渤南地区断裂发育以及构造演化特征分析

渤南地区断裂发育以及构造演化特征分析

熊海霞 姚雷 陈国宁

中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司

摘 要：沾化凹陷位于济阳坳陷东北部，属于济阳坳陷的一个次级构造单元，凹陷内部主要发育4个次级洼陷以及1个低凸起构造。沾化凹陷内沉积巨厚的新生界地层，其中，沙一段、沙三下及沙四上亚段发育三套烃源岩，烃源岩上覆的沙三中、沙三下、沙二段以及东营组、馆陶组、明化镇组地层是主要的储集层。本文以沾化凹陷渤南地区作为重点研究。渤南地区具体指渤南洼陷及其周边地区，包括渤南洼陷、部分四扣洼陷以及罗家缓坡带。其中，渤南洼陷是沾化凹陷中的一个次级洼陷，位于其中部，北与埕南断裂、埕东凸起相接，南与陈家庄凸起相邻，西以义东断裂为界，石油地质储量丰富，构造格局受洼陷内几条近东西向断层切割而形成了北陡南缓的箕状盆地。

关键词：济阳坳陷；断层切割；地层特征；构造演化；断裂体系

1.引言

沾化凹陷属于济阳坳陷的一个次级构造单元，第三系从下到上共发育5套地层，分别为孔店组、沙河街组、东营组、馆陶组以及明化镇组。不同的地质时期以及不同构造单元中发育不同的地层以及沉积特征。由于受到复杂构造演化及断裂活动的控制，沾化凹陷在总体构造上具有分割性强、构造类多样、继承发育等特点，本文主要介绍了研究区断裂发育以及构造演化等特征，并划分了构造单元。

2.地层发育特征研究

沾化凹陷中广泛发育第三系地层，厚度变化范围较大。其中，沾化凹陷中地层厚度由南部缓坡带向北部陡坡带逐渐加厚，沉积中心即洼陷中心地层厚度最大处，而凸起处地层最薄，仅为百米。沾化凹陷第三系从下到上共发育5套地层，分别为孔店组、沙河街组、东营组、馆陶组以及明化镇组。不同的地质时期以及不同构造单元中发育不同的地层以及沉积特征。沾化凹陷第三系沉积演化大致可分为两个阶段：断陷湖盆沉积在早第三纪发育，由构造活动形成的凸起为主要物源区，沉积区为断陷区，而坳陷沉积阶段发育在晚第三纪，全区发育河流相沉积。整个沉积演化过程中共存在三次抬升及四次下降，共可分为四个沉积旋回。

3.构造特征及构造演化

由于受到复杂构造演化及断裂活动的控制，沾化凹陷在总体构造上具有分割性强、构造类多样、继承发育等特点，本节内容主要是在前人研究成果上的总结与归纳，重点介绍研究区断裂发育以及构造演化等特征，并划分了构造单元。

3.1 断裂体系基本特征

沾化凹陷主要发育NE、NW、NEE三个优势方向的断裂。NEE向断层包括孤北、孤南、垦利、桩南等断层；NW向断层包括五号桩、罗西、孤西等断层；NE向断层包括埕东、垦东、义东、义南等边界断层。而作为主要研究区的渤南地区，其断层发育，包括一条控凹断层：埕南断层，5条二级控洼断层:义东断层、孤西断层、孤南断层、孤北断层和渤深4断层，以及三四级断层共110条左右。洼陷内主要发育油源断层和次级小断层两类，油源断层形成于沙四-沙三段沉积时期，沙三亚段沉积时其活动性最强，之后活动速率随之减弱，馆陶组沉积时断层活动开始消亡，直到明化镇组沉积结束时停止。而在新近系时期发育活动速率弱于油源断层的次级小断层，断层活动在馆陶组沉积末期或明化镇组沉积时期结束。

3.2 构造格局及划分

沾化凹陷周边以高凸起为边界，北至埕东断裂、义和庄凸起，南邻陈家庄凸起，东到桩西-长堤-孤东潜山带凸起。凹陷内部发育多个次级构造单元，具体包括凸起带和凹陷带，凸起带由第三系披覆构造带组成，而凹陷带包括陡坡构造带、洼陷构造带和缓坡构造带三种。

具体到主要研究区—渤南地区来说，共发育南部缓坡带、渤深4断阶带、渤南深洼带以及北部陡坡带四个构造单元。其中，深洼带为渤南地区内埋深最大的部位，处于渤深4断阶带和陡坡带之间。该地区孔店组地层构造特征简单，沙四下亚段构造主要受到主断裂展布方向的控制，而沙三下亚段的次级断裂在深洼带内呈南北、东西向展布。断阶带位于洼陷的中部，由渤深4南断层、渤深4北断层以及孤西断层所夹持，其中，孤西断层是控制洼陷沉积的主要断层之一，活动时间较长，呈NW走向，SW倾向。综上所述，渤南地区构造特征可概括为：盆地基地结构简单，主断裂继承性发育；盆地的发育阶段影响各层系所形成的构造特征，盆地发育早期产生的次级断裂与基地断裂一致，到盆地发育的中晚期产生变化。

3.3 构造演化阶段

构造演化历史不仅对研究区压力场的演化具有控制作用，并且对油气的运移成藏也起到关键性的影响。沾化凹陷的构造演化可划分为六个阶段(图1)：

图1 渤南地区构造演化剖面

(1)裂陷孕育期(中生代燕山运动二幕—中生代末)

该阶段北西走向的断层—孤西断层、罗西断层开始活动，接受中生界磨拉石沉积，为古近纪拉长裂陷作用奠定了基础。

(2)早裂陷期(新生代初期—沙四晚期)

该阶段为断陷湖盆初期至复杂断陷期，北东向的义东、埕东、埕南断层和北东东向的孤北、孤南断层产生。该时期由于太平洋板块俯冲方向由NNW向NWW向的转变以及印度板块与亚洲大陆的碰撞，研究区产生的断层包括NW和NEE方向的正断层。

(3)深裂陷期(沙三时期断陷湖盆鼎盛期)

由于盆倾断层的发展，盆缘断层开始强烈活动，整个凹陷进入深断陷时期。边界断层继承性活动持续进行，并且盆地内新生代湖相沉积加厚，在持续的拉张作用和差异压实作用下。

(4)裂陷扩张期(沙一、二沉积时期)

该时期NW向断裂带逐渐停止了活动，而NE和NEE向断层活动性加强，形成主要的控洼断裂带。小型次级洼陷沉积中心逐渐合并，成为统一的沉积中心。

(5)裂陷再活动期(东营组沉积时期)

东营期末期，研究区受到再一次的抬升剥蚀，断陷活动结束后全区整体下沉并接受再次沉积，该区进入坳陷阶段。

(6)整体拗陷阶段(新近纪—第四纪时期冲积平原发育期)

新近纪时期，由于拉张构造力的消失，凹陷进入坳陷阶段。由于凸起上和洼陷中地层的压实差异，造成了凸起及洼陷内部沉积地层厚度的差别，并且伴随着断层的活动。

参考文献

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