平衡剖面方法在伸展、走滑作用叠加、 配比关系分析中的应用 ——以渤海海域辽东湾坳陷为例

新生代辽东湾坳陷处于伸展和走滑作用的共同控制之下,二者强弱关系的变化导致了复杂的叠加、配比关系,本文利用平衡剖面方法,选取了不同地区垂直和平行于主干断裂的两个方向地质剖面进行了平衡剖面的恢复和伸展率的计算,进而探讨了辽东湾坳陷新生代各演化阶段伸展、走滑作用的叠加配比关系,结果表明:始新统孔店组—渐新统沙河街组四段、三段沉积期,辽东湾坳陷以伸展作用为主,走滑作用相对较弱;沙河街组二段—沙河街组一段沉积期表现为弱伸展、弱走滑;渐新统东营组沉积期转变为强走滑、弱伸展,辽中—辽东地区走滑作用强于辽西地区,而伸展作用辽西强于辽中—辽东地区;新近纪—第四纪,辽东湾坳陷伸展和走滑作用均相对较弱,整体拗陷。不同时期伸展和走滑作用的叠加、配比关系控制了辽东湾坳陷构造格局、构造样式的时空差异。本文所提出的理论和方法适用于中国东部多数伸展和走滑作用共同控制的盆地类型,尤其针对主走滑断裂附近发育相当数量走滑派生次级断裂的情况结果更为准确。     

营口—潍坊断裂带新生代走滑拉分—裂陷盆地伸展量、沉降量估算

应用通过营口—潍坊断裂带及相关新生代盆地的地震剖面,采用专业软件分别计算了潍北凹陷、青东凹陷、莱州湾凹陷、黄河口凹陷、渤中凹陷、渤东凹陷、辽中凹陷和辽东凹陷的伸展量及构造沉降量,表明虽然同受断裂带走滑和软流圈上涌控制,但不同区段新生代伸展作用方向、主要发生时间和强度都有差别。南段是南北方向伸展,伸展作用主要发生在古新-始新世孔店组—沙河街组三段沉积时期;中段渤中—辽东湾南部地区具有多向伸展特征,近东西方向和南北方向伸展作用最为强烈,主要伸展作用发生在中-晚始新世、渐新世和新近纪,特别是以新近纪强烈伸展作用区别于其它地区;北段即辽东湾中-北部地区主要是北西—南东方向伸展,主要伸展活动发生在中始新世沙河街组三段和渐新世东营组沉积时期。文章总结了4种不同类型的沉降,指出新生代的构造活动随时间有自南向北推移和自两侧向中间迁移的规律,提出不同方向断裂带的活化和新近纪北东东向新生构造的形成是裂陷强度向中间迁移并产生4种不同沉降类型盆地的原因。     

营口—潍坊断裂带对辽东湾坳陷东部凸起的形成及构造分段的控制作用——来自物理模拟实验和断层几何学特征的证据

辽东湾坳陷是渤海湾盆地的重要组成部分,其发育受营口—潍坊断裂带控制。其东支的两条分支断层大体沿其次级构造单元辽东湾东部凸起的两侧延伸。本文应用大量地震测线的构造几何学特征分析,结合构造物理模拟试验,认为辽东湾坳陷东部凸起是在先期存在的低凸起的基础上,在渐新世东营组沉积期因营口—潍坊断裂带的右行走滑形成的。以Lz205测线和Lz185测线之间为界可分为类似的两段,各自经历了一个自南而北的右旋走滑伸展—剪切走滑—右旋走滑挤压的变化过程。这种变化由北东向的基底断裂与由之派生的新生代内的北北东内断裂间的关系造成,在两者的交汇点(如Lz151)或走向发生转折处(如Lz255)右旋走滑作用发生变换,其南侧拉张下沉,正断层发育,表现为右旋走滑伸展,北侧则挤压隆升,表现为右旋走滑挤压。南、北两侧相反的力学性质是走滑活动派生的局部差异应力场造成的。构造物理模拟试验证实了右旋走滑伸展—剪切走滑—右旋走滑挤压的变化过程。     

黄骅坳陷孔南地区新生代断裂特征及其与油气关系

黄骅坳陷孔南地区新生代盆地演化经历了断陷期、断坳期及坳陷期。盆地内部发育复杂断裂系统,根据断层活动特征可以分为沧东伸展断裂系统与徐西右旋走滑断裂系统。沧东断层剖面上具有铲式正断层特征,向深部滑脱,控制了孔南地区的构造变形;徐西断层可以看作是其上盘上的次级断层。在孔店组沉积期,沧东断层与徐西断层均表现出伸展正断层的特征,控制了其上盘孔店组沉积。在沙河街组三段沉积期,受基底断层右旋走滑影响,徐西断层及其上盘分支断层表现出右旋走滑特征。在伸展与走滑的共同作用下,在孔南地区中北部聚集了丰富的油气。     

辽东湾坳陷新生代差异抬升事件的确定及其地质意义

依据海域油气勘探和地质资料,对辽东湾坳陷磷灰石裂变径迹年龄、典型地震剖面的深入研究和沉积构造特征及构造演化等综合分析表明:辽东湾坳陷在新生代发生了3期构造抬升及剥蚀事件,主要发生在中新世末—上新世初(对应的峰值年龄为5~7 Ma)、渐新世东营期末—中新世初(峰值年龄为18~22 Ma、24~26 Ma)、始新世沙河街组三段沉积末(峰值年龄为36~40 Ma)。这3期构造抬升事件的特点为南早北晚、南强北弱,说明在空间上具有差异性。在始新世,坳陷东部为一有巨厚沉积的较大型凹陷,沙河街组三段沉积后受断裂切割改造今辽东凸起开始显现并遭强烈剥蚀,致使较大型凹陷被辽东凸起分隔为两凹(今辽中、辽东凹陷)夹一凸结构。此改造过程与郯庐断裂活动特征及强度的改变有关,显示出辽东湾坳陷东、西部抬升特点和后期改造强度的明显不同。辽东湾坳陷古今构造格局及演变,与区域动力学环境及背景紧密相连,这3期构造抬升事件,在中国东部具有较广泛的响应表现和区域动力学背景,意义重要,对其研究有助于进一步完善和深化对中国东部及近海等新生代盆地的整体认识,为中国东部区域动力学环境及背景研究和油气勘探、资源评价提供基础资料和科学依据。     

辽东湾坳陷新生代主干断裂走滑量的估算及其地质意义

盆地区或覆盖区走滑位移量的估算是构造地质学研究的难点和热点。本文在三维地震资料精细解释的基础上,利用构造物理模拟实验和构造解析相结合的方法,对辽东湾坳陷主干断裂新生代各演化阶段的走滑位移量进行了估算,并分析了其地质意义。结果表明:辽东湾坳陷主干断裂的走滑位移量有三分之二转换成了派生次级断裂的水平伸展量;新生代沙一、二段沉积期各主干断裂开始走滑活动,不同演化阶段各主干断裂的走滑量具有明显的时空差异,整体而言辽中地区辽东地区辽西地区,其中以辽中1号断裂在各时期走滑量最大;各主干断裂的走滑量均为古近纪东营组沉积期最大,辽西地区新近纪走滑量大于古近纪沙一、二段沉积期,东部的辽中1号和辽东1号断裂古近纪沙一、二段和东营组沉积期的走滑量均大于新近纪。不同演化阶段、不同构造位置伸展和走滑作用的强弱配比差异控制了局部构造样式和盆地结构的差异,辽中和辽东地区新生代走滑强,主干断裂、构造样式具明显走滑特征;辽西地区古近纪早期伸展作用较强,东营组沉积期和新近纪走滑作用强,形成了明显的"伸展-走滑"叠加构造样式。     

渤海湾盆地莱州湾凹陷新生代盆地演化

利用莱州湾凹陷及其围区现有的地震、钻井等勘探资料,通过地层展布特点分析、构造恢复、单井埋藏史-沉降史分析等手段,对凹陷的新生代构造演化进行了详细研究。对地层与构造的研究分析发现,新生代存在两期构造应力场变革对莱州湾凹陷的形成演化起到至关重要的作用,即沙三期前后应力场转换(40Ma左右)与古近纪、新近纪之间的应力场转换(20Ma左右),其中前者与郯庐断裂由左旋转为右旋这一事件相耦合,而可能与之具有一定内在联系。对于盆地性质的分析认为,莱州湾凹陷并非典型的右旋走滑拉分盆地,而是受走滑作用影响的以伸展作用主控的裂谷盆地,其中沙三期之前可能为左旋走滑影响下的断陷盆地,而之后则为右旋走滑作用改造下的断陷-坳陷盆地。综合分析后,最终将凹陷在新生代的演化分为断陷期(孔店-沙四期—沙三期)、断拗期(沙二-沙一期—东营期)、坳陷期(东一期—馆陶期)、新构造活动影响期(明化镇期至今)4个阶段。     

Cenozoic Tectonic Evolution of the Laizhouwan Sag in Bohai Bay Basin

利用莱州湾凹陷及其围区现有的地震、钻井等勘探资料,通过地层展布特点分析、构造恢复、单井埋藏史-沉降史分析等手段,对凹陷的新生代构造演化进行了详细研究.对地层与构造的研究分析发现,新生代存在两期构造应力场变革对莱州湾凹陷的形成演化起到至关重要的作用,即沙三期前后应力场转换(40Ma左右)与古近纪、新近纪之间的应力场转换(20Ma左右),其中前者与郯庐断裂由左旋转为右旋这一事件相耦合,而可能与之具有一定内在联系.对于盆地性质的分析认为,莱州湾凹陷并非典型的右旋走滑拉分盆地,而是受走滑作用影响的以伸展作用主控的裂谷盆地,其中沙三期之前可能为左旋走滑影响下的断陷盆地,而之后则为右旋走滑作用改造下的断陷-坳陷盆地.综合分析后,最终将凹陷在新生代的演化分为断陷期(孔店-沙四期—沙三期)、断拗期(沙二-沙一期—东营期)、坳陷期(东一期—馆陶期)、新构造活动影响期(明化镇期至今)4个阶段.     

辽东湾坳陷东部新生代构造发育与成因机制

以三维地震资料为基础,刻画了辽东湾坳陷东部地区新生代断裂体系平面和剖面发育特征,对以断裂特征为主的构造样式进行了分析,并结合区域动力背景探讨了构造的发育演化与成因机制。结果表明:辽东湾凹陷东部古新世-渐新世的构造主要由NNE向的拉张正断层组成;渐新世时期以走滑构造样式为主,主干断裂附近出现走滑效应产生的增压区和释压区,同时发育似花状构造和多级"Y"字型构造样式,次级断裂多表现为NEE向的雁列状构造样式;新近纪时期断裂体系仍以雁列状断裂为主,发育共轭状剪切破裂以及"背形负花状"构造样式。构造特征体现了研究区新生代走滑构造系统与伸展构造系统的叠加改造过程,可以将辽东湾坳陷东部地区的构造演化阶段划分为古新世-始新世的弱走滑强拉张时期、渐新世的弱拉张强走滑时期以及新近纪的弱挤压弱走滑时期。     

济阳坳陷中、新生代盆地转型期断裂特征及其对盆地的控制作用

本文在定量计算断层活动速率的基础上,结合盆地分析,研究了济阳坳陷中、新生代盆地转型时期(孔店期一沙河街组四段沉积期)的断裂组合特征及断层活动对盆地的控制作用,并对转型机制进行了探讨。研究结果表明：孔店期,济阳坳陷继承了中生代后期的断裂发育特点,盆地格局受NW向断层活动控制,NE(ENE)向断层尚未对盆地发育产生重要影响;沙河街组四段沉积期,NW向断层控制作用减弱,NE(ENE)向断层活动逐渐增强,并开始控制盆地的演化,新生代NE(ENE)向盆地构造格局开始定型;中生代末一新生代初期郯庐断裂活动由左旋走滑到右旋走滑的转变,是济阳坳陷中、新生代盆地转型最直接的原因。     

Seismic profiles across the middle Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay,Bohai Sea,eastern China

The stratigraphic architecture, structure and Cenozoic tectonic evolution of the Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay, eastern China, are analyzed based on interpretations of 31 new 2D seismic lines across Laizhou Bay. Cenozoic strata in the study area are divided into two layers separated by a prominent and widespread unconformity. The upper sedimentary layer is made up of Neogene and Quaternary fluvial and marine sediments, while the lower layer consists of Paleogene lacustrine and fluvial facies. In terms of tectonics, the sediments beneath the unconformity can be divided into four main structural units: the west depression, central uplift, east depression and Ludong uplift. The two branches of the middle Tan-Lu fault zone differ in their geometry and offset: the east branch fault is a steeply dipping S-shaped strike-slip fault that cuts acoustic basement at depths greater than 8 km, whereas the west branch fault is a relatively shallow normal fault. The Tan-Lu fault zone is the key fault in the study area, having controlled its Cenozoic evolution. Based on balanced cross-sections constructed along transverse seismic line 99.8 and longitudinal seismic line 699.0, the Cenozoic evolution of the middle Tan-Lu fault zone is divided into three stages: Paleocene–Eocene transtension, Oligocene–Early Miocene transpression and Middle Miocene to present-day stable subsidence. The reasons for the contrasting tectonic features of the two branch faults and the timing of the change from transtension to transpression are discussed.     

辽东湾坳陷东部地区新生代断裂体系与构造演化

断裂体系发育特征是辽东湾坳陷东部地区新生代构造演化的重要表现形式,运用丰富的三维地震资料,详细刻画了 研究区断裂体系平面和剖面特征。断裂体系特征分析表明: 研究区古新世-渐新世的断裂体系主要由NNE向的拉张正断层组 成;渐新世时期的断裂体系则表现出走滑断裂的性质,主干断裂附近出现走滑效应产生的增压区和释压区,同时发育似花 状构造和多级“y”字型构造,次级断裂多表现为雁列状的NEE向断裂;新近纪时期断裂体系仍以雁列状断裂为主,发育 共轭状剪切破裂以及“背形负花”状构造。断裂体系的研究明确了研究区新生代走滑构造系统与伸展构造系统的叠加改造 过程,结合研究区构造动力学背景,将辽东湾坳陷东部地区的构造演化阶段划分为古新世-始新世的弱走滑强拉张期、渐 新世的弱拉张强走滑期以及新近纪的弱挤压弱走滑期。     

Seismic profiles across the middle Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay, Bohai Sea, eastern China

The stratigraphic architecture, structure and Cenozoic tectonic evolution of the Tan-Lu fault zone in Laizhou Bay, eastern China, are analyzed based on interpretations of 31 new 2D seismic lines across Laizhou Bay. Cenozoic strata in the study area are divided into two layers separated by a prominent and widespread unconformity. The upper sedimentary layer is made up of Neogene and Quaternary fluvial and marine sediments, while the lower layer consists of Paleogene lacustrine and fluvial facies. In terms of tectonics, the sediments beneath the unconformity can be divided into four main structural units: the west depression, central uplift, east depression and Ludong uplift. The two branches of the middle Tan-Lu fault zone differ in their geometry and offset: the east branch fault is a steeply dipping S-shaped strike-slip fault that cuts acoustic basement at depths greater than 8 km, whereas the west branch fault is a relatively shallow normal fault. The Tan-Lu fault zone is the key fault in the study area, having controlled its Cenozoic evolution. Based on balanced cross-sections constructed along transverse seismic line 99.8 and longitudinal seismic line 699.0, the Cenozoic evolution of the middle Tan-Lu fault zone is divided into three stages: Paleocene–Eocene transtension, Oligocene–Early Miocene transpression and Middle Miocene to present-day stable subsidence. The reasons for the contrasting tectonic features of the two branch faults and the timing of the change from transtension to transpression are discussed.     

郯庐断裂新生代构造演化及其对烃源岩生排烃的影响:以辽东湾坳陷辽中凹陷为例

郯庐断裂带是渤海海域重要的活动断裂带,控制着该地区油气成藏的生储盖运圈保条件。以辽东湾坳陷辽中凹陷为研究对象,利用三维地震资料、平衡剖面分析对郯庐断裂几何学特征、演化特征进行研究;在此基础上,分析郯庐断裂走滑活动对烃源岩发育、分布、演化及生排烃的影响。辽东湾坳陷新生代构造演化分为为五个构造演化阶段、三个构造演化旋回。郯庐断裂走滑活动可错开先期、同期发育的烃源岩,改变烃源岩位置及生烃潜力的空间分布,有利于形成局部水体更深的还原环境,发育生烃潜力更大的烃源岩。走滑活动使断裂带附近地温梯度和大地热流升高,有利于降低生烃门限。郯庐断裂不同时期不同部位具有不同的活动性质,对油气运移起封闭或者运移通道作用。东营组沉积期晚期和明化镇组下段沉积期至今的断裂走滑活动与烃源岩大量生排烃期、油气成藏时期具有良好的匹配关系,提出郯庐断裂走滑活动可形成"拖曳"生排烃现象,使与走滑断层相关的圈闭中即使烃源岩条件较差亦可能具有勘探价值,从而突破了传统的油气勘探思路。     

渤海海域莱州湾凹陷盐构造成因探讨

通过分析莱州湾凹陷盐构造特征,盐构造形成动力条件,探讨莱州湾凹陷盐构造成因,讨论了走滑背景下盐岩活动特点。分析表明,莱州湾凹陷盐层构造发育刺穿性盐株和枕状底辟,欠压实、超压破裂、潜伏走滑断层和楔形体的重力扩张促使了莱州湾凹陷盐岩早期流动;渐新世右行走滑阶段,走滑压扭作用下形成刺穿盐株;盐构造活动可分为沙三末期-沙一段沉积期盐流动阶段、中晚渐新世东营沉积时期盐刺穿阶段、中新世-第四纪盐构造再次活化三个阶段。走滑断裂作用下盐岩以流动为主,发育典型的刺穿型盐底辟。     

郯庐断裂带莱州湾段新生代活动演变及其沉积-改造效应

本文根据对覆盖区地震、钻井等资料的精细解释和深入剖析,揭示在渤海莱州湾地区郯庐断裂带由东、西两条分支断裂带构成,二者又分别由两条主断层及多条次生断层和其间的断块组成。分支断裂带的两条主断层的间距因地而异,一般在5km左右;其结构构造和空间展布特征有别,西支表现为"两断夹一凸"的不对称地垒式,东支主要呈"花状"构造结构。通过古地质构造恢复和分期动态构造演化分析等综合研究,厘定了在新生代不同时期两条分支断裂带在该区不同单元的活动特点和构造-改造效应,进而总结了郯庐断裂带新生代主要阶段的构造属性及其演变。认为在古近纪早中期,研究区处于区域伸展沉降环境,郯庐断裂带对该区的沉积展布无明显控制作用;断裂带活动的明显控制沉积效应始于古近纪晚期,总体具伸展兼右行走滑属性,主要表现为切割和改造了研究区原近东西向展布的优势构造-沉积格局,同时控制了前期沉积地层的剥蚀强度及其分布范围和同期沉积。新近纪以来,郯庐断裂带两条分支断裂带的活动表现出差异显著的东强西弱;于第四纪,在东支断裂带出现正花状反转构造,可能与幕式走滑兼挤压活动有关。     

营潍断裂带结构特征及其与相邻盆地的关系

营滩断裂带是渤海湾盆地东部重要的边界条件,对油气地质条件具有重要影响。依据大量实际地震资料,将营潍断裂带划分为三段,即潍坊-莱州湾-黄河口段、渤东低凸起段和辽东凸起段,各段在断裂走向、结构及组成等方面具有较大的差异。结合区域应力分析和新生代盆地盖层构造变形特征,认为营潍断裂带在新生代的活动具有明显的差异性,以伸展、右旋走滑活动为主,大致可分为三个时期,即古新世-早始新世、中始新世-渐新世、新近纪-第四纪。在此基础上,探讨了营潍断裂带与相邻新生代盆地的关系,并根据结构样式将相邻盆地划分为五种类型。     

渤海湾盆地石臼坨东428潜山构造成因解析:华北克拉通破坏的深度揭示

渤海湾盆地是在中生代华北克拉通破坏基础上,经由新生代深埋形成的叠合盆地,遭受了多期不同性质构造叠加改造。渤海海域油气资源的勘探逐步走向深层,深部潜山油气藏成为重要的勘探目标。本文以石臼坨东428潜山构造(以下简称428构造)为例,探索渤海湾盆地潜山的形成和构造演化。基于前人对渤海湾盆地内构造和储层特征的研究成果,通过对地震剖面的精确解析,结合相干切片和其他地质资料,系统研究428构造各个阶段的变形特征,特别是对428构造的断裂特征进行了平面和剖面上的解析与断裂组合分析。结果发现:428构造东、西侧现今差异主要是由一条斜跨该构造的NEE向断裂导致的,对比邻区野外应变测量分析,识别出五期构造应力场,分别对应于印支期、燕山期和喜山期的各阶段应力场变化,并结合428构造及其周缘残留地层等方面的证据,进而认为428构造经历了中生代印支期-燕山早期逆冲、燕山中-晚期伸展、燕山末期挤压及新生代右行右阶的走滑-拉分构造叠加的多期复合构造模式。     

渤海湾盆地西部保定凹陷构造-地层层序与盆地演化

保定凹陷位于渤海湾盆地内冀中坳陷的西部, 西侧以太行山山前断层为界与太行山隆起相隔.凹陷内构造-地层层序的划分, 对研究其构造演化和油气勘探有着重要的意义, 对探讨太行山山前断层的发育特征也有一定的帮助.按照井、震结合的思路, 利用最新的钻井和地震资料, 并结合周缘的地质填图成果, 建立了保定凹陷的地层系统; 根据区域性不整合面的发育特征, 对保定凹陷构造-地层层序进行了划分; 利用平衡剖面技术, 分析了保定凹陷的构造演化.研究发现, 保定凹陷内发育了古近系孔店组底部和新近系馆陶组底部两个区域性角度不整合面, 据此将保定凹陷在纵向上划分为3个构造层: 基底构造层、断陷期构造层和拗陷期构造层.保定凹陷的形成演化经历了基底形成、古近纪断陷、渐新世末反转和新近纪-第四纪拗陷4个阶段, 其中, 古近纪断陷期又可以分为强烈断陷期、持续断陷期和断陷末期.