東海盆地西湖凹陷斜坡區(qū)平湖斷裂帶分段性及其成因機(jī)制

摘要：

為了揭示平湖斷裂帶的形成及演化過(guò)程，厘定大型斷裂分段特征及其地層充填響應(yīng)，深化對(duì)復(fù)雜斷裂發(fā)育機(jī)制的認(rèn)識(shí)，本文基于最新的三維地震資料，開(kāi)展了平湖斷裂帶幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并結(jié)合區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)分析探討了斷裂成因及發(fā)育模式。研究結(jié)果表明：平湖斷裂帶是由NE走向與近NS走向交替出現(xiàn)的三個(gè)分段和五條主干斷裂構(gòu)成的“X”型斷裂帶； NE向斷層段形成時(shí)間較早，具有分段發(fā)育特征，近NS向斷層段形成時(shí)間較晚，控制了南、中、北段的分段鏈接；平湖斷裂帶復(fù)雜斷裂的形成受始新世時(shí)期斷裂分段生長(zhǎng)發(fā)育和區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)兩種因素的共同控制；平湖斷裂帶斷陷期生長(zhǎng)演化過(guò)程劃分為早期NE向斷裂分段發(fā)育階段、中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段和晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段。平湖斷裂帶發(fā)育演化的時(shí)空差異直接影響著該地區(qū)局部沉積、沉降中心遷移及裂后期擠壓反轉(zhuǎn)背斜的發(fā)育。

關(guān)鍵詞：

平湖斷裂帶；分段發(fā)育；成因機(jī)制；應(yīng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)；西湖凹陷；東海盆地

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240244

中圖分類(lèi)號(hào)：P548；P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

唐賢君，鐘榮全，陳永軍，等. 東海盆地西湖凹陷斜坡區(qū)平湖斷裂帶分段性及其成因機(jī)制.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2024，54（6）：20472060. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240244.

Tang Xianjun，Zhong Rongquan，Chen Yongjun，et al. Segmentation and Genetic Mechanism of Pinghu Fault Zone in Xihu Sag Slope Area，East China Sea Basin. Journal of Jilin University （Earth Science Edition），2024，54（6）：20472060. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240244.

收稿日期：20241002

作者簡(jiǎn)介：唐賢君（1985-），男，高級(jí)工程師，主要從事含油氣盆地構(gòu)造及石油地質(zhì)方面的研究，E-mail：tangxj4@cnooc.com.cn

基金項(xiàng)目：中海石油（中國(guó)）有限公司重大科技專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（KJZX20230101）；中海石油（中國(guó)）有限公司綜合科研項(xiàng)目（KJZH20232103）

Supported by the Major Science and Technology Project of CNOOC （China） Co.， Ltd. （KJZX20230101） and the Comprehensive Research Project of CNOOC （China） Co.， Ltd. （KJZH20232103）

Segmentation and Genetic Mechanism of Pinghu Fault Zone in Xihu Sag

Slope Area，East China Sea Basin

Tang Xianjun， Zhong Rongquan， Chen Yongjun， He Xinjian， Dai Yong

CNOOC China Limited，Shanghai Branch，

Shanghai 200335， China

Abstract：

In order to reveal the formation and evolution process of Pinghu fault zone， to determine the segmentation characteristics of large-scale faults and their geological filling response， and to deepen the understanding of the complex fault development mechanism， this article" based on the latest 3D seismic data， conducts geometric and kinematic analysis of Pinghu fault zone. Combined with regional stress field analysis， the genesis and development mode of the faults are discussed. The research results indicate that： Pinghu fault zone is an “X”-shaped fault zone consisting of three segments and five main faults that alternate between NE and near NS. The NE fault segment formed earlier and has segmented development characteristics， while the NS fault segment formed later and controlled the segmented connections of the southern， central， and northern sections. The formation of complex faults in Pinghu fault zone is jointly controlled by two factors： The segmented growth and development of faults， and the rotation of regional stress fields during the Eocene. The growth and evolution process of Pinghu fault zone during the fault depression period is divided into three stages： Early NE fault segmentation development stage， middle NE-near NS fault hard connection stage， and late NSNNE/NE fault tension torsion transformation stage. The temporal and spatial differences in the development and evolution of Pinghu fault zone play an important controlling role in the migration of local sedimentary subsidence centers and the differential development of compression reversal anticlines in the later stages of the fault.

Key words：

Pinghu fault zone；segmented development；genetic mechanism；stress field rotation；Xihu sag；East China Sea basin

0" 引言

伸展斷陷盆地內(nèi)部大型斷裂的發(fā)育具有顯著的分段性。斷層發(fā)育早期，各不同段孤立活動(dòng)，隨著伸展作用的持續(xù)，各段通過(guò)斷層間相互作用，最終發(fā)生軟鏈接和硬鏈接而形成長(zhǎng)度達(dá)幾十乃至上百km、形態(tài)為非規(guī)則線形的大型斷裂［15］。伸展斷陷盆地中，斷層的這種分段生長(zhǎng)特征多是由于受到斷陷階段多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加，此外，大型斷裂各分段之間幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)方面的差異也是盆地演化作用的集中體現(xiàn)。因此，研究大型斷裂的分段性不僅是認(rèn)識(shí)區(qū)域構(gòu)造演化的重要手段，也對(duì)油氣勘探也具有重要的指導(dǎo)意義［69］。

平湖斷裂帶位于西湖凹陷斜坡區(qū)平湖斜坡帶中段，南北延伸長(zhǎng)度達(dá)70 km。該區(qū)成藏條件優(yōu)越，油氣富集程度高，區(qū)域內(nèi)的平湖油氣田是平湖斜坡帶迄今最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油氣田之一［1012］。該斷裂帶在斜坡區(qū)構(gòu)造特征上極為特殊——緊鄰古近紀(jì)局部斷陷深洼，發(fā)育斜坡區(qū)少有的大型背斜，且鉆井揭示了西湖凹陷唯一一套穩(wěn)定分布的始新世中基性火山噴出巖，上述地質(zhì)現(xiàn)象均與平湖斷裂帶的孕育、發(fā)展和改造作用密切相關(guān)。已有研究［1316］表明，平湖斷裂帶自古新世以來(lái)即開(kāi)始逐步發(fā)育，顯著活動(dòng)于始新世至漸新世時(shí)期，部分區(qū)段在中—上新世仍有活動(dòng)。平湖斷裂帶頻繁的構(gòu)造作用不僅控制了區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的構(gòu)造面貌，而且影響了區(qū)域成藏條件及油氣富集。20世紀(jì)90年代以來(lái)，前人對(duì)平湖斷裂帶開(kāi)展過(guò)一定的研究，但主要聚焦于平湖斜坡帶斷裂體系的整體認(rèn)識(shí)［13，1718］，或是集中在平湖斷裂帶中南段以反轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造為主的局部區(qū)域內(nèi)［1920］。受限于當(dāng)時(shí)的地震、地質(zhì)資料，前人對(duì)平湖斷裂帶形成演化過(guò)程缺乏系統(tǒng)性和深入性的研究，也未見(jiàn)關(guān)于斷裂帶分段性的研究成果。近年來(lái)，平湖斜坡帶全面轉(zhuǎn)向構(gòu)造巖性圈閉勘探，逐步形成了復(fù)雜斷裂控制下“縱向疊置、橫向連片”的油氣富規(guī)律新認(rèn)識(shí)［21］；而在平湖斷裂帶控制下，平湖油氣田也面臨著探索大型斷背斜翼部或同向斷階背景下的構(gòu)造巖性圈閉成藏潛力。因此，加強(qiáng)對(duì)平湖斷裂帶分段性的研究將有助于進(jìn)一步深化該區(qū)斷裂差異控藏認(rèn)識(shí)，并推動(dòng)勘探成熟區(qū)挖潛。

本文基于新三維地震資料，開(kāi)展了平湖斷裂帶幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，明確了平湖斷裂帶分段特征，厘清了平湖斷裂帶控制下的地層充填響應(yīng)，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化規(guī)律，揭示了斷裂帶分段演化及其成因機(jī)制，以期進(jìn)一步指導(dǎo)該區(qū)的油氣勘探實(shí)踐。

1" 區(qū)域地質(zhì)概況

西湖凹陷為東海盆地內(nèi)NNE向延伸的大型凹陷（圖1a），面積達(dá)5.4萬(wàn)km2，主要受控于始新世時(shí)期的伸展斷陷作用，新生界沉積層最厚處超1萬(wàn)m。

西湖凹陷在平面結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為東西分帶、南北分塊特征［22］，自西向東分為西部斜坡帶、中央背斜帶及東部斷階帶，其中西部斜坡帶受多條基底NWW向斷裂分隔，自北向南可分為杭州斜坡帶、平湖斜坡帶和天臺(tái)斜坡帶（圖1b）。在地層特征上，根據(jù)鉆井及地震資料（圖1c），西湖凹陷自下而上依次發(fā)育上白堊統(tǒng)（？），古新統(tǒng)（？），始新統(tǒng)八角亭組、寶石組、平湖組，漸新統(tǒng)花港組，中新統(tǒng)龍井組、玉泉組、柳浪組，

a. 東海盆地構(gòu)造區(qū)劃；b. 西湖凹陷構(gòu)造區(qū)劃及研究區(qū)位置；c. 西湖凹陷地層格架及演化階段。①椒江凹陷；②雁蕩凸起；③漁山東隆起。

上新統(tǒng)三潭組，以及第四系東海群。在構(gòu)造演化上，西湖凹陷先后經(jīng)歷了晚白堊世—古新世初始裂陷、早中始新世強(qiáng)斷陷、中晚始新世弱斷陷（斷坳轉(zhuǎn)換）、漸新世—中新世坳陷反轉(zhuǎn)和上新世以來(lái)的區(qū)域沉降5個(gè)演化階段（圖1c）。在斷裂體系特征上，西湖凹陷西部斜坡帶以發(fā)育NNE/NE向正斷層為主，斷裂主要發(fā)育于平湖組及其下的斷陷構(gòu)造層中。

平湖斷裂帶發(fā)育于平湖斜坡帶中段（圖1c），為鄰近紹興36洼的邊界斷層，平面上整體呈“X”型，剖面上表現(xiàn)為斷面東傾的順向斷階。平湖斷裂帶兩盤(pán)地層厚度差異顯著，斷裂帶上升盤(pán)為海礁隆起，鉆遇最深地層為八角亭組火山巖，上覆平湖組及以上地層較薄，且逐步向西超覆減??；斷裂帶下降盤(pán)發(fā)育巨厚的平湖組，下伏寶石組在該區(qū)揭示較少。受平湖斷裂帶斷陷期強(qiáng)烈活動(dòng)控制，西湖凹陷中段表現(xiàn)出東西雙斷特點(diǎn)，凹陷其他段則整體呈現(xiàn)出東斷西超的斷陷格局，東西雙斷特征不明顯。

2" 平湖斷裂帶幾何學(xué)特征及分段性

根據(jù)最新的三維地震解釋成果，平湖斷裂帶主要由團(tuán)結(jié)亭斷裂（F1）、團(tuán)結(jié)亭東斷裂（F2）、八角亭斷裂（F3）、中山亭斷裂（F4）及放鶴亭斷裂（F5）五條主干斷裂構(gòu)成，斷裂主體延伸方向呈NE向和近NS向（圖2）。更低級(jí)次斷層主要有兩類(lèi)，第一類(lèi)為走向平行于主干斷裂或與主干斷裂小角度斜交的次級(jí)斷層，第二類(lèi)為走向與主干斷裂存在較大斜交角度、處于主干斷裂分段轉(zhuǎn)換部位的調(diào)節(jié)斷層。根據(jù)研究區(qū)斜坡結(jié)構(gòu)及平湖斷裂帶主干斷裂平面展布，可將平湖斷裂帶自北向南劃分為北、中、南三段（圖2b）。

2.1" 北段

平湖斷裂帶北段為同向多級(jí)斷階的斜坡結(jié)構(gòu)，受近NS向F1和NE向F2兩條主干斷裂控制（圖2b），主干斷裂夾持的區(qū)域?yàn)閷氃仆す怕〉奈髂涎由?，表現(xiàn)出北寬南窄的特征。除近NS向F1上斷層位較淺外，該段主干斷裂及次級(jí)斷層向上斷穿層位

多終止于T30界面附近，且在中新世末期龍井運(yùn)動(dòng)未形

成反轉(zhuǎn)背斜，但淺部地層表現(xiàn)出一定的單斜翹傾（圖3a）。

2.2" 中段

平湖斷裂帶中段為同向單級(jí)斷階的斜坡結(jié)構(gòu)，主要受F3控制（圖2b）。該斷裂為分隔西側(cè)海礁隆起和東側(cè)平湖斜坡帶的基底斷裂，兩側(cè)平湖組及下伏地層厚度差異巨大。主干斷裂延伸方向存在一定變化，其北部走向呈NNE—近NS向，中部以NE向?yàn)橹?，至南部轉(zhuǎn)為近NS向。在主干斷裂下降盤(pán)發(fā)育有與之走向平行的次級(jí)斷層，斷距明顯較小。從龍井運(yùn)動(dòng)擠壓反轉(zhuǎn)的強(qiáng)度來(lái)看，平湖斷裂帶中段反轉(zhuǎn)強(qiáng)度稍強(qiáng)于北段，整體表現(xiàn)為寬緩的背斜（圖3b）。

2.3" 南段

平湖斷裂帶南段為同向多級(jí)斷階的斜坡結(jié)構(gòu)，受NE向F4和近NS向F5兩條主干斷裂控制（圖2b），主干斷裂夾持的區(qū)域?yàn)槠侥暇徠?，表現(xiàn)出北窄南寬的特征。該段主干斷裂及次級(jí)斷層向上斷穿層位普遍較中、北段更淺，且在中新世末期擠壓反轉(zhuǎn)作用下形成緊閉的背斜，反映其反轉(zhuǎn)強(qiáng)度強(qiáng)于斷裂帶中、北段（圖3c）。

綜上所述，平湖斷裂帶表現(xiàn)出明顯的分段性。在斜坡結(jié)構(gòu)上，從平湖斷裂帶中段向南、北段延伸，斷裂控制下的斜坡結(jié)構(gòu)由單級(jí)斷階向多級(jí)斷階轉(zhuǎn)變；在斷裂延伸方向上，僅中段F3走向較為穩(wěn)定，以NNENE走向?yàn)橹?，而北段、南段在多?jí)斷階背景下，斷裂走向呈現(xiàn)出順NE和近NS兩組方向逐步分離的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)坳陷反轉(zhuǎn)階段斷裂活動(dòng)強(qiáng)度及背斜褶皺緊閉程度分析，中新世末期龍井運(yùn)動(dòng)的擠壓反轉(zhuǎn)作用自北向南表現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的特點(diǎn)；同時(shí)在平湖斷裂帶中、南段局部發(fā)育有傾向NEE、走向NNW帶有轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)性質(zhì)的次級(jí)斷層。

3" 平湖斷裂帶分段活動(dòng)性

作為西湖凹陷西部斜坡帶中段的一條大型邊界斷裂，平湖斷裂帶并非一期成型，而是多期構(gòu)造作用的結(jié)果，其分段性也是各演化階段構(gòu)造作用的疊合效應(yīng)。平湖斷裂帶形成演化主要受控于斷陷階段的區(qū)域伸展作用，綜合鉆井揭示的地層時(shí)代和地震層位解釋結(jié)果可知，平湖斷裂帶的形成時(shí)代至少可向前追溯到古新世末—始新世初期。由于該區(qū)斷裂帶下降盤(pán)基底面埋藏深，地震反射能量弱，難以揭示更老地層的界面反射信號(hào)，本文主要計(jì)算始新世以來(lái)斷裂活動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)中下始新統(tǒng)（T80—T40）、平湖組下段（T40—T34）和平湖組中上段（T34—T30）的古落差數(shù)據(jù)來(lái)分別反映早中始新世、中始新世平湖組早期和晚始新世平湖組中晚期斷層活動(dòng)性，并以此來(lái)揭示斷裂帶南、北不同段的活動(dòng)強(qiáng)度及演變規(guī)律。

3.1" 中段八角亭斷裂的斷裂活動(dòng)性

古落差數(shù)據(jù)表明，平湖斷裂帶中段F3活動(dòng)強(qiáng)度從強(qiáng)斷陷階段到斷拗轉(zhuǎn)換階段總體減弱，但該斷裂中部主體NE走向段與南、北部近NS走向段活動(dòng)強(qiáng)度存在巨大差異（圖4）。

1）中部NE走向段。在早中始新世時(shí)期，該段斷層古落差多達(dá)到3 900 m（圖4c）；在中始新世平湖組早期古落差驟降至1 300 m以?xún)?nèi)（圖4b），衰減特征非常顯著；在晚始新世平湖組中晚期古落差明顯降低至900 m以?xún)?nèi)（圖4a）。

2）南、北部近NS走向段。兩段斷層在早中始新世時(shí)期古落差較低，顯著小于3 800 m（圖4c），活動(dòng)強(qiáng)度不及中部NE走向段；在中始新世平湖組早期，古落差驟降至900 m以下（圖4b）；在晚始新世平湖組中晚期古落差明顯降低至600 m以?xún)?nèi)（圖4a）。

通過(guò)不同階段斷層古落差活動(dòng)數(shù)據(jù)的橫向?qū)Ρ瓤芍?，F(xiàn)3按斷層走向具有明顯的活動(dòng)差異性：隨著早中始新世強(qiáng)斷陷階段（T80—T40）到中晚始新世斷拗轉(zhuǎn)換階段（T40—T30）的轉(zhuǎn)變，中部占主體的NE走向段活動(dòng)性急劇減弱；而南、北部靠近NS走向段表現(xiàn)出一定的繼承性強(qiáng)活動(dòng)的特點(diǎn)，在晚始新世平湖組中晚期（T34—T30）的活動(dòng)強(qiáng)度甚至已顯著強(qiáng)于同時(shí)期占主體的NE走向段。因此，在斷裂活動(dòng)總體減弱的背景下，NE走向與近NS走向段呈現(xiàn)出強(qiáng)弱交替活動(dòng)的特點(diǎn)，交替轉(zhuǎn)換的時(shí)間發(fā)生在平湖組早期，即平湖組下段沉積期。

3.2" 平湖斷裂帶中段與南、北段斷裂活動(dòng)性對(duì)比

鑒于平湖斷裂帶南、北段斷層走向差異更為顯著，為便于對(duì)比不同時(shí)期、不同走向段的斷裂活動(dòng)強(qiáng)度，本文分階段開(kāi)展了平湖斷裂帶南、中、北段斷裂活動(dòng)性分析。

1）早中始新世時(shí)期（T80—T40）

早中始新世平湖斷裂帶南、北段總體表現(xiàn)出NE向F2、F4強(qiáng)活動(dòng)，近NS向F1、F5相對(duì)弱活動(dòng)或不活動(dòng)的特點(diǎn)（圖5）。其中：兩條NE向斷裂中，南段西支F4和北段東支F2均表現(xiàn)出差異性的強(qiáng)活動(dòng)特征，總體表現(xiàn)為北部活動(dòng)性略強(qiáng)于南部的特點(diǎn)（圖5b、c），最強(qiáng)部位古落差可達(dá)5 000 m，甚至強(qiáng)于F3中部NE走向段的活動(dòng)強(qiáng)度（3 900 m）（圖4c）；近NS向斷裂中，南段東支F5活動(dòng)性整體較弱，古落差最大值不及1 400 m，北段西支F1古落差接近于0（圖5a、d），反映了該時(shí)期未形成規(guī)模性活動(dòng)斷裂。

2）中晚始新世時(shí)期（T40—T30）

①中始新世平湖組早期（T40—T34）

中始新世平湖組早期，平湖斷裂帶南、北段斷裂活動(dòng)整體減弱，NE向斷裂活動(dòng)略強(qiáng)于近NS向斷裂（圖5）。其中：近NS向F1古落差在1 100 m以?xún)?nèi)，斷裂從不活動(dòng)轉(zhuǎn)為強(qiáng)活動(dòng)，F(xiàn)5古落差小于300 m（圖5a、d）；NE向F2古落差在1 100 m以下，活動(dòng)強(qiáng)度下降最為明顯，F(xiàn)4古落差在1 400 m以下（圖5b、c），活動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。

②晚始新世平湖組中晚期（T34—T30）

晚始新世平湖組中晚期，平湖斷裂帶斷裂活動(dòng)強(qiáng)度整體上相對(duì)于上一時(shí)期稍有減弱，且斷裂活動(dòng)強(qiáng)度在平面上發(fā)生轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)為近NS向斷裂活動(dòng)強(qiáng)于NE向斷裂（圖5）。其中：近NS向F1古落差在800 m以下，而F5則較為特殊，最大古落差達(dá)到1 000 m左右（圖5a、d），該期斷層活動(dòng)強(qiáng)度相比于上一時(shí)期明顯增強(qiáng)；NE向F2古落差小于800 m，F(xiàn)4古落差在600 m以下（圖5b、c）。

平湖斷裂帶中段與南、北段不同走向分支段斷裂活動(dòng)性數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果（圖6）揭示了與F3內(nèi)部相似的強(qiáng)弱交替的活動(dòng)特征。即在早中始新世時(shí)期（T80—T40）南、中、北各段中的F4、F3和F2等NE走向斷裂均有強(qiáng)活動(dòng)，強(qiáng)度總體相當(dāng)，但整體活動(dòng)的連續(xù)較差，分段性特征明顯；在中晚始新世時(shí)期（T40—T30），順近NS走向斷裂活動(dòng)較強(qiáng)，中、南段活動(dòng)強(qiáng)度大于北段，而原NE走向斷裂僅具有一定的繼承性活動(dòng)，活動(dòng)強(qiáng)度不及近NS走向斷裂。上述特征進(jìn)一步表明平湖斷裂帶近NS向斷裂與NE向斷裂活動(dòng)具有強(qiáng)弱交替的特點(diǎn)。

3.3" 平湖斷裂帶地層充填響應(yīng)

平湖斷裂帶分段性活動(dòng)在始新世不同階段的殘余地層厚度（圖7、8）上都有顯著響應(yīng)關(guān)系。在橫切平湖斷裂帶下降盤(pán)任意線剖面（圖7）上始新統(tǒng)局部沉積中心有顯著變化，總體上具有自北向南遷移的特點(diǎn)。在各套地層殘余厚度圖（圖8）上平湖斷裂帶及其鄰區(qū)具有如下特點(diǎn)。

1）中下始新統(tǒng)（圖8a）厚度中心主要沿NE向斷裂展布，自北向南具有多中心發(fā)育的特點(diǎn)，在NE向斷裂之間的近NS向彎折鏈接處則表現(xiàn)出地層明顯減薄的特點(diǎn)，導(dǎo)致沿NE向斷層分布的局部地層厚度中心具有一定的分隔性。此外，南段東支的F5也表現(xiàn)出一定的控沉積作用，但更多表現(xiàn)為沿NE方向地層分布趨勢(shì)向南順F5終止的現(xiàn)象。

2）平湖組下段（圖8b）沉積范圍顯著增大，地層厚度中心的范圍則相對(duì)集中，主要處于F3下降盤(pán)的區(qū)域。殘余地層厚度表明，在以平湖斷裂帶中段為中心的區(qū)域內(nèi)，NE向斷裂及鄰近的NS向、NNE向斷裂對(duì)沉積地層均有明顯的控制作用；此外，在南、北段中的NE向和近NS向主干斷裂均表現(xiàn)出一定的控沉積作用。

3）平湖組中、上段（圖8c、d）沉積范圍進(jìn)一步增大。平湖組中段厚度中心處于平湖斷裂帶南段東支的F5下降盤(pán)，平湖組上段厚度中心順F5下降盤(pán)的NNE向斷裂進(jìn)一步向洼陷中心遷移。殘余地層厚度表明：斷裂帶外緣由F4、F3和F1構(gòu)成的盆緣斷裂部分表現(xiàn)出兩側(cè)地層厚度顯著差異；斷裂帶內(nèi)緣F2和F5則表現(xiàn)出顯著的南強(qiáng)北弱差異，即NE走向的F2控制地層厚度最弱，而近NS向的F5則表現(xiàn)出和鄰近NNE向斷裂共同控制局部地層厚度中心的特點(diǎn)。

綜合上述斷裂活動(dòng)性及地層充填特征分析可知，平湖斷裂帶的發(fā)育演化經(jīng)歷了早期分段到后期整體鏈接的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，斷裂帶發(fā)育過(guò)程中不同走向段主干斷裂活動(dòng)強(qiáng)度具有交替性強(qiáng)弱變化特點(diǎn)，并在斷裂帶下降盤(pán)地層充填特征上有明顯的響應(yīng)。

4" 平湖斷裂帶分段發(fā)育機(jī)制及生長(zhǎng)模式

4.1" 分段發(fā)育機(jī)制及控制因素

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究［12，45，2324］揭示盆地中大型生長(zhǎng)正斷層表現(xiàn)出明顯的分段性，并發(fā)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)造現(xiàn)象也多與斷層分段發(fā)育有關(guān)。這些大型斷裂通常由多個(gè)不同走向、不同位移量的斷層段組成，這些不同走向的斷層段在發(fā)育早期具有相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，通過(guò)斷裂幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等方面的相關(guān)參數(shù)分析，可以建立正斷層分段生長(zhǎng)模式。中國(guó)近海珠江口盆地、渤海灣盆地等斷陷盆地大型斷裂多具有類(lèi)似的分段生長(zhǎng)特點(diǎn)，同時(shí)，不同階段、不同走向段斷裂活動(dòng)強(qiáng)弱的交替變化，亦可以揭示盆地?cái)嘞蓦A段的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)演變規(guī)律［9，2529］。

本文認(rèn)為除了斷陷階段生長(zhǎng)斷層分段發(fā)育這一因素外，平湖斷裂帶這種復(fù)雜的分段活動(dòng)還受到始新世時(shí)期區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)作用的影響。區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)控制下的多期斷裂活動(dòng)在中國(guó)近海斷陷盆地中較為常見(jiàn)，最典型的如珠江口盆地古新世—始新世區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)控制了盆地內(nèi)各凹陷斷裂走向由NE向逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W向［3031］。東海盆地在始新世時(shí)期，受太平樣板塊俯沖方向由NW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹WW向的影響［3233］，同樣存在區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)，即伸展方向由早中始新世的NW—SE向伸展轉(zhuǎn)為NWW—SEE向（圖9）。本次平湖斷裂帶斷裂活動(dòng)性及其控制地層充填厚度變化不僅證實(shí)了這一重大構(gòu)造轉(zhuǎn)折事件在斜坡區(qū)平湖斷裂帶中的響應(yīng)規(guī)律，且揭示了構(gòu)造轉(zhuǎn)折時(shí)期發(fā)生平湖組下段沉積期，這也是首次在杭州斜坡帶以外的區(qū)域揭示了中始新世平湖運(yùn)動(dòng)（T40）對(duì)區(qū)域斷裂、沉積充填演化的影響。

4.2" 平湖斷裂帶生長(zhǎng)模式

本文依據(jù)平湖斷裂帶幾何學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分

析，將其斷陷階段生長(zhǎng)演化過(guò)程劃分為早期NE向斷裂分段發(fā)育階段、中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段和晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段（圖10）。

1）早期NE向斷裂分段發(fā)育階段

早中始新世為西湖凹陷強(qiáng)斷陷階段，整個(gè)東海盆地受太平洋板塊俯沖處于NW—SE向伸展背景影響（圖9a）。平湖斷裂帶北、中、南段中的NE向

F2、F3中部和F4已經(jīng)開(kāi)始發(fā)育，呈左階雁列，各段斷裂活動(dòng)性均較強(qiáng)，并處于相對(duì)獨(dú)立的發(fā)育階段，尚未完全硬鏈接為一條斷裂帶（圖10a）。各段NE向斷裂之間通過(guò)近NS向右行扭動(dòng)斷層轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)，近NS

向斷裂活動(dòng)性數(shù)據(jù)顯示其規(guī)模和活動(dòng)強(qiáng)度不及NE向斷裂。

2）中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段

中始新世平湖組早期為西湖凹陷強(qiáng)斷陷轉(zhuǎn)向斷拗轉(zhuǎn)換的過(guò)渡階段，在該階段整個(gè)東海盆地受太平洋板塊俯沖轉(zhuǎn)向影響發(fā)生了平湖運(yùn)動(dòng)，且區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)已經(jīng)由NW—SE向強(qiáng)伸展轉(zhuǎn)為NWW—SEE向弱伸展背景（圖9b）。平湖斷裂帶北、中、南段先期發(fā)育的NE向F2、F3和F4發(fā)生斜向拉伸，為左行張扭性斷裂，但斷裂活動(dòng)性明顯減弱，尤其是處于西南支的F4。在上述三條斷裂之間的近NS向扭動(dòng)轉(zhuǎn)換斷層由于與區(qū)域伸展方向近于垂直，活動(dòng)性略強(qiáng)于鄰近的NE向斷層段，這些近NS向的斷層由于活動(dòng)強(qiáng)度增大，最終導(dǎo)致了平湖斷裂帶南北分段的NE向主干斷裂發(fā)生硬鏈接，大型斷裂帶初步形成。該階段F3為平湖斷裂帶斷裂強(qiáng)活動(dòng)中心，控制了局部沉積、沉降中心（圖10b）。

3）晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段

晚始新世平湖組中晚期，太平洋板塊俯沖轉(zhuǎn)向后，西湖凹陷進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的斷拗轉(zhuǎn)換階段，NWW—SEE向區(qū)域伸展作用持續(xù)減弱，且西湖凹陷的沉積、沉降中心已遷移至東部斷階帶。平湖斷裂帶先期形成的斷裂雖仍持續(xù)活動(dòng)，但總體活動(dòng)強(qiáng)度已明顯減弱，并呈現(xiàn)出一定的東西分帶差異：處于西部鄰近海礁隆起的F1、F3和F4已沿各走向段南北貫通，形成斷裂帶外緣的盆緣邊界斷層；而更靠近西湖凹陷沉積中心的斷裂帶內(nèi)緣，F(xiàn)2、F5及其次級(jí)斷裂優(yōu)勢(shì)發(fā)育方向轉(zhuǎn)為NNE向及近NS向，斷裂發(fā)育密度增大。值得注意的是，該時(shí)期平湖斷裂帶中近NS向斷裂作為區(qū)域內(nèi)中期（即中始新世平湖組早期）強(qiáng)活動(dòng)的先存斷裂，在NE向斷裂活動(dòng)性進(jìn)一步減弱的背景下已成為區(qū)域內(nèi)主控?cái)鄬樱ū倍蜦1和南段F5。通過(guò)應(yīng)力橢球分析可知，這些主控?cái)鄬釉谄胶M中晚期表現(xiàn)為右行張扭，與局部活動(dòng)較弱的NE、NNE走向張性次級(jí)斷層構(gòu)成帚狀斷裂體系。由于南段的F5相對(duì)于北段的F1處于斷裂帶內(nèi)緣，更接近平湖組中晚期的沉積、沉降中心，因此，F(xiàn)5及其伴生次級(jí)斷層的活動(dòng)性更強(qiáng)，控制了局部沉積、沉降中心（圖10c）。

晚始新世末期，隨著西湖凹陷區(qū)域伸展作用減弱并逐步轉(zhuǎn)入拗陷反轉(zhuǎn)階段，斷陷階段大量發(fā)育的生長(zhǎng)正斷層逐步停止活動(dòng)，平湖斷裂帶也在該時(shí)期最終定型。

4.3" 斷裂帶分段性對(duì)反轉(zhuǎn)背斜的影響

漸新世以來(lái)，西湖凹陷逐步進(jìn)入擠壓環(huán)境，平湖斷裂帶在經(jīng)歷整體定型后轉(zhuǎn)為局部分段弱活化，尤其是中新世末的龍井運(yùn)動(dòng)對(duì)平湖斷裂帶活化及反轉(zhuǎn)背斜形成產(chǎn)生了較大的影響。

龍井運(yùn)動(dòng)時(shí)期，菲律賓海板塊向北移動(dòng)，板塊向西碰撞、俯沖的擠壓力直接傳遞到東海盆地，導(dǎo)致西湖凹陷發(fā)生強(qiáng)烈的NWW—SEE向擠壓［33］。由于區(qū)域擠壓應(yīng)力主要來(lái)自東側(cè)，在西湖凹陷內(nèi)主要表現(xiàn)為東部斷階帶地層掀斜翹傾及中央背斜帶NNE向大型反轉(zhuǎn)背斜發(fā)育；對(duì)于西部斜坡帶，龍井運(yùn)動(dòng)的影響則明顯較弱，主要表現(xiàn)為大型斷裂帶附近中—小型反轉(zhuǎn)背斜發(fā)育。平湖斷裂帶內(nèi)緣，接近中央背斜帶的F2、F5及其次級(jí)斷裂受龍井運(yùn)動(dòng)影響更易產(chǎn)生局部活化，但僅在斷裂帶中南段F5附近形成反轉(zhuǎn)背斜（圖10d）。平湖斷裂帶南段受NWW—SEE向擠壓影響，近NS向F5作為主控?cái)鄬赢a(chǎn)生左行壓扭，并在其下盤(pán)中NNE向次級(jí)斷層中形成局部增壓，控制了擠壓褶皺，產(chǎn)生近NS向延伸的平湖背斜。而在平湖斷裂帶北段，由于該段以東中央背斜帶已通過(guò)控制NNE向秋月背斜發(fā)育釋放了較大的擠壓應(yīng)力，傳遞至平湖斷裂帶的擠壓應(yīng)力作用更弱，且北段的NE向F2與擠壓應(yīng)力方向存在較大角度的斜交，僅產(chǎn)生一定的右行扭動(dòng)，將擠壓應(yīng)力向西南傳遞至斷裂帶中段，因此，平湖斷裂帶北段在龍井運(yùn)動(dòng)時(shí)期表現(xiàn)為相對(duì)釋壓，并未形成反轉(zhuǎn)背斜。

綜上所述，在中新世末龍井運(yùn)動(dòng)時(shí)期，平湖斷裂帶表現(xiàn)為南段增壓、北段相對(duì)釋壓和中段轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)，反轉(zhuǎn)背斜僅在斷裂帶中南段顯著發(fā)育。

5" 結(jié)論

1）平湖斷裂帶具有明顯的南、中、北三段式發(fā)育特征，主要存在NE向和近NS向兩組延伸方向。其中NE向斷層段形成時(shí)間較早，具有分段發(fā)育特征，近NS向斷層段形成時(shí)間較晚，但其控制了南、中、北段的分段連接。

2）結(jié)合區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)演變分析可知，平湖斷裂帶復(fù)雜斷裂的形成受始新世時(shí)期斷裂分段生長(zhǎng)發(fā)育和區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)兩種因素的共同控制。

3）綜合區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)演變和斷裂活動(dòng)強(qiáng)度分析認(rèn)為，平湖斷裂帶斷陷期生長(zhǎng)演化過(guò)程可劃分為早期NE向斷裂分段發(fā)育階段、中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段和晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段。

4）平湖斷裂帶發(fā)育受區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)影響，有別于典型正斷層生長(zhǎng)模式，并對(duì)裂后期龍井運(yùn)動(dòng)擠壓反轉(zhuǎn)背斜產(chǎn)生了顯著影響，造成了龍井運(yùn)動(dòng)期南段增壓、北段相對(duì)釋壓和中段轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)的差異反轉(zhuǎn)。可見(jiàn)平湖斷裂帶發(fā)育演化的時(shí)空差異，對(duì)該地區(qū)局部沉積、沉降中心遷移及裂后期擠壓反轉(zhuǎn)背斜差異發(fā)育具有重要的控制作用。

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