濟陽坳陷的構(gòu)造運動特征

陳玉靈

0 引言

濟陽坳陷位于渤海灣盆地東南部，是渤海灣含油氣盆地的一個次級構(gòu)造單元。該坳陷東以郯廬斷裂與魯東隆起相隔，西、北以埕寧隆起、渤南凸起與黃驊坳陷、渤中坳陷相鄰，南以齊廣斷裂與魯西隆起分界，西南與臨清坳陷相連。坳陷東部處于渤海海域，陸上部分面積約2.65×104km2，是勝利油田的主要勘探區(qū)域。

濟陽坳陷自1961年華8井在東營組獲得工業(yè)油流以來的半個多世紀期間，以下第三系河湖相地層為主體的油氣勘探業(yè)已取得了巨大的成績，并已成為我國第二大油氣產(chǎn)區(qū)。但隨著油氣勘探的進一步發(fā)展，陡坡帶車古20潛山、渤深6潛山和緩坡帶廣饒潛山的相繼投產(chǎn)，特別是緩坡深層王古1潛山的成功勘探，顯示了前新生代地層，特別是古潛山油氣勘探具有非常誘人的油氣勘探前景。

濟陽坳陷在古生代期間為大型華北克拉通盆地的一部分，并經(jīng)歷了海相—海陸過渡相—陸相的沉積演化過程，隨后受印支期(燕山早期)的強烈擠壓作用[1]，以及燕山晚期以來的構(gòu)造負反轉(zhuǎn)作用[2]而逐漸發(fā)育起來的箕狀斷陷盆地，具有典型的疊合盆地性質(zhì)[3]。

濟陽坳陷在中生代以前是穩(wěn)定的華北克拉通盆地的重要組成部分，進入中生代以來，受印支、燕山、喜馬拉雅(濟陽運動、東營運動)等多期構(gòu)造運動的改造和疊加，導致了異常復(fù)雜的前新生代海相地層分布格局和潛山內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，極大地限制了前新生代海相地層和古潛山的油氣勘探，為此本文利用已有資料和已經(jīng)取得的研究成果，對影響和控制濟陽坳陷的構(gòu)造運動進行了初步總結(jié)。

1 印支運動

雖然東西向的斷層控制著濟陽坳陷內(nèi)新生代以來的主要凸起和凹陷形態(tài)，如陳南斷層構(gòu)成了陳家莊凸起和東營凹陷的分界斷裂，而濱南斷層構(gòu)成了濱縣凸起的南界，印支期向NE或NNE向弧形展布逆沖斷層系統(tǒng)成為新生代早期盆地發(fā)育的重要的控制性先存基底構(gòu)造[4]，顯示了前新生代斷層對坳陷早期的沉積、構(gòu)造的影響作用。

濟陽坳陷內(nèi)印支運動總體以北西逆沖斷層和褶皺為特征[5-7]，其中北部的沾化凹陷表現(xiàn)更為強烈[8]，該逆沖推覆構(gòu)造的發(fā)育時間、走向與華北板塊南緣的秦嶺—大別—蘇魯造山帶的形成時代和延伸方向[9]相對應(yīng)，而與華北板塊與西伯利亞板塊沿中亞造山帶[10]的延伸方向和形成時代(晚古生代至二疊—三疊紀)存在較大差異，說明了該構(gòu)造的發(fā)育在區(qū)域上可能與華北、揚子板塊沿秦嶺—大別—蘇魯造山帶的對接所誘發(fā)的擠壓應(yīng)力場的遠程效應(yīng)的關(guān)系更為密切。

當然，濟陽坳陷內(nèi)印支期逆沖斷層和褶皺的形成并不是孤立存在的，整個華北東部印支期以近東西向褶皺、沖斷和北北東向轉(zhuǎn)換構(gòu)造為特征，并強烈改造了晚古生代—中三疊世大型克拉通盆地[11]，形成了以黃驊坳陷孔西逆沖構(gòu)造帶為代表的渤海灣乃至我國東部中、新生代時期的復(fù)合構(gòu)造格架[12-14]。這種構(gòu)造格架在渤海灣地區(qū)東、西部之間具有明顯的差異性，其中西部變形弱、以近EW向?qū)捑忨薨欁冃螢橹?，而東部變形強、疊加了NE向褶皺和逆沖斷層[15，16]。

2 燕山運動

新生代的濟陽坳陷大致以北東走向的凸起帶(義和莊凸起、濱縣凸起和青城凸起所)分為北西和南東兩部分，其中北西部分包括車鎮(zhèn)凹陷和惠民凹陷，而南東部分包括沾化凹陷和東營凹陷。在這四個凹陷中，惠民凹陷和車鎮(zhèn)凹陷呈北東向長條狀展布，長軸與北東向斷裂構(gòu)造的延伸方向相一致;東營凹陷和沾化凹陷的總體構(gòu)造線方向為近東西向，其中前者呈不規(guī)則菱形，后者形狀極不規(guī)則。雖然濟陽坳陷內(nèi)東營、惠民、沾化和車鎮(zhèn)四個凹陷形態(tài)及其長軸延伸方向各異，但均具有北斷南超半地塹性質(zhì)。

濟陽坳陷內(nèi)的斷層以正斷層為主，按延伸方向分為NE，NW和近EW向三組。NE向斷層一般構(gòu)成坳陷的邊界或凸起和凹陷的分界，并控制了北斷南超的半地塹結(jié)構(gòu)，如埕南斷裂走向45°～75°，傾向南東，傾角從淺層向深部逐漸變小，為鏟式正斷層，不僅控制了車鎮(zhèn)凹陷而且也控制了整個濟陽坳陷的發(fā)育。

濟陽坳陷內(nèi)雖然各個凹陷的形態(tài)各異、斷層的延伸方向也變化較大，但構(gòu)造演化主要受鏟式正斷層控制并具有北斷南超的半地塹特征，顯示了其構(gòu)造發(fā)育可能受控于統(tǒng)一的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場。燕山運動期間，華北地區(qū)東部以發(fā)育火山盆地群為特征，其構(gòu)造對于華北來說，具有重要而深遠的意義[16]。正是在這種區(qū)域伸展構(gòu)造背景下，巖漿不斷侵入、差異隆升強烈、斷塊被掀斜，濟陽坳陷內(nèi)原印支期形成的逆沖斷裂發(fā)生負反轉(zhuǎn)[5，6，8，17]，沉積了侏羅—白堊紀的含煤巖系和河湖相沉積。

燕山期也是華北東部大量變質(zhì)核雜巖的形成時代，如板塊北緣的亞干[18]、板塊內(nèi)部渤海灣盆地北緣的醫(yī)巫閭山[19]、西緣的阜平和贊皇[20]以及板塊南緣的小秦嶺[21]等變質(zhì)核雜巖構(gòu)造。而巖漿侵位作用在變質(zhì)核雜巖形成過程中所起的決定作用[22]和變質(zhì)核雜巖構(gòu)造的廣泛發(fā)育，說明了華北地區(qū)中生代晚期以來巖漿侵入作用的廣泛性和區(qū)域伸展構(gòu)造作用的強烈性。

3 濟陽運動和東營運動

濟陽運動和東營運動均是喜馬拉雅期間發(fā)生的區(qū)域性構(gòu)造運動，其中前者發(fā)生于沙四段沉積末期，后者發(fā)生于東營組沉積末期。

濟陽運動在濟陽坳陷內(nèi)主要表現(xiàn)為沙四段與其上覆沙三段地層之間的區(qū)域性角度不整合和塊斷的發(fā)育[23]、大量近北東向斷層的產(chǎn)生[24]、北東向和北北東向斷層在始新世中期(Es4-Es2上)的活動達到高峰[25]和褶皺—沖斷構(gòu)造的形成[26]說明了該期構(gòu)造運動可能更多地與太平洋板塊向歐亞大陸俯沖方向由北北西向轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽魑飨蛩T發(fā)的郯廬斷裂的走滑作用有關(guān)。

東營運動是范圍廣泛、強度較大的區(qū)域性構(gòu)造運動，在濟陽坳陷內(nèi)形成眾多的小規(guī)模斷層、全區(qū)整體抬升并遭受剝蝕、形成古近系與新近系之間是不整合面，體現(xiàn)了由斷陷階段斷塊掀斜運動到整體抬升、剝蝕夷平再到坳陷階段整體沉降的演化過程[27]。這一次升降運動在整個渤海灣盆地區(qū)均有表現(xiàn)，也稱“渤海灣升降”[28]。

新近紀開始，深部巖漿活動顯著減弱，巖石圈的熱松弛及重力均衡調(diào)整使裂陷盆地整體下沉，盆地進入坳陷發(fā)育階段。

4 結(jié)語

濟陽坳陷印支期北西向擠壓逆沖構(gòu)造的發(fā)育主要受華北板塊與華南板塊碰撞擠壓所控制，燕山期的裂陷作用是整個華北地區(qū)大規(guī)模區(qū)域性伸展作用的體現(xiàn)，濟陽運動期間北東向和北北東向斷層的發(fā)育和褶皺—沖斷帶的形成可能更多地與太平洋板塊俯沖方向的改變有關(guān)，東營運動則是由斷陷階段斷塊掀斜運動到整體抬升、剝蝕夷平和整體沉降過程的體現(xiàn)，其中印支運動、濟陽運動是周緣構(gòu)造應(yīng)力場作用的結(jié)果，而燕山運動、東營運動則是深部地質(zhì)過程的淺部體現(xiàn)，因此，濟陽坳陷淺層次由印支期北西向逆沖構(gòu)造—晚燕山期區(qū)域裂陷作用—濟陽運動區(qū)域不整合—東營運動期坳陷作用的盆地構(gòu)造演化過程，是區(qū)域性構(gòu)造應(yīng)力場和深部巖石圈深部地質(zhì)過程兩種作用聯(lián)合的結(jié)果。

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