郯廬走滑斷裂帶消逝端斷裂特征與油氣成藏

王玉秀，官大勇，張宏國，麻旭剛

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452）

引 言

郯廬斷裂帶是中國東部的一條巨型走滑斷裂帶，貫穿渤海海域，其演化過程對渤海盆地構(gòu)造演化、沉積體系和油氣成藏起到明顯的控制作用。勘探實踐表明，渤海海域目前已發(fā)現(xiàn)眾多大中型油氣田均沿郯廬斷裂帶分布，表明郯廬斷裂帶油氣極為富集[1-2]。目前在渤南低凸起東側(cè)的郯廬斷裂帶上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了蓬萊19-3、蓬萊19-9、蓬萊25-6油田。

渤南低凸起北側(cè)緩坡區(qū)被郯廬斷裂西支貫穿，并向渤中凹陷內(nèi)傾沒、消逝。且該區(qū)緊鄰渤中和黃河口兩大富烴凹陷[3-6]，因此渤南低凸起北側(cè)緩坡區(qū)是一個有利的油氣聚集場所。鉆探結(jié)果表明，該區(qū)油氣集中分布于潛山頂部、館陶組底部和明化鎮(zhèn)組下段。此次研究主要針對新生界構(gòu)造，通過對郯廬斷裂消逝端斷裂特征與構(gòu)造樣式的研究，明確下部勘探方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)包括渤南低凸起和向渤中凹陷的斜坡區(qū)2個三級構(gòu)造單元，凸起區(qū)潛山地層以古生界寒武系、奧陶系地層為主，局部殘留中生界地層，新生界東二下段直接覆蓋在潛山之上，斜坡區(qū)地層較齊全，沙河街組地層超覆在潛山之上，新近系地層較全。

研究區(qū)新近系為河流-淺水三角洲沉積環(huán)境。館陶組沉積時期，該區(qū)處于河流-湖泊交互沉積，鉆井揭示地層巖性組合為砂泥巖互層，砂巖含量為36.4%；明化鎮(zhèn)組沉積時期，該區(qū)整體處于淺水三角洲沉積環(huán)境，水體較穩(wěn)定，砂巖含量為22.8%。總體來看該區(qū)新近系儲層發(fā)育適中，儲蓋組合理想。

2 斷裂特征

2.1 斷裂系統(tǒng)劃分

受不同時期局部應(yīng)力場的影響，郯廬走滑斷裂垂向活動存在差異性，基本上可以分為上下2套斷裂系統(tǒng)：下斷裂系統(tǒng)指中生代末及古近紀(jì)初以扭壓走滑斷層為主的斷裂組合[1]；上斷裂系統(tǒng)是指新近紀(jì)—第四紀(jì)以扭張伸展斷層為主的斷裂組合。

2.2 斷裂平面特征

古近紀(jì)時期，渤南低凸起基底沿NNE向斷裂右旋走滑，表現(xiàn)為多支斷裂，呈雁行排列，且活動性強，走滑位移量大，產(chǎn)生主滑動斷面，走滑次級斷裂在兩側(cè)呈羽狀排列，并以小角度與主滑動面相交，走滑過程中伴隨有局部NE—SW向擠壓；新近紀(jì)時期走滑位移量減小，主滑動斷面不明顯，且分節(jié)、分段。斷層沿主走滑方向（NNE）呈雁列排列。

2.3 斷裂剖面特征

上下2套斷裂系統(tǒng)在剖面呈花狀（圖1）。花狀構(gòu)造樣式是走滑斷裂的典型標(biāo)志，走滑斷層是巖石圈或者地殼體之間的側(cè)向運動，走滑斷層常具有一定的傾向分量，形成走滑伸展或者走滑擠壓變形，走滑伸展變形形成負(fù)花狀構(gòu)造，走滑擠壓變形形成正花狀構(gòu)造[7-8]。渤南低凸起北側(cè)緩坡區(qū)為扭張作用形成的負(fù)花狀構(gòu)造：主走滑斷裂高角度或垂直插入基底，次級斷裂收斂于主走滑斷裂，向上散開，呈花狀。

圖1 渤南低凸起北側(cè)緩坡區(qū)典型走滑斷裂地震剖面

3 斷裂活動對油氣成藏的控制作用

3.1 構(gòu)造樣式

由于斷層組合型式差異，形成不同的構(gòu)造樣式。研究區(qū)識別出背形、向形、單斜負(fù)花狀構(gòu)造及翹傾狀地壘4種斷層樣式（圖2），其中負(fù)花狀構(gòu)造主要分布在構(gòu)造脊部位，而翹傾狀地壘發(fā)育在構(gòu)造脊之間的走滑調(diào)節(jié)帶。3種負(fù)花狀構(gòu)造樣式的不同主要體現(xiàn)在地層的構(gòu)造形態(tài)方面：背形負(fù)花狀構(gòu)造的地層表現(xiàn)為上拱的背形，單斜負(fù)花狀構(gòu)造的地層表現(xiàn)傾向一致的單斜狀，而向形負(fù)花狀構(gòu)造的地層卻表現(xiàn)為向兩端翹傾的形態(tài)，不同的構(gòu)造樣式是局部應(yīng)力差異所造成。

圖2 渤南低凸起北側(cè)構(gòu)造樣式劃分

構(gòu)造樣式不同決定了研究區(qū)圈閉類型的差異。郯廬走滑斷裂早期活動使該區(qū)形成2個古構(gòu)造脊。西側(cè)為22構(gòu)造脊（包括222/223/224/225構(gòu)造），東側(cè)為23構(gòu)造脊（包括231/232/233構(gòu)造），二者以一淺鞍相隔。

潛山基底及古近系的構(gòu)造形態(tài)受控于走滑斷裂，在古構(gòu)造脊上繼承發(fā)育，以背形負(fù)花狀構(gòu)造和單斜負(fù)花狀構(gòu)造為主，形成斷背斜和斷塊圈閉[9-11]，位于花狀構(gòu)造的花心部位（圖3）。

圖3 潛山基底圈閉發(fā)育特征

新近系圈閉分2類：Ⅰ類分布在2支走滑斷裂帶兩側(cè)，即負(fù)花狀構(gòu)造外瓣，受控于伸展斷裂，以翹傾狀地壘樣式為主，形成斷鼻、掀斜斷塊類型圈閉，圈閉面積大；Ⅱ類分布在走滑斷裂帶，負(fù)花狀構(gòu)造花心，古構(gòu)造背景上繼承性發(fā)育，以墻角斷塊類型圈閉為主，面積小（圖4）。由于斷層組合形式、運動方式和斷塊結(jié)構(gòu)均存在有差異，因此在其他條件基本一致的情況下，背形負(fù)花狀構(gòu)造和單斜負(fù)花狀構(gòu)造樣式的圈閉更有利于捕獲油氣[11]。

圖4 新近系明下段圈閉發(fā)育特征

3.2 斷裂與油氣成藏關(guān)系

22—23構(gòu)造區(qū)位于渤南低凸起北側(cè)緩坡帶，北側(cè)緊鄰渤中富生烴凹陷，油源條件優(yōu)越。已經(jīng)證實渤中凹陷發(fā)育東營組和沙河街組2套成熟的烴源巖。此外渤中凹陷沙一、二段普遍發(fā)育異常高壓，為油氣橫向向22—23構(gòu)造區(qū)長距離的運移提供了充足的動力。

主走滑斷層由于剪切過程中在斷層面形成摩擦鏡面或泥巖涂抹，當(dāng)涂抹系數(shù)達(dá)到或超過臨界值時，斷面具有很好的封閉性，可以作為控圈斷層。長期活動的伸展斷裂對油氣運移起積極作用。油氣主要沿潛山不整合面橫向運移，通過長期活動斷裂對油氣進行垂向疏導(dǎo)，晚期斷裂活動對油氣進行再分配，并于圈閉處聚集成藏[12-15]。

斷層分維特征是定量描述油氣運移、聚集條件的一個重要參數(shù)。分維數(shù)越大，表明斷層體系空間分布復(fù)雜程度越大，油、氣向上運移的通道條件越好，分維數(shù)與斷裂體系輸導(dǎo)效率通常呈正相關(guān)[16]。選取23構(gòu)造區(qū)作為研究對象，對其不同反射層進行分維數(shù)的計算（表1）。由T3M到T02，斷層分維數(shù)由小變大，表明淺層的油氣運移較為活躍。233構(gòu)造的A井淺層油氣成藏證實了這一觀點。

表1 23構(gòu)造區(qū)反射層分維數(shù)計算統(tǒng)計

0.5 1.0 2.0 4.0明化鎮(zhèn)下段中 464 119 35 9 1.883館陶頂 456 116 34 9 1.876東營頂 196 79 32 9 1.464東二段上頂 135 69 26 9 1.313東三段頂 92 40 18 6 1.297

4 結(jié) 論

（1）由于受郯廬斷裂西支的影響，研究區(qū)發(fā)育的走滑斷裂分上、下2套斷裂系統(tǒng)。下套斷裂系統(tǒng)以主走滑斷裂發(fā)育為主，派生斷裂與之銳角相交；上套斷裂系統(tǒng)以以伸展斷裂為主，主走滑作用減弱，只在23構(gòu)造脊發(fā)育，呈節(jié)狀，多段式。剖面上上下2套斷裂呈花狀。

（2）局部應(yīng)力場的差異，形成不同的構(gòu)造樣式，研究區(qū)共包括背形負(fù)花狀、翹傾狀地壘、單斜負(fù)花狀和向形負(fù)花狀4種構(gòu)造樣式。這4種構(gòu)造樣式控制形成斷背斜、斷鼻和斷塊等圈閉類型。古近系及基底以背形負(fù)花狀和單斜負(fù)花狀構(gòu)造為主，形成斷背斜和斷塊類型圈閉，新近系以翹傾狀地壘構(gòu)造為主，形成復(fù)雜斷塊圈閉。

（3）斷裂不僅控制了圈閉的形成，也是油氣垂向運移的重要通道，通過斷層分維特征分析，認(rèn)為新近系油氣運移活躍，因此，新近系背形負(fù)花狀和單斜負(fù)花狀構(gòu)造更有利于油氣成藏，并得到鉆井證實，也是下一步勘探的有利方向。

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