潛北斷裂帶構造特征研究

龔曉星，呂 鵬，董 政，焦立波

邱 瑩，唐婷婷，馮美娜

（油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 （長江大學））

（長江大學地球物理與石油資源學院，湖北武漢430100）

潛北斷裂帶及其周緣位于中揚子東緣，處于秦嶺－大別弧形造山帶南緣、江南－雪峰弧形構造帶北緣，在印支末期－燕山早期，受大洪山逆沖推覆體西南方向和江南雪峰逆沖推覆體北東方向擠壓，形成了大洪山弧形北西向展布的疊瓦沖斷凸起，在漁洋－新溝嘴組沉積時期，受漢水斷層和荊門斷層拉張回滑的影響，在潛北斷裂帶上升盤形成了北西－北北西走向展布的漢水斷陷和荊門斷陷；燕山中期，受剪切－壓扭作用影響形成了一系列的北東向左行擠壓走滑斷層；荊沙組沉積時期反轉松弛，為北東向潛北斷層的孕育創造了良好的地質條件［1－5］；喜馬拉雅早期，在北西－南東伸展－引張作用下，導致在南側坡折帶基礎上逐漸過渡轉換形成了北東向潛北斷層的產生，進而形成了受潛北斷裂帶控制的潛江組、荊河鎮組北東向凹陷。斷裂帶兩盤構造特征表現顯著不同，以及各段構造樣式表現明顯差異。下面，筆者通過對比潛北斷層上下盤特征及斷裂各段構造樣式來解析潛北斷裂帶構造特征。

1 潛北斷裂帶兩盤構造特征解析

1.1 潛北斷裂上升盤構造特征

潛北斷裂上升盤為燕山早、中期大洪山推覆體鋒帶與中帶疊瓦逆沖帶，強烈的南北擠壓褶皺逆沖推覆，使研究區主體發育有3組北西向弧形疊瓦逆沖帶和一組北東向左行壓扭剪切帶，形成了研究區北部山－谷古地貌。燕山晚期地質應力反轉，伸展回滑隨即產生漢水和荊門2大控盆斷裂帶，次級斷層主要以順向斷層為主。燕山晚期－喜馬拉雅早期巖漿活動和斷裂回滑雙重作用下，導致荊門、漢水斷陷經歷了左旋掀斜，后經剝蝕改造，斷裂于漁洋組上段產生，沙市組強烈活動，荊沙組下段基本結束，形成了漢水、荊門后緣斷坳，并具有 “箕”狀斷陷結構的基本特征，總體形成 “兩突兩凹”的構造格局 （見圖1）。

1.2 潛北斷裂下降盤構造特征

在潛北斷裂下降盤發育有上、下第三系有2種類型的角度不整合面，一類為凹陷邊緣低角度不整合面 （∠5～10°），為喜馬拉雅中期抬升運動形成的區域不整合面［5］；另外一類為潭口凸起高角度不整合面 （∠20～45°），由鹽構造生長拱升后使上覆地層遭受剝蝕而形成的局部不整合。縱向上多條鹽脊、鹽墻、鹽丘、鹽滾和鹽泥復合構造：以潭口凸起及其2翼為例，由北向南出現王場、潭口、潭口西3組北西走向的鹽墻，鹽、泥及混合構造分布于漁洋組－潛江組各個層系中 （見圖2）。可見由鹽泥上拱隆升產生的發散狀斷裂構造樣式以及潛北斷層附近馬尾狀、Y式、多字型、漏斗狀等各種斷裂構造樣式。此外由于鹽泥塑性流動所致的鹽間、鹽邊向斜，以及鹽上背斜、低幅背向斜區較為多見。

圖1 松安 （部分）地震地質解釋剖面 （NE）

圖2 xplp380－qblp640－dplp1760測線地震解釋剖面 （NE）

2 潛北斷裂帶各段構造特征解析

潛北斷裂帶結構復雜，分支斷層多、斷面形態復雜，各段斷層傾角變化懸殊，斷距不一，斷裂構造樣式復雜多變。根據潛北斷裂上、下盤結構和各段斷裂類型、展布、產狀、斷距等參數，總體分為3段，與丫角低凸起、荊門凹陷、樂鄉關凸起、漢水凹陷、永隆河隆起古構造具有相對應關系，北西向正、負古構造單元導致其間各段形成與演化產生差別，加之鹽泥塑性作用改造，造成斷裂構造樣式存在差別，并且其間形成了各個級次不同時期形成的斷裂轉換帶。斷面幾何形態主要有平直狀、鏟狀、座椅狀等。斷層剖面組合類型以順向斷階、反向斷階、地塹、地壘、Y式、馬尾式、多字式、花狀等較為常見。斷層平面組合類型主要為側列式、放射狀、帚狀－品型、網格式、斜列式等 （見圖3）。

圖3 潛北斷裂帶斷裂分布圖

2.1 潛北斷裂帶東段構造特征

平面上以數條分枝斷層對向側列、斜列、網格狀、發散狀或是三角形斷塊群展布，斷裂構造體系復雜。剖面上斷面形態多變，次級斷層發育，特別是在潭口地區，下伏侵入鹽泥加劇了斷裂構造的復雜程度。

1）東段東部 東段東部主要為潭口以東地區，潛北斷裂體系也較復雜，類似西段的 “馬尾式”斷裂構造，不同點在于平面上分枝地層為北東方向延展，并與潛北主斷層呈小角度相交，與潛北斷層組成掃帚狀斷裂樣式。潛北主斷面傾角較緩，座椅狀已不是很明顯 （見圖3）。主干斷層高角度犁式結構，上、下段傾角稍有不同，斷裂構造特征為：下段漁洋組至潛四段，斷層呈平緩弧形，傾角45～75°之間，次生斷層主要分部在漁陽－荊沙組，呈 “Y”型和復 “Y”型結構。潛四段地層45°，牽引下凹，塑性性質明顯。上段潛三段－荊河鎮組，主干斷層呈弧形，傾角在45～50°之間，具有逆牽引背斜特征，后次生斷層切割，上部地層剝蝕，形成掃帚狀斷裂構造，淺層由于喜馬拉雅早期伸展作用產生次生共軛斷層。

縱向上，燕山中期壓扭可見走滑斷裂系統。荊沙組下段沉積后，潛北斷裂隨之產生，早期斷層陡，潛北主控斷層與次級斷層組成Y式與復Y式斷裂構造樣式，潛江組至荊河鎮組沉積時早期產生的逆牽引隨即被產生的次級斷層所切割形成馬尾式構造樣式，主要可見Y式、復Y式、帚狀、花狀構造樣式。

2）東段西部 東段西部主要在潭口地區，中構造層下段沉積時期為斷裂坡折帶轉變帶。荊沙組沉積時，潛北斷裂下降盤產生負荷差異，潛江組沉積時鹽泥產生，至荊河鎮組沉積鹽泥侵入上拱。地震剖面顯示潛北主控斷層有一個由緩到陡的轉折，縱向上形成 “座椅狀”，為先期樂鄉關隆起古殘丘與后期鹽巖塑性流動上拱共同作用的結果。主斷層附近可見馬尾構造、天窗構造和后期鹽泥塑性流動變形變位形成的各種斷裂構造樣式及鹽泥構造樣式。

2.2 潛北斷裂帶中段構造特征

中段在平面上以數條分枝斷層同向側列、斜列、對向側列或是網格狀，向西南方向延展，主斷層走向類似 “S”狀延展，以其拐彎處為界再細分為中西段和中東段。剖面顯示，西、中段的過渡帶由深至淺由老到新產生同向調節斷層，收斂于主干斷層，剖面上形成 “馬尾式”結構也較為常見 （見圖7）。由單一潛北主斷層所控制而形成的高陡構造帶，剖面上斷面形態上陡下緩，具有單條犁型深大斷裂的特點。

1）中東段 中東段斷裂體系相對復雜一些，地震剖面顯示潛北斷裂帶上盤顯現走滑斷裂系統，潛江組沉積時期，在伸展－裂陷作用下，緊鄰潛北斷裂帶下降盤受樂鄉關地壘近物源供給的影響，潛江組表現為相對脆性性質，因此下滑牽引作用導致次生斷裂發育。鐘市鏟式主斷層，縱向上由深至淺、由老至新，產生了同向調節斷層，并向主干斷層收斂，進一步產生次級斷層，形成了復雜的馬尾及Y式組合樣式。蚌湖地區，地震剖面顯示在凹陷沉降中心，潛北斷層高角度滑動的同時附近各個順向斷塊產生相對滑動，在深部形成由反向斷層轉換共同作用的高角度斷裂夾持的斷塊構成 “漏斗”狀結構，次生斷層少，在主干斷層強烈沉陷與沉降中心牽引作用下，縱向上形成了 “漏斗”狀、Y狀和燕山中期花狀構造樣式。

此外，在蚌湖以東地區潛北主干斷層附近的順向次級斷層常常消減于深部的塑性層中，潛三段－荊河鎮組地層可見 “多”字型斷裂構造樣式。上部多字型斷裂變形樣式發育，說明緊鄰斷裂為受下降盤強烈正牽引和地層脆性增強作用的結果，而遠離潛北主干斷層的下降盤地層塑性較強，斷裂不甚發育。

2）中西段 中西段斷裂體系相對比較簡單，在中段下降盤前緣，中西段潛四下段地層表現為明顯的 “楔狀”外形，而中西段其余潛江組地層向斷層處均抬升，層厚沒有十分明顯的變化，這表明潛北斷層在潛四下段沉積時明顯的控制了地層的沉積，出現了斷陷沉積的特點，顯現出了同沉積斷層的作用。荊沙組早期及之前，北部荊門凹陷與南部潛江凹陷在坡折過度的基礎上形成了潛北斷裂，剖面上可見以其為主的順向斷階和馬尾狀斷層，進而形成次級斷層構成Y型構造樣式。其中，遠離潛北主干斷層下降盤塑性增強，斷裂較少發育。

2.3 潛北斷裂帶西段構造特征

斷裂體系較為復雜，平面上以數條分枝斷層同向側列或是斜列，向西南方向延展，帚狀－品型亦較多見。剖面上伸展裂陷作用下，斷塊旋轉下掉并形成與主斷層同向或反向斷階，各斷層間斷面近于平行。潛北斷層上升盤地層強烈的正牽引作用下下傾拉伸。剖面顯示，荊河鎮組沉積時期，潛北斷層向西逐漸消失，向西表現為由南傾順向斷階轉變為南、北傾的壘塹式結構。總體表現為以北西傾反向Y型斷裂組成，也是主控斷層，南部為順向斷階，潛北斷層已弱化為K2－Exgz層系脊式斷裂樣式，斷裂帶傾向已完全由北西傾向斷層占主導。

3 結 語

潛北斷裂帶上升盤為燕山早、中期大洪山推覆體鋒帶與中帶疊瓦逆沖帶，后期在燕山晚期－喜馬拉雅早期巖漿活動和斷裂回滑雙重作用下，導致荊門、漢水斷陷經歷了左旋掀斜，形成 “兩突兩凹”的構造格局。潛北斷裂下降盤上、下第三系凹陷邊緣低角度不整合面為喜馬拉雅中期抬升運動形成的區域不整合面，潭口凸起高角度不整合面為由鹽構造生長拱升后使上覆地層遭受剝蝕而形成的局部不整合。潛北斷裂帶具有明顯的分段性，具有中段相對簡單，西段較復雜，東段復雜的結構特點。該斷層中部控盆最為強烈，西、東部稍弱，具有斷層落差巨大、切割地層層系多、斷面形態多變、傾角變化大、平面延伸距離遠等特點。