郯庐走滑断裂带消逝端断裂特征与油气成藏

王玉秀，官大勇，张宏国，麻旭刚

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452）

引 言

郯庐断裂带是中国东部的一条巨型走滑断裂带，贯穿渤海海域，其演化过程对渤海盆地构造演化、沉积体系和油气成藏起到明显的控制作用。勘探实践表明，渤海海域目前已发现众多大中型油气田均沿郯庐断裂带分布，表明郯庐断裂带油气极为富集[1-2]。目前在渤南低凸起东侧的郯庐断裂带上已经发现了蓬莱19-3、蓬莱19-9、蓬莱25-6油田。

渤南低凸起北侧缓坡区被郯庐断裂西支贯穿，并向渤中凹陷内倾没、消逝。且该区紧邻渤中和黄河口两大富烃凹陷[3-6]，因此渤南低凸起北侧缓坡区是一个有利的油气聚集场所。钻探结果表明，该区油气集中分布于潜山顶部、馆陶组底部和明化镇组下段。此次研究主要针对新生界构造，通过对郯庐断裂消逝端断裂特征与构造样式的研究，明确下部勘探方向。

1 区域地质背景

研究区包括渤南低凸起和向渤中凹陷的斜坡区2个三级构造单元，凸起区潜山地层以古生界寒武系、奥陶系地层为主，局部残留中生界地层，新生界东二下段直接覆盖在潜山之上，斜坡区地层较齐全，沙河街组地层超覆在潜山之上，新近系地层较全。

研究区新近系为河流-浅水三角洲沉积环境。馆陶组沉积时期，该区处于河流-湖泊交互沉积，钻井揭示地层岩性组合为砂泥岩互层，砂岩含量为36.4%；明化镇组沉积时期，该区整体处于浅水三角洲沉积环境，水体较稳定，砂岩含量为22.8%。总体来看该区新近系储层发育适中，储盖组合理想。

2 断裂特征

2.1 断裂系统划分

受不同时期局部应力场的影响，郯庐走滑断裂垂向活动存在差异性，基本上可以分为上下2套断裂系统：下断裂系统指中生代末及古近纪初以扭压走滑断层为主的断裂组合[1]；上断裂系统是指新近纪—第四纪以扭张伸展断层为主的断裂组合。

2.2 断裂平面特征

古近纪时期，渤南低凸起基底沿NNE向断裂右旋走滑，表现为多支断裂，呈雁行排列，且活动性强，走滑位移量大，产生主滑动断面，走滑次级断裂在两侧呈羽状排列，并以小角度与主滑动面相交，走滑过程中伴随有局部NE—SW向挤压；新近纪时期走滑位移量减小，主滑动断面不明显，且分节、分段。断层沿主走滑方向（NNE）呈雁列排列。

2.3 断裂剖面特征

上下2套断裂系统在剖面呈花状（图1）。花状构造样式是走滑断裂的典型标志，走滑断层是岩石圈或者地壳体之间的侧向运动，走滑断层常具有一定的倾向分量，形成走滑伸展或者走滑挤压变形，走滑伸展变形形成负花状构造，走滑挤压变形形成正花状构造[7-8]。渤南低凸起北侧缓坡区为扭张作用形成的负花状构造：主走滑断裂高角度或垂直插入基底，次级断裂收敛于主走滑断裂，向上散开，呈花状。

图1 渤南低凸起北侧缓坡区典型走滑断裂地震剖面

3 断裂活动对油气成藏的控制作用

3.1 构造样式

由于断层组合型式差异，形成不同的构造样式。研究区识别出背形、向形、单斜负花状构造及翘倾状地垒4种断层样式（图2），其中负花状构造主要分布在构造脊部位，而翘倾状地垒发育在构造脊之间的走滑调节带。3种负花状构造样式的不同主要体现在地层的构造形态方面：背形负花状构造的地层表现为上拱的背形，单斜负花状构造的地层表现倾向一致的单斜状，而向形负花状构造的地层却表现为向两端翘倾的形态，不同的构造样式是局部应力差异所造成。

图2 渤南低凸起北侧构造样式划分

构造样式不同决定了研究区圈闭类型的差异。郯庐走滑断裂早期活动使该区形成2个古构造脊。西侧为22构造脊（包括222/223/224/225构造），东侧为23构造脊（包括231/232/233构造），二者以一浅鞍相隔。

潜山基底及古近系的构造形态受控于走滑断裂，在古构造脊上继承发育，以背形负花状构造和单斜负花状构造为主，形成断背斜和断块圈闭[9-11]，位于花状构造的花心部位（图3）。

图3 潜山基底圈闭发育特征

新近系圈闭分2类：Ⅰ类分布在2支走滑断裂带两侧，即负花状构造外瓣，受控于伸展断裂，以翘倾状地垒样式为主，形成断鼻、掀斜断块类型圈闭，圈闭面积大；Ⅱ类分布在走滑断裂带，负花状构造花心，古构造背景上继承性发育，以墙角断块类型圈闭为主，面积小（图4）。由于断层组合形式、运动方式和断块结构均存在有差异，因此在其他条件基本一致的情况下，背形负花状构造和单斜负花状构造样式的圈闭更有利于捕获油气[11]。

图4 新近系明下段圈闭发育特征

3.2 断裂与油气成藏关系

22—23构造区位于渤南低凸起北侧缓坡带，北侧紧邻渤中富生烃凹陷，油源条件优越。已经证实渤中凹陷发育东营组和沙河街组2套成熟的烃源岩。此外渤中凹陷沙一、二段普遍发育异常高压，为油气横向向22—23构造区长距离的运移提供了充足的动力。

主走滑断层由于剪切过程中在断层面形成摩擦镜面或泥岩涂抹，当涂抹系数达到或超过临界值时，断面具有很好的封闭性，可以作为控圈断层。长期活动的伸展断裂对油气运移起积极作用。油气主要沿潜山不整合面横向运移，通过长期活动断裂对油气进行垂向疏导，晚期断裂活动对油气进行再分配，并于圈闭处聚集成藏[12-15]。

断层分维特征是定量描述油气运移、聚集条件的一个重要参数。分维数越大，表明断层体系空间分布复杂程度越大，油、气向上运移的通道条件越好，分维数与断裂体系输导效率通常呈正相关[16]。选取23构造区作为研究对象，对其不同反射层进行分维数的计算（表1）。由T3M到T02，断层分维数由小变大，表明浅层的油气运移较为活跃。233构造的A井浅层油气成藏证实了这一观点。

表1 23构造区反射层分维数计算统计

0.5 1.0 2.0 4.0明化镇下段中 464 119 35 9 1.883馆陶顶 456 116 34 9 1.876东营顶 196 79 32 9 1.464东二段上顶 135 69 26 9 1.313东三段顶 92 40 18 6 1.297

4 结 论

（1）由于受郯庐断裂西支的影响，研究区发育的走滑断裂分上、下2套断裂系统。下套断裂系统以主走滑断裂发育为主，派生断裂与之锐角相交；上套断裂系统以以伸展断裂为主，主走滑作用减弱，只在23构造脊发育，呈节状，多段式。剖面上上下2套断裂呈花状。

（2）局部应力场的差异，形成不同的构造样式，研究区共包括背形负花状、翘倾状地垒、单斜负花状和向形负花状4种构造样式。这4种构造样式控制形成断背斜、断鼻和断块等圈闭类型。古近系及基底以背形负花状和单斜负花状构造为主，形成断背斜和断块类型圈闭，新近系以翘倾状地垒构造为主，形成复杂断块圈闭。

（3）断裂不仅控制了圈闭的形成，也是油气垂向运移的重要通道，通过断层分维特征分析，认为新近系油气运移活跃，因此，新近系背形负花状和单斜负花状构造更有利于油气成藏，并得到钻井证实，也是下一步勘探的有利方向。

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