郯廬走滑斷裂帶消逝端斷裂特征與油氣成藏

王玉秀，官大勇，張宏國，麻旭剛

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452）

引 言

郯廬斷裂帶是中國東部的一條巨型走滑斷裂帶，貫穿渤海海域，其演化過程對渤海盆地構造演化、沉積體系和油氣成藏起到明顯的控制作用。勘探實踐表明，渤海海域目前已發現眾多大中型油氣田均沿郯廬斷裂帶分布，表明郯廬斷裂帶油氣極為富集[1-2]。目前在渤南低凸起東側的郯廬斷裂帶上已經發現了蓬萊19-3、蓬萊19-9、蓬萊25-6油田。

渤南低凸起北側緩坡區被郯廬斷裂西支貫穿，并向渤中凹陷內傾沒、消逝。且該區緊鄰渤中和黃河口兩大富烴凹陷[3-6]，因此渤南低凸起北側緩坡區是一個有利的油氣聚集場所。鉆探結果表明，該區油氣集中分布于潛山頂部、館陶組底部和明化鎮組下段。此次研究主要針對新生界構造，通過對郯廬斷裂消逝端斷裂特征與構造樣式的研究，明確下部勘探方向。

1 區域地質背景

研究區包括渤南低凸起和向渤中凹陷的斜坡區2個三級構造單元，凸起區潛山地層以古生界寒武系、奧陶系地層為主，局部殘留中生界地層，新生界東二下段直接覆蓋在潛山之上，斜坡區地層較齊全，沙河街組地層超覆在潛山之上，新近系地層較全。

研究區新近系為河流-淺水三角洲沉積環境。館陶組沉積時期，該區處于河流-湖泊交互沉積，鉆井揭示地層巖性組合為砂泥巖互層，砂巖含量為36.4%；明化鎮組沉積時期，該區整體處于淺水三角洲沉積環境，水體較穩定，砂巖含量為22.8%。總體來看該區新近系儲層發育適中，儲蓋組合理想。

2 斷裂特征

2.1 斷裂系統劃分

受不同時期局部應力場的影響，郯廬走滑斷裂垂向活動存在差異性，基本上可以分為上下2套斷裂系統：下斷裂系統指中生代末及古近紀初以扭壓走滑斷層為主的斷裂組合[1]；上斷裂系統是指新近紀—第四紀以扭張伸展斷層為主的斷裂組合。

2.2 斷裂平面特征

古近紀時期，渤南低凸起基底沿NNE向斷裂右旋走滑，表現為多支斷裂，呈雁行排列，且活動性強，走滑位移量大，產生主滑動斷面，走滑次級斷裂在兩側呈羽狀排列，并以小角度與主滑動面相交，走滑過程中伴隨有局部NE—SW向擠壓；新近紀時期走滑位移量減小，主滑動斷面不明顯，且分節、分段。斷層沿主走滑方向（NNE）呈雁列排列。

2.3 斷裂剖面特征

上下2套斷裂系統在剖面呈花狀（圖1）。花狀構造樣式是走滑斷裂的典型標志，走滑斷層是巖石圈或者地殼體之間的側向運動，走滑斷層常具有一定的傾向分量，形成走滑伸展或者走滑擠壓變形，走滑伸展變形形成負花狀構造，走滑擠壓變形形成正花狀構造[7-8]。渤南低凸起北側緩坡區為扭張作用形成的負花狀構造：主走滑斷裂高角度或垂直插入基底，次級斷裂收斂于主走滑斷裂，向上散開，呈花狀。

圖1 渤南低凸起北側緩坡區典型走滑斷裂地震剖面

3 斷裂活動對油氣成藏的控制作用

3.1 構造樣式

由于斷層組合型式差異，形成不同的構造樣式。研究區識別出背形、向形、單斜負花狀構造及翹傾狀地壘4種斷層樣式（圖2），其中負花狀構造主要分布在構造脊部位，而翹傾狀地壘發育在構造脊之間的走滑調節帶。3種負花狀構造樣式的不同主要體現在地層的構造形態方面：背形負花狀構造的地層表現為上拱的背形，單斜負花狀構造的地層表現傾向一致的單斜狀，而向形負花狀構造的地層卻表現為向兩端翹傾的形態，不同的構造樣式是局部應力差異所造成。

圖2 渤南低凸起北側構造樣式劃分

構造樣式不同決定了研究區圈閉類型的差異。郯廬走滑斷裂早期活動使該區形成2個古構造脊。西側為22構造脊（包括222/223/224/225構造），東側為23構造脊（包括231/232/233構造），二者以一淺鞍相隔。

潛山基底及古近系的構造形態受控于走滑斷裂，在古構造脊上繼承發育，以背形負花狀構造和單斜負花狀構造為主，形成斷背斜和斷塊圈閉[9-11]，位于花狀構造的花心部位（圖3）。

圖3 潛山基底圈閉發育特征

新近系圈閉分2類：Ⅰ類分布在2支走滑斷裂帶兩側，即負花狀構造外瓣，受控于伸展斷裂，以翹傾狀地壘樣式為主，形成斷鼻、掀斜斷塊類型圈閉，圈閉面積大；Ⅱ類分布在走滑斷裂帶，負花狀構造花心，古構造背景上繼承性發育，以墻角斷塊類型圈閉為主，面積小（圖4）。由于斷層組合形式、運動方式和斷塊結構均存在有差異，因此在其他條件基本一致的情況下，背形負花狀構造和單斜負花狀構造樣式的圈閉更有利于捕獲油氣[11]。

圖4 新近系明下段圈閉發育特征

3.2 斷裂與油氣成藏關系

22—23構造區位于渤南低凸起北側緩坡帶，北側緊鄰渤中富生烴凹陷，油源條件優越。已經證實渤中凹陷發育東營組和沙河街組2套成熟的烴源巖。此外渤中凹陷沙一、二段普遍發育異常高壓，為油氣橫向向22—23構造區長距離的運移提供了充足的動力。

主走滑斷層由于剪切過程中在斷層面形成摩擦鏡面或泥巖涂抹，當涂抹系數達到或超過臨界值時，斷面具有很好的封閉性，可以作為控圈斷層。長期活動的伸展斷裂對油氣運移起積極作用。油氣主要沿潛山不整合面橫向運移，通過長期活動斷裂對油氣進行垂向疏導，晚期斷裂活動對油氣進行再分配，并于圈閉處聚集成藏[12-15]。

斷層分維特征是定量描述油氣運移、聚集條件的一個重要參數。分維數越大，表明斷層體系空間分布復雜程度越大，油、氣向上運移的通道條件越好，分維數與斷裂體系輸導效率通常呈正相關[16]。選取23構造區作為研究對象，對其不同反射層進行分維數的計算（表1）。由T3M到T02，斷層分維數由小變大，表明淺層的油氣運移較為活躍。233構造的A井淺層油氣成藏證實了這一觀點。

表1 23構造區反射層分維數計算統計

0.5 1.0 2.0 4.0明化鎮下段中 464 119 35 9 1.883館陶頂 456 116 34 9 1.876東營頂 196 79 32 9 1.464東二段上頂 135 69 26 9 1.313東三段頂 92 40 18 6 1.297

4 結 論

（1）由于受郯廬斷裂西支的影響，研究區發育的走滑斷裂分上、下2套斷裂系統。下套斷裂系統以主走滑斷裂發育為主，派生斷裂與之銳角相交；上套斷裂系統以以伸展斷裂為主，主走滑作用減弱，只在23構造脊發育，呈節狀，多段式。剖面上上下2套斷裂呈花狀。

（2）局部應力場的差異，形成不同的構造樣式，研究區共包括背形負花狀、翹傾狀地壘、單斜負花狀和向形負花狀4種構造樣式。這4種構造樣式控制形成斷背斜、斷鼻和斷塊等圈閉類型。古近系及基底以背形負花狀和單斜負花狀構造為主，形成斷背斜和斷塊類型圈閉，新近系以翹傾狀地壘構造為主，形成復雜斷塊圈閉。

（3）斷裂不僅控制了圈閉的形成，也是油氣垂向運移的重要通道，通過斷層分維特征分析，認為新近系油氣運移活躍，因此，新近系背形負花狀和單斜負花狀構造更有利于油氣成藏，并得到鉆井證實，也是下一步勘探的有利方向。

[1]龔再生，蔡東升，張功成.郯廬斷裂對渤海海域東部油氣成藏的控制作用[J].石油學報,2007,28(4):1-10.

[2]馬慶佑，沙旭光，李玉蘭，等.塔中順托果勒區塊走滑斷裂特征及控油作用[J].石油實驗地質,2012,34(2):120-124.

[3]王昕，王永利，官大勇，等.環渤中凹陷斜坡區淺層油氣地質特征與勘探潛力[J].中國海上油氣,2012,24(3):12-16.

[4]王昕，高坤順，王玉秀，等.廟西南凸起勘探發現與油氣成藏條件分析[J].特種油氣藏,2013,20(2):16-20.

[5]姜福杰，龐雄奇.環渤中凹陷油氣資源潛力與分布定量評價[J].石油勘探與開發,2011,38(1):23-29.

[6]張如才，彭文緒，王德英，等.黃河口凹陷油氣勘探潛力分析[J].石油地質與工程2009,23(2):9-13.

[7]夏義平，劉萬輝，徐禮貴，等.濰北拉分盆地形成演化及其對油氣條件的控制[J].石油勘探與開發,2004, 31（6）:32-35.

[8]戴傳固，秦守榮，陳建書，等.試論貴州深部隱伏斷裂特征[J].地質科技情報,2013,32（6）:1-6,13.

[9]徐朝暉，徐懷民，林軍，等.準格爾盆地西北緣256走滑斷裂帶特征及地質意義[J].新疆石油地質,2008,29(3):309-310.

[10]蔡蕊，劉浩.南堡凹陷高柳斷裂帶構造變形特征與物理模擬研究[J].特種油氣藏,2013,20(4):41-44.

[11]馬新民，趙凡，張菊梅，等.柴西芒崖坳陷中心新構造樣式的確立及意義[J].新疆石油地質,2012,33(6):684-686.

[12]王應斌，黃雷，王強，等.渤海淺層油氣富集規律-以黃河口凹陷為例[J].石油與天然氣地質,2011,32(57):637-641,650.

[13]張奎華.復雜山前帶基于層序地層格架的油氣成藏規律［J］.大慶石油地質與開發,2013,32(2):16-21.

[14]李才,周東紅,呂丁友,等.郯廬斷裂帶渤東區段斷裂特征及其對油氣運移的控制作用[J].地質科技情報,2014,33(2):61-65.

[15]吳國強,呂修祥,周心懷,等.新生代郯廬斷裂活動在萊州灣地區的響應[J].石油實驗地質,2013,35(4):407-413.

[16]徐兵.塔里木盆地塔中地區斷裂分形特征[J].油氣地質與采收率,2007,14(4):35-37.