高邮凹陷富民油田戴南组震积岩特征

赵炜，刘建宁



高邮凹陷富民油田戴南组震积岩特征

赵炜，刘建宁

（华北理工大学矿业工程学院，河北 唐山 063000）

高邮凹陷富民油田戴南组沉积时期，受到中-新生代构造运动的影响，古地震活动强烈，在岩心的观察过程中发现了很多震积岩构造，例如液化砂岩脉、阶梯状小断层、震皱岩等。通过对其单井垂向特征的观察和研究，总结前人的研究成果，得出了研究区的震积岩垂向序列，并得出古地震作用下的碎屑流沉积普遍发育在震积构造的顶部的结论。

富民油田；震积岩；震积构造；高邮凹陷

1969年，A.Seilacher认为美国加州地区中新世具有递变断裂的蒙特里页岩是由断层活动发生地震而引起的，并首先提出震积岩（Seismites）一词[1]。国内对地震事件的研究最早见于朱海之等对史前古地震剖面特征的描述[2]。之后，宋天锐对北京十三陵地区前寒武系地震-海啸序列的研究，葛宝勋等对河东煤田石炭系含煤岩系中震积岩的研究，称得上是国内最早专门针对古老地层中震积岩的研究，揭开了国内研究震积岩的序幕[3-4]。而后二十多年间震积岩的研究取得丰硕的成果，这其中具代表性的有乔秀夫、杜远生等学者对海相地层震积岩特征和序列的研究[5-6]；吴贤涛等对陆相湖盆震积岩的研究[7]；而近些年来，许多学者依据钻井岩芯资料研究震积岩特征，并与盆地构造、油气储层等联系讨论，对于陆相断陷湖盆中震积岩油气地质意义的研究取得了新的进展[8-12]。

图1 苏北盆地高邮凹陷构造要素图

1 区域地质概况

研究区位于高邮凹陷中部，而高邮凹陷是苏北南黄海盆地的陆上部分中的一部分，高邮凹陷是苏北盆地中沉降最大，构造最复杂，油气产量最多的凹陷；高邮凹陷古近系戴南组形成于阜宁组不整合面之上，经历了三次较大的构造运动，包括仪征事件(83Ma)、吴堡事件(53Ma)、三垛事件(37Ma)，这三次事件分别是断坳阶段（K2t-E1f4，83.0～53Ma）、断陷阶段（E2d1-E2s2，53～23.5Ma）、坳陷阶段（Ny1-Ny2，23.5～11Ma）的时间节点，其中仪征事件奠定盆地的基础，仪征事件至吴堡事件的20Ma是戴南组地层发育的时期。戴南组沉积时期高邮凹陷受郯庐断裂走滑拉分活动的影响，呈现出南陡北缓的构造格局，断层错综复杂，断块支离破碎，因而得名“地质家的考场”之称。富民油田具有构造特征为，向南倾没的断鼻状构造，构造轴部地层平缓，而翼部较陡，南为真2号断层，北为汉留断层, 西接樊川深凹，东与刘五舍深凹相邻（图1）。

2 震积岩构造特征

古地震事件是依据野外露头或钻井岩心中保留的沉积物变形记录而确定的[13]。这些变形基本上可分成两大类，第一类由地震触发而引起的块体-沉积物重力流所形成的异地震积岩，如崩落岩体、滑坡堆积物、砂质碎屑流、泥质碎屑流、浊流和具有丘-洼交错层理的风暴岩等（此类为广义震积岩，所指的块体-沉积物重力流只限于由古地震作用所激发）；第二类为地震触发而引起的原地（准原地）震积岩，涵盖了软沉积物的液化变形、挤压变形和弱固结及硬岩层的脆性变形，如液化岩脉、阶梯状小断层、环状构造、枕状层、震裂岩和震塌岩等。

1）液化砂岩脉，是沉积物液化泄水过程中充填上覆或下伏沉积物的脉状构造，一般指小尺度(毫米级或厘米级)的液化沙体，是液化泄水构造的集中表现[13]，是野外露头和钻井岩心中最常见的一种软沉积物变形构造。液化岩脉是一种在砂、泥岩互层沉积物中发育的砂质岩脉或岩墙，呈不规则状延伸，有时切穿刚性围岩的水平层理，致使围岩层理断裂，成液化角砾岩；若围岩尚未固结，则会发生塑性变形成褶皱。研究区内砂岩脉规模大小不等，一般为0.2~4cm宽，长度为几厘米，甚至几十厘米（图3左上）。

2）震褶岩，称为液化卷曲构造[6]，指液化变形中薄层、条带状岩层或具纹层的沉积层中软沉积物发生卷曲变形，而上覆、下伏层未受影响的构造，区别于构造、滑坡等成因的卷曲构造（通常遵循力学原则），地震成因的卷曲变形其褶皱轴面则是无序的（图3左中）。

图2 富民油田震积典型构造实例

a、2921.5m-E2d1-液化岩脉b、2953.63m-E2d1-震皱岩c、3145.52m-E2d1-环状层理d、3209.54m-E2d1-阶梯状小断层e、2981.84m-E2d1-震裂岩

3）环状层理，环状层理是一组纹层岩石组成的环状构造，是地震同生期尚未固结成岩的岩层受到挤压力产生的变形构造，其与香肠构造的形成机理类似（图3左下）。

4）阶梯状小断层，亦称粒序断层，是岩层内部的一组断距很小的小型或微型正断层。断层面倾角一般很大，相互平行，断层面在层内自行尖灭，上覆及下伏岩层均未受到影响。粒序断层被认为是重要的古地震证据。阶梯状小断层往往与液化岩脉和揉皱层理等共生，其成因是由于沉积物液化泄水后，沉积物体积压缩，内部颗粒重新调整的结果，成因机制与液化关联但变形性质为脆性变形[13]（图3右上）。

5）震裂岩，震裂岩的典型特征是有地震作用形成的微破裂,是岩层在成岩同生期受到地震作用，此时岩层是弱固结或未固结状态，岩层受到强烈的震动发生破裂而形成的（图3右下）。

图3 富民油田戴南组单井震积序列实例

图4 富民油田戴南组震积岩序列

3 震积序列研究

前人对于震积岩垂向序列研究已经取得非常丰硕的成果[14-15]，震积序列的形成会受很多因素的控制，比如盆地构造、沉积物特征、地震的震级等。笔者通过对研究区岩心实例的观察和构造位置的分析，认为可以从单井岩心的认识中总结出研究区的震积岩序列，有些井的垂向上震积序列相对完整，震积构造丰富，以这些井位实例依据，可以总结中研究区的震积岩序列，下图是列出了其中富23井和富82井两口井的单井序列实例（图3）。

通过前面的研究和总结得出了符合富民油田震积岩垂向分布特征的垂向序列。最底部序列A为未震层，是地震作用没有影响的沉积层；然后序列B是古地震作用下形成的液化、挤压变形构造；序列C是脆性层在地震过程中拉张力作用下形成的阶梯状小断层。序列C之上的序列D，是古震过程中硬岩层原地破碎后沉积形成的震裂岩和自碎屑角砾岩；序列E主要是重力作用下引发的重荷变形和负载构造；序列F为顶部的碎屑流沉积，是在地震作用激发下形成碎屑岩沉积（图4）。

4 结束语

震积岩的发现揭示了地质历史时期中地震的发生，地震作为一种瞬时-频发的灾害性地质作用过程，对沉积地质体进行了改造作用，无不对研究区的石油地质情况具有深刻的意义。而地质历史过程中的地震记录是古构造活动的，分析构造背景的有力证据，所以对于研究区的震积岩认识研究，对于富民油田的的油气勘探与开发有非常重要的意义。

[1] lacher A. Fault-graded bed interpreted as seismites[J]. Sedimentoloy, 1969, 13(1 -2): 155-159

[2] 朱海之，朱淑莲，王立功，等. 宁夏中宁发现古地震剖面[J]. 地震地质，1979，1（4）：26-98.

[3] 葛宝勋，刘祖发. 含煤岩系中震积岩的首次发现及其特征[J]. 岩相古地理，1989，43（5）：9-14.

[4] 宋天锐. 北京十三陵前寒武纪碳酸盐岩地层中的一套可能的地震-海啸序列[J]. 科学通报，1988，38(8)：609-611.

[5] 杜远生，G.SHI，龚一鸣，等. 东澳大利亚南悉尼盆地二叠系与地震沉积有关的软沉积变形构造[J]. 地质学报，2007，81(4)：511-518.

[6] 乔秀夫，宋天锐，高林志，等. 碳酸盐岩振动液化地震序列[J]. 地质学报，1994，68（1）：16-34.

[7] 吴贤涛，尹国勋. 四川峨眉晚侏罗世湖泊沉积中震积岩的发现及其意义[J]. 沉积学报，1992，10（1）：133-134.

[8] 梁兵. 高邮凹陷断层—岩性油气藏勘探技术与实践[J]. 中国石油勘探，2013，18（4）：36-49.

[9] 吴海辉，杨宝忠，曲学臣，等. 新疆柯坪地区二叠纪卡仑达尔组震积岩的发现及意义[J]. 地质科技情报，2017，36（1）：20-25.

[10] 谭先锋，蒋威，吴康军，等. 柴达木盆地西南缘下干柴沟组震积岩的发现及地质意义[J]. 油气地质与采收率，2016，23（4）：11-18.

[11] 刘金华，乔力，吴立峰. 苏北盆地码头庄油田阜宁组震积岩特征及形成模式[J]. 地质学刊，2016，40（2）：247-252.

[12] 田媛，钟建华，王书宝，等. 鄂尔多斯盆地富县探区三叠系延长组震积岩及其地质意义[J]. 古地理学报，2015，17（4）：541-552.

[13] 乔秀夫，李海兵. 沉积物的地震及古地震效应[J]. 古地理学报，2009，11（6）：593-610.

[14] 魏垂高，张世奇，姜在兴，等. 塔里木盆地志留系震积岩特征及其意义[J]. 地质学报，2006，81(6)：827-833.

[15] 夏青松，田景春. 鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组震积岩的发现及地质意义[J]. 沉积学报，2007，25（2）：246-252.

Seismite in the Dainan Formation of the Fumin Oilfield in the Gaoyou Depression

ZHAO Wei LIU Jian-ning

(Institute of Mining Engineering,North China University of Science and Technology, Tangshan, Hebei 063000)

Sedimentation of the Dainan Formation in the Fumin oilfield, Gaoyou depression was accompanied by strong seismic activity which resulted in many seismite structures such as liquefied sandstone veins and stepped small faults and so on. This paper deals with seismite vertical sequence and debris flow deposits on the top of seismic sequence system.

Fumin oilfield; seismite; vertical sequence; Gaoyou depression

2017-09-07

赵炜（1992-），男， 河北省石家庄市平山县人，硕士研究生在读，研究方向：沉积地质与沉积矿产

P618.13

A

1006-0995（2018）02-0236-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.012