吴春燕,张金功,张津宁,崔 强
(西北大学 大陆动力学国家重点实验室/地质学系,陕西 西安710069)
沾化凹陷古近系
——新近系构造研究现状
吴春燕,张金功,张津宁,崔 强
(西北大学 大陆动力学国家重点实验室/地质学系,陕西 西安710069)
前人对沾化凹陷构造做了大量的研究,主要集中在构造划分、构造演化、构造样式及构造特征、构造对成藏的控制作用等。沾化凹陷构造层主要分为古近纪断陷和新近纪拗陷两个构造层,其内部又可以分为陡坡、缓坡、洼陷和凸起4个构造带。主要发育了翘倾断块、滑动断阶、潜山披覆和重力背形4种构造样式,并且各类构造样式的分布具有明显的规律性。沾化凹陷的构造具有强烈的分割性、多样性及继承性,构造类型的分布具有分层分带性。构造对沾化凹陷油气成藏的控制体现在4个方面:控制优质烃源岩发育、控制圈闭发育、控制成藏的多期次性,进而控制油气的富集。对前人研究成果进行综合分析,认为应把沾化凹陷低-高构造结合起来研究,并在此基础上研究其与断裂以及油气成藏的关系。
沾化凹陷;构造演化;油气富集;古近系;新近系
沾化凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷北部,为新生界拉张断陷盆地,北以义南、义东、埕东断层为界,东到垦东凸起,向南地层区域性抬升,超覆过渡到陈家庄凸起[1]。其形成和演化主要受燕山期和喜山期构造运动的控制[2-4],总体上为轴向北东、呈北断南超的断陷构造格局。沾化凹陷主要发育古近系、新近系和第四系地层,其中古近系自下而上包括孔店组、沙河街组和东营组,新近系自下而上包括馆陶组和明化镇组,为陆相湖泊、河流相砂泥岩沉积。凹陷自古近系沉积以来,整体以沉积埋藏为主,在东营组末期凹陷边缘有过短暂的剥蚀,但剥蚀量较小,小于100 m。古近系自沉积以来,凹陷整体处于拉张应力场中。
刘朝露(2007)根据济阳坳陷构造与沉积旋回,将新生代构造划分为古近纪断陷期构造层和新近纪拗陷期构造层2个构造层[5]。古近纪构造层自上而下又可以分为沙二上—东营组亚构造层、沙三—沙二下亚段亚构造层、沙四段亚构造层、孔店组亚构造层4个亚构造层。新近纪构造层自上而下分为明化镇组亚构造层、馆陶组亚构造层2个构造亚层[5]。
沾化凹陷主控边界断层主要为铲式,发育于盆地北部。盆地结构形态总体表现为北断南超的滚动式半地堑,其内部又可以划分陡坡、缓坡、洼陷和凸起4个构造带[6]。
陡坡构造带是指盆地边缘同沉积断裂及其伴生构造,在剖面上,陡坡构造带主断层两盘沉积的地层具有较大差异,其中下降盘沉积了巨厚沉积物,为洼陷区,而上升盘缺失大部分地层,为隆起区。因此陡坡构造带常常伴有断阶带、滚动背斜等次级构造[6]。
相对于陡坡构造带,缓坡构造带的坡度趋于平缓,并且主要发育三、四级调整性断层而不发育一、二级大断层。受古地形的影响,沾化凹陷古近系-新近系各组段在缓坡带沉积时常常减薄,形成地层超覆和剥蚀不整合界面。缓坡构造带又可以分为斜坡断阶带、鼻状构造带和单斜带等[6]。
洼陷构造带一般为盆地的沉降和沉积中心。沾化凹陷洼陷的发育受NE、NNE和EW向一、二级大断层的控制,并且内部发育洼陷断裂带、向斜带、中央隆起披覆构造等次级构造。沾化凹陷的主要洼陷有:渤南洼陷、孤北洼陷、孤南洼陷、邵家洼陷、四扣洼陷、垦西洼陷、埕北洼陷、富林洼陷和三合村洼陷等。
凸起构造带是在潜山古地形基础上发育起来的,为第三系披覆构造带。凸起构造的形态多受古潜山形态控制,并且向上披覆构造幅度逐渐减少[7]。
在古近系断陷阶段,沾化凹陷主要表现为老断层的消亡、转换以及新断层的形成。新产生的断层按走向可以划分为NE、EW、NW向三组。前期NW向负反转断层有的渐渐消亡,有的方向偏转到NWW向,SN向断层也呈消亡趋势[8]。相对于老断层的消亡,新断层的活动性不断加强,并且在古近系沙三沉积期达到极盛。
在新近系拗陷阶段,大规模的构造运动也大多停止[5、8],裂陷作用转变为整体下沉的拗陷作用,因此沉积了较平缓的新近系馆陶组和明化镇组地层。该时期沉积的馆陶组呈区域不整合直接覆盖在下伏古近系东营组地层之上,其上覆盖第四系稳定沉积物[8]。
构造样式为同一应力作用或同一期构造变形作用下所产生的构造形迹的总和[9-10]。构造样式不仅体现了盆地中不同构造组合的几何形态特征,反映了盆地演化的地球动力学背景,而且控制了盆地沉积物的充填模式及相带展布,决定了油气圈闭类型[11]。
沾化凹陷古近系—新近系主要发育4种构造样式:翘倾断块、滑动断阶、潜山披覆、重力背形[12]。并且各类构造样式的分布具有明显的规律性,陡坡带主要发育滑动断阶,缓坡带主要发育翘倾断块、洼陷带主要发育重力背形,潜山带主要发育潜山披覆。
沾化凹陷区域内主要发育三组方向的大断层,这三组大断层在古近系大规模继承性活动,将凹陷分割成了具有不同特征的构造单元,形成了以断层为界正向构造单元与负向构造单元相间分布、呈棋盘格式展布的构造格局[7]。
在沾化凹陷不同的构造区带内,发育了不同的构造类型。其中,披覆背斜、逆牵引背斜、断鼻、断块为沾化凹陷的主要构造类型[7]。
继承性表现在两个方面:一是古近系—新近系内部构造具有继承性,如在古近系披覆背斜的基础上继承性发育新近系披覆背斜。二是古近系—新近系的构造是在中古生界的构造背景上继承性发育起来的。
大型披覆构造均分布在凸起和潜山构造带上,断块构造主要分布在断裂带和洼陷的斜坡部位,逆牵引构造主要分布在主断层下降盘的古近系东营组和新近系,而刺穿构造主要分布在义南断层和义东断层下降盘的古近系沙河街组[7]。
沾化凹陷是由多个不同地质结构单元组成的,其形成构造体系和断裂体系的控制。凹陷内构造面貌及格局比较复杂,控制形成的沉积体系和展布特点鲜明,进而控制油气成藏特征,主要体现在以下四个方面:
1)控制优质烃源岩发育
烃源岩在很大程度上控制了油气藏的形成和分布,烃源岩的发育和分布受控于构造沉降引起的可容空间和相对湖平面的演化,是油气成藏的基础[13]。
2)控制圈闭发育的多样性
沾化凹陷受燕山期、喜山期构造运动的控制,主要发育NE、NW、EW向三组断裂。断裂与地层的匹配,可在凹陷内可形成构造圈闭、地层超覆圈闭等多种类型的圈闭。
3)控制成藏的多期次性
沾化凹陷经过燕山期到喜山期的转化,沙四段为构造转化期,油气成藏具有多元供烃,多期充注的特征。
4)控制油气的富集
沾化凹陷优越的生油条件是油气富集的基础,而油气富集主要受生油条件、断裂、沉积相带等因素控制。凹陷内多期次的构造演化和构造体制的转化,形成多种沉积相带,断层的强烈活动等都为深层油气的垂向运移聚集提供了有利条件,因此油气比较富集[13]。
前人对沾化凹陷构造研究主要集中在构造划分、构造演化、构造样式及特征、构造对成藏的控制作用等方面。笔者认为对沾化凹陷构造的进一步研究应把低-高构造结合起来,即根据主要生储盖岩系构造的相对低点和相对高点的组合关系,将沾化凹陷划分出不同的低-高构造单元。并利用三维地震剖面对构造高点与低点进行标定。
在此基础上,利用地震剖面对单个构造单元内的断层进行解剖,研究构造高低与断裂的关系,断裂与两侧岩层的关系,断裂的活动性,最后划分出不同的断裂及其组合类型。最后以一个构造单元为基础,研究其输储盖组合,进一步分析其与油气运移及富集的关系。
[1]胜利油田石油地质志编写组.中国石油地质志(胜利油田).卷六[M].北京:石油工业出版社.1993.
[2]彭存仓.沾化凹陷断层活动性及其叠合特征[J].油气地质与采收率.2009,16(5):37 -43.
[3]杨超,陈清华.济阳坳陷构造演化及其构造层的划分[J].油气地质与采收率.2005,12(2):9 -14.
[4]吴智平,李伟,任拥军,等.济阳坳陷中生代盆地演化及其与新生代盆地叠合关系探讨[J].地质学报.2003,77(2):280 -286.
[5]刘朝露,夏斌.济阳坳陷新生代构造演化特征与油气成藏组合模式[J].天然气地球科学.18(2):209-214,228.
[6]王艳.沾化、车镇凹陷盆地结构特征分析[D].山东:中国石油大学(华东).2011,1 -90.
[7]马晖.济阳坳陷下第三系构造特征及其对层序的控制作用[D].广州:中国科学院广州地球化学研究所.2005,1-116.
[8]史新磊.沾化凹陷新生代构造沉降史分析[J].内蒙古石油化工.2011,16:123 -126.
[9]Harding T P.Lowell James D.Structural styles,their plate tectonic habitats and hydroearbon in petroleum provinces[J].AAPG Bulletin,1979,63(7):1016 -1058.
[10]Lowell J D.Stuctural Stxles in Petroleum Exploration Tulsa[J].Oil and Gas Consuhants Intern ational Inc 1985:1-43.
[11]陈海云,于建国,舒良树,等.济阳坳陷构造样式及其与油气关系[J].高校地质学报.2005,11(4):622-632.
[12]崔营滨.沾化凹陷新生界构造样式与油气分布[J].断块油气田.2013,20(3):296 -300.
[13]董宁芳.浅析沾化凹陷构造演化对沙四段成藏的控制作用[J].中国新技术新产品.2013,4:135.
P542
B
1004-1184(2015)06-0248-02
2015-03-14
吴春燕(1987-),女,四川合江人,在读博士研究生,主攻方向:石油天然气勘探及综合地质研究。