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1、 c I | : 1001- 6112(2007)01- 0047- 05 J H J # y张树林,费 琪,叶加仁(中国地质大学, 武汉 430074)K 1 :断陷盆地中的断陷构造层往往是由众多断块组成,在伸展掀斜过程中,每个块体都是一个相对独立的沉降和沉积单元。由于各个块体所处的构造位置、边界断层走向、以及演化过程中的运动学特点不同,有些块体在整个断陷过程中长期继承性掀斜沉降,成为主力生油气中心的主体凹陷;有些块体在断陷演化过程中被边缘化,表现为沉降幅度较小或剥蚀量较大。根据成因和所起的构造作用,可以将边缘凹陷分为4种类型,即废弃型、调节型、过渡型和改造型。1 o M :构造特征;成因类
2、型;边缘凹陷;断陷盆地;渤海湾盆地 m s | : TE121. 1 D S M : ATYPESANDSTRUCTURALCHARACTERISTICSOFBRINKSAGSINFAULTEDBASINZhang Shulin, Fei Qi, Ye Jiaren( China University of Geosciences, Wuhan, H ubei 430074, China)Abstract: The faulted structural strata are usually constituted by numerous fault2blocks in faulted basi
3、n.In the extending process, each fault2block is a comparatively independent sedimentary and subsidencecenter. In the process of rift2subsidence evolvement, some fault2blocks succession rift and subside for along period, becoming the host sags of the primary oil source center, and the others show the
4、 less rangeof subsidence or strong denudation, becoming the brink sags, all these just because of the difference instructure position, boundary fault strike, and dynamics characteristics. According to the formation andthe function in structural activity, the brink sags can be divided into abandoned2
5、type, adjusted2type,transitional2type, and reconstructed2type.Keywords: structural characteristics; genetic type; brink sag; faulted basin; the Bohai Bay Basin断陷盆地是一种重要的含油气盆地类型,它可以是多种成因的,在水平拉张、拱张、挤压二次纵张、剪切(特别是拉分)等应力背景下都可以产生断陷盆地。不同成因断陷盆地的形态、块体运动、沉积体和内部结构、构造有所不同,其共同特点是:正断层发育,通过断层上盘下滑产生沉降、以单断半地堑或双断地堑构成
6、多凸多凹的构造格局。由于各个块体所处的构造位置、边界断层走向以及演化过程中的运动学特点不同,有些块体在整个断陷过程中长期继承性掀斜沉降,成为主力生油气中心的主体凹陷1 ;有些块体在断陷演化过程中被边缘化,表现为沉降幅度较小或剥蚀量较大,成为生油气层系单一或生油气量较少的边缘凹陷。从断陷盆地形成、演化到改造,各个阶段都可产生边缘凹陷,不同成因边缘凹陷的构造特点有所差别。因此,分析边缘凹陷的成因及分布,可以获得断陷盆地成盆动力学和运动学的许多信息2。1 边缘凹陷类型在一个断陷盆地中,主体凹陷的边界断层活动量大,是构造张或张扭应力的长期或集中释放带。边缘凹陷的边界断层总体活动量较小,只在一定时期起到
7、重要的应力释放作用,或在长期的伸展、甚至走滑过程中主要起调节作用。因此,根据成因和所起的构造作用,可以将边缘凹陷分为4 种类型,即废弃型、调节型、过渡型和改造型。l : 2006- 07- 31; : 2007- 01- 05。T e :张树林(1962) ),男(汉族),湖北罗田人,博士,教授,主要从事盆地构造与油气成藏研究和教学。 :国家自然科学基金资助项目(40172051)。第 29卷第1期2007年2月 石 油 实 验 地 质PETROLEUMGEOLOGY& EXPERIMENT Vol. 29, No. 1Feb. , 2007 废弃型边缘凹陷在断陷早期是重要的掀斜沉降中心,在后
8、期的断陷过程中被边缘化,逐渐减弱或基本停止断陷,成为被废弃的凹陷。调节型边缘凹陷往往处于构造枢纽带,在漫长的多旋回断陷过程中,对不同主体凹陷或不同方向构造带之间的差异沉降起调节作用。因此,调节型边缘凹陷沉降作用不稳定,构造反转活动相对比较频繁,沉降中心可能还不断迁移。过渡型边缘凹陷属于长期被边缘化,一般处于主体凹陷与凸起或主体凹陷与主体凹陷之间,表现为强烈沉降区与凸起之间的过渡性质。改造型边缘凹陷属于特殊类型,在断陷作用过程中可能是主体凹陷,但在构造反转活动过程中也活动强烈,在反转改造过程中被边缘化,属于残留凹陷的性质。2 废弃型边缘凹陷细分被废弃的原因主要有3种:一是构造应力在其它构造带得到
9、有效释放,该区不再发生强烈断陷;二是控凹断层倾向与伸展方向不一致,随着与伸展方向一致的断裂联合增强,该控凹断层的活动性减弱;三是随着掀斜伸展作用的加强,控凹断层主断面逐步变缓成为无效结构面,在其下降盘将产生新生陡断面继续起伸展作用,处于2条断层之间的部分被废弃成为边缘凹陷。下面分别用典型实例来论述其构造特点。2.1 / / r d b潍北凹陷处于郯庐断裂带在渤海湾盆地段的南端,为具有拉分性质的菱形断陷,东西两侧断层具有走滑性质3, 4 ,南北向剖面具有箕状断陷的特点,表现为北断南超(图1)。在断陷早期对沿郯庐断裂的扭应力起到重要的释放作用,沉积了巨厚的孔店组;随着渤中和济阳坳陷的强烈伸展,沿郯
10、庐断裂的扭应力得到有效释放,潍北凹陷基本停止断陷沉降,沙河街组到东营组的沉积很薄,成为被废弃的边缘凹陷。2.2 e _ % Z Z _ B 南堡凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷北部,总体构造为东西走向,除北部边界断层追踪利用先期断层呈锯齿状外,凹陷内部构造大多为东西向线性或斜列分布(图2)。该凹陷被高柳断层分割为2个次级洼陷,沙三) 沙二段沉积时期,受西南庄和柏各庄断层控制,为北断南超的箕状半地堑,断陷沉积层呈楔状向南减薄;随着南北向伸展作用的进一步增强,沙一段) 东营组沉积时期高柳断层和老堡断层活动加强,沉降中心转移到南部,在高柳断层和老堡断层间形成一个沙一段) 东营组的次级地堑,受北西向柏各庄断
11、层和西南庄断层北东向段控制的南堡北部洼陷被逐步边缘化,成为一个被废弃的次级箕状半地堑5。图 1 渤海湾盆地潍北凹陷构造纲要Fig. 1 Structural sketch map of the WeibeiSag in the Bohai Bay Basin图 2 渤海湾盆地南堡凹陷构造纲要1.正断层; 2.平移断层;3.背斜; 4.超覆线; 5.底辟构造西南庄断层;柏各庄断层; 高柳断层;北高断层; 老堡断层; 蛤南断层; 海北断层Fig. 2 Structural sketch map of the NanpuSag in the Bohai Bay Basin#48# 石 油 实 验 地
12、 质 第29卷 2.3 e M r 滋镇洼陷位于渤海湾盆地惠民凹陷西北部。控凹的基山断层由走向北北东、近东西、近东西弧形和北西4段组成,构成总体向北突出的弧形,断层延伸长度达70 km以上;倾向总体向南;断面很缓,倾角一般小于25b。孔店组) 沙四段沉积时期,由于宁津凸起的强烈隆升,基山断层强烈断陷伸展,伸展量达12. 18 km,伸展率达29. 52%,伸展速率为0. 61 km/ Ma,沉积了巨厚的沙四段) 孔店组。临商断层在孔店组) 沙四段沉积时期以分段活动为主,没有贯穿为一条整体的控凹断层,沉积体总体为受基山断层控制北厚南薄、跨越滋镇洼陷和临邑洼陷的大型楔状体。从沙三段沉积中期开始,由
13、于基山断层在掀斜断陷过程中不断变缓,所控制的断陷作用萎缩,临商断层连接成一条控制临邑洼陷沉积和构造演化的大断层,并将临邑洼陷从滋镇) 临邑大块体中分化出来,沉降中心由基山断层下降盘转移到临商断层下降盘。滋镇洼陷沙三段累计厚度仅700 m,其伸展量约3. 69 km,伸展率6. 91% ,伸展速率为0. 41 km/ Ma。沙一段)东营组沉积时期,由基山断层控制的伸展量进一步减小,仅1. 81 km,伸展率为3. 16%,伸展速率为0. 16 km/ Ma,滋镇洼陷完全成为被废弃的边缘凹陷(图3)。3 调节型边缘凹陷调节型边缘凹陷在不同断陷旋回都可能产生强烈沉降,但由于处于构造枢纽带,对不同方向
14、的伸展和反转作出相应的响应,造成凹陷内的沉降中心不断迁移,没有形成一个长期继承性发展沉降中心,加上多期构造反转改造,造成总体沉降幅度不大。如渤海湾盆地临清坳陷北部,受近东西向和北北东向构造的共同影响,对黄骅坳陷、临清坳陷和济阳坳陷的强烈伸展断陷起调节作用。临清坳陷北部主要发育NE、近EW和NW向三组断层, NE向断层数量多、分布广,是盆地演化的主控断层,也是控制本区东西分带的主要断层;近EW向断层主要分布于中北部地区,是控制南北分区的主要断层; NW向断层数量少,在盆地演化过程中处于从属地位。受同生正断层活动控制,形成德州凹陷、冠县凹陷和莘县凹陷3个负向构造单元、以及高唐) 堂邑凸起和腰站凸起
15、2个正向构造单元5。3.1 / % M临清坳陷北部新生代各断陷旋回的沉降中心和沉积中心有明显的差异,主要表现在主控断层的变化、造成断块掀斜方向有所不同或沉降中心的位置差异。如莘县凹陷在孔店组) 沙四段沉积时期以南东断为主、向北西方向减薄,到沙三段) 沙二段沉积时期则相反,以北西断为主、向南东方向减薄(图4)。德州凹陷南部的冠北洼陷则相反,孔店组) 沙四段沉积时期由南东向北西方向减薄,到沙三段) 沙二段沉积时期则由北西向南东减薄。这种现象不仅表现在伸展断陷的早期,在渤海湾盆地图3 渤海湾盆地滋镇) 临邑洼陷构造演化史Fig. 3 Structural evolution profile of the Zizheng- Linyi Sag in the Bohai Bay Basin#49# 第1期 张树林等. 断陷盆地边缘凹陷类型及其成因 图4 渤海湾盆地莘县凹陷1037. 2测线地震解释剖面Fig. 4 Geological interpretive profile of the seismic line 1037. 2 in the She
