斷陷湖盆斜坡構(gòu)造類型及特征——以歧口凹陷為例

肖敦清，盧 異，付立新，成洪文，張志攀

（中國(guó)石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津300280）

斜坡構(gòu)造是含油氣盆地中一類非常重要的構(gòu)造單元，位于隆起到凹陷間，是盆緣、盆內(nèi)砂體堆積的主要地帶，也是大型巖性地層圈閉形成與分布的主要場(chǎng)所［1-2］。因其緊靠生油氣凹陷，處于油氣運(yùn)移的指向區(qū)，所以斜坡區(qū)成為斷陷湖盆油氣規(guī)模聚集的有利構(gòu)造單元，斜坡構(gòu)造帶的勘探也成為當(dāng)下巖性油氣藏勘探的主要領(lǐng)域，也是繼“復(fù)式油氣聚集帶”之后各油田繼續(xù)實(shí)現(xiàn)勘探突破與規(guī)模增儲(chǔ)的有利勘探區(qū)帶。近年隨著地層巖性油氣藏勘探的的深入，對(duì)斜坡構(gòu)造帶的研究也越來(lái)越受到重視［3-7］。

斷陷湖盆作為我國(guó)東部中新生代含油氣盆地的典型類型，斜坡發(fā)育是其主要特色。然而，由于斜坡區(qū)油氣成藏要素、油氣分布特點(diǎn)與潛山構(gòu)造帶、斷裂構(gòu)造帶有本質(zhì)區(qū)別，傳統(tǒng)的以正向構(gòu)造單元為主的研究思路已不能滿足歧口凹陷斜坡區(qū)油氣勘探研究的需求，深化斜坡區(qū)形成機(jī)制、斜坡區(qū)分布規(guī)律及其構(gòu)造控砂、控藏規(guī)律等方面的研究已成為目前斷陷盆地構(gòu)造研究急需攻關(guān)的技術(shù)難題之一。本文以歧口凹陷為例，提出以斜坡區(qū)為主線的富油氣凹陷斜坡構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨把芯糠桨?，以期有效地指?dǎo)富油氣凹陷區(qū)巖性地層油氣藏勘探工作，為其它類似凹陷（斷陷湖盆）的研究提供借鑒。

1 斜坡構(gòu)造形成控制因素

歧口凹陷屬于古近紀(jì)以來(lái)形成的新生代陸內(nèi)伸展盆地，是由1個(gè)主凹4個(gè)次凹組成的多凹盆地，呈北東走向，以伸展構(gòu)造為主［8-10］。受歧口主凹持續(xù)、強(qiáng)烈沉降的影響，歧口凹陷各次凹向凹陷中心傾伏，形成大面積分布的斜坡區(qū)，造成歧口凹陷凸起面積小、次凹多、斜坡廣泛分布的地質(zhì)特點(diǎn)，凹陷結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征與典型裂陷盆地形成鮮明的對(duì)比。歧口凹陷發(fā)育的多種類型斜坡構(gòu)造在東部斷陷湖盆具有較典型的代表性。

歧口凹陷斜坡區(qū)的形成與分布，與凹陷發(fā)育過(guò)程中基底差異沉降以及繼承性大斷裂活動(dòng)有密切的聯(lián)系，兩大主控因素共同影響斜坡構(gòu)造發(fā)育。

1.1 凸（?。┢鹋c凹陷之間基底差異沉降活動(dòng)是大型斜坡構(gòu)造形成的關(guān)鍵

相對(duì)于主、次凹持續(xù)沉降活動(dòng)，歧口凹陷周緣凸（隆）起緩慢抬升，兩者之間形成傾向凹陷中心的大型寬緩斜坡區(qū)（圖1a）?；撞町惓两颠^(guò)程中，沉降速率的變化對(duì)斜坡古地貌、產(chǎn)狀、規(guī)模以及結(jié)構(gòu)均產(chǎn)生決定性的影響。在空間上，沉降速率波狀變化控制斜坡產(chǎn)狀和坡折帶發(fā)育，沉降突變段對(duì)應(yīng)坡折構(gòu)造；在時(shí)間上，沉降速率韻律性變化同樣影響斜坡構(gòu)造在不同階段的產(chǎn)狀，沉降速率加快期間往往形成較陡的古地貌斜坡，而在沉降速率緩慢階段，則易于形成相對(duì)寬緩的斜坡構(gòu)造。此外，盆緣隆起規(guī)模決定斜坡的規(guī)模，凸（?。┢鹋c凹陷中心之間的距離及相對(duì)高差控制斜坡構(gòu)造的長(zhǎng)度與陡緩。

1.2 大斷裂活動(dòng)導(dǎo)致斷塊翹傾掀斜與差異升降是斷控斜坡發(fā)育的關(guān)鍵

歧口凹陷古近紀(jì)斷控作用明顯。在正斷層伸展過(guò)程中，下降盤一側(cè)斷塊常常發(fā)生旋轉(zhuǎn)掀斜作用（或者階狀斷陷作用），影響蓋層構(gòu)造變形，進(jìn)而形成斷控斜坡（圖1b），其結(jié)構(gòu)、陡緩變化受斷裂活動(dòng)強(qiáng)度及其變化控制，斷裂活動(dòng)強(qiáng)，控制的斜坡構(gòu)造陡，反之則緩；斷層落差沿走向常常發(fā)生變化，控制下降盤基底撓曲變形，影響斜坡坡折結(jié)構(gòu)。

圖1 斜坡構(gòu)造形成模式

2 斜坡構(gòu)造類型

趙紅星等將斜坡帶按照構(gòu)造特點(diǎn)劃分為單斜式、斷階式和雙元式；按照地層沉積特點(diǎn)劃分為繼承型、多期型和反轉(zhuǎn)型［11-13］。金之鈞等，根據(jù)斜坡帶的形成和演化特點(diǎn)，將塔里木盆地古生界斜坡帶劃分為3 類，即同沉積古斜坡、構(gòu)造斜坡和疊合斜坡［14］。針對(duì)斜坡構(gòu)造單元?jiǎng)澐?，前人已做過(guò)一些工作［6］，筆者結(jié)合對(duì)歧口凹陷盆地演化的研究，總結(jié)各斜坡形成的機(jī)制，認(rèn)為斷陷湖盆的斜坡構(gòu)造可分為兩大類：一類在盆地形成初期即形成，后期未經(jīng)過(guò)構(gòu)造強(qiáng)烈改造，斜坡傾向未發(fā)生明顯變化，可稱之為同沉積型斜坡；另一類早期形成的斜坡在后期構(gòu)造強(qiáng)烈改造后，斜坡傾向發(fā)生明顯反轉(zhuǎn)，稱之為構(gòu)造反轉(zhuǎn)型斜坡，該類斜坡在歧口凹陷不發(fā)育，僅在北塘地區(qū)局部發(fā)育，本文不再論述，僅對(duì)同沉積型斜坡做描述。

斜坡構(gòu)造分類主要考慮構(gòu)造背景、變形特點(diǎn)以及沉積充填結(jié)構(gòu)［13-16］。本文根據(jù)歧口凹陷斜坡結(jié)構(gòu)形態(tài)、坡折帶發(fā)育控制因素將歧口凹陷的斜坡分為4種類型（圖2）：階狀斷裂斜坡、多階撓曲斜坡、簡(jiǎn)單斜坡及旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡。

階狀斷裂斜坡：發(fā)育在盆緣隆起向主凹傾伏的大型緩坡背景上，既受差異沉降控制，又疊加了基底斷層的影響。在伸展及重力作用下，沿基底斜坡形成平行于斜坡走向的順向階狀滑脫斷裂系，呈階狀結(jié)構(gòu)。該類斜坡規(guī)模較大，斷裂坡折帶發(fā)育，斷裂坡折帶產(chǎn)狀、規(guī)模受階狀斷層控制。斜坡高部位緊鄰隆起物源區(qū)，發(fā)育侵蝕坡折帶和侵蝕溝谷，是砂體輸送的主要通道。斷階坡坪區(qū)是砂體堆積的有利地區(qū)，同時(shí)斷階往往控制沉積相帶分異，自斜坡近源粗碎屑相帶向低斷階區(qū)變?yōu)檫h(yuǎn)源細(xì)粒沉積相帶。

多階撓曲斜坡：發(fā)育在周緣凸起經(jīng)次級(jí)凹陷向主凹傾伏的緩坡背景上，斜坡延伸長(zhǎng)度受凸起規(guī)模及其與凹陷之間的距離控制，寬度則受側(cè)向斷層限制。在斜坡構(gòu)造內(nèi)常常疊置垂直或斜交斜坡走向的基底斷裂，受基底不均勻差異沉降和側(cè)向斷層活動(dòng)影響，常常發(fā)育多個(gè)呈階狀展布產(chǎn)狀多變的撓曲坡折帶。高斜坡區(qū)產(chǎn)狀受凸起控制，中斜坡區(qū)產(chǎn)狀受次凹區(qū)差異沉降控制。多階撓曲坡折帶對(duì)沉積的控制作用有別于斷坡，由于疊置的斷層走向平行于斜坡傾向，因此斷控溝槽發(fā)育，并控制砂體輸送；撓曲坡折控制沉積相展布和砂體分布，尤其是中、低斜坡區(qū)砂體發(fā)育。

簡(jiǎn)單斜坡：發(fā)育在由隆起向凹陷傾伏的簡(jiǎn)單基底斜坡背景上，斜坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，坡折構(gòu)造不發(fā)育。斜坡的形成主要由基底差異沉降作用控制，高部位局部發(fā)育侵蝕坡折帶，該類斜坡緊鄰?fù)梗。┢?，由于坡折?gòu)造不發(fā)育，斜坡區(qū)地層分布及沉積相帶穩(wěn)定。砂體分布主要受湖盆水位高低影響，辮狀三角洲或?yàn)纬练e體系比較發(fā)育。

旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡：由于大型鏟式斷裂活動(dòng)，斷塊翹傾、掀斜形成半地塹次凹，通常在斷塊翹傾部分發(fā)育緩坡構(gòu)造，該類斜坡傾向隆起一側(cè)，將凹陷與翹傾隆起端的凸起構(gòu)造（或斷裂帶）相連。斜坡結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀主要與控盆基底斷層活動(dòng)強(qiáng)度、斷塊翹傾幅度有關(guān)，翹傾速率決定斜坡基底沉降幅度，控制斜坡陡緩及凸起區(qū)剝蝕，斷塊翹傾幅度橫向變化則可形成調(diào)節(jié)斷層，影響斜坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此類斜坡結(jié)構(gòu)通常相對(duì)比較簡(jiǎn)單，其凸起端在低水位期間可發(fā)育短而局限的侵蝕坡折帶，斜坡中、低部位可發(fā)育斷裂坡折帶。源自盆緣隆起一側(cè)的陡坡扇（或扇三角洲）砂體，向斜坡區(qū)上傾超覆易于形成巖性地層圈閉。

3 歧口凹陷斜坡構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨疤攸c(diǎn)

3.1 斜坡構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/h3>

圖2 斷陷湖盆同沉積斜坡類型

斜坡構(gòu)造的發(fā)育往往是多因素疊加影響的結(jié)果，在凹陷不同部位，影響作用有主次之分。歧口凹陷受西北斷、東南超凹陷結(jié)構(gòu)的影響［6］，在凹陷南部，斜坡區(qū)發(fā)育對(duì)周緣凸（?。┢鸹撞町惓两档囊蕾囮P(guān)系更加突出，斷裂作用次之，主要發(fā)育大型緩坡構(gòu)造；而在板橋斜坡區(qū)等凹陷西側(cè)，大型斜坡構(gòu)造的形成與滄東、茶淀等鏟式斷層翹傾活動(dòng)關(guān)系較為密切，相比之下凸（?。┢鸬淖饔么沃?，以發(fā)育斷控旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡為特點(diǎn)，斜坡產(chǎn)狀較陡。

在考慮斜坡區(qū)形成主控因素的基礎(chǔ)上，以古近系地層超覆線、剝蝕線、構(gòu)造脊線、次級(jí)凹陷沉降中心軸線及控坡斷層作為邊界，歧口凹陷區(qū)劃分為5大斜坡構(gòu)造區(qū)，由北往南依次為北塘斜坡區(qū)、板橋斜坡區(qū)、歧北斜坡區(qū)、歧南斜坡區(qū)和埕北斷坡區(qū)（圖3）。新劃分的斜坡區(qū)單元包含原斷鼻、斷裂構(gòu)造帶等正向構(gòu)造以及次凹的一部分，它有利于“整體研究、整體評(píng)價(jià)”巖性地層油氣圈閉。在以斜坡為主線的構(gòu)造單元?jiǎng)澐只A(chǔ)上開展沉積、成藏研究［15-16］，更能反映一個(gè)完整的油氣成藏系統(tǒng)。大多數(shù)情況下，一個(gè)完整的斜坡構(gòu)造涵蓋了油氣生成、運(yùn)移及聚集成藏的完整要素，一個(gè)斜坡構(gòu)造就是一個(gè)獨(dú)立的含油氣系統(tǒng)［17-20］。

3.2 典型斜坡類型及實(shí)例

3.2.1 多階撓曲斜坡——歧北斜坡區(qū)

歧北斜坡區(qū)是歧口凹陷南緣具有明顯三階坡折特征的典型多階撓曲斜坡，位于孔店-羊三木凸起與歧口主凹之間，是夾持于濱海斷裂系與南大港斷層之間的大型寬緩斜坡，斜坡區(qū)產(chǎn)狀NE 向傾伏，包含歧北次凹，沿控坡基底斷裂帶局部發(fā)育斷鼻構(gòu)造群，如濱海斷鼻、周清莊斷鼻等（圖3）。

歧北斜坡區(qū)是在孔店-羊三木凸起北翼基底差異沉降基礎(chǔ)上，受濱海及南大港正斷層掀斜改造而成的，兩條基底斷層控制著斜坡區(qū)的寬度；同時(shí)兩大斷裂古落差變化及基底沉降速率的突變，控制了區(qū)內(nèi)撓曲坡折帶的形成。利用撓曲坡折帶發(fā)育的“折”線，可將其細(xì)分為高、中、低斜坡區(qū)（圖4），其間發(fā)育近EW 走向的坡折構(gòu)造。高斜坡區(qū)與孔店-羊三木凸起之間為斷裂侵蝕坡折帶，高、中斜坡區(qū)之間發(fā)育近EW 向的撓曲坡折構(gòu)造，而中、低斜坡區(qū)之間被近NNW 向展布的水下低隆起分割。

圖3 歧口凹陷斜坡構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

圖4 歧北斜坡區(qū)沙三底界立體顯示及單元?jiǎng)澐?/p>

受斜坡區(qū)構(gòu)造發(fā)育由強(qiáng)變?nèi)醯挠绊?，歧北斜坡區(qū)控砂特點(diǎn)在沙三段、沙二段以及沙一段沉積期間各不相同。沙三段沉積期間，斜坡坡折發(fā)育，古地貌起伏最大，坡折控砂明顯，以扇三角洲體系、辮狀河三角洲-遠(yuǎn)岸水下扇體系為主，砂體分異強(qiáng)；沙二段沉積期，坡折控砂作用明顯減弱，沿中斜坡發(fā)育灘壩砂體；至沙一段-東營(yíng)組沉積期間，由構(gòu)造斜坡轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e斜坡，表現(xiàn)出在高位斜坡區(qū)以灘壩和靜水潮坪碳酸鹽巖分布為主，中位斜坡以遠(yuǎn)岸水下扇沉積為主［1，13］。

3.2.2 階狀斷裂斜坡——埕北斷坡區(qū)

埕北斷坡區(qū)位于埕寧隆起北翼，是在埕寧隆起向歧口主凹傾伏背景上，經(jīng)近EW 向順向斷裂改造而成的多階斷裂斜坡（圖5）。其北側(cè)以歧東斷裂為界與歧口主凹相接，西側(cè)以張北斷層為界與歧南次凹相隔，東側(cè)為沙南凹陷，內(nèi)部發(fā)育張東斷裂背斜、趙東斷鼻等。

圖5 埕北斷坡區(qū)沙三底界立體顯示及單元?jiǎng)澐?/p>

以羊二莊斷層為界，可將埕北斷坡區(qū)分為兩部分。南部為埕寧隆起背景上的大型侵蝕型緩坡——埕北高斜坡，區(qū)內(nèi)坡緩、層薄、斜坡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沙一段地層超覆在中、古生界之上，因隆起強(qiáng)烈抬升影響，斜坡區(qū)侵蝕溝槽發(fā)育，控制沙一段地層及砂體。在羊二莊斷層以北，受趙北、張東斷裂控制，呈現(xiàn)三個(gè)順向斷階構(gòu)造組合，形成埕北斷階帶，古近系地層發(fā)育齊全，以趙北、張東斷層為界可劃分為高、中、低三級(jí)斷階。

埕北斷坡區(qū)的形成總體受隆凹基底差異沉降和階狀斷層共同影響。在南側(cè)埕寧隆起持續(xù)隆升、北側(cè)歧口主凹強(qiáng)烈沉降過(guò)程中，受SN 向伸展應(yīng)力和垂向重力作用影響，形成一系列近EW 走向的順向滑脫基底斷層，最終形成階階下掉的復(fù)雜階狀斷裂斜坡。埕北斷坡發(fā)育多個(gè)斷裂坡折帶，其中順向基底斷層控制的斷裂坡折帶最為明顯，這些斷裂坡折規(guī)模、產(chǎn)狀受基底斷層落差控制。

埕北高斜坡區(qū)發(fā)育順坡侵蝕溝槽，溝槽與埕北斷裂斜坡區(qū)辮狀河三角洲砂體一一對(duì)應(yīng)，溝槽輸砂、斷坡控砂特征明顯，源自埕寧隆起的辮狀河三角洲及遠(yuǎn)岸水下扇砂體在埕北斷裂斜坡區(qū)大面積疊置分布，對(duì)大港埕海地區(qū)多類型圈閉形成以及油氣藏有序分布起重要的控制作用［1，13］。

3.2.3 旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡——板橋斜坡區(qū)

板橋斜坡區(qū)位于滄縣隆起東南側(cè)，是夾持于滄東斷裂和濱海斷裂系之間的大型旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡（圖6），斜坡區(qū)高部位包括港西潛山構(gòu)造、長(zhǎng)蘆潛山構(gòu)造，低部位包括板橋次凹、板橋斷鼻等。

板橋斜坡區(qū)的形成受滄東、濱海斷裂系活動(dòng)和港西凸起隆升共同控制，特別是滄東斷裂對(duì)斜坡構(gòu)造發(fā)育影響較大。古近紀(jì)以來(lái)，滄東斷層持續(xù)活動(dòng)，使其上盤斷塊旋轉(zhuǎn)翹傾，同時(shí)斜坡南部的港西凸起繼承性隆起，形成板橋斜坡區(qū)。板橋斜坡區(qū)以凹陷中心軸線為界劃分為陡坡區(qū)和緩坡區(qū)；其中緩坡區(qū)以大張坨斷層為界，又可劃分為板橋高斜坡帶和板橋低斜坡帶。

圖6 歧口凹陷板橋斜坡區(qū)地震地質(zhì)解釋剖面

板橋斜坡區(qū)于沙三段沉積早期開始發(fā)育，活動(dòng)持續(xù)至東營(yíng)組沉積末期。沙三時(shí)期，滄東斷裂與濱海斷裂系之間斷塊旋轉(zhuǎn)掀斜幅度最大，構(gòu)造沉降速率變化大，形成產(chǎn)狀較陡的斜坡構(gòu)造；沙一期，兩大基巖斷裂之間翹傾活動(dòng)繼承發(fā)育，但由于北部海河斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)的影響，板橋斜坡區(qū)北部差異沉降速率加快，斜坡北傾幅度加大，產(chǎn)狀進(jìn)一步變陡，同時(shí)受重力及伸展作用雙重影響，形成大張坨斷層，將斜坡分割為高、低斜坡兩個(gè)次級(jí)單元；至沙一段沉積晚期，板橋斜坡區(qū)定型。

板橋斜坡區(qū)傾向滄縣隆起物源區(qū)，控制滄縣隆起物源砂體輸送與沉積。在斜坡區(qū)，沙河街組扇三角洲前緣砂體向斜坡高部位超覆減薄，上傾尖滅巖性地層圈閉發(fā)育，有利于自生自儲(chǔ)或旁生側(cè)儲(chǔ)油氣藏的形成［1，13］。

4 結(jié)論

（1）斷陷盆地，受?。ㄍ梗┢鸬缴畎紖^(qū)基底差異沉降及控制盆地演化的深大斷裂活動(dòng)控制，發(fā)育多種類型的斜坡構(gòu)造，階狀斷裂斜坡、多階撓曲斜坡、簡(jiǎn)單斜坡及旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡是斷陷湖盆中最常見的幾種同沉積型斜坡。

（2）歧口凹陷受西北斷、東南超凹陷結(jié)構(gòu)的影響，其西北部發(fā)育斷控旋轉(zhuǎn)掀斜斜坡，斜坡產(chǎn)狀較陡；而在凹陷南部受隆起（凸起）基底差異沉降和基底斷裂改造影響，主要發(fā)育大型緩坡構(gòu)造。

（3）對(duì)斜坡構(gòu)造單元?jiǎng)澐种饕缘貙映簿€、剝蝕線、構(gòu)造脊線、次級(jí)凹陷沉降中心軸線及控坡斷層作為邊界，并應(yīng)考慮各單元對(duì)巖性圈閉研究的整體性。

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