蘇北盆地金湖高郵凹陷構(gòu)造樣式探討

戴祉平 （中石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇揚州225009）

漆家福 （中國石油大學(xué)（北京）資源與信息學(xué)院，北京102249）

蘇北盆地金湖高郵凹陷構(gòu)造樣式探討

戴祉平 （中石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇揚州225009）

漆家福 （中國石油大學(xué)（北京）資源與信息學(xué)院，北京102249）

根據(jù)二維、三維地震剖面構(gòu)造解釋成果，主要考慮斷層的斷距、斷層切割的地層等因素綜合分析，可把蘇北盆地斷層分為基底卷入型主干斷層、基底卷入型次級斷層和蓋層滑脫（尖滅）型斷層等3類。不同構(gòu)造位置的變形樣式不同，依據(jù)斷層組合關(guān)系，將綜合展現(xiàn)蘇北盆地構(gòu)造特征的金湖－高郵凹陷構(gòu)造樣式劃分為地臺基底卷入鏟式正斷層扇、正斷層斷階帶等10種類型。

蘇北盆地；金湖－高郵凹陷；構(gòu)造樣式

蘇北盆地是指蘇北－南黃海盆地的陸上部分，位于江蘇省長江以北地區(qū)，面積約為3.5×104km2。盆地北以魯蘇隆起－濱海隆起相連接、南以張八嶺隆起－蘇南隆起相連、西抵郯廬斷裂、東臨黃海，是發(fā)育在下?lián)P子活化地臺之上的中－新生界陸相盆地。盆地內(nèi)斷層極為發(fā)育，油氣藏具有“小、碎、貧、散”的特征［1］。金湖－高郵凹陷是蘇北盆地的主要富油凹陷，經(jīng)過30多年的勘探，已發(fā)現(xiàn)油田35個，探明石油地質(zhì)儲量約2×108t。金湖－高郵凹陷的油藏以斷鼻、斷塊型構(gòu)造油藏為主，摸清斷裂發(fā)育特征及構(gòu)造樣式，對研究區(qū)油氣勘探具有十分重要的意義。

1 斷層類型及其基本特征

斷層分類描述是認(rèn)識斷層特征的重要途徑［2～9］。蘇北盆地中的斷層主要表現(xiàn)出正斷層位移特征。構(gòu)成凹陷邊界及凹陷內(nèi)部的主干斷層以NE走向為主，凹陷內(nèi)部的次級斷層可表現(xiàn)為NE向、NEE向－近EW向，亦有部分NW向斷層。蘇北盆地金湖－高郵凹陷內(nèi)部的斷層在構(gòu)造尺度上的差異很明顯，可以按照斷層延伸長度、位移以及對構(gòu)造單元的控制作用分為不同的級次，例如前人將楊村斷層、六合斷層、江都－吳堡斷層（真武斷層、吳堡斷層）、海安－南港斷層等作為蘇北盆地南部邊界斷層，并劃分出盆地內(nèi)部構(gòu)造單元之間的分界斷層［2］。事實上，蘇北盆地在晚白堊世－新生代構(gòu)造演化過程中并沒有明確的斷裂邊界，單純從斷層尺度以及與構(gòu)造單元的關(guān)系上劃分?jǐn)鄬蛹壌尾粌H有一定的難度，并且可能導(dǎo)致在斷層與盆地構(gòu)造關(guān)系上的誤解。因此根據(jù)二維、三維地震剖面構(gòu)造解釋成果，主要考慮斷層的斷距、斷層切割的地層等因素，筆者將蘇北盆地斷層劃分為基底卷入型主干斷層、基底卷入型次級斷層和蓋層滑脫（尖滅）型斷層等3種主要類型。

1.1 基底卷入型主干斷層

基底卷入型主干斷層延伸長度大，一般有數(shù)十公里，垂直位移也較大，切割地層包括盆地基底及沉積蓋層的泰州組、阜寧組、戴南組和三垛組等，造成盆地基底面（泰州組底面）的垂直落差在千米以上，多成為凹陷和凹陷內(nèi)部次凹的邊界斷層，常由幾條產(chǎn)狀相近的斷層構(gòu)成斷裂帶。

蘇北盆地中的基底卷入型主干斷層對于晚白堊世－古近紀(jì)伸展盆地而言屬于主干正斷層，但是它們多數(shù)是利用印支－燕山期區(qū)域性逆沖斷層面發(fā)生反轉(zhuǎn)位移，從斷層在盆地基底中位移角度看，也可以定義為反轉(zhuǎn)逆斷層，或負(fù)反轉(zhuǎn)斷層。這些斷層大多是NE向走向，向NW傾斜，向深部延伸多數(shù)是在地臺基底頂面或結(jié)晶－變質(zhì)基底巖系中拆離滑脫，其主滑脫面甚至可能達(dá)到中地殼層次中。延伸后收斂于主滑脫面上，構(gòu)成區(qū)域尺度甚至地殼尺度的連鎖斷層系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在印支運動、燕山運動中主要表現(xiàn)為收縮構(gòu)造變形，在晚白堊世－古近紀(jì)時期主要表現(xiàn)為伸展構(gòu)造變形，并控制了蘇北盆地的構(gòu)造格局的形成和演化。

從斷層活動性上看，這類斷層多數(shù)屬于長期活動的斷層。但是不同時期的斷層位移性質(zhì)有一定的差異。在印支－燕山期這些斷層主要為逆沖斷層位移，在白堊紀(jì)主要為伸展位移，在古新世以繼承性伸展位移為主，在始新世（戴南組、三垛組沉積時期）則具有走滑正斷層位移特征。從蘇北盆地晚白堊世－新生代盆地演化角度看，基底卷入型主干斷層屬于“繼承性伸展斷層”，對盆地不同時期的構(gòu)造變形和沉積作用都有不同程度的影響。

1.2 基底卷入型次級斷層

與主干斷層相比，基底卷入型次級斷層延伸長度較小，一般在20km以內(nèi)，垂直位移也小，向下切割盆地基底面的斷層落差普遍在千米以內(nèi)，向上切割地層主要為沉積蓋層的泰州組、阜寧組。

基底卷入型次級斷層單條斷層的斷距雖較小，但是分布密度較大。斷層以NE向、NEE向走向為主，亦有部分NW向斷層，主要發(fā)育在基底卷入型主干斷層上盤斷塊中，與主干斷層同向或反向傾斜，常成片出現(xiàn)。但是在不同構(gòu)造部位的產(chǎn)狀特征有所差異。在凹陷邊界的主干斷層附近發(fā)育的次級斷層可以直接與主干斷層相交，離主干斷層稍遠(yuǎn)的構(gòu)造部位發(fā)育的次級斷層也往往與盆地基底面的變形相關(guān)，而且在同一構(gòu)造位置的次級斷層產(chǎn)狀相近、構(gòu)成多米諾斷層組，或彼此傾向相反相互切割、限制，構(gòu)成共軛斷層系。

從被切割的泰州組、阜寧組沉積層序結(jié)構(gòu)上看，這類斷層似乎并不表明它們是泰州組、阜寧組沉積時期的生長斷層，而且部分?jǐn)鄬用黠@被戴南組下伏不整合面覆蓋，表明它們主要是在吳堡運動中形成的，并且在后續(xù)的盆地演化過程中基本停止了活動。因此，從蘇北盆地晚白堊世－新生代盆地演化角度看，基底卷入型次級斷層多屬于“早衰型伸展斷層”。

斷層向下可以切割到盆地的基底，但是從斷層較小的位移這一基本特征推測它們多數(shù)可能是在盆地基底的地臺蓋層內(nèi)部尖滅或滑脫，只有少數(shù)斷層可能會直接切割到地臺基底，直接與宏觀上區(qū)域尺度的連鎖斷層系統(tǒng)連接在一起。從卷入斷層變形的基底性質(zhì)來論，基底卷入型次級斷層與基底卷入型主干斷層有明顯的差異，也可稱為沉積基底卷入型斷層。

1.3 蓋層滑脫（尖滅）型斷層

蓋層滑脫（尖滅）型斷層主要形成于戴南組、三垛組沉積時期，具同生斷層性質(zhì)，從蘇北盆地晚白堊世－新生代盆地演化角度看，這類斷層多屬于“同斷陷期伸展斷層”。斷距短小，切割地層主要是沉積蓋層。向上切割戴南組、三垛組，向下切割至泰州組、阜寧組，并多在其中滑脫或尖滅，少量可切割到盆地基底。

該類斷層亦有廣泛分布，斷層產(chǎn)狀與基底卷入斷層有一定的差異，包括NE向和NEE向－近EW向2組。在戴南組、三垛組斷陷的斜坡上發(fā)育的蓋層滑脫（尖滅）型斷層，以反向斷層為主，在凹陷中央及低凸起頂部則可以同時發(fā)育同向斷層和反向斷層，并構(gòu)成“X”型、“V”型和“A”型斷層組合。

2 蘇北盆地金湖－高郵凹陷構(gòu)造樣式

蘇北盆地的構(gòu)造變形主要是斷裂，依據(jù)斷層組合關(guān)系，將綜合展現(xiàn)蘇北盆地總體構(gòu)造特征的金湖－高郵凹陷構(gòu)造樣式劃分為10種，圖1表示了不同構(gòu)造樣式的特征。雖然構(gòu)造樣式本身只是構(gòu)造要素的空間形態(tài)特征，但是不同樣式的構(gòu)造變形包含有不同的運動學(xué)和動力學(xué)意義。

樣式Ⅰ和樣式Ⅱ是地臺基底卷入的主干邊界斷裂帶形成的構(gòu)造變形樣式。斷裂帶可能有多條斷層構(gòu)成，這些斷層多表現(xiàn)為同向傾斜，向深層延伸可以收斂到一條主干斷層面上構(gòu)成鏟式正斷層扇（樣式Ⅰ）；也可以彼此以軟連接方式組合在一起，部分?jǐn)鄬酉蛏顚游灰茰p小并在地臺基底尖滅，只有主斷層與深層拆離斷層連鎖在一起（樣式Ⅱ）。在平面構(gòu)造圖中，主干邊界斷裂帶可以是多條基底卷入斷層交織在一起構(gòu)成復(fù)雜的斷裂帶，也可以是產(chǎn)狀相同的幾條斷層平行延伸構(gòu)成斷階帶，或有一條主干斷層在其尾部和旁側(cè)發(fā)育若干斜向的分支斷層構(gòu)成的帚狀斷層組。多條基底卷入斷層之間為軟連接，斷裂帶寬度一般相對較大，單條斷層之間的位移沿走向可以發(fā)生變化，彼此之間位移相互消長。

圖1 蘇北盆地金湖－高郵凹陷主要構(gòu)造樣式特征及剖面示意圖

樣式Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是地臺沉積蓋層卷入的伸展構(gòu)造變形樣式。這類構(gòu)造變形的共同特點是盆地蓋層中的斷層向下僅切割到地臺沉積地層中，向上多數(shù)僅切割盆地蓋層的下部構(gòu)造層（即泰州組、阜寧組），因此單條斷層垂直落差較小，但往往密集分布在同一構(gòu)造區(qū)帶。樣式Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ中的單條斷層在幾何形態(tài)上可以表現(xiàn)為“平面式”和“鏟式”2種，在運動學(xué)特征上表現(xiàn)為“非旋轉(zhuǎn)的”和“旋轉(zhuǎn)的”正斷層2類。地臺沉積蓋層卷入的正斷層彼此間產(chǎn)狀基本相同或共軛出現(xiàn)，在剖面上可構(gòu)成“X”型、“V”型、“A”型、“W”型、“Y”型等不同形式的組合，樣式Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ只是有代表性的幾種構(gòu)造變形樣式。

樣式Ⅶ、Ⅷ是地臺沉積蓋層滑脫（尖滅）的伸展構(gòu)造變形樣式。這類構(gòu)造變形的共同特點是正斷層主要發(fā)育在盆地蓋層內(nèi)部，向下切割至盆地蓋層的下部構(gòu)造層中滑脫或尖滅，在盆地蓋層的中部構(gòu)造層（即戴南組、三垛組）中表現(xiàn)為同沉積斷層特征，并可以一直切割到上部構(gòu)造層（鹽城組和東臺組）中。同樣地，蓋層正斷層單條斷層垂直落差較小，在剖面上可構(gòu)成“X”型、“V”型、“A”型、“W”型、“Y”型等不同形式的組合，但不像地臺沉積蓋層卷入的正斷層那樣密集分布。

樣式Ⅸ、Ⅹ是構(gòu)造變換帶的構(gòu)造變形樣式。其中樣式Ⅸ是具有變換斷層的構(gòu)造變形樣式，例如銅城斷裂帶。沿斷裂帶在剖面上可以發(fā)育局部的逆斷層，總體上構(gòu)成花狀構(gòu)造樣式。樣式Ⅹ是盆地蓋層中不發(fā)育變換斷層的構(gòu)造變換帶，剖面樣式類似地臺蓋層卷入旋轉(zhuǎn)共軛正斷層系（樣式Ⅳ），但是剖面上的正斷層在平面上是斜列的辮狀交織在一起，并且發(fā)育在寬緩的橫向或斜向背斜背景上。

3 結(jié) 論

1）蘇北盆地基底卷入型主干斷層、基底卷入型次級斷層和蓋層滑脫（尖滅）型斷層等3類主要斷層在其斷距、斷層切割的地層等方面有其不同的特征。

2）基底卷入型主干斷層多數(shù)是利用印支－燕山期區(qū)域性逆沖斷層面發(fā)生反轉(zhuǎn)位移的NE－NNE向斷層，是控制始新世（戴南組、三垛組沉積時期）斷陷的凹陷或次凹邊界斷層，并與其附近的基底次級斷層、蓋層斷層一起構(gòu)成對蘇北盆地構(gòu)造變形有重要影響的相對獨立伸展斷裂系統(tǒng)。

3）地臺基底卷入鏟式正斷層扇和正斷層斷階帶、地臺蓋層卷入非旋轉(zhuǎn)共軛正斷層系、盆地蓋層滑脫（尖滅）正斷層斷階帶和共軛正斷層系、地臺基底卷入走滑斷裂帶（變換斷層）等10種基本構(gòu)造樣式，綜合了蘇北盆地金湖－高郵凹陷斷層組合關(guān)系，反映了不同構(gòu)造位置變形樣式不同，包含了不同的運動學(xué)和動力學(xué)意義。

［1］錢基.蘇北盆地油氣田的形成與分布特征［J］.石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2000，24（4）：21～25.

［2］翟光明.中國石油地質(zhì)志（卷八）［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1992.

［3］李亞輝，徐健.高郵凹陷構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控油機制研究與實踐［J］.石油天然氣學(xué)報，2006，28（5）：21～23.

［4］陳安定.蘇北箕狀斷陷形成的動力學(xué)機制［J］.高校地質(zhì)學(xué)報，2001，7（4）：408～418.

［5］劉玉瑞，劉啟東，楊小蘭.蘇北盆地走滑斷層特征與油氣聚集關(guān)系［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2004，25（3）：279～293.

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［7］漆家福，陳發(fā)景.下遼河－遼東灣新生代裂陷盆地的構(gòu)造解析［M］.北京：地質(zhì)出版社，1995.

［8］漆家福，夏義平，楊橋.油區(qū)構(gòu)造解析［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2006.

［9］張雅君.蘇北盆地高郵凹陷復(fù)雜構(gòu)造帶地震解釋方法研究［D］.東營：中國石油大學(xué)（華東），2009.

［編輯］ 宋換新

13 The Structural Styles of Jinhu－Gaoyou Depression in Subei Basin

DAI Zhi－ping，QI Jia－fu

（First Authors Address：Research Institute of Geosciences，Jiangsu Oilfield Company，SINOPEC，Yangzhou 225000，Jiangsu，China）

Fault throw and horizon were involved in systematical analysis on the basis of 2Dor 3Dseismic interpretation results，the faults in Subei Basin were roughly divided into basement－involved main faults，basement－involved secondary faults and capping－sliding or pinch－out faults.Jinhu－Gaoyou Depression is two inclined column sedimentary depressions in Northern Jiangsu Basin.And there are different deformation types in different structural positions，which could be divided into ten basic structural styles such as platform basement involved listric normal fault fan，normal fault terrace zone and so on.

Subei Basin；Jinhu－Gaoyou Depression；structural style

book=303,ebook=303

TE121.2

A

1000－9752（2012）06－0013－04

2012－02－29

戴祉平（1956－），男，1980年南京地質(zhì)學(xué)校畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事油田科技管理和油氣勘探工作。