南堡凹陷断裂构造解析及成盆机制

林玉龙

摘要：南堡凹陷是渤海湾盆地内的一个三级负向构造单元，属于典型的新生代伸展背景下的断陷盆地， 也是渤海盆地内典型的富油气凹陷之一。南堡凹陷内断裂发育密集，组合方式复杂，演化及成因机制 尚不明确，极大的制约着该区地质认识提高和油气勘探的成功率。本文运用油区构造解析原理，在详 尽地震资料解释基础之上对盆地内部断裂系统、构造样式、断裂演化进行研究，并对盆地成因机制进行探讨，这对该区地质认识的提高和油气运聚规律的明确具有重要的理论价值和现实意义。

关键字：南堡凹陷；负向构造；富油气凹陷；断裂演化

1引言

断层是断陷盆地内最为主要的构造要素，南堡凹陷内断层极其发育，根据断层的形成期次、切割 深度、活动强度，平面上主要发育NNE-NE、NEE-EW、NW三个优势走向，垂向划分为上下两套断裂 系统：下部基底断裂系统和上部盖层断裂系统。下部基底断裂系统的断层主要形成于始新世，平面走 向主要呈 NNE-NE 向，该套断裂多切割沙三段底界面，部分断层在后期持续活动向上切割至新近系称 之为主干基底断层，如西南桩断层，仅控沙河街组沉积分布并未向上延伸活动的断层成为次级基底断层。上部盖层断裂系统在渐新统-新近系中发育，其平面走向主要呈 NEE-EW 向，少数呈 NW 走向，盖层断裂系统可划分为主干盖层断层，即断层向下延伸切割至沙一二段内终止，少数错断沙三段底界面，如高柳断层；次级盖层断层是指发育与东营组和明化镇组内的断层。各套地层内部还有一系列的层内调节断层，这些断层的形成是由于相邻正断层伸展量不均所引起的。

2南堡凹陷分析

南堡凹陷新生代构造样式主要受控于非旋转平直型正断层、旋转平直型正断层、铲式正断层和坡 坪式正断层四类正断层控制的断层组合及地层变形。由于南堡凹陷新生代不同构造期应力场方向发生多次转变，同一条正断层两盘在不同的构造期表现为正向伸展变形、斜向伸展变形、走滑变形三类构造作用，从而可将全区构造样式划分为伸展构造样式和走滑构造样式两大类。伸展构造样式多分布于基底断裂系统中主要包括：正（反）倾斜铲式扇组合、多米诺组合、地垒-地堑式组合、Y 字型组合；走滑构造样式的形成多受盖层断裂系统控制主要包括，负花状构造、复 X 型构造。基底断裂系统和盖层断裂系统的构造属性明显不同，受断层控制的凹陷断陷结构形态也相应发生变化。南堡凹陷新生界内部主要发育有 5 个不整合界面，分别是沙三段底面、沙一二段底面、东营组 底面、馆陶组底面、明化镇组底面，把新生界盆地分隔为始新统（沙三段）、渐新统（沙一、二段、东营组）、新近系-第四系（馆陶组、明化镇组）等三大构造层及 5 个构造-沉积层序。南堡凹陷新生代地层由下至上可划分为三套结构层序，即始新统的箕状单断型，渐新统的地堑式双断型，新近系—第四系的拗断型。南堡凹陷新生代构造演化对应划分为三个构造期即，始新世 NW-SE向正向伸展的箕状断陷期、渐新世近 SN 向斜向伸展的地堑式断陷期和新近纪-第四纪走滑拗断期。南堡凹陷伸展速率在始新世较快；渐新世的沙一二段沉积期减弱，东营组沉积期再次变强；新近纪-第四纪馆陶组沉积期变弱，明化镇组沉积期变强的强弱交替变化特征，符合断陷盆地的幕式伸展变形模式。始新世和渐新世断裂活动强其同生断层走向由 NE-NEE 向转为 EW向，表明沙一二段沉积期是区域应力场转变的时期。

结论：南堡凹陷属于渤海湾盆地西部的一个新生代断陷盆地，张家口-蓬莱断裂是渤海湾盆地内一条呈 NW 走向新生代左旋走滑的岩石圈级别的断裂带，其海域渤海段的柏各庄断层作为南堡凹陷的边界断层 控制着盆地的形成和演化南堡凹陷的形成演化同渤海湾盆地新生代动力学过程和张家口蓬莱断裂左旋走滑密切相关密切相关。从南堡凹陷新生代断裂构造特征分析表明新生代构造应力场发了显著变化。始新世大量NNE-NE 向基底正断层表明盆地处于NW-SE向的区域引张应力场；渐新世，部分主干基底正断层持续活动为，主要新生断层走向为 NEE-EW 向，表明盆地处于近 NNW-SSE 向和 S-N 向 的区域引张应力场；新近纪-第四纪（主要是明化镇组沉积期），大量新生近 EW 走向正断层同基底 NE、NW 向正断层走滑在平面上构成颇具规模的马尾式和雁列式组合，表明该期盆地主要受张家口-蓬莱深断裂带左旋走滑引起的盆地内NW向断层同向左旋走滑和NE向断层反向右旋走滑共同控制。南堡凹陷新生代盆地演化动力学成因上主要受深部热地幔物质上涌导致岩石圈裂解导致的伸展变形和岩石 圈级别的张家口-蓬莱深断裂左旋走滑变形两种构造机制互相交替控制。

参考文献

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