下?lián)P子黃橋地區(qū)構(gòu)造樣式分析

劉志華

(中國(guó)石化 華東油氣分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，南京 210011)

海相盆地是油氣勘探的重要領(lǐng)域，我國(guó)海相地層的分布面積300×104km2[1],下?lián)P子區(qū)是我國(guó)南方海相地層油氣勘探最具前景的地區(qū)[2-6]，但是由于多期構(gòu)造演化相互疊加,導(dǎo)致地層格架復(fù)雜，成藏條件多變,勘探難度大,迄今未能獲得重大油氣成果。黃橋地區(qū)是下?lián)P子有利含油氣區(qū)，地理位置西起泰興，東至如東與海域相接，南倚長(zhǎng)江北岸，北靠海安，構(gòu)造位置為下?lián)P子區(qū)南京坳陷[7]?？碧焦ぷ魇加凇傲濉逼陂g，個(gè)別井也獲得工業(yè)油流[8-10]，反映出良好的油氣勘探前景，但是由于后期改造強(qiáng)烈、構(gòu)造復(fù)雜[11-15]，未能尋找到油氣穩(wěn)定保存區(qū)，制約著該區(qū)油氣勘探工作。本次研究主要針對(duì)黃橋地區(qū)三維覆蓋區(qū)(圖1)，通過(guò)該區(qū)地震資料精細(xì)解釋,分析不同的構(gòu)造樣式和組合，尋找構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)，為黃橋地區(qū)下一步油氣勘探部署提供依據(jù)。

圖1 下?lián)P子黃橋地區(qū)構(gòu)造位置簡(jiǎn)圖

1 區(qū)域地質(zhì)概況

下?lián)P子區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)東部，西北邊界為郯廬斷裂、東南以江紹斷裂為界,是我國(guó)海相中、古生界發(fā)育齊全、保存較為完整的地區(qū)之一[16-17]。黃橋地區(qū)構(gòu)造位置位于下?lián)P子相向?qū)_帶，地層保存完整，根據(jù)鉆井及地震資料預(yù)測(cè)，海相中、古生界殘留視厚度5 000～7 000 m。

2 構(gòu)造演化

根據(jù)前人研究[7,9],結(jié)合區(qū)域構(gòu)造和地震剖面解釋和比對(duì)，黃橋地區(qū)構(gòu)造演化經(jīng)歷平穩(wěn)震蕩期、擠壓推覆期和拉張裂陷期3個(gè)階段(圖2)。

2.1 平穩(wěn)震蕩期(加里東—印支早期)

震旦紀(jì)—早三疊世，黃橋地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)以振蕩運(yùn)動(dòng)為主，屬于連續(xù)沉積的陸緣海和陸表海，極少火山活動(dòng)。加里東期盆地整體抬升，海西期構(gòu)造作用平穩(wěn)，沉降連續(xù)，構(gòu)造形態(tài)簡(jiǎn)單，構(gòu)造格局以隆坳為特征,此時(shí)，黃橋地區(qū)構(gòu)造尚未成型。

2.2 擠壓推覆期(印支—燕山中期)。

三疊紀(jì)以來(lái)，受印支運(yùn)動(dòng)影響，揚(yáng)子地塊與華北地塊陸—陸碰撞，產(chǎn)生一系列由北向南推覆擠壓構(gòu)造，并形成北高南低的構(gòu)造格局；早中燕山期，受南方構(gòu)造影響，黃橋地區(qū)發(fā)生大規(guī)模由南向北的推覆，產(chǎn)生一系列北東向逆斷層控制的推覆構(gòu)造，疊加在印支期由北向南的推覆構(gòu)造上。通過(guò)地震資料及鉆井，滑脫面為志留系高家邊組，平面上有對(duì)沖特征。在黃橋北部HN2和HN11井，大量中古生界地層遭剝蝕，奧陶系、震旦系地層出露，展現(xiàn)出一些推覆構(gòu)造和逆牽引背斜。

2.3 拉張裂陷期(燕山晚期—喜馬拉雅早期)

晚白堊世開(kāi)始，太平洋板塊向亞歐板塊俯沖，使下?lián)P子地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)槟蠔|—北西向的拉張，黃橋地區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定沉降期，廣泛接受沉積。由于反轉(zhuǎn)拉張期斷陷作用主要沿著早期滑脫斷層發(fā)生，因此，早期滑脫斷層后期反轉(zhuǎn)作用最強(qiáng)，對(duì)中古生代形成的推覆沖褶構(gòu)造進(jìn)一步改造，同時(shí)拉張走滑斷裂也控制著新生代的沉積。

3 構(gòu)造樣式特征

黃橋地區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造疊加，形成大量的斷層褶皺，這些斷層褶皺又組合成各種構(gòu)造樣式，根據(jù)其構(gòu)造形態(tài)和成因，將其分為3類，分別為擠壓構(gòu)造樣式、伸展構(gòu)造樣式和反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式。

圖2 下?lián)P子黃橋地區(qū)構(gòu)造演化

3.1 擠壓構(gòu)造樣式

3.1.1 單沖型逆沖斷層

單沖型逆沖斷層以鏟式為主，以志留系底部塑性層為滑脫面。該層變形主要集中于上盤(pán)，多發(fā)育于各級(jí)構(gòu)造單元的邊界。研究區(qū)此類斷層較為發(fā)育，黃橋三維區(qū)向北延伸有一條規(guī)模較大的邊界逆沖斷層，黃橋三維區(qū)處于此斷層的后緣(圖3a)。

3.1.2 疊瓦式逆沖斷層組合

由多條傾向相同、形態(tài)相似、成因聯(lián)系的鏟式逆沖斷層組合而成，斷層最終收斂于同一滑脫層面，其相互疊置構(gòu)成疊瓦狀，在區(qū)內(nèi)，剖面上表現(xiàn)為骨牌式疊瓦逆沖(圖3b)。

3.1.3 對(duì)沖型逆沖組合及三角帶

2條傾向相反的逆沖斷層向同一構(gòu)造單元逆沖所致，在區(qū)內(nèi)，主干斷層統(tǒng)一為由南東向西北方向逆沖，但局部地區(qū)受到逆沖前緣的阻擋及反沖作用，導(dǎo)致發(fā)育一系列反沖斷層，從而形成局部對(duì)沖作用，在對(duì)沖斷層的下盤(pán)形成構(gòu)造三角帶(圖3c)。

3.1.4 反沖斷層及沖起構(gòu)造

反沖斷層多與逆沖主干斷層相伴生，黃橋地區(qū)極為發(fā)育，其形成主要是逆沖作用過(guò)程中受到擠壓推覆前緣的阻力，在逆沖主干斷層的后緣形成的次級(jí)逆沖調(diào)節(jié)斷裂，次級(jí)斷裂傾向與主干斷層傾向相反，反沖斷層在平面與剖面上一般歸并于主干斷層(圖3d)。

3.2 伸展構(gòu)造樣式

3.2.1 塹—壘式斷塊構(gòu)造

地塹和地壘是伸展構(gòu)造背景下最常見(jiàn)的構(gòu)造樣式，盆地通常被傾向相反的斷層分成隆凹相間的格局。黃橋地區(qū)主要發(fā)育箕狀斷陷、地塹及地壘等構(gòu)造樣式類型，箕狀斷陷在受到多條相同傾向的鏟式斷層相互疊置形成疊瓦式半地塹，這種疊瓦式半地塹是區(qū)內(nèi)最常見(jiàn)的地塹樣式。當(dāng)相鄰2條斷層傾向相背離時(shí)形成地壘，而當(dāng)2條相鄰斷層傾向相對(duì)的時(shí)候則形成地塹。黃橋地區(qū)地壘較為發(fā)育，且控制地壘形成的正斷層多是早期逆沖斷層反轉(zhuǎn)所致(圖4a)。

3.2.2 基底卷入式滑動(dòng)斷階

由邊界鏟式斷層控制，在鏟式斷層拆離過(guò)程中形成一系列平面式旋轉(zhuǎn)斷層，一系列斷層夾持的斷塊由于強(qiáng)烈的伸展作用在鏟式主干斷層之上滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而形成類似“多米諾式”的斷階帶。黃橋地區(qū)滑動(dòng)斷階較為發(fā)育，其指示了強(qiáng)烈的拉張變形作用，在三維區(qū)的西北部此類滑動(dòng)斷階較為發(fā)育；在平面上，基底卷入式滑動(dòng)斷階與較大的鏟式斷層構(gòu)成組合，表現(xiàn)為馬尾狀或梳狀的特點(diǎn)，特別是三維區(qū)Tg0面構(gòu)造圖最為典型(圖4b)。

3.2.3 階梯狀斷階

由邊界鏟式斷層控制，在靠近鏟式斷層上部與非旋轉(zhuǎn)平面斷層組合，斷層傾角較大，斷面與兩盤(pán)地層傾向不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，非旋轉(zhuǎn)斷層最終歸并于主干斷裂。一般而言這類斷階只在鏟式斷層中、上部發(fā)育，逐漸推移會(huì)發(fā)育成為滑動(dòng)斷階(圖4c)。

3.2.4 “y”字型反向斷階組合

在半地塹發(fā)育過(guò)程中，常出現(xiàn)與基底斷層傾向相反的正斷層組合，也稱為“y”字型斷層組合。該類型斷層多發(fā)于活動(dòng)較為強(qiáng)烈的箕狀斷陷，反向斷層常因斷塊掀斜的補(bǔ)償作用所致。而黃橋地區(qū)此類斷層則是在早期擠壓作用下形成的次級(jí)逆沖斷層的反轉(zhuǎn)作用下形成的反向斷階，并不能指示強(qiáng)烈的拉張作用(圖4d)。

圖3 下?lián)P子黃橋地區(qū)擠壓構(gòu)造樣式

圖4 下?lián)P子黃橋地區(qū)伸展構(gòu)造樣式

3.2.5 蓋層滑脫型旋轉(zhuǎn)斷階

主要發(fā)育在中生界蓋層中，由一系列次級(jí)旋轉(zhuǎn)平面式斷層組成。黃橋地區(qū)由于早期逆沖斷層的發(fā)育，晚燕山期構(gòu)造反轉(zhuǎn)多受到早期逆沖斷層的約束，因此，伸展期構(gòu)造樣式多基底卷入，只在箕狀斷陷緩坡帶發(fā)育蓋層滑脫型旋轉(zhuǎn)斷階(圖4e)。

3.3 反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式

反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式是指斷層面上有2種力學(xué)性質(zhì)逆轉(zhuǎn)而形成的構(gòu)造。斷層的逆轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可分為正反轉(zhuǎn)構(gòu)造和負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造，由正斷層轉(zhuǎn)為逆斷層為正反轉(zhuǎn)構(gòu)造，由逆斷層轉(zhuǎn)為正斷層為負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造[18]。主要有逆轉(zhuǎn)斷層和反轉(zhuǎn)背斜。黃橋地區(qū)早—中燕山期，發(fā)育大規(guī)模由南向北的推覆構(gòu)造，疊加在印支期由北向南的推覆構(gòu)造上。燕山末—喜馬拉雅期的大規(guī)模反轉(zhuǎn)拉張，將先前印支期及燕山期大多主干逆沖斷層拉張，形成先逆后正斷層(圖5)。

4 構(gòu)造區(qū)劃及油氣分布

黃橋地區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造格局是印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)疊加改造而成，構(gòu)造走向以北東向?yàn)橹鳌Ｍㄟ^(guò)對(duì)黃橋三維區(qū)構(gòu)造樣式的發(fā)育類型、構(gòu)造變形特點(diǎn)及構(gòu)造變形差異性的深入研究，將黃橋三維區(qū)劃分為西北斜坡帶、中部隆起帶和東南低凹帶(圖6)。

4.1 西北斜坡帶

印支期—早燕山期，黃橋區(qū)塊西北部主要發(fā)育斷彎褶皺斷坡帶，逆沖推覆斷層相互疊置，斷面上陡下緩，最終歸并于基底滑脫面，斷夾片內(nèi)距離較??；印支面之上，發(fā)育一系列滑動(dòng)斷階，斷階在平面上構(gòu)成了馬尾狀或梳狀的形態(tài)，油氣保存條件較差。通過(guò)鉆井揭示，本區(qū)下古生界地層直接覆蓋在上古生界地層之上，說(shuō)明下古生界地層卷入到了斷層之中。在燕山末期，西北部斷彎褶皺帶頂部遭受一定剝蝕，并在伸展期沿著斷坡帶發(fā)生反轉(zhuǎn)，形成北斷南超的箕狀斷陷，斷陷被一系列的滑動(dòng)斷階所改造。從地震解釋成果來(lái)看，控凹斷裂多是早期斷彎褶皺的主控?cái)嗔逊崔D(zhuǎn)而來(lái)，斷層走向以NE向?yàn)橹?，具有極強(qiáng)的繼承性；而滑動(dòng)斷階帶的次級(jí)斷裂走向則為NEE向或近EW向，平面上次級(jí)斷層與主干斷層表現(xiàn)為馬尾狀或梳狀(圖6)，其反映了不同時(shí)期構(gòu)造的疊加改造。

圖5 下?lián)P子黃橋地區(qū)反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式

圖6 下?lián)P子黃橋地區(qū)構(gòu)造模式剖面位置見(jiàn)圖1AA′。

4.2 中部隆起帶

印支—早燕山期中部隆起帶其本質(zhì)上是北部斷彎褶皺帶后緣的另一小型斷彎褶皺(圖6)。印支面之下，該帶內(nèi)主要發(fā)育一大型斷彎褶皺，褶皺變形相對(duì)北部斷彎褶皺變形較弱，背斜被反沖次級(jí)斷層切割為多個(gè)次級(jí)構(gòu)造?？傮w而言，擠壓褶皺期反沖斷層斷距較小，對(duì)主干斷層之上的牽引背斜的形態(tài)破壞作用相對(duì)較弱，基本保持了背斜完整形態(tài)。印支面之上，后期伸展作用較弱，特別是沿著早期的逆沖斷層反轉(zhuǎn)的斷距較小。晚燕山期所受改造作用較弱，斷彎褶皺及鏟式主控?cái)鄬拥姆礇_次級(jí)斷層均為微弱反轉(zhuǎn)，繼續(xù)保持了印支—早燕山期構(gòu)造形態(tài)。

4.3 東南低凹帶

印支—早燕山期，東南部主要發(fā)育疊瓦逆沖構(gòu)造(圖6)。晚燕山期疊瓦逆沖帶在這一時(shí)期受到了強(qiáng)烈的反轉(zhuǎn)改造。印支面之下，主要發(fā)育逆沖疊瓦推覆，地層被多個(gè)逆沖斷層錯(cuò)斷，地層產(chǎn)狀變化較大，雖然發(fā)育牽引背斜，但規(guī)模較小，在平面上也難以形成閉合圈閉。印支面之上，受后期伸展作用改造，早期逆沖斷層普遍大規(guī)模反轉(zhuǎn)，對(duì)地層的破壞作用較強(qiáng)，保存條件較差，因此，該區(qū)域勘探潛力較弱。

4.4 勘探選區(qū)

通過(guò)前面分析可以看出，印支—早燕山期，黃橋區(qū)塊構(gòu)造帶表現(xiàn)為北強(qiáng)南弱，中部最弱的特點(diǎn)。在晚燕山期表現(xiàn)出西北斜坡帶和東南低凹帶變形較強(qiáng)，早期逆斷層反轉(zhuǎn)，地層破碎，不利于圈閉形成；而中部隆起帶變形較弱，早期形成的斷彎褶皺及鏟式主控?cái)鄬拥姆礇_次級(jí)斷層均為微弱反轉(zhuǎn)，繼續(xù)保持了印支—早燕山期構(gòu)造形態(tài)。因此，該構(gòu)造帶是黃橋地區(qū)三維區(qū)內(nèi)構(gòu)造最有利區(qū)域，從目前的勘探結(jié)果來(lái)看，黃橋地區(qū)發(fā)現(xiàn)的油氣藏大多處于此構(gòu)造帶中。

5 結(jié)論

(1)下?lián)P子黃橋地區(qū)經(jīng)歷3期構(gòu)造演化階段，印支運(yùn)動(dòng)前該地區(qū)以平穩(wěn)隆降的震蕩運(yùn)動(dòng)為主；印支期為北部逆沖擠壓推覆階段、早—中燕山期為南部逆沖擠壓疊加期；晚燕山—喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期為拉張改造裂陷—坳陷復(fù)合盆地發(fā)育階段。

(2)下?lián)P子黃橋地區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造疊加，形成大量的斷層以及褶皺，根據(jù)其構(gòu)造形態(tài)和成因分為3類，分別為擠壓構(gòu)造樣式、伸展構(gòu)造樣式和反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式。

(3)黃橋三維區(qū)可劃分為西北斜坡帶、中部隆起帶和東南低凹帶3個(gè)構(gòu)造帶，其中中部隆起帶受印支—早燕山期和燕山晚期改造作用較弱，為油氣勘探最有利區(qū)域。