黃驊坳陷孔南地區(qū)孔店期陸相斷陷盆地古構造單元恢復及其演化特征

顏照坤，李 勇，韓 冰，丘東洲，肖敦清，蒲秀剛，劉子藏，袁淑琴，李奮生，錢 賡

(1．成都理工大學油氣藏地質及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059;2．廣州海洋地質調查局科學發(fā)展戰(zhàn)略研究所，廣東 廣州 510000;3．成都地質礦產(chǎn)研究所，四川 成都 610081;4．中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

黃驊坳陷孔南地區(qū)孔店期陸相斷陷盆地古構造單元恢復及其演化特征

顏照坤1，李 勇1，韓 冰2，丘東洲3，肖敦清4，蒲秀剛4，劉子藏4，袁淑琴4，李奮生1，錢 賡1

(1．成都理工大學油氣藏地質及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059;2．廣州海洋地質調查局科學發(fā)展戰(zhàn)略研究所，廣東 廣州 510000;3．成都地質礦產(chǎn)研究所，四川 成都 610081;4．中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

基于黃驊坳陷孔南地區(qū)大量的鉆孔資料和地震資料，通過對孔店組地層厚度的初步復原，識別出了孔店期4個階段盆地內(nèi)的凸起與凹陷等構造單元的空間展布特征，恢復了各個階段陸相斷陷盆地的古構造單元，并初步獲得了孔店期盆地的演化過程：盆地南北部的古構造單元具有明顯的差異性，整體上盆地北部構造單元更為多樣、演化過程更為復雜，由單斷式盆地向雙斷式、兩凹夾一凸型盆地演化;盆地南部則較為簡單，盆地由坳陷型向單斷式、再向雙斷式發(fā)展。

孔店組;古構造單元恢復;陸相斷陷盆地;黃驊坳陷;天津

0 引言

黃驊坳陷新生代沉積始于始新世孔店期，在孔店南部地區(qū)沉積了一套孔店組地層，孔店期之后，盆地經(jīng)過了強烈構造活動的改造(漆家福等，1995;陸克政等，1997;池英柳等，2000;李大偉，2006)，古構造單元遭到了極大的破壞，使得現(xiàn)今無法識別湖盆發(fā)育過程中的構造單元，對判斷孔店期物源體系、沉積體系展布和砂體預測等都造成了極大的困難。因此，筆者將嘗試通過對孔店組地層厚度的初步復原，識別孔店期各階段盆地內(nèi)凸起、凹陷等構造單元的空間展布特征。進而為建立構造活動和沉積作用的對應關系和同步演化規(guī)律(P R Vail，1991;N Christie-Blick，1985)提供依據(jù)，使對沉積盆地的發(fā)生、發(fā)展和沉積作用過程才會有較全面的認識和更深刻的理解。

1 區(qū)域地質概況

圖1 孔南地區(qū)構造帶劃分

孔南地區(qū)在區(qū)域構造上，位于黃驊坳陷南部地區(qū)，北以羊三木潛山構造帶為界，南到吳橋凹陷，西以滄東斷層為界，東以埕西斷層為界(圖1)。鉆井資料揭示，孔南地區(qū)及其鄰區(qū)發(fā)育古生界、中生界和新生界的孔店組、沙河街組、東營組、館陶組、明化鎮(zhèn)組及平原組等地層(表1)(大港油田石油地質編輯 委員會，1991;李大偉，2006)。

表1 黃驊坳陷古近系地層簡表

黃驊坳陷孔店組地層主要分布于孔南地區(qū)，孔店組自下而上由“紅”、“黑”、“紅”，“粗”、“細”、“粗”3個巖性段組成，顯示為一個較完整的近對稱型旋回，自下而上分別被劃分為孔三段、孔二段及孔一段。盆地內(nèi)次級凸起、凹陷相間分布，構造復雜，導致孔店組地層厚度變化極大。

2 孔店期古構造單元恢復

本次將在詳細掌握孔南地區(qū)殘留地層空間展布的基礎上，對原始地層范圍進行半定量的復原，并按孔三段沉積期、孔二段沉積期、孔一段下亞段沉積期和孔一段上亞段沉積期4個時期，分析孔店期各個階段盆地內(nèi)凸起、凹陷等古構造單元的展布特征。

2．1 孔三段沉積期古構造單元恢復

在地震剖面上，殘留的孔二段和孔三段地層限制在滄東斷層和徐西斷層之間，在地層整體上呈平行、亞平行的層序結構，厚度橫向變化較小。在盆地北部，孔三段地層具有西厚東薄的特征(圖2、圖3)，反映了當時西斷東超的盆地特征。此外，由于東部殘留地層邊界被徐西斷層后期切割(顏照坤，2011)，因此要將北部盆地的孔三段地層向東延伸，以恢復當時的盆地沉積邊界，進而恢復孔三段沉積期的古構造單元。在盆地南部，孔三段地層具有中間厚、兩邊薄的特征(圖4)，反映了當時為坳陷型盆地，未受斷層控制，并且東部殘留地層邊界也被徐西斷層后期切割(顏照坤，2011)，因此要將南部盆地的孔三段地層向東延伸，以恢復當時的盆地沉積邊界，進而恢復孔三段沉積期的古構造單元。在恢復古沉積邊界的過程中，主要考慮現(xiàn)今殘留地層被斷層切割出的厚度變化，基本原理為：在盆地緩坡一側(無控盆斷層一側)沉積地層厚度逐漸減薄，直至尖滅。

根據(jù)鉆孔資料和地震資料，孔三段沉積期沉積的孔三段地層南部邊緣大致在東光—龍譚莊一線尖滅，北部邊緣大致在沈清莊—羊二莊一線以南。

根據(jù)孔三段沉積期構造單元恢復圖可以看出，孔三段沉積期孔南地區(qū)北部滄東凹陷和南部南皮凹陷的盆地特征明顯不同，滄東凹陷為典型的西斷東超型半地塹盆地，而南皮凹陷為碟狀坳陷盆地，中間被近東西向的王官屯低凸起分割(圖5)。南部與北部盆地具有明顯的差異性?？兹纬练e期孔店南部地區(qū)主要構造單元及構造特征如表2所示。

圖2 測線Inline 3392孔店組三級層序盆地結構分析

2．2 孔二段沉積期古構造單元恢復

在地震剖面上，孔二段沉積期的殘留地層被限制在滄東斷層和徐西斷層之間，殘留地層分布范圍與孔三段大致相當。而根據(jù)上文對孔三段沉積邊界的恢復方法，對孔二段地層沉積邊界進行了恢復，可以看出孔二段沉積期原始盆地沉積范圍較大，特別是向東，有較大延伸，延伸至徐楊橋—孟村一線以東地區(qū)(圖6)。

根據(jù)孔二段沉積期構造單元恢復圖可以看出，孔二段沉積期孔店南部地區(qū)北部滄東凹陷和南部南皮凹陷的被舍女寺次凸和王官屯低凸起分割為南北兩部分(圖6)。南、北部盆地特征仍然具有明顯的差異性，北部部滄東凹陷仍為半地塹盆地，但盆地較孔三期復雜，向東衍生出一個小的常莊凹陷，南部的南皮凹陷仍為較簡單的碟狀坳陷盆地。

與孔三段沉積期相比，主要差異是盆地范圍有較大擴張，盆地內(nèi)部構造單元更為復雜?？锥纬练e期孔店南部地區(qū)主要構造單元及構造特征如表3所示。

2．3 孔一段下亞段沉積期古構造單元恢復

在地震剖面上的孔一段下亞段的地層厚度橫向變化明顯，在孔店凸起(孔店潛山構造帶)兩側呈楔形結構，在王官屯以南呈亞平行層序結構，殘留地層分布范圍與孔二段和孔三段大致相當(圖2、圖 3、圖 4)。

圖3 測線Inline 2240孔店組三級層序盆地結構分析

表2 孔三段沉積期構造單元劃分及構造特征

表3 孔二段沉積期構造單元劃分及構造特征

圖4 測線Inline 1600孔店組三級層序盆地結構分析

盆地北部原始沉積邊界被限制在滄東斷層和徐西斷層之間，凹陷發(fā)育在盆地兩邊，中央北孔店低凸起和王官屯低凸起分割，西側發(fā)育一個受滄東斷層控制的滄東凹陷，東側發(fā)育兩個受徐西斷層控制的凹陷，分別為常莊凹陷和小集凹陷。

盆地南部的南皮凹陷由幾個次級凹陷組成，地層整體上具有西厚東薄的特征，西側受滄東斷層控制，東側徐西斷層尚未活動，為半地塹盆地。

孔一段下亞段沉積期孔店南部地區(qū)主要構造單元及構造特征如表4所示。

2．4 孔一段上亞段沉積期古構造單元恢復

在地震剖面上的孔一段上亞段的地層厚度橫向變化明顯，在孔店凸起兩側呈楔形結構，在王官屯以南呈亞平行層序結構，殘留地層分布范圍與孔二段和孔三段大致相當(圖2、圖3、圖4)。

盆地北部原始沉積邊界被限制在滄東斷層和徐西斷層之間，凹陷發(fā)育在盆地兩邊，中央北孔店低凸起和王官屯低凸起分割，西側發(fā)育一個受滄東斷層控制的滄東凹陷，東側發(fā)育兩個受徐西斷層控制的凹陷，分別為常莊凹陷和小集凹陷(圖8)。

盆地南部的南皮凹陷由幾個次級凹陷組成，被限制在滄東斷層和徐西斷層之間。

孔一段上亞段沉積期孔店南部地區(qū)主要構造單元及構造特征如表5所示。

3 結語

通過上文對孔店組4個沉積階段盆地古構造單元的恢復，可以初步獲得各個階段的盆地基本特征，并獲知孔店期盆地的演化特征。

(1)研究區(qū)以舍女寺次凸起和王官屯低凸起一線為界，盆地南北部的古構造單元具有明顯的差異性，整體上盆地北部構造單元更為多樣、演化過程更為復雜，盆地南部則相對較為簡單。

表4 孔一段下亞段沉積期構造單元劃分及構造特征

表5 孔一段上亞段沉積期構造單元劃分及構造特征

(2)研究區(qū)北部由西斷東超型的單斷式盆地(孔三段沉積期)逐漸向多個次凹、次凸起相間分布的多凹型單斷式盆地(孔二段沉積期)過渡，并最終發(fā)展為被兩個斷層夾持的雙斷式盆地，并且盆地具有兩凹夾一凸的結構特征(孔一段沉積期)。

(3)研究區(qū)南部由前期簡單的碟狀坳陷型盆地(孔三段、孔二段沉積期)，逐漸過渡到西斷東超型的單斷式盆地(孔一段下亞段沉積期)，并最終發(fā)展為被兩個斷層夾持的雙斷式盆地。

(4)通過以上對古構造單元及其盆地演化過程的分析，可獲得盆地各個邊界的演化特征為：①盆地南北部邊緣均為緩坡型邊界，孔店凸起的構造演化過程控制了盆地北部邊界的演化，并影響來自北部的物源;②盆地西部邊緣可分為南北兩部分，北段為滄東斷層控制的陡坡型盆地邊界，南段由孔三段和孔二段沉積期的緩坡型盆地邊界過渡到孔一段沉積期滄東斷層控制的陡坡型盆地邊界;③盆地東部邊緣也可分為南北兩部分，北段由孔三段和孔二段沉積期的緩坡型盆地邊界過渡到孔一段沉積期滄東斷層控制的陡坡型盆地邊界，而南段則由由孔三段、孔二段和孔一段下亞段沉積期的緩坡型盆地邊界過渡到孔一段上亞段沉積期滄東斷層控制的陡坡型盆地邊界。盆地邊界類型的確定將對該區(qū)物源體系、沉積體系、砂體展布等方面的研究具有重要的指導意義。

池英柳，趙文智．2000．渤海灣盆地新生代走滑構造與油氣聚集［J］．石油學報，21(2)：14 －20．

大港油田石油地質編輯委員會．1991．中國石油地質志：卷四［M］．北京：石油工業(yè)出版社．

高戰(zhàn)武，徐杰．2000，華北滄東斷裂的構造特征［J］．地震地質，22(4)：395 －404．

陸克政，漆家福，戴俊生，等．1997．渤海灣新生代含油氣盆地構造模式［M］．北京：地質出版社．

李大偉．2006．新構造運動與黃驊坳陷油氣成藏［M］．武漢：中國地質大學出版社．

漆家福，陳發(fā)景．1995．渤海灣新生代裂陷盆地的伸展模式及其動力學過程［J］．石油實驗地質，17(4)：316－323．

顏照坤，段潤梅，李勇，等．2011．黃驊坳陷孔南地區(qū)孔店期徐西斷層構造活動規(guī)律研究——來自沉積響應的證據(jù)［J］．地質學刊，35(1)：1 －10．

CHRISTIE-BLICK N，BIDDLE K T．1985．Deformation and basin formation along strike-slip faults［C］//Strike-slip Deformation and Basin Formation．Tulsa，Oklahoma：SEPM，Special Publication 37：1 －34．

VAIL P R，BOWMAN S A，EISNER P N，et al．1991．The stratigraphic signatures of tectonics，eustasy and sedimentology—An overview［M］//EINSEL E．Cycles and Events in Stratigraphy．Berlin：Springer-Verlag，617 －659．

On recovery and evolution characteristics of ancient tectonic units of continental faulted basin in Kongdian period of South Kongdian in Huanghua depression

YAN Zhao-Kun1，LI Yong1，HAN Bing2，QIU Dong-zhou3，XIAO Dun-qing4，PU Xiu-gang4，LIU Zi-cang4，YUAN Shu-qin4，LI Fen-sheng1，QIAN Geng1

(1．State Key Lab of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China;2．Scientific Development Strategic Research Institute，Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou 510000，China;3．Chengdu Institute of Geology and mineral resources，Chengdu 610081，China;4．Dagang Oilfield Exploration and Development Institute，PetroChina，Tianjin 300280，China)

Based on the borehole data，seismic data and the preliminary restoration of the strata thickness of Kongdian Formation，the authors identified the space distribution characteristics of the raised and depressed tectonic units in Kongdian period during its four basin stages，restored the ancient tectonic units in the various stages of the continental faulted basin，obtained the evolutionary process of the basins in Kongdian period：the ancient tectonic units，in the south and north of basin，were of obvious differences，on the whole，the geotectonic elements were more various and the evolutionary process was more complex in the north basin，and the mono-faulted basin evolved into“double-faulted”basin and“double layer structure”basin;it was less complicated in south basin，and compression depression basin developed into the mono-faulted first，and then into“double-faulted”basin．

Kongdian Formation;Recovery of ancient tectonic units;Continental faulted basin;Huanghua depression;Tianjin

P542+．31;TE121．3

A

1674－3636(2011)04－0358－08

10．3969/j．issn．1674-3636．2011．04．358

2011－07－27;編輯：陸李萍

國家自然科學基金項目(40972083、49803013、40372084、40841010)，中國石油大港油田分公司重點研究項目資助

顏照坤(1983—)，男，博士研究生，含油氣沉積盆地分析專業(yè)，E-mail：yzk517@163．com