汤原断陷反转构造特征及其油气成藏条件

程 杰，袁立川，柯 钦，连晓亮，丁朝龙，王 潘，王泽权，王 雷

（中国石油东方地球物理公司研究院地质研究中心，河北涿州072750）

汤原断陷位于黑龙江省鹤岗市、汤原县、箩北县及桦川县境内，总面积约3 320 km2。 区域构造上，汤原断陷位于依兰-伊通地堑的最北段， 为一个变化东向两条深大断裂控制的双断式断陷， 是依兰-伊通地堑北部的一个次级构造单元（图1），依兰-伊通地堑是郯庐大断裂的北延部分［1］，因此汤原断陷受郯庐大断裂构造活动的影响，发育多期构造演化阶段，被认为是东北地区构造最为复杂的含油气盆地之一。

汤原断陷的油气勘探工作始于上世纪八十年代，近些年该地区的油气勘探取得重大突破，在汤原中部吉祥屯反转构造高部位多口井获工业气流，发现了佳木斯气田，并提交探明天然气地质储量，另外在地表及煤田钻孔中也见到较好的油气显示。

这些充分证实汤原断陷具有较好的勘探潜力。因此，本文针对汤原断陷复杂的构造特点，重点研究反转构造及其油气成藏条件，为汤原断陷的油气勘探提供参考。

1 地质概况

汤原断陷是在中生代的白垩系残留基础上发育的新生代盆地，沉积地层包含白垩系,古近系的乌云组、新安村组、达连河组、宝泉岭组,新近系的富锦组以及第四系（图2）。 汤原断陷为北东走向的狭长盆地，南北长118 km，东西最宽31 km，最窄14 km。构造上具有东西分带南北分段的特征，自东向西依次可分为东部凹陷带、中部凸起带、西部凹陷带、西部斜坡带，具有“两凹一隆一斜坡”的构造格局（图3）。 东部凹陷带包括东发、东兴、双兴三个次凹，中部反转凸起带包括胜利、望江、吉祥屯、互助村、龙王庙五个次级构造单元， 西部凹陷带包括新民、荣丰、鹤立、新华、梧桐河五个次级凹陷。

古近纪早期， 在区域走滑拉张应力场作用下，汤原发育一系列北东走向断裂，在这些断裂控制下发育一系列北东向断陷，由于东部边界断层活动强烈，沉降中心位于东部控陷断裂附近，因此汤原断陷整体上具有东断西超结构特征（图4）。

汤原断陷东部为主力洼槽区，中部为晚期反转凸起带，西部发育一系列次级洼槽。

2 汤原断陷的构造演化

自古近纪以来，太平洋板块向欧亚板块俯冲加剧，造成我国东北地区地幔上拱，形成了一系列北东向裂谷盆地［2-7］，依兰-伊通地堑便是其中之一，其中的汤原断陷在北东走向的深大断裂控制下，经历了两期伸展和两期挤压构造活动，每个阶段构造运动的性质和规模都不尽相同。

2.1 断陷阶段

在区域伸展拉张应力场作用下，汤原地区形成东断西超的箕状断陷（图5a、5b）。

乌云组及新安村组沉积时期为盆地强烈断陷期，达连河组沉积时期为持续断陷期，汤原断陷由东部单一沉降中心向东西两沉降中心的格局转变。

2.2 挤压反转阶段

第一次构造反转发生在达连河组沉积末期（图5c）， 受到来自南东－北西方向的挤压应力作用，汤原断陷中部发生抬升和构造反转， 形成中央凸起带，其顶部达连河组部分地层遭受剥蚀。

2.3 断拗转化阶段

第二次伸展期为宝泉岭组沉积时期（图5d），整个汤原断陷进入断拗转化期。 宝泉岭组沉积初期，由于快速断陷和沉降，坳陷区沉积较厚，宝泉岭组沉积后期，整个断陷沉降幅度有所减小。

2.4 再次挤压反转阶段

宝泉岭组沉积之后（图5e），由于受到南东—北西向挤压应力作用， 汤原断陷中部构造开始抬升，并发生构造反转，第二次构造反转比第一次规模明显增加，宝泉岭组顶部剥蚀量和剥蚀范围较大。 宝泉岭组沉积之后， 汤原地区的主要构造基本定型，形成了东西分带、南北分块的构造格局。

3 反转构造的形成及特征

乌云组及新安村组沉积时期为汤原强烈断陷期，该时期受区域走滑拉张作用，汤原地区发育一系列北东向断裂及断陷［4］，盆地中部发育一系列近东西向次级调节断裂。 受东部边界断裂控制，东部凹陷为沉降中心，沉积了较厚的断陷期地层。 同时受东西向次级断裂分割控制，早期断陷具有南北分段特点，由南往北依次发育东发、东兴、双兴、梧桐河四个次凹， 其中东兴-双兴次凹受东部边界断裂控制（图6），沉积较厚的乌云组及新安村组，也是目前汤原断陷主要生烃次凹。

断陷期之后， 汤原断陷发生两次构造反转，分别为达连河组沉积末期和宝泉岭组沉积末期，受到来自南东—北西方向的挤压作用，汤原断陷中部发生抬升和构造反转（图6），中央凸起带开始形成，由于受东西向次级断裂分割，中央凸起带也具有南北分块的特点，由南往北依次发育胜利构造、望江构造、吉祥屯构造、互助村构造、龙王庙构造等五个反转构造单元，反转构造位于盆地中央，呈北东向斜列展布。

从东兴次凹—双兴次凹地震剖面来看：由于早期北东向走滑拉张作用，发育一系列近东西向的次级断裂，这些断裂具有控制沉积的作用。 断陷期之后，由于南东—北西方向的挤压走滑作用，早期的断裂由走滑拉张转变为走滑挤压活动，发生构造反转， 因此沿着这些断裂发育一系列正花状反转构造，如望江、互助村、龙王庙的断裂均具有正花状构造特征。

从垂直吉祥屯构造的地震剖面看（图7）：由于汤原中部发生构造抬升，早期的断陷转变为后期的隆起带， 整个汤原断陷中部形成北东向反转构造带，因此在吉祥屯构造达连河组以及宝泉岭组顶部出现剥蚀和角度不整合，断陷东部边界断裂F1由早期走滑拉张转变为后期走滑挤压活动，因此汤原东南缘形成挤压走滑构造带。

4 反转构造的成藏条件

汤原的反转构造带具有较好成藏条件和勘探潜力。

首先，反转构造带具有较好的油源条件，汤原断陷中部反转凸起带东西两侧均邻近生烃凹陷［8-10］，如吉祥屯反转构造东侧紧临东兴次凹，西侧紧临鹤立次凹， 互助村反转构造带北侧紧临双兴次凹，南侧紧临东兴次凹，东南缘挤压走滑反转构造带紧临东部深凹区，反转构造均位于油气运移有利区。 其次， 反转构造带具有形成构造及岩性圈闭的条件，中部的反转凸起带发育大量背斜及断块圈闭，凸起带的围斜部位发育地层岩性圈闭，在东南缘挤压走滑带发育断块及岩性圈闭（图8）。

汤原断陷的东兴次凹和双兴次凹为两个主力生烃次凹， 其中东兴-双兴次凹断陷期发育扇三角洲前缘、深湖—半深湖环境，烃源岩厚度为50～500 m，有效烃源岩面积达600 km2，且埋藏较深，具有较好生烃潜力和油气保存条件， 紧临东兴-双兴次凹的吉祥屯-龙王庙构造以及东南缘挤压走滑带具有较好的勘探潜力，为汤原断陷有利勘探区带。

5 结论

（1）新生代以来，汤原早期经历伸展和断陷，形成东断西超的箕状断陷， 后期经历挤压和抬升，汤原断陷中部反转隆起，形成现今“两凹一隆一斜坡”的构造格局。

（2）汤原断陷主要发育两个反转构造带，分别为中部凸起带和东南缘挤压走滑构造带，这两个反转构造带的特点不同，中部凸起带为断陷期地层经历后期挤压抬升而形成， 以地层抬升反转为主；东南缘挤压走滑带为早期的拉张断裂经历后期走滑挤压而形成，以断层挤压反转为主。

（3）汤原断陷的反转构造带具有较好成藏条件和勘探潜力，首先反转构造带紧邻生烃凹陷，具有较好的油源条件，其次反转构造带具有形成构造及岩性圈闭的条件。 紧临东兴-双兴次凹的吉祥屯-龙王庙构造以及东南缘挤压走滑带具有较好的勘探潜力，为汤原断陷有利勘探区带。