渤東地區(qū)新生代走滑斷裂特征及其對油氣成藏的影響

陳華靖，周東紅，呂丁友，官大勇

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

0 引言

近年來，在渤海海域沿郯廬走滑斷裂帶發(fā)現(xiàn)了一系列大規(guī)模的油氣田，說明走滑斷裂活動對于油氣勘探有極為重要的積極指向意義[1-2]。渤東地區(qū)以渤東低凸起為中心，四面環(huán)凹，西側(cè)緊鄰渤中富烴凹陷，且處于郯廬斷裂活動最活躍的地段，油氣運聚條件非常有利。前人對郯廬斷裂帶在新生代時期表現(xiàn)出的右旋走滑特征進(jìn)行了較多的討論[1-9]，蔡東升等[1]系統(tǒng)地研究了海域新生代以來郯廬斷裂在古近紀(jì)、新近紀(jì)、第四紀(jì)的發(fā)育、發(fā)展以及幾何學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)等特征，研究了郯廬斷裂對渤海油氣成藏的影響和控制。漆家福等[12]結(jié)合渤?？碧匠晒岢霾澈：Ｓ蛐律璧刂雄皬]斷裂帶主要由盆地東部的NNE向陡傾或直立的基底斷層（帶）組成，切割和改造了所經(jīng)之處的新生代伸展斷層，具有右旋走滑位移特征。由于資料品質(zhì)所限，加上渤東地區(qū)處于郯廬走滑斷裂中部轉(zhuǎn)折段，構(gòu)造活動強烈，對渤東地區(qū)尤其是渤東凹陷走滑斷裂特征的深入研究較少。

本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合覆蓋本地區(qū)的高分辨率三維地震資料，系統(tǒng)研究了郯廬走滑斷裂帶在本區(qū)的展布特征，重點對渤東凹陷中深層發(fā)育的隱伏走滑斷裂的空間展布特征進(jìn)行了詳細(xì)研究，探討了本區(qū)斷裂成因機制及其對新生代盆地結(jié)構(gòu)及構(gòu)造演化的控制作用，分析了走滑斷裂對該區(qū)油氣成藏的影響，發(fā)現(xiàn)了一批有利的構(gòu)造圈閉。隨著本研究進(jìn)一步深入，對渤東地區(qū)的油氣勘探將有重要的推動作用。

1 走滑斷裂的地震響應(yīng)特征

狹義的郯廬走滑斷裂在本區(qū)指渤東低凸起及東西兩側(cè)邊界斷裂[8]，走向為NE向，新生代主要表現(xiàn)為伸展斷裂特征，控制了渤中凹陷和渤東凹陷古近系的巨厚沉積。根據(jù)本區(qū)三維地震資料確定了渤東凹陷中央發(fā)育另一組NNE向隱伏的基底走滑斷裂，走滑特征清楚，控制了渤東凹陷內(nèi)部的構(gòu)造格局。

1.1 平面特征

從本區(qū) 3 000，1 200 ms相干切片 （見圖 1a，1b）可以看出：中深層發(fā)育NE（或NNE）和近EW向2組斷裂，且NE（或NNE）向斷裂切割改造近EW向斷裂；淺層大量發(fā)育近EW向斷層，呈雁列狀排列，數(shù)量眾多，單條斷裂規(guī)模較小，斷裂間距約1 km，每條斷裂長3～5 km，斷距 10～30 m。

渤東低凸起西側(cè)邊界斷層并非由單一斷層構(gòu)成，而是由一系列NE向雁列狀排列斷層組成的斷裂帶。該組斷裂斷距大，長期發(fā)育，平面上延伸較短；東側(cè)邊界斷裂淺層不發(fā)育，主要活動時期為始新世—漸新世末期，平面上具有分段性特征。

渤東凹陷中央存在一個NNE向扭動變形帶，其寬度隨著深度加深而逐漸變窄[10]。在1 200 ms處，變形帶寬度約5 km，到3 000 ms以后，扭曲變形帶基本收斂成斷面，表明從淺至深構(gòu)造應(yīng)力趨于沿斷層走向釋放（見圖 1c）。

1.2 剖面特征

從圖2可以看出，西支斷裂為一主控斷裂，長期活動，控制了渤中凹陷古近系的巨厚沉積，東支控制了渤東凹陷的形成，活動時期為漸新世末期以前，這2支斷裂，在新生代多表現(xiàn)為伸展斷層。渤東凹陷中央走滑斷裂始新世中晚期—漸新世末期地層擠壓變形現(xiàn)象明顯，走滑特征清楚，具有以下特征[5，10-17]：

1）花狀構(gòu)造。主斷面較陡直，近EW向分支斷層發(fā)育，與主走滑斷層構(gòu)成“負(fù)花狀”或“樹枝狀”構(gòu)造。

2）絲帶效應(yīng)。平面上，走滑斷層的軌跡不是一條直線，而是彎曲的，斷層傾向沿走向發(fā)生變化（見圖1a）。

3）斷裂兩側(cè)地層厚度、產(chǎn)狀和地震相差異明顯。由于斷層兩盤沿走向滑動，造成斷層兩側(cè)地層厚度、產(chǎn)狀不協(xié)調(diào)及地震相差異或突變現(xiàn)象（見圖2）。

1.3 活動期次

根據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化研究[1，5]，結(jié)合地震資料的解釋分析認(rèn)為，本區(qū)走滑斷裂具有明顯的分期性活動特點，主要的活動時期大致分為2期：

1）始新世—漸新世末期，以右旋走滑活動為主。主走滑斷面陡傾，控制形成了古近系一系列沿走滑斷裂分布的凹凸分隔，同時伴隨伸展裂陷活動（見圖2）。

圖2 垂直過渤東凹陷中央走滑斷裂的任意線

2）上新世至今，新構(gòu)造運動近東西向擠壓伴隨右旋走滑活動。近EW向斷層大量發(fā)育，且越接近海底斷層密度越大，平面上呈雁列狀展布，走向呈大范圍的一致性，剖面上顯示出明顯的擠壓變形痕跡（見圖3）。

圖3 上新世以來地層扭動變形特征

2 斷裂體系的成因機制

從圖1可以看出，本區(qū)新生代發(fā)育NE（或NNE）向和近EW向2組斷裂體系。近年來，通過覆蓋該區(qū)的三維地震資料精細(xì)研究認(rèn)為NE（或NNE）向斷裂體系是在繼承或改造前新生代斷裂系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上發(fā)育和擴(kuò)展的，基本上控制了凹陷的沉積結(jié)構(gòu)；古近系近EW向斷裂多發(fā)育于始新世末期，這一點從其被NE（或NNE）向斷裂分割或改造的現(xiàn)象就可以看出（如圖1中左側(cè)3 000 ms相干切片所示）；而新近系以來密集發(fā)育的近EW向斷裂多數(shù)應(yīng)該為新構(gòu)造運動時期形成，并疊合了走滑活動的影響而產(chǎn)生扭動變形帶[10，12]。根據(jù)斷裂活動性質(zhì)和活動時期，可以把本區(qū)的斷層大致分為3類：第一類為NE向、NNE向走滑斷裂體系，長期活動，控制凹陷沉積；第二類為走滑派生斷層，按其活動時期又可以分為2種，一種伴隨走滑斷裂長期活動，從始新世活動至今，另一種活動時期為自始新世至漸新世末期停止；第三類為新近系新生斷層，斷面較陡直，走向基本一致，呈雁列狀排列，向下延伸時受沉積層的壓實作用及走滑應(yīng)力場影響而發(fā)生彎曲或收斂于走滑斷裂。

結(jié)合上述分析，本區(qū)發(fā)育深淺兩套斷裂體系：中深層以NE向、NNE向走滑斷裂為主，近EW向派生斷層發(fā)育；淺層以近EW向斷層為主，呈雁列狀排列，數(shù)量眾多，單條斷裂規(guī)模較小，且由于受走滑斷裂活動的影響而產(chǎn)生扭動變形帶。

3 走滑斷裂活動對油氣成藏的影響

3.1 走滑斷裂活動控制了地區(qū)沉積沉降中心

從區(qū)域構(gòu)造演化來看，在始新世—漸新世時期，盆地處于伸展斷陷期，同時由于右旋走滑活動的強烈作用，渤東低凸起兩側(cè)邊界NE向、NNE向斷裂長期活動，以及渤東凹陷中央走滑斷裂的強烈活動，整體控制了渤中、渤東凹陷的沉積沉降中心，同時對地層產(chǎn)狀加以改造（見圖4）。

圖4 走滑斷裂對古近系地層沉積的控制作用

從本區(qū)東二上段底面形態(tài)三維可視化圖（見圖5）可以看出，在漸新世末期，渤中凹陷沉降中心位于渤東低凸起南段的偏西北一側(cè)，渤東凹陷沉降中心位于渤東低凸起南段的偏東南一側(cè)。2個凹陷的沉降中心非對稱地分布于渤東低凸起的兩側(cè)，也從另一方面證明了該區(qū)始新世—漸新世時期走滑強烈活動對地層沉積的影響。

3.2 走滑活動控制了圈閉形成與展布

在斷裂體系分析的基礎(chǔ)之上，對本區(qū)構(gòu)造格架有了比較清晰的認(rèn)識。從本區(qū)東二上段底面形態(tài)三維可視化圖（見圖5）可以看出，以渤東低凸起、渤東凹陷中央走滑帶為界，3組NE（或NNE）向斷裂把本區(qū)自西至東分隔為渤東低凸起西側(cè)陡坡帶、渤東低凸起、東側(cè)緩坡帶、中央走滑構(gòu)造反轉(zhuǎn)帶，一系列近EW向派生斷層把渤東凹陷分隔為一系列小次洼。區(qū)域上地層厚度南厚北薄，并受走滑斷裂控制形成一系列有利的構(gòu)造圈閉，按區(qū)帶可劃分為3類：

1）基本沿渤東低凸起兩側(cè)分布，被渤東低凸起東西邊界斷層與派生斷層夾持形成的一系列斷塊圈閉，幅度較大，淺層規(guī)模較小，圈閉疊合性差。

2）渤東低凸起上潛山及披覆背斜，構(gòu)造相對簡單，幅度較小。

3）渤東凹陷中央走滑反轉(zhuǎn)帶，深層發(fā)育一系列沿走向分布、被近EW向派生斷層分隔的斷塊或斷鼻圈閉，淺層沿扭動變形帶分布一系列規(guī)模較小的斷鼻。

圖5 東二下段頂面三維可視化圖

3.3 走滑活動對油氣運移的影響

渤東地區(qū)緊鄰渤中富生烴凹陷，且渤東凹陷也具有較強的生烴能力。研究區(qū)發(fā)育NNE和NE向雁行式走滑斷裂深切基底，主走滑斷裂可以有效地溝通油源，起垂向運移作用，而其派生的近東西向斷裂對油氣可以起到再分配作用，控制了油氣的平面賦存特征，在走滑斷裂帶附近易于形成構(gòu)造或構(gòu)造-巖性油氣藏[13-15]。

4 結(jié)論

1）渤東地區(qū)共發(fā)育3組走滑斷裂，沿渤東低凸起東西兩側(cè)各發(fā)育一組，渤東凹陷中央發(fā)育一組隱伏走滑斷裂。從平面、剖面特征來看，本區(qū)走滑斷裂平面上具有分段性，活動時期上具有分期性活動的特點。

2）走滑斷裂控制了該區(qū)的地層格架，渤東低凸起西側(cè)走滑斷裂控制了渤中凹陷巨厚的古近系地層沉積，東側(cè)走滑斷裂控制了渤東凹陷的形成。

3）受走滑斷裂活動影響，沿主走滑斷裂形成一系列的圈閉，走滑斷裂的多期活動發(fā)育了一系列派生的張性斷層，有利于油氣向新近系運移并對油氣聚集起到再分配作用。

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