斷陷盆地推覆構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)及其石油地質(zhì)意義

王亞琳

摘 要：推覆構(gòu)造是擠壓應(yīng)力場(chǎng)的必然產(chǎn)物。濟(jì)陽(yáng)坳陷在形成演化過(guò)程中，整體處于拉張作用背景之下，青西地區(qū)永123井的鉆探和研究，首次在東營(yíng)凹陷青西-民豐地區(qū)發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了大型推覆構(gòu)造的存在。文章在區(qū)域資料調(diào)研的基礎(chǔ)上，證實(shí)了整個(gè)濟(jì)陽(yáng)坳陷及渤海灣地區(qū)東營(yíng)運(yùn)動(dòng)期存在NEE-SWW向區(qū)域擠壓應(yīng)力場(chǎng)。在區(qū)域擠壓應(yīng)力狀態(tài)下，研究區(qū)NW向車西-羅西斷層發(fā)生左旋壓扭走滑，近SN向青西斷層發(fā)生右旋壓扭活動(dòng)，2條走滑斷層夾持的公共塊體整體向北移動(dòng)，受到陳家莊凸起太古界剛性塊體的頂托作用，形成了研究區(qū)大型推覆構(gòu)造，這一認(rèn)識(shí)合理解釋了該地區(qū)古近紀(jì)末期正反轉(zhuǎn)構(gòu)造形成的地質(zhì)成因;根據(jù)此研究成果，文章指出該類成因的地層不整合圈閉是近期重要的勘探領(lǐng)域，同時(shí)也提出溝扇對(duì)應(yīng)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)在外來(lái)系統(tǒng)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)過(guò)程中存在不適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：推覆構(gòu)造;成因機(jī)制;地質(zhì)意義;青西-民豐地區(qū);東營(yíng)凹陷

中圖分類號(hào)：P542.3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

濟(jì)陽(yáng)坳陷作為一個(gè)以拉張作用為主的盆地，首次在東營(yíng)凹陷青西-民豐地區(qū)發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了大型推覆構(gòu)造的存在。鉆井證實(shí)，該推覆構(gòu)造下伏原地系統(tǒng)為太古界泰山群的變質(zhì)巖系;主滑動(dòng)面是兩大套地層之間的Tg面;上覆外來(lái)系統(tǒng)是古近系碎屑巖系，發(fā)生了強(qiáng)烈的擠壓變形和剝蝕。上覆外來(lái)系統(tǒng)涉及的地層包括古近系孔店組、沙河街組和東營(yíng)組，其中漸新統(tǒng)東營(yíng)組是該構(gòu)造波及的最年輕的地層（圖1）。

青西-民豐地區(qū)推覆構(gòu)造的存在，說(shuō)明濟(jì)陽(yáng)坳陷在形成演化過(guò)程中，雖然整體處于拉張作用背景之下，但在某一時(shí)期的局部地區(qū)存在擠壓應(yīng)力場(chǎng)。推覆構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)，對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)濟(jì)陽(yáng)坳陷的區(qū)域構(gòu)造演化和油氣成藏具有重要的地質(zhì)意義。

一、構(gòu)造地質(zhì)背景

研究區(qū)東以青西斷層與青坨子凸起相鄰，北以陳南斷層與陳家莊凸起相隔，整體位于東營(yíng)凹陷東北部（圖2）。青坨子凸起和陳家莊凸起發(fā)育太古界泰山群基底變質(zhì)巖系，研究區(qū)整體以古近紀(jì)碎屑巖為主。研究區(qū)古近系發(fā)育了一系列NWW向斷層，其中2條斷層延伸5～8km，斷距在100～200m;另2條斷層延伸3～5km，斷距在20～40m;其他次級(jí)斷層斷距在10m左右（圖3）。

二、推覆構(gòu)造的成因機(jī)制

1.東營(yíng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)，濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系翹傾剝蝕與N（N）E、NW向斷層伴生出現(xiàn)，說(shuō)明其與N（N）E、NW、近SN向斷層活動(dòng)有關(guān)。根據(jù)古近紀(jì)末期郯廬斷裂帶活動(dòng)以及西側(cè)濟(jì)陽(yáng)坳陷內(nèi)部伴生構(gòu)造的研究，發(fā)現(xiàn)2種構(gòu)造現(xiàn)象存在：一是發(fā)育眾多的N（N）E向右旋走滑斷層，二是發(fā)育與壓扭走滑有關(guān)的復(fù)合花狀構(gòu)造（負(fù)花狀背形）以及壓扭性背斜與膝折帶，涉及的最新地層為東營(yíng)組。綜合以上2種地質(zhì)現(xiàn)象可以看出，郯廬斷裂帶在古近紀(jì)末期發(fā)生了右旋壓扭運(yùn)動(dòng)，這一認(rèn)識(shí)與前人的研究成果一致。

從區(qū)域資料來(lái)看，古近紀(jì)末（23.3Ma），在西太平洋弧后擴(kuò)張和印度板塊向北運(yùn)動(dòng)造成的向東構(gòu)造擠出作用下，中國(guó)東部出現(xiàn)了近東西向區(qū)域性擠壓，整個(gè)濟(jì)陽(yáng)坳陷及渤海灣地區(qū)表現(xiàn)為NEE-SWW向的區(qū)域擠壓應(yīng)力狀態(tài)，郯廬斷裂帶作為巖石圈薄弱帶發(fā)生了多次的逆沖活動(dòng);渤海灣地區(qū)古近系發(fā)育的斷陷盆地在此次擠壓過(guò)程中普遍發(fā)生了大規(guī)模的抬升與剝蝕作用，濟(jì)陽(yáng)坳陷同樣也發(fā)生了抬升與剝蝕，并導(dǎo)致古近紀(jì)上部地層的缺失，形成N/E間斷面;研究區(qū)東部及其東界-郯廬斷裂帶上目前保存的壓扭型構(gòu)造多是這期區(qū)域性擠壓作用的結(jié)果。

2.推覆構(gòu)造形成的運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制

在NEE-SWW向的區(qū)域擠壓應(yīng)力作用下，濟(jì)陽(yáng)坳陷N（N）E向、NW向和SN向斷層繼承了古近紀(jì)的走滑方向，即N（N）E向斷層繼續(xù)發(fā)生右旋走滑、NW向斷層繼續(xù)發(fā)生左行走滑，只是所承受的應(yīng)力由斜向拉張轉(zhuǎn)化為斜向擠壓，斷層性質(zhì)由張扭轉(zhuǎn)變?yōu)閴号ぁ?/p>

青西-民豐地區(qū)西界斷層為NW走向的羅西-車西斷層，東界為近SN向的青西斷層（圖2）。古近紀(jì)，在近SN向區(qū)域拉張應(yīng)力作用下，羅西-車西斷層發(fā)生左旋張扭走滑，青西斷層發(fā)生右旋扭張走滑。東營(yíng)運(yùn)動(dòng)期間，在SWW-NEE向區(qū)域擠壓應(yīng)力作用下，羅西-車西斷層以左旋壓扭為主，青西斷層以右旋壓扭為主;以陳家莊凸起北坡T2反射層（東營(yíng)組底界）為標(biāo)準(zhǔn)，近SN向的青西斷層右行平移，NW向羅西-車西斷層左行走滑。不同時(shí)期區(qū)域應(yīng)力方向不同，對(duì)斷層的作用力性質(zhì)不同，但同一條斷層的走滑方向具有繼承性。在兩期走滑應(yīng)力作用下，羅西-車西斷層左旋走滑了5km，青西斷層右旋走滑了3.5km。

東營(yíng)運(yùn)動(dòng)期，在SWW-NEE向區(qū)域壓扭應(yīng)力作用下，位于陳南斷層下降盤(pán)并夾持于2條走滑斷層之間的古近系塊體-青西-民豐地區(qū)整體向北移動(dòng)，在向北走滑移動(dòng)的過(guò)程中，受到陳家莊凸起太古界剛性地層（原地系統(tǒng)）的頂托作用，古近系（上覆系統(tǒng)）沿陳南斷層發(fā)生逆沖、翹傾、剝蝕，形成現(xiàn)今的正反轉(zhuǎn)構(gòu)造，這就合理解釋了該地區(qū)正反狀構(gòu)造形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。

根據(jù)走滑壓扭斷層伴生構(gòu)造發(fā)育模式（圖3），在NE、NW以及近SN向斷層走滑作用過(guò)程中，形成一系列與走滑壓扭作用相關(guān)的伴生構(gòu)造，如負(fù)花狀背形、伴生的NE向褶皺等（圖3）。在青西斷層右旋壓扭作用下，斷層西盤(pán)古近系在NE方向上的大規(guī)模壓縮（圖1），并伴生形成褶皺、翹傾等伴生構(gòu)造。

三、油氣勘探意義

1.地層不整合圈閉的形成拓寬了勘探領(lǐng)域

濟(jì)陽(yáng)坳陷推覆構(gòu)造最強(qiáng)烈的地區(qū)是東營(yíng)凹陷青西-民豐地區(qū)，特別是青西地區(qū)沙河街組三段-一段以及東營(yíng)組發(fā)生翹傾，遭受強(qiáng)烈剝蝕，后被館陶組泥巖覆蓋，形成永123井沙河街組三段地層剝蝕不整合油藏（圖4）。

筆者曾對(duì)東營(yíng)運(yùn)動(dòng)形成的正反轉(zhuǎn)構(gòu)造進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這種地質(zhì)現(xiàn)象主要發(fā)生在研究區(qū)的東部郯廬斷裂帶附近，其他地區(qū)的N（N）E、NW、近SN向走滑斷層附近也有所表現(xiàn)。而這些正反轉(zhuǎn)構(gòu)造的發(fā)育，造成地層的局部翹傾、剝蝕，形成地層不整合圈閉。該類圈閉與運(yùn)移通道和蓋層匹配，可以形成地層不整合油氣藏，這是濟(jì)陽(yáng)坳陷重要的成藏圈閉類型之一。

2.溝扇對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用受到限制

溝扇對(duì)應(yīng)是陡坡帶砂礫巖體儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的重要指導(dǎo)理論。但由于大型推覆構(gòu)造的形成，推覆體現(xiàn)今的地層展布是構(gòu)造形變后的產(chǎn)物，屬于“外來(lái)系統(tǒng)”，凸起對(duì)下降盤(pán)的沉積物不具有控制作用。研究區(qū)青西斷層右旋走滑了3.5km，雖然上升盤(pán)青坨子凸起發(fā)育一系列古沖溝，但下降盤(pán)外來(lái)系統(tǒng)向北的走滑距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3.5km，也就不存在溝扇對(duì)應(yīng)的問(wèn)題。因此，溝扇對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的適應(yīng)性在外來(lái)系統(tǒng)發(fā)育區(qū)的應(yīng)用受到限制，需要恢復(fù)外來(lái)系統(tǒng)的原始沉積狀態(tài)才能利用溝扇對(duì)應(yīng)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)預(yù)測(cè)砂礫巖體的發(fā)育。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳智平，韓文功.濟(jì)陽(yáng)坳陷早晚第三紀(jì)沉積間斷地層剝蝕量研究[J].中國(guó)海上油氣（地質(zhì)），2000（5）.

[2]劉士林，肖煥欽，林 舸，等.中國(guó)東部盆地喜山運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕研究現(xiàn)狀及問(wèn)題[J].石油試驗(yàn)地質(zhì)，2008（2）：121-126.

[3]詹 潤(rùn)，朱 光.渤海海域郯廬斷裂帶新生代活動(dòng)方式與演化規(guī)律——以青東凹陷為例[J].地質(zhì)科學(xué)，2012（4）：1130-1150.