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1、一、理论沉积学及其新技术、新方法应用 辽河盆地东部凹陷断裂体系成因机制： 来自构造物理模拟实验的新认识 单家增1 ，张占文29 陈绍生2 ，孙红军29 肖乾华2 ( 1 中国科学院地质- 9 地球物理研究所，北京 1 0 0 0 2 9 ；2 中国石油辽河油田勘探 开发研究院，盘锦 1 2 4 0 1 0 ) 辽河坳陷是在地幔上涌派生拉张应力场作用下形成的新生代大陆裂谷型断陷，主要演 化时期为新生代古近纪，这一重要结论已被广泛接受。但是，单一的地幔上涌派生拉张应力 驱动作用和构造演化史的结论并不能充分解释现有的地质、地球物理和钻孔岩心资料。图1 显示出辽河坳陷东部凹陷断裂体系分布图，具有明显的
2、非线性特征，是多期构造应力作用的 结果。图2 显示出8 3 8 测线地震反射剖面图。断裂体系具有以下特征：( 1 ) 正断层与逆断 层伴生，构成即有正断层又有逆断层的多重构造特征的断层体系；( 2 ) 整个断层体系的沉积 厚度是非均匀的，特别是在靠近油燕沟潜山沉积层厚度明显的变薄，证明在这一地质时期( 古 近纪沙一末期至东营期) 发生了同沉积构造运动；( 3 ) 在图2 三界泡潜山左翼发育有典型的 正“花”状断层组合，它们与早期断裂体系共同组成不同断层性质、不同期次的复杂含油气 断层体系。 图1 辽河坳陷东部凹陷断裂体系分布图 图28 3 8 测线位置地震反射剖面图 为了充分论证辽河坳陷东部凹
3、陷断裂体系成因机制，笔者开展了创新的构造物理模拟实 验。实验模型主要经历了两个变形阶段，即早期的地幔上涌派生拉张应力作用下的变形阶段 和晚期的右行走滑构造应力驱动作用下的变形阶段，本实验结果分4 幕给出( 图3 ) 。A 中的 圆环直径为5 6 m m ，即是模型几何比例的标尺，也是模型变形的应变圆标记。应变圆可以展 示出在应力作用下变形体质点的位移特征，不同类型的应力诱发不同类型的应变。 辽河坳陷营口一佟二堡断裂体系成因机制的构造物理模拟实验是建立在广泛的现场研究 和深入的资料分析基础上的，从实验材料的选取、实验边界条件的确定和驱动力作用形式等 重要因素都与实际地质背景和条件具有良好的相似性
4、，相似理论的应用提高了构造物理模拟 实验结果的精度和有效性。 9 1 、理论沉积学及其新技术、新方法应用 本实验使用了最新设计出的多功能S W P 一1 型构造物理模拟实验装置，该装置可以开展拉 张、挤压、右型剪切、左行剪切等多种应力作用下的构造变形实验。本实验为早期地幔上涌 派生拉张应力长叠加后期右行走滑构造运动驱动作用。为了保证实验材料与实际地层的岩性 具有良好的相似性，实验中使用了5 5 天然石英砂与4 5 粘土的混合物作为砂泥岩的替代物， 实验材料在大约2 0 3 0 9 c m 2 垂直力作用下压实成层。 图2 辽河盆地东部凹陷断裂体系成因机制的构造物理模拟实验结果 ( 1 ) 辽河
5、坳陷营口一佟二堡断裂带的动力学成因机制归因于古新世房身泡期一渐新世沙 河街一期( 大约6 3 0 3 7 O M a ) 的大陆裂谷演化阶段的地幔上涌派生拉张应力和渐新世东 营期( 大约3 6 9 2 4 5 M a ) 右行走滑构造运动产生的右行剪应力的复合作用，两期构造应 力作用导致了营口一佟二堡断裂带的形成和演化。 ( 2 ) 古近纪渐新世东营期右行走滑构造运动使得早期断裂再活动和形成新的断裂，导 致断裂体系具有多期多组多变化的复杂特征。不同期次、不同走向、不同切割深度的断裂将 地层切割成不同形状的断块，构成了营口一佟二堡复杂的断裂带分布格局。 ( 3 ) 依据比例的构造物理模拟实验结果
6、，辽河坳陷东营期右行走滑构造运动引起的右 行走滑量大约为4 8 k l n ，但是，右行走滑量的分布是非均匀的，北部区域较南部区域要高。 ( 4 ) 营口一佟二堡断裂带是辽河坳陷东营期主走滑带所在的区域，它的构造运动与著名 的郯庐岩石圈深大断裂的活动有密切关系。笔者认为郯庐岩石圈深大断裂在东营期的构造运 动诱发了营口一佟二堡断裂带东营期右行走滑构造运动的发生。 ( 5 ) 营口一佟二堡断裂带东营期右行走滑构造运动的主位移带( P D Z ) 由田庄台断裂、 驾掌寺断裂、予家房断裂和茨西断裂等组成，基底断裂的活动导致基底潜山断块的向上运动， 构成了水平位移与垂直位移相叠置的构造特征。 ( 6 ) 两期构造运动影响和控制了该区油气的运移和聚集。辽河坳陷的油气勘探有必要 对早期拉张和晚期右行走滑复合构造运动引起的油气运聚给予特别重视。
