图3中的地震剖面是由3条测线拼接而成, 由北向南分别切过米仓山南缘、九龙山背斜和梓潼向斜东翼斜坡。从该剖面北侧部分解释结果来看, 受区域性分布的下三叠统嘉陵江组上部的盐滑脱层（见图3）控制, 米仓山冲断带前缘表现出明显分层变形结构, 发育了浅层单斜构造和滑脱层之下深层复杂冲断构造。

米仓山南缘冲断带发育主动冲断和被动滑脱作用。被动滑脱主要指嘉陵江组盐层之上的中生界沉积盖层滑脱反冲和褶皱抬升作用, 其构造变形主要集中在山前大两会背斜南翼的单斜带, 盆地内部没有发生明显的沿滑脱层向前陆方向位移传递和冲断褶皱构造作用（见图3）。盐滑脱层之上的浅构造层基本上是完整的, 内部没有发育明显的逆冲断层, 只是表现出与滑脱层产状基本一致的向斜和背斜形态, 构造简单而完整。其构造变形位置和强度主要受滑脱层之下的深层变形结构控制, 地层褶皱变形由山前至盆地内部变形逐渐减弱和消失。

米仓山南缘盐滑脱层之下的深层地层发生了强烈的缩短变形和冲断叠置, 表现为主动冲断构造作用。深层冲断构造由米仓山隆起向盆地方向传递, 整体表现为基底挤压隆升的特征。由南向北, 深层震旦系呈阶梯状抬升, 直至出露地表, 依次发育灯影组四段台缘带、九龙山背斜、黄洋场冲断带及大两会和燕子峡背斜等地表构造。从解释结果来看, 米仓山南缘深层变形卷入地层深度较大, 表现为基底卷入的冲断褶皱构造。发育多条切入基底的由北向南逆冲的主断层, 倾角陡倾, 断距以垂向位移为主, 水平方向的逆冲位移较小, 逆冲断层向上切入并消失在下三叠统盐滑脱层中。从而在米仓山南缘浅层单斜带之下形成了多个叠瓦逆冲断块, 断块内部发育次级的正向或反向逆冲断层, 局部发生以寒武系页岩为滑脱层的薄皮滑脱冲断构造, 造成断块复杂而且破碎。图3剖面中, 九龙山深层是一个宽缓的背斜构造, 北翼高、南翼低, 控制其形成的底部断层位于盖层之下更深的基底之中。结合深、浅地层基本同步变形以及侏罗系底面角度不整合结构分析, 可以认为九龙山背斜现今的构造形态主要受控于晚白垩纪以来挤压作用。其南侧的梓潼向斜区的地层结构整体稳定, 没有发育明显的冲断和褶皱作用, 只呈现了深层古隆坳结构遭受后期沉积埋藏和抬升剥蚀作用下的改造过程。

图4、图5由多条测线拼接而成的两条地震剖面及其构造地质剖面展示了川西北地区北东— 南西走向褶皱带的构造变形特征。由一号隐伏逆冲断裂（见图5, F₁）分隔, 可以划分为上盘准原地褶皱冲断构造（如天井山构造^[25]）和下盘原地冲断构造。受区域性分布的下三叠统嘉陵江组盐滑脱层（见图4、图5, 上滑脱层）和震旦系“ 克拉通内裂陷” ^{[26, 27]}控制分布的下寒武统泥页岩滑脱层（见图4、图5, 下滑脱层）制约, F₁断裂下盘的盆地边缘和内部的原地冲断构造表现出明显多层次变形结构, 发育了具有明显区别的浅层褶皱构造、中层滑脱冲断构造和下滑脱层之下的深层基底褶皱结构（见图4、图5）。

浅层褶皱构造是指下三叠统中盐滑脱层之上的中生界沉积盖层褶皱变形构造, 包括山前单斜带、双鱼石背斜、河湾场背斜、潼梓观背斜、九龙山背斜以及广元向斜、梓潼向斜等构造（见图4、图5）。浅构造层在盆地内部不发育明显的沿上滑脱层向盆地方向的位移传递和冲断作用, 其向斜和背斜形态与上滑脱层形态基本一致, 只是在局部尤其是九龙山背斜东部地区发育一些小规模的盐滑脱褶皱构造（见图5）。

中构造变形层指位于上、下两个滑脱层之间的一系列正向和反向的薄皮冲断褶皱构造, 以双鱼石背斜构造和河湾场构造最为典型, 发育背冲凸起构造和对冲三角构造（见图4、图5）。冲断结构的远距离传播和非叠瓦构造样式表明底部发育具有低摩擦系数的韧性滑脱层。中构造变形层内的地层（部分古生界和下三叠统）相对破碎、断块规模小。而且, 中构造层的变形范围主要集中在隐伏断裂F₁和潼梓观背斜之间, 盆地内部中— 深构造变形层没有明显的拆离结构（见图4、图5）。这种薄皮冲断构造分布范围与厚层寒武系分布区基本一致的特征, 说明深层寒武系内的滑脱层制约了中构造变形层在西缘地区的发育。

下滑脱层之下的深层变形从龙门山北段山前向盆地方向表现出基底卷入的冲断褶皱冲断构造。在龙门山北段北部前缘地区发育了多条切入基底的断裂及其控制的多个基底背斜, 其中震旦系灯影组明显向盆地方向倾伏深埋, 构造抬升幅度越来越低（见图4）。而在天井山前缘地区的双鱼石构造深层不发育明显的深层褶皱构造, 前缘的九龙山背斜变形也较弱（见图5）。这些现象反映了现今川西北地区内多排背斜和向斜构造主要受西侧龙门山北段构造带的晚期强烈挤压作用控制, 从而形成了大型的基底卷入褶皱, 并使得中— 上构造层发生同步褶皱和抬升。由南东向北西方向, 变形带逐渐变宽和地层埋深变浅, 反映了晚期挤压构造强度沿构造走向的增强, 形成了川西北地区北缘地区多排褶皱构造以及西缘龙门山前缘多构造变形层叠置的复杂结构。

米仓山冲断带主要表现为基底卷入的大型褶皱构造, 发育以垂向隆升为主的构造变形和向南挤压逆冲的变形结构, 形成了以大两会背斜及其南缘东西走向的冲断构造带（见图3）。而米仓山冲断带的西侧不发育向龙门山冲断带逆冲的构造, 以隆起翼部的倾伏结构为特征, 整体表现为稳定的单斜构造（见图1、图6）。从地震剖面及其解释剖面（见图6）中可以清晰看到, 龙门山北段冲断带是发育在米仓山冲断带稳定的西北翼之上, 表现出明显的多层构造变形结构。浅层为下三叠统中盐滑脱层之上的广元向斜构造, 变形卷入中— 上三叠统和侏罗系, 表现为受深部构造影响的连续褶皱变形结构。中构造层则受深部寒武系拆离层控制, 发育多个小规模的逆冲断层, 变形宽度与底部的寒武系分布相关。深层则表现为卷入基底的褶曲和冲断构造。以上现象反映了龙门山北段受多期挤压构造作用控制形成了其前缘的冲断构造和变形结构。

图6

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	图6 龙门山北段— 米仓山隆起地震剖面（a）和构造解释剖面（b）（剖面位置见图1）

川西北地区发育了晚三叠世、晚侏罗世— 早白垩世以及晚新生代多期强烈挤压构造作用^{[28, 29, 30, 31]}。其中晚三叠世构造变形主要集中在龙门山北段地区, 表现为强烈的盖层滑脱冲断褶皱变形, 矿山梁— 天井山— 中坝构造带为其冲断前锋带, 而米仓山东前缘东西走向的褶皱构造可能形成于晚侏罗世— 早白垩世, 主要表现为米仓山前缘巨厚的上侏罗统和下白垩统磨拉石沉积^{[19, 20]}。而晚新生代青藏高原隆升造成的区域性挤压冲断作用形成了现今四川盆地北缘的地形地貌和地质构造, 其强烈改造了龙门山北段和米仓山冲断带, 并在盆地内部形成多排北东东走向的多排受深部断层控制的背斜和向斜构造, 变形卷入所有的沉积盖层和早期形成的古冲断构造。

总之, 龙门山北段前缘冲断带是发育在米仓山隆起西翼之上的多滑脱冲断构造带, 是一套独立的构造变形体系, 其构造变形基本不受米仓山冲断带影响和改造。而米仓山冲断带则受到源自西侧的龙门山北段的晚期大型基底卷入褶皱改造, 使得米仓山隆起内部及其前缘地区发育了北东东走向的逆冲断裂和卷入基底的大尺度褶皱变形, 形成了九龙山背斜和苍溪向斜等褶皱构造（见图4）。

研究区震旦纪灯影组沉积期发育起伏古地形（见图7a）, 地震剖面上灯影组结构清晰, 由东向西下寒武统底面与灯影组有明显的角度不整合结构（见图8a— 图8c）。东部九龙山背斜周围地区灯影组厚度大, 发育较为齐全的灯一段— 灯四段, 而且在地形上也处于构造高部位（见图7a、图8a、图8b）。向西侧双鱼石构造方向, 灯影组逐渐减薄, 依次出露灯三段、灯二段和灯一段, 表现出明显的负向地貌结构（见图8a— 图8c）, 其成因有待进一步讨论, 但存在几个明显的构造和沉积特征：①灯四段和灯二段分别发育有明显西倾的陡坎带（台缘带）, 两个陡坎带之间出露宽度约40 km的灯二段缓坡平台, 灯二段台缘西侧主要以灯一段出露为主, 上部的灯影组基本缺失; ②灯影组各段地层内部没有发育明显的伸展构造来形成上部的陡坎带, 川西北地区内部灯影组以整体褶皱变形为主; ③灯影组之上以填平补齐方式沉积了下寒武统, 其最大厚度超过2 000 m, 下寒武统在不同构造位置与不同段的灯影组相接触, 具有明显的沉积超覆结构。

图8

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	图8 川西北地区深层典型沉积和角度不整合结构图（剖面位置见图1）

平面上灯影组分布具有一定方向性, 地层界线所指示的陡坎带（台缘带）由南向北延伸, 平面上表现为不同段地层的向西依次尖灭（见图9a）。米仓山前缘旺苍— 阆中一线分布有地层齐全的灯影组, 潼梓观背斜及其东南侧的以九龙山背斜为主的地区灯影组发育完整, 呈现古隆起构造格局（见图7a）。

图9

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	图9 川西北深层震旦系灯影组和下古生界分布图（研究范围见图1b蓝色虚线框）

志留纪末期至泥盆纪早期, 川西北地区西部地区发生构造抬升, 古生界遭受区域剥蚀, 西缘剥蚀量大, 形成了古隆起和区域不整合（见图7d、图8b）。奥陶系和志留系向西逐渐抬升, 在双鱼石构造附近地层减薄尖灭, 形成西薄东厚的楔形残余地层结构（见图8b）。局部地区二叠系直接覆盖在寒武系甚至下寒武统之上, 仅在西部地区发育有残留的泥盆系— 石炭系, 中间缺失大部分奥陶系— 石炭系（见图8b、图8c）, 反映了早古生代末期川西北地区深层发育古隆起结构。二叠系底部不整合面之下没有明显的同构造期褶皱和冲断变形, 指示了区域性的垂向隆升和地层剥蚀等构造作用。古隆起整体呈现南北走向, 地层由西向东依次出露寒武系、奥陶系和志留系（见图9b）。在龙门山北段的广元地区以及米仓山前缘地区分布有残余奥陶系和志留系, 最大累计厚度可达1 000余米; 而在江油至马角坝一线的龙门山北段地区的深层表现为古隆起构造高部位, 该构造部位的中— 上寒武统、奥陶系和志留系被剥蚀（见图8c、图9b）。

古生代期间, 在四川盆地西北部外围地区发生了古特提斯洋盆区域性拉张作用, 沿勉略带一线自西向东发生扩张裂陷, 影响了川西北地区被动陆缘盆地过程^[33]。在此期间, 川西北地区经历了晚古生代早期陆内伸展、中— 晚泥盆世至早石炭世初始洋盆、石炭纪-早二叠纪有限洋盆、中二叠世至中三叠世洋壳俯冲消减和中— 晚三叠世陆陆碰撞造山过程^[33]。川西北地区西缘深层的加里东古隆起之上发育部分泥盆系和石炭系, 由北西向南东减薄尖灭（见图8c、图8d）。在深层加里东古隆起核部之上, 泥盆系直接覆盖在下寒武统之上, 二者之间呈现明显的不整合接触关系（见图8c、图9b）。泥盆系— 石炭系主要沿着江油至广元一线分布, 在龙门山北段冲断带和盆缘地区发育, 而在川西北地区内部和米仓山周缘地区缺失（见图1、图9b）。中二叠世以来的区域性海侵, 使川西北地区进入了稳定的碳酸盐台地沉积阶段, 形成了巨厚的碳酸盐岩地层（见图7d）, 在龙门山北段一线发育了中二叠统台缘带沉积（见图10）。期间主要经历了晚二叠世的东吴运动^[32], 造成了台地内的阶段性沉积分异, 形成了中二叠统茅口组剥蚀和岩溶储集层以及晚二叠世至早三叠世的开江— 梁平海槽及台缘构造。

图10

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	图10 川西北地区中二叠统栖霞组岩相古地理图

震旦系灯影组是目前四川盆地的重点勘探层系之一, 发育灯二段和灯四段白云岩有效储集体^{[6, 26]}。川西北地区灯影组主要分布于盆地内部和北部地区（见图9a）, 最有利的构造勘探区是九龙山背斜构造带。九龙山地区灯影组在地质历史演化过程中一直位于构造高部位, 上覆厚层下寒武统盖层, 晚期背斜圈闭保存完好（见图7）, 而且其西部和南部发育明显的灯四段台缘带, 西侧地区发育规模的下寒武统烃源岩, 构成了有利的侧向和垂向油气运聚成藏条件（见图8a）。其次是盐亭斜坡带, 发育有完整的灯影组及其台缘带结构, 而且斜坡带构造稳定, 只是向南抬升不利于原地聚集成藏。还有一个有利区则是广元至旺苍一线相对埋藏较浅的山前冲断构造, 包括矿山梁构造、石龙梁构造、潼梓观构造以米仓山南缘冲断带等构造带的深层冲断褶皱构造。其中, 龙门山北段北部地区主要分布灯二段, 而米仓山前缘则分布有完整的灯影组。但是, 邻近山前的冲断构造带中的灯影组以复杂断块或者鼻状构造为主, 构造改造强度大, 保存条件相对较差, 需要有效落实目标圈闭构造。

四川盆地下古生界有利储集层包括下寒武统沧浪铺组和龙王庙组、中上寒武统以及中奥陶统宝塔组等, 其中以川中安岳气田所揭示的龙王庙组为主要目的层^[17]。川西北地区震旦系灯影组台缘带在下寒武统筇竹寺组沉积期间就完成了填平补齐, 之后沉积厚度分布相对一致, 遭受剥蚀后才形成了差异明显的地层分布（见图8b、图8c）。而且下寒武统龙王庙组向西地层发生明显的尖灭现象, 反映了在龙王庙组沉积期的西高东低的微地形。结合图7的构造演化过程, 认为川西北地区下古生界受西缘加里东古隆起控制, 中三叠世之前, 其构造高部位位于古隆起东部斜坡区。在中生代中晚期则在双鱼石构造和梓潼向斜区形成了明显的构造高部位（见图7f）。在遭受新生代晚期改造之后, 九龙山地区才是下古生界的区域构造高部位（见图7g）。而对于以下寒武统为烃源岩的含油气系统, 古构造高部位才是有利的油气聚集区。因此, 川西北地区下古生界的有利勘探区是双鱼石构造带和梓潼向斜深层, 该区域在晚古生代和中生代期间为构造高部位, 是油气运移和聚集的有利指向区。

上古生界目标层系主要包括泥盆系金宝石组砂岩、泥盆系— 石炭系白云岩以及中二叠统白云岩。结合残余地层分布和有利沉积相带来看, 最有利的储集体发育于龙门山北段冲断带一线及其深层地区（见图9b、图10）, 尤其是双鱼石构造的西侧和南侧地区。上古生界直接叠置于下寒武统之上, 通过断裂可沟通深层烃源岩。深层地层在地质历史演化过程中基本保持稳定, 喜马拉雅期强烈挤压冲断形成了以下寒武统泥页岩为底滑脱层的薄皮冲断构造带（见图5、图7g）, 是川西北深层上古生界油气勘探的潜在方向。