示清楚，因此，選用25景ETM圖像來分析研究雪峰山西側地區的線性構造和環狀構造。先選擇色彩豐富、清晰度高、干擾信息少的TM7、TM4、TM1進行假彩色合成，然后采用1/25萬數字地形圖對25景ETM圖像進行幾何校正，再進行圖像鑲嵌處理，生成全區的ETM圖像，并進行對比度拉伸、直方圖均衡化、邊緣增強和高通濾波處理，增強線性和環狀影像特征。采用機助目視解譯手段，在MAPGIS 6.7軟件平臺上，進行線性構造和環狀構造遙感解譯，最后編制1/50萬雪峰山西側地區線性構造和環狀構造遙感解譯圖（圖2）。

圖1 研究區地質圖Fig.1 Geological map of the study area

3 線性構造特征

本文所指的線性構造是指在ETM 遙感影像上表現出來的、與構造有關的直線狀線形影像，不包括巖性界線、巖相界線、不整合界線、侵入體接觸界線等地質界線，多數為直線狀，少數略微彎曲、局部呈弧線形，其展布具有比較明顯的方向性，通過與現有地質資料對比和野外調查，證實大多數為斷裂構造和各種破裂（節理、劈理等），根據其遙感影像特征的不同，可以分為如下幾類：

3.1 Ⅰ級線性構造

Ⅰ級線性構造主要是區內的深大斷裂，由于規模大、空間延伸遠，在ETM影像圖上表現為忽寬忽窄、連續延伸的線性負地形谷地，穿越不同的地貌景觀地區而不受地形、地貌的影響，沿其走向錯斷許多地層和巖體，常形成斷裂破碎帶，由于水理性質不同（富水或貧水）而呈現藍色調或灰色調，在其兩側常伴生有次級斷裂。

Ⅰ級線性構造空間展布具有較明顯的方向性，多數為北東向、北北東向和北東東向，與地層走向較一致，少數為北北西向、近南北向和近東西向。Ⅰ級線性構造在空間分布上，具有較明顯的地域性和不均勻性，大致沿慈利-保靖斷裂可以分成兩個不同區域，慈利-保靖斷裂以東，Ⅰ級線性構造數量較多，占區內的絕大部分，分布較密集，慈利-保靖斷裂以西，Ⅰ級線性構造數量極少。

圖2 雪峰山西側地區線性構造和環狀構造遙感解譯圖Fig.2 The interpretation map of linear structure and ring structure from remote sensing image in the western part of the Xuefeng Mountains

3.2 Ⅱ級線性構造

Ⅱ級線性構造主要是區內的一些區域斷裂，規模小于Ⅰ級線性構造，在ETM 影像圖上表現為空間延伸較遠的線性負地形影像特征，但其空間延伸距離明顯較Ⅰ級線性構造短，多表現為呈線狀展布的低洼地形，有時可見斷層崖、斷層三角面呈直線狀斷續或連續排列，水系往往受其控制，形成格子狀水系、角狀水系及對口河等，局部河段常常流向異常，在其兩側常伴生規模更小的次級斷裂或密集節理帶。

Ⅱ級線性構造的空間展布也具有較明顯的方向性，多數為北東向、北北東向和北東東向，少數為北北西向、近南北向和近東西向，其展布方向與區內深大斷裂較一致，表明可能受其控制。Ⅱ級線性構造在空間分布上，也具有較明顯的地域性和不均勻性，也可以沿慈利-保靖斷裂分成兩個不同區域，慈利-保靖斷裂以東，Ⅱ級線性構造數量較多，分布密集，慈利-保靖斷裂以西，Ⅱ級線性構造數量較少，分布較為稀疏，在慈利-保靖斷裂以西又可沿道真-沿河-秀山一線分為南北兩個部分，北部Ⅱ級線性構造數量相對較多，南部相對較少。

3.3 Ⅲ級線性構造

Ⅲ級線性構造主要是小斷裂、節理、劈理帶等。

小斷裂在空間上沒有明顯的分布規律，多數小斷裂展布方向為北西向和北東向，少數為近南北向和近東西向，北西向和北東向為優勢展布方向。北西向的小斷裂往往橫切或斜切地層，造成地層被切割或錯開，北東向小斷裂多平行地層走向，在ETM 影像上表現為小型直線狀影像特征，常造成地層重復或缺失及地層沿走向斜交。

節理往往成組出現，平行或雁列排列，或共軛相交，而劈理往往平行密集出現在大斷裂兩側。在雪峰山構造帶及西緣，節理和劈理分布比較密集，反映構造變形相對較強。

4 環狀構造特征

雪峰山西側地區的環狀構造按其成因可以分為巖漿活動成因、構造成因和地學成因不明三大類。

4.1 巖漿活動成因環狀構造

雪峰山西側地區與巖漿活動有關的環狀構造主要是巖體，主要分布在雪峰山中段的龍潭-小沙江和武陽-李西一帶，主要是加里東期二長花崗巖體（γ3）和后期侵入的燕山早期二云母花崗巖體（γ52-1）。

在ETM影像上，巖體顏色為紫紅色、肉紅色，平面幾何形態為圓形、近似圓形，巖體邊緣水系形態略微顯現為環狀，內部則形成鉗狀-菱格狀-樹枝狀水系，塊狀、網狀紋理，受風化剝蝕和流水侵蝕作用影響，形成壟狀地形或是帶剝蝕殘丘的丘陵盆地，巖體內部斷裂和節理發育，受其切割，表面破碎。

4.2 構造成因環狀構造

4.2.1 穹隆和構造盆地

雪峰山西側地區穹隆和構造盆地主要分布在慈利-保靖斷裂以西。

呈環形影像特征，平面幾何形態多為近似圓形、橢圓形，穹隆以近圓形居多，而構造盆地則以橢圓形居多，其環形影像多是由環形、弧形分布的山脊、溝谷來表現。在地形地貌上，穹隆為隆起狀山體，構造盆地為凹陷狀盆地，穹隆多發育放射狀水系，而構造盆地多發育向心狀水系。

4.2.2 渦輪形環狀構造

呈環線形影像特征，平面幾何形態多為弧形、渦輪形、環形，多數不封閉。地形地貌往往較復雜，其環形影像多是由環形、弧形分布的溝谷來表現，呈現較強的環線形影像特征，水系類型多變，但局部水系往往異常，如水系倒鉤狀、鈍角狀或直角狀轉彎，發育多組不同方向的線性構造穿插，這種環狀構造在息烽一帶表現最明顯。

4.3 地學成因未明環狀構造

在雪峰山西側地區，有些環狀構造的地學成因不明確，它們的平面幾何形態是圓形、近圓形及橢圓形，這種環形影像特征大多數是通過色調環、地貌環、水系環、植被環、影紋環以及這幾種環的復合表現出來的。這種環狀構造的地學成因盡管不明確，但也可能反映了一些地下信息。

5 雪峰山西側地區線-環構造與油氣關系探討

線性構造和環狀構造的形成與區域構造密切相關，而雪峰山西側地區油氣運移成藏與構造演化密切相關，因此，通過分析線性構造和環狀構造分布規律和形成機制，結合區域地質背景，探討其與油氣的關系，可以在大范圍內快速篩選有利區塊，圈定有利油氣遠景區。

5.1 線性構造與油氣關系

通過對線性構造進行分析研究，認為作為深大斷裂的Ⅰ級線性構造和區域斷裂的Ⅱ級線性構造，由于規模較大，切割較深，其通過處可能切割蓋層，可能是深部油氣散失的通道，對油氣藏而言，主要起破壞作用，因此，作為Ⅰ級線性構造和Ⅱ級線性構造分布較密集的地區，不利于油氣保存。

區內Ⅰ級線性構造和Ⅱ級線性構造分布較密集的地區位于慈利-保靖斷裂以東，加之這一地區靠近雪峰山構造帶，構造變形較強，且在雪峰山構造帶內有燕山期的巖漿活動，因此，慈利-保靖斷裂以東地區對于油氣保存來說，可能是不利的。區內Ⅰ級線性構和Ⅱ級線性構造分布較稀疏的地區位于慈利-保靖斷裂以西，在該區域Ⅰ級線性構造和Ⅱ級線性構造數量少，且分布稀疏，間隔大，有可能是雪峰山西側地區油氣保存較有利的區域。

5.2 環狀構造與油氣關系

從環狀構造角度來說，有些構造成因的環狀構造可能與地下深部的構造圈閉關系比較密切，可能是地下構造圈閉在地表的反映，同時，背斜轉折端部位因局部張應力作用易產生張性裂隙，可能出現虛脫空間，為油氣聚集提供空間，有利于油氣聚積，故穹窿、短軸背斜等環狀構造與油氣保存關系密切，是油氣有利聚集區。

區內構造成因的環狀構造主要集中分布在慈利-保靖斷裂以西地區，具體來說有三個較集中分布的區域（圖2），一為利川-恩施地區，二為武隆-道真地區，三為金沙-仁懷地區。

5.3 油氣遠景區預測

在利川-恩施地區，多數環狀構造成因與褶皺構造有關，主要分布在利川以南的利川復向斜帶和恩施以東的花果坪復向斜帶，且呈北東-南西向排列，同時，這兩個復向斜帶內基本少有Ⅰ級線性構造和Ⅱ級線性構造分布，因此，認為這兩個復向斜帶構造變形較弱，有利于油氣聚集與保存，尤其是其內部的背斜，應是油氣聚集的有利部位。

在武隆-道真地區，環狀構造主要分布在武隆周圍，呈現北東-南西向分布，多數環狀構造成因與褶皺關系密切，有可能是隱伏背、向斜在遙感圖像上的反映，同時，武隆周圍也基本沒有Ⅰ級線性構造和Ⅱ級線性構造分布，因此，認為武隆周圍為油氣聚集的有利區域。

在金沙-仁懷地區，環狀構造主要分布在金沙以南、仁懷以北，多呈大型環狀構造群的“環套環”形式分布，“穹盆”構造特征明顯，結合地質資料分析，認為該地區的環狀構造主要是由于穹窿和構造盆地引起，環狀構造周圍斷層不發育，沒有Ⅰ級線性構造和Ⅱ級線性構造分布，因此，認為金沙-仁懷地區的金沙以南、仁懷以北為油氣聚集的有利區域，這一地區的穹窿、短軸背斜是油氣聚集的有利部位。

綜合上述分析，認為雪峰山西側的利川-恩施、武隆-道真、金沙-仁懷這三個地區對油氣保存來說比較有利，可能是有利遠景區，與謝淵等[28]研究結果基本一致。

6 結論

（1）雪峰山西側地區線性構造可分為三級，Ⅰ級線性構造主要為深大斷裂，Ⅱ級線性構造主要為區域斷裂，Ⅲ級線性構造主要為小斷裂、節理和劈理。

（2）Ⅰ級線性構造和Ⅱ級線性構造展布具有較明顯的方向性，多數為北東向、北北東向和北東東向，少數為北北西向、近南北向和近東西向；在空間分布上，具有較明顯的地域性和不均勻性，慈利-保靖斷裂以東，數量較多，慈利-保靖斷裂以西，數量較少。Ⅲ級線性構造中的小斷裂在空間上沒有明顯的分布規律，展布方向性明顯，以北西向和北東向為優勢展布方向，節理和劈理主要分布在雪峰山構造帶及西緣。

（3）雪峰山西側地區的環狀構造按其成因可以分為巖漿活動成因、構造成因和地學成因不明三大類，構造成因的環狀構造與油氣關系較密切。

（4）通過對雪峰山西側地區的線性構造和環狀構造分布特點進行分析，認為利川-恩施、武隆-道真和金沙-仁懷三個地區對油氣保存比較有利，可能是有利油氣遠景區。