潜江凹陷潜北断裂带构造特征及演化史

李令，潘仁芳，杨依，徐燕红

(1．长江大学，湖北武汉430100;2．中国地质大学(武汉)，湖北武汉430074)

潜江凹陷潜北断裂带构造特征及演化史

李令1，潘仁芳1，杨依1，徐燕红2

(1．长江大学，湖北武汉430100;2．中国地质大学(武汉)，湖北武汉430074)

潜北地区结构复杂，毗邻生烃洼陷，是潜江凹陷重要的油气资源接替区块，凹陷北部的潜北边界断层的主要活动在潜江组沉积时期。利用三维精细构造解释成果，解剖潜北断裂带，从剖面和平面总结潜北断裂带中段构造特征。潜北断裂带纵向上存在3个区分层，把构造活动划分成了四个时期;平面上可以划分为3段，西段发育阶梯断层，中段发育荆沙红墙，东段表现为犁型正断层。依据断裂带构造特征可以把潜北断层活动期次划分为走滑拉分、断陷、坳陷、张扭4个期次。根据潜江凹陷演化过程说明了现今上升盘曾经沉积过潜江组，解决了红墙的成因及其归属问题。关键词:潜北断层;潜江组;构造特征;活动期次

潜北地区是江汉盆地的一个勘探老区，发育潜江组烃源岩，勘探潜力大，具有较高的地质储量。油气藏类型以构造油气藏为主，沿潜北断裂带呈条带分布。潜北断裂带经历了印支末期、燕山期及喜山期三期大的构造运动，具有结构复杂，样式多变，纵、横延伸长的特点。断裂带根据构造特征的不同可分为东段、中段、西段3部分，其中段最为复杂，具有典型的犁型断层的特点［1］。潜北断层作为潜江凹陷北部的边界断层，主要活动时期在潜江组，并控制了潜江组沉积，断裂带的活动影响着潜江凹陷的演化，断层活动与沉积之间的关系尚需要进一步研究。

在潜北断层的下降盘沿着断裂带发育有一套被称为红墙的红色沉积体，红墙在断裂带内与潜江组地层接触并北潜二段以后的沉积覆盖，具有与荆沙组相似的岩性特征，因此被称为“荆沙红墙”，随着勘程度的深化，对红墙的来源于成因上有了不同认识，其归属问题直接关系到该区下一步勘探方向。本文根据潜北断裂带精细构造解释成果，总结断裂带构造特征，分析构造演化，研究断层活动与凹陷演化之间的关系，揭示红墙归属，为后续勘探提供借鉴。

1 地质背景

研究区位于潜江以北钟市地区以西，习家口以东，处于潜北断裂带中段，见图1。本次研究针对潜北断层活动期，研究层位主要涉及下降盘广化寺组、潜江组、荆沙组。其中广化寺组与潜江组之间为一级不整合面，荆沙组内部存在有两个局部的不整合面。荆沙组地层为棕红色，厚度及岩性变化较大，岩性主要为棕红色泥岩、粉砂岩、含膏泥岩。潜江组地层可分潜四上亚段、潜四下亚段、潜三段、潜二段和潜一段［2］。潜四下亚段局部含玄武岩，潜二段发育岩盐，且盐韵律发育。荆河镇组为绿灰色泥岩、砂岩夹碳酸盐岩。

图1工区位置

潜江组是早喜山期运动的沉积，发生在江汉盆地第4个构造幕，本期构造被称为裂陷幕［3］，其作用力演化早期以张性力为主，晚期以张扭力作用为主［4-5］。潜江凹陷构造特征表现为南低北高，南厚北薄，南北向呈低中高三台阶式结构，东西方向下降盘呈一隆两凹两斜坡，上升盘呈一斜坡一隆起构造格局。

2 构造特征

2．1纵向上存在3个分层面

地震剖面上潜江组内存在有3个分层。下部潜四上亚段从凹陷到断层方向快速增厚的喇叭口沉积样式，该沉积样式区别于上覆潜四上亚段，反应潜四下到潜四上亚段这一时期有构造活动变化。潜四下亚段邻近的不整合面在荆沙组内部，潜江组与荆沙组为连续沉，潜四下亚段时期的构造活动为荆沙组构造活动的延续，区域应力的改变发生在潜四下亚段沉积时期。

潜二段上下断层的样式发生变化。潜二段以下可以看到发育有收敛于潜北主干断层的顺向次级断层，以上可以看到反向阶梯断层，上下两层的断层具有不一致的组合样式和倾向。同时潜江组沉积自潜二段开始超覆到红墙之上，区别于下伏地层与红墙之间的切截式接触。从北东向剖面上看蚌湖向斜带内两个向斜的上下叠置关系在潜二段沉积前后发生倒转。综合认为潜二段时期存在一期构造变换。

荆河镇组与广化寺组之间的不整合面，该不整合面为区域性不整合面，反应区域性隆起遭受剥蚀，为全区性的构造活动。在习家口东部地区潜北断层的上升盘可见到潜四下亚段也遭受剥蚀，断裂带内潜三段也存在剥蚀。北东向剖面上荆门凹陷内潜江组地层与潜江凹陷西斜坡地层呈斜交趋势，荆门凹陷内潜江组地层翘起，盆地底部的白垩纪地层也翘起，潜江凹陷内地层除去地貌影响基本水平。分析认为这次隆升造成了乐乡关凸起内潜江组地层的剥蚀。从地层的接触关系上来看，本次隆升剥蚀发生在荆河镇组末期与广化寺沉积之前。

2．2自西向东发育3种断裂组合

工区内断裂带上升盘自西向东依次为荆门凹陷，乐乡关凸起，汉水凹陷。下降盘依次为西部西坡带和蚌湖向斜带以及潜北陡坡带，断层的组合类型基本与上升盘3个大的构造单元有较好的对应。荆门凹陷段东部发育少量红墙，断裂主要为顺向阶梯断层并伴生反向调节断层组成一系列Y字型断层和构造，局部发育地堑构造，但变化快延伸范围较小，断裂具有期次性。整体上看断裂带的宽度向东逐渐收拢变窄，逐渐汇聚，次级断层收敛于主干断层或与之平行。

乐乡关凸起段为红墙发育区，潜北断裂开始复杂化，可细分为西、东两部分。西部潜北断裂为一条主断裂及次级小断裂，主干断裂简单正断层样式产出。次级断裂规模小，且纵向延伸距离小，向上一般不超过潜二段底，向下延伸到潜四下亚段与主干断层交汇。东部潜北断裂主干断层为一条犁型正断层，次级断收敛于主干断层，纵向上存在分层，下部潜江组断层收敛于主干断层，上部荆河镇组及广化寺组断层或交于主干断层或形成地堑或反向阶梯断层产出。

汉水凹陷段潜北断裂带呈典型的犁型产出，下降盘东段发育受挤压变形后的S型次级断层，向西断层受挤压变形严重，但规模缩小，在广化寺组及荆河镇组之间发育地堑，至末端只发育主干断裂及小型地堑。

2．3平面上发育3组断裂组合

从平面上看潜江凹陷发育的断层走向主要有北东向、北东东向、北西向3组，北东向最为发育，北西向最少，北东东向断层主要分布在汉水凹陷段。荆门凹陷段断层呈北东向雁列式展布，为左行时期形成。蚌湖向斜带内断层由北东向过渡到北东东向展布。

3 构造演化过程

根据构造特征并参考区域火山活动的强弱可以将潜江凹陷潜江组沉积期及其后的构造运动划分为5个阶段即:荆沙组晚期到潜四下亚段时期，潜四上亚段时期到潜三段时期，潜二段到荆河镇组早期，荆河镇组末期，广化寺组到现今第1阶段荆沙组晚期到潜四下亚段时期。区内构造活动强烈，习家口地区为火山活动主要区域［6］，形成的剪切力作用于潜江凹陷产生拉分走滑，凹陷形成而具有菱形对称结构，并产生了一系列北东东向断裂。此阶段潜北断层对潜江组沉积控制作用明显，断层的同沉积特征明显，形成了断层处厚度巨大，凹陷内厚度小的沉积样式。

第2阶段为潜四上亚段到潜三段时期。岩浆活动减弱，造成蚌湖向斜带内潜三段时期的地温明显降低［7］，岩体冷却收缩引发次级断陷切分下伏荆沙组沉积，该阶段红墙形成，且其活动速率大于潜北主干断层，两条断层的差异活动，形成了红墙内部地层收敛的沉积样式，并在南北方向上形成了潜北断裂带台阶式构造格局。潜江凹陷的各类构造在这时期开始发育。

第3阶段为潜二段到荆河镇组早期。火山活动基本停止，构造活动弱，潜北断裂带内部次级断层活动速率减小，主干断层仍然活动，潜江凹陷进入填平补齐阶段，潜江组沉积超覆至红墙之上。潜江凹陷的各类构造在这一时期发展成形［8］。

第4阶段为荆河镇组末期。此时江汉盆地受到弱挤压应力的影响［9］，构造活动再次活跃，区域上产生张扭，造成潜江组遭受不同程度剥蚀，乐乡关凸起东段断层变形。之后发生区域性沉降接受广化寺和平原镇组两套沉积。潜江凹陷的各类构造在这一个时期定型。

第5阶段为广化寺组至现今。江汉盆地在这一阶段整体沉降接受沉积，形成了广化寺组和平原组两套沉积，此阶段构造活动在广化寺组时期相对活跃，主要形成了地堑构造，钟市地区沿着潜北断层断面继续引发断陷。至平原组时期构造趋于稳定。

4 结论

1)潜北断裂带存在3个构造分层面，构造分层面自下而上分别潜四上亚段与潜二段底面以及荆河镇组顶面。荆河镇组分层面为区域性不整合面;

2)潜北段裂带具有明显的分带性，依据构造样式可以分为荆门凹陷段、乐乡关凸起段和汉水凹陷段，荆门凹陷段发育阶梯断层，乐乡关凸起段断裂复杂，呈多期性，发育红墙，汉水凹陷发育受挤压变形的S形正断层。

3)潜江凹陷的演化时期可以划分为4个时期，走滑拉分期，断陷期，拗陷期，改造期。走滑拉分期形成了凹陷菱形结构，断拗期凹陷发育各类构造，荆河镇组时期定型。

［1］龚晓星，吕鹏，董政，等．潜北断裂带构造特征研究［J］．长江大学学报(自科版)，2013(14):20－23．

［2］张永生，杨玉卿，漆智先，等．江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境［J］．古地理学报，2003(1):29－35．

［3］王必金，林畅松，陈莹，等．江汉盆地幕式构造运动及其演化特征［J］．石油地球物理勘探，2006(2):226－230．

［4］郭飞飞，康建云，孙建峰，等．江汉盆地构造演化与海相地层油气成藏模式［J］．岩性油气藏，2010(1):23－29．

［5］田蜜，施炜，李建华，等．江汉盆地西北部断陷带构造变形分析与古应力场演化序列［J］．地质学报，2010(2):159－170．

［6］袁玉松，朱传庆，胡圣标．江汉盆地热流史、沉积构造演化与热事件［J］．地球物理学进展，2007(3):934－939．

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［8］康海霞．潜江凹陷潜江组剥蚀恢复与沉积体系研究［D］．中国地质大学(北京)，2009．

［9］雷闯，叶加仁，彭明超，等．潜江凹陷北部潜江组油气运移特征［J］．地质科技情报，2014(3):133－139．

Tectonic Features of Qianbei Belt and Evolution at Qianjiang Depression

LI Ling1，PAN Renfang1，YANG Yi1，XU Yanhong2
(1．Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China;2．China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China)

The tectonic features of Qianbei are complex，where is adjacent to the depression，and it’s also a very important backup exploration district．Qianbei Fault is the boundary of Qianjiang depression in the north，and it was active at Qianjiang formation stage．By using the conclusion of elaborate structure interpretation，it analyzed and summarized the structural characteristics of the middle Qianbei belt．There are three bounds existing in vertical intervals，which divides the tectonic activity into four periods．Also，the plane can be divided into three sections，the western developmental ladder faults，the middle section of Jingsha red wall and the eastern section as plow faults．The period of the fault movement can be divided into four stage:slip-separate，rift，sag，transtensional reform，as correspond to the period of the depression form，expanding，fading，reform．

Qianbei Fault;Qianjiang Formation;Structural characteristics;The period of the fault movement

P618．13

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．015

2016－12－20

李令(1990－)，男，湖北荆州人，在读硕士研究生，研究方向:油藏描述，手机:18162796534，E-mail:sevendel@163．com．