松遼盆地長嶺坳陷區域斷裂與構造特征研究

林樂宵

(中石油大慶油田有限責任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163000)

1 區域地質概況

松南長嶺凹陷是在古生界變質基底上發育的斷、坳疊置的晚中生代碎屑巖盆地，經歷多次構造運動使得地層沉積復雜。長嶺凹陷坳陷層是位于中央坳陷區的大型凹陷，疊置在下覆斷陷層系上，面積約7000km2，由大情字-腰英臺低伏隆起帶將其進一步劃分為乾安次凹、黑帝廟次凹[1～9]。

2 坳陷層構造斷裂特征

圖1 松南長嶺凹陷斷裂特征剖面圖

2.1 斷裂性質與組合方式

2.1.1區域斷裂性質

地震剖面(圖1)顯示，在斷陷構造層，斷裂基本表現為正斷層性質，斷距較大，延伸較長，并且大部分斷裂斷到基底。坳陷層斷裂受盆地差異壓實及盆地構造演化影響，可分為2類：一類是斷裂和斷陷構造層斷裂相通，為正斷層，但在坳陷層表現為斷距較小，斷面傾角較陡；另一類是發育于坳陷層內部的小斷層。斷裂主要分布層段下到泉頭組，上到嫩江組頂部的不整合面。橫向上比較，在工區大部分地區為傾角較大的正斷層，但斷距很小；在工區東北部，由于構造的反轉作用，部分斷裂傾角變得更陡，近直立狀，并有部分斷層變成逆斷層。

2.1.2斷裂組合方式

研究區內主要發育以下6種斷層組合樣式(圖2)。

1)生長式斷裂組合 主要是發育于斷陷時期和斷坳轉換時期，在拗陷期較為少見(圖2(a))。

2)壘塹相間式斷裂組合 表現為張性應力，斷陷層也有部分發育(圖2(b))。

3)反向正斷階梯式斷裂組合 該斷裂組合樣式主要形成于盆地斜坡部位的斷裂發育區，該組合方式對坳陷層形成低幅度構造圈閉有積極意義(圖2(c))。

4)順向正斷階梯式斷裂組合 方向與反向正斷階梯式斷裂組合相異(圖2(d))。

5)“Y”字型斷裂組合 為研究區內發育最明顯、最普遍的斷裂組合樣式，表現為一種張力背景下的產物(圖2(e))。

6)反轉式斷裂組合 由于擠壓應力場作用使同生控盆斷裂發生反轉而形成的斷裂組合，其斷裂近直立，斷層性質有正、有逆(圖2(f))。

從長嶺地區地震解釋剖面(圖1)中可以看出，研究區整體的斷裂剖面組合樣式為：斷陷層以生長式斷裂組合為主，同時發育一些“Y”字型斷裂組合樣式；坳陷層斷層組合樣式主要以“Y”字型和壘塹相間式為主；在盆地邊緣斜坡位置，坳陷層發育部分反向正斷階梯式斷裂組合和順向正斷階梯式斷裂組合樣式；在盆地壓扭構造反轉階段，同生控盆斷裂由于擠壓應力場作用發生反轉而形成了反轉式斷裂組合。

圖2 松南長嶺凹陷斷裂組合方式

圖3 松南長嶺凹陷斷裂組合樣式及分區特征

2.2 斷裂分區特征

通過全區構造斷裂分布圖的編制，總結出研究區內共發育4種斷裂平面組合樣式；“入”字型斷裂組合，“S”字型斷裂組合，羽狀直線型斷裂組合，羽狀對稱型斷裂組合(圖3)。

為了深入研究長嶺地區坳陷層各層位的斷裂形態特征，借鑒前人對構造解釋的研究成果，進行斷裂體系分類組合，然后進行對比分析，從中發現其規律性。重點列舉青山口組底界(T2)。

青山口組底界(T2)構造斷裂分布特征(圖4)：其斷層體系基本上是基底斷裂向上的延伸。在中央坳陷區的乾安、黑帝廟等地區繼承性地發育了斷陷層泉頭組底界(T3)的基底大斷裂，形成了受基底斷裂控制的走滑斷裂系，發育羽狀直線型斷裂組合，其斷裂帶內連續斷層延伸距離較長，走向總體為北北東向；西部階地發育了一些由于受左旋應力場控制的走滑斷裂系，形成的羽狀對稱型斷裂組合樣式；西部斜坡區發育了由多期不同性質斷裂疊合而成的“入”字型斷裂組合樣式。

3 構造演化及圈閉形成特征

3.1 構造演化階段及特征

營城組沉積期區內控盆斷層基本停止活動，但伴有一次較強的構造運動；登樓庫組沉積期區內與其有關的局部構造發育，如大情字井、黑帝廟等較大規模的構造，是油氣成藏的有利構造；泉頭組沉積期受登婁庫組末期擠壓構造的影響，斷層下降盤地層向上隆升，使得登婁庫組斷層褶皺變形，局部形成“入”字型組合的斷裂破碎帶，對早期形成的圈閉起到了破壞作用；青山口-姚家組沉積期盆地整體進入了坳陷沉降階段，大范圍的湖盆沉積環境開始形成，隨著應力逐漸釋放；嫩江組沉積期區域湖盆發育全盛期，受剪切張力影響，在嫩江組內部形成了一系列平面上呈羽狀對稱型排列的小斷層；四方臺組-明水組沉積期，該期運動在盆地東南部構造反轉表現強烈，而坳陷中心的乾安-大情字井地區呈現為一開闊向斜；明水組沉積期末，區域構造格局與圈閉演化基本結束。

3.2 構造圈閉類型及形成特征

圖5 松南長嶺凹陷區斷塊圈閉演化模式圖

斷塊圈閉的成因是受斷層控制或因斷層遮擋而形成。受斷裂帶展布的約束，斷塊圈閉具有成群成帶分布的特點，總體發育低幅度構造圈閉。斷塊圈閉又分為西部斜坡圈閉帶和東部斜坡圈閉帶2種類型。其圈閉演化特征“形式相似、特征不同”(圖5)。

1)西部斜坡圈閉帶 在泉頭組末期，盆地整體開始進入了坳陷沉降階段。隨著盆地基底整體下沉，開始形成了大范圍的湖泊-三角洲沉積環境。除了由基底斷裂繼承型的向上延伸外，基本無其他區域性的大斷層發育。地層除了西部邊緣有些陡斜外，整體處于大范圍的平緩形態。而嫩江組沉積時期，整個工區都處于湖侵的穩定沉積階段，但局部出現拉張應力作用而產生部分應力斷層，另外由于差異壓實作用，使局部地層下降，產生一些了小斷層，整體上形成了對開的“Y”字型和塹壘相間式的斷裂組合形態。該時期，地層仍然較平緩，斷塊圈閉不易形成。擠壓應力主要來自東西向，使地層整體擠壓，西部之前的平緩地層開始反轉傾斜，原處于“Y”字型和地塹地壘相間式斷裂組合的斷層右部向上擠壓隆升，傾角變陡，造成一定幅度的斷層遮擋而形成斷塊圈閉(圖5(a))。

2)東部斜坡圈閉帶 東部斜坡圈閉帶主要的形成演化過程與西部相似，只是東部在拗陷發育期沉積的地層更加平緩。而在嫩江組和明水組沉積末期發生的構造反轉運動，導致“Y”字型和塹壘相間式斷裂組合的斷層左部也向上擠壓隆升，但斷層傾角更陡，幾乎接近直立，斷層遮擋幅度較西部更大。因此，東部形成的斷塊圈閉較西部發育，為巖性-斷層復合型圈閉，砂巖尖滅端上傾而形成巖性圈閉，油氣藏更加富集(圖5(b))。

3.3 有利構造圈閉區分布特征

通過分析現有的鉆井、測井資料，沉積相、層序展布特征和斷裂與圈閉地震解釋成果，結合已知油藏的分布規律，對松南長嶺地區坳陷層地層進行綜合評價，從而預測出青山口組-姚家組的潛在有利構造圈閉區。研究表明，圈閉主體分布于研究區西部和東部的斷裂發育帶上。沉積相顯示，該區帶在青山口組-姚家組沉積時期，主要發育西南方向物源的三角洲平原和三角洲前緣亞相，砂巖百分含量高，單砂層較大。西部區主要以壘塹相間的構造主要為主，西部斜坡的西掉斷層上升盤在明水組末期遭受擠壓隆升，從而形成高幅度斷層遮擋的斷塊構造圈閉，斷層斷開青山口下部，并延伸至青山口組頂面之上，易于下部油氣由斷層通導運移至上而形成構造油氣藏；而東部擠壓陡立，致使砂巖尖滅端上傾，可形成部分巖性-斷層復合型圈閉，該區帶內橫向延伸較長斷裂帶的左側可作為局部有利勘探目標，主要形成于以“Y”字型和壘塹相間式斷裂的西掉斷層上升盤，由于發育大型順向正斷階梯的斷層帶，斷層較多并且較大，下部油氣亦可運移到青山口組-姚家組而形成多階的斷塊油氣藏。

4 結論

1) 經歷了多期構造運動的疊加改造后，長嶺凹陷區發育了6種斷裂組合樣式。坳陷層主要以“Y”字型和壘塹相間式斷裂組合特征為主，在盆地壓扭構造反轉階段，同生控盆斷裂發生反轉形成了反轉式斷裂組合。

2) 長嶺凹陷區構造圈閉主要以斷塊圈閉為主，其次為低幅度斷鼻圈閉和小幅度穹隆圈閉。斷塊圈閉的成因是受斷層控制或因斷層遮擋而形成。受斷裂帶展布的約束，斷塊圈閉具有成群、成帶分布的特點，總體發育低幅度構造圈閉。斷塊圈閉又分為西部斜坡圈閉帶和東部斜坡圈閉帶2種類型，其圈閉演化特征“形式相似、特征不同”。

3) 青山口組-姚家組潛在有利構造圈閉區分布于西南部和東部的斷裂發育帶上，西部區主要以壘塹相間的構造為主，其西掉斷層上升盤擠壓隆升可形成高幅度斷層遮擋的斷塊構造圈閉；東部擠壓陡立致使砂巖尖滅端上傾可形成部分巖性-斷層復合型圈閉，“Y”字型和壘塹相間式斷裂的西掉斷層上升盤可作為局部有利勘探目標。

[1]王永春. 松遼盆地南部巖性油藏的形成和分布[M]. 北京:石油工業出版社, 2001.

[2]趙文智, 李建忠. 基底斷裂對松遼南部油氣聚集的控制作用[J]. 石油學報, 2004, 25(4):18～20.

[3]蔡先華. 松遼盆地南部長嶺斷陷的火山巖分布及成藏規律[J]. 石油地球物理勘探, 2002, 37 (3) : 291～294.

[4]張瑋, 李洪革, 李明杰. 松遼盆地南部長嶺斷陷區深層構造特征與天然氣聚集[J]. 石油與天然氣地質，2008, 29(1):120～127.

[5]周荔青, 張淮. 松遼盆地乾安長嶺凹陷大中型巖性-構造復合型油氣田形成特征[J]. 石油實驗地質, 2003, 25(5): 445～451.

[6]鄒才能, 薛叔浩, 趙文智. 松遼盆地南部白堊系泉頭組-嫩江組沉積層序特征與地層-巖性油氣藏形成條件[J]. 石油勘探與開發, 2004, 31(2):14～17.

[7] 李群. 松遼盆地長嶺凹陷隱蔽油氣藏勘探研究[J].地球科學(中國地質大學學報), 2002, 27(6): 770～774.

[8]張玉明, 李明, 李瑞磊. 松遼盆地南部深層系天然氣成藏規律[J] . 石油與天然氣地質,2006, 27(6) : 841～848.

[9]沈武顯, 樊太亮, 宮雪, 等. 松南長嶺地區坳陷層油氣富集規律[J]. 中南大學學報(自然科學版), 2010，41(2):715～721.