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。     

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。     

辽东湾坳陷新生代构造改造作用及演化

利用大量的渤海油气勘探资料与成果对辽东湾坳陷构造演化特点综合分析,揭示出辽东湾坳陷新生代构造改造作用主要表现在:断裂作用、地层抬升剥蚀及褶皱作用,对辽东湾坳陷构造演化过程具有重要的影响。其西部地区现今构造特征主要受前期伸展断层控制,构造改造作用较弱;而东部地区构造改造作用强烈,辽东凸起是在后期构造改造作用下形成的,分隔现今的辽中凹陷与辽东凹陷。郯庐断裂带辽东湾段新生代早期活动特征不明显,始新世末-渐新世主要以伸展作用叠加右旋走滑作用为主;渐新世末-新近纪晚期以右旋走滑作用为主,断裂带活动不控制辽东湾东部地区的沉积。辽东湾坳陷新生代的演化整体可划分为断陷期(孔店组沉积期-沙河街组三段沉积期)、断坳改造期(沙河街组二段沉积期-东营组沉积期)、走滑改造期(馆陶组沉积期至今)3个演化阶段。现今辽东湾坳陷构造格局与沙河街组三段沉积前古构造格局的差异性,对该区海域油气勘探具有重要意义。     

辽东湾坳陷东部地区走滑断裂发育特征及走滑量的估算

运用丰富的三维地震资料,详细刻画了辽东湾坳陷东部地区三条主干走滑断裂的平面和剖面特征,不同走滑断裂发育特征不同,以及同一断裂也具有分段差异性。整体而言,辽东湾坳陷东部地区在平面上,由东到西、从南北两端向中间,走滑强度逐渐增大。通过构造物理模拟实验的方法,对辽东湾坳陷三条主干走滑断裂的走滑位移量进行估算,结果表明,辽中地区走滑断裂走滑量大于辽东地区;而三条断裂在渐新世时期的走滑位移量和平均走滑位移速率均是最大的,说明辽东湾坳陷东部地区在渐新世时期走滑活动强烈。     

渤海海域辽中南洼压扭构造带成因演化及其控藏作用

在三维地震资料详细分析解释的基础上,利用水平相干切片和不同方向地震测线对辽中南洼压扭构造带的发育特征 进行了分析,进一步结合地层发育及应力场特征对压扭构造带的成因演化进行了研究,在此基础上探讨了其对油气成藏的 控制作用。结果表明：辽中南洼压扭构造带的形成演化受控于NNE向展布的辽中1号和中央走滑断裂,两条断裂主要表现 为伸展-走滑性质,平面上表现为弯曲的“S”形,且构成左阶排列。辽中南洼的古近纪早期的伸展沉降与后期走滑断裂派 生的挤压应力是压扭构造带形成演化的主要控制因素,古近纪孔店-沙三期辽中南洼伸展沉降,沙三末期的构造变革使得 压扭构造带开始形成,古近纪晚期（Ed） 辽中1号和中央走滑断裂表现为强烈的右旋走滑,两条断裂的左阶排列以及中央 走滑断裂的“S”形弯曲在压扭构造带派生出构造挤压应力。此后,古近纪末期东营运动以及新近纪末期渤海运动的构造挤 压对其进行了改造,压扭构造带下凹上凸,古近系东营组和新近系地层弯曲上拱。压扭构造带成藏条件优越,作为主要封 堵断层的中央走滑断裂“S”形外凸增压部位断裂带紧闭、封堵能力强,有利于形成大中型油气藏。     

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。     

渤海南部新生代构造发育与演化特征

利用三维地震资料及钻井资料,在对断裂体系精细刻画的基础上,结合区域地球动力学背景,就渤海湾盆地渤海海域南部地区(包括渤南低凸起、黄河口凹陷、莱北低凸起、莱州湾凹陷)新生代的构造发育演化特征及沉积–沉降中心迁移规律进行了详细分析。研究结果表明:断裂体系存在三组优势发育方向,NNE向断裂属郯庐断裂带渤南段,可分为西、中、东三个分支带,走滑特征明显;近EW向及NE向为伸展性质的控凹、控带断裂;三组断裂相互切割,形成了渤海南部地区"东西分带、南北分块"的构造格局;古近纪具有两个沉积–沉降中心,黄河口凹陷中心受控于近EW向断裂,莱州湾凹陷的沉积中心受近EW向和NNE向断裂共同控制,至新近纪,沉积中心呈由南向北迁移的规律;渤海南部地区构造演化体现了断–拗与走滑的叠加效应,可以划分为孔店组–沙四段沉积期的初始裂陷、沙三段沉积期的伸展裂陷、沙二段–东营组沉积期的走滑–伸展和馆陶组沉积期以来的走滑–裂后拗陷四个阶段。     

辽东湾坳陷东部地区走滑双重构造的发育特征 及其石油地质意义

在将构造发育特征与走滑双重构造理论模型进行类比分析的基础上,对辽东湾坳陷东部地区的走滑双重构造的发育特征进行了研究,并结合油气勘探实践成果,就其石油地质意义进行了探讨,研究结果表明:在受控于走滑与拉伸并存的多动力源区域地质背景下,辽东湾坳陷新生代构造演化体现了断陷与拗陷、拉张与走滑的叠加效应,NNE走向的辽中1号断裂、辽中2号断裂及辽东断裂的发育不仅控制了辽东湾坳陷东部地区的凸凹格局,其走滑侧接关系也导致了研究区走滑双重构造的发育;辽东凸起是由于辽中2号断裂、辽东断裂走滑弯曲、右行左阶侧接而形成的挤压走滑双重构造,而辽中凹陷在早期拉张断陷基础上,经历了后期走滑作用的改造,其断裂体系的发育体现了辽中1号断裂与辽中2号断裂的右旋右行侧列所产生的拉张走滑双重构造效应;在走滑双重构造的增压带,断裂侧向封堵性强,有利于形成有效的断层圈闭,是油气藏发育的有利区带。     

郯庐断裂带对辽中煤田构造的控制作用初探

郯庐断裂是我国东部一条大型的超壳断裂,它影响和控制了沿带的主要沉积特征和构造演化。随着新的勘查成果和矿区生产资料的积累,郯庐断裂带对辽中煤田沉积和构造控制作用等方面的认识也进一步深入,分析认为郯庐断裂带中、新生代以来的发育史分为三期,即晚侏罗世—早白垩世左行平移期、晚白垩世—古近纪伸展期和新近纪以来的右行挤压期。同时详细分析了各个时期郯庐断裂带对辽中煤田(红阳煤田、永乐煤田、沈北煤田、本溪煤田等)构造样式的影响,研究结果对煤炭资源进一步勘查具有指导意义。     

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.     

合肥盆地东部中-新生代的演化及其对郯庐断裂带活动的响应

合肥盆地的沉积作用与其东缘的郯庐断裂带演化有着良好的耦合关系。侏罗纪盆地发育主要受大别造山带演化控制,东部可见对同造山期郯庐断裂带左旋转换走滑的沉积响应。盆地内朱巷组的沉积是对早白垩世早期郯庐断裂再次发生陆内左行平移的响应,该时期成盆模式为一走滑—挠曲盆地。盆地内上白垩统—古近系的形成是对这期间郯庐断裂带伸展活动的响应,盆地具区域性伸展(双向伸展)的特征。盆地东部自新近纪以来的抬升、消亡与东缘反转构造的存在,指示了郯庐断裂带的逆冲活动。盆地东部的沉积记录结合近年来郯庐断裂带内部构造与同位素年代学的最新研究成果,指示该断裂带中-新生代经历了4个演化阶段:同造山期的左旋转换走滑、早白垩世早期的陆内左行平移、晚白垩世—古近纪的伸展运动和新近纪以来的逆冲活动。     

辽中凹陷反转构造及其对郯庐断裂带走滑活动的响应

辽中凹陷发育多种样式的反转构造,其形成演化与郯庐断裂带辽东湾段新生代的脉动式活动有直接关系。通过最新的地震剖面、相干体切片等资料以及平衡剖面恢复等方法,对辽中凹陷反转构造的几何学形态、演化过程和反转期次进行研究,并结合区域板块活动背景,分析反转构造演化过程及其对郯庐断裂带新生代活动的响应。结果表明:辽中凹陷发育反转断裂、反转背斜、泥底辟、隐伏凸起等多种类型的反转构造,且沿郯庐断裂带呈带状展布。辽中凹陷在新生代主要曾经历了三期构造反转,分别发生在沙三段沉积末期、东营组沉积末期和明化镇组沉积末期。三期构造反转均与郯庐断裂带的走滑压扭活动有关,从根本上受控于周边板块活动背景的变化:第一期反转是由于太平洋板块俯冲方向和速率发生变化,导致郯庐断裂带由左旋走滑转为右旋走滑,由走滑张扭转为走滑压扭,形成反转构造的雏形;第二期反转的动力主要来源于太平洋板块对中国大陆向西的推挤作用,导致渤海湾地区受到整体挤压以及郯庐断裂带发生走滑压扭,使反转构造定型;第三期反转是由于太平洋板块的加速俯冲促使郯庐断裂带晚期再次发生走滑压扭活动,对早期反转构造进行改造。其中沙三段和明化镇组沉积末期的反转为局部反转,强度较弱,东营组沉积末期的反转为区域反转,强度最高。     

辽东湾盆地扇三角洲与近岸水下扇特征对比

<正>辽东湾坳陷位于渤海东北部海域,为渤海湾盆地一个次级构造单元,是下辽河坳陷在海域的延伸部分。郯庐断裂新生代右行走滑运动控制了该区NE走向"三凹两凸"的构造格局。自西向东可划分为辽西凹陷、辽西凸起、辽中凹陷、辽东凸起、辽东凹陷(徐长贵,2009)。前人对辽东湾坳陷构造演化及沉积充填特征等方面的深入研究认为,自下而上可划分为古近系、新近系,在新生代经历了古近系裂陷和新近系-第四系后裂陷两个阶段。其中,古近系构造演化可划分为三个阶段:即古新统-始新统     

青藏高原东北缘新近纪晚期构造挤出：来自西秦岭地区安化-成县盆地的证据

西秦岭位于青藏高原东北缘由挤压走滑向走滑伸展构造的转换地带,成为研究青藏高原晚新生代构造扩展过程的重要构造部位。在西秦岭地区发育的一系列新近纪盆地作为高原物质向外扩展的载体,记录了扩展过程中不同阶段的构造活动和演化信息。文中选择位于成县-太白山断裂内的安化-成县盆地,通过对该盆地沉积过程与构造变形方面的详细研究,确定了盆地在新近纪晚期的两阶段构造演化历史。早期受迭部-白龙江、成县-太白山弧形断裂左行走滑的影响,在弧顶及以东位置发生走滑伸展,形成长条形的地堑半地堑盆地。同期沿青川断裂、西秦岭北缘断裂、礼县-罗家堡断裂以及西和断裂分别形成了汉中盆地、武山盆地、天水盆地以及西和盆地。这些走滑断裂向东扩展可能控制了渭河地堑约9 Ma以来的NWSE向伸展,并伴随华山、太白山以及西秦岭东段10~4 Ma的快速隆升。在4.2~2.5 Ma期间,受断裂运动学调整的影响,西秦岭地区新近纪盆地遭受挤压而发生构造反转。新近纪盆地的形成与反转历史清楚地记录了青藏高原东北缘新近纪晚期向东构造挤出的过程。     

柴达木盆地中、新生代构造演化及其对油气的控制

柴达木盆地中、新生代沉积构造演化经历了5个阶段:早、中侏罗世伸展断陷阶段,晚侏罗世—白垩纪挤压反转阶段,古近纪弱断陷阶段,新近纪的中新世—上新世早期坳陷阶段和上新世晚期—全新世挤压反转阶段。沉积构造演化控制盆地烃源岩的展布,盆地演化过程中的两次挤压反转期是圈闭构造的主要形成期,控制盆地油气分布。     

歧口凹陷中央隆起带构造样式及形成演化特征

重新划分了歧口凹陷二级构造单元,解析了盆地中央隆起带,并指出中央隆起带是一个复合的构造系统,阐明了其变形机制。在此基础上,运用沉降史分析方法确定了歧口凹陷中央隆起带新生代形成演化过程。指出歧口凹陷中央隆起带的发育经历了多期、多幕的演化过程,自渐新世开始,隆起带的演化自西向东迁移,各个时期也具有自西向东沉降速率加快的趋势。古近纪沙河街组三段至二段（沙三至沙二）沉积时期,盆地主要受伸展作用控制,中央隆起带西段形成翘倾旋转断块;古近系沙-沉积时期,受深断裂走滑作用影响,中段形成地层平坦的地垒构造;古近纪东营组沉积时期,东段白东区形成大型复合滚动背斜,叠加新近纪走滑作用产生的正型负花状褶皱构造。     

辽东湾坳陷辽西凸起的形成与演化

以地震、钻井等地质资料为基础,结合磷灰石裂变径迹、断层活动性、平衡剖面等方法,对辽东湾坳陷辽西凸起新生代的形成演化过程进行了分析,结果表明:辽西凸起形成于新生代古近纪孔店组.沙四段沉积期,是在辽西1号、2号、3号断裂活动和区域性构造抬升共同控制之下形成的,其间发生了三期构造抬升事件,分别在孔店组.沙三段沉积初期(40Ma之前)、东营组沉积末期.馆陶组沉积初期(26~20Ma)和馆陶组沉积末期.明化镇组沉积初期(10Ma)。由于控制凸起的断层垂向活动性差异,辽西凸起不同分段的形成演化过程存在差异,整体上呈现出南段抬升强度大于北段;沙一、二段沉积期北段开始接受沉积,早于南段,区域内沙一、二段和东营组地层表现出由北向南逐渐减薄的趋势。作为辽东湾坳陷一个重要的次级构造单元,辽西凸起的形成演化与中国东部区域性构造事件具有很好的响应关系,但和东部的辽东凸起相比,二者在形成机制上存在一定的差异性,体现了统一区域应力场下局部应力场的时空差异。     

渤海湾沙北地区盆地结构构造及其演化分析

本文以覆盖全区的3D地震和钻井资料为基础,追踪并闭合了盆内重要的层序界面,精细解释了盆内主要构造和地震反射特征,新识别出了中生代逆冲构造体系,包括逆冲反转构造和逆冲未反转构造两种型式,它们分别形成了中生代的半地堑盆地和古潜山。分析了新生代不同时期盆地结构构造特征和古构造格架,发现在E2s3-E3s1时期,盆地受到NW-SE向伸展作用,到Ed3-Ed1时期盆地应力场转变成了近SN向伸展,表明东营组底界面是古近纪应力场发生变化的重要构造变革界面,反映了盆地由沙河街时期走滑伸展到东营时期斜向走滑拉分的演化过程。研究了不同时期控盆断裂体系特征,认为盆地中、新生代主要经历了四期构造演化阶段,分别为中生代的挤压剥蚀,沙河街时期NW-SE向伸展,东营时期近SN向伸展以及新近纪的热沉降和共轭走滑阶段。根据以上盆地结构构造特征和演化过程分析,结合区域动力学背景,认为地幔物质上拱导致的地壳减薄是盆地发生裂陷作用的直接因素,周缘板块重组事件是控制并影响断陷盆地演化和不同期次断裂体系展布方向不同的重要因素。     

黄骅坳陷中区新生代断裂系统及其成因分析

断裂是黄骅坳陷新生代主要构造变形类型,对该区油气成藏有重要影响。本文将黄骅坳陷中区的断裂划分为6个系统,并综合分析了它们之间的关系。每一断裂系统至少有一条主干基底断层,发育在该断层上、下盘的次级断层以不同形式与主干基底断层组合在一起,其剖面上的构造样式和平面上的构造组合显示了该断裂系统在新生代的运动学特征。在系统分析黄骅坳陷中区新生代断裂系统的断层组合、构造样式、主干断层位移方式及生长史的基础上,结合区域构造背景、伸展边界条件及断层间的相互作用,探讨了该区断裂系统的形成机制。分析结果表明:区域构造背景下存在的伸展边界控制了整个黄骅坳陷中区新生代断裂系统总的构造格局,系统中主要断层走向与伸展边界近于平行。这进一步证实了区内右旋走滑作用与伸展作用的相互耦合,致使断层沿走滑构造带出现转向或中断。各断裂系统之间及系统内部断层间的运动学关系表明黄骅坳陷古近纪受两个构造动力控制,一是地幔热作用引起岩石圈北西—南东向引张作用,二是北北东向深断裂带的右旋剪切作用。     

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。