








摘要:
為了揭示平湖斷裂帶的形成及演化過程,厘定大型斷裂分段特征及其地層充填響應,深化對復雜斷裂發育機制的認識,本文基于最新的三維地震資料,開展了平湖斷裂帶幾何學、運動學分析,并結合區域應力場分析探討了斷裂成因及發育模式。研究結果表明:平湖斷裂帶是由NE走向與近NS走向交替出現的三個分段和五條主干斷裂構成的“X”型斷裂帶; NE向斷層段形成時間較早,具有分段發育特征,近NS向斷層段形成時間較晚,控制了南、中、北段的分段鏈接;平湖斷裂帶復雜斷裂的形成受始新世時期斷裂分段生長發育和區域應力場旋轉兩種因素的共同控制;平湖斷裂帶斷陷期生長演化過程劃分為早期NE向斷裂分段發育階段、中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段和晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段。平湖斷裂帶發育演化的時空差異直接影響著該地區局部沉積、沉降中心遷移及裂后期擠壓反轉背斜的發育。
關鍵詞:
平湖斷裂帶;分段發育;成因機制;應力場旋轉;西湖凹陷;東海盆地
doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20240244
中圖分類號:P548;P618.13
文獻標志碼:A
唐賢君,鐘榮全,陳永軍,等. 東海盆地西湖凹陷斜坡區平湖斷裂帶分段性及其成因機制.吉林大學學報(地球科學版),2024,54(6):20472060. doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20240244.
Tang Xianjun,Zhong Rongquan,Chen Yongjun,et al. Segmentation and Genetic Mechanism of Pinghu Fault Zone in Xihu Sag Slope Area,East China Sea Basin. Journal of Jilin University (Earth Science Edition),2024,54(6):20472060. doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20240244.
收稿日期:20241002
作者簡介:唐賢君(1985-),男,高級工程師,主要從事含油氣盆地構造及石油地質方面的研究,E-mail:tangxj4@cnooc.com.cn
基金項目:中海石油(中國)有限公司重大科技專項項目(KJZX20230101);中海石油(中國)有限公司綜合科研項目(KJZH20232103)
Supported by the Major Science and Technology Project of CNOOC (China) Co., Ltd. (KJZX20230101) and the Comprehensive Research Project of CNOOC (China) Co., Ltd. (KJZH20232103)
Segmentation and Genetic Mechanism of Pinghu Fault Zone in Xihu Sag
Slope Area,East China Sea Basin
Tang Xianjun, Zhong Rongquan, Chen Yongjun, He Xinjian, Dai Yong
CNOOC China Limited,Shanghai Branch,
Shanghai 200335, China
Abstract:
In order to reveal the formation and evolution process of Pinghu fault zone, to determine the segmentation characteristics of large-scale faults and their geological filling response, and to deepen the understanding of the complex fault development mechanism, this article" based on the latest 3D seismic data, conducts geometric and kinematic analysis of Pinghu fault zone. Combined with regional stress field analysis, the genesis and development mode of the faults are discussed. The research results indicate that: Pinghu fault zone is an “X”-shaped fault zone consisting of three segments and five main faults that alternate between NE and near NS. The NE fault segment formed earlier and has segmented development characteristics, while the NS fault segment formed later and controlled the segmented connections of the southern, central, and northern sections. The formation of complex faults in Pinghu fault zone is jointly controlled by two factors: The segmented growth and development of faults, and the rotation of regional stress fields during the Eocene. The growth and evolution process of Pinghu fault zone during the fault depression period is divided into three stages: Early NE fault segmentation development stage, middle NE-near NS fault hard connection stage, and late NSNNE/NE fault tension torsion transformation stage. The temporal and spatial differences in the development and evolution of Pinghu fault zone play an important controlling role in the migration of local sedimentary subsidence centers and the differential development of compression reversal anticlines in the later stages of the fault.
Key words:
Pinghu fault zone;segmented development;genetic mechanism;stress field rotation;Xihu sag;East China Sea basin
0" 引言
伸展斷陷盆地內部大型斷裂的發育具有顯著的分段性。斷層發育早期,各不同段孤立活動,隨著伸展作用的持續,各段通過斷層間相互作用,最終發生軟鏈接和硬鏈接而形成長度達幾十乃至上百km、形態為非規則線形的大型斷裂[15]。伸展斷陷盆地中,斷層的這種分段生長特征多是由于受到斷陷階段多期構造運動的疊加,此外,大型斷裂各分段之間幾何學、運動學及動力學方面的差異也是盆地演化作用的集中體現。因此,研究大型斷裂的分段性不僅是認識區域構造演化的重要手段,也對油氣勘探也具有重要的指導意義[69]。
平湖斷裂帶位于西湖凹陷斜坡區平湖斜坡帶中段,南北延伸長度達70 km。該區成藏條件優越,油氣富集程度高,區域內的平湖油氣田是平湖斜坡帶迄今最有經濟價值的油氣田之一[1012]。該斷裂帶在斜坡區構造特征上極為特殊——緊鄰古近紀局部斷陷深洼,發育斜坡區少有的大型背斜,且鉆井揭示了西湖凹陷唯一一套穩定分布的始新世中基性火山噴出巖,上述地質現象均與平湖斷裂帶的孕育、發展和改造作用密切相關。已有研究[1316]表明,平湖斷裂帶自古新世以來即開始逐步發育,顯著活動于始新世至漸新世時期,部分區段在中—上新世仍有活動。平湖斷裂帶頻繁的構造作用不僅控制了區域內復雜的構造面貌,而且影響了區域成藏條件及油氣富集。20世紀90年代以來,前人對平湖斷裂帶開展過一定的研究,但主要聚焦于平湖斜坡帶斷裂體系的整體認識[13,1718],或是集中在平湖斷裂帶中南段以反轉背斜構造為主的局部區域內[1920]。受限于當時的地震、地質資料,前人對平湖斷裂帶形成演化過程缺乏系統性和深入性的研究,也未見關于斷裂帶分段性的研究成果。近年來,平湖斜坡帶全面轉向構造巖性圈閉勘探,逐步形成了復雜斷裂控制下“縱向疊置、橫向連片”的油氣富規律新認識[21];而在平湖斷裂帶控制下,平湖油氣田也面臨著探索大型斷背斜翼部或同向斷階背景下的構造巖性圈閉成藏潛力。因此,加強對平湖斷裂帶分段性的研究將有助于進一步深化該區斷裂差異控藏認識,并推動勘探成熟區挖潛。
本文基于新三維地震資料,開展了平湖斷裂帶幾何學、運動學分析,明確了平湖斷裂帶分段特征,厘清了平湖斷裂帶控制下的地層充填響應,并結合區域構造演化規律,揭示了斷裂帶分段演化及其成因機制,以期進一步指導該區的油氣勘探實踐。
1" 區域地質概況
西湖凹陷為東海盆地內NNE向延伸的大型凹陷(圖1a),面積達5.4萬km2,主要受控于始新世時期的伸展斷陷作用,新生界沉積層最厚處超1萬m。
西湖凹陷在平面結構上表現為東西分帶、南北分塊特征[22],自西向東分為西部斜坡帶、中央背斜帶及東部斷階帶,其中西部斜坡帶受多條基底NWW向斷裂分隔,自北向南可分為杭州斜坡帶、平湖斜坡帶和天臺斜坡帶(圖1b)。在地層特征上,根據鉆井及地震資料(圖1c),西湖凹陷自下而上依次發育上白堊統(?),古新統(?),始新統八角亭組、寶石組、平湖組,漸新統花港組,中新統龍井組、玉泉組、柳浪組,
a. 東海盆地構造區劃;b. 西湖凹陷構造區劃及研究區位置;c. 西湖凹陷地層格架及演化階段。①椒江凹陷;②雁蕩凸起;③漁山東隆起。
上新統三潭組,以及第四系東海群。在構造演化上,西湖凹陷先后經歷了晚白堊世—古新世初始裂陷、早中始新世強斷陷、中晚始新世弱斷陷(斷坳轉換)、漸新世—中新世坳陷反轉和上新世以來的區域沉降5個演化階段(圖1c)。在斷裂體系特征上,西湖凹陷西部斜坡帶以發育NNE/NE向正斷層為主,斷裂主要發育于平湖組及其下的斷陷構造層中。
平湖斷裂帶發育于平湖斜坡帶中段(圖1c),為鄰近紹興36洼的邊界斷層,平面上整體呈“X”型,剖面上表現為斷面東傾的順向斷階。平湖斷裂帶兩盤地層厚度差異顯著,斷裂帶上升盤為海礁隆起,鉆遇最深地層為八角亭組火山巖,上覆平湖組及以上地層較薄,且逐步向西超覆減薄;斷裂帶下降盤發育巨厚的平湖組,下伏寶石組在該區揭示較少。受平湖斷裂帶斷陷期強烈活動控制,西湖凹陷中段表現出東西雙斷特點,凹陷其他段則整體呈現出東斷西超的斷陷格局,東西雙斷特征不明顯。
2" 平湖斷裂帶幾何學特征及分段性
根據最新的三維地震解釋成果,平湖斷裂帶主要由團結亭斷裂(F1)、團結亭東斷裂(F2)、八角亭斷裂(F3)、中山亭斷裂(F4)及放鶴亭斷裂(F5)五條主干斷裂構成,斷裂主體延伸方向呈NE向和近NS向(圖2)。更低級次斷層主要有兩類,第一類為走向平行于主干斷裂或與主干斷裂小角度斜交的次級斷層,第二類為走向與主干斷裂存在較大斜交角度、處于主干斷裂分段轉換部位的調節斷層。根據研究區斜坡結構及平湖斷裂帶主干斷裂平面展布,可將平湖斷裂帶自北向南劃分為北、中、南三段(圖2b)。
2.1" 北段
平湖斷裂帶北段為同向多級斷階的斜坡結構,受近NS向F1和NE向F2兩條主干斷裂控制(圖2b),主干斷裂夾持的區域為寶云亭古隆的西南延伸,表現出北寬南窄的特征。除近NS向F1上斷層位較淺外,該段主干斷裂及次級斷層向上斷穿層位
多終止于T30界面附近,且在中新世末期龍井運動未形
成反轉背斜,但淺部地層表現出一定的單斜翹傾(圖3a)。
2.2" 中段
平湖斷裂帶中段為同向單級斷階的斜坡結構,主要受F3控制(圖2b)。該斷裂為分隔西側海礁隆起和東側平湖斜坡帶的基底斷裂,兩側平湖組及下伏地層厚度差異巨大。主干斷裂延伸方向存在一定變化,其北部走向呈NNE—近NS向,中部以NE向為主,至南部轉為近NS向。在主干斷裂下降盤發育有與之走向平行的次級斷層,斷距明顯較小。從龍井運動擠壓反轉的強度來看,平湖斷裂帶中段反轉強度稍強于北段,整體表現為寬緩的背斜(圖3b)。
2.3" 南段
平湖斷裂帶南段為同向多級斷階的斜坡結構,受NE向F4和近NS向F5兩條主干斷裂控制(圖2b),主干斷裂夾持的區域為平南緩坡,表現出北窄南寬的特征。該段主干斷裂及次級斷層向上斷穿層位普遍較中、北段更淺,且在中新世末期擠壓反轉作用下形成緊閉的背斜,反映其反轉強度強于斷裂帶中、北段(圖3c)。
綜上所述,平湖斷裂帶表現出明顯的分段性。在斜坡結構上,從平湖斷裂帶中段向南、北段延伸,斷裂控制下的斜坡結構由單級斷階向多級斷階轉變;在斷裂延伸方向上,僅中段F3走向較為穩定,以NNENE走向為主,而北段、南段在多級斷階背景下,斷裂走向呈現出順NE和近NS兩組方向逐步分離的現象。通過對坳陷反轉階段斷裂活動強度及背斜褶皺緊閉程度分析,中新世末期龍井運動的擠壓反轉作用自北向南表現出逐漸增強的特點;同時在平湖斷裂帶中、南段局部發育有傾向NEE、走向NNW帶有轉換調節性質的次級斷層。
3" 平湖斷裂帶分段活動性
作為西湖凹陷西部斜坡帶中段的一條大型邊界斷裂,平湖斷裂帶并非一期成型,而是多期構造作用的結果,其分段性也是各演化階段構造作用的疊合效應。平湖斷裂帶形成演化主要受控于斷陷階段的區域伸展作用,綜合鉆井揭示的地層時代和地震層位解釋結果可知,平湖斷裂帶的形成時代至少可向前追溯到古新世末—始新世初期。由于該區斷裂帶下降盤基底面埋藏深,地震反射能量弱,難以揭示更老地層的界面反射信號,本文主要計算始新世以來斷裂活動數據,通過中下始新統(T80—T40)、平湖組下段(T40—T34)和平湖組中上段(T34—T30)的古落差數據來分別反映早中始新世、中始新世平湖組早期和晚始新世平湖組中晚期斷層活動性,并以此來揭示斷裂帶南、北不同段的活動強度及演變規律。
3.1" 中段八角亭斷裂的斷裂活動性
古落差數據表明,平湖斷裂帶中段F3活動強度從強斷陷階段到斷拗轉換階段總體減弱,但該斷裂中部主體NE走向段與南、北部近NS走向段活動強度存在巨大差異(圖4)。
1)中部NE走向段。在早中始新世時期,該段斷層古落差多達到3 900 m(圖4c);在中始新世平湖組早期古落差驟降至1 300 m以內(圖4b),衰減特征非常顯著;在晚始新世平湖組中晚期古落差明顯降低至900 m以內(圖4a)。
2)南、北部近NS走向段。兩段斷層在早中始新世時期古落差較低,顯著小于3 800 m(圖4c),活動強度不及中部NE走向段;在中始新世平湖組早期,古落差驟降至900 m以下(圖4b);在晚始新世平湖組中晚期古落差明顯降低至600 m以內(圖4a)。
通過不同階段斷層古落差活動數據的橫向對比可知,F3按斷層走向具有明顯的活動差異性:隨著早中始新世強斷陷階段(T80—T40)到中晚始新世斷拗轉換階段(T40—T30)的轉變,中部占主體的NE走向段活動性急劇減弱;而南、北部靠近NS走向段表現出一定的繼承性強活動的特點,在晚始新世平湖組中晚期(T34—T30)的活動強度甚至已顯著強于同時期占主體的NE走向段。因此,在斷裂活動總體減弱的背景下,NE走向與近NS走向段呈現出強弱交替活動的特點,交替轉換的時間發生在平湖組早期,即平湖組下段沉積期。
3.2" 平湖斷裂帶中段與南、北段斷裂活動性對比
鑒于平湖斷裂帶南、北段斷層走向差異更為顯著,為便于對比不同時期、不同走向段的斷裂活動強度,本文分階段開展了平湖斷裂帶南、中、北段斷裂活動性分析。
1)早中始新世時期(T80—T40)
早中始新世平湖斷裂帶南、北段總體表現出NE向F2、F4強活動,近NS向F1、F5相對弱活動或不活動的特點(圖5)。其中:兩條NE向斷裂中,南段西支F4和北段東支F2均表現出差異性的強活動特征,總體表現為北部活動性略強于南部的特點(圖5b、c),最強部位古落差可達5 000 m,甚至強于F3中部NE走向段的活動強度(3 900 m)(圖4c);近NS向斷裂中,南段東支F5活動性整體較弱,古落差最大值不及1 400 m,北段西支F1古落差接近于0(圖5a、d),反映了該時期未形成規模性活動斷裂。
2)中晚始新世時期(T40—T30)
①中始新世平湖組早期(T40—T34)
中始新世平湖組早期,平湖斷裂帶南、北段斷裂活動整體減弱,NE向斷裂活動略強于近NS向斷裂(圖5)。其中:近NS向F1古落差在1 100 m以內,斷裂從不活動轉為強活動,F5古落差小于300 m(圖5a、d);NE向F2古落差在1 100 m以下,活動強度下降最為明顯,F4古落差在1 400 m以下(圖5b、c),活動強度明顯降低。
②晚始新世平湖組中晚期(T34—T30)
晚始新世平湖組中晚期,平湖斷裂帶斷裂活動強度整體上相對于上一時期稍有減弱,且斷裂活動強度在平面上發生轉變,表現為近NS向斷裂活動強于NE向斷裂(圖5)。其中:近NS向F1古落差在800 m以下,而F5則較為特殊,最大古落差達到1 000 m左右(圖5a、d),該期斷層活動強度相比于上一時期明顯增強;NE向F2古落差小于800 m,F4古落差在600 m以下(圖5b、c)。
平湖斷裂帶中段與南、北段不同走向分支段斷裂活動性數據對比結果(圖6)揭示了與F3內部相似的強弱交替的活動特征。即在早中始新世時期(T80—T40)南、中、北各段中的F4、F3和F2等NE走向斷裂均有強活動,強度總體相當,但整體活動的連續較差,分段性特征明顯;在中晚始新世時期(T40—T30),順近NS走向斷裂活動較強,中、南段活動強度大于北段,而原NE走向斷裂僅具有一定的繼承性活動,活動強度不及近NS走向斷裂。上述特征進一步表明平湖斷裂帶近NS向斷裂與NE向斷裂活動具有強弱交替的特點。
3.3" 平湖斷裂帶地層充填響應
平湖斷裂帶分段性活動在始新世不同階段的殘余地層厚度(圖7、8)上都有顯著響應關系。在橫切平湖斷裂帶下降盤任意線剖面(圖7)上始新統局部沉積中心有顯著變化,總體上具有自北向南遷移的特點。在各套地層殘余厚度圖(圖8)上平湖斷裂帶及其鄰區具有如下特點。
1)中下始新統(圖8a)厚度中心主要沿NE向斷裂展布,自北向南具有多中心發育的特點,在NE向斷裂之間的近NS向彎折鏈接處則表現出地層明顯減薄的特點,導致沿NE向斷層分布的局部地層厚度中心具有一定的分隔性。此外,南段東支的F5也表現出一定的控沉積作用,但更多表現為沿NE方向地層分布趨勢向南順F5終止的現象。
2)平湖組下段(圖8b)沉積范圍顯著增大,地層厚度中心的范圍則相對集中,主要處于F3下降盤的區域。殘余地層厚度表明,在以平湖斷裂帶中段為中心的區域內,NE向斷裂及鄰近的NS向、NNE向斷裂對沉積地層均有明顯的控制作用;此外,在南、北段中的NE向和近NS向主干斷裂均表現出一定的控沉積作用。
3)平湖組中、上段(圖8c、d)沉積范圍進一步增大。平湖組中段厚度中心處于平湖斷裂帶南段東支的F5下降盤,平湖組上段厚度中心順F5下降盤的NNE向斷裂進一步向洼陷中心遷移。殘余地層厚度表明:斷裂帶外緣由F4、F3和F1構成的盆緣斷裂部分表現出兩側地層厚度顯著差異;斷裂帶內緣F2和F5則表現出顯著的南強北弱差異,即NE走向的F2控制地層厚度最弱,而近NS向的F5則表現出和鄰近NNE向斷裂共同控制局部地層厚度中心的特點。
綜合上述斷裂活動性及地層充填特征分析可知,平湖斷裂帶的發育演化經歷了早期分段到后期整體鏈接的生長發育過程,斷裂帶發育過程中不同走向段主干斷裂活動強度具有交替性強弱變化特點,并在斷裂帶下降盤地層充填特征上有明顯的響應。
4" 平湖斷裂帶分段發育機制及生長模式
4.1" 分段發育機制及控制因素
近年來,國內外相關研究[12,45,2324]揭示盆地中大型生長正斷層表現出明顯的分段性,并發現復雜構造現象也多與斷層分段發育有關。這些大型斷裂通常由多個不同走向、不同位移量的斷層段組成,這些不同走向的斷層段在發育早期具有相對獨立的運動學特征,通過斷裂幾何學、運動學等方面的相關參數分析,可以建立正斷層分段生長模式。中國近海珠江口盆地、渤海灣盆地等斷陷盆地大型斷裂多具有類似的分段生長特點,同時,不同階段、不同走向段斷裂活動強弱的交替變化,亦可以揭示盆地斷陷階段的區域應力場演變規律[9,2529]。
本文認為除了斷陷階段生長斷層分段發育這一因素外,平湖斷裂帶這種復雜的分段活動還受到始新世時期區域應力場旋轉作用的影響。區域應力場旋轉控制下的多期斷裂活動在中國近海斷陷盆地中較為常見,最典型的如珠江口盆地古新世—始新世區域應力場順時針旋轉控制了盆地內各凹陷斷裂走向由NE向逐步轉變為近EW向[3031]。東海盆地在始新世時期,受太平樣板塊俯沖方向由NW向轉變為NWW向的影響[3233],同樣存在區域應力場的旋轉,即伸展方向由早中始新世的NW—SE向伸展轉為NWW—SEE向(圖9)。本次平湖斷裂帶斷裂活動性及其控制地層充填厚度變化不僅證實了這一重大構造轉折事件在斜坡區平湖斷裂帶中的響應規律,且揭示了構造轉折時期發生平湖組下段沉積期,這也是首次在杭州斜坡帶以外的區域揭示了中始新世平湖運動(T40)對區域斷裂、沉積充填演化的影響。
4.2" 平湖斷裂帶生長模式
本文依據平湖斷裂帶幾何學及運動學特征分
析,將其斷陷階段生長演化過程劃分為早期NE向斷裂分段發育階段、中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段和晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段(圖10)。
1)早期NE向斷裂分段發育階段
早中始新世為西湖凹陷強斷陷階段,整個東海盆地受太平洋板塊俯沖處于NW—SE向伸展背景影響(圖9a)。平湖斷裂帶北、中、南段中的NE向
F2、F3中部和F4已經開始發育,呈左階雁列,各段斷裂活動性均較強,并處于相對獨立的發育階段,尚未完全硬鏈接為一條斷裂帶(圖10a)。各段NE向斷裂之間通過近NS向右行扭動斷層轉換調節,近NS
向斷裂活動性數據顯示其規模和活動強度不及NE向斷裂。
2)中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段
中始新世平湖組早期為西湖凹陷強斷陷轉向斷拗轉換的過渡階段,在該階段整個東海盆地受太平洋板塊俯沖轉向影響發生了平湖運動,且區域應力場已經由NW—SE向強伸展轉為NWW—SEE向弱伸展背景(圖9b)。平湖斷裂帶北、中、南段先期發育的NE向F2、F3和F4發生斜向拉伸,為左行張扭性斷裂,但斷裂活動性明顯減弱,尤其是處于西南支的F4。在上述三條斷裂之間的近NS向扭動轉換斷層由于與區域伸展方向近于垂直,活動性略強于鄰近的NE向斷層段,這些近NS向的斷層由于活動強度增大,最終導致了平湖斷裂帶南北分段的NE向主干斷裂發生硬鏈接,大型斷裂帶初步形成。該階段F3為平湖斷裂帶斷裂強活動中心,控制了局部沉積、沉降中心(圖10b)。
3)晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段
晚始新世平湖組中晚期,太平洋板塊俯沖轉向后,西湖凹陷進入了相對穩定的斷拗轉換階段,NWW—SEE向區域伸展作用持續減弱,且西湖凹陷的沉積、沉降中心已遷移至東部斷階帶。平湖斷裂帶先期形成的斷裂雖仍持續活動,但總體活動強度已明顯減弱,并呈現出一定的東西分帶差異:處于西部鄰近海礁隆起的F1、F3和F4已沿各走向段南北貫通,形成斷裂帶外緣的盆緣邊界斷層;而更靠近西湖凹陷沉積中心的斷裂帶內緣,F2、F5及其次級斷裂優勢發育方向轉為NNE向及近NS向,斷裂發育密度增大。值得注意的是,該時期平湖斷裂帶中近NS向斷裂作為區域內中期(即中始新世平湖組早期)強活動的先存斷裂,在NE向斷裂活動性進一步減弱的背景下已成為區域內主控斷層,包括北段F1和南段F5。通過應力橢球分析可知,這些主控斷層在平湖組中晚期表現為右行張扭,與局部活動較弱的NE、NNE走向張性次級斷層構成帚狀斷裂體系。由于南段的F5相對于北段的F1處于斷裂帶內緣,更接近平湖組中晚期的沉積、沉降中心,因此,F5及其伴生次級斷層的活動性更強,控制了局部沉積、沉降中心(圖10c)。
晚始新世末期,隨著西湖凹陷區域伸展作用減弱并逐步轉入拗陷反轉階段,斷陷階段大量發育的生長正斷層逐步停止活動,平湖斷裂帶也在該時期最終定型。
4.3" 斷裂帶分段性對反轉背斜的影響
漸新世以來,西湖凹陷逐步進入擠壓環境,平湖斷裂帶在經歷整體定型后轉為局部分段弱活化,尤其是中新世末的龍井運動對平湖斷裂帶活化及反轉背斜形成產生了較大的影響。
龍井運動時期,菲律賓海板塊向北移動,板塊向西碰撞、俯沖的擠壓力直接傳遞到東海盆地,導致西湖凹陷發生強烈的NWW—SEE向擠壓[33]。由于區域擠壓應力主要來自東側,在西湖凹陷內主要表現為東部斷階帶地層掀斜翹傾及中央背斜帶NNE向大型反轉背斜發育;對于西部斜坡帶,龍井運動的影響則明顯較弱,主要表現為大型斷裂帶附近中—小型反轉背斜發育。平湖斷裂帶內緣,接近中央背斜帶的F2、F5及其次級斷裂受龍井運動影響更易產生局部活化,但僅在斷裂帶中南段F5附近形成反轉背斜(圖10d)。平湖斷裂帶南段受NWW—SEE向擠壓影響,近NS向F5作為主控斷層產生左行壓扭,并在其下盤中NNE向次級斷層中形成局部增壓,控制了擠壓褶皺,產生近NS向延伸的平湖背斜。而在平湖斷裂帶北段,由于該段以東中央背斜帶已通過控制NNE向秋月背斜發育釋放了較大的擠壓應力,傳遞至平湖斷裂帶的擠壓應力作用更弱,且北段的NE向F2與擠壓應力方向存在較大角度的斜交,僅產生一定的右行扭動,將擠壓應力向西南傳遞至斷裂帶中段,因此,平湖斷裂帶北段在龍井運動時期表現為相對釋壓,并未形成反轉背斜。
綜上所述,在中新世末龍井運動時期,平湖斷裂帶表現為南段增壓、北段相對釋壓和中段轉換調節,反轉背斜僅在斷裂帶中南段顯著發育。
5" 結論
1)平湖斷裂帶具有明顯的南、中、北三段式發育特征,主要存在NE向和近NS向兩組延伸方向。其中NE向斷層段形成時間較早,具有分段發育特征,近NS向斷層段形成時間較晚,但其控制了南、中、北段的分段連接。
2)結合區域應力場演變分析可知,平湖斷裂帶復雜斷裂的形成受始新世時期斷裂分段生長發育和區域應力場旋轉兩種因素的共同控制。
3)綜合區域應力場演變和斷裂活動強度分析認為,平湖斷裂帶斷陷期生長演化過程可劃分為早期NE向斷裂分段發育階段、中期NE—近NS向斷裂硬鏈接階段和晚期近NS—NNE/NE向斷裂張扭改造階段。
4)平湖斷裂帶發育受區域應力場旋轉影響,有別于典型正斷層生長模式,并對裂后期龍井運動擠壓反轉背斜產生了顯著影響,造成了龍井運動期南段增壓、北段相對釋壓和中段轉換調節的差異反轉。可見平湖斷裂帶發育演化的時空差異,對該地區局部沉積、沉降中心遷移及裂后期擠壓反轉背斜差異發育具有重要的控制作用。
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