黄骅坳陷构造变形格局与演化过程分析

本文以覆盖全区的3D和2D地震剖面的地质构造解释为基础,详细描述和分析了黄骅坳陷的基底和盖层结构构造及其演化,在黄骅坳陷基底内识别出了印支期东西向展布的大型褶皱-冲断构造和燕山主期NNE向展布的大型褶皱-冲断构造,认为黄骅坳陷中的歧口凹陷是在印支期古背斜的基础上经过新生代的伸展裂陷活动负反转而形成的断陷型盆地;确定出黄骅坳陷中、北区陆上新生代盆地结构表现为NE向延伸的、西北断东南超的多米诺式半地堑系结构,而在海域地区则表现为近东西向展布的规模巨大的复式地堑型结构;提出沧东断层延伸到黄骅坳陷中的板桥凹陷的北部,其断距已经逐渐减小,并与北塘次凹西斜坡发育的茶淀断裂以构造转换带方式衔接。论文还以盆地内的大型断裂系统的活动性和盆地沉降史的定量分析为基础,将黄骅坳陷新生代同裂陷阶段划分出三个幕次的演化过程,并发现从裂陷Ⅰ幕到裂陷Ⅲ幕盆地的沉积-沉降中心经历了由南向北、由陆向海的规律性迁移。根据控制沉降中心迁移的构造应力场,结合区域渤海湾盆地的基本特征,提出斜向拉分盆地模式来解释黄骅坳陷,乃至渤海湾盆地孔店组-东营组沉积期间的发育演化机制。     

渤海湾盆地黄骅坳陷中北区新生代幕式沉降过程

黄骅坳陷中北区是位于渤海湾盆地中部的一个重要新生代构造单元.构造层序界面分析、同生断裂活动和盆地沉降史回剥分析表明该区经历了幕式沉降过程,沉降中心显示出规律性的迁移演化特征.馆陶组底界面为区域性裂后不整合界面,将研究区的演化划分为裂陷期和裂后期.在裂陷期的充填序列中,沙一段底界面为整个研究区都可以识别的显著的角度不整合界面,以此界面为界,盆地的裂陷期进一步划分为裂陷Ⅰ幕和裂陷Ⅱ幕.裂陷Ⅰ幕发育了Es₃-Es₂地层,断裂几何学和断裂的性质表明该幕构造活动为北西南东向伸展作用所致,而裂陷Ⅱ幕发育了Es₁-Ed地层,为近南北向拉伸作用的结果.裂后期,从早到晚则表现为由稳定热沉降到加速沉降的过程.分析认为上述盆地的幕式沉降过程与区域应力场的转变密切相关,受控于周缘板块的动力学事件,尤其是晚始新世之后,太平洋板块对欧亚大陆向西的加速俯冲,促使了郯庐断裂右旋活动向南延伸和穿过黄骅坳陷的兰聊断裂北段的活化,形成了位于渤海海域的南北向伸展叠加区,从根本上改变了黄骅坳陷中北区应力场的分布,由此导致了盆地同裂陷阶段的幕式演化.      

渤海湾盆地新生代各坳陷沉降的时空差异性

渤海湾盆地的成因机制主要与坳陷的构造位置、边界条件及深部因素有关。各坳陷沉降的时空差异性是这种复杂性的一种表现形式。本文通过渤海湾盆地主要坳陷的沉降史和各坳陷沉降差异对比,发现时空差异具体表现在下列3方面。1)在几个主要的裂陷幕构造沉降(或总沉降)均具有越往东部沉降量越大的趋势,如孔店组和沙河街组四段裂陷主要分布在济阳坳陷、昌潍坳陷和大型断裂部位,这与新生代盆地演化的开始阶段有关,并叠加有大型断裂(如郯庐断裂)的左行走滑作用。2)构造沉降量分析表明在经历沙河街组三段沉积期的主裂陷幕后,除了沙河街组一段沉积期沉积中心往西(黄骅坳陷)迁移外,沙河街组一段至东营组沉积期总体表现为随时间向东北部递进渐变式迁移,新近纪又回迁至渤中地区。3)与该区沉降规律相异的是冀中坳陷和临清坳陷(昌潍坳陷因特殊的构造位置除外),表现为在整体沉降过程中局部挤压或抬升反转的沙河街组二段沉积期,这两者的沉降量及沉降速率反而变大,不但比同时期其它坳陷大,亦比坳陷本身的其它裂陷期大。控制各坳陷发育差异间的主要原因,一是有北东东向的新生构造发育,二是有北西西向的变换断层影响。     

南海万安盆地构造—层序发育特征与构造—沉积充填演化

万安盆地是南海西南部重要的沉积盆地之一,深入分析其构造—沉积充填特征对于认识南海南部主要构造事件及其沉积响应具有重要的科学意义.利用覆盖全盆地的二维地震资料,结合国内外的研究成果,对万安盆地构造—层序特征及其构造—沉积充填演化进行分析.研究表明,万安盆地内新生代以来可识别出8个主要的二级/三级层序界面.沉降模拟显示,盆地沉降整体表现出一个“快—慢—快”的过程,且整体呈现出东高西低,中高南低的特征.综合构造层序特征和沉降模拟结果,万安盆地新生代以来沉积演化可分为5个阶段:初始裂陷期、晚期裂陷期、断坳转换期、裂后热沉降期和裂后加速热沉降期.盆地自形成以来,沉降主要受东亚大陆边缘区域拉张所造成的深部断裂的影响,至上新世,万安断裂转而成为盆地沉降的主要影响因素,并由此造成了早期盆地沉降中心由中部向西迁移,然后再逐步向东迁移的特征.渐新世至早中新世为盆地裂陷阶段,以陆源碎屑岩沉积为主,断陷早期可能为湖相,晚期为浅海相;中中新世为盆地断坳转换阶段,晚中新世以来为盆地裂后热沉降阶段,二者均发育陆源碎屑岩和自生碳酸盐岩两种沉积类型,且裂后热沉降期碳酸盐岩沉积范围相对缩小,陆缘碎屑岩沉积范围相对扩大.      

渤海盆地新生代构造演化特征

在渤海盆地8个主要凹陷各选取一口井,对每口井构造沉降史特征进行分析,结果表明渤海盆地的构造沉降特征各凹陷不统一,南部和北部先沉降,再逐渐向中部迁移,最后以中部沉降为主,沉降中心明显由周缘向盆地中心迁移,反映构造活动的阶段性和地区差异性。在辽东湾选取了一条地质剖面对其做平衡剖面分析,并结合构造沉降史分析,表明渤海盆地的新生代构造演化分为以下3个阶段:a.断陷期,孔店组—沙四段沉积时期为断陷早期,沙三段沉积时期为强烈断陷期;b.断拗期,沙二段—沙一段沉积时期为断拗早期,东三段—东二段沉积时期为强烈断拗期;c.坳陷期(东一段沉积时期—第四纪)。     

伸展型复合盆山体系下江汉盆地中、新生代幕式沉降与迁移

江汉盆地与周缘山系构成伸展型复合盆山体系,周缘山系的差异隆升可能与江汉盆地沉降、迁移和构造变形具有协同演化关系.通过沉降史模拟,表明江汉盆地裂陷期具有幕式特征,可分为3个裂陷幕:裂陷Ⅰ幕发生在晚白垩世,裂陷Ⅱ幕发生在古新世沙市组-早始新世新沟咀组沉积时期,而裂陷Ⅲ幕则发生在早始新世荆沙组-渐新世荆河镇组沉积时期.沉降中心发生有规律的迁移,裂陷Ⅱ幕沉降中心由裂陷Ⅰ幕条带状、多方向、多中心向西迁移到江陵凹陷,裂陷Ⅲ幕沉降中心向东迁移到潜江凹陷.伸展型复合盆山体系下盆地沉降中心有规律的迁移可能受多种因素的影响,其盆地周缘山系的差异隆升与盆地沉降中心的迁移显示出此消彼长的响应关系.晚白垩世末至始新世初盆地东缘山系（大别造山带、幕阜山和鄂东冲断带）剥蚀隆升,盆地沉降中心向西迁移.始新世末至渐新世盆地西缘山系（黄陵隆起、湘鄂西冲断带）抬升,盆地沉降中心向东迁移,沉降中心呈现出远离隆起端的"背离式"迁移.地幔底辟作用的差异性变化控制着盆地沉降中心的迁移.      

洞庭盆地第四纪构造演化特征

通过地表观察和第四系钻探,以地貌和沉积为基础,对洞庭盆地及周缘地区第四纪构造活动特征进行了研究。认为第四纪洞庭盆地的构造演化经历了3个阶段。早更新世—中更新世中期洞庭盆地处于断陷阶段,区域构造活动的主要表现有：① 盆地及次级凹陷边界受NNE、NW、EW和SN向等4组正断裂控制;② 各次级凹陷强烈沉降并接受沉积,沉降中心位于凹陷内部或中央而远离边界断裂;断裂上盘局部可具明显沉降;③ 随着盆地逐渐扩张,断陷活动向东、西边缘迁移;④ 盆地断陷活动具幕式特征,总体可分为为早更新世早期、早更新世晚期和中更新世早—中期等3个裂陷幕;⑤ 盆地北面的华容隆起具明显构造沉降,盆地周缘其它隆起及盆地内部的赤山隆起具有脉动式抬升;⑥ 赤山隆起构造较稳定期和构造抬升期分别对应于安乡凹陷缓慢沉降期和快速沉降期。中更新世晚期以来洞庭盆地处于坳陷阶段,其中中更新世晚期洞庭盆地整体抬升并遭受剥蚀,在盆地东缘和西缘产生倾向盆地的构造掀斜,局部第四系变形形成褶皱;晚更新世—全新世洞庭盆地主体产生坳陷沉降并接受沉积,盆地周缘部分地区存在小幅度抬升。上述不同阶段构造活动特征可以通过盆地及周缘深部物质迁移以及板块尺度的物质运动和挤压来解释。     

伊舒地堑构造演化的沉积充填响应

伊舒地堑是一典型的转换伸展型盆地,它以构造上和沉积上的不对称结构,沉降中心的明显迁移和快速沉降充填为主要特征。本文应用盆地充填记录、盆地构造格架和盆地沉降史分析论证了伊舒地堑构造演化过程中不同级别的幕式裂陷作用,确定了幕式裂陷作用的沉积响应。此外,文章还总结了3种类型的沉积体系域构成样式和沉积特征。     

北黄海盆地构造演化特征分析

依据最新油气资源调查资料,在简述北黄海盆地区域构造特征的基础上,重点分析了盆地的沉降史与构造演化特征。研究表明:(1)北黄海盆地的基本沉降曲线型式为7段折线状,其中晚侏罗世、早白垩世、始新世、渐新世、新近纪为曲线下降段,代表盆地5幕较明显的沉降;晚白垩世—古新世以及中新世早期为曲线上升段,反映盆地的抬升剥蚀。(2)盆地沉降作用自中生代至新生代总体由东向西迁移,东部坳陷以中生代沉降作用最为显著,中部坳陷主沉降期为始新世,而西部坳陷的快速沉降主要发生在始新世,并一直持续到渐新世。(3)盆地构造演化大致可划分为中生代断陷盆地、古近纪叠加断陷盆地以及新近纪坳陷盆地等3大发展阶段,其中,中生代断陷盆地发育阶段是北黄海盆地油气勘探研究的重点。     

黄骅坳陷新生代沉降中心迁移:数值模拟证据

在详细调研前人成果的基础上,参考最新的地震解释资料,绘制了黄骅坳陷新生代各期地层古厚度图,并由此重建了黄骅坳陷古地貌形态,认为黄骅坳陷新生代沉降中心具有由南向北再转向东迁移的特点。通过对该区域新生代构造沉降演化进行数值模拟实验,认为造成这一迁移的主要机理在于在欧亚大陆与印度板块碰撞及伊佐奈崎板块和菲律宾板块向西俯冲于欧亚板块之下的综合应力作用下,黄骅坳陷两条控盆边界断层先后开始活动.首先在沧东断层弯曲的应力集中部位产生裂陷,后羊二庄等兰聊断裂延伸端也开始活动,使得沉降中心沿沧东断层向北迁移,由于受到新港潜山构造带影响,古近纪末期开始转向东部海域迁移,新近纪时迁移至现今最大沉降中心歧口凹陷。     

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。     

渤海湾盆地临清坳陷东部热演化历史和成烃史

利用磷灰石裂变径迹和镜质体反射率古温标模拟计算的临清坳陷热演化历史,古地温梯度在总体上是逐渐降低的:孔店组沉积时期为4.2~5.0℃/100m,沙河街组沉积末期地温梯度降低至3.4℃/100m±,但在东营组沉积末期地温梯度有一增高的现象(3.5℃/100m),这可能与东营组沉积末期的抬升剥蚀有关;馆陶组沉积末期降至3.2℃/100m,现今为3.0℃/100m。临清坳陷的现今地温分布和古地温梯度均低于邻区的济阳坳陷、昌潍坳陷、冀中坳陷及黄骅坳陷。这种坳陷之间热演化的差异可能与郯庐断裂的活动有关。构造沉降史的恢复表明:其次级单元莘县凹陷和德州凹陷的构造演化存在差异。正是由于这种构造演化的差异性导致了南部的莘县凹陷古地温梯度整体高于北部的德州凹陷。热演化历史的差异又决定了主要烃源岩生烃史的差别:德州凹陷烃源岩基本未进入成熟生烃状态,而莘县凹陷的主要烃源岩(孔店组和沙河街组四段)大都达到了较成熟或处在生油高峰状态。     

济阳坳陷中、新生代构造沉降与板块聚敛速率关系探讨

根据回剥模型,将钻井资料与区域地震剖面相结合,对济阳坳陷内东营、沾化和惠民3个次一级凹陷进行沉降史模拟。6121钻井的沉降曲线表明济阳坳陷中、新生代的构造沉降分为6个阶段：（1）中生代残余盆地发展阶段;（2）孔店期初始裂谷阶段;（3）沙四-沙三期断陷一期;（4）沙二-沙-期断陷二期;（5）东营期断陷三期;（6）新近纪热沉降阶段。将以上构造沉降速率同太平洋板块相对欧亚板块的聚敛速率进行比较,两者相吻合,表明太平洋板块的俯冲作用是济阳坳陷从“初始裂谷-快速沉降-裂谷逐渐萎缩-热沉降”构造演化过程的主要控制因素。     

义北油田大43块沙四上亚段沉积微相研究

义北油田大43块位于济阳坳陷义和庄凸起东北部的斜坡带,东邻四扣洼陷,北邻郭局子洼陷。受区域构造运动的影响,研究区发育多期区域不整合,地层超覆、剥蚀现象普遍,是被断层复杂化的岩性断块及构造岩性油藏,具有较高的开发潜力。本研究旨在针对目前制约大43块勘探开发面临的沉积微相和储层分布问题,依据区内已有的和邻近地区的地震、钻测井、分析化验等资料,研究该区的构造演化,对沙四段地层进行精细划分,采用点-线-面的思路,逐步进行单井相分析、连井剖面对比以及沉积微相展布恢复。通过研究地震剖面确定了西南方向古隆起的存在,确定了近物源来自于西南方向,对沙四上亚段进行了统层,并建立了扇三角洲前缘-滨浅湖滩坝沉积体系。沉积微相研究结果表明,在横向上,沙四上亚段以扇三角洲相的扇三角洲前缘亚相和滨浅湖滩坝亚相为主;在纵向上,沙四段为扇三角洲沉积经湖盆扩大过程发育为滨浅湖滩坝沉积体系的过程,砂体主要发育在沙四上的三砂组和二砂组的下部,碳酸盐岩沉积主要发育在一砂组。     

黄骅坳陷歧口凹陷古近系沙三2亚段辫状河三角洲沉积模拟实验研究

黄骅坳陷歧口凹陷古近系沙河街组是大港油田油气勘探的主要目的层,该组主要发育辫状河三角洲和扇三角洲沉积砂体,其中辫状河三角洲砂体是有利的油气储集体。在区域构造、古地貌和沉积体系等研究基础上,应用沉积模拟技术,再现了研究区孔店物源辫状河三角洲的形成过程和沉积微相特征,在实验条件下,孔店物源辫状河三角洲可划分为3个亚相、7个微相。实验研究表明,基底沉降、相对湖平面升降、流量及流量变幅、加砂量（物源供给）等是影响辫状河三角洲的形成及其演化的控制因素。通过实际砂体和实验砂体厚度展布对比分析,预测了有利储集层分布区域。综合歧口凹陷原始地质模型和实验模拟成果,建立了模拟实验条件下歧口凹陷古近系沙三²亚段辫状河三角洲沉积模式。     

山东东营凹陷古近系沙河街组湖盆演化及烃源岩赋存相带

确定烃源岩在盆地范围内的纵向变化规律及横向分布特征,建立有效烃源岩和油气藏的时空组合关系,正在成为高勘探程度地区继续寻找隐蔽油气藏的一种新的研究方向。东营凹陷沙河街组四段至沙河街组二段下部沉积时期,主要发育湖泊-三角洲沉积体系,通过对近百口钻井的地球化学、沉积学、古生态学等资料的分析,认为该沉积时期古湖盆演化可以划分为五个阶段,即沙四早中期裂陷初始阶段过补偿间歇湖、沙四晚期裂陷加速阶段欠补偿闭流湖、沙三早期裂陷鼎盛阶段欠补偿闭流湖-敞流湖、沙三中期裂陷稳定阶段均衡补偿深水敞流湖以及沙三晚期至沙二早期裂陷衰退阶段过补偿浅水敞流湖。在湖盆特定演化阶段的特定位置,往往出现独特的沉积环境和水面波动规律,从而形成了具有独特有机地球化学特征的烃源岩赋存相带。其中,沙四晚期闭流湖中可以划分出6种,沙三早期闭流湖－敞流湖中可以划分出4种,沙三中期至沙二早期敞流湖中可以划分出6种各具特色的烃源岩赋存相带,主要反映在有机质丰度和有机质类型方面,从而决定了其中烃源岩的生烃特点及生烃潜力。通过对烃源岩赋存相带的沉积环境与烃源岩特征的对比发现,东营凹陷沙四段至沙二段下部烃源岩生烃潜力以及有机地球化学特征,主要受到古湖盆类型、水深以及物源供应三大因素的控制。     

胜利油田车镇凹陷沙河街组二、三段沉积相

车镇凹陷古近系沙河街组三段上亚段-二段下亚段是较为典型的深断陷型三级层序.层序的发育主要受控于幕式断陷作用,可进一步划分出低位体系域、湖侵体系域和高位体系域.通过岩心观察、薄片镜下鉴定、粒度分析、古生物及遗迹化石分析,并综合利用测井曲线和地震相特征,认为该时期主要发育有扇三角洲、三角洲、近岸水下扇、湖底扇、滨浅湖滩坝等骨架砂体相,以及滨浅湖、半深湖-深湖等沉积相及其亚相.综合考虑物源特征、沉积环境、沉积体系平面展布以及生、储、盖组合关系,认为有利的沉积相带主要是三角洲、扇三角洲前缘、湖底扇、近岸水下扇的中扇和外扇以及滨浅湖中发育的滩坝和砂坝.