辽河滩海葵花岛构造带断裂活动与沉积关系研究

杜 庆 国

(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院， 辽宁 盘锦 124010)

辽河滩海东部地区勘探始于1989年。目前，区内已完钻各类探井26口，自下而上发现了古生界奥陶系、古近系沙三段、古近系沙一段、东营组三段、东营组二段、东营组一段、新近系馆陶组等7套含油层系[1-3]。目前已探明地质储量与滩海东部4次资源评价的资源量极不对称，其中葵花岛构造带断裂活动复杂。本次研究中，将分析葵花岛构造带断裂活动与沉积体系及其展布的关系。

1 物源体系分析

研究区勘探层系包括沙河街及东营组三段、二段、一段，由于沙河街组钻遇探井较少，物源方向认识不清，规模砂体发育与否并不确定。在区内曾充分利用多种技术手段开展物源方向研究，取得了明显效果[4]。目前揭露的沙河街组探井重矿物组合特征显示，重矿物以石榴子石、白钛石、钛磁铁矿为主，母岩成分为变质岩和岩浆岩，说明沙河街沉积时期有来自东部凸起变质岩的物源注入。古地貌恢复资料显示，在沙河街沉积前，凹陷东侧整体表现为北西倾斜坡，东侧物源可以越过燕南潜山注入葵花岛构造带。图1所示为研究区位置示意图。图2所示为辽河滩海沙三段沉积前古地貌示意图。

根据潜山侧翼新生代地层发生形变的特点分析燕南潜山形成的时间。现有研究表明，潜山侧翼沉积地层在潜山隆起挤压及后期拉张沉积过程中可以形成不同的轴面，轴面的拐点基本可以代表隆升开始的时间。研究区燕南潜山带经历多期次伸展和走滑改造作用，渐新世东三晚期 — 东二期区域右旋走滑运动尤其明显。燕南潜山侧翼沉积地层轴面变换点分析表明，变换时期为东三晚期。图3所示为过燕南潜山主测线L1471地震剖面。这表明，燕南潜山是从东三晚期开始隆升形成，在此之前的沙河街期东部凸起可以为葵花岛构造带提供物源条件。

此外，葵花岛构造带自东向西砂地占比明显降低，砂岩含量由35%逐渐降低到25%；而自北东向南西方向地震剖面上同样也存在明显的前积反射结构。这些都表明，葵花岛构造带沙河街期物源来自东部凸起，发育有较大规模的扇三角洲砂体。

在东三沉积时期之后，物源体系有所变化。褶皱轴面变化规律揭示，东侧燕南潜山带在渐新世东三晚期 — 东二期，受区域右旋走滑运动影响开始隆升，来自东侧物源的注入物质逐渐消亡。东二段与东三段、沙一段的重矿物组合对比情况显示，东三段和沙一段以石榴子石为主，而东二段以白钛矿或钛磁铁矿为主。东二段、东一段沉积时期，主要以北东向长轴物源为主，逐渐向南延伸，影响范围更广。

2 沉积体系展布特征

在沙河街沉积体系展布特征研究中，充分利用井资料及三维地震资料，从单井相分析出发，在构建的精细层序地层格架下开展地震振幅、频谱属性分析，确定岩相类型、沉积相边界及相带展布规律，进而分析沉积演化特征[5-8]。

图1 研究区位置示意图

图2 辽河滩海沙三段沉积前古地貌示意图

在沙三早中期，滩海地区处于湖盆演化的深陷扩张期，燕南断裂、盖州滩断裂等深大断裂带活动强烈，盆地基底沉降速率大，可容空间增长迅速，湖盆水域强烈扩张，水体快速加深，湖盆处于欠补偿状态。在此时期，形成了凹陷两侧斜坡地带近岸水下扇、扇三角洲等强水动力作用下的陆源碎屑沉积体系环绕深洼区半深水 — 深水湖泊沉积体系的沉积面貌。滩海东部凹陷的陡坡带断层强烈伸展，地形变化较大，造就了“高山深湖紧靠相依”的古地理面貌。在燕南断层以西的葵花岛 — 太阳岛地区，山区洪水沿谷地流出后迅速进入较深水湖盆，形成近岸水下扇沉积体系。太阳岛地区沉积主要来自北东方向的辫状河三角洲沉积。

在沙三沉积晚期，区域性的构造反转导致湖盆水域快速收缩、水体变浅，使沙三早中期水域辽阔的深水 — 半深水湖泊或变浅转为浅水湖泊，或转为辫状河三角洲、扇三角洲、三角洲等类型的陆源碎屑物质填充淤塞。太葵地区发育辫状河三角洲体系，其物源来自东部凸起向葵东1号构造延伸的半岛台地。海南东坡断层活动相对较弱，处于“被动”沉降部位，坡度相对较平缓，发育有扇三角洲沉积体系。盖州滩洼陷为开阔的深洼区，远离物源区，可容空间增长速度远远大于沉积物补给速度，以发育半深湖 — 深湖沉积体系为主要特征，是滩海东部地区沉积中心和烃源岩的主要形成地带。

图3 过燕南潜山主测线L1471地震剖面

在沙一、沙二沉积期，继始新世沙三末期构造反转隆升剥蚀之后，渐新世沙一期再度伸展沉降，燕南断层再次发生强烈的伸展作用，且活动强度不断加大，湖盆水域不断扩张，水体逐渐加深，形成斜坡部位扇三角洲沉积体系环绕深洼区半深湖沉积体系的沉积面貌。

3 断裂活动与沉积关系

滩海东部构造演化经历了早期伸展、晚期走滑的过程，尤其是晚期走滑作用必须对先期形成的沉积体系展布有所改造，使沙河街期形成的沉积砂体发生迁移[9-10]。燕南潜山古地貌显示，燕南3井附近有明显冲沟的特征，且该井在沙一段见到砂砾岩。据此可推测，沙河街期的主物源方向应该从燕南2、3井区延伸至葵深1井附近。然而钻探结果显示，太葵构造带葵深1井储层发育条件稍差于葵花18井。分析认为，正是由于东营期断裂的走滑作用，使砂体向葵花岛东北方向发生了迁移，且葵花岛主体应是规模砂体发育的最有利部位。图4所示为辽河滩海东部地区古近系沙一段沉积相图。

图4 辽河滩海东部地区古近系沙一段沉积相图

该构造带曾先后钻探葵深1井及龙王5井。葵深1井为2012年在葵花岛构造南端实施的风险探井，已完钻井深4 536 m，其层位属沙三段。该井油气显示较为活跃，目的层沙三段油层由于工程原因未能实现试油，沙一段试油仅获低产油层。分析认为，正是受区内走滑活动的影响，葵深1井沙一段未处于有利沉积相带，储层发育条件不利。虽然试油效果不显著，但也可从中观察断层活动与沉积体系及展布乃至油气成藏的影响。由此，我们对研究区下一步勘探潜力及方向认识更加明确，今后在葵花岛的主体勘探工作必须深化。

4 结 语

通过本次研究，运用重矿物、古地貌恢复及褶皱轴面变化规律等手段，确定工区沙河街期物源来自东部凸起。分析了工区沙河街期沉积体系展布特征，以及断裂活动与沉积的关系，认为葵花岛主体应是下一步勘探的有利目标区。

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