南堡凹陷斷裂構(gòu)造解析及成盆機(jī)制

林玉龍

摘要：南堡凹陷是渤海灣盆地內(nèi)的一個(gè)三級負(fù)向構(gòu)造單元，屬于典型的新生代伸展背景下的斷陷盆地， 也是渤海盆地內(nèi)典型的富油氣凹陷之一。南堡凹陷內(nèi)斷裂發(fā)育密集，組合方式復(fù)雜，演化及成因機(jī)制 尚不明確，極大的制約著該區(qū)地質(zhì)認(rèn)識提高和油氣勘探的成功率。本文運(yùn)用油區(qū)構(gòu)造解析原理，在詳 盡地震資料解釋基礎(chǔ)之上對盆地內(nèi)部斷裂系統(tǒng)、構(gòu)造樣式、斷裂演化進(jìn)行研究，并對盆地成因機(jī)制進(jìn)行探討，這對該區(qū)地質(zhì)認(rèn)識的提高和油氣運(yùn)聚規(guī)律的明確具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵字：南堡凹陷；負(fù)向構(gòu)造；富油氣凹陷；斷裂演化

1引言

斷層是斷陷盆地內(nèi)最為主要的構(gòu)造要素，南堡凹陷內(nèi)斷層極其發(fā)育，根據(jù)斷層的形成期次、切割 深度、活動(dòng)強(qiáng)度，平面上主要發(fā)育NNE-NE、NEE-EW、NW三個(gè)優(yōu)勢走向，垂向劃分為上下兩套斷裂 系統(tǒng)：下部基底斷裂系統(tǒng)和上部蓋層斷裂系統(tǒng)。下部基底斷裂系統(tǒng)的斷層主要形成于始新世，平面走 向主要呈 NNE-NE 向，該套斷裂多切割沙三段底界面，部分?jǐn)鄬釉诤笃诔掷m(xù)活動(dòng)向上切割至新近系稱 之為主干基底斷層，如西南樁斷層，僅控沙河街組沉積分布并未向上延伸活動(dòng)的斷層成為次級基底斷層。上部蓋層斷裂系統(tǒng)在漸新統(tǒng)-新近系中發(fā)育，其平面走向主要呈 NEE-EW 向，少數(shù)呈 NW 走向，蓋層斷裂系統(tǒng)可劃分為主干蓋層斷層，即斷層向下延伸切割至沙一二段內(nèi)終止，少數(shù)錯(cuò)斷沙三段底界面，如高柳斷層；次級蓋層斷層是指發(fā)育與東營組和明化鎮(zhèn)組內(nèi)的斷層。各套地層內(nèi)部還有一系列的層內(nèi)調(diào)節(jié)斷層，這些斷層的形成是由于相鄰正斷層伸展量不均所引起的。

2南堡凹陷分析

南堡凹陷新生代構(gòu)造樣式主要受控于非旋轉(zhuǎn)平直型正斷層、旋轉(zhuǎn)平直型正斷層、鏟式正斷層和坡 坪式正斷層四類正斷層控制的斷層組合及地層變形。由于南堡凹陷新生代不同構(gòu)造期應(yīng)力場方向發(fā)生多次轉(zhuǎn)變，同一條正斷層兩盤在不同的構(gòu)造期表現(xiàn)為正向伸展變形、斜向伸展變形、走滑變形三類構(gòu)造作用，從而可將全區(qū)構(gòu)造樣式劃分為伸展構(gòu)造樣式和走滑構(gòu)造樣式兩大類。伸展構(gòu)造樣式多分布于基底斷裂系統(tǒng)中主要包括：正（反）傾斜鏟式扇組合、多米諾組合、地壘-地塹式組合、Y 字型組合；走滑構(gòu)造樣式的形成多受蓋層斷裂系統(tǒng)控制主要包括，負(fù)花狀構(gòu)造、復(fù) X 型構(gòu)造?；讛嗔严到y(tǒng)和蓋層斷裂系統(tǒng)的構(gòu)造屬性明顯不同，受斷層控制的凹陷斷陷結(jié)構(gòu)形態(tài)也相應(yīng)發(fā)生變化。南堡凹陷新生界內(nèi)部主要發(fā)育有 5 個(gè)不整合界面，分別是沙三段底面、沙一二段底面、東營組 底面、館陶組底面、明化鎮(zhèn)組底面，把新生界盆地分隔為始新統(tǒng)（沙三段）、漸新統(tǒng)（沙一、二段、東營組）、新近系-第四系（館陶組、明化鎮(zhèn)組）等三大構(gòu)造層及 5 個(gè)構(gòu)造-沉積層序。南堡凹陷新生代地層由下至上可劃分為三套結(jié)構(gòu)層序，即始新統(tǒng)的箕狀單斷型，漸新統(tǒng)的地塹式雙斷型，新近系—第四系的拗?jǐn)嘈?。南堡凹陷新生代?gòu)造演化對應(yīng)劃分為三個(gè)構(gòu)造期即，始新世 NW-SE向正向伸展的箕狀斷陷期、漸新世近 SN 向斜向伸展的地塹式斷陷期和新近紀(jì)-第四紀(jì)走滑拗?jǐn)嗥?。南堡凹陷伸展速率在始新世較快；漸新世的沙一二段沉積期減弱，東營組沉積期再次變強(qiáng)；新近紀(jì)-第四紀(jì)館陶組沉積期變?nèi)酰骰?zhèn)組沉積期變強(qiáng)的強(qiáng)弱交替變化特征，符合斷陷盆地的幕式伸展變形模式。始新世和漸新世斷裂活動(dòng)強(qiáng)其同生斷層走向由 NE-NEE 向轉(zhuǎn)為 EW向，表明沙一二段沉積期是區(qū)域應(yīng)力場轉(zhuǎn)變的時(shí)期。

結(jié)論：南堡凹陷屬于渤海灣盆地西部的一個(gè)新生代斷陷盆地，張家口-蓬萊斷裂是渤海灣盆地內(nèi)一條呈 NW 走向新生代左旋走滑的巖石圈級別的斷裂帶，其海域渤海段的柏各莊斷層作為南堡凹陷的邊界斷層 控制著盆地的形成和演化南堡凹陷的形成演化同渤海灣盆地新生代動(dòng)力學(xué)過程和張家口蓬萊斷裂左旋走滑密切相關(guān)密切相關(guān)。從南堡凹陷新生代斷裂構(gòu)造特征分析表明新生代構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)了顯著變化。始新世大量NNE-NE 向基底正斷層表明盆地處于NW-SE向的區(qū)域引張應(yīng)力場；漸新世，部分主干基底正斷層持續(xù)活動(dòng)為，主要新生斷層走向?yàn)?NEE-EW 向，表明盆地處于近 NNW-SSE 向和 S-N 向 的區(qū)域引張應(yīng)力場；新近紀(jì)-第四紀(jì)（主要是明化鎮(zhèn)組沉積期），大量新生近 EW 走向正斷層同基底 NE、NW 向正斷層走滑在平面上構(gòu)成頗具規(guī)模的馬尾式和雁列式組合，表明該期盆地主要受張家口-蓬萊深斷裂帶左旋走滑引起的盆地內(nèi)NW向斷層同向左旋走滑和NE向斷層反向右旋走滑共同控制。南堡凹陷新生代盆地演化動(dòng)力學(xué)成因上主要受深部熱地幔物質(zhì)上涌導(dǎo)致巖石圈裂解導(dǎo)致的伸展變形和巖石 圈級別的張家口-蓬萊深斷裂左旋走滑變形兩種構(gòu)造機(jī)制互相交替控制。

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