沾化凹陷古近系——新近系構(gòu)造研究現(xiàn)狀

吳春燕，張金功，張津?qū)?，?強(qiáng)

(西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安710069)

沾化凹陷古近系
——新近系構(gòu)造研究現(xiàn)狀

吳春燕，張金功，張津?qū)?，?強(qiáng)

(西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安710069)

前人對(duì)沾化凹陷構(gòu)造做了大量的研究，主要集中在構(gòu)造劃分、構(gòu)造演化、構(gòu)造樣式及構(gòu)造特征、構(gòu)造對(duì)成藏的控制作用等。沾化凹陷構(gòu)造層主要分為古近紀(jì)斷陷和新近紀(jì)拗陷兩個(gè)構(gòu)造層，其內(nèi)部又可以分為陡坡、緩坡、洼陷和凸起4個(gè)構(gòu)造帶。主要發(fā)育了翹傾斷塊、滑動(dòng)斷階、潛山披覆和重力背形4種構(gòu)造樣式，并且各類(lèi)構(gòu)造樣式的分布具有明顯的規(guī)律性。沾化凹陷的構(gòu)造具有強(qiáng)烈的分割性、多樣性及繼承性，構(gòu)造類(lèi)型的分布具有分層分帶性。構(gòu)造對(duì)沾化凹陷油氣成藏的控制體現(xiàn)在4個(gè)方面:控制優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育、控制圈閉發(fā)育、控制成藏的多期次性，進(jìn)而控制油氣的富集。對(duì)前人研究成果進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為應(yīng)把沾化凹陷低－高構(gòu)造結(jié)合起來(lái)研究，并在此基礎(chǔ)上研究其與斷裂以及油氣成藏的關(guān)系。

沾化凹陷;構(gòu)造演化;油氣富集;古近系;新近系

沾化凹陷位于渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷北部，為新生界拉張斷陷盆地，北以義南、義東、埕東斷層為界，東到墾東凸起，向南地層區(qū)域性抬升，超覆過(guò)渡到陳家莊凸起［1］。其形成和演化主要受燕山期和喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制［2－4］，總體上為軸向北東、呈北斷南超的斷陷構(gòu)造格局。沾化凹陷主要發(fā)育古近系、新近系和第四系地層，其中古近系自下而上包括孔店組、沙河街組和東營(yíng)組，新近系自下而上包括館陶組和明化鎮(zhèn)組，為陸相湖泊、河流相砂泥巖沉積。凹陷自古近系沉積以來(lái)，整體以沉積埋藏為主，在東營(yíng)組末期凹陷邊緣有過(guò)短暫的剝蝕，但剝蝕量較小，小于100 m。古近系自沉積以來(lái)，凹陷整體處于拉張應(yīng)力場(chǎng)中。

1 構(gòu)造劃分

1.1 構(gòu)造層劃分

劉朝露(2007)根據(jù)濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造與沉積旋回，將新生代構(gòu)造劃分為古近紀(jì)斷陷期構(gòu)造層和新近紀(jì)拗陷期構(gòu)造層2個(gè)構(gòu)造層［5］。古近紀(jì)構(gòu)造層自上而下又可以分為沙二上—東營(yíng)組亞構(gòu)造層、沙三—沙二下亞段亞構(gòu)造層、沙四段亞構(gòu)造層、孔店組亞構(gòu)造層4個(gè)亞構(gòu)造層。新近紀(jì)構(gòu)造層自上而下分為明化鎮(zhèn)組亞構(gòu)造層、館陶組亞構(gòu)造層2個(gè)構(gòu)造亞層［5］。

1.2 構(gòu)造帶劃分

沾化凹陷主控邊界斷層主要為鏟式，發(fā)育于盆地北部。盆地結(jié)構(gòu)形態(tài)總體表現(xiàn)為北斷南超的滾動(dòng)式半地塹，其內(nèi)部又可以劃分陡坡、緩坡、洼陷和凸起4個(gè)構(gòu)造帶［6］。

1.2.1 陡坡構(gòu)造帶

陡坡構(gòu)造帶是指盆地邊緣同沉積斷裂及其伴生構(gòu)造，在剖面上，陡坡構(gòu)造帶主斷層兩盤(pán)沉積的地層具有較大差異，其中下降盤(pán)沉積了巨厚沉積物，為洼陷區(qū)，而上升盤(pán)缺失大部分地層，為隆起區(qū)。因此陡坡構(gòu)造帶常常伴有斷階帶、滾動(dòng)背斜等次級(jí)構(gòu)造［6］。

1.2.2 緩坡構(gòu)造帶

相對(duì)于陡坡構(gòu)造帶，緩坡構(gòu)造帶的坡度趨于平緩，并且主要發(fā)育三、四級(jí)調(diào)整性斷層而不發(fā)育一、二級(jí)大斷層。受古地形的影響，沾化凹陷古近系－新近系各組段在緩坡帶沉積時(shí)常常減薄，形成地層超覆和剝蝕不整合界面。緩坡構(gòu)造帶又可以分為斜坡斷階帶、鼻狀構(gòu)造帶和單斜帶等［6］。

1.2.3 洼陷構(gòu)造帶

洼陷構(gòu)造帶一般為盆地的沉降和沉積中心。沾化凹陷洼陷的發(fā)育受NE、NNE和EW向一、二級(jí)大斷層的控制，并且內(nèi)部發(fā)育洼陷斷裂帶、向斜帶、中央隆起披覆構(gòu)造等次級(jí)構(gòu)造。沾化凹陷的主要洼陷有:渤南洼陷、孤北洼陷、孤南洼陷、邵家洼陷、四扣洼陷、墾西洼陷、埕北洼陷、富林洼陷和三合村洼陷等。

1.2.4 凸起構(gòu)造帶

凸起構(gòu)造帶是在潛山古地形基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的，為第三系披覆構(gòu)造帶。凸起構(gòu)造的形態(tài)多受古潛山形態(tài)控制，并且向上披覆構(gòu)造幅度逐漸減少［7］。

2 構(gòu)造演化

2.1 古近系斷陷階段

在古近系斷陷階段，沾化凹陷主要表現(xiàn)為老斷層的消亡、轉(zhuǎn)換以及新斷層的形成。新產(chǎn)生的斷層按走向可以劃分為NE、EW、NW向三組。前期NW向負(fù)反轉(zhuǎn)斷層有的漸漸消亡，有的方向偏轉(zhuǎn)到NWW向，SN向斷層也呈消亡趨勢(shì)［8］。相對(duì)于老斷層的消亡，新斷層的活動(dòng)性不斷加強(qiáng)，并且在古近系沙三沉積期達(dá)到極盛。

2.2 新近系拗陷階段

在新近系拗陷階段，大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)也大多停止［5、8］，裂陷作用轉(zhuǎn)變?yōu)檎w下沉的拗陷作用，因此沉積了較平緩的新近系館陶組和明化鎮(zhèn)組地層。該時(shí)期沉積的館陶組呈區(qū)域不整合直接覆蓋在下伏古近系東營(yíng)組地層之上，其上覆蓋第四系穩(wěn)定沉積物［8］。

3 構(gòu)造樣式及特征

3.1 構(gòu)造樣式

構(gòu)造樣式為同一應(yīng)力作用或同一期構(gòu)造變形作用下所產(chǎn)生的構(gòu)造形跡的總和［9－10］。構(gòu)造樣式不僅體現(xiàn)了盆地中不同構(gòu)造組合的幾何形態(tài)特征，反映了盆地演化的地球動(dòng)力學(xué)背景，而且控制了盆地沉積物的充填模式及相帶展布，決定了油氣圈閉類(lèi)型［11］。

沾化凹陷古近系—新近系主要發(fā)育4種構(gòu)造樣式:翹傾斷塊、滑動(dòng)斷階、潛山披覆、重力背形［12］。并且各類(lèi)構(gòu)造樣式的分布具有明顯的規(guī)律性，陡坡帶主要發(fā)育滑動(dòng)斷階，緩坡帶主要發(fā)育翹傾斷塊、洼陷帶主要發(fā)育重力背形，潛山帶主要發(fā)育潛山披覆。

3.2 構(gòu)造特征

3.2.1 構(gòu)造具有強(qiáng)烈的分割性

沾化凹陷區(qū)域內(nèi)主要發(fā)育三組方向的大斷層，這三組大斷層在古近系大規(guī)模繼承性活動(dòng)，將凹陷分割成了具有不同特征的構(gòu)造單元，形成了以斷層為界正向構(gòu)造單元與負(fù)向構(gòu)造單元相間分布、呈棋盤(pán)格式展布的構(gòu)造格局［7］。

3.2.2 構(gòu)造類(lèi)型具有多樣性

在沾化凹陷不同的構(gòu)造區(qū)帶內(nèi)，發(fā)育了不同的構(gòu)造類(lèi)型。其中，披覆背斜、逆牽引背斜、斷鼻、斷塊為沾化凹陷的主要構(gòu)造類(lèi)型［7］。

3.2.3 構(gòu)造具有繼承性

繼承性表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是古近系—新近系內(nèi)部構(gòu)造具有繼承性，如在古近系披覆背斜的基礎(chǔ)上繼承性發(fā)育新近系披覆背斜。二是古近系—新近系的構(gòu)造是在中古生界的構(gòu)造背景上繼承性發(fā)育起來(lái)的。

3.2.4 構(gòu)造類(lèi)型的分布具有分層分帶性

大型披覆構(gòu)造均分布在凸起和潛山構(gòu)造帶上，斷塊構(gòu)造主要分布在斷裂帶和洼陷的斜坡部位，逆牽引構(gòu)造主要分布在主斷層下降盤(pán)的古近系東營(yíng)組和新近系，而刺穿構(gòu)造主要分布在義南斷層和義東斷層下降盤(pán)的古近系沙河街組［7］。

4 構(gòu)造對(duì)油氣成藏的控制作用

沾化凹陷是由多個(gè)不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)單元組成的，其形成構(gòu)造體系和斷裂體系的控制。凹陷內(nèi)構(gòu)造面貌及格局比較復(fù)雜，控制形成的沉積體系和展布特點(diǎn)鮮明，進(jìn)而控制油氣成藏特征，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:

1)控制優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育

烴源巖在很大程度上控制了油氣藏的形成和分布，烴源巖的發(fā)育和分布受控于構(gòu)造沉降引起的可容空間和相對(duì)湖平面的演化，是油氣成藏的基礎(chǔ)［13］。

2)控制圈閉發(fā)育的多樣性

沾化凹陷受燕山期、喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制，主要發(fā)育NE、NW、EW向三組斷裂。斷裂與地層的匹配，可在凹陷內(nèi)可形成構(gòu)造圈閉、地層超覆圈閉等多種類(lèi)型的圈閉。

3)控制成藏的多期次性

沾化凹陷經(jīng)過(guò)燕山期到喜山期的轉(zhuǎn)化，沙四段為構(gòu)造轉(zhuǎn)化期，油氣成藏具有多元供烴，多期充注的特征。

4)控制油氣的富集

沾化凹陷優(yōu)越的生油條件是油氣富集的基礎(chǔ)，而油氣富集主要受生油條件、斷裂、沉積相帶等因素控制。凹陷內(nèi)多期次的構(gòu)造演化和構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)化，形成多種沉積相帶，斷層的強(qiáng)烈活動(dòng)等都為深層油氣的垂向運(yùn)移聚集提供了有利條件，因此油氣比較富集［13］。

5 結(jié)語(yǔ)

前人對(duì)沾化凹陷構(gòu)造研究主要集中在構(gòu)造劃分、構(gòu)造演化、構(gòu)造樣式及特征、構(gòu)造對(duì)成藏的控制作用等方面。筆者認(rèn)為對(duì)沾化凹陷構(gòu)造的進(jìn)一步研究應(yīng)把低－高構(gòu)造結(jié)合起來(lái)，即根據(jù)主要生儲(chǔ)蓋巖系構(gòu)造的相對(duì)低點(diǎn)和相對(duì)高點(diǎn)的組合關(guān)系，將沾化凹陷劃分出不同的低－高構(gòu)造單元。并利用三維地震剖面對(duì)構(gòu)造高點(diǎn)與低點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。

在此基礎(chǔ)上，利用地震剖面對(duì)單個(gè)構(gòu)造單元內(nèi)的斷層進(jìn)行解剖，研究構(gòu)造高低與斷裂的關(guān)系，斷裂與兩側(cè)巖層的關(guān)系，斷裂的活動(dòng)性，最后劃分出不同的斷裂及其組合類(lèi)型。最后以一個(gè)構(gòu)造單元為基礎(chǔ)，研究其輸儲(chǔ)蓋組合，進(jìn)一步分析其與油氣運(yùn)移及富集的關(guān)系。

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1004－1184(2015)06－0248－02

2015－03－14

吳春燕(1987－)，女，四川合江人，在讀博士研究生，主攻方向:石油天然氣勘探及綜合地質(zhì)研究。