姜芹芹, 周紹榮, 朱 光, 謝成龍, 王巖生, 吳進飛
(1.淮安市地質礦產勘查院,江蘇淮安223001; 2.合肥工業大學資源與環境工程學院,安徽合肥230009)
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蘇北盆地高郵凹陷隱蔽性斷層構造特征分析與預測
姜芹芹1, 周紹榮1, 朱光2, 謝成龍2, 王巖生1, 吳進飛1
(1.淮安市地質礦產勘查院,江蘇淮安223001; 2.合肥工業大學資源與環境工程學院,安徽合肥230009)
摘要:晚白堊世晚期—新生代發育的高郵凹陷,是蘇北盆地南部典型富含油氣的半地塹式斷陷盆地,自南向北分為南斷階、深凹帶與北斜坡。該凹陷復雜斷裂構造系統與相應的沉積格局受印支期NEE向逆沖基底斷層系與晚侏羅世伊澤納崎板塊高速斜向俯沖形成的NNE向左行平移基底斷層系影響,同時受古近紀期間區域近SN向拉張應力狀態控制。北斜坡東部花瓦構造帶主體EW向正斷層與NNE向隱蔽性斷層發育了限制型、連接型、復合型3類隱蔽性斷塊圈閉模式,同時在平面上形成多種組合樣式。通過研究花瓦區隱蔽性斷塊圈閉實例與有限差分法數值模擬,分析總結出高郵凹陷NNE向隱蔽性斷層的成因機制與構造特征,并推斷了5條隱蔽性斷層發育帶。
關鍵詞:基底斷層;斜向拉伸;隱蔽性斷層;斷塊圈閉;高郵凹陷;蘇北盆地;江蘇
0引言
蘇北盆地南部油氣富集的高郵凹陷已進入高成熟勘探階段,再勘測到規模較大的構造油氣圈閉的機率很低(邱旭明,2003;鄧麗娟等,2009)。因此,采用全三維地震勘探技術對高郵凹陷內部復雜斷裂構造系統進行分析解釋,最終在尋找隱蔽性油氣藏方面取得顯著成果。
本次工作主要依據高郵凹陷精細地震解釋資料,并參考前人相關研究成果,重點剖析已探明的花瓦構造帶隱蔽性斷裂構造特征與斷塊圈閉發育模式,解析高郵凹陷隱蔽性斷層的成因,進而為整個凹陷隱蔽性斷層的空間分布提供理論預測,也為未來勘探隱蔽性圈閉指明了方向。
1地質概況
高郵凹陷位于蘇北盆地東臺坳陷中南部,為典型的南斷北超、南深北淺單斷裂谷式凹陷(圖1)。凹陷整體呈NEE走向,包含3組正斷層系統:發育程度最高的NEE向斷裂系、主要分布在北斜坡的近EW向斷層系及多被限制在前2組斷裂系統之間并呈斷續分布狀態的NNE向斷層系。高郵凹陷被劃分為北斜坡、深凹帶與南斷階3個次級構造帶,其中北斜坡指漢留斷裂與吳②斷裂以北的區域,包括吳岔河構造帶、劉陸次凹、花莊—瓦莊構造帶(簡稱花瓦構造帶)等6個次級構造單元。位于北斜坡東部的花瓦構造帶分為花莊、瓦莊2個次級構造區,屬于斷裂構造系統相對復雜的區域(圖2、圖3)。
通過分析高郵凹陷的構造事件、深淺地層建造關系以及地層巖性特征等,可將凹陷的沉積蓋層分為3個次級構造層(表1),包括分散伸展斷陷階段發育的泰州組與阜寧組組成的下構造層、由始新統戴南組和三垛組構成的中部構造層以及新近紀以來的拗陷階段發育的上構造層。此外,在中構造層發育期間強烈的構造變形促使高郵凹陷的3個次級構造單元基本定型(鄧麗娟等,2009;朱光等,2013),此時凹陷屬于集中斷陷型盆地,類似于窄裂谷盆地(Benes et al.,1996)。

圖1 高郵凹陷構造單元劃分平面圖與代表性地震解釋剖面圖(據中石化江蘇油田分公司地質科學研究院,2012,2013)Fig.1 Map showing tectonic unit division of the Gaoyou Sag in Subei Basin and a typical seismic interpretation profile(a) tectonic unit division of the Gaoyou Sag; (b) seismic interpretation profile along line G45
2盆地基底與古近紀應力狀態
蘇北盆地位于郯廬斷裂帶東側、蘇魯造山帶南側的下揚子地臺北部,是蘇北—南黃海盆地的西部陸上部分。下揚子地臺主要經歷了震旦紀—中三疊世地臺海相蓋層發育階段、中三疊世末—中侏羅世印支—早燕山期前陸變形與沉積階段、晚侏羅世左行平移斷裂活動與區域性隆起階段和白堊紀伸展斷陷階段,最終形成現今的蘇北盆地基底(董樹文等,1994;邱海峻等,2006;梅廉夫等,2008)。
下揚子地臺第一階段發育的連續沉積海相地層代表相對穩定的沉積蓋層(梅廉夫等,2008)。在中三疊世末期,華北、揚子兩大板塊發生陸-陸碰撞形成大別—蘇魯碰撞造山帶,促使揚子板塊北部前陸變形帶發育了一系列平行于蘇魯造山帶的北傾逆沖斷層(董樹文等,1994;梅廉夫等,2008;Zhu et al.,2009),由此形成了蘇北盆地NEE走向基底斷層。隨后,西太平洋區大洋板塊在晚侏羅世或中—晚侏羅世之交向中國東部大陸邊緣高速斜向俯沖,促使郯廬斷裂發生大規模的左行平移,同時發育了以郯廬斷裂帶為代表的NNE向左行平移斷層系(Zhu et al.,2009),因此形成了蘇北盆地NNE向基底斷層。中國東部在晚侏羅世處于廣泛缺失沉積的區域性隆起狀態,與此期間壓扭性動力學背景及郯廬斷裂帶大規模左行平移現象相吻合(朱光等,2007)。在白堊世期間,伊澤納崎板塊俯沖方向與俯沖角的變化(Maruyama et al.,1997),促成中國東部區域性構造背景轉變為伸展性動力體制,郯廬斷裂帶也相應轉變為伸展活動,產生了強烈的巖漿活動并控制發育了一系列斷陷盆地(牛漫蘭等,2008;朱光等,2008),高郵凹陷就是最具代表性的斷陷盆地類型之一。

圖2 蘇北盆地高郵凹陷反射層構造圖(據中石化江蘇油田分公司地質科學研究院,2012,2013)Fig.2 Structural maps of reflection horizons for the Gaoyou Sag, Subei Basin(a) structural map of reflection horizon ; (b) structural map of reflection horizon
綜合研究現有的勘探資料(中石化江蘇油田分公司地質科學研究院,2012,2013)可知,高郵凹陷古近紀發育了張扭性正斷層與僅傾向滑動的近EW向正斷層(圖2),這種現象除了說明盆地2組基底斷層在區域拉張應力下復活并形成右行平移正斷層系外,新生的近EW向斷層表明高郵凹陷在古近紀斷陷期處于近SN向拉張應力狀態下。目前,已有眾多學者對中國東部盆地古近紀應力場狀態進行過模擬與推測,通過盆地斷層構造格局分析、物理實驗模擬、軟件數值模擬以及借助系統測量古近系正斷層擦痕反演出的應力場均表明,古近紀期間整個中國東部斷陷盆地均受近SN向拉張應力影響(周建勛等,2006;馮陣東等,2010;朱光等,2013),這一結論驗證了筆者對高郵凹陷古近紀區域應力背景的推斷。

圖3 高郵凹陷花瓦構造帶反射層構造圖與代表性地震解釋剖面圖(據中石化江蘇油田分公司地質科學研究院,2012,2013)(a) 花瓦構造帶反射層構造圖; (b) GX48線地震解釋剖面; (c) GX57線地震解釋剖面Fig.3 Structural maps of reflection horizon for the Huawa tectonic zone in the Gaoyou Sag and a typical seismic interpretation profile(a) structural map of reflection horizon in the Huawa tectonic zone; (b)seismic interpretation profile along line GX48; (c) seismic interpretation profile along line GX57
3花瓦構造帶隱蔽性斷塊圈閉
3.1隱蔽性斷層
油氣盆地中的隱蔽性斷層一般是指常規地震勘探中難以解釋的斷距較小、延伸短的小型斷層。這類斷層在地震剖面上大多數表現為同相軸微小錯開或扭曲、振幅突然變弱等形式,具有較強的隱蔽性。針對上述問題,綜合應用剖面顯示法、譜分解法、相干體法等高新地震解釋技術,在高郵凹陷花瓦構造帶識別出一系列NNE向隱蔽性斷層,成功勘探開發了大量隱蔽性構造油氣藏。
表1高郵凹陷地層序列與構造事件簡表
Table 1Simplified table showing stratigraphic sequence and tectonic events of the Gaoyou Sag, Subei Basin

蘇北斷陷盆地常見的構造圈閉是斷鼻和斷塊圈閉群(帶)(劉玉瑞等,2004;邱旭明,2005;牟榮,2006),而花瓦構造區近EW向斷層與南傾地層很難構成斷鼻構造圈閉,易與斷續分布在主體斷裂之間的NNE向斷層形成斷塊圈閉。選取具代表性的隱蔽性斷塊構造(圖3a),研究控制這些斷塊圈閉發育的隱蔽性斷層的構造特征,從而為分析隱蔽性斷塊圈閉的發育模式提供依據。
花11塊位于花莊構造帶中部,是由2條相交北掉的正斷層共同控制的斷塊構造。其西界為最新地震資料解釋的NNE向隱蔽性小斷層,而北界是較大型的NEE向斷層,斷距大約在60~100 m。該塊地層南傾北抬明顯,與2條相交斷層共同發育了隱蔽性斷塊圈閉。臨近花11塊的花17塊屬于典型的含隱蔽性油藏的斷塊構造。2條相間排列的大型EW向斷層西側被NNE向隱蔽性斷層切割,同時東側被1條類似的NE向小斷層圍限,四者共同控制構成了特征性的類平行四邊形斷塊構造。處于花莊北構造西翼的花16塊主要由北側EW向大型主控斷層、南界延伸不長的EW向正斷層與西側的NNE向斷層相交形成的斷塊構造。位于瓦莊構造西部的隱蔽性瓦4斷塊與花16塊形態類似,但南、北兩界斷層規模正好相反。
位于瓦4塊西側的瓦2、瓦3塊是由1條弧形延伸的NE-NNE向斷層控制發育的斷塊構造,它的北、南邊界都與北傾的EW向斷層相交。由下文成因分析可知,這2個含油斷塊西側邊界斷層由2個小型隱蔽性的NNE向斷層連接后形成的正斷層組成。同樣,早期的NNE向隱蔽性斷層向北延伸,與臨近的EW向斷層連接形成弧形斷層,最終發育了隱蔽性斷塊構造花12。此外,雖然控制含油斷塊花3、花14塊發育的弧形邊界斷層呈大型顯性正斷層,其西界NNE向斷層仍屬于早期發育的隱蔽性斷層。

3.2隱蔽性斷塊圈閉模式
通過定量分析花瓦構造帶隱蔽性斷層構造特征,將該區主體EW向斷層與NNE向隱蔽性斷層構成的斷塊圈閉歸納為3類(圖4):(1) NNE向小型斷層被限制在平行相間排列的EW向斷層帶之間,形成限制型斷塊圈閉;(2) NNE向隱蔽性斷層斷層與EW向斷層弧形連接,發育連接型斷塊圈閉;(3) 限制型與連接型斷層相互組合而形成復合型斷塊圈閉。
根據已知的花瓦區地震勘測資料中出現的各種斷層組合方向,這3種基本類型的斷塊圈閉在平面上可構成形式多樣的圈閉類型(圖5)。

圖4 高郵凹陷花瓦構造帶隱蔽性斷塊圈閉類型立體示意圖Fig.4 Stereoscopic model showing types of concealed fault-blocked traps in the Huawa tectonic zone of the Gaoyou Sag
第一類隱蔽性斷塊圈閉的邊界斷層為EW向斷層與NNE向隱蔽性斷層斜交。當1條NNE向斷層與大型平行EW向斷層組相交時,構成A1類限制型隱蔽性斷塊圈閉(圖5a),相當于花瓦構造帶的花11斷塊構造樣式(圖3a);若平行斷層組之間形成2條或者2條以上NNE向斷層,則發育具斷續出現的斷層帶特征的A2類斷塊構造。組成A3類斷塊圈閉的南北兩側邊界斷層規模相差較大,類似于花16與瓦4斷塊圈閉形態。EW、NE向斷層連接的弧形斷層與其他2組邊界斷層相交,圍限構成與花17構造圈閉相似的A4類斷塊圈閉。
第二類斷塊圈閉的邊界斷層屬于EW與NNE向斷層連接形成的弧形斷層。NNE向斷層在南北兩側分別或同時與EW向斷層弧形連接,可發育 B1、B2、B3 3類圈閉樣式(圖5b)。當上述3類圈閉被新生的小型EW向斷層切割時,可發育2個連續的B4類隱蔽性斷塊圈閉,其中,花瓦區的花12斷塊圈閉屬于B1類,瓦2、瓦3斷塊構造屬于B4類。參照花瓦區實際斷塊構造樣式,將上述2大類型斷塊圈閉疊加組合,最終推斷出6種復合型隱蔽性斷塊圈閉(圖5c)。

圖5 高郵凹陷花瓦構造帶隱蔽性斷塊圈閉類型平面示意圖Fig.5 Plane sketch showing types of concealed fault-blocked traps in the Huawa tectonic zone of the Gaoyou Sag
在北斜坡東部的花瓦構造區,NNE向隱蔽性斷層除了與大量新生EW向斷層構成斷塊圈閉外,同時也可與旁側的NEE向斷層連接發育形成斷塊構造,因此花瓦區平面斷塊圈閉類型較為復雜多變。由于高郵凹陷北斜坡中、西部發育了大量的NEE向正斷層(圖2),可推測NNE向斷層主要與NEE向斷層組合而形成與上述3種基本圈閉類型相似的斷塊構造,每一類型斷塊構造因具體斷層組合方向的變化,也會出現多樣的實際圈閉類型。
4高郵凹陷北北東向隱蔽性斷層
花瓦區已揭示的隱蔽性斷塊構造實例表明,凹陷內斷續出現的NNE向斷層是發育隱蔽性斷塊圈閉的關鍵因素,其邊界斷層實際上是指一側為NNE向隱蔽性斷層,另外一側或兩側為較大規模的顯性斷層(圖3a)。高郵凹陷NNE向斷層早期發育較多而晚期明顯減少(圖2),表明NNE向隱蔽性斷層主要是吳堡期活動的產物,與上述花瓦區的推論相符。
4.1成因分析
依據前人(朱光等,2013;Bahroudi et al.,2003)的觀點可知,在古近紀區域性伸展應力背景(中間主應力σ2與最小主應力σ3水平,并且σ3為近SN向拉張,而最大主應力σ1直立)下,高郵凹陷內的近EW向斷層由于垂直于拉張應力σ3,屬于新生正斷層,其他2組方位的斷層主要是早期基底斷層在斜向拉張狀態下復活的右行平移正斷層,無壓扭性平移斷層或褶皺。所謂斜向拉張是指斷陷盆地基底斷層斜交于區域近SN向拉伸方向。
高郵凹陷2組不同方位基底斷層在古近紀伸展期間均在斜向拉伸狀態下復活,由于斷層走向與區域拉伸方向夾角不同,2者的活動時間與復活產物存在差別。盆地內的NEE向基底斷層與σ3拉張應力呈高角度斜交,處于有利的復活方位,可在整個古近紀持續活動并形成大型正斷層(圖2),一般不會成為隱蔽性斷層。NNE向基底斷層與區域拉張方向呈小角度相交而處于不利的伸展活動方位,活動時間較短(圖2),僅斷續出現或作為連接斷層的一部分形式出現,易于發育為隱蔽性斷層。應用大量物理模擬或數值模擬證明(Homberg et al.,1997;Bellahsen et al.,2005),較大型斷層帶在受區域伸展作用而產生的局部應力影響下,在其旁側可發育同方位的斷層。因此,高郵凹陷大型NNE向基底斷層帶的復活會造成古近紀NNE向斷層成帶出現。
一些NNE向斷層被限制在近EW向或NEE向較大型正斷層之間,導致其延伸不長,并且處于不利方位下的斜向拉伸使其落差相對較小,從而成為高郵凹陷內的隱蔽性斷層。這些隱蔽性斷層與相鄰其他方位斷層所夾持的斷塊,由于邊界正斷層垂直運動(或落差)的差異發生一定程度的旋轉或掀斜,當邊界斷層具有封閉性時可發育隱蔽性斷塊圈閉。此外,凹陷內部早期發育的小型隱蔽性NNE向斷層的一處尾端或兩端在后期伸展活動中與近EW向或(和)NEE向斷層相連,最終可發育成弧形的顯性正斷層,其轉彎處也是形成斷塊圈閉的良好條件。
4.2數值模擬
本次研究依據高郵凹陷古近紀區域構造背景,并參考Bellahsen等(2005)應用物理模擬展示的NNE向斷裂在斜向拉張狀態下的伸展活動方式,運用得到眾多學者(龔紀文等,2002;王岳軍等,2002;楊立強等,2003)認可的FLAC 2D(V5.0)模擬軟件再現NNE向基底斷層在SN向拉張狀態下的活動過程,從而深入解析其復活方式與規律。
模擬工作共建立2個簡易卻具代表性的地質模型M1和M2(圖6)。在SN向拉張背景下,應用模型M1模擬NNE向基底斷層在不受其他方位斷層影響下的發育活動情況,而通過模型M2反映2組不同方位基底斷層的活動過程。軟件采用不同巖性材料代表模型各類區域,2者均選取相對塑性的硅膠代替NNE與NEE向基底斷層,同時采用剛性砂巖代表圍巖(表2)。對模型M1和M2建立左、右邊界的X位移約束,同時設置上、下邊界的相向拉力(圖6)。模擬時設置非線性大變形求解選項,采用摩爾-庫侖模型(mohr-coulomb)進行平面應變分析,同時內設最大限度時步來較為精確地計算模型的每一步剪應變速率,挑取有代表性的時步反映斷裂發育狀況。

表2 有限差分法模擬所用的材料力學參數

圖6 M1和M2模型在南北向拉伸狀態下的的模擬結果(基底斷層A、巖層B材料分別是硅膠和砂巖) (a1) 20步;(b1) 163步;(c1) 348步;(a2) 89步;(b2) 276步Fig.6 Simulation results of M1 and M2 models in an NS-trending tensile state(The materials for basement fault A and rock formation B are silica gel and sandstone, respectively) (a1) 20 steps; (b1) 163 steps; (c1) 348 steps; (a2) 89 steps; (b2) 276 steps
在FLAC軟件模擬計算過程中,地質模型的一些部位出現剪應變率集中,反映了斷層的活動現象。通過觀測分析模擬結果可得到如下結論。
(1) 在模擬開始階段,M1與M2模型的2組方位基底斷層均顯示高剪應變速率(圖6a1、圖6a2),表明巖性強度較弱的基底斷裂在伸展背景下復活。當基底斷裂活動強烈時,在其旁側圍巖中可發育新生EW向小斷層,但因要首先克服完整巖石破壞所需的阻力,其剪應變速率值與基底斷層相比明顯偏低,說明早期的EW向斷層活動較弱。
(2) 當M1進入模擬中間階段,處于有利拉張方位的EW向斷層持續活動并擴展延伸,而被限制在新生EW向斷層之間的NNE向斷層活動明顯減弱(圖6b1)。當EW向斷層連通成大型正斷層時,NNE向斷層基本上不再活動(圖6c1)。
該模擬再現了高郵凹陷NNE向斷層活動擴展受EW向斷層限制的過程,同時也演示了NNE向隱蔽性斷層的活動強度表現為早期強、后期微弱的特征。
(3) 在模型M2模擬早階段,NEE向基地斷層的剪應變速率值與NNE向相比明顯偏高,表明處于有利斜向拉張方位的NEE向基底斷層活動強度略高(圖6a2)。到了晚階段,NEE向斷層仍持續強烈活動,而NNE向斷層基本上停止活動(圖6b2)。該模擬同樣顯示了NNE向活動強度規律,同時也驗證了上文對2組基底斷層活動規律的分析。
4.3隱蔽性斷層發育帶預測
綜合上述研究推斷,高郵凹陷古近紀斜向拉伸下會形成帶狀延伸的NNE向左行平移斷層帶,發育較多的NNE向隱蔽性斷層,從而成為隱蔽性斷塊圈閉有利發育區。
本次工作預測了5條NNE向隱蔽性斷層集中發育帶(圖7),這些預測帶也是較大型NNE向基底斷裂帶所在部位。此外,凹陷內還存在一系列小型NNE向基底斷裂,它們分散出現在高郵凹陷的各個部位,也可發育為隱蔽性斷層,進而構成隱蔽性斷塊圈閉。因此,提高隱蔽性斷層識別技術也是未來尋找隱蔽性斷塊圈閉的關鍵之一。

圖7 高郵凹陷NNE向隱蔽性斷層發育帶預測圖(底圖為反射層構造圖)Fig.7 Map showing prediction of NNE-trending concealed fault zones in the Gaoyou Sag(base map is the structural map of reflection horizon )
5結論
(1) 印支期前陸變形發育的NEE向逆沖斷層與晚侏羅世伊澤納崎板塊高速斜向俯沖形成的NNE向左行平移斷層是高郵凹陷的主要基底斷層系統,2者在古近紀斷陷期由于處于近SN向拉伸的區域伸展應力狀態下復活。
(2) 通過對高郵凹陷NNE向隱藏性斷層構造特征與成因分析以及有關的物理模擬與數值模擬,總結古近紀NNE向隱蔽性斷層特征如下:① 屬于斜向拉張下NNE走向基底斷層再活動的產物,為右行正平移斷層;② 處于不利的拉張方位,一般垂直落差不大(與NNE向、EW向同等規模斷層比較),從而伸展活動較弱;③ 常被限制于EW向或NEE向正斷層之間呈斷續出現,并會以斜交、弧形連接等方式相連;④ 在幾何空間上沿著NNE向基本呈成帶狀分布;⑤ 主要在早階段吳堡期活動,晚階段常不活動,因而活動時間較短。
(3) 高郵凹陷隱蔽性斷塊圈閉發育的有利地帶也就是NNE向隱蔽性斷層集中發育的地區。
致謝:
非常感謝合肥工業大學資源與環境工程學院朱光與謝成龍教授的悉心指導與幫助。
參考文獻:
董樹文,方景爽,李勇,等.1994.下揚子中三疊世—中侏羅世沉積相與印支運動.地質論評,40(2):111-119.
鄧麗娟,夏連軍,張列平,等.2009.蘇北盆地隱蔽油氣藏勘探方法探討:以高郵凹陷為例. 復雜油氣藏,2(1):14-19.
馮陣東,戴俊生,馬曉鳴,等.2010.沙埝地區阜寧期構造物理模擬實驗.西安石油大學學報:自然科學版,25(4):14-18.
龔紀文,席先武,王岳軍,等.2002.應力與變形的數值模型方法:數值模擬軟件FLAC介紹.華東地質學院學報, 25(3):220-227.
劉玉瑞,劉啟東,楊小蘭.2004.蘇北盆地走滑斷層特征與油氣聚集關系.石油與天然氣地質, 25(3):279-283.
牟榮.2006.復雜小斷塊圈閉識別描述方法:以蘇北盆地為例.石油與天然氣地質,27(2):269-274.
梅廉夫,戴少武,沈傳波,等.2008.中、下揚子區中、新生代陸內對沖帶的形成及解體.地質科技情報,27(4):1-7.
牛漫蘭,朱光,謝成龍,等.2008.郯廬斷裂帶張八嶺隆起南段花崗巖LA-ICP MS鋯石U-Pb年齡及其構造意義.巖石學報,24(8):1839-1847.
邱旭明. 2003.蘇北盆地斷塊圈閉分類及油氣成藏特征.石油天然氣地質,24(4):371-374.
邱旭明.2005.蘇北盆地真武—吳堡斷裂帶的構造樣式及圈閉類型. 石油天然氣學報, 27 (3):278-280.
邱海峻,許志琴,喬德武.2006.蘇北盆地構造演化研究進展.地質通報, 25(增刊2):1117-1120.
王岳軍, ZHANG Y H,范蔚茗,等.2002.湖南印支期過鋁質花崗巖的形成:巖漿底侵與地殼加厚熱效應的數值模擬.中國科學:地球科學,32(6):491-499.
楊立強,張中杰,林舸,等.2003.FLAC 基本原理及其在地學中的應用.地學前緣,10(1):24-24.
周建勛,周建生. 2006.渤海灣盆地新生代構造變形機制:物理模擬和討論.中國科學:地球科學, 36(6):507-519.
中石化江蘇油田分公司地質科學研究院.2012.高郵凹陷復雜斷裂帶構造特征與成因機制研究.江蘇揚州:中石化江蘇油田分公司地質科學研究院.
中石化江蘇油田分公司地質科學研究院.2013.高郵凹陷南部斷階帶斷裂構造數值模擬.江蘇揚州:中石化江蘇油田分公司地質科學研究院.
朱光,胡召齊,陳印,等.2008.華北克拉通東部早白堊世伸展盆地發育過程及其對克拉通破壞的指示.地質通報,27(10):1594-1604.
朱光,姜芹芹,樸學峰,等. 2013.基底斷層在斷陷盆地斷層系統發育中的作用:以蘇北盆地南部高郵凹陷為例.地質學報,87(4):1-12.
BENES V, DAVY P. 1996. Modes of continental lithospheric extension: Experimental verification of strain localization processes. Tectonophysics, 254(1/2): 69-87.
BAHROUDI A, KOYI H A, TALBOT C J. 2003.Effect of ductile and frictional décollements on style of extension. Journal of Structural Geology, 25(9): 1401-1423.
BELLAHSEN N, DANIEL J M. 2005. Fault reactivation control on normal fault growth: An experimental study. Journal of Structural Geology, 27(4): 769-780.
HOMBERG C, HU J C, ANGELIER J, et al. 1997. Characterization of stress perturbations near major fault zones: Insights from 2-D distinct-element numerical modelling and field studies(Jura Mountains) . Journal of Structural Geology, 19(5): 703-718.
MARUYAMA S, ISOZAKI Y, KIMURA G, et al. 1997. Paleogeographic maps of the Japanese Islands: Plate tectonic systhesis from 750 Ma to the present. Island Arc, 6(1): 121-142.
ZHU Gang, LIU Guosheng, NIU Manlan, et al. 2009. Syn-collisional transform faulting of the Tan-Lu fault zone, East China. International Journal of Earth Sciences, 98(1):135-155.
Structural characteristics and prediction of the concealed faults in the Gaoyou Sag of Subei Basin
JIANG Qinqin1, ZHOU Shaorong1, ZHU Guang2, XIE Chenglong2, WANG Yansheng1, WU Jinfei1
(1. Huai′an Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Huai′an 223001, Jiangsu, China; 2. School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, Anhui, China)
Abstract:The Gaoyou Sag, developed in the late period of Late Cretaceous to Cenozoic, is a typical half-graben faulted basin rich in oil and gas resources in the south of the Subei Basin. This sag can be divided into the southern fault step zone, deep sag zone and northern slope zone from south to north. The complex fault system and corresponding sedimentary framework of the Gaoyou Sag are restricted by two sets of basement fault systems, i.e., the Indosinian NEE-trending thrusts and NNE-trending, sinistral faults resulted from the Late Jurassic high-speed oblique subduction of the Izanagi Plate, and are also influenced by regional Paleogene extensional stress field with N-S extension. The concealed fault-blocked traps formed by the major EW-trending normal faults and the NNE-trending concealed faults in the Huawa zone in the east of the northern slope zone can be divided into three types: limitative trap, connective trap and compound trap. In addition, there are many trap assemblage patterns in the plane of the sag. Based on example analysis of the concealed fault-block traps in the Huawa zone and numerical simulation using the finite difference method, the paper summarized the formation mechanism and structural characteristics of the NNE-trending concealed faults in the Gaoyou Sag, and inferred five development zones of concealed faults.
Keywords:basement fault; oblique extension; concealed fault; fault-block trap; Gaoyou Sag; Subei Basin; Jiangsu Province
doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.01.37
收稿日期:2015-04-03;修回日期:2015-06-18;編輯:陸李萍
基金項目:國家自然科學基金重大研究計劃(91214301)、江蘇油田項目共同資助
作者簡介:姜芹芹(1986—),女,工程師,斷裂構造專業,從事油田構造地質與礦產勘查研究工作,E-mail: jiangqq122@126.com
中圖分類號:P618.130.2+2
文獻標識碼:A
文章編號:1674-3636(2016)01-0037-10