葛潤青
摘要:研究區位于冀中拗陷南部,包括束鹿凹陷、深縣凹陷和晉縣凹陷三個次級構造單元。歷經四十余年的勘探,勘探程度較高,但其探明率低。因此,研究區還具有很大的勘探潛力。本論文主要以現代構造地質學理論為基礎,應用地震解釋、構造解析、平衡剖面等方法,對該區的沉積發育史和構造特征進行研究,為下一步的勘探提供理論依據。
關鍵詞:冀中南部 構造特征 沉積地層
1研究區概況
冀中南部地區包括深縣、束鹿、晉縣三個凹陷,北以深澤-劉村低凸起為界,東接饒陽凹陷,西南以太行山大斷裂為界,西與無極-藁城低凸起相接,總面積約3080km2,其中深縣凹陷面積680km2,束鹿凹陷面積700km2,晉縣凹陷面積1700km2。
2凹陷的形成與演化
在第三系沉積前,深束晉三個凹陷的基底位于石家莊-臨沂深斷裂帶上,在區域古構造上屬于無極-饒陽古隆起的西南翼。基底地層具西南新、東北老的特點。由于區域應力場的不同,深縣凹陷處于轉換斷裂帶上,受舊城北斷層和衡水斷層控制為雙斷型凹陷。束鹿、晉縣凹陷受新河斷層和寧晉斷層控制,屬于箕狀斷凹陷。從凹陷形成的過程看,均屬于繼承性發育的凹陷,它們之間的形成演化有著密切關系,但互相又有差別,其形成演化大致可劃分三個階段:
2.1沙四-孔店期(Ek-Es4)
Ek3沉積期,衡水斷裂與獻縣斷裂開始活動,同時太行山斷裂的大規模活動和寧晉斷裂的發育,導致藁城凸起形成,使得晉縣凹陷從石家莊凹陷分離出來,受寧晉斷裂的控制形成東斷西超的箕狀凹陷。Ek2沉積期,發育了大套沖、洪積相地層,之后形成了湖相沉積。沙四-孔一段時期,構造運動由南向北推移,且由于構造活動造成分隔作用,使得北區處于半封閉狀態,加上氣候干燥,凹陷北部發育了蒸發巖沉積,而南部多為微咸湖相砂泥巖沉積。
2.2沙二、三期(Es2+3)
衡水斷裂與獻縣斷裂活動加強,深縣凹陷地層進一步西翹東沉。晉縣凹陷為張裂斷陷,以伸展構造運動和北北東向斷裂活動為主,北西向活動微弱。束鹿凹陷為斷陷擴張期,沙三早期,新河斷裂下降盤快速沉積,水體加深,相鄰凸起進一步抬升,遭受不同程度剝蝕,礫巖從凹陷東、南、西三面間歇性塌入湖盆內部,粗碎屑巖與湖相地層交互沉積。由于斷層的活動,將束鹿古湖分割成南北三個不完全暢通的水體,形成了南、中、北三個相對獨立的沉積中心。沙三晚期構造運動減弱,三角洲沉積體系發育。沙二時期沉積一套濱淺湖相紅色碎屑巖建造。
2.3沙一-東營期(Ed-Es1)
沙一時期,衡水斷裂東段和獻縣斷裂南段活動停止,代之北東向虎北斷裂強烈活動,其上升盤剝蝕強烈,深縣凹陷沉積中心向深縣以西轉移。東營組時期主要為河流沼澤相沉積。晉縣凹陷繼承了以前的構造形態,構造活動不明顯,早期形成的斷層大部分繼續發育。束鹿凹陷沙一早期沉積一套暗色泥巖夾膏鹽地層的湖相沉積,晚期水體淡化,湖盆萎縮。東營組為河流相沉積。早第三紀未受區域構造運動影響,深縣-束鹿-晉縣凹陷整體抬升,湖盆消亡,結束了斷陷的發育。晚第三紀以來,凹陷進入坳陷期。
3凹陷的結構特征
冀中南部地區三個凹陷構造演化與區域構造演化相似,在燕山運動末期,控制凹陷的衡水、舊城北、寧晉、新河邊界斷層開始活動,受左旋壓扭應力場作用,基底呈南北向波狀起伏和波動推移運動,形成了一系列北西向的古隆起。在束鹿和晉縣凹陷形成南北分區的特點。到喜山運動時期,南部三個凹陷繼續受右旋拉張力的作用,形成了眾多的平行或亞平行于主斷裂的次級斷層。從三個凹陷的構造特征上看,有相似之處,又各具特點。
3.1束鹿凹陷
束鹿凹陷與深縣凹陷以衡水斷裂作為分界線,呈NNE向延伸,為東斷西超的單斷箕狀凹陷,基底地層東新西老。經過多次構造運動,束鹿凹陷具南北分區、東西分帶特點。南北向三個古隆起構造分別為荊丘-車城、臺家莊-束鹿、南小陳,三個次洼槽為南、中、北次洼槽。東西分帶:新河斷裂陡帶、中央洼槽和西部斜坡帶。其中西部斜坡帶以C-P分布區為界線,分為東部斜坡內帶和西部斜坡外帶。根據南北分區、東西分帶的特點,將斜坡帶在南北向分為四個區帶:南小陳構造帶、束鹿構造帶、西曹固構造帶及雷家莊構造帶。陡帶南北向分為臺家莊構造帶和荊丘構造帶。
3.2晉縣凹陷
晉縣凹陷的南北結構不同。由于構造運動和斷裂強度的不均衡性,使凹陷南北部的結構和構造發育特點截然不同。即凹陷中北部小而窄,結構簡單。地層由陡帶直接抬升到斜坡帶,缺少中央隆起帶;而凹陷南部跨度大、洼槽寬、結構復雜。這種差異性造成了彼此間的構造發育特征、成藏條件和含油性的明顯不同。晉縣凹陷具南北向“隆洼”相間,東西向“三分”帶的構造格局。南北隆洼相間為多個NW向古隆起和背斜構造。在他們的分割作用下又形成了北、中和南三個獨立的沉積洼槽。東西分帶即東部斷階帶、中央洼槽帶和西部抬升帶,具有各自不同的構造特點。
3.3深縣凹陷
深縣凹陷經過多期、各部位強弱不均衡的構造運動,成為被舊城北斷層及衡水斷層夾持的雙斷型凹陷,西窄東寬,形成了西部以斷階潛山帶,東部以背斜為主的二級構造帶,南北為凸起與下降盤組成的局部構造組合帶。共分為六個構造帶,自西向東為何莊斷階潛山構造帶、深西潛山構造帶、深南背斜構造帶、榆科背斜構造帶,北部為劉村低凸起構造組合帶。南部為新河凸起及衡水斷裂下降盤構造組合帶。
4結論
本文應用現代構造學理論,通過地質資料和地震勘探,并結論本區域的沉積發育史,主要得出以下結論(1)冀中拗陷南區凹陷發育西早東晚,晉縣凹陷發育于孔店-沙四期、束鹿凹陷開始于沙三-東營期,由熱地幔上隆伸展作用形成。(2)束鹿凹陷主要發育沖積扇-河流、扇(辮狀)三角洲、湖泊等沉積體系。晉縣凹陷中南部主要發育河流、扇(辮狀)三角洲、湖泊等沉積體系。
參考文獻
[1]魚占文等,《冀中南部地區有利區帶綜合評價及預探目標優選》 2003.12 內部資料
[2]劉俊奇, 《冀中南部地區石油地質綜合研究及預探目標評價》 2004.12 內部資料
[3]孫冬勝.冀中坳陷中區新生代復合伸展構造.西北大學,2001.6
[4]楊明慧,劉池陽,孫冬勝,等.冀中坳陷的伸展構造系統及其構造背景.大地構造與成礦學,2002,26(2):113-120