方正斷陷伊漢通斷裂走滑特征及與油氣關(guān)系

吳景峰

（大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

方正斷陷伊漢通斷裂走滑特征及與油氣關(guān)系

吳景峰*

（大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

通過對方正斷陷地震資料和構(gòu)造特征的詳查梳理識(shí)別出伊漢通斷裂走滑的多種表現(xiàn)形式，應(yīng)力在伊漢通斷裂走向上的變化，引起走滑斷裂帶不同部位形成不同的構(gòu)造特征，應(yīng)力張扭區(qū)形成斷凹，應(yīng)力壓扭區(qū)形成斷鼻、斷背斜等構(gòu)造，常常沿走滑斷裂帶方向形成凹中隆的構(gòu)造格局，油氣沿應(yīng)力張扭區(qū)的斷凹向擠壓區(qū)的構(gòu)造圈閉中運(yùn)移，聚集而形成油氣富集區(qū)，烴源巖層中的分散油氣也可在扭應(yīng)力作用下運(yùn)移至斷鼻圈閉中，并形成油氣二次聚集。因此對伊漢通走滑斷層的識(shí)別和解釋，不僅對方正斷陷油氣藏的形成、分布及富集有新的認(rèn)識(shí)，而且可為尋找同類油氣藏提供依據(jù)。

方正斷陷；走滑斷裂；走滑型斷陷盆地；成藏模式

方正斷陷位于黑龍江省東部，是依—舒地塹中北部的一個(gè)一級負(fù)向構(gòu)造單元，總體呈NEE40°～50°展布，南鄰尚志隆起，北接依蘭隆起，面積約1460km2，是受西北緣斷裂和東南緣斷裂控制的雙斷式槽狀斷陷，具有狹長不對稱的地塹結(jié)構(gòu)（圖1），中部發(fā)育的伊漢通斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，在斷陷后期主要表現(xiàn)為右行走滑，對斷陷結(jié)構(gòu)改造比較大，走滑所派生的張扭和壓扭共同作用形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

1　區(qū)域構(gòu)造概況

區(qū)域構(gòu)造上，方正斷陷位于郯廬斷裂帶北段西半支佳伊斷裂帶內(nèi)，該斷裂帶晚白堊世—第三紀(jì)表現(xiàn)為右旋平移斷層［1-2］。受區(qū)域應(yīng)力場及郯廬斷裂帶的影響，方正斷陷經(jīng)歷了古新世—始新世斷陷、漸新世斷陷并伴有走滑改造等構(gòu)造旋回，作者將其定義為多期疊合走滑型斷陷盆地。斷陷內(nèi)斷裂主要有NEE向、NWW向、NE向和近EW向正斷層（圖1）。其中，NEE向斷層主要為一級斷裂：包括2條控陷斷裂西北緣斷裂和東南緣斷裂，1條走滑改造斷裂伊漢通斷裂，NWW向及NE向斷層主要是控制構(gòu)造帶的二級斷裂（如fl、f2、f3），EW向正斷層主要為NEE向一級斷裂伴生的次級斷裂。

圖1　方正斷陷構(gòu)造綱要及地理位置

2　走滑構(gòu)造識(shí)別及特征

對地震資料的重新梳理和伊漢通斷裂詳細(xì)的構(gòu)造解析，識(shí)別和確定了伊漢通斷裂兩側(cè)發(fā)育多種典型的走滑構(gòu)造樣式，表現(xiàn)形式如下：

（1）地震反射層在伊漢通斷裂兩側(cè)發(fā)育次級斷裂呈雁列式展布（圖2），并且次級斷層的走向與凹陷軸向一般存在40°～50°的夾角，這種雁列展布的斷層組合模式常見于走滑斷裂帶中［3］，斷層兩側(cè)在剪切應(yīng)力作用下，形成與主斷裂斜交的派生構(gòu)造組合，呈雁列展布，并與凹陷軸向有一定夾角［4］。

（2）伊漢通斷裂兩側(cè)地層與斷層面的夾角一般不互補(bǔ)。因?yàn)榉亲呋瑪鄬觾蓚?cè)地層界面與斷層面的夾角一般是互補(bǔ)的，而走滑斷層兩側(cè)地層一般存在夾角，這2個(gè)夾角之和往往小于（正花狀構(gòu)造）或大于（負(fù)花狀構(gòu)造）180°，這是在地震剖面上識(shí)別走滑斷層的一個(gè)重要標(biāo)志［5］。

圖2　方正斷陷北部T21構(gòu)造圖

（3）伊漢通斷裂帶主斷面產(chǎn)狀近于直立嵌入基底，低角度的次生斷層向下與伊漢通斷裂匯合，向上撒開，與伊漢通干斷裂組成花狀和半花狀構(gòu)造，這是走滑斷裂的重要表征之一［6-7］。

（4）在對研究區(qū)地震資料解釋的過程中發(fā)現(xiàn)伊漢通斷裂帶兩側(cè)地震信息有顯著的變化，表現(xiàn)在斷層兩側(cè)地層厚度、地震波組出現(xiàn)雜亂反射。由于兩盤地層運(yùn)動(dòng)以走向滑動(dòng)為主，會(huì)造成斷層兩側(cè)同一套地層的厚度不匹配及沉積相突變的現(xiàn)象，引起兩側(cè)地震速度也存在差異［8］。

3　應(yīng)力場對走滑構(gòu)造的影響

根據(jù)前人對走滑構(gòu)造模擬的研究，北東—南西走向的走滑斷裂走滑應(yīng)力分解為2個(gè)方向的分力，近東西向的壓應(yīng)力（σ1）和近南北向的張應(yīng)力（σ2）。在σ1的作用下，地層發(fā)生應(yīng)變的結(jié)果是產(chǎn)生一組近南北走向的擠壓構(gòu)造；同時(shí)，在σ2的作用下，地層發(fā)生應(yīng)變的結(jié)果是產(chǎn)生一組近東西走向的伸展構(gòu)造［9］。

由于伊漢通斷裂沿走向上的變化導(dǎo)致斷裂兩側(cè)的斷塊不能始終都與走滑方向保持一致，由此造成了沿走滑斷裂帶走向上不同部位的局部應(yīng)力場與應(yīng)變的不同（圖3）。

圖3　伊漢通走滑斷裂帶應(yīng)力場分析

（1）壓扭區(qū)（增壓部位）:此處壓應(yīng)力（σ1）最為集中，擠壓作用最強(qiáng)，而張應(yīng)力（σ2）以剪切作用為主。應(yīng)變的結(jié)果是走滑斷塊發(fā)生匯聚，走滑斷裂兩側(cè)地層因東西向擠壓而拱升形成壓扭性構(gòu)造［10］。

（2）張扭區(qū)（釋壓部位）:此處張應(yīng)力（σ2）的拉張作用最強(qiáng)，由于壓應(yīng)力（σ1）方向與走滑斷裂走向平行，以剪切作用為主。應(yīng)變的結(jié)果是，走滑斷裂兩側(cè)斷塊在張扭部位發(fā)生離散，地層因張扭而形成張扭性構(gòu)造，當(dāng)應(yīng)變達(dá)到一定程度，一組雁行狀排列的伸展斷裂便會(huì)在走滑斷裂的張扭部位形成［11］。

通過以上構(gòu)造應(yīng)力分析表明，伊漢通斷裂在走滑過程中，局部應(yīng)力場的性質(zhì)可以隨著斷裂走向的變化而出現(xiàn)壓扭區(qū)的應(yīng)力集中與張扭區(qū)的應(yīng)力釋放的相互轉(zhuǎn)化，隨著走滑斷裂帶上不同構(gòu)造部位局部應(yīng)力場性質(zhì)的轉(zhuǎn)換，斷鼻構(gòu)造主要沿壓扭區(qū)形成，斷凹與雁行式伸展斷裂則分布于走滑斷裂的張扭部位［12］。

4　伊漢通走滑斷裂與油氣關(guān)系

通過對應(yīng)力場的分析，伊漢通走滑斷裂帶在大林子次凹的張扭活動(dòng)而形成深斷凹，壓扭部位大羅密構(gòu)造帶隆升形成斷鼻或斷背斜等構(gòu)造圈閉，因此沿走滑斷裂帶附近的地層常常表現(xiàn)為“隆凹”相間分布的構(gòu)造格局，這種隆凹相間的模式可以看成是凹中隆的特殊樣式，易于形成自生自儲(chǔ)油氣藏。

伊漢通走滑斷裂為長期繼承性發(fā)育的深大斷裂，生油凹陷基本上緊臨走滑斷裂張扭部位的下降盤一側(cè)發(fā)育，油源條件優(yōu)越，油氣主要沿走滑斷裂張扭部位的斷凹區(qū)向走滑斷裂壓扭部位的斷鼻圈閉中運(yùn)移、聚集而形成油氣富集區(qū)（圖4），再者，生油層中的分散油氣也可在扭應(yīng)力作用下運(yùn)移至斷鼻圈閉中，形成油氣的二次聚集，從勘探實(shí)踐來看，大羅密構(gòu)造帶已完鉆的FZ4井見良好顯示，F(xiàn)Z5井獲得工業(yè)油流，充分證實(shí)了大羅密構(gòu)造帶油氣成藏模式與伊漢通走滑斷裂控制油氣分布的一致性。

5　結(jié)論

（1）伊漢通斷裂走滑存在4方面的證據(jù)：①次級斷層呈雁列狀展布，凹陷走向和正斷層走向存在確定的夾角；②伊漢通斷裂兩側(cè)地層界面與斷層面的夾角不互補(bǔ)；③剖面上發(fā)育花狀構(gòu)造；④斷層兩側(cè)地層厚度、產(chǎn)狀和地震信息不協(xié)調(diào)。

（2）伊漢通走滑斷裂帶上應(yīng)力集中與應(yīng)力釋放的相互轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致方正斷陷北部大林子次凹—大羅密構(gòu)造帶—興旺次凹在斷裂帶走向上呈隆凹相間分布，這種隆凹相間的模式可以看成是凹中隆的特殊樣式，易于形成自生自儲(chǔ)油氣藏。

圖4　方正斷陷北部構(gòu)造應(yīng)力與油氣成藏關(guān)系

（3）油氣主要沿伊漢通走滑斷裂張扭區(qū)（大林子次凹和興旺次凹）向走滑斷裂壓扭部位（大羅密構(gòu)造帶）的斷鼻圈閉中運(yùn)移、聚集而形成油氣富集區(qū)。

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TE111.2

A

1004-5716（2016）06-0043-03

2015-05-18

2015-06-01

吳景峰（1983-），男（漢族），陜西西安人，工程師，現(xiàn)從事勘探部署工作。