本文關鍵詞：東營凹陷古近紀構造體制轉換及其動力學背景分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國地質大學》 2015年

東營凹陷古近紀構造體制轉換及其動力學背景分析

陳樹光  

【摘要】：本文利用東營凹陷新處理的3D地震大連片資料和豐富的鉆、測井資料,以盆地動力學、構造地質學和構造-層序-沉積一體化分析的研究思路和技術方法為指導,在井震精細標定、地震地質綜合構造解釋的基礎上,對東營凹陷古近紀的構造形成演化過程進行了詳細研究,厘定了東營凹陷古近紀構造體制的轉換界面及其地質屬性,總結了不同演化階段發(fā)育的構造樣式及斷裂活動的規(guī)律,探討了東營凹陷古近紀構造體制發(fā)生轉換的應力機制及形成模式。上述研究,特別是東營凹陷的轉換-伸展構造的樣式、活動規(guī)律及其發(fā)育演化機制的深入解剖,將進一步深化東營凹陷發(fā)育演化機制的研究,并為渤海灣盆地轉換-伸展作用模式提供新的重要的佐證。東營凹陷的轉換-伸展作用發(fā)育于該區(qū)主力烴源巖段和重點目的層段的形成時期,因而,對該區(qū)的油氣勘探亦有重要的實際應用價值。通過本次研究,主要取得了以下認識：1、建立了東營凹陷古近紀等時構造層序地層格架,明確了各二級構造層序的界面特征,尤其指出了東營凹陷古近紀構造體制發(fā)生轉換的構造變革界面T6x,并分析了其地質屬性特征,提出該界面是東營凹陷古近紀由伸展構造體制向轉換-伸展構造體制發(fā)生轉變的重要構造變革界面。根據(jù)地層結構-測井響應-地震響應一致性原則,厘定了東營凹陷主要構造層序界面,包括一級層序界面2個,分別為新生界底界面Tr和古近系頂界面T1；二級層序界面3個,分別為沙四段底界面T8s、沙三段底界面T6x以及沙一段底界面T2。其中,古近系底界面Tr、頂界面T1以及沙一底界面T2,地震上不整合特征清楚,測井上也易于識別,與前人研究結果一致。沙四段底界面T8s是本次標定解釋的一個新界面,在盆地內部地震上表現(xiàn)為較強振幅,較好連續(xù)性的特點,該界面上下地層具有較強的繼承性發(fā)育的特征。此外,本次研究提出T6x為東營凹陷沙三底界面,并認為該界面是東營凹陷古近紀一個重要構造變革界面,主要理由如下：(1)巖性上,該界面在盆地內部位于大套油頁巖的底部,在北部陡坡帶上位于沙四時期形成的大套砂礫巖的頂部,緩坡帶上位于灘壩砂體的頂部以及平方王潛山地區(qū)位于生物灰?guī)r的頂部等,因此是一個巖性突變面；(2)在測井上,位于大幅R異常的底部,同時GR和SP基值發(fā)生改變,是一個測井響應的突變面；(3)地震上,被標定為一套連續(xù)性好,振幅強的一套反射波組的底部,該界面之上,地震反射層結構清楚,反射層連續(xù)性好,而界面之下,地震反射層結構不易識別,反射層連續(xù)性較差等,反映了該界面是一個沉積間斷面；(4)在盆地結構上,該界面上下盆地構造格局發(fā)生了根本性改變,同時界面上下盆地的沉降中心發(fā)生了由東向西的遷移。(5)進一步明確了該界面與T6界面的接觸關系,即在凹陷內部表現(xiàn)為兩個界面并存,到凸起或潛山帶邊緣則具有T6界面超覆到T6x的特征。另外,該界面發(fā)育時間與太平洋板塊俯沖方向發(fā)生轉變時間相吻合。綜合上述,認為該界面(T6x)是東營凹陷斷陷階段形成的一個區(qū)域性構造轉換界面(或構造變革界面),并對盆地的發(fā)育演化、沉積體系的配置和油氣成藏等均具有重要的控制作用。2、系統(tǒng)研究了東營凹陷構造變革轉型期的構造記錄,鑒別出了構造變革轉型前后所形成的伸展型和轉換-伸展型構造樣式,分析了這些構造的平面展布規(guī)律及其構造變形特征,最終明確提出東營凹陷晚始新世-漸新世發(fā)育轉換-伸展構造體系。通過地震剖面的精細構造解釋,認為東營凹陷古近紀在孔店組-沙四段沉積期,主要發(fā)育伸展構造,識別出了一系列伸展構造樣式,主要包括板式正斷層-旋轉半地塹結構、鏟式正斷層-滾動半地塹結構、坡坪式正斷層-復式半地塹結構等構造組合特征,同時還發(fā)育伸展構造體制下的同向(反向)翹傾斷塊、塹壘斷塊、斷塊型潛山以及雙向逆牽引構造等。同時識別出了東營凹陷沙三段-東營組沉積期發(fā)育的轉換-伸展構造樣式,指出了研究區(qū)轉換-伸展構造樣式的在剖面上以負花狀構造、窄向斜、轉換褶皺等特征為主,平面上以大型雁行式和帚狀斷裂組合特征為主的特點,并控制了盆地的沉降中心的展布,且轉換-伸展斷裂的組合具有成對出現(xiàn),力學上具有力偶性質的一組斷裂體系,由此所形成的沉降中心具有菱形的特點。并最終確立了東營凹陷在沙三-東營組沉積期主要由4排近平行的NNE向Y剪切帶(尤其是高青構造帶與純化構造帶)和NE走向的R剪切帶(尤其是利津構造帶與中央剪切構造帶)為主的轉換-伸展構造體系。3、定量分析了東營凹陷新生代主要斷裂的構造活動性及斷層活動的時空展布規(guī)律,恢復了盆地的沉降史,闡明了東營凹陷古近紀由伸展構造到轉換-伸展構造的演化過程。運用古落差及累計落差的方法,對東營凹陷古近紀發(fā)育的主要同沉積斷層活動性進行了定量計算和分析,表明這些斷層活動性具有明顯的幕式活動和分期性活動的特點。其中,濱南斷層、石村斷層以及陳南斷層的絕大部分區(qū)段都以孔店組-沙四段活動為主,代表了伸展構造的活動特征。而高青斷層、濱東斷層、利津斷層、勝北斷層以及中央剪切帶上的斷層和陳官莊-王家崗構造帶上的斷層都以沙三段-東營組沉積期的活動為主,且很多都是該時期的新生斷層,代表著轉換-伸展期構造活動的特點。同時有些斷層具有繼承性活動的特點,但在不同時期斷裂活動的強度還是有很大的差異性。這種不同時期斷裂活動的規(guī)律性反映了盆地構造應力場的演變過程。另外,通過對盆地中部SN向和NW-SE向重點剖面的沉降史恢復以及平衡剖面制作,發(fā)現(xiàn)盡管沙三-沙二段沉積期盆地中心的沉降速率與孔店-沙四段沉積期相當甚至要低一些,但水平伸展率卻比孔店組或沙四段沉積期大很多,表明沙三-沙二段沉積期水平位移得到了顯著增強,且根據(jù)水平位移的方向,推測其位移應主要由走滑位移量所貢獻,這也從側面佐證了該時期東營凹陷的構造演化明顯受到了NNE向轉換-伸展作用的影響。4、探討了渤海灣盆地東營凹陷古近紀構造體制發(fā)生轉換的動力學機制,初步建立了東營凹陷古近紀由伸展構造體制到轉換-伸展構造體制變革的變形模式。在孔店組-沙四段沉積期(65-43.5Ma),由于太平洋板塊對歐亞大陸的俯沖速度突然降低,使得太平洋板塊對歐亞大陸呈現(xiàn)出后退式俯沖的特點,從而引起巖石圈沿太平洋板塊俯沖及后退的方向(NNW-SSE)發(fā)生伸展減薄,導致渤海灣盆地在該時期呈NNW-SSE向拉伸的特點,并發(fā)育了一系列NE走向的盆地,東營凹陷在該時期同樣表現(xiàn)為NNW-SSE向拉伸的特點。到沙三-沙二段沉積期,由于太平洋板塊的俯沖方向由NNW轉到了NWW向,從而引起郯廬斷裂帶發(fā)生右旋走滑活動,并使得整個渤海灣盆地開始處于右旋走滑的應力場中。而且郯廬斷裂帶在東營凹陷及其東部地區(qū)呈彌散狀分布,發(fā)育多個分支走滑斷層,本次在東營凹陷識別出了4條NNE向的走滑分支和2條NE走向的R剪切帶,其中高青構造帶(Y剪切)、利津構造帶(R剪切帶)以及中央R剪切帶對盆地的控制作用最為顯著。在右旋走滑作用以及區(qū)域NW-SE向拉伸作用的影響下,盆地處于轉換-伸展的構造應力體系中,導致盆地在轉換-伸展應力集中的地區(qū)沉降作用最為顯著。東營凹陷在該時期沉降中心沿著高青構造帶和利津構造帶發(fā)育,且分別與純化構造帶和中央構造帶各形成一對具有力偶性質的作用力,進而分別控制了盆地菱形的沉降中心。而牛莊洼陷東南部發(fā)育王家崗轉換-伸展構造帶,其西北部沒有發(fā)育與之對應的呈力偶性質的作用力,故形成的盆地近似三角形,缺少菱形的一個角。到沙一-東營組沉積期,由于太平洋板塊的加速俯沖作用,使得盆地東部的郯廬斷裂帶和西部的蘭聊斷裂帶的右旋走滑作用得到顯著加強,同時疊加上該時期的伸展應力場,導致渤海灣盆地在兩個大走滑帶之間形成斜向走滑拉分盆地,而在盆地中部地區(qū)產生近SN向的拉伸應力場,這就是該時期東營凹陷內部發(fā)育一系列近EW向的同沉積斷層的原因,尤其是辛鎮(zhèn)構造帶上的斷層以及平南斷層分別控制了一個沉降中心的展布。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：中國地質大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P618.13;P548
【目錄】：

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6 林承智;東營凹陷金家地區(qū)東營組沉積微相與儲層特征研究[D];中國石油大學;2011年

7 高鵬程;遼河盆地東部凹陷東營組火山巖特征及其油氣地質意義[D];吉林大學;2015年

8 李國興;東營凹陷應力場演化與油氣運聚研究[D];中國石油大學;2010年

9 王瑩;遼河坳陷海外河油田海26塊區(qū)東營組層序地層學及儲層研究[D];成都理工大學;2009年

10 毛昌強;東營凹陷原油物理性質及分布規(guī)律研究[D];中南大學;2007年

  本文關鍵詞：東營凹陷古近紀構造體制轉換及其動力學背景分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：214091