斷陷盆地推覆構造的發現及其石油地質意義

王亞琳

摘 要：推覆構造是擠壓應力場的必然產物。濟陽坳陷在形成演化過程中，整體處于拉張作用背景之下，青西地區永123井的鉆探和研究，首次在東營凹陷青西-民豐地區發現和證實了大型推覆構造的存在。文章在區域資料調研的基礎上，證實了整個濟陽坳陷及渤海灣地區東營運動期存在NEE-SWW向區域擠壓應力場。在區域擠壓應力狀態下，研究區NW向車西-羅西斷層發生左旋壓扭走滑，近SN向青西斷層發生右旋壓扭活動，2條走滑斷層夾持的公共塊體整體向北移動，受到陳家莊凸起太古界剛性塊體的頂托作用，形成了研究區大型推覆構造，這一認識合理解釋了該地區古近紀末期正反轉構造形成的地質成因;根據此研究成果，文章指出該類成因的地層不整合圈閉是近期重要的勘探領域，同時也提出溝扇對應的地質認識在外來系統儲層預測過程中存在不適應性。

關鍵詞：推覆構造;成因機制;地質意義;青西-民豐地區;東營凹陷

中圖分類號：P542.3 ? ?文獻標識碼：A

濟陽坳陷作為一個以拉張作用為主的盆地，首次在東營凹陷青西-民豐地區發現和證實了大型推覆構造的存在。鉆井證實，該推覆構造下伏原地系統為太古界泰山群的變質巖系;主滑動面是兩大套地層之間的Tg面;上覆外來系統是古近系碎屑巖系，發生了強烈的擠壓變形和剝蝕。上覆外來系統涉及的地層包括古近系孔店組、沙河街組和東營組，其中漸新統東營組是該構造波及的最年輕的地層（圖1）。

青西-民豐地區推覆構造的存在，說明濟陽坳陷在形成演化過程中，雖然整體處于拉張作用背景之下，但在某一時期的局部地區存在擠壓應力場。推覆構造的發現，對進一步認識濟陽坳陷的區域構造演化和油氣成藏具有重要的地質意義。

一、構造地質背景

研究區東以青西斷層與青坨子凸起相鄰，北以陳南斷層與陳家莊凸起相隔，整體位于東營凹陷東北部（圖2）。青坨子凸起和陳家莊凸起發育太古界泰山群基底變質巖系，研究區整體以古近紀碎屑巖為主。研究區古近系發育了一系列NWW向斷層，其中2條斷層延伸5～8km，斷距在100～200m;另2條斷層延伸3～5km，斷距在20～40m;其他次級斷層斷距在10m左右（圖3）。

二、推覆構造的成因機制

1.東營運動產生的動力學機制

研究發現，濟陽坳陷古近系翹傾剝蝕與N（N）E、NW向斷層伴生出現，說明其與N（N）E、NW、近SN向斷層活動有關。根據古近紀末期郯廬斷裂帶活動以及西側濟陽坳陷內部伴生構造的研究，發現2種構造現象存在：一是發育眾多的N（N）E向右旋走滑斷層，二是發育與壓扭走滑有關的復合花狀構造（負花狀背形）以及壓扭性背斜與膝折帶，涉及的最新地層為東營組。綜合以上2種地質現象可以看出，郯廬斷裂帶在古近紀末期發生了右旋壓扭運動，這一認識與前人的研究成果一致。

從區域資料來看，古近紀末（23.3Ma），在西太平洋弧后擴張和印度板塊向北運動造成的向東構造擠出作用下，中國東部出現了近東西向區域性擠壓，整個濟陽坳陷及渤海灣地區表現為NEE-SWW向的區域擠壓應力狀態，郯廬斷裂帶作為巖石圈薄弱帶發生了多次的逆沖活動;渤海灣地區古近系發育的斷陷盆地在此次擠壓過程中普遍發生了大規模的抬升與剝蝕作用，濟陽坳陷同樣也發生了抬升與剝蝕，并導致古近紀上部地層的缺失，形成N/E間斷面;研究區東部及其東界-郯廬斷裂帶上目前保存的壓扭型構造多是這期區域性擠壓作用的結果。

2.推覆構造形成的運動學機制

在NEE-SWW向的區域擠壓應力作用下，濟陽坳陷N（N）E向、NW向和SN向斷層繼承了古近紀的走滑方向，即N（N）E向斷層繼續發生右旋走滑、NW向斷層繼續發生左行走滑，只是所承受的應力由斜向拉張轉化為斜向擠壓，斷層性質由張扭轉變為壓扭。

青西-民豐地區西界斷層為NW走向的羅西-車西斷層，東界為近SN向的青西斷層（圖2）。古近紀，在近SN向區域拉張應力作用下，羅西-車西斷層發生左旋張扭走滑，青西斷層發生右旋扭張走滑。東營運動期間，在SWW-NEE向區域擠壓應力作用下，羅西-車西斷層以左旋壓扭為主，青西斷層以右旋壓扭為主;以陳家莊凸起北坡T2反射層（東營組底界）為標準，近SN向的青西斷層右行平移，NW向羅西-車西斷層左行走滑。不同時期區域應力方向不同，對斷層的作用力性質不同，但同一條斷層的走滑方向具有繼承性。在兩期走滑應力作用下，羅西-車西斷層左旋走滑了5km，青西斷層右旋走滑了3.5km。

東營運動期，在SWW-NEE向區域壓扭應力作用下，位于陳南斷層下降盤并夾持于2條走滑斷層之間的古近系塊體-青西-民豐地區整體向北移動，在向北走滑移動的過程中，受到陳家莊凸起太古界剛性地層（原地系統）的頂托作用，古近系（上覆系統）沿陳南斷層發生逆沖、翹傾、剝蝕，形成現今的正反轉構造，這就合理解釋了該地區正反狀構造形成的動力學機制。

根據走滑壓扭斷層伴生構造發育模式（圖3），在NE、NW以及近SN向斷層走滑作用過程中，形成一系列與走滑壓扭作用相關的伴生構造，如負花狀背形、伴生的NE向褶皺等（圖3）。在青西斷層右旋壓扭作用下，斷層西盤古近系在NE方向上的大規模壓縮（圖1），并伴生形成褶皺、翹傾等伴生構造。

三、油氣勘探意義

1.地層不整合圈閉的形成拓寬了勘探領域

濟陽坳陷推覆構造最強烈的地區是東營凹陷青西-民豐地區，特別是青西地區沙河街組三段-一段以及東營組發生翹傾，遭受強烈剝蝕，后被館陶組泥巖覆蓋，形成永123井沙河街組三段地層剝蝕不整合油藏（圖4）。

筆者曾對東營運動形成的正反轉構造進行了研究，發現這種地質現象主要發生在研究區的東部郯廬斷裂帶附近，其他地區的N（N）E、NW、近SN向走滑斷層附近也有所表現。而這些正反轉構造的發育，造成地層的局部翹傾、剝蝕，形成地層不整合圈閉。該類圈閉與運移通道和蓋層匹配，可以形成地層不整合油氣藏，這是濟陽坳陷重要的成藏圈閉類型之一。

2.溝扇對應儲層預測技術的應用受到限制

溝扇對應是陡坡帶砂礫巖體儲層預測的重要指導理論。但由于大型推覆構造的形成，推覆體現今的地層展布是構造形變后的產物，屬于“外來系統”，凸起對下降盤的沉積物不具有控制作用。研究區青西斷層右旋走滑了3.5km，雖然上升盤青坨子凸起發育一系列古沖溝，但下降盤外來系統向北的走滑距離遠遠大于3.5km，也就不存在溝扇對應的問題。因此，溝扇對應儲層預測技術的適應性在外來系統發育區的應用受到限制，需要恢復外來系統的原始沉積狀態才能利用溝扇對應的地質認識預測砂礫巖體的發育。

參考文獻：

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