南襄盆地南陽凹陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)與形成演化

李 智，張志業(yè)，楊云飛，郭文建，李 巖，黎 騰，熊 健

[1.中國地質(zhì)大學(北京) 能源學院，北京 100083； 2.中國石化 河南油田分公司，河南 南陽 473400；3.中國石油 新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000]

盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)研究是開展盆地分析、研究盆地構(gòu)造特征、物質(zhì)充填和形成演化過程的重要基礎(chǔ)，也是探索礦產(chǎn)富集規(guī)律的主要窗口[1-2]。盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)是一個三維空間概念，其內(nèi)涵包括沉積充填和構(gòu)造格架兩部分。縱向上是由區(qū)域不整合面分隔的包括基底和沉積蓋層在內(nèi)的構(gòu)造-地層層序，平面上是由深大斷裂分割的不同塊體或坳隆組合，具“垂向分層、橫向分塊(段)”的基本特征[3-6]。沉積盆地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制著油氣分布，開展同一盆地不同構(gòu)造單元或處于同一大地構(gòu)造位置的不同盆地間地質(zhì)結(jié)構(gòu)及油氣地質(zhì)條件的類比，討論其相似性和差異性，是探討地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制油氣成藏要素和成藏作用的重要方法[7]。

南陽凹陷屬南襄盆地次級構(gòu)造單元，是發(fā)育在秦嶺-大別褶皺造山帶之上的富油氣斷陷(圖1a)。其沉積充填記錄了秦嶺-大別褶皺造山帶晚白堊世以來的隆升剝蝕作用。前人對凹陷的研究，在層位上多集中于主要含油氣層段—核桃園組；區(qū)域上多集中于富油氣的正向構(gòu)造單元；領(lǐng)域上多集中在烴源巖、沉積儲層、油氣成藏作用等方面[8-14]，缺少對凹陷整體地質(zhì)結(jié)構(gòu)及成因機制的剖析。如南陽凹陷除與一般斷陷盆地類似具有垂直斷層走向分帶特征外，還具有非典型的沿邊界斷層走向分塊特征，發(fā)育多個正向斷鼻構(gòu)造帶，這些構(gòu)造帶是否為擠壓隆升作用的產(chǎn)物、到底有幾期擠壓隆升作用一直存在爭論，對凹陷形成演化的動力學機制研究不明確。且在平面上，已發(fā)現(xiàn)油氣多集中于東部正向構(gòu)造帶，西部正向構(gòu)造帶油氣發(fā)現(xiàn)較少，其油氣富集規(guī)律與凹陷的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征有何關(guān)系？隨著油氣勘探的深入，近年來鉆井的加密和高精度三維連片地震資料的部署，都為凹陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和形成演化過程研究積累了寶貴資料基礎(chǔ)。

本文以南陽凹陷2/3D地震、探井、測錄井資料為基礎(chǔ)，以正斷層相關(guān)褶皺理論和構(gòu)造復原理論為指導，“井-震”結(jié)合，分析凹陷的地層發(fā)育和不整合面分布，劃分構(gòu)造-地層層序；通過精細地震解釋，建立凹陷的斷裂系統(tǒng)展布和平、剖面構(gòu)造特征；應(yīng)用平衡復原技術(shù)，探討凹陷晚白堊世以來的構(gòu)造演化和沉積充填過程，并分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)的控制因素，為凹陷地質(zhì)研究和油氣勘探提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 大地構(gòu)造背景

南陽凹陷大地構(gòu)造位置位于印支期華北板塊南緣和揚子板塊北緣拼貼縫合形成的秦嶺-大別褶皺造山帶之上(圖1a)，面積為3 600 km2。其南部以新野斷層為界與新野低凸起相隔，東部以唐河低凸起為界和泌陽凹陷相隔，西部以鄧州斷裂為界和鄧州凹陷相隔，西北鄰師崗凸起，東北鄰社旗凸起(圖1b)。中生代晚期，太平洋板塊俯沖到歐亞板塊之下，發(fā)生弧后拉張，導致秦嶺-大別褶皺造山帶巖石圈強烈伸展塌陷[15-16]，北西向斷層左旋剪切；郯廬斷裂開始右旋平移走滑運動，帶動其西側(cè)塊體右旋剪切；中間塊體廣泛發(fā)育近南北向拉張應(yīng)力場，地幔上隆，巖石圈減薄，形成了南陽凹陷等一系列中新生代裂陷盆地[17-18]。

圖1 南陽凹陷區(qū)域構(gòu)造位置及地震測線位置Fig.1 Map showing the structure and seismic line locations in the Nanyang Saga.南襄盆地大地構(gòu)造位置；b.南襄盆地構(gòu)造單元劃分；c.南陽凹陷構(gòu)造綱要及測線位置Ⅰ1.華北地塊南緣褶皺帶；Ⅱ1.秦嶺-大別造山主要匯聚變形帶；Ⅰ2.揚子地塊北緣褶皺帶；Ⅱ2.秦嶺-大別造山次要匯聚變形帶

1.2 地層發(fā)育特征

南陽凹陷是晚白堊世以來在前中生代基底之上發(fā)育起來的中新生代斷陷盆地。盆地基底在西部為古生界海相碳酸鹽巖和碎屑巖，在中東部為元古界信陽群和秦嶺群變質(zhì)巖、巖漿巖。沉積蓋層自下至上依次為胡崗組、玉皇頂組、大倉房組、核桃園組、廖莊組、上寺組和平原組(圖2，圖3)。

圖2 南陽凹陷地層系統(tǒng)及層序地層格架Fig.2 Stratigraphic system and sequence framework in the Nanyang Sag

根據(jù)南30等井的鉆井資料，南陽凹陷南部地區(qū)基巖巖性為變質(zhì)巖，變質(zhì)程度淺，見白云石化現(xiàn)象。北部南23井鉆遇基巖，巖性上下分層，上部為閃長巖，絕對年齡為507 Ma，為加里東運動早期產(chǎn)物；下部為花崗巖，絕對年齡為315 Ma，為海西運動早期產(chǎn)物。

胡崗組巖性以棕紅色砂質(zhì)泥巖為主夾角礫巖，在南1、南29等井通過地層對比可劃分出該組，但未有古生物及地化測年資料證實。

玉皇頂組巖性為大段暗紫色泥巖、含礫泥巖夾薄層棕紅色泥質(zhì)粉砂巖。

大倉房組厚100～1 000 m，巖性為暗棕紅、紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾砂巖，其頂部泥巖中常見石膏晶體和斑塊或薄夾層。

核桃園組厚2 000～3 000 m，巖性為暗色泥巖和灰白色砂巖、粉砂巖，是南陽凹陷的主要生油和含油層系。根據(jù)巖石組合、沉積旋回及巖性特征，自上而下又可分為3段，即核一段、核二段和核三段。

廖莊組厚150～900 m，巖性為棕紅色和雜色為主的泥巖與砂礫巖互層，通稱“紅粗”段。

上寺組厚500～800 m，巖性為不等厚互層的棕紅色、灰黃色砂礫巖與泥巖。

平原組厚30～700 m，巖性為棕紅色粘土層夾白色泥巖及雜色砂、礫巖層，膠結(jié)差、松散，屬未成巖覆蓋層。

2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)

2.1 區(qū)域性不整合面

結(jié)合層位標定在地震剖面上對南陽凹陷主要等時界面進行識別，并對同相軸的超覆和削截現(xiàn)象進行分析，共識別出4個區(qū)域性一級不整合面：胡崗組底界不整合面(Tg)、玉皇頂組底界不整合面(T7)、核桃園組底界不整合面(T5)、上寺組底界不整合面(T1)(圖4)。

圖4 南陽凹陷各不整合面的同相軸超覆、削蝕現(xiàn)象Fig.4 Stratigraphic overlapping,denudation of unconformities in the Nanyang Saga—d.原始地震剖面；a′—d′.線描解釋結(jié)果

胡崗組底界不整合面(Tg)是斷陷初期形成的破裂不整合面，呈角度不整合分隔了凹陷基底和沉積蓋層。在地震剖面上胡崗組上超或下超于該不整合面之上，凹陷基底則呈被該不整合面削蝕、削截現(xiàn)象。

玉皇頂組底界不整合面(T7)是晚白堊世擠壓剝蝕作用后斷陷持續(xù)發(fā)育的產(chǎn)物，與該不整合面之下的白堊系胡崗組呈削截關(guān)系，玉皇頂組則超覆或整合于該不整合面之上。

核桃園組底界不整合面(T5)是持續(xù)斷陷期和強烈斷陷期兩個不同拉伸構(gòu)造應(yīng)力場轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物。該界面上下兩套地層的構(gòu)造應(yīng)力場和沉降、沉積中心有明顯變化，地震剖面上該不整合面表現(xiàn)為對下覆地層的削蝕、削截現(xiàn)象。

上寺組底界不整合面(T1)是南陽凹陷的斷-拗轉(zhuǎn)換界面，廣泛分布，代表凹陷的構(gòu)造體制由斷陷向熱沉降凹陷轉(zhuǎn)變，界面上、下同相軸上超下削現(xiàn)象明顯。

2.2 構(gòu)造-地層層序

構(gòu)造-地層層序是受區(qū)域性不整合面或與之對應(yīng)的整合面限定的一級層序，與巨層序或大層序相當[19-20]。根據(jù)南陽凹陷的物質(zhì)充填和區(qū)域不整合面識別，將南陽凹陷縱向劃分為基底構(gòu)造層、胡崗組構(gòu)造層、玉皇頂-大倉房組構(gòu)造層、核桃園組-廖莊組構(gòu)造層、上寺組-平原組構(gòu)造層共5套構(gòu)造-地層層序。

基底構(gòu)造層是前白堊紀多期碰撞造山作用的產(chǎn)物，巖性為變質(zhì)巖、巖漿巖、碳酸鹽巖的混合體，在凹陷內(nèi)部未出露地表。根據(jù)凹陷周緣露頭、重磁、地震深反射資料，基底受字母溝-二郎山-大河斷裂、商丹斷裂、西峽-內(nèi)鄉(xiāng)-桐柏斷裂等北西向斷裂控制，被分割為北西-南東向條帶狀展布的構(gòu)造巖相帶[21]。

胡崗組構(gòu)造層是初始斷陷期沉積，位于Tg-T7兩界面之間，時限大體在96～58.9 Ma。該構(gòu)造層在南陽凹陷未有探井鉆穿，根據(jù)鄧州凹陷鄧參1井資料，其巖性以褐紅色、褐色泥巖為主，為典型淺湖沉積環(huán)境[22]。其沉降沉積受基底走滑斷裂控制，范圍局限，呈近東西向條帶狀展布[23]。

玉皇頂組-大倉房組構(gòu)造層是持續(xù)斷陷期沉積，位于T5-T7兩界面之間，時限大體在58.9～37.5 Ma，相當于古新世-始新世中期。其底界面在凹陷中部表現(xiàn)為削截，南北邊界表現(xiàn)為超覆；頂界面在凹陷中部表現(xiàn)為整合接觸，南北邊界表現(xiàn)為削截。該構(gòu)造層厚度大，總體上表現(xiàn)為南厚北薄，受新野斷層、禹桐斷層控制作用明顯。

核桃園組-廖莊組構(gòu)造層是強烈斷陷期沉積，位于T1-T5兩界面之間，時限大體在37.5～11 Ma，相當于始新世晚期—漸新世，厚度巨大，是本區(qū)的主要勘探目的層系。該構(gòu)造層在凹陷西部及北部斜坡帶與下伏地層呈角度不整合，在凹陷東部呈假整合接觸關(guān)系；頂部是古近系與新近系間的不整合面。

上寺組-平原組構(gòu)造層是拗陷期沉積，位于T1界面之上，與下伏地層呈明顯削截不整合關(guān)系，全區(qū)厚度變化較小，總體表現(xiàn)為南厚北薄，西厚東薄(圖3)。

2.3 主要斷裂特征

南陽凹陷共發(fā)育150余條張性斷裂，存在北東、北東東及北北東向和北西、北北西及北西西向2套斷裂系統(tǒng)，其中前者發(fā)育晚，對后者具改造疊加作用(圖1c)。一級斷裂包括新野、禹桐、師崗、桐河街等斷層，這些斷裂均為切穿基底的深大斷裂，延伸長(10～80 km)、規(guī)模大(垂直斷距一般在500～1 000 m)；但活動期次卻存在差異，其中北部斷層較南部斷層活動早，現(xiàn)分述如下。

新野斷層：是南陽凹陷控制構(gòu)造變形和沉積充填的主要邊界斷層，平面規(guī)模大，發(fā)育時間長，延伸近80 km，走向在西段和東段為北西向，中段為北東向[24]。平行斷層走向，斷層東部傾角大，約25～30°；西部傾角小，在東莊洼陷斷面傾角只有20°左右。垂直斷層走向，斷面上陡下緩，在10 000 m左右發(fā)生滑脫；玉皇頂組-大倉房組斷裂落差大于1 000 m以上，核桃園組斷裂落差大于2 500 m，總落差達4 600 m。

禹桐斷層：走向北西，傾向北東，延伸近60 km，分隔了北部斜坡帶和桐寨鋪廢棄型洼陷，早期活動強，后期活動弱；玉皇頂組-大倉房組沉積期最大斷距1 800 m，核桃園組沉積期斷距僅300 m。

師崗斷層：走向北東，是南陽凹陷北部邊界，分隔了南陽凹陷和師崗凸起；在核三段、核二段沉積期活動強烈，斷距達700 m。

桐河街斷層：走向北北西，分隔了南陽凹陷與唐河低凸起，斷面陡(達70°)，具走滑性質(zhì)。玉皇頂組-大倉房組沉積期活動較強，斷距達800～900 m，核桃園組沉積期斷距約300 m。

2.4 構(gòu)造格局

南陽凹陷平面構(gòu)造格局具“南北分帶、東西分塊、隆凹相間”的特征。

2.4.1 南北分帶

垂直新野斷層走向，根據(jù)沉積蓋層和邊界斷層的接觸關(guān)系可由南向北將南陽凹陷劃分為南部斷超帶、中央凹陷帶、北部斜坡帶、北部廢棄型邊緣洼陷帶(圖5，圖6)。

圖5 過南陽凹陷西部的南北向剖面及解釋(剖面位置見圖1中AA′)Fig.5 SN-trending seismic section across the western Nanyang Sag with schematic interpretation (see AA′ in Fig.1 for the location)T1.新近系底界面；T2.廖莊組底界；T3.核一段底界；T4.核二段底界；T5.核三段底界；T6.大倉房組底界；T7.玉皇頂組底界；Tg.胡崗組底界

南部斷超帶走向平行邊界斷層，寬度約4 km，定義為核桃園組同沉積地層沿斷面向南超覆形成的地層上超帶。

中央凹陷帶主要分布于東莊-牛三門一帶，南鄰南部斷超帶，北以東1號斷層-魏34井一線與北部斜坡帶相接，區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，是凹陷的主要生烴洼陷。

北部斜坡帶位于中央凹陷帶和禹桐斷層間，面積大，北東向的三、四級晚期斷層發(fā)育，構(gòu)造以斷塊和斷鼻為主。地層厚度薄，逐漸向北抬升，東高西低，且廖莊組、核一段遭受剝蝕。

北部廢棄型邊緣洼陷帶指夾持在禹桐斷層、桐河街斷層、師崗斷層間的凹陷北部斜坡帶，地層較北部斜坡帶更平緩，中部低，向兩側(cè)抬升。因控洼斷層在早期玉皇頂組-大倉房組沉積期活動強，形成局部洼陷；而后期核桃園組沉積期活動弱，沉降緩慢而逐漸廢棄。

2.4.2 東西分塊、隆凹相間

南陽凹陷平行新野斷層走向由西向東依次發(fā)育東趙莊-東莊斷鼻、東莊洼陷、魏崗-北馬莊斷鼻、牛三門洼陷、張店-黑龍廟斷鼻共計3凸2凹5個隆凹相間構(gòu)造單元(圖7)。

圖6 過南陽凹陷東部的南北向剖面及解釋(剖面位置見圖1中BB′)Fig.6 SN-trending seismic section across the eastern Nanyang Sag with schematic interpretation (see BB′ in Fig.1 for the location)T1.新近系底界面；T2.廖莊組底界；T3.核一段底界；T4.核二段底界；T5.核三段底界；T6.大倉房組底界；T7.玉皇頂組底界；Tg.胡崗組底界

圖7 過南陽凹陷的東西向剖面及解釋(剖面位置見圖1中CC′)Fig.7 EW-trending seismic section across the Nanyang Sag with schematic interpretation (see CC′ in Fig.1 for the location)T1.新近系底界面；T2.廖莊組底界；T3.核一段底界；T4.核二段底界；T5.核三段底界；T6.大倉房組底界；T7.玉皇頂組底界；Tg.胡崗組底界

凹陷西部新野斷層呈座椅式形態(tài)，沉降、沉積中心受東1號斷層等反向二級斷層控制。地層傾角較緩，斜坡帶斷層不發(fā)育；構(gòu)造樣式以“同向翹傾斷塊”、“地塹”為主(圖5)。

凹陷東部新野斷層呈犁式形態(tài)，控制凹陷沉降、沉積中心發(fā)育，“南斷北超”的滾動式半地塹特征明顯。地層由南向北逐漸抬升，沉積厚度逐漸減小；發(fā)育北傾次級斷層，構(gòu)造樣式以“反向翹傾斷塊”為主(圖6)。

3 構(gòu)造演化

通過對南陽凹陷沉積地層內(nèi)超覆削截關(guān)系的分析和不整合面識別，并結(jié)合平衡地質(zhì)剖面和古構(gòu)造分析，恢復南陽凹陷晚白堊世以來的構(gòu)造演化，將其劃分為5個階段(圖8，圖9)。

圖8 過南陽凹陷東部的南北向構(gòu)造演化剖面(剖面位置見圖1中BB′)Fig.8 SN-trending tectonic evolution sections across the eastern Nanyang Sag (see BB′ in Fig.1 for the location)a.現(xiàn)今；b.廖莊組剝蝕末期；c.廖莊組抬升末期；d.廖莊組沉積末期；e.核一段沉積末期；f.核二段沉積末期；g.核三段沉積末期；h.大倉房組沉積末期；i.玉皇頂組沉積末期；j.胡崗組抬升末端；k.胡崗組沉積末期；l.基底形成末期

圖9 過南陽凹陷東西向構(gòu)造演化剖面(剖面位置見圖1中CC′)Fig.9 EW-trending tectonic evolution sections across the Nanyang Sag (see CC′ in Fig.1 for location)a.現(xiàn)今；b.廖莊組抬升末期；c.廖莊組沉積末期；d.核一段沉積末期；e.核二段沉積末期；f.核三段沉積末期；g.大倉房組沉積末期；h.玉皇頂組沉積末期；i.胡崗組沉積末期；j.基底形成末期

3.1 斷陷初期

晚白堊世，秦嶺-大別褶皺造山帶巖石圈整體進入強烈伸展減薄狀態(tài)，沿北西向基底斷裂拉張形成盆地雛形。南陽凹陷的胡崗組屬斷陷初期充填沉積，范圍局限，據(jù)地震剖面解釋最大厚度僅1 300 m。此時新野斷層尚未開始活動，凹陷沉積主要受禹桐斷層等基底斷裂控制，呈條帶狀展布。

白堊紀末期，區(qū)域應(yīng)力場反轉(zhuǎn)使凹陷發(fā)生隆升，胡崗組頂部遭受削蝕形成中新生界間不整合面。

3.2 持續(xù)斷陷期

玉皇頂組-大倉房組沉積期為持續(xù)斷陷期，繼承疊加了白堊紀先存構(gòu)造格架，湖盆范圍擴大，沉降沉積速率加快，以禹桐斷層為界形成南、北兩個半地塹，為典型半地塹式斷陷。斷陷內(nèi)充填了一套內(nèi)陸河湖相紅色碎屑巖建造，整體東厚西薄。

3.3 強烈斷陷期

核桃園組-廖莊組沉積期，凹陷湖盆范圍達到最大，邊界斷層活動強烈，快速沉降進入強烈斷陷期。核三段-核二段沉積期，凹陷整體為欠補償?shù)陌肷钏?深水湖盆，沉積了近2 000 m的富含有機質(zhì)細碎屑物質(zhì)，為凹陷主要生油巖系。

核三段沉積期南陽凹陷湖盆范圍穩(wěn)定，沉降速率大，沉積地層受新野斷層和師崗斷層共同控制，呈南北不對稱的“雙斷”式地塹沉積，地層厚度南厚北薄，但變化不大。沿邊界斷層走向，魏崗和東趙莊斷鼻構(gòu)造的雛形已形成，具“三洼兩隆”構(gòu)造格局，凹陷東西分塊特征明顯。尤其是魏崗鼻狀構(gòu)造處所對應(yīng)的邊界斷層段位移量明顯小于兩側(cè)地區(qū)，顯示其上盤沉降量較小；同時也是邊界斷層北西與北東走向的轉(zhuǎn)折點，是邊界斷層東西分段的重要分段點。沉積地層東厚西薄，在東部地層最厚處緊鄰邊界斷層，在牛三門洼陷可達1 400 m，具窄深特征，向北部斜坡變薄，在師崗斷層附近增厚。凹陷西部斷層不發(fā)育，東莊洼陷核三段厚度僅800 m，且與焦店地區(qū)連為一體厚度一致，顯示出寬淺特征。

核二段沉積期水深增加，沉降速率達到最大。沿邊界斷層走向，沉積地層東厚西薄，在牛三門洼陷達2 200 m，東莊洼陷1 600 m，徐埠口洼陷僅900 m。垂直斷層走向，地層南厚北薄，凹陷東部最大地層厚度位于邊界斷層上盤附近，向北逐漸減薄；西部地層最大厚度位于東1號斷層上盤附近，向南向北均減薄。南傾的東1號斷層在該時期開始發(fā)育，洼陷西部具北斷南超“地塹式”結(jié)構(gòu)。東1號斷層持續(xù)同沉積活動使斷層上盤地層傾向變?yōu)楸眱A，且傾角逐漸增大，斷層下盤由于均衡作用抬升，下盤地層傾向也由南傾向北傾轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)反向斷塊的雛形；位于東1號斷層上升盤的焦店地區(qū)核二段厚度明顯減小，其結(jié)果是東莊洼陷面積變小。東部北傾反向斷層繼承性發(fā)育，發(fā)育反向翹傾斷塊樣式，反向斷層控制沉積作用。該時期張店構(gòu)造鼻狀雛形開始形成，具有淺部陡、深部緩的特征。魏崗斷鼻構(gòu)造樞紐與邊界斷層近于垂直，幅度進一步加大，鼻狀構(gòu)造形態(tài)明顯，構(gòu)造頂部沉積厚度明顯小于兩側(cè)洼陷地區(qū)，受北傾的反向斷層作用開始發(fā)育反向翹傾斷塊。從構(gòu)造演化剖面可以看出，由于反向斷層的掀斜作用，使魏崗鼻狀構(gòu)造北部不斷抬升，地層傾角增大，從而使構(gòu)造主體以北地區(qū)地層平緩，在構(gòu)造內(nèi)外形成明顯的坡折。

核一段沉積期湖盆范圍開始收縮，凹陷東部發(fā)育南傾斷層，剖面形成“Y”字型或“V”字型結(jié)構(gòu)；西部發(fā)育北傾斷層，與東1號斷層組成反“Y”字型結(jié)構(gòu)或“V”字型結(jié)構(gòu)，也使東莊洼陷“地塹式”結(jié)構(gòu)更加對稱，東莊背斜開始出現(xiàn)雛形。地層厚度在垂直斷層走向呈“楔形”，自南向北地層厚度迅速減薄；沿凹陷走向，東、西兩個洼陷地層厚度差異較小，東部牛三門洼陷最厚約1 100 m，而西部東莊洼陷最厚約1 000 m，東1號斷層對沉積的控制作用減弱，沉積和沉降中心轉(zhuǎn)移到邊界斷層上盤附近，又出現(xiàn)南斷北超的半地塹形態(tài)。斜坡帶上，魏崗和東趙莊構(gòu)造對核一段沉積控制作用明顯，厚度只有200 m左右，而兩個構(gòu)造間的焦店地區(qū)地層厚度可達400 m。張店構(gòu)造對核一段沉積也表現(xiàn)出一定的控制作用。東趙莊在核一段沉積末期，各層面呈寬緩的鼻狀構(gòu)造形態(tài)，與現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)已基本相似。

廖莊組沉積期邊界斷裂活動減弱，湖盆水體變淺，為河流-洪積相的紅色砂巖、礫巖、泥巖沉積，分布局限。凹陷構(gòu)造繼承了核一段格局，東莊洼陷南部持續(xù)沉降，由于前后兩期半地塹空間上的轉(zhuǎn)移和縱向上的疊加，使東莊洼陷形成了完整的地塹形態(tài)，并最終形成東莊背斜。魏崗鼻狀構(gòu)造已基本定型，呈下陡上緩形態(tài)。東趙莊構(gòu)造已定型，呈完整的鼻狀構(gòu)造形態(tài)，且斷層不發(fā)育；自下而上，鼻狀構(gòu)造由窄而緩(核三1底)向?qū)挾秆莼聪虏繕?gòu)造面積和閉合高度均較小，向上構(gòu)造面積增大，閉合高度增加。因此，東趙莊構(gòu)造作為一個橫向褶皺，其成因與邊界斷層的分段作用有關(guān)，是一個形成早且繼承性發(fā)育的鼻狀構(gòu)造。

3.4 斷-拗轉(zhuǎn)換期

廖莊組末期，區(qū)域應(yīng)力場反轉(zhuǎn)，凹陷發(fā)生隆升剝蝕，地層抬升量為400～1 000 m，其中在凹陷西部和南部地層抬升量較小，在凹陷東部和北部地層抬升量較大[25]，廖莊組和核一段地層遭受剝蝕形成古近系和新近系間不整合面。

3.5 拗陷期

上寺組-平原組沉積期凹陷進入拗陷期，構(gòu)造作用較弱，沉降與沉積不受邊界斷層控制，沉積邊界為超覆尖滅邊界。盆地整體緩慢沉降，全凹陷呈泛濫平原沉積，主要沉積了雜色粘土、砂礫巖，地層等值線近南北走向，沉降幅度西南大、東北小，厚度較小，平均不超過500 m。

4 構(gòu)造演化控制因素

4.1 基底結(jié)構(gòu)復雜

晚元古代以來揚子板塊和華北板塊經(jīng)過多次離散、匯聚和碰撞形成秦嶺-大別-蘇魯復合造山系[26]。揚子板塊向華北板塊的陸-陸碰撞俯沖產(chǎn)生北西-南東向弧后逆沖斷裂，將復雜的造山帶巖相分割為北西-南東向條帶狀展布的構(gòu)造巖相帶。南陽凹陷基底就是由數(shù)個巖性各異的構(gòu)造巖相帶組成，導致晚白堊世以來凹陷基底斷層活動期次和強度存在差異，使凹陷具南北分帶特征。

4.2 邊界斷層形態(tài)差異及分段差異沉降

控制南陽凹陷構(gòu)造格架和沉降沉積特征的邊界斷裂為新野斷層，具明顯分段性，其剖面形態(tài)在西部為座椅式正斷層形態(tài)，以平行流運動模式為主；在東部為犁式正斷層形態(tài)，以斜剪切運動模式為主。斷層活動經(jīng)歷了早期分段后期連鎖過程，可分為孤立斷層、軟連接、硬連接、完整斷層的形成演化過程；根據(jù)長度-位移曲線，在斷層的分段連接處，斷層垂向位移較小，凹陷沉降幅度小，形成了東趙莊、魏崗斷鼻等軸向垂直邊界斷層的橫向褶皺；在原各段斷層的沉降中心處，凹陷沉降、沉積厚度大，形成了徐埠口、東莊、牛三門洼陷等沉積中心。可見，新野斷層的沿走向分段和差異沉降，是南陽凹陷“東西分塊、隆凹相間”構(gòu)造格局的主要控制因素。

5 結(jié)論

1) 南陽凹陷發(fā)育胡崗組底部(Tg)、玉皇頂組底部(T7)、核桃園組底部(T5)、上寺組底部(T1)4個區(qū)域性不整合面，將南陽凹陷地層劃分為基底構(gòu)造層、胡崗組構(gòu)造層、玉皇頂組-大倉房組構(gòu)造層、核桃園組-廖莊組構(gòu)造層、上寺組-平原組構(gòu)造層共5套構(gòu)造-地層層序。

2) 南陽凹陷受新野斷層、禹桐斷層、師崗斷層和桐河街斷層等一級基底斷裂切割，具“南北分帶、東西分塊、隆凹相間”構(gòu)造格局。垂直邊界斷層走向，可劃分為南部斷超帶、中部凹陷帶、北部斜坡帶和北部廢棄型邊緣洼陷。平行邊界斷層走向，發(fā)育與東莊洼陷沉積中心遷移有關(guān)的東莊背斜(縱向褶皺)和樞紐線與邊界斷層走向近于垂直的東趙莊、魏崗、張店斷鼻(橫向褶皺)。

3) 南陽凹陷是拉張應(yīng)力場下地幔隆起和地殼下沉均衡作用形成的簡單剪切型雙斷凹陷，其構(gòu)造演化可劃分為初始斷陷期、持續(xù)斷陷期、強烈斷陷期、斷-拗轉(zhuǎn)換期和拗陷期共5個構(gòu)造演化階段。

4) 基底結(jié)構(gòu)復雜、邊界斷層形態(tài)差異及分段差異沉降是凹陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要控制因素。