河套盆地構造特征研究進展

石宇昕

（西北大學，陜西 西安 710069）

河套盆地構造特征研究成果主要分為構造劃分、斷裂特征和構造演化等方面。

1 構造劃分

河套盆地位于華北板塊西北緣，東西長約600km，南北寬30～90km，呈弧形分布[3]。

根據基底隆升幅度、沉積巖厚度和主要斷裂分布將盆地自西向東劃分為臨河坳陷、烏拉山隆起、烏前坳陷、包頭隆起和呼和坳陷5個一級構造單元。

2 斷裂特征

2.1 斷層主要呈“入”字型構造

河套盆地的主要控制斷層有巴音烏拉山的山前斷層、朗山的山前斷層、瑟騰山的山前斷層、烏拉山的山前斷層和大青山的山前斷層。主要控制盆地的斷層是延伸期長、深度大的正常斷層。這些斷層及相關的小斷層均呈“入”形結構，次斷層基本形成了“入”形結構。

河套盆地斷層的“入”型構造表明盆地有兩個構造應力階段。目前正斷層的分支結構所指示的主斷層的剪應力方向與“入”型組合結構所指示的剪應力方向相反。直接證明了河套盆地中的大多數斷裂是兩期構造應力作用的結果。

2.2 斷層多期發育，具有同生性及繼承性

河套盆地斷裂發育至少經歷了兩個階段的構造應力作用。第一階段應力是盆地形成初期的拱拉應力場。在這一階段，形成了主要的盆地裂縫。自形成之初，這些裂縫大多為并發裂縫。第二階段應力為進入喜山期期后的拉張斷裂應力場。在此期間，許多正斷層和逆斷層相互轉換，形成了與盆地斷裂有關的大部分新斷層。這些斷層屬于派生斷層。厚度差較小。

2.3 最主要斷層是由于剪切拉分作用形成的正斷層

盆地內主要斷層都為正斷層，包括盆地內主要的控盆斷層，例如狼山大斷裂，色爾騰山前大斷裂等。這是由于剪切拉分應力場作用，新生代盆地生成了大量正斷層。據TaPP0niner和Molnar的衛星照片對本區斷裂進行的解釋表明，本區新生代斷裂東西走向表示為向左平移拉張，北東走向表示為向右平移拉張，說明河套盆地在新生代時期處于拉張應力場中。在該情況下形成的斷層基本都是正斷層。

2.4 斷層極其發育、規模差異大

通過多種資料分析，整個盆地中存在237余條斷層。尤其是盆地南部黃河斷裂帶上，斷層密布。晚期形成的斷層與早期形成控盆斷裂規模差異巨大，從斷距來說，晚期形成的小斷裂垂直斷距僅上百米，而控盆大斷裂如狼山大斷裂兩側巖層落差達17.5km，晚期小斷層水平斷距最小僅幾米，而狼山斷裂水斷距達15km；從平面展布來說，小范圍斷裂有些平面展布只有幾十米，而狼山大斷裂延伸長度為160km。小范圍斷裂分布密集，多為早期斷裂的派生斷層。

3 構造演化

3.1 早白堊世

由于受早白堊世燕山運動的影響，位于盆地北緣的狼山斷裂、烏拉山斷裂、大青山斷裂導致下盤下降，導致盆地沉降，水體入侵，基底不均，下白堊統逐漸沉積，盆地開始形成和發展。

晚白堊世盆地開始演化。在此期間，流域呈現出振動脈動特征，即沉積停止抬升。沉降期長于停止期和上升期。晚更新世盆地演化過程中，陰山區存在強烈的斷裂前活動，同時進行了陰山隆起和盆地沉降。“盆山耦合”現象形成了河流圈閉斷裂帶，盆地沉降中心位于臨河坳陷和呼河坳陷，蘇美爾凹陷沉積厚度相對較小。

3.2 漸新世階段

由于拉張應力的作用，銀山山前斷裂迅速滑落，盆地正、逆斷裂經歷了相互轉換的過程。漸新世末，河套斷裂帶一度消失，出現沉積間斷。盆地仍呈“南北朝潮”的形態。

3.3 晚第三紀

晚第三紀是河套盆地演化的重要階段，盆地形態具有繼承性。但由于北部沉降迅速，拉應力增強，黃河斷裂帶形成于盆地南緣。河套盆地由于強烈的活動邊界斷裂，繼續下沉，出現斷陷。根據地球物理資料分析，盆地臨河-包頭地區基底西北部凹陷深度逐漸減小。同時，盆地內區域性大斷裂具有較強的拉剪作用，局部應力方向發生了變化。盆地內出現局部剪應力場，形成由西北、東西、東北斷裂控制的斷階、斷鼻、坳陷等次級構造。

始新世期間，河套盆地的狼山前斷裂、杭武斷裂、杭侯斷裂等主要斷裂由于強烈的拉張作用，表現出正反轉的特征。這些盆地斷裂的活動特征導致了臨河凹陷的快速沉降。已成為河套盆地面積最大、沉積最厚的地區。

晚第三紀河套盆地繼續沉降，河湖相沉積厚度增加，盆地主要斷裂活動強烈，上下板塊差異增大，部分二、三級斷裂發育。促進了盆地內部構造的形成和發展。北部凹陷、南部斷裂斜坡和東部斜坡的特征更為明顯。

3.4 第四紀

第四紀臨河坳陷構造繼承，沉降仍不均勻。狼山繼續上升，盆地繼續下沉。盆地主要斷裂活動，但速度明顯降低。狼山大斷裂的差異沉降增大，盆地北部凹陷的沉降也隨之增大。

4 存在的問題

河套盆地面臨兩個問題：一是已發現的生油巖厚度過小，生油規模不落實，或者凹陷區太深，無法鉆探，二是老地震資料質量差，圈閉可靠性低。雖然早期進行過研究，但勘探研究工作量投入不夠，特別是，現有地震資料多為二十世紀七八十年代采集，測線稀，僅652km，品質差，分辨率低，滿足不了勘探的需要，生烴、富烴凹陷、儲層分布以及與優質烴源巖的空間匹配關系不清，圈閉不落實，勘探無法取得實質性的突破。那么它們成藏機理如何?含氣面積有多大?烴源演化過程與生物氣關系如何?運移、儲集分布規律是巖相控制還是與新構造運動及第四系斷裂系統有內在聯系等等需要進一步深入研究。盆地構造與演化是控制含油氣系統形成、范圍、時期、演化方式、改造程度的關鍵。盆地基底屬性、構造演化規律、旋回性控制著含油氣系統成藏方式、效率與聚集部位。盡管前人進行了許多研究，但受勘探程度以及資料局限，對河套盆地整體地質結構以及構造演化規律缺乏系統認識，有關盆地結構、控盆斷裂以及構造演化與油氣成藏規律之間的關系需要深入研究。