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苏北盆地许庄构造断层特征及形成演化

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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大 庆 石 油 学 院 学 报 第36 卷 第 3期 2012 年6 月F T E 36 3 2012là°ù: 2012 03 20;I :张兆虹Á[":国家自然科学基金( 41172124; 90814007) ;中国石油大学(北京)大学生科技创新基金T€eº:贾京坤( 1990- ) ,男,©¹¸/ª+˜#™îÄ贾京坤1, 陈书平1, 2, 陈平原3, 杨红彩1, 2( 1. 中国石油大学(北京) 地球科学学院,北京 102200; 2. 中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249; 3. 中国石化江苏油田分公司地质科学研究院,江苏扬州 225000 )K 1:根据地震及钻井、测井资料,编制苏北盆地高邮凹陷许庄构造断裂平面及剖面图,分析江苏油田苏北盆地许庄构造的断层特征、庄构造为平行式阶梯状和/ ①断层与真②层在泰州组) 阜宁组沉积时,沿先期存在的逆断层回滑首先发育,并伴生次级断层,戴南组) 三垛组沉积时停止活动,盐城组又有所活动;真②断层在戴南组沉积时开始发育,部分延续了真①断层伴生的次级断层,其活动持续到盐城组沉积.1 o M:苏北盆地; 高邮凹陷; 许庄构造; 断层特征; 构造演化ÏmsË|: ÓDSM’: A ÓcI|: 1000 1891( 2012) 03 0046 060 引言许庄构造位于苏北盆地,经历复杂、多期次构造运动,其地震资料品质较差,对其内部断层系统、构造样式、遍将许庄构造描述为阶梯状断层、书斜状断层组合和羽状断层组合等[ 1- 8] 主断层真①断层和真②断层的形成演化特征较为清楚,但尚不清楚两者之间的关系、真②断层的2个分支断层之间的关系以及次级断层与主断层之间的关系[ 6- 14] 在 2种认识:一种是斜向拉伸,另一种是走滑[ 15- 22] ,合钻井和测井资料,对许庄构造进行精细构造解释,分析断层组合、构造样式及其形成机制和演化过程,区域地质概况许庄构造为苏北盆地高邮凹陷南部断层带的一部分,面积约为110 白垩世晚期) 第四纪发育的裂陷盆地,盆地充填泰州组( K2 t)、阜宁组( 、戴南组(三垛组(盐城组(层与真②断层之间及北部的吴①断层与吴②断层之间的狭长地带,其中真②断层在研究区由真②- 2和真②- 1断层组成,自西向东又划分为方巷、许庄、竹墩、层、真②- 2断层和真②- 1断层及其间所夹持断层组成(见图1)断层特征2. 1 Üë+˜许庄构造总体呈北东走向,其内部断层走向主要为北东向,层为北东走向,西起黄珏,东至吴堡,长度约为71 向南凸出的弧形展布,分隔通扬(苏南)隆起和#46#网络出版时间:20129:24网络出版地址:(三垛组底)断层分布高邮凹陷(见图 1、图 2) 1、真②- 2所组成的真②及真① 1断层位于真②断层系最东部,整体呈北东向延伸,长度约为21 ②- 2 正断层整体呈向南东凸出的弧形,其东端与真①断层汇合,长度约为14 1、真②- 2断层与真①断层相交,交角基本相同,真②间夹持的断层呈近似平行,展布以北东向为主,形成于真②- 1和真②- 消失在浅层(见图1);真②- 1和真②- 2断层向深部图2 许庄区段深部 宁组二段底)断层分布合并为一条断层(见图 2) ,与真①2 éë+˜选取390、590、750作为典型测线(见图 1) 进行构造解释、编制地质剖面,图3)可见,许庄构造主要发育正断层,其中真①断层规模最大,下切至古生界,上切至新近系盐二段,为控盆断层;其断层倾角纵向变化显著,浅层大于50b,深部快速变缓,在 4 500 0b;在剖面上总体为上陡下缓的铲式正断层,层是在早期逆冲断层基础上,由新生代伸展作用下断面回滑(负反转) 1断层倾角为35b~ 40b,断穿层位为三垛组、北西方向滑动,地层断距为0. 60 直落差为0. 37 错为0. 47 1断层在剖面上表现为/悬挂0式断层,向东逐渐与真②- 2断层倾角为20b~ 25b,断穿层位为三垛组、戴南组及阜宁组、北西方向滑动,地层断距为4. 87 直落差为1. 53 错为4. 53 层向东延伸与真①断层相接;剖面上,真②- 2断层向下部逐渐与真②- 1断层合并,在深部该断层消失,两者形成/ ②- 2 断层对戴南组和三垛组沉积具有严格控制作用,是戴南组#47#第3期 贾京坤等: 许庄区段不同测线典型地质剖面剖面上,主断层真①断层、真②- 1断层和真②- 2断层组成/ 图 3), 断层间的次级断层存在几何旋转现象,由多米诺式断层组成, 1断层与真②- 2断层由西部的平行状断层组合型式向东逐渐演变为/ 移发生传递,两者叠合部位存在一个变换调节带; 2条断层上盘发育的次级断层与主断层组合成/ 些断层消失在戴南组中,形成/庄构造的断层组合样式为平行式阶梯状与平行式/ , /阶梯式0及/ 断层演化过程及形成机理3. 1 ÄVñ区域性大断层往往经历多次构造活动期,每期活动又具有差异性,通常以断层生长指数、生长速率作为反映断层活动性差异的参数,绝对生长速率表示生长断层2盘相当层的厚度差与顶底年龄差之比,单位为m/ 层上升盘戴南组) 三垛组长期剥蚀,以计算绝对生长速率作为参数确定真①断层活动性差异;真②- 2断层与真②- 层在泰州组) 阜宁组沉积期剧烈活动,戴南组到三垛组沉积时主体停止活动,盐城组沉积时,再次发生弱活动(见图 3)段比南段活动强度大(见图4), 2断层主要活动期在戴南组和三垛组沉积期,泰州组) 阜宁组沉积期局部活动,戴南组沉积期和三垛组沉积期剧烈活动,盐城组沉积期,活动程度有所减弱, 1断层主要活动期为戴南组沉积期和三剁组沉积期,盐城组沉积时,层生长指数#48#大 庆 石 油 学 院 学 报 第36卷 2012年图4 真①断层泰州组) 阜宁组沉积期绝对生长速率时,由于真②- 2 下盘地层缺失,所以戴南组沉积时和三剁组沉积时的生长指数趋于无穷大(见图5) ①与真②断层之间的断层主要活动期为泰州组) 阜宁组沉积期,真②断层下方泰州组) 阜宁组沉积时期发育的断层后期仍有活动,但受到真①和真②层上盘的断层活动时间主要为戴南组) 三垛组沉积期(见图6)层活动存在很大差异性: (1)断层的形成具有一定的序次关系,层在泰州组) 阜宁组沉积时沿先期存在的逆断层回滑而首先发育,并伴生次级断层,戴南组) 三垛组沉积时停止活动,盐城组又有所活动;真②断层在戴南组沉积时开始发育,部分延续了真①断层伴生的次级断层,其活动一直持续到盐城组沉积时(见图6). ( 2)同一条断层在不同地区的活动程度不同,如真①断层与真②- 1断层的东部断层活动要比西部强烈些,真②- 2断层西部断层活动比东部强烈些. (3)同一地区不同断层活动程度不同,如同一测线地区真②- 2断层与真②- 许庄构造真②断层生长指数3. 2 ™îØ真①断层早在泰州组沉积时期之前就已存在,阜宁组沉积期间,在北西) 南东向伸展作用下,于应力场变化,加之真①断层释放先期存在的高孔隙压力,作为滑脱断层的真①断层大部分停止活动,①断层与真②- 2断层之间的次级断层发育各断层间的断块在拉伸作用下边沉积边下滑, 2断层发育于阜宁组沉积末期与戴南组沉积初期,切割了真①断层与真②- 2断层间的次级断层,层断层垂直,为北西)②- 1断层和真②- 伸展方向向北偏转,先期分散断层扩展联合形成真②- 2断层和真②- 1断层,断层水平断距中间大,向两端变小,叠合部位存在位移传递,形成走向斜坡型变换构造,②- 1断层和真②- ②- 1断层外侧断层受上凸型断面影响,形成分开式断阶,次级断层停止活动,真①断层复活,真②- 1断层和真②- 2断层持续活动,并对沉积具有一定的控制作用.#49#第3期 贾京坤等:苏北盆地许庄构造断层特征及形成演化图6 许庄区段490测线构造演化剖面图7 断层演化模式因此,许庄构造的形成与3个因素有关:高台阶为伸展作用下真①断层上凸断面控制的同向断层形成的断阶;中台阶构造的形成为构造变换的结果;①断层与真②断层间的次级断层受正向拉伸的影响,种正断层随着断层拉伸发生断层面与断块一同旋转并受到简单剪切;由于地层中存在超压软层(阜宁组泥岩),断层上部分合并生成滑脱断层,形成目前的真②断层上半支,17] .#50#大 庆 石 油 学 院 学 报 第36卷 2012年4 结论(1)许庄构造断层真①断层和真②- 1断层、真②- 2断层为铲式正断层,且呈 ①断层和真②断层剖面上呈相交状态,真①断层和真②- 2断层间的次级断层发育多米诺式断块,与真①断层和真②断层组合成伸展双重构造;真②- 1断层、真②- 2断层以及与伴生的次级断层平面上以平行状为主,剖面上成/ 庄构造断层组合样式为平行式阶梯状和平行式/ 2)苏北盆地许庄构造演化过程顺序为:首先,在泰州组) 阜宁组沉积期,真①断层和真①断层与真②- 2断层间的次级断层发育;随后,在戴南组沉积期,真②- 2断层、真②- 1断层及相关次级断层发育,并持续到三垛组沉积时;在戴南组) 三垛组沉积时期,真①断层停止活动;自盐城组沉积以来,大部分次级断层停止活动,真①断层及真②- 2和真②- 1断层持续活动.(3)州组) 阜宁组沉积时期,主伸展方向为北西向;自戴南组沉积以来,主伸展方向向北偏转,因此引起2期断层走向的差异.•IÓD:[ 1] 史光辉,郑元财,周彬,积特征与成藏模式[ J] 2008, 30( 3) : 195- 197.[ 2] 任红民,徐建,J] 2006, 26( 2) : 13- 17.[ 3] J] 2012, 36( 2) : 1- 6.[ 4] 王霞田,戴俊生,J] . 西安石油大学学报: 自然科学版, 2009, 24( 2) : 43- 49,1117- 1120.[ 5] J] 2009, 23( 4) : 8- 11.[ 6] J] 2003, 24( 4) : 371- 374.[ 7] 吴向阳,夏连军,J] 2009, 31( 6) : 570- 575.[ 8] D] 国石油大学(北京) , 2009.[ 9] 程国锋,宋全友,J] 2009, 21( 4) : 106- 110.[ 10] 马晓鸣,J] 2007, 28( 4) : 476- 479.[ 11] J] 然科学版, 2008, 32( 1) : 19- 23.[ 12] 曹成润,王子文,地堑方正断陷的断裂控盆效应[ J]1996, 20( 3) : 1- 5.[ 13] 马晓鸣,J] 然科学版, 2007, 22( 4) : 31- 34.[ 14] 陈清华,J] 2011, 33( 2) : 6- 10.[ 15] J] 2010, 31( 2) : 140- 150.[ 16] 鲁兵,罗笃清,王凯,成机制及其对圈闭的控制作用[ J] 1998, 22( 3) : 7- 10.[ 17] J L , M , G , et of in J] . 2006, 28: 729- 744.[ 18] J] 2004, 31(3) : 26- 29.[ 19] 云金表,罗笃清,赵荣,J] 1997, 21( 1) : 19- 23.[ 20] 马力,钱基,穆曰孔,南黄海盆地的构造演化和烃类生成[ J] 球科学) , 1993, 5( 2) : 148- 163.[ 21] 陈书平,王小群,王章青,新生界断裂形成及演化[ J] 44( 6) : 760- 766.[ 22] 王允清,刘云英,郝兴国,J] 2009, 33( 6) : 47- 51.#51#第3期 贾京坤等:苏北盆地许庄构造断层特征及形成演化
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