渤海湾盆地南堡凹陷断裂系统成因的构造解析

《渤海湾盆地南堡凹陷断裂系统成因的构造解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、渤海湾盆地南堡凹陷断裂系统成因的构造解析童亨茂１），赵宝银２），曹哲１），刘国玺２），顿小妹１），赵丹１）１）中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京，１０２２４９；２）中国石油冀东油田分公司勘探开发研究院，河北唐山，０６３００４内容提要：本文在对南堡凹陷三维联片地震资料构造解析的基础上，应用先存构造条件下的断层作用模式，结合构造物理模拟实验成果，系统分析了南堡凹陷的断裂系统和构造样式。表明，南堡凹陷是典型的斜向伸展变形样式，其中受铲式和（或）坡坪式边界正断层及先存断裂共同控制的复式“Ｙ”形样式是南堡凹陷基本的构造样式，其次是复式“Ｘ”形、“多米诺式”、“阶梯式”和“铲式扇

2、”断块构造样式。平面上划分出４个断裂系统：北堡－老爷庙断裂系统，高柳断裂系统，柏各庄断裂系统和南堡断裂系统，其中高柳断裂系统和南堡断裂系统进一步分别划分为２个和３个子断裂系统；纵向上划分出下部（Ｅ２ｓ３构造层）和上部（Ｅ２ｓ１－Ｑ地层）两个断裂系统，Ｅ２ｓ２是上下两个断裂系统的过渡层，断层不发育。断层的平面组合形式有４种，分别为：平行状、平行交织状、“梳状”和“帚状”。“两期伸展”的变形叠加模式可以合理地解释南堡凹陷新生代的构造变形：Ｅ２ｓ３期的构造变形是以中生代形成的先存构造为基础，北西—南东方向伸展作用的结果；Ｅ２ｓ１以来的变形是以Ｅ２ｓ３期形成的断裂为先存构造，南北向伸展作

3、用的结果；Ｅ２ｓ２是应力体制转换的过渡阶段。凹陷边界断层（西南庄断层、柏各庄断层和高柳断层）存在显著的分段性，不同段落断层的走向、性质和活动性均表现出很大的差异，而且在不同构造演化阶段发生显著的变化。凹陷边界断层及凹陷内的南堡断层、和蛤坨断层组成的构造格架对南堡凹陷断裂系统的形成和演化起重要的控制作用，复杂的先存构造是造成断裂系统横向变化的根本原因。关键词：南堡凹陷；断裂系统；伸展构造；先存构造两期伸展南堡凹陷位于华北克拉通的东北部，燕山褶皱带南缘，是渤海湾盆地北部的一个三级负向构造单元，是黄骅凹陷东北部的富烃凹陷，油气资源异常丰富（周海民等，２０００，２００１，２００４，２００

4、５），沉积了始新统以来的地层（表１）。北以西南庄断层与老王庄凸起、西南庄凸起相接；南以斜坡或断阶带与沙垒田凸起相连；东与柏各庄断层与柏各庄凸起、马头营凸起及石臼坨凹陷相邻；西以涧南－新港潜山与北塘凹陷相隔（图１）。南堡凹陷断层非常发育，已有的研究和勘探实践表明，凹陷内沉积物的充填、沉积层序的发育和分布、火山岩的发育和分布、油气藏的形成和演化（包括圈闭的形成及有效性、油气运移、聚集和成藏等）等都与断层的分布和活动密切相关（董月霞等，２０００；周海民等，２０００，２００１；王家豪等，２００２；徐安娜等，２００６；姜华等，２００９；马乾等，２０１１；范柏江等，２０１１）。另外三维地震资

5、料已覆盖整个凹陷，而且资料品质优良，可以为构造精细解释提供可靠的资料保障。因此，断裂系统和构造样式研究不仅可以为南堡凹陷进一步的油气勘探服务，同时也为断裂系统研究的理论探索提供了条件。南堡凹陷断裂系统和构造样式研究前人已作了一些研究，周海民等（２０００，２００１）认为南堡凹陷属于拉分伸展型凹陷，由北西—南东向伸展加上北西向柏各庄断层的左行走滑而成；徐安娜等（２００６）则认为属于复杂走滑－伸展型断陷，其形成受到４条北北东向右旋走滑断层带控制；石振荣等（２０００）甚至认为是长期兼有走滑作用的伸展机制和短期挤压机制交替变化而成的凹陷，周天伟等（２００９）认为南堡凹陷的断裂系统是南北向伸

6、展作用的结果。前３种观点认为南堡凹陷的断裂系统的成因都涉及与走滑作用相关，但其断层的分布和活动难以用统一的应力注：本文为国家油气重大专项（编号２０１１ｚｘ０５００６－００６－０２－０１、２０１１ＺＸ５０２３－００４－０１２）和国家自然科学基金项目（编号４１２７２１６０、４０７７２０８６）资助的成果。收稿日期：２０１２－０９－０７；改回日期：２０１３－０１－２８；责任编辑：周健。作者简介：童亨茂，男，１９６７生。博士，１９９２年毕业于北京大学构造地质学专业，现为石油大学（北京）地学院副教授。主要从事盆地构造解析、储层裂缝、构造应力场、构造物理模拟实验等方面的研究和教学工作。Ｅｍａｉ

7、ｌ：ｔｏｎｇｈｍ＠ｃｕｐ．ｅｄｕ．ｃｎ。地质学报ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｅｏｊｏｕｒｎａｌｓ．ｃｎ／ｄｚｘｂ／ｃｈ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐｘ２０１３年１６４８表１南堡凹陷地层及构造演化简表（地层底界年龄据周建勋等，２００７）?ＳｔｒａｔａａｎｄｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｔａｂｌｅｏｆＮａｎｐｕｓａｇ（ｓｔｒａｔａａｇｅｆｒｏｍＺｈｏｕｅｔａｌ．，２００７）?Ｔａｂｌｅ１图１南堡凹陷区域及剖面位置图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｒｅｇｉｏｎａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｓｌｏｃａｔｉｏｎｍａｐｏｆＮａ