樁南斷裂帶構造變形分區特征研究

王 晶，陳清華，褚會麗，陳穎超

(1.承德石油高等專科學校石油工程系，河北 承德 067000;2.中國石油大學(華東) 地球科學與技術學院，山東 青島 266580)

近年來，隨著三維地震解釋技術和方法在各油田實際工作中不斷普及與更新，對于復雜斷塊區構造特征的研究，越發精細、準確。但是，針對某些構造現象形成機制探索與討論卻研究甚少，制約了油藏分布規律與進一步探索有利區塊等問題的解決［1-2］。因此，以樁南斷裂帶為例，在綜合運用多種技術對構造特征精細解釋的基礎上，展開了對其形成機制的探討，發現了樁南斷裂帶三段式構造特征，并通過形成機制的研究給予了合理解釋。

1 區域地質概況

樁南斷裂帶位于濟陽坳陷沾化凹陷孤北洼陷內部，屬二級構造帶。該斷裂帶是由一條近EW走向的鏟式正斷層及其派生次級斷裂組成的斷裂帶。東部與五號樁斷層、長堤斷層相交，西部與埕東斷層相交［3］(見圖1)。構造總體上可劃分為中生界潛山構造、新生界第三系披覆構造兩大類。

2 構造特征研究

對樁南斷裂帶的構造研究主要利用地震資料，結合測井解釋資料，運用Geoframe 4.3地震解釋軟件進行了精細構造解釋;通過剖面斷裂解釋、平面斷裂解釋，首次發現了樁南斷裂帶的幾何特征。

2.1 剖面斷裂特征及組合

樁南斷裂帶在樁南古潛山背景上發育，其斷裂特征具有一定的塑性隆升特點，由于伸展作用和主斷層逆牽引作用，主斷裂形態為鏟式，斷層的剖面組合主要為階梯狀、“Y”字形組合模式。研究發現，樁南斷裂帶兩端斷層數量較多，中部數量較少。根據樁南斷裂帶這一特征，將其劃分為:西段、中段、東段。

西段:斷裂發育分為三個期次。早期形成了四條南傾鏟式斷裂，斷裂間平行，等距。被切割地層呈階梯狀組合。垂向延伸距離長，切割古生界地層。中期形成四條次級斷裂，斷裂止于早期形成的最南側主斷裂之上。四條中期斷裂間平行，等距，為階梯狀斷層組合。與早期主斷裂呈“Y”形組合特點，上部地層為地塹狀。斷層向上延伸較長，主要切割層位為上覆新生界地層。晚期斷層均派生于中期形成的北傾斷裂之上，與中期斷裂呈反“Y”字形組合關系。延伸距離較短，切割層位較淺(見圖2)。

中段:部分早期發育的南傾斷裂逐漸停止活動，未切割上覆地層。而樁南斷裂一直保持活動，成為研究區內最重要的南傾斷裂。斷裂形態為鏟式，下部斷層坡度逐漸減小，切穿基底地層，新生界地層被次級派生小斷裂復雜化。樁南斷裂與一條北傾次級斷裂，構成了中段最主要的狹長型“Y”字形斷裂組合。其內部發育有三期次級“Y”字形與反“Y”字形斷裂組合。整體而言，中段具有上覆新生界地層斷裂復雜，且多集中于研究區北部區域，下伏基底地層斷裂發育相對簡單的特征(見圖2)。

東段:早期南傾主斷裂活動性增強，有三條南傾斷裂切穿基底及上覆地層。有兩條斷裂未切穿上覆地層。新生界地層中，發育四條次級斷裂，傾向與主斷裂相反，其中F2斷裂與F1、F3、F5主斷裂具有一定的伴生關系，被F1主斷裂切割，與F1、F3斷裂分別形成“Y”字形組合。F4斷裂為后期派生小斷裂，與主斷裂為“Y”字形組合(見圖2)。

2.2 平面斷層特征及組合

平面特征中，三條主要斷裂(F1、F2、F3)延伸距離較遠，貫穿全區。走向近EW向，近于平行。中部發生弧形彎曲變形。主斷裂樁南斷裂(F1)，是樁西潛山南部邊界斷層，控制新生界沉積。從采集和處理過的資料中觀察，樁南斷層自下而上斷距逐漸增大，樁西潛山部位斷裂形態由緩變陡，可能是造成斷距增大的原因之一。與樁南斷層伴生有四條同向斷裂(F2、F3、F9、F10)。地震剖面中，四條斷層之間具有等間距，平行排列的特點。其中，F2、F3斷裂發育規模較大，F9、F10斷層規模較小，平面延伸距離短，集中發育在研究區西側。

除了主要的伴生斷裂，主斷裂(F1)與F2斷裂均發育多條派生斷層。F1派生斷裂主要發育在樁南斷層彎曲上拱部位，與主斷裂呈“入”字形相交，沿切線方向分別向東、西兩側延展(F5、F7)。F2派生的3條斷裂集中發育在F2與F3斷裂之間，近等距，雁列狀排列。與F2斷裂呈羽狀相交，自東向西分別為F6、F4、F8(見圖2)。通過構造特征研究，發現樁南斷裂帶的斷裂性質為正斷層組合，其剖面構造樣式主要為階梯狀組合與“Y”字形斷裂組合。平面構造樣式為平行式為主，亦有能夠體現走滑特征的羽狀斷裂組合。動力學特征表現為拉張應力與剪切應力。在幾何學特征研究的基礎上，深入探討形成樁南斷裂帶現今構造形態的動力學背景。

3 樁南斷裂帶演化規律

樁南斷裂帶是沾化凹陷內部重要的EW走向斷裂。演化規律與控制其發展的主斷裂活動密切相關。沾化凹陷西部與樁南斷層相接的是NNE走向的埕東斷層。東部與其相鄰的斷層為NEE走向長堤斷層。東南部發育了近NNW走向的五號樁斷層(圖1)。在沾化凹陷的整體構造格局中，五號樁斷層、孤西斷層、羅西斷層由北向南呈NNW向雁列式展布，反映了中生代郯廬斷裂帶的左旋走滑作用時期內發育的近NW向斷裂體系［4-5］。東部的墾東斷層、長堤斷層、孤東斷層由北向南呈NNE向雁列式展布，總體上形成了晚中生代時期發育的NNE向右旋走滑構造系統。左旋走滑應力系統向右旋走滑應力系統的轉變，造成了兩期構造體系的疊加改造，從而形成了內部復雜的派生及疊加斷裂體系［6］。

通過對樁南斷裂帶及其東西兩側主要斷裂斷層活動性，進行計算和分析，研究斷裂之間的繼承關系。通過比較分析樁南斷裂帶與埕東斷裂的活動性，發現兩者之間活動特征十分接近。樁南斷層與埕東斷層分別經歷了兩期活動高峰期，二者的活躍期均為沙三段時期與沙一段時期，埕東斷層活動時間較長，當埕東斷裂活動逐漸達到第一次高峰時，樁南斷裂開始發育［7-8］。自沙三段時期開始，樁南斷裂帶與埕東斷裂的活動速率的快慢節奏，基本保持一致，這些證據表明埕東斷層活動對于樁南斷裂帶西段活動具有直接的影響。同時樁南斷裂帶的活動對于埕東斷層形態亦有改造作用。

與樁南斷裂帶東側相接的兩條主要斷裂為:NEE向斷裂長堤斷裂，NW向斷裂五號樁斷裂。五號樁斷層具有長期的活動歷史，其活動性質對樁南斷裂帶的構造格架有非常重要的控制作用［9］。

長堤斷層是一條NNE向斷裂，經歷復雜演化過程，斷層改造作用，具有明顯伸展－走滑構造特征。但長堤斷層兩側地層構造特征顯著不同，西盤斷層被EW走向斷層切割，以斷階的形式與孤北洼陷相連，樁南斷裂帶作為主要的EW向斷層，起到了重要的調節作用。因此長堤斷裂的活動對于樁南斷裂帶東段構造發育有至關重要的控制作用。

4 結論

樁南斷裂帶作為沾化凹陷內部重要的調節斷裂，一方面繼承主要斷裂的構造演化特征，另一方面對區域構造格局有著非常重要的改造作用。在油氣地質研究方面，樁南斷裂帶對深部油源的運移和聚集有重要影響。對其內部進行更加精細化的解釋，利于尋找油氣運聚規律，解決油水矛盾問題，更好的指導油田勘探開發工作。

通過樁南斷裂帶幾何形態及組合特征及其形成機制的研究。得到如下幾點認識:

1)在右旋走滑主應力場作用影響下，受南北向伸展應力分量的作用，樁南斷裂帶形成了EW走向的構造格局。其構造演化是在基底斷裂控制的中、古生界構造背景上發育形成的，繼承了古構造體系的構造類型，如斷塊構造和滾動背斜構造等。

2)樁南斷裂帶平面分布具有分段性特征，可分為三段式結構(東段、中段、西段)。東段、西段斷裂數量較多，展布范圍大;中部斷裂數量較少，發育位置集中。

3)樁南斷裂帶東、西兩側分別受沾化凹陷兩條主要邊界斷裂活動的控制(長堤斷層、埕東斷層)。受邊界斷裂活動速率的影響，樁南斷裂帶經歷了兩期活動高峰期分別為:沙三段沉積時期與東營組沉積時期。樁南斷裂帶中部受邊界斷裂的控制作用最小，但中部斷裂為平衡兩側的斷裂活動差異，造成了弧形彎曲的構造形態。

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