冷东—雷家地区构造特征研究

蒋学峰（中国石油辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦124010）

冷东—雷家地区系指高升油田以南，兴隆台油田以东，清水洼陷和辽南地区以北，包括陈家洼陷和台安—大洼断裂带冷东—雷家的陡坡带部分，面积约400km2。

1 地层与岩性特征

陈家洼陷作为新生代盆地次一级的构造单元，发育着较厚的下第三系地层。冷3 井揭露了下第三系地层厚度达1939m，完钻井深3014.14m，完钻层位为S3段下部。从地震剖面上反映的下第三系地层最大视厚度达2800m。

在本区已完钻的探井中，都不同程度地揭露了下第三系地层和部分中生代地层。鉴于本区探井分布的密度不同，主要集中在雷家地区和冷东地区，根据钻井成果与地震资料结合，划出了中生界地层的缺失线和白云岩比较集中的分布范围。在整个下第三系的地层中，以砂泥岩为主，局部地区发育着灰质白云岩、白云质灰岩和薄厚不等的油页岩、钙片页岩等特殊岩性。

2 构造特征

本区在早第三纪晚期逆断层的发育、特殊的构造格局，构成了本区具体的构造特征。

2.1 断层

本区的早第三纪，主要发育了两期断裂系统，大致以S3沉积时期为界限。

在早第三纪的早期主要发育了NNE—NEE 方向的一组西掉正断层。NEE 方向的断层呈雁行状排列并斜交于NNE 方向的断层之上，NNE方向的断层向南北两侧重新组合成一条新的断层。这组断层在本区内大都在S4沉积的晚期消失。

在早第三纪的晚期主要发育一组NEE—NNE 方向的东掉正断层，和一组NNE方向的断面东倾的逆断层。这组断层断开的层位较深，断距较大，延伸方向基本上与早期NNE—NEE 方向的断层一致。

另外，在东部陡坡带和靠近洼陷西侧的缓坡带上，下第三系的早、晚期均发育切割断裂带NW方向的断层，但这组断层断距较小，大都不具有继承性，表现为两期发育的断层掉向相反，即早期发育的断层在陡坡带上为南掉，缓坡带上为北掉，晚期发育的断层在陡坡带上为北掉，而缓陡带上为南掉。并分别与早晚两期NNE—NEE方向的断层直交，间隔分布在几条断层之间。在雷家地区，S3时期还发育了一组东掉的NEE方向平行展布的一组断层，这组断层延伸长度具有一定的局限性。

总之，整个早第三纪时期发育的断裂系统控制了冷东—雷家地区的构造格局。按发育时期，现将主要断层分述如下。

沙三早期前

（1）雷家断层

这条断层为NNE 方向西掉正断层。断面倾向为NWW 向，倾角在40°～70°之间。这条断层向北延伸即台安大断层，向南延伸与冷东逆断层合并变为大洼断层。在本区断层活动限于S3沉积时期以前，而向南北两侧延伸变为晚期强烈活动的长期发育的断层，成为台安洼陷和清水洼陷的边界断层。从断距上看，以陈家洼陷为中心向两侧断距逐渐加大，最小断距只有200m，而最大达1200m。雷家断层在本区的南北两侧，由于被后期正、逆断层所破坏，使断层的真实断距和断开层位无法恢复。在南部和中部，雷家断层的东西两侧各产生一个分支断层，形成一个局部断阶，而使断距减小，断距一般为100～600m。两条断层在本区内延伸长度均为23km。

沙三沉积末期后（1）冷东逆断层

冷东地区在早第三纪的晚期发育了两条逆断层。它们的北端与雷家断层号直交并消失。在南端，冷东逆断层与雷家断层合并，成为大洼断层，冷东逆断层与一条NW向断层相交后消失。冷东逆断层断距较大，断开层位较深，几乎全部断到基底。发育时间由南向北逐渐变晚，断距逐渐变小，一般在100～600m之间。冷东地区S1+2段与d组的生长指数分别为2.9、2.1。逆断层为一个派生断层，断距较小，一般在50～100m 之间，两条断层的延伸长度均为15km。对这两条断层，不仅有钻井证实，地震资料反映的断面也很清晰，因此较为可靠。

2.2 逆断层的发育特点及受力机制分析

（1）逆断层的发育特点

在冷东地区，断层两侧的层位均有钻井控制，两盘厚度差异较大，并有钻井成果证实了地层的重复，见冷1、冷5 井等。对于今构造断层两盘的厚度变化，恢复古构造的形态只有三种可能：其一，在S1+2—d沉积时期，发育了一条活动剧烈的同生正断层，控制了S1+2段和d组地层的沉积，东营组沉积末期，应力场发生变化，同生正断层被改造，同生正断层的下降盘变为今构造逆断层的下降盘。这种情况存在的可能性很小，原因有四，

首先从地震剖面上无法发现这条隐蔽正断层的痕迹；其次，地层受两期断层的影响，会产生一个较宽的破碎带，地震剖面上不具有此特征；第三，从本区范围内分析，晚期发育的断层掉向大多为东掉，如陈家断层，与本区构造发育的不协调性排除了这条断层存在的可能；第四，断距如此之大，活动如此剧烈的正断层应该具有一定的延伸长度。

其二，S1+2段地层沉积后，逆断层产生，上升盘被抬出地表形成一个局部高地，遭受风化剥蚀。进入东营组沉积晚期，水域扩大，接受沉积。从地震剖面上看，剥蚀厚度达400m，那么这个剥蚀面在地震上应该形成一个强的波阻抗界面，具有一个很好的反射同相轴，特别是埋深不大，产状较平缓。而剖面上S1+2段地层的顶界不具有强反射的特征，否定了这种可能性的存在。

其三，就是逆断层边沉积边活动，起着控制沉积的作用。与同生正断层比较而言，由于差异压实作用，在同生正断层的下降盘一般具有牵引现象。而逆断层并不具明显的牵引特征，一般的逆断层，断面两侧的拖拉现象表现的较为突出。对于冷东逆断层来说，因为是晚期发育的断层，在断面两侧，东营组和S1+2段地层与下伏地层的翘倾程度是有所区别的。碎屑物质边沉积边挤压升降与非刚性地层成岩后被挤压、错断，靠近断面附近地层的拖拉程度是不同的，往往表现为下伏地层翘倾程度大。因此认为，冷东地区的逆断层对S1+2段和东营组地层的沉积厚度起着控制作用。

（2）受力机制分析

从区域角度来分析，逆断层发育的冷东地区和牛心坨地区与清水地区和高升地区比较有两点不同：①控制清水洼陷和台安洼陷的两条边界断层均为NEE向，而冷东地区和牛心坨地区均为NNE向；②不同的边界条件。清水洼陷和台安洼陷为一个简单的受大洼断层和台安断层控制的较标准的断陷盆地，而冷东地区和牛心坨地区，东部边界均呈现一个受多条断层控制的断阶带。不同的构造走向和边界条件，应力场的机制是有所差异的。在早第三纪的晚期，清水洼陷和台安洼陷沿垂直于断裂走向的方向（NNW）强烈拉张，而在冷东和牛心坨地区由于构造走向的不同，NNW向的拉张力分解为一个NWW方向的拉张力和一个NNE方向的剪切力。拉张力的减小，表现了冷东地区和牛心坨地区水平拉张量的减小。而剪切力受地层升降和水平移动的影响，合成一个挤压力，这个挤压力并不完全与分解的拉张力方向相反。从而在空间上形成拉张—压扭—拉张的过渡，完成拉张—拉扭—剪切—压扭的演变过程。

3 结语

（1）冷东地区的逆断层对S1+2段和东营组地层的沉积厚度起着控制作用。

（2）提出了逆断层对沉积的控制作用进行探讨，并对逆断层的发育特点和受力机制进行了分析。在整体拉张的应力场作用下，由于边界条件不同，局部地区产生剪切力，并演变为压扭，形成逆断层。

（3）在本区整个地质发展史上，以沙三时期为界限，发育两期断裂系统。早期发育西掉反向正断层，晚期发育东掉正向正断层和断面东倾的逆断层。前者控制了S3早期前，后者制约着S3末期后的构造发育和构造格局。