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长堤断层主要地质特征及其构造演化探讨

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
(球资源与信息学院,山东 东营 257061; 探研究院,山东 东营 257022; 球科学系,南京 2100932) 摘 要: 由于 以往对长堤地区的构造形成和区域演化特征认识不清, 阻碍了油气勘探并使其停滞不前。 本文主要论述了长堤断层的主要地质特征, 并综合多家观点对长堤断层的构造演化史进行了探讨, 分析了其控制长堤潜山的形成并对沉积的控制规律, 为下一步长堤地区的勘探奠定了基础。 关键词: 长堤断层;长堤潜山;花状构造;构造演化 桩海地区位于济阳坳陷沾化凹陷的东北部, 受郯庐断裂带影响大, 主要断层走向与郯庐断裂的西支断裂—莱西断裂走向一致, 多呈北北东向或近南北向, 平面呈雁行式排列, 如长堤断层、 孤东断层和垦东断层。 这些断层一般具有延伸长、 断距大和活动时间长等特点, 从中生代到新近纪(个别到 第四纪)均有 活动, 控制着凸起与凹陷或凹陷内构造带的发育和演化以及中新生代盆地地层的发育。 所以研究其构造演化特征对指导油气勘探具有重要意义。 本文在前人大量工作的基础上, 试图分阶段对长堤断层的形成及构造演化特征作进一步的研究和探讨。 1 长堤断层的主要特征 长堤断层位于沾化凹陷桩海地区的东南部。 该断层以东是长堤潜山, 以斜坡形式逐渐过渡到桩东洼陷, 以西以断阶带与孤东洼陷相连。 总体呈 “S” 状。 中段近南北走向, 北至桩海古 1 井 , 转向北东方向延伸, 南至桩 3 井 , 转向西南方向延伸。 长堤断层具有明显的张 性走滑构造特征, 在地震剖面上发育有花状构造(图 1)。 长堤 断层中段深部断层直立陡峻, 上部地层负花状构造发育(图 2) [1]。 这是因为走滑运动一般都有一定的走滑分量, 在横穿走滑 图 1 长堤断层在地震剖面上表现为花状构造 图 2 中生代地层中负花状构造 断层的地震剖面中, 其深部是一条比较狭窄的近于直立的断层, 而沉积盖层是向上和侧向发散 “负花状构造” 和聚合 “正花状构造” 交织状分叉断层组成。 长堤断层南段上覆下第三 系发育有平行长堤断层的次级断层, 与该断层相伴生的 “入” 字形断裂发育。 在古生界、 中生界及下第三系中, 长堤断层东盘明显发育由长堤主断裂和分支断层组合而成的 “入” 字形构造。 从力学角度分析应该是平移过程中断裂两侧的岩体相对水平扭动时边界条件的差异造成的[1]。 长堤断层的上升盘控制了长堤潜山披覆构造的形成, 同时控制了上升盘和下降盘不同时代的地层沉积, 形成了上、 下两盘有利的生储盖组合; 另一方面沟通了深部烃源岩与浅层储集层, 构成油气垂向运移的输导体系, 在浅层披覆构造中由孤东—长堤断层控制形成的孤东油田、长堤油田,是沾化凹陷上第三系的亿吨级大油田。 , 济阳坳陷与郯庐断裂具有统一的应力场[2]。 长堤断层为与郯庐断裂大致平行, 为一长期继承性活动断层, 受郯庐断裂带影响较大。 目前关于长堤断层的形成与演化史众说纷纭,归纳起来总的有以下几种看法: ⑴ 邹东波[1]、 谭明友等[3]认为济阳坳陷的许多资料[4~6]都证实, 印支期的构造运动表现为走滑挤压, 郯庐断裂带在此时期表现为左行走滑挤压性质 (东侧向北推移, 西侧向南推移) 。万天丰[7]也认为, 三叠纪(尤其是其中晚期, 距今 230~ 208郯庐断裂左行走滑的主要阶段 , 区 域 最 大 主 应 力 方 向 为 近 南 北 向 。 在 此 左 旋 应 力 场滑断裂的雏形。 作 用下,形成了长堤断层近,扬子板 块与华北板 块的碰撞早 已结束,并进 入松弛状态 ,而郯庐断 裂也由左行 挤压变为右行剪切 拉张,即断 裂东侧向南 推移,西侧 向北推移, 呈现出右旋张扭应力场[3,8]。 晚侏罗世到早白 垩 世是主要裂陷 期,整个东 亚地区开始 了强烈的陆 内引张裂陷和岩石 圈减薄作用 ,形成了渤 海湾盆地的 基底格架。沿长堤 断层发生强 烈的走滑伸 展作用,并 与桩海地区其余N 控制了晚 侏 罗世至早 白 垩 世的沉积盆地 分布和沉积 中心。长堤 断层的花状 构造特征和伴生构 造均指示右 旋走滑拉张 断裂,它控 制了长堤潜山 的基 本构造 格架 。从长 堤潜 山前第 三纪 构 造 图上(图 3)可 以看出, 燕山晚期,即晚白垩世,沿 断裂发生构造应力场转变 ,再次呈现 出北东—南 西向的挤压 应力场环境,区域 上形成一些 逆断层,沿 郯庐断裂发 生走滑挤压。该期构造反转也记录在相邻的胶莱盆地中。 新生代以来,长堤断层表现为强烈的拉张下陷, 两侧断距达 数千米。在 剖面上,仍 发育有明显 的负花状构造。在其西侧下降盘沉积了巨厚的古近系地层,成 图 3 长堤断层前第三纪构造图 为良好的烃源岩, 东营及沙三段地层均达到生油门限。 而东盘则持续抬升, 遭受风化剥蚀形成良好的储集空间,为油气聚集提供保证。 新近纪长 堤 断层以右 旋 走滑作用 为 特征,这 期 活动强度 十 分微弱, 长 堤断层表 现 为 拉张性质,易形成负花状构造,浅层拉张正断层有利于油气运移。 ⑵ 宗国 洪、 肖焕钦等[9]认 同贾东[10]的 “鲁东地体 及鲁西地体 此时以停靠 式右行拼贴 在一起” 的推断[5]。 认为郯庐断裂在三叠纪为右旋剪切, 为板内造山作用阶段。 晚侏罗世—早始新世左旋剪切。 另外, 吴智平、 陈发景等[11~15]也认为NNE向的郯庐断裂带于晚侏罗世—早白垩世发生了巨大的左行走滑平移, 断裂活动主要表现为反向伸展, 并形成了 5 条规模较大的半地堑。在NW向半地堑间穿插着SN向或角度断裂,如长堤断裂。NW向和SN向断裂共同控制沉积充填。 中始新世 至 渐新世为 右 旋扭张盆 地 ,就断裂 构 造而言, 主 要表现为 老 断层的消 亡 及 转换和多组走向新断层的形成。 总体上, 老断层的消亡顺次是由SW向NE推进, 即愈向NE方向老断层继承性活动的时间愈长。长堤断层在沙二段沉积期消亡。 ⑶ 陈广军[16]认为,长堤 地区于中生 代印支构造 运动期发生 褶皱,燕山运动后期断裂强烈,构造活动 以左旋活动 为特征,第三 系 变 为剪切—拉张,形成断陷湖盆。在应力场转换过程中, 受北西向五号桩断层的控制形成了近南北 向的长堤断 层,是受扭应力场作用于中生代末次生的产物,在它的控制下形成长堤潜山的雏形 (见图 4) 。 它在第三系作为长 堤潜山的边 界断层,活动时间长,具有多期 性的特点,控 制了长堤潜山披覆构造带南北走向的构造格局。 长堤断 层几 乎控制 了长 堤潜山 整个下 第 三 系 沉 积右 旋 ,区域应力场 由中生代的 剪切—挤压 转换为, 在沙三段 (始新世末) ,本区 发大 ,东 图 4 长堤地区东西向构造演化剖面图 营 组海 湾 盆 地进入坳陷 阶段,明化镇 沉积期发生 了喜山运动 第 三动 ,但 影 响 不 大 。 3 结是 很 统 一 , 但笔者综点 认 为 : 一 的 应 力 场 , 受郯庐断裂的控制和影响。 印支期为左旋应力场, 构造运动 表的 拉 张 下 陷 , 两 侧断距达 数盆 地 构 造 演 化 和 沉 积 历 史 , 还控制了潜山构造带形成和构造裂缝的发育 ,海 地 区 503~ 507 理96,31(6):844~ 851 生 了 一 次 区 域 性 构 造 抬 升 , 沉 积 仅 发生在长堤断层的下降盘及南部孤东断层的下降盘及前 端,而潜山构造带主体部 位则是一个相对高而平的物源区。 长堤地 区在 渐新世 主要 发生差 异沉降 , 断 层 活 动 明 显 减 弱 。 构 造 变 动 不末 的 区 域 性 剥 蚀 在 该 区 也 并 不 严 重 。 晚第三纪至 第四纪,整 个 渤幕 ,根 据 地 震 资 料 ,长 堤 断 层 在 该 时 期 可 能 有 小 的 活论 虽然前人对长堤断层的构造演化,特 别 是 其 中 生 代 的 应 力 场 问 题 不合 多 家 观⑴ 长堤断层 为一近南北向或 层 , 是经过复 杂演化的长期继承性活动断裂构造 。其 与 郯 庐 断 裂 具 有 统现 为 走 滑 挤 压 , 在 此 条 件 下 形 成 了 长 堤 断 层 近 走滑断裂的雏形。 ⑵ 晚侏罗至 早白垩世, 郯庐断裂也 由左行挤压 变为右行剪 切拉张,长 堤断层发生 强 烈的走滑伸展作用。导致了深部岩浆的大量侵入和陆源碎屑沉积。 ⑶ 长堤断层 在中新生代 表现出不尽 相同的断层 性质。虽然 经过新生代 伸展作用改 造 ,但仍表现出强烈的走滑构造特征。 新生代以来, 长 堤 断 层 表 现 为 强 烈千 米 。 在其西侧下降盘沉积了巨厚的古近系地层, 成为良好的烃源岩, 而东盘则持续抬升,形成长堤潜山。 ⑷ 长堤断层 大致到渐新 世停止活动 。在长堤断 层活动的整 个过程中, 不仅和其它 裂 控 制 了 中 新 生 代后 者 是 油 气 运 移 的 重 要 通 道 。 参考文献 : [1] 邹 东 波 ,吴 时 国 ,刘 刚 等 湾 盆 地 桩学 ,2004,15([2] ]利油田勘探开发研究报告集, 1985. [3] 谭 明 友 ,邴 进 营 ,金 学 新 等 北 部 滨 海 地 区 负 翻 转 断 层 及 古 生 界 负 翻 转 结 构 成 因 分 析 地 球 物勘 探 ,19[4] 谭明友,刘福贵,董臣强,0 潜山构造演化与油气富集规律研究[J]002, (2):134~138 [5] 刘福贵,谭明友,邴进营,生界成藏条件及勘探目标研究[A]气地质地球物理综合勘探技术[C]质出版社,1998:144~173 [7] 万天丰,朱鸿,述[J]996,10(2):159~168 : 275~: 405~ 524 [14] 徐嘉炜,1995,10(2):121~134 ~ 18 1. 2. G of 地 址 : (257061)中国石油大学(华东)地球资源与信息学院勘探管 4053 [6] 宗国洪,施央申,]998,44(3):289~294 [8] 王颖,赵锡奎,002,29(2):181~187 [9] 宗 国 洪 ,肖 焕 钦 ,李 长 宝 等 坳 陷 构 造 演 化 及 其 大 地 构 造 意 义 地 质 学 报 ,1999,5(3)282 [10] 贾东,何永明,施央申,京大学出版社,1993:1~100 [11] 吴智平,李伟,新 生 代 断 裂 发 育 及 其 形 成 机 制 分 析 地 质 学 报 ,2004,10(3)417 [12] 陈发景,新生代含油气盆地成因类型、 1997, 11(4): 409~[13] 徐嘉炜,1992,18(4):316~324 [15] 1997,18(4):7~13 [16] 陈 广 军 ,王 永 诗 ,马 承 杰 油 区 长 堤 潜 山 区 域 构 造 关 系 探 讨 ,新 疆 石 油 学 院 报 ,2001,13(3):15of it’s U 5706157022,3. of 10093, of of of of on of as as to of 者简介: 渠芳,女 ,硕士研究生,主要研究方向:含油气盆地分析。 通4-
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