渤海湾盆地黄骅坳陷新生代沉降特征

在对渤海湾盆地黄骅坳陷区域构造特征的22条地震剖面解释的基础上,分析了黄骅坳陷沉降特征。通过对黄骅坳陷的9个主要凹陷沉降史的研究表明,黄骅坳陷新生代构造沉降量的时空差异性分布明显。时间上,黄骅坳陷具有"幕式"沉降特征,孔店组沉积期为裂陷Ⅰ幕、沙三段沉积期为裂陷Ⅱ幕、沙一段和沙二段沉积期和东营组沉积期为裂陷Ⅲ幕、馆陶组和明化镇组下段沉积期为热沉降幕、明化镇组上段和第四系的沉积期为加速热沉降幕。不同沉积期盆地沉降在空间分布上,沉降速率上都有明显差异。通过对凹陷尺度单井的埋藏史曲线,构造沉降曲线,基底沉降图和沉降中心迁移图对比分析表明,空间上,黄骅坳陷新生代沉降作用具有明显的迁移规律,总体是自南向北,自西向东迁移,现今的沉降中心位于歧口凹陷海域部分。     

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。     

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。     

渤海湾盆地中北部沉降史分析及裂后期异常沉降分离

为了探究渤海湾盆地新生代沉降过程与西太平洋板块俯冲过程的对应关系,作者收集整理27口钻孔和1条地震地质 剖面数据,并运用回剥技术和应变速率反演方法,模拟出渤海湾盆地中北部裂陷期地壳应变速率变化,分离出裂后期异常 沉降。模拟获得裂陷期地壳应变速率曲线具有明显的三次大的波动,可指示三次构造沉降事件：裂陷Ⅰ幕（60~42 Ma）,对 应于渤海湾盆地孔店组-沙四段沉积过程,平均构造沉降速率为4.6 m/Ma;裂陷Ⅱ幕（42~36 Ma）,对应沙三段-沙二段沉 积过程,平均构造沉降速率为5.5~30.5 m/Ma;裂陷Ⅲ幕（36~24.6 Ma）,对应于沙一段-东营组沉积过程,平均构造沉降速 率为14.7~54.7 m/Ma。研究区内裂后期观测构造沉降与模拟的理论值存在明显的差异,即存在异常沉降。盆地北部异常沉 降值在100~200 m,中部渤海海域异常沉降值在500~700 m,裂后期异常沉降向海域增大。作者推测渤海湾盆地裂后异常沉 降主要是太平洋板块俯冲诱发的深部地幔物质流动导致向下拖拽力引起的。因此,渤海湾盆地中异常沉降可能是一种动力 沉降。     

渤海湾盆地新生代沉降特征及其动力学机制探讨

综合分析了渤海湾盆地新生代以来断裂发育的分布规律,以及伸展量和沉积沉降随时间和空间的变化规律,并结合现今的深部结构特征,试图揭示盆地新生代沉降的地球动力学机制。发现在断陷阶段,断裂发育在时间和空间上控制了沉积沉降中心的迁移;坳陷阶段后期,在断裂作用非常弱的情况下,以渤中坳陷为中心,出现裂后加速沉降现象,并逐渐波及到相邻坳陷。断陷阶段的断裂发育和沉积沉降主要受板块运动形成应力场的控制,其沉降是岩石圈水平伸展和岩石圈垂向热减薄耦合作用的结果;而裂后加速沉降可能是岩石圈垂向密度突然变化及其后迅速热衰减造成的。     

渤海湾盆地惠民凹陷临商断层特征及其活动机制

临商断层为济阳坳陷惠民凹陷内部NE向展布的控洼断层之一,详细地分析这些断层的活动性对于深入了解古近系沙河街组沙三段开始沉积以来惠民凹陷的差异分化具有重要的意义。本文通过详细解剖临商断层的几何学特征,不同时期、位置的断层活动性,并结合新生代以来渤海湾盆地的构造演化,得出以下认识:①临商断层的雏形为一右旋走滑正断层。②断层的主枝由西往东活动速率逐渐增强,而分枝断层则表现为中间强、两侧弱。③时间上的差异性表现为古近系沙河街组沙三段沉积期—古近系沙河街组沙二段沉积期断层的活动性较强,在古近系沙河街组沙二段沉积期达到最高值,而后逐渐减弱,古近系东营组沉积期出现小规模的增强,新近系馆陶组沉积期断层活动性达到最低值,新近系明化镇组沉积期断层活动性开始增强。④空间上断层活动的差异主要是由于该断层走滑过程中形成的同向走滑断层的位置造成的,而时间上的差异性与渤海湾盆地新生代的构造演化具有较好的一致性。     

渤海湾盆地济阳坳陷热历史及构造—热演化特征

根据镜质组反射率和磷灰石裂变径迹古温标方法模拟的济阳坳陷地温演化情况表明,地温梯度在坳陷的演化过程中是逐渐降低的。在孔店组-沙河街组沉积期间地温梯度是较高的,最高可达5.5～6.0℃/100m,但在此期间地温梯度下降较快,在东营组沉积时期降为3.5～4.5℃/100m;在馆陶组沉积时期地温梯度变化很小,至第三纪末地温梯度已降至目前的3.5℃/100m左右。济阳坳陷的构造沉降特征表现为孔店组至沙四段沉积期间(65～43Ma)的快速构造沉降阶段和沙三段沉积(43Ma)以后的热沉降阶段,盆地的地热史模拟结果和构造沉降所揭示的坳陷演化阶段具有很好的对应关系。坳陷热历史研究为渤海湾盆地的构造-热演化提供了重要的认识。     

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。     

渤中坳陷超压-构造活动联控型流体流动与油气快速成藏

渤中坳陷是东营组沉积期及其之后渤海湾盆地沉降-沉积速率最高的地区, 亦是晚期断裂活动最强烈的地区.较高的沉降-沉积速率产生了重要的成藏物质效应: (1) 持续的较快速沉降-沉积使东营组发育较深湖-深湖相泥岩并成熟, 从而使渤中坳陷发育沙河街组和东营组2套有效源岩; (2) 较高的沉降-沉积速率引起的压实不均衡及伴生的源岩快速生烃引起较强的超压, 超压对有机质热演化的抑制作用使沙河街组源岩生、排烃滞后, 从而使沙河街组和东营组在晚期同时保持在较有利的生、排油阶段, 这是渤中坳陷油气资源丰富和油气晚期快速成藏的物质基础.较强的超压和强烈的断裂活动决定了超压-构造活动联控型流体流动, 进而决定了油气幕式快速成藏过程和油气分布: 油气主要富集于新近系, 新构造运动控制油气分布      

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。     

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。     

渤海湾盆地古近纪古地理特征与油气*

渤海湾盆地是一个典型的内陆裂谷盆地,内部发育6个坳陷、4个隆起、54个凹陷和44个凸起。沉积盆地的含油气性与其古地理分布有密切的关系。利用渤海湾盆地各坳陷大量的录井、岩心、古生物、测井、地震资料及前人的大量文献和数据,对渤海湾盆地各坳陷古近系孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组进行了全区对比和统层。在此基础上,对冀中坳陷、济阳坳陷、临清坳陷内东濮凹陷各组段的沉积相进行了分析,编制了这些区域的古地理图;充分利用前人文献和科研报告中所编制的辽河坳陷、黄骅坳陷、渤海海域古近系各组段的古地理图,编制了渤海湾盆地孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组的古地理图。渤海湾盆地发育数十个含油气凹陷,每个凹陷中心的深湖亚相泥岩构成烃源岩,而在凹陷的边缘发育近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、滩坝等砂体,构成重要的储集层,在有利的成藏条件下,凹陷中央的烃源岩向周围与之互层的储集层供烃形成油藏,在凹陷中央的烃源岩中,还发育了页岩油、页岩气、致密油气等非常规油气。因此,每个凹陷就是油气生成、运聚的基本单元,是一个独立的油气运移—聚集系统。生油凹陷的分布及其古地理特征控制了油气在渤海湾盆地古近系中的平面分布。     

渤海湾盆地古近纪古地理特征与油气*

渤海湾盆地是一个典型的内陆裂谷盆地,内部发育6个坳陷、4个隆起、54个凹陷和44个凸起。沉积盆地的含油气性与其古地理分布有密切的关系。利用渤海湾盆地各坳陷大量的录井、岩心、古生物、测井、地震资料及前人的大量文献和数据,对渤海湾盆地各坳陷古近系孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组进行了全区对比和统层。在此基础上,对冀中坳陷、济阳坳陷、临清坳陷内东濮凹陷各组段的沉积相进行了分析,编制了这些区域的古地理图;充分利用前人文献和科研报告中所编制的辽河坳陷、黄骅坳陷、渤海海域古近系各组段的古地理图,编制了渤海湾盆地孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组的古地理图。渤海湾盆地发育数十个含油气凹陷,每个凹陷中心的深湖亚相泥岩构成烃源岩,而在凹陷的边缘发育近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、滩坝等砂体,构成重要的储集层,在有利的成藏条件下,凹陷中央的烃源岩向周围与之互层的储集层供烃形成油藏,在凹陷中央的烃源岩中,还发育了页岩油、页岩气、致密油气等非常规油气。因此,每个凹陷就是油气生成、运聚的基本单元,是一个独立的油气运移—聚集系统。生油凹陷的分布及其古地理特征控制了油气在渤海湾盆地古近系中的平面分布。     

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)。     

渤海湾盆地中南部干热岩选区方向

渤海湾盆地是我国华北油气开发的主战场,多年的油气勘探开发积累了大量钻井、测录井及测温数据。通过对区内深钻井测温数据的分析研究,发现中南部的冀中坳陷、黄骅坳陷、临清坳陷和济阳坳陷是干热岩地热资源的主要富集区,温度≥180 ℃的热储主要发育在基岩潜山或斜坡区,埋深适宜,温度较高,有一定的天然孔渗条件。4个主要坳陷区4 000 m以深钻井平均地温梯度范围为3.07~3.32 ℃/100 m,5 000 m以深钻井平均地温梯度范围为2.96~3.27 ℃/100 m,埋深越大,地温梯度越低。坳陷区埋深在4 309~6 261 m时相继达到180 ℃温度,为干热岩目标埋深范围。不同坳陷、区块和井区达到180 ℃干热岩温度界限的深度相差较大。下古生界、中元古界和太古宇三套热储是渤海湾盆地中南部最具开发利用潜力的干热岩热储类型。冀中坳陷主要发育奥陶系灰岩、寒武系白云岩和中元古界白云岩热储,黄骅坳陷以奥陶系灰岩热储为主,济阳坳陷发育寒武系-奥陶系灰岩和太古宇变质岩热储,临清坳陷主要为奥陶系灰岩热储。坳陷区的凹中和凹边凸起区,顶面埋深3 000~5 000 m的前中生界潜山是主要的勘探方向,冀中坳陷河西务、长洋淀等潜山,黄骅坳陷南大港、千米桥等潜山,济阳坳陷桩西孤北等潜山,临清坳陷马场、文留等潜山是干热岩勘探开发有利区。干热岩勘探可与深层油气勘探开发相结合,进行不同类型资源的兼探和综合开发利用。     

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。     

济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组沉积相

济阳坳陷东营凹陷的主要含油层系为古近系沙河街组。沙河街组各段沉积相的展布各具特征,演化序列清楚。沙四段早期主要发育冲积—洪积扇,分布于湖盆的边缘地区;沙四段晚期,受北断南超的箕状构造背景控制,由北向南依次发育了近岸水下扇、滑塌浊积扇、半深湖相和滨浅湖濉坝相沉积。沙三段沉积时期是三角洲发育的鼎盛时期,三角洲的主体主要分布于凹陷的东部和中部地区,伴随着三角洲自东向西的推进及湖盆范围的不断缩小,沉积类型由早期的三角洲—滑塌浊积扇、三角洲—坡移浊积扇体系向晚期的河流—三角洲体系演化。南部斜坡带以河流相沉积为主,北部陡坡带垂向上由近岸水下扇—滑塌浊积扇、三角洲和辫状河三角洲组成。经过沙三段沉积时期三角洲等的填平补齐作用,到沙二段沉积时期以河流相沉积为主,只在凹陷西部的利津洼陷发育小规模的三角洲—浅湖相沉积。沙—段沉积时期湖盆发生大规模湖侵,物源供应减弱,以滨、浅湖相沉积为主,在凹陷南部边缘发育有滩坝相沉积。