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徐家围子断陷深层挤压构造样式及成因分析

来源:个人技术集锦
断 7I4 第17卷第6期 块 油 气 田 20l0年11月 FAULT-BLOCK OIL&GAS FⅡ:LD 文章编号:1005—8907(2010 J06—714—04 徐家围子断陷深层挤压构造样式及成因分析 郭 峰1,2 蔡周荣 万志峰s 徐力峰 梁正中5 (1.Il1国科学院广州地球化学研究所,』一东广州510640;2.巾围科学院研究生院,北京100049;3.中II J大学海洋学院,广东广州510275 4.广东有色T‘程勘察设计院,广东1 州510080;5,巾原油田分公司勘探开发研究院.河南濮阳457001) 摘 要 以J D Lowell的构造样式分类方案为基础,时研究区三维地震资料进行了精细解释,指出该区主要发育5种挤压 构造样式:断弯褶皱构造、断展褶皱构造、挤压背斜构造、断背斜构造、正反转构造。研究认为.沙河子组末期的西太平洋板 块斜向俯冲导致郯庐断裂带大规模左旋走滑及营域纽时期西太平洋正向俯冲与地幔上涌,是徐家围子断陷挤压构造样式 形成 主要原因。同时,营城组沉积时期的火山活动,也是形成局部挤压的应力场的另一个重要原因: 关键词挤压构造样式;分布规律:动力学机制:徐家围子断陷 中图分类号:P-5423l 文献标志码:A Deep compressional structure styles and genesis analysis in Xujiaweizi fault depression Guo Feng Cai Zhourong Wan Zhifenga Xu Lifeng4 Liang Zhengzhong (1.Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640,China;2.Graduate School of Chinese Academy of Science ̄Beijing 100049,China;3 ̄chool of Marine Science,Sun Yet-Sen University,Guangzhou 510275,China; 4.Guangdong Nonferrous Metals Engineering Investigation and Design Institut,Guangzhou e510080,China;5.Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilifeld Company,SINOPEC,Puyang 457001,China) Abstract:Based on J D Lowell S classification scheme about structure style.the precise interpretation of three—dimensional seismic data is conducted in this study area.Five kinds of compressional structures are developed in Xujiaweizi fault depression,including fault—bend Md,fault-propagation fold,compression anticline,faulted anticline and positive inversion structure.The study shows that the extensive sinistral strike—slip of Tanlu fauh ZOlle and the fbrward direction underthrust an(i mantle upwelling of western Paciifc plate at Yingcheng Formation period,caused by the declinate underthrust of western Paciifc plate at the last stage of Shahezi Formation,are nla}n fmming reasons of eompressional structure style in Xujiawelzi fault depression.Meanwhile,the voleanie activity during the sedimentation of Yingcheng Formation is also an important reason of stress field formation of regional compressional stuctrure in this area. Key words:compressional structure style,distribution rule,dynamic mechanism,Xujiaweizi fault depression. 对构造样式的研究一直是油气田构造研究中重要 l 区域地质背景 徐家围子断陷位于松辽盆地北部,近NNW向展 布,西与中央古隆起带以断层相隔,东侧与尚家一朝阳 沟隆起带呈斜坡过渡,是由徐西断裂、徐中断裂及徐东 的基础内容之一…。它不仅涉及对含油气盆地性质、类 型及其动力学的分析与认识。同时也影响到构造变形 特征及时空演化的判识和分析,而且直接关系到油气 藏的圈闭类型、成藏条件及勘探目标评价。新世纪以来 大庆油田中浅层的油气开发普遍进入了高含水期,所 以向深部发掘.就成了最主要的勘探方向 通过近几 花状断裂构造带这3条主要断裂(带)控制的复式箕状 断陷,总体呈现西断东超结构。文中所指“深层”主要指 年高分辨率的三维地震勘探,对徐家围子断陷深层构 造有了更为深入的认识。通过对徐家围子断陷深层挤 泉头组(K q)二段及其以下地层,包括2个构造层:上 侏罗统一下白垩统断陷构造层和下白垩统坳陷构造 压构造样式综合分析,划分了5种典型的挤压构造样 式,并深入探讨了其动力学成因机制。 层。自下而上分别为火石岭(J,hs)、沙河子(K sh)、营城 (K yc)、登娄库(K d)及泉头组(K q)l、2段_3 。本区构 弓I用格式:郭峰,蔡髑荣,万志蜂,等.徐家围子断陷深层挤嫒构造样式及成囡分析[J]晰块油气田,2om,17(6):71 7l7. , ( o Feng;Cai Zhouro ̄g,W ̄Zhifeng,eI .Deep eompres ̄i  ̄true。iare styles ahd学enesis anal i8jn Xujlaweizi{ault depressip ̄[J]。 缎量Gas Field 2010,17 6 ̄i714"71雾 。 j÷ | || 。 。≯簦 第l7卷第6期 郭峰.等:徐家同子断陷深层挤压构造样式及成困分析 造发育大致经历了基底形成阶段(火石岭期之前)、初 始裂陷阶段(火石岭期)、强烈断陷阶段(沙河子期)、基 底快速隆升阶段(沙河子末期)、断拗转换阶段(营城 期)以及坳陷阶段(登娄库期以后) 。 的一系列构造组合。本区典型挤压构造样式有5种 (见图1) 2.1 断弯褶皱 断弯褶皱构造样式是在挤压作用下,坡坪式逆冲 断层的位移会使上盘的断坡部分逆冲到下盘的断坪之 上。上盘岩层受断层面形态制约而发生褶皱变形 主要 2挤压构造样式类型 常见的3种构造样式类型分别是伸展构造样式、 挤压构造样式及走滑构造样式。它们表达了一种特定 的形变机制及变形图像,是在特定构造变形条件下所 产生的一系列构造变形的总体概貌 。挤压构造样式 是在水平挤压应力作用下,地层发生冲断、褶皱而行成 发育于中隆起带南端的升平凸起上,由于升平凸起是 徐家围子断陷的油气重点勘探区,前人把这种构造样 式从北至南形成的区带称为升平一兴城断弯褶皱带 (见图la)。该种构造样式一般规模较小,影响范围较 小,属于区带级的构造样式。 a断弯褶皱 b断展褶皱 c挤压背斜 d断背斜 e正反转 图1 徐家围子断陷挤压构造样式类型 7l6 断 块 油 气 田 2.2断展褶皱 断展褶皱构造样式是伴随着逆冲断层的位移减 小,断层上盘及上覆地层发生褶皱变形而形成的。断展 褶皱作用与下伏逆冲断层的断坡密切相关.但褶皱形 成于逆冲断层终端,而且是在断坡形成的同时或近于 同时发生的,这意味着逆冲断层沿着断坡的位移逐渐 消失以至停止.褶皱实际上是塑性应变的地质表现。主 要分布在榆西断展褶皱构造带上.一般规模较小,影响 范围也较小,属于区带级构造样式。从地震剖面分析可 以看出,该构造带主要形成于营一段沉积之后,来自东 面的强挤压应力把沙河子组沉积时期形成的西倾主干 正断层变成了东倾,上覆地层发生严重的弯曲变形,反 映了营城期在徐家围子断陷的中部强挤压应力场特征 (见图lb)。 2.3挤压背斜 挤压背斜构造样式既可以是后期挤压作用形成, 也可以是同沉积阶段挤压作用形成.在地震剖面上表 现为地层的波浪式起伏。一般发育于断陷的中部,在薄 荷台凹陷中部和安达中央凹陷中部多有分布。挤压背 斜构造样式主要形成于营一段和营三段沉积时期(见 图1c),影响范围比较小,属于区带级构造样式,地层 的变形不强烈,反映了一种较弱的近东西向挤压应力 场特征 挤压背斜构造样式是该地区重要的油气勘探 靶区。 2.4断背斜 断背斜构造样式是由断裂控制错断并控制的特殊 背斜构造样式.多为后期在挤压应力背景下形成,这种 构造样式在徐家围子断陷中部升平凸起东侧的徐东坳 陷内较为发育.发育的层位为营三段和营四段,推测为 挤压后期应力场逐渐减弱之后形成的(见图】d),挤压 变形程度不大,反映了一一种较弱的挤压应力特征,影响 范围较小 断背斜构造样式和断弯褶皱构造样式均属 于区带级构造样式 2.5正反转 正反转构造是由早期的张性断层.在后期转变为 压性断层形成的一种反转构造。徐家围子断陷主要发 育断裂型及褶皱型正反转构造(见图1e),早期形成正 断层之后,后期的挤压作用造成地层发生弯曲变彤,向 上拱起,但并未形成逆断层,反映了较弱的挤压构造反 转的特征。但正反转构造的单个构造影响范围比较小, 属于区带级构造样式.受早期拉张晚期挤压应力作用 形成 3成因机制分析 松辽盆地所在的中国东北地区,被西伯利亚板块、 华北板块和西太平洋板块所挟持,其内部的徐家围子 断陷的形成演化也受到了各板块的影响。沙河子组沉 积末期,由于伊泽奈奇板块俯冲逐渐消减,西太平洋板 块的斜向俯冲加幄,造成了郯庐断裂带的大规模左旋 走滑运动,徐西控陷断裂被徐中断层走滑错开,在走滑 作用下形成徐东花状构造断裂带。由于郯庐断裂带的 西侧形成了局部的挤压应力场,加上这时开始受到盆 地热隆拉张后的冷却作用影响,松辽盆地和徐家围子 断陷的张性环境逐渐减弱。局部产生了挤压应力场特 征F7 ̄83(见图2) a平面示意 4一松辽盆地一 b A—A 剖面示意 图2沙河子末期徐家围子深层挤压构造样式成因机制模式 营城组沉积时期,西太平洋板块由斜向俯冲逐渐 转变为正向俯冲,该断陷处于挤压应力环境,这时期的 地幔上涌表现为营一段和营三段强烈的火山喷发,火 山活动之后由于地幔上涌后进入的热冷却作用逐渐加 强 该断陷仍处于近东西向挤压应力场,区域性挤压作 用形成了火石岭组和沙河子组地层发生褶皱反转甚至 逆冲,盆地抬升,遭受剥蚀,形成上述各种挤压构造样 式(见图3)。此时火山活动加强,岩浆的向上侵入也会 占据一定的空间,造成断陷内地层的局部挤压作用,形 成局部挤压的应力场环境(见图4),这是挤压构造特 征形成的另一个原因E9-1o J 第17卷第6期 郭 峰.等:徐家围子断陷深层挤压构造样式及成因分析 7】7 a平面示意 b A--/i 剖面示意 图3营城期徐家围子深层挤压构造样式成因机制模式 图4岩浆上涌对地层的局部挤压作用剖面 4结论 1)本区典型的挤压构造样式有:断弯褶皱、断展褶 皱、挤压背斜、断背斜和正反转构造。 2)近东西向挤压应力场是在沙河子组末期的西太 平洋板块的斜向俯冲和营城组沉积时期的西太平洋板 块的正向俯冲下形成的。营城组沉积时期的火山活动、 岩浆侵入是形成局部挤压的应力场环境的重要原因。 参 考 文 献 l1张功成,朱德丰.松辽盆地伸展和反转构造样式 J].石油勘探与开 发,1996,23(2):16—20. 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