冷東—雷家地區(qū)構(gòu)造特征研究

蔣學(xué)峰（中國石油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦124010）

冷東—雷家地區(qū)系指高升油田以南，興隆臺油田以東，清水洼陷和遼南地區(qū)以北，包括陳家洼陷和臺安—大洼斷裂帶冷東—雷家的陡坡帶部分，面積約400km2。

1 地層與巖性特征

陳家洼陷作為新生代盆地次一級的構(gòu)造單元，發(fā)育著較厚的下第三系地層。冷3 井揭露了下第三系地層厚度達(dá)1939m，完鉆井深3014.14m，完鉆層位為S3段下部。從地震剖面上反映的下第三系地層最大視厚度達(dá)2800m。

在本區(qū)已完鉆的探井中，都不同程度地揭露了下第三系地層和部分中生代地層。鑒于本區(qū)探井分布的密度不同，主要集中在雷家地區(qū)和冷東地區(qū)，根據(jù)鉆井成果與地震資料結(jié)合，劃出了中生界地層的缺失線和白云巖比較集中的分布范圍。在整個下第三系的地層中，以砂泥巖為主，局部地區(qū)發(fā)育著灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和薄厚不等的油頁巖、鈣片頁巖等特殊巖性。

2 構(gòu)造特征

本區(qū)在早第三紀(jì)晚期逆斷層的發(fā)育、特殊的構(gòu)造格局，構(gòu)成了本區(qū)具體的構(gòu)造特征。

2.1 斷層

本區(qū)的早第三紀(jì)，主要發(fā)育了兩期斷裂系統(tǒng)，大致以S3沉積時期為界限。

在早第三紀(jì)的早期主要發(fā)育了NNE—NEE 方向的一組西掉正斷層。NEE 方向的斷層呈雁行狀排列并斜交于NNE 方向的斷層之上，NNE方向的斷層向南北兩側(cè)重新組合成一條新的斷層。這組斷層在本區(qū)內(nèi)大都在S4沉積的晚期消失。

在早第三紀(jì)的晚期主要發(fā)育一組NEE—NNE 方向的東掉正斷層，和一組NNE方向的斷面東傾的逆斷層。這組斷層斷開的層位較深，斷距較大，延伸方向基本上與早期NNE—NEE 方向的斷層一致。

另外，在東部陡坡帶和靠近洼陷西側(cè)的緩坡帶上，下第三系的早、晚期均發(fā)育切割斷裂帶NW方向的斷層，但這組斷層斷距較小，大都不具有繼承性，表現(xiàn)為兩期發(fā)育的斷層掉向相反，即早期發(fā)育的斷層在陡坡帶上為南掉，緩坡帶上為北掉，晚期發(fā)育的斷層在陡坡帶上為北掉，而緩陡帶上為南掉。并分別與早晚兩期NNE—NEE方向的斷層直交，間隔分布在幾條斷層之間。在雷家地區(qū)，S3時期還發(fā)育了一組東掉的NEE方向平行展布的一組斷層，這組斷層延伸長度具有一定的局限性。

總之，整個早第三紀(jì)時期發(fā)育的斷裂系統(tǒng)控制了冷東—雷家地區(qū)的構(gòu)造格局。按發(fā)育時期，現(xiàn)將主要斷層分述如下。

沙三早期前

（1）雷家斷層

這條斷層為NNE 方向西掉正斷層。斷面傾向為NWW 向，傾角在40°～70°之間。這條斷層向北延伸即臺安大斷層，向南延伸與冷東逆斷層合并變?yōu)榇笸輸鄬?。在本區(qū)斷層活動限于S3沉積時期以前，而向南北兩側(cè)延伸變?yōu)橥砥趶?qiáng)烈活動的長期發(fā)育的斷層，成為臺安洼陷和清水洼陷的邊界斷層。從斷距上看，以陳家洼陷為中心向兩側(cè)斷距逐漸加大，最小斷距只有200m，而最大達(dá)1200m。雷家斷層在本區(qū)的南北兩側(cè)，由于被后期正、逆斷層所破壞，使斷層的真實斷距和斷開層位無法恢復(fù)。在南部和中部，雷家斷層的東西兩側(cè)各產(chǎn)生一個分支斷層，形成一個局部斷階，而使斷距減小，斷距一般為100～600m。兩條斷層在本區(qū)內(nèi)延伸長度均為23km。

沙三沉積末期后（1）冷東逆斷層

冷東地區(qū)在早第三紀(jì)的晚期發(fā)育了兩條逆斷層。它們的北端與雷家斷層號直交并消失。在南端，冷東逆斷層與雷家斷層合并，成為大洼斷層，冷東逆斷層與一條NW向斷層相交后消失。冷東逆斷層斷距較大，斷開層位較深，幾乎全部斷到基底。發(fā)育時間由南向北逐漸變晚，斷距逐漸變小，一般在100～600m之間。冷東地區(qū)S1+2段與d組的生長指數(shù)分別為2.9、2.1。逆斷層為一個派生斷層，斷距較小，一般在50～100m 之間，兩條斷層的延伸長度均為15km。對這兩條斷層，不僅有鉆井證實，地震資料反映的斷面也很清晰，因此較為可靠。

2.2 逆斷層的發(fā)育特點及受力機(jī)制分析

（1）逆斷層的發(fā)育特點

在冷東地區(qū)，斷層兩側(cè)的層位均有鉆井控制，兩盤厚度差異較大，并有鉆井成果證實了地層的重復(fù)，見冷1、冷5 井等。對于今構(gòu)造斷層兩盤的厚度變化，恢復(fù)古構(gòu)造的形態(tài)只有三種可能：其一，在S1+2—d沉積時期，發(fā)育了一條活動劇烈的同生正斷層，控制了S1+2段和d組地層的沉積，東營組沉積末期，應(yīng)力場發(fā)生變化，同生正斷層被改造，同生正斷層的下降盤變?yōu)榻駱?gòu)造逆斷層的下降盤。這種情況存在的可能性很小，原因有四，

首先從地震剖面上無法發(fā)現(xiàn)這條隱蔽正斷層的痕跡；其次，地層受兩期斷層的影響，會產(chǎn)生一個較寬的破碎帶，地震剖面上不具有此特征；第三，從本區(qū)范圍內(nèi)分析，晚期發(fā)育的斷層掉向大多為東掉，如陳家斷層，與本區(qū)構(gòu)造發(fā)育的不協(xié)調(diào)性排除了這條斷層存在的可能；第四，斷距如此之大，活動如此劇烈的正斷層應(yīng)該具有一定的延伸長度。

其二，S1+2段地層沉積后，逆斷層產(chǎn)生，上升盤被抬出地表形成一個局部高地，遭受風(fēng)化剝蝕。進(jìn)入東營組沉積晚期，水域擴(kuò)大，接受沉積。從地震剖面上看，剝蝕厚度達(dá)400m，那么這個剝蝕面在地震上應(yīng)該形成一個強(qiáng)的波阻抗界面，具有一個很好的反射同相軸，特別是埋深不大，產(chǎn)狀較平緩。而剖面上S1+2段地層的頂界不具有強(qiáng)反射的特征，否定了這種可能性的存在。

其三，就是逆斷層邊沉積邊活動，起著控制沉積的作用。與同生正斷層比較而言，由于差異壓實作用，在同生正斷層的下降盤一般具有牽引現(xiàn)象。而逆斷層并不具明顯的牽引特征，一般的逆斷層，斷面兩側(cè)的拖拉現(xiàn)象表現(xiàn)的較為突出。對于冷東逆斷層來說，因為是晚期發(fā)育的斷層，在斷面兩側(cè)，東營組和S1+2段地層與下伏地層的翹傾程度是有所區(qū)別的。碎屑物質(zhì)邊沉積邊擠壓升降與非剛性地層成巖后被擠壓、錯斷，靠近斷面附近地層的拖拉程度是不同的，往往表現(xiàn)為下伏地層翹傾程度大。因此認(rèn)為，冷東地區(qū)的逆斷層對S1+2段和東營組地層的沉積厚度起著控制作用。

（2）受力機(jī)制分析

從區(qū)域角度來分析，逆斷層發(fā)育的冷東地區(qū)和牛心坨地區(qū)與清水地區(qū)和高升地區(qū)比較有兩點不同：①控制清水洼陷和臺安洼陷的兩條邊界斷層均為NEE向，而冷東地區(qū)和牛心坨地區(qū)均為NNE向；②不同的邊界條件。清水洼陷和臺安洼陷為一個簡單的受大洼斷層和臺安斷層控制的較標(biāo)準(zhǔn)的斷陷盆地，而冷東地區(qū)和牛心坨地區(qū)，東部邊界均呈現(xiàn)一個受多條斷層控制的斷階帶。不同的構(gòu)造走向和邊界條件，應(yīng)力場的機(jī)制是有所差異的。在早第三紀(jì)的晚期，清水洼陷和臺安洼陷沿垂直于斷裂走向的方向（NNW）強(qiáng)烈拉張，而在冷東和牛心坨地區(qū)由于構(gòu)造走向的不同，NNW向的拉張力分解為一個NWW方向的拉張力和一個NNE方向的剪切力。拉張力的減小，表現(xiàn)了冷東地區(qū)和牛心坨地區(qū)水平拉張量的減小。而剪切力受地層升降和水平移動的影響，合成一個擠壓力，這個擠壓力并不完全與分解的拉張力方向相反。從而在空間上形成拉張—壓扭—拉張的過渡，完成拉張—拉扭—剪切—壓扭的演變過程。

3 結(jié)語

（1）冷東地區(qū)的逆斷層對S1+2段和東營組地層的沉積厚度起著控制作用。

（2）提出了逆斷層對沉積的控制作用進(jìn)行探討，并對逆斷層的發(fā)育特點和受力機(jī)制進(jìn)行了分析。在整體拉張的應(yīng)力場作用下，由于邊界條件不同，局部地區(qū)產(chǎn)生剪切力，并演變?yōu)閴号ぃ纬赡鏀鄬印?/p>

（3）在本區(qū)整個地質(zhì)發(fā)展史上，以沙三時期為界限，發(fā)育兩期斷裂系統(tǒng)。早期發(fā)育西掉反向正斷層，晚期發(fā)育東掉正向正斷層和斷面東傾的逆斷層。前者控制了S3早期前，后者制約著S3末期后的構(gòu)造發(fā)育和構(gòu)造格局。