張強凹陷南部地區(qū)構(gòu)造特征研究

嚴麗萍 (中國地質(zhì)大學(xué) (北京)能源學(xué)院,北京100083;長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院,湖北 荊州434023)

孫連昌 (勝利油田石油開發(fā)中心,山東東營257015)

張慶堂 (勝利油田有限公司海洋石油開發(fā)公司,山東東營257235)

張強凹陷是遼河外圍彰武盆地的一個次級負向構(gòu)造單元,是在海西褶皺基底和前寒武紀基底上發(fā)育起來的中生代早白堊世斷坳型凹陷,呈近 NS向條帶狀展布,長約88km,寬12～16km,面積近1100km2,具有遼河外圍中生代凹陷典型的沉積特征[1]。凹陷呈狹長帶狀,緊鄰隆起區(qū),凹陷內(nèi)沉積以近物源、多物源沉積為主。行政區(qū)劃屬遼寧省康平縣和內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市所轄。凹陷東為雙遼-康平隆起,西為三刀吐-四家子凸起,北鄰扎蘭營子凹陷?？碧奖砻?張強凹陷有無構(gòu)造圈閉的形成、圈閉面積及閉合幅度的大小都是油氣藏形成的先決條件[2]。因此,研究該區(qū)構(gòu)造斷裂特征,可以為今后的油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 地層發(fā)育情況

張強凹陷內(nèi)部發(fā)展具有不均一性,由于構(gòu)造演化和沉積環(huán)境較復(fù)雜,使得張強凹陷南、北地區(qū)的地層具有明顯的差異性,形成了一個凹陷2種地層沉積特征的現(xiàn)象。根據(jù)目前已完鉆的鉆井、測井、地震及周邊露頭和煤田淺孔資料,將凹陷內(nèi)地層劃分為:基底,即前震旦系、下古生界奧陶-志留系;中生界白堊系下統(tǒng)義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組;白堊系上統(tǒng)泉頭組;第四系。

2 斷裂構(gòu)造特征

2.1 斷裂系統(tǒng)劃分及特征

圖1 張強凹陷南部地區(qū)沙海組構(gòu)造綱要圖

由張強凹陷南部地區(qū)沙海組底界構(gòu)造綱要圖 (圖1)可看出,張強凹陷南部地區(qū)斷裂比較發(fā)育,全區(qū)共發(fā)育有各類斷層20余條,主要斷層走向有3組:①近南北走向斷層,控制張強凹陷邊界和二級構(gòu)造帶的形成,這組斷層是區(qū)內(nèi)主干斷層;②北西走向斷層,控制著南部二級構(gòu)造帶及局部構(gòu)造的形成;③北東走向的斷層,控制著南部二級構(gòu)造帶和局部構(gòu)造的形成。近南北走向斷層發(fā)育在東西兩側(cè),斷層?xùn)|掉和西掉;北西向斷層主要集中發(fā)育區(qū)在工區(qū)的南部,斷層?xùn)|掉和西掉,呈羽狀排列形式展布;北東向斷層集中發(fā)育區(qū)在工區(qū)的北部,發(fā)育了一系列北東向羽狀展布的西掉斷層。這3組斷層大都是義縣期開始活動,發(fā)育至阜新期或晚白堊世。正是這些斷層的相互作用和切割形成了該區(qū)復(fù)雜的斷裂系統(tǒng),控制著區(qū)內(nèi)的構(gòu)造格局、地層沉積厚度的變化及局部構(gòu)造的形成,具有繼承性發(fā)育、區(qū)內(nèi)延伸長、斷距大的特點。除此之外,區(qū)內(nèi)還發(fā)育了一些次級斷層,與主斷層相互交切,這些斷層主要發(fā)育在散都斷裂背斜帶上和南北兩端構(gòu)造部位,延伸短,斷距小,將構(gòu)造進一步復(fù)雜化,個別斷層對局部圈閉的形成也起到了一定的控制作用。

2.2 近南北向斷層

1)1號斷層 為近南北走向、東掉的正斷層,是凹陷西側(cè)邊界斷層,以往稱之為柳樹斷層,區(qū)內(nèi)延伸長度39km。于義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育所形成,地震剖面上呈上陡下緩的椅狀形態(tài),是控制張強凹陷西部邊界形成和發(fā)育的一級斷層。它在形成發(fā)展的過程中,始終控制了工區(qū)內(nèi)九佛堂組至阜新組地層的沉積厚度。

2)2號斷層 為近南北走向、西掉正斷層,是凹陷的東側(cè)邊界斷層,以往稱之為大莫力克斷層。斷面西傾,較緩。區(qū)內(nèi)延伸長度39km,也是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育的斷層,阜新組末期活動強烈。該斷層主要控制了張強凹陷的東側(cè)邊界和凹陷內(nèi)各套地層的沉積,屬于一級斷層。

3)3號斷層 為近南北走向、東掉正斷層。位于1號斷層下降盤,以往稱之為官保斷層。與西側(cè)邊界斷層平行,在南部由近南北走向轉(zhuǎn)北北東走向,區(qū)內(nèi)延伸長度39km,斷距100～1500m。斷面東傾,是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育的斷層。與西側(cè)邊界斷層相伴生,對柳樹斷階帶、七家子洼陷帶、散都斷裂背斜帶的形成起到主要控制作用,是控制凹陷西側(cè)二級構(gòu)造帶形成的主要斷層,特別是控制了七家子洼陷各套地層的沉積。根據(jù)張強凹陷內(nèi)二級斷層落差分析,認為該斷層在各地史時期,在不同的構(gòu)造部位活動程度有所不同,九佛堂組時期活動較強烈,沙海組時期活動弱,阜新組時期活動最強烈?？傮w表現(xiàn)為斷陷早期和晚期活動強烈、中期活動弱的特點。

2.3 北西走向斷層

1)4號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于任1井西側(cè),北端與8號斷層相交切,南端與邊界2號斷層相交切。延伸長度15km,斷距50～950m,斷面西南傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育的斷層。該斷層對前辛斷裂構(gòu)造帶和七家子洼陷帶的形成起到了控制和分割作用。

2)5號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于物3井西側(cè),北端與9號斷層相交切,南端與邊界2號斷層相交切。延伸長度16km,斷距100～700m,斷面西南傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

3)6號斷層 為北西走向、東掉正斷層。位于蓮1井西側(cè),北端與3號斷層相交切。延伸長度15km,斷距100～550m,斷面北東傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

4)7號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于任1井東側(cè),南端與2號斷層相交切。延伸長度10km,斷距100～250m,斷面北東傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對前辛斷裂構(gòu)造帶起到了分割作用。

5)13號斷層 為北西走向、西掉正斷層。位于蓮1井東側(cè),其南端與5號斷層相交切。延伸長度5km,斷距150～500m,斷面西南傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

6)14號斷層 為北西走向、東掉正斷層。位于蓮1井西側(cè),延伸長度7km,斷距50～200m,斷面北東傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶的形成起到了分割作用。

2.4 北東走向斷層

1)8號斷層 為北東走向、西掉正斷層。位于長1井東側(cè),西端與3號斷層相交切。延伸長度16km,斷距50～400m,斷面北西傾。是義縣組期至阜新組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對前辛斷裂構(gòu)造帶、七家子洼陷帶、散都斷裂背斜帶均起到了控制和分割作用。是該區(qū)的主要二級斷層。

2)9號斷層 為北東走向、西掉正斷層。位于強參1井東側(cè),東端與4號斷層相交切。延伸長度9km,斷距50～800m,斷面北西傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶起到了分割作用。

3)12號斷層 為北東走向、東掉正斷層。位于強4井和強5井中間,北端與4號斷層相交切。延伸長度7km,斷距50～350m,斷面東南傾。是義縣組期至晚白堊世泉頭組期長期繼承性發(fā)育的斷層,該斷層對七家子洼陷帶起到了分割作用。

3 區(qū)帶構(gòu)造特征

從沙海組底界構(gòu)造圖 (圖2)分析,構(gòu)造形態(tài)整體均表現(xiàn)為北高南低、東高西低、西陡東緩雙斷式箕狀凹陷,呈近南北向條帶狀展布。在近南北走向和一系列北西向、北東向斷層的控制下,發(fā)育了柳樹斷階帶、七家子洼陷帶、前辛斷裂構(gòu)造帶和散都斷裂背斜帶4個二級構(gòu)造帶,基本構(gòu)造格局為南北向隆洼相間、東西向分帶的構(gòu)造特點。

圖2 張強凹陷南部地區(qū)沙海組底界構(gòu)造圖

3.1 柳樹斷階帶

該構(gòu)造帶位于西側(cè)斷層下降盤,由邊界1號斷層和與之平行的3號斷層控制所形成。由于該區(qū)處于長期抬升部位,沉積地層薄,埋藏較淺 (600～2200m),南段較深,北段淺,阜新組遭受嚴重剝蝕。構(gòu)造帶走向與2條平行的斷層一致,呈狹長帶狀展布,寬2km,區(qū)內(nèi)長度39km,構(gòu)造帶面積78km2。構(gòu)造帶內(nèi)除南端發(fā)育幾條次級斷層外,其他部位沒有斷層,構(gòu)造形態(tài)完全受2條控帶斷層所影響。

3.2 七家子洼陷帶

該洼陷帶位于工區(qū)南部,北以8號斷層與散都斷裂背斜相隔,南至近南北向2號斷層與西側(cè)3號斷層夾持部位,東以強6東側(cè)北西向4號斷層與前辛斷裂構(gòu)造帶相隔,西至3號斷層下降盤。主要受3號斷層和強6東側(cè)北西向4號斷層控制而形成。該區(qū)是張強凹陷地層埋藏最深的部位,九佛堂組最大埋深3500m,沙海組最大埋深2600m。呈北西向展布,長約25km,寬3～8km,面積約169km2。洼陷內(nèi)斷層發(fā)育,主要有北西向斷層和北東向斷層相互切割,形成了多個斷塊和斷鼻,如強1斷塊、物3斷鼻、七家子南斷鼻等。

3.3 前辛斷裂構(gòu)造帶

該構(gòu)造帶分布在工區(qū)東部。東側(cè)和南端由東部邊界2號斷層所圍,北到任1井北側(cè)北東向8號斷層,西側(cè)以4號斷層與七家子洼陷相隔。構(gòu)造帶為北西走向,南北長28km,東西寬3～7km,面積約73km2。該構(gòu)造帶是在義縣組和九佛堂組時期古隆起背景上,受東部邊界斷層的控制和一系列北東向斷層的切割而節(jié)節(jié)北掉,形成了多個斷塊。

[1]姜再興.沉積巖石學(xué) [M].北京:石油工業(yè)出版社,2003:65-76.

[2]張浩.張強凹陷油藏類型及成藏控制因素分析 [J].石油天然氣學(xué)報 (江漢石油學(xué)院學(xué)報),2007,29(6):7-12.