郯庐断裂带辽东湾段新生代右旋走滑变形及其模拟实验

郯庐断裂带是一条区域性深断裂带,地球物理勘探资料表明郯庐深断裂主位移带在辽东湾坳陷大致沿坳陷东部边缘通过.辽东湾坳陷东部沿辽东凸起两侧发育有若干陡倾或近直立的断层.这些断层自盆地基底一直切割到新近系中,部分断层甚至切割到更新统及全新统.在辽东凸起南段,断层表现为向南西撒开、向北收敛的帚状断层组合,所有断层在剖面上均显示正断层位移特征;在辽东凸起北段,断层表现为向北北西发散、向南收敛的羽状断层组合,西侧的部分断层在剖面上具有明显的逆冲断层位移特征.辽东凸起附近盆地盖层中的断层组合表明,北北东向断层在新生代有明显的右旋走滑运动.沙箱模拟实验表明,沿辽东凸起南、北两段的断层组合可能与郯庐深断裂新生代右旋走滑位移有关,断层组合形式、运动性质的差异可能与郯庐深断裂主位移带走向变化有关.     

郯庐走滑断层右旋走滑的地震切片证据

 莱州湾凹陷位于渤海南部海域,郯庐断裂从该凹陷东部通过。笔者首次利用三维地震水平切片获得了渤海海域莱州湾地区郯庐断裂在新近纪呈现右旋走滑的直接证据,即新近纪1200ms的水平方差切片上清楚地表明郯庐断裂存在右旋走滑的拖拽现象。另外,调节断层与主走滑断层的组合方式以及走滑断层末端由NNE向转向为NEE向也可以证实新近纪以来郯庐断裂为右旋走滑。     

渤海海域新近纪—第四纪断裂特征及形成机制

渤海海域是郯庐断裂带所经之地,该区断裂的形成与郯庐断裂的走滑作用密切相关。新近纪及后期郯庐断裂发生右行走滑作用,张家口-蓬莱断裂发生共轭左行走滑,分别控制了莱州湾-渤中-辽东湾地区和渤西地区浅层小断裂的形成,小断裂主要沿着走滑断裂两侧分布,走向有NE、NEE、近EW向和NWW向,以NE和NEE走向为主,断裂错综复杂。这些小断裂平面上大部分表现为反"S"型,剖面上大部分表现为花状构造。其形成机制为可以用持续简单剪切的作用下非共轴递进变形来解释,早期形成的NE向正断层在后期持续简单剪切作用下发生旋转,呈NEE向,并带有一定的左行走滑位移分量,简单剪切持续进行断层还可能发生正反转形成NWW向扭压断层。所以,渤海海域新近纪是在持续简单剪切作用下形成走滑断层体系。     

苏北盆地走滑断层特征与油气聚集关系

苏北盆地石港、汊涧、吴堡断层体系,平面上主干断层具有线性主位移带、马尾状撇裂和雁列入字型构造的组合特征;剖面上呈现锥形破裂、强制单斜层和破碎主位移带的构造特征;断旁岩石则可见到扭性、压性破裂面等地质现象。这些特征反映石港、汊涧、吴堡断层体系应属离散型右行走滑断层。经应力分析,苏北盆地受伸展作用和右行走滑双重营力的地质作用,而右行扭动是诱导形成走滑断层的主因,主要受郯庐断裂带活动的控制。正是这些断层体系所具有的离散型右行走滑特征控制了苏北盆地的油气圈闭形成、圈闭的平面分布、以及油气的运聚模式。     

关于长堤断层性质的探讨

根据高分辨率三维地震资料和钻井资料分析了长堤断层及其伴生构造的构造特征。初步研究结果表明,长堤断层带呈雁行排列,具有走滑性质;断层两盘构造变形和地层差异明显,在地震剖面上发育完好的花状构造;主断层两侧地层中存在雁列褶皱;主断层与郯庐断裂基本平行,其走滑作用主要发生在晚侏罗—早白垩世。     

郯庐断裂带在渤海海域渤东地区的构造特征

为了分析郯庐断裂带对渤海海域渤东地区的构造特征、构造演化及油气成藏的控制作用,解释了5条地震剖面,并对其中一条剖面做了平衡恢复。研究结果表明,郯庐断裂在渤东地区表现为3个分支,剖面上发育明显的负花状构造、具有走滑性质的正断层、滚动背斜、垒堑构造、断阶构造等,还可见海豚效应现象。平面上深部走滑断层延伸较远,浅层形成大量的雁列式正断层。郯庐断裂古近纪主要以伸展活动为主,且以渐新世东营组沉积期伸展活动最强,上新世-第四纪以走滑活动为主。因此,渤东地区断裂具有分层差异变形特征,基本上可以分为两套断层系统:1古近系及其下部的伸展断层系统;2新近系-第四系的走滑断层系统。郯庐断裂的晚期强烈活动促使了油气的晚期成藏。     

金湖凹陷构造特征研究

金湖凹陷位于苏北盆地西部，是呈北东向长务状展布的中新生代断陷一坳陷型盆地。在郯庐断裂构造活动影响下先后经过多次应力作用，断裂系统复杂，构造十分破碎。利用连片三维地震资料开展了大量的综合解释研究，通过对金湖凹陷构造几何形态、形成演化及其控制机理进行分析认为：金湖凹陷第三系的构造活动主要分为吴堡运动期和三垛期，吴堡期的地质运动主要表现为地层的抬升与沉降，应力以拉张为主；三垛期苏北盆地受郯庐断裂带的右行走滑作用影响明显增强，应力场开始复杂化，剪切、挤压和拉张都有发生，使得金湖凹陷发生了剧烈的后期地质改造，并形成了以伸展构造为主，走滑构造、挤压构造和反转构造共存的构造特征。     

金湖凹陷构造特征研究

金湖凹陷位于苏北盆地西部，是呈北东向长务状展布的中新生代断陷一坳陷型盆地。在郯庐断裂构造活动影响下先后经过多次应力作用，断裂系统复杂，构造十分破碎。利用连片三维地震资料开展了大量的综合解释研究，通过对金湖凹陷构造几何形态、形成演化及其控制机理进行分析认为：金湖凹陷第三系的构造活动主要分为吴堡运动期和三垛期，吴堡期的地质运动主要表现为地层的抬升与沉降，应力以拉张为主；三垛期苏北盆地受郯庐断裂带的右行走滑作用影响明显增强，应力场开始复杂化，剪切、挤压和拉张都有发生，使得金湖凹陷发生了剧烈的后期地质改造，并形成了以伸展构造为主，走滑构造、挤压构造和反转构造共存的构造特征。     

青东凹陷走滑构造对油气成藏的控制作用

受郯庐断裂带走滑活动的影响,青东凹陷内部构造表现出明显的走滑特征。在识别了研究区内典型走滑构造样式的基础上,分析了走滑构造对油气成藏的作用。郯庐断裂带营潍段的西支断裂带为青东凹陷的东部边界断层,受区域构造应力场和郯庐断裂带多期走滑活动的影响,凹陷经历了3期断拗、2期反转的构造演化过程,形成了大型边界走滑断层、背形负花状构造和走滑压扭褶皱构造等多种具显著走滑特征的构造样式。走滑构造对烃源岩热演化、构造圈闭发育以及油气运移聚集都有重要的控制作用,形成张扭断层立体运聚、压扭断层走向运聚和凹中隆近源运聚等3种油气成藏模式,控制着青东凹陷油气的富集与分布。     

走滑断层转换带砂体发育特征与油气富集规律

金县地区勘探实践表明,储层发育程度是油气富集的主控因素.为此,应用断层转换带的理论并结合金县地区郯庐断裂的活动特征,在该地区识别出2种类型的走滑断层转换带:一种为同向型横向转换带,主要处于金县地区的东侧,控制金县地区东盘的砂岩储层分布;另一种为同向叠覆型走向转换带,主要处于金县地区的西侧,控制西盘的砂岩储层分布.另外,在郯庐断裂带右行走滑作用下,东营组砂体表现为由北向南从深到浅横向迁移叠置的特征,最终在该地区建立了"鱼跃式"砂体发育模式,找到油气富集部位,并确定金县地区"南富北贫"的油气富集规律.