2.1   印支旋回特征

印支旋回是华北板块重要的构造体制变革期，对中新生代盆-山格局和陆壳变形机制具有深远影响^[18-19]。中、晚三叠世，受扬子板块与华北板块碰撞作用影响，华北板块结束了稳定克拉通盆地演化历史，在南缘形成宏伟的秦岭-大别造山系。在渤海湾盆地，印支旋回挤压构造形迹已被大量钻井和地震资料所揭示^[20-21]。渤海西部印支旋回构造形迹因受后期伸展块断作用的强烈改造而具有一定的隐蔽性，但仍可通过地层角度不整合界面以及叠合构造的解析加以识别。在持续挤压隆升背景下，渤海西部整体缺失三叠系沉积，上古生界石炭—二叠系及至下古生界寒武—奥陶系遭受剥蚀，与上覆中生界形成角度不整合。研究区印支旋回的构造变形以褶皱-冲断作用为主，形成成排分布的近EW向铲式逆冲断层，如新港、海一、石南、沙南、埕北、车镇、埕中、黄北断层等。此类断层规模较大，断面陡倾，走向延伸长度一般超过40 km，具有冲断式和背冲式2种基本组合样式。冲断构造的前缘及背冲构造的主体位置隆升剥蚀作用显著，在后期引张应力场下，发生伸展反转，从而形成下降盘古生界残留厚度小于上升盘的负向结构(表 1a, 剖面AA’)。

表 1.  渤海西部海域构造旋回划分及特征

Table 1.  Division and characteristics of tectonic cycles in the western Bohai Sea

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2.2   早燕山旋回特征

早燕山旋回构造体制发生重大转折，是华北东部由特提斯洋构造体系域转入滨太平洋构造体系域的标志^[22-23]。早—中侏罗世，受伊佐奈崎板块西向俯冲影响，华北东部再次发生挤压构造作用^[24]，印支旋回近EW向盆山格局遭受破坏，形成早燕山旋回NE—SW向构造体系叠置的“立交桥式”构造。渤海湾盆地内早燕山旋回构造形迹以黄骅坳陷发育最全、保存也最为完整，主要为规模较小的逆冲双重构造和逆冲叠瓦构造^[25]。

渤海西部早燕山旋回整体表现为NE向逆冲断裂和宽缓的褶皱(表 1b)，大部分地区进一步隆升并遭受剥蚀，仅在歧南断阶带等局部地区发生挠曲沉降，沉积了一套中侏罗统凝灰质碎屑岩系。此外，研究区发育走滑逆冲和薄皮逆冲构造。走滑逆冲构造发育于研究区东侧，经黄河口凹陷西侧，北穿渤中凹陷，抵石臼坨凸起南缘，南北绵延100余千米, 由多条近SN向走滑断层侧接组成。走滑断裂剖面可见“丝带效应”、平行高陡断裂系等，部分走滑断裂新生代再活动还可见典型“负花状构造”^[26](表 1，剖面BB’)。由于后期改造叠加，早燕山旋回走滑形迹被破坏，构造演化恢复表明该期变形整体为自西向东走滑逆冲并伴随强制褶皱。薄皮逆冲构造分布于研究区西侧的歧南断阶带，由多条平缓或顺层滑脱的逆冲断裂组合成逆冲三角构造和逆冲双重构造等，部分断裂相互切割，反映了早燕山旋回持续挤压多幕逆冲的特征(表 1，剖面CC’)。

2.3   中燕山旋回特征

中燕山旋回是华北东部又一次重要的构造体制转折期，由印支—早燕山持续挤压转为强烈引张环境。晚侏罗—早白垩世，伊佐奈崎板块西向俯冲的角度及速率发生急剧变化，以约30 cm/a的速率向NNW方向运动，导致地幔上涌，引发强烈的火山喷发和陆内裂陷^[27-29]。受此影响，先存印支及早燕山旋回的逆冲断裂作为地壳中的薄弱带发生应力集并产生伸展反转，发展为控制该旋回盆地结构和沉积充填的边界断层，如石南、沙南、埕北、海一、海四、羊二庄断层等均具有明显的早逆晚正反转特征(表 1c，剖面AA’)。另外，板块间斜向汇聚作用还形成NE—SW向左行剪切应力场，导致郯庐西支走滑断层左行张扭活化，并形成沙东断层等一组新生的NNE至近SN向左行正平移断层，控制了局部洼陷发育和下白垩统沉积。

2.4   晚燕山旋回特征

早白垩世晚期，华北东部再次转入挤压和收缩变形阶段，在近SN向区域挤压应力作用下，发生构造反转^[30]。晚燕山旋回表现为区域性抬升剥蚀，渤海西部及至整个华北东部缺失上白垩统沉积，形成中、新生界之间角度不整合界面。渤海西部晚燕山旋回构造变形主要包括以下3类：①宽缓的褶皱变形，以沙垒田凸起东段最为典型(表 1，剖面DD’)；②沿石南、沙南、埕北等NWW向边界断裂反转形成上凸下凹型正反转褶皱(表 1，剖面AA’)；③郯庐西支走滑断裂系走滑逆冲变形(表 1，剖面CC’)。

2.5   早喜山旋回特征

经历了近40 Ma的挤压抬升和沉积间断后，华北东部转入早喜山旋回的伸展成盆阶段^[31]。古近纪时期，受西太平洋板块高速低角度俯冲作用影响，上地幔上隆和软流圈在岩石圈底部的侧向流动导致地壳引张破裂，形成伸展构造变形^[32]。渤海西部早喜山旋回整体以伸展裂陷作用为主，基本继承了中燕山旋回的构造格局，为一系列受NWW向断层控制的箕状断陷或地堑结构。在近SN向引张应力场下，先存的NWW和NE向断裂发生伸展活化，同时还形成沙中断裂等一系列EW向新生断层，发育由板式主干伸展断裂以及浅层伴生断裂组合成的复杂“Y”字形或似花状构造样式(表 1d，剖面DD’)。

2.6   晚喜山旋回特征

新近纪以来，受西太平洋板块向欧亚板块汇聚的速率和角度变化的影响，华北东部岩石圈底部的热动力作用减弱，裂陷作用趋于停止，华北东部转入晚喜山旋回以裂后热沉降为主的阶段，沉降中心即位于研究区西侧的渤中凹陷^[33]。渤海西部晚喜山旋回构造整体平静，仅在末期发生伸展和走滑的复合活化，在浅层形成大量的次级断裂(表 1, 剖面DD’)。

3.1   潜山内幕结构

潜山结构是指潜山地层在纵向上的叠加(排列)关系，包括潜山顶面地层或/和潜山内幕地层。潜山内幕有单一岩层构成的，也有多种时代和岩性的地层构成的，并因此具有复式结构。

由于中新生代构造叠加演化过程的差异，研究区潜山发育多式多样的地质结构，包括单一结构、双层结构、三层结构3种类型。单一结构是指新生界覆盖下的元古宇—太古宇变质岩秃顶型潜山，主要分布在沙垒田凸起东段和西段南块，以及郯庐西支走滑带。双层结构包括古元古界—太古宇和古生界、古元古界—太古宇和中生界2种潜山内幕组成，分布在沙垒田凸起的西北部和埕北低凸起东南部。三层结构是指中生界、古生界、古元古界—太古宇均有残留，主要分布在凹陷区、歧南断阶带和埕北低凸起。

3.2   潜山类型及其构造特征

多旋回构造叠加演化之下，研究区潜山类型多样、构造复杂。潜山构造样式是构造作用所导致的变形、变位、侵蚀的综合反映，也是潜山类型划分的基础。因此，本文按照应力机制、断裂组合样式、潜山几何形态等方面差异，将研究区潜山划分为拉张、挤压、走滑、复合4大类共9个亚型。

3.2.1   后生拉张型

后生拉张型是指中生代处于稳定斜坡或台地，无明显的变形变位，在新生代的伸展作用下形成的断块型潜山。按照断裂组合样式可以进一步划分为断垒型、断阶型和掀斜断块型3种亚类。

(1) 断垒型

该类型潜山构造为2条或以上相背倾斜的断层所夹持，处于其共同的上升盘。此类潜山在研究区发育相对较少，主要分布于洼中隆起带以及凸起边缘的局部位置，通常为规模较大的控边断裂与相背倾斜次级断裂所夹持。曹妃甸5-5潜山位于南堡凹陷中央构造带中段，该潜山构造受SW倾向的中央走滑断裂与SE倾向的次级断裂控制，整体呈NW—SE走向，内幕仅残留太古宇—古元古界，无明显断裂和褶皱形迹，为中生代均一抬升剥蚀、新生代伸展裂陷所形成(图 2a)。

图 2.  渤海西部潜山类型及其构造特征

(a)断垒型；(b)断阶型；(c)掀斜断块型；(d)褶皱型；(e)逆冲型；(f)走滑逆冲型; (g)走滑断块型；(h)反转断块型；(i)褶皱-断块型；Ar:太古宇；∈-O:寒武-奥陶系；C-P:石炭-二叠系；J₂:-中侏罗统；K₁:下白垩统；E₂s:沙河街组；E₃d:东营组；Ng:馆陶组；N_m:明化镇组

Figure 2.  Types of buried hills and their structural characteristics in the western Bohai Sea

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(2) 断阶型

断阶型潜山是指由多条同向倾斜的伸展断层所控制的阶梯状断块潜山组合。沙东南潜山带位于沙垒田凸起东南缘，处于沙垒田凸起向渤中凹陷过渡的断阶带，早期与沙垒田凸起作为一个整体隆升剥蚀，形成统一的单一结构太古宇潜山，晚期发生伸展改造作用，成为断阶型潜山(图 2b)。

(3) 掀斜断块型

掀斜断块型潜山是指在单一伸展断层作用下发生差异隆升和块体旋转而形成的断块潜山。沙中断裂位于沙南凹陷中部，是在早喜山旋回近南向引张应力场下形成的近EW向的伸展断层，沙三段沉积期和东营组沉积期是沙中断裂的主要活动期，水平伸展的过程中断层北盘发生顺时针旋转和相对隆升，形成依附于沙中断裂的近EW向展布的洼中隆潜山带(图 2c)。

3.2.2   挤压型

挤压型潜山是指受水平挤压应力作用而形成的基岩突起构造，按构造变形样式可以分为褶皱型和逆冲型2类。

(1) 褶皱型

褶皱型潜山即具有背斜形态的基岩构造。印支和早燕山旋回所形成的褶皱通常遭受强烈的剥蚀以及伸展改造作用，其形迹难以完整保存。因此，现今残存的褶皱型潜山多与晚燕山旋回或早喜山旋回挤压作用有关，主要分布于这2期构造变形较强的沙垒田凸起以及郯庐西支走滑断裂带局部地区。郯庐西支走滑潜山带北块的形成经历了多期复杂变形的叠加，但其背斜形态的形成主要受控于晚燕山旋回SN向的挤压作用(图 2d)。

(2) 逆冲型

印支和早燕山旋回，渤海西部形成数量众多的NWW和NE向2组逆冲断裂，这些断裂在中燕山和早喜山旋回的拉张作用中普遍发生反转，仅有少量未发生反转或仅发生较低程度的反转，从而形成内幕仍残留早期逆冲构造特征的断块潜山。歧南潜山带位于研究区西侧、歧南凹陷南部断阶带，具有典型的3层结构，其内幕残留逆冲双重构造、逆冲三角构造等早燕山旋回构造行迹，为渤海西部逆冲型潜山的代表(图 2e)。

3.2.3   走滑型

(1) 走滑逆冲型

郯庐西支走滑断裂带是纵贯渤海西部的重要断裂，具有多期活动的历史，由曹妃甸12、渤中13、渤中19、黄西断层等多条分支断裂组成，具有明显的南北分段特征。其中，沙南断层至石南断层区段为北段，沙南断层至黄北断层之间为中段，黄北断层以南称为南段。郯庐西支走滑断裂带中早燕山和晚燕山旋回表现为2期继承性左行走滑逆冲的特征，尤以渤中13断裂表现最为显著。该断裂平直、陡倾，西盘向东逆冲抬升，形成沿走滑断裂分布的近SN向走滑逆冲型潜山(图 2f)。

(2) 走滑断块型

郯庐西支走滑断裂北段主要发育曹妃甸12断层，其构造特征与南段存在显著差异。曹妃甸12断层早燕山旋回的走滑逆冲作用较弱，而中燕山和早喜山旋回走滑拉张作用较强，因此最终表现为走滑拉张断块的特征。曹妃甸12-6潜山因早期的走滑逆冲隆升而缺失古生界，后期的走滑拉张而沉积中生界，最终形成具有双层结构的走滑拉张型断块潜山(图 2g)。

3.2.4   复合型

(1) 反转断块型

反转断块型潜山是指由印支或早燕山旋回逆冲断裂后期伸展反转而形成的潜山，是研究区分布最为广泛的一类潜山构造，如埕子口潜山、埕北潜山、沙北潜山等。该类潜山与后生掀斜断块型潜山的几何形态较为相似，但二者形成过程存在显著差异。以埕北潜山为例，印支旋回埕北断裂逆冲活动，形成断弯褶皱；中燕山和早喜山旋回埕北断裂伸展反转，下盘隆升，形成于依附于该断裂的断鼻状潜山(图 2h)。

(2) 褶皱-断块型

褶皱-断块型潜山是指先存基岩背斜被伸展断层改造而形成的断背斜或断鼻潜山，主要分布于沙北潜山带和郯庐西支走滑潜山带中块局部地区。曹妃甸2-1潜山位于沙北潜山带中段，晚燕山旋回挤压作用下形成宽缓背斜，早喜山旋回曹妃甸2断层的伸展活动改造先存的褶皱而形成断背斜型潜山(图 2i)。

3.3   潜山形成演化机制

多旋回构造运动控制之下，渤海西部潜山发育演化整体经历了相同的4个阶段：①印支旋回前潜山物质基础形成阶段，构造欠发育，为沉积建造期；②印支至早燕山旋回持续挤压隆升与潜山构造雏形阶段；③中燕山旋回陆内裂陷及潜山初始格局的形成阶段；④喜山旋回改造和埋藏定型阶段^[34]。但是，由于构造变形的时空差异性，该区潜山构造特征及其成因呈现显著的分带特征，具体可划分为西部残留逆冲型潜山带、中部块断翘倾型潜山带和东部复杂走滑断块型潜山带。

西部残留逆冲型潜山带即歧南潜山带，位于歧南凹陷南斜坡，主要发育逆冲型潜山。印支旋回前的沉积建造阶段，该带以整体隆升或沉降为主，水平构造欠发育，先后沉积了寒武—奥陶系碳酸盐岩和石炭—二叠系碎屑岩系，形成了潜山的重要物质基础。印支旋回，歧南地区处于海一逆冲断裂的下降盘，构造变形较弱，地层保存完整；早燕山旋回，在NW—SE向持续挤压作用之下，该区发生递进变形，发育海四、羊二庄等多条相互切割的NE向低角度逆冲断裂，形成逆冲三角构造、双重构造等薄皮逆冲构造样式；早燕山旋回末期，该区发生挤压挠曲沉降，局部沉积中侏罗统，潜山形态基本形成。中燕山旋回，伸展作用主要发生在歧口凹陷，海一断裂发生负反转，而歧南地区伸展活动较弱，早期的潜山形态得以继承和保留。晚燕山旋回，挤压活动对歧南潜山发育的影响较小，主要表现为整体隆升和沉积间断。早喜山旋回，部分先存断裂发生负反转，对潜山进行改造；晚喜山旋回主要以埋藏作用为主，潜山定型定位(图 3)。

图 3.  西部残留逆冲型潜山带构造演化史图(剖面位置见图 1，地层代号同图 2)

Figure 3.  Structural evolution history of residual thrust type of buried hills in the west of the region (see Fig. 1 for section location, refer to Fig. 2 for stratigraphic codes)

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中部块断翘倾型潜山带主要包括埕北、沙中、沙垒田和沙北四大潜山构造。该潜山带潜山类型以反转断块型和后生拉张断块类潜山为主，局部发育褶皱型、褶皱-断块型潜山。该潜山带受早逆晚正反转断层的控制，整体具有沿NWW向断裂呈排分布的特征，其形成主要受印支或早燕山旋回的逆冲，以及中燕山和早喜山旋回的伸展活动共同控制。以埕北潜山为例，印支旋回埕北、沙南断裂逆冲活动，埕北断层下降盘发生微弱褶皱，形成埕北潜山的雏形；早燕山旋回，挠曲沉降，披覆沉积中侏罗统；中燕山旋回埕北、沙南断裂发生强烈伸展反转，上盘相对隆升，埕北潜山基本形成；晚燕山旋回和喜山旋回对潜山形态塑造作用与残留逆冲型潜山带相似(图 4)。

图 4.  中部块断翘倾型潜山带构造演化史图(剖面位置见图 1，地层代号同图 2)

Figure 4.  Structural evolutionary history of the faulted and tilted type of buried hills in the Middle Block (see Fig. 1 for section location, refer to Fig. 2 for stratigraphic codes)

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东部郯庐西支走滑潜山带位于研究区西部，是研究区成因最复杂的潜山带，主要包含依附于郯庐西支走滑断裂带的走滑逆冲型和走滑断块型潜山。与前两类潜山带形成演化不同，各个构造旋回均对潜山形态和内幕具有较强的塑造作用。印支和早燕山旋回，郯庐西支走滑断裂强烈左行走滑逆冲，挤压作用导致该区背冲构造样式及相关褶皱的发育，潜山构造开始形成；燕山早期，受NW—SE向挤压作用，发育近SN向左行走滑逆冲断层，并形成郯庐西支控制的强制褶皱带，强烈隆升剥蚀；燕山中期在郯庐西支潜山走滑拉张作用下差异隆升，并进一步剥蚀夷平，形成平缓的潜山台地；燕山晚期(晚白垩世)受SN向弱挤压作用，持续抬升剥蚀并形成宽缓的背斜形态，高点位于潜山构造北部。喜山早期，在幕式压扭作用下，南部发生反转隆升，潜山形态基本定型(图 5)。

图 5.  东部郯庐西支走滑潜山带构造演化史图(剖面位置见图 1，地层代号同图 2)

Figure 5.  Structural evolutionary history of the buried hill belt formed by strike slip in the west branch of Tanlu Fault in the east of the region (see Fig. 1 for section location, refer to Fig. 2 for stratigraphic codes)

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