顏照坤，段潤梅，李 勇，肖敦清，蒲秀剛，劉子藏，袁淑琴

(1.成都理工大學油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059;2.大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

黃驊坳陷孔南地區(qū)孔店期徐西斷層構(gòu)造活動規(guī)律研究
——來自沉積響應的證據(jù)

顏照坤1，段潤梅2，李 勇1，肖敦清2，蒲秀剛2，劉子藏2，袁淑琴2

(1.成都理工大學油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059;2.大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

根據(jù)地震資料、鉆井資料，對黃驊坳陷孔南地區(qū)孔店組殘留地層進行精細研究，獲得對孔店組地層的沉積特征深刻認識，進而分析孔店期徐西斷層拉張作用和走滑作用對孔店組沉積的控制作用，并得出徐西斷層在孔店期的構(gòu)造活動規(guī)律:孔店期徐西斷層的拉張作用和走滑作用同時進行，并且拉張作用和走滑作用均持續(xù)增強。

沉積響應;徐西斷層;拉張作用;走滑作用;天津孔南地區(qū)

0 引言

隨著對陸相沉積盆地研究的不斷深入，沉積和構(gòu)造兩者間的聯(lián)系性和統(tǒng)一性愈來愈受到人們的注意，并逐漸成為陸相沉積盆地分析中的主要內(nèi)容。通過對沉積盆地中構(gòu)造活動對沉積的控制作用和沉積對構(gòu)造活動響應的研究，可以建立構(gòu)造活動和沉積作用的對應關系和同步演化規(guī)律(P R Vail et al，1991;N Christie-Blick et al，1985)。這樣對沉積盆地的發(fā)生、發(fā)展和沉積作用過程才會有較全面的認識和更深刻的理解。

雖然前人曾對孔南地區(qū)進行了長期的石油地質(zhì)勘探和開發(fā)，對孔南地區(qū)構(gòu)造解剖、儲層成巖作用、沉積相、油氣形成基礎等多方面做了大量研究，在一定程度上推動了孔店組地層—巖性油氣藏勘探的進程(大港油田石油地質(zhì)編輯委員會，1987;陸克政等，1997;漆家福等，1994;李大偉，2006;池英柳等，2000)，但是，在孔南地區(qū)主要構(gòu)造單元活動對孔店組地層沉積的控制作用方面的研究仍存在一些問題，主要表現(xiàn)在對孔店期各個沉積期主要構(gòu)造單元對孔店組地層沉積的控制作用，目前對這方面已經(jīng)有了部分研究，但是對許多問題的認識仍存在較大分歧。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

黃驊坳陷是一個典型的多期疊合斷陷盆地，先后經(jīng)歷了古—始新世斷陷、漸新世斷陷以及新構(gòu)造期斷陷等構(gòu)造旋回，并表現(xiàn)出斷陷中心遷移、斷陷方式多變的特點，導致了盆地結(jié)構(gòu)復雜化和多期沉積盆地的垂向疊置(大港油田石油地質(zhì)編輯委員會，1987;陸克政等，1997;漆家福等，1994，1995;李大偉等，2006;池英柳等，2000;高戰(zhàn)武等，2000)。這不僅給盆地分析、分層系沉積體系研究帶來很多技術上的難題，同時也導致精細油氣勘探難以深入，影響到大港油田的進一步發(fā)展?？啄系貐^(qū)是指孔店凸起至燈明寺的廣大坳陷地區(qū)，是黃驊坳陷中的第二大富油凹陷，勘探面積為4 700km2(大港油田石油地質(zhì)編輯委員會，1987)。

徐西斷裂是黃驊凹陷內(nèi)規(guī)模較大的二級斷層，為正斷層，呈北東—南西走向，主要控制孔南地區(qū)孔店期湖盆的東部邊界，將西側(cè)凹陷和東側(cè)徐黑凸起分隔開(大港油田石油地質(zhì)編輯委員會，1987;李大偉，2006;漆家福等，1995)(圖1)。

圖1 黃驊坳陷孔南地區(qū)構(gòu)造單元劃分圖

根據(jù)前人對孔南地區(qū)孔店組的研究，筆者將孔南地區(qū)孔店組地層劃分為1個二級層序、4個三級層序(SQ1層序、SQ2層序、SQ3層序和SQ4層序分別對應孔三段、孔二段、孔一下亞段和孔一上亞段地層)(表1)。由于孔店組地層受到后期構(gòu)造活動的強烈改造，因此，孔店期的許多構(gòu)造特征都被復雜化了，難以識別。但是，由于孔店組內(nèi)部的地層疊置關系依然被保存下來了，即孔店組各段沉降中心、沉積中心和粗端砂體等地層特征的疊置關系未變，因此，筆者試圖通過對孔店組殘留地層的特征進行分析，研究滄東斷層在孔店期的拉張作用和走滑作用。

2 拉張作用的沉積響應

本次將根據(jù)殘留地層沉積記錄，研究徐西斷裂在孔店期拉張作用及其對東側(cè)凹陷沉積特征的控制作用，分析滄縣斷裂發(fā)育的起始時間，并按孔三段(SQ1)沉積期、孔二段(SQ2)沉積期、孔一下亞段(SQ3)沉積期和孔一上亞段(SQ4)沉積期等4個時期分別研究徐西斷層拉張作用的沉積響應。

表1 黃驊坳陷地層地質(zhì)年代表

徐西斷層西側(cè)由南向北發(fā)育了3個凹陷，分別為南皮凹陷、小集凹陷和常莊凹陷。其中小集凹陷范圍較小，并與常莊凹陷具有很好的一致性，因此本次將徐西斷層劃分常莊段和南皮段兩部分進行研究。

2.1 SQ1 沉積期

2.1.1 常莊段 通過孔南地區(qū)測線Inline 2624和測線Inline 2080地震剖面分析圖(圖2、圖3)可以看出，孔三段地層被徐西斷裂等厚切割，可以初步判斷徐西斷裂常莊段對孔三段地層的切割為后期斷裂活動形成，SQ1沉積期徐西斷層尚未控制孔三段地層的沉積。

從盆地北部整體地層展布情況可以看出，SQ1沉積期，盆地內(nèi)主要沉降中心和沉積中心位于盆地的西側(cè)，自西向東地層逐漸減薄(圖4)，為典型的西斷東超型斷陷盆地，此時徐西斷層常莊段尚未活動，盆地主要受滄東斷層拉張作用的控制。

2.1.2 南皮段 通過孔南地區(qū)測線Inline 1440地震剖面分析圖(圖5)可以看出，徐西斷裂西側(cè)孔三段地層由西向東逐漸變薄，并且不存在地層削截，為自然沉積。表明徐西斷裂南皮段在SQ1沉積期亦尚未活動，不具有拉張作用。

2.2 SQ2 沉積期

2.2.1 常莊段 通過孔南地區(qū)測線Inline 2624和測線Inline 2080地震剖面分析圖(圖2、圖3)可以看出，孔二段地層仍被徐西斷裂等厚切割，可以初步認為徐西斷裂對孔二段地層的切割為后期斷裂活動形成，孔二期常莊段斷層仍尚未活動。

從盆地北部整體地層展布情況(圖4)可以看出，SQ2沉積期，盆地內(nèi)主要沉降中心和沉積中心位于盆地的西側(cè)，自西向東地層逐漸減薄，表明徐西斷裂常莊段在SQ2沉積期尚未活動，不具有拉張作用。

2.2.2 南皮段 通過孔南地區(qū)測線Inline 1440地震剖面分析圖(圖5)可以看出，徐西斷裂西側(cè)孔二段地層被等厚切割，并且不存在地層削截，為自然沉積。表明SQ2沉積期徐西斷裂南皮段尚未活動，不具有拉張作用。

2.3 SQ3 沉積期

2.3.1 常莊段 從孔南地區(qū)測線Inline 2624和測線Inline 2080地震剖面分析圖(圖2、圖3)上可以看出，徐西斷層西側(cè)孔一下亞段地層由西向東明顯增厚，其中處于北部的測線Inline 2624地震剖面表現(xiàn)得更為明顯。反映了徐西斷裂在近東西方向上拉張作用強烈，成為盆地的邊界控盆斷層，并且北部控盆更加明顯。

從SQ3沉積期沉降中心和沉積中心分布圖可以看出，在徐西斷層西側(cè)靠近斷裂帶處發(fā)育較大規(guī)模的沉降中心和沉積中心，斷層根部地層比較厚，向構(gòu)造帶主體孔一下亞段地層逐漸減薄，表明在此時徐西斷層具有拉張作用，控制了孔一下亞段地層的沉積。

孔一下亞段沉積時期，沿徐西斷層下降盤沖積扇發(fā)育廣泛，在黑龍村、集北頭、肖官屯、東關、軍6井區(qū)的地區(qū)發(fā)育5個較大規(guī)模的沖積扇沉積體系，其中以肖官屯和東關中部沖積扇規(guī)模最大，以扇端亞相為主(蘭亞萍等，2009)。這些沖積扇的發(fā)育表明該階段，受徐西斷層拉張作用控制，其西側(cè)下降盤快速下降，造成巨大的地形高差，為大規(guī)模沖積扇的發(fā)育創(chuàng)造了必要條件。

2.3.2 南皮段 通過孔南地區(qū)測線Inline 1440地震剖面分析圖(圖5)可以看出，徐西斷裂西側(cè)孔一下亞段地層仍然被等厚切割，并且不存在地層削截，為自然沉積。表明SQ2沉積期徐西斷裂南皮段尚未活動，不具有拉張作用。

2.4 SQ4 沉積期

從孔南地區(qū)測線Inline 2624、測線Inline 2080和測線Inline 1440地震剖面分析圖(圖2、圖3、圖5)上可以看出，徐西斷層西側(cè)地層均具有由西向東增厚的特征，反映了此時整個徐西斷裂在近東西方向上拉張作用強烈，成為盆地東部邊界的控盆斷層。

圖2 孔南地區(qū)測線Inline 2624地震剖面分析圖

在徐西斷層西側(cè)靠近斷裂帶處發(fā)育較大規(guī)模的沉積中心，斷層根部地層明顯較厚，向構(gòu)造帶主體孔一上亞段地層逐漸減薄，表明在此階段，徐西斷層持續(xù)拉張，控制了孔一上亞段地層的沉積。

孔一上亞段沉積時期，沿徐西斷裂西側(cè)下降盤大規(guī)模發(fā)育沖積扇沉積體系，如在徐西斷層西側(cè)的烏馬營東、集北頭北、東關以及軍6井區(qū)等地發(fā)育沖積扇沉積體系(彭海艷等，2010)。這些現(xiàn)象反映了當時徐西斷層拉張作用強烈，西側(cè)下降盤快速下降，造成巨大的地形高差，控制了一系列沖積扇的發(fā)育。

圖3 孔南地區(qū)測線Inline 2080地震剖面分析示意圖

此外，由于沉積物堆積的峰值期對應物源區(qū)的快速隆升階段，因此沉積速率可以在一定程度上反映斷層的拉張作用的強烈程度。筆者根據(jù)地震剖面上顯示的地層厚度以及鉆井資料得到徐西斷裂西側(cè)的官140井、官60井和烏參1井孔三段地層厚度，計算出孔三段、孔二段和孔一段地層的沉積速率(表2)，數(shù)據(jù)表明孔店期徐西斷層西側(cè)地層沉積速率具有曾大的趨勢，尤其北部的官140井，孔一段沉積速率明顯較孔二段和孔三段大，反映了孔一段沉積期徐西斷層常莊段具有強烈的拉張作用，造成東側(cè)物源區(qū)快速隆升，為西側(cè)下降盤提供大量物源。另外，沉積速率的南北差異性也反映了徐西斷裂的構(gòu)造活動具有分段性，即北強南弱。

圖4 孔店期徐西斷層東側(cè)沉降中心分布對比與遷移圖

表2 孔店期徐西斷裂西側(cè)地層沉積速率

綜上所述，徐西斷裂在孔三段沉積期和孔二段沉積期均未發(fā)生拉張作用或者拉張作用十分微弱，總之，徐西斷裂尚未明顯控制西側(cè)下降盤沉積作用。直到孔一下亞段沉積時期徐西斷層常莊段發(fā)生較明顯的拉張作用，并且在孔一上亞段沉積時期常莊段和南皮段均具有強烈的拉張作用，控制西側(cè)下降盤沉積作用，完全成為盆地東部的邊界控盆斷層。

圖5 孔南地區(qū)測線Inline 1440地震剖面分析示意圖

3 走滑作用的沉積響應

通過對徐西斷裂東側(cè)物源的分析，筆者發(fā)現(xiàn)沿徐西斷裂分布多個物源口，并且距離較近，造成物源口附近的粗碎屑體沿斷裂帶連續(xù)分布，因此粗碎屑體的遷移規(guī)律并不明顯。本次研究主要根據(jù)徐西斷層西側(cè)沉降中心和沉積中心遷移情況，分析徐西斷層在孔店期的走滑作用。

3.1 沉降中心遷移

根據(jù)地層等值線圖和泥巖等值線圖編制了徐西斷層西側(cè)下降盤沉降中心的分布對比圖和遷移圖，通過對遷移圖的分析研究滄東斷層孔店期的走滑樣式。

以300m地層等值線作為沉降中心邊界，編制了孔店期SQ1、SQ2、SQ3和SQ4 4個沉積時期徐西斷層西側(cè)沉降中心的分布對比與遷移圖(圖4)。

3.1.1 SQ1沉積期 SQ1沉積期，徐西斷裂西側(cè)發(fā)育2個沉降中心(圖4):一是位于燈明寺附近的燈明寺沉降中心，二是位于東關西側(cè)的東關沉降中心。東關沉降中心為主要沉降中心，其北緣位于東關北側(cè)。

3.1.2 SQ2沉積期 SQ1沉積期，徐西斷層西側(cè)發(fā)育3個沉降中心(圖4):一是位于燈明寺地區(qū)的燈明寺沉降中心，二是位于肖官屯東側(cè)的肖官屯沉降中心，三是位于東關和望海寺地區(qū)的與滄東斷裂東側(cè)滄東沉降中心連為一體的東關沉降中心。

與SQ1沉積期相比，燈明寺沉降中心向東遷移，其北緣沿徐西斷層走向向北東略有遷移;東關沉降中心仍為主要沉降中心，與SQ1沉積期相比，其北緣向北遷移至望海寺東北側(cè)靠近徐西斷層處，在沿徐西斷層走向上具有較大遷移。但是，由于此階段徐西斷層尚未活動，因此認為沉降中心向北略有遷移是盆地沉積范圍擴張、沉積厚度增大和物源供給差異性等因素造成的，并不是徐西斷層走滑作用造成的。

此外，通過對徐西斷層西側(cè)測線Crossline 2地震剖面各段地層的精細分析與對比(圖6)，可以看出與SQ1沉積期相比，SQ2沉積期徐西斷層西側(cè)最厚的地層段并未發(fā)生遷移，表明此時徐西斷層不具有走滑作用。

圖6 孔南地區(qū)測線Crossline 2地震剖面分析圖

3.1.3 SQ3沉積期 SQ3沉積期，徐西斷層西側(cè)發(fā)育2個沉降中心(圖5):一是位于肖官屯地區(qū)的肖官屯沉降中心，二是位于望海寺地區(qū)的望海寺沉降中心，二者覆蓋范圍均較大。

與SQ2沉積期相比，位于最南端的燈明寺地區(qū)的沉降中心向北遷移與肖官屯沉降中心合并。肖官屯沉降中心北緣由肖官屯東側(cè)向北遷移至東關附近。

在研究區(qū)北部，與SQ2沉積期東關沉降中心北緣相比，SQ3沉積期望海寺沉降中心北緣向北遷移至湖盆殘留邊界東北端(黃驊西側(cè)地區(qū))。

3.1.4 SQ4沉積期 SQ4沉積期，徐西斷層西側(cè)沉降中心遷移不明顯，主要表現(xiàn)在肖官屯沉降中心北緣在東關地區(qū)向北略有遷移，黃驊西側(cè)地區(qū)的沉降中心北緣向北略有遷移(圖4)。

此外，通過對滄東斷層東側(cè)北東—南西向三位地震剖面各段地層的精細分析與對比(圖6)，可以看出，徐西斷層西側(cè)的小集凹陷和常莊凹陷最厚處均具有明顯向北遷移的特征。

由上述可知，在孔店期晚期(孔店一段沉積期)徐西斷層西側(cè)沉降中心具有向北遷移的特征，反映了徐西斷層了當時走滑樣式為左行。

3.2 沉積中心遷移

根據(jù)泥巖等值線圖編制了徐西斷層西側(cè)下降盤沉積中心的分布對比圖和遷移圖，通過對遷移圖的分析研究徐西斷層孔店期的走滑樣式。

以200m泥巖等值線作為沉積中心邊界，編制了孔店期SQ1、SQ2、SQ3和SQ4 4個沉積時期徐西斷層西側(cè)沉積中心的分布對比和遷移圖(圖7)。

3.2.1 SQ1沉積期 SQ1沉積期，徐西斷裂西側(cè)發(fā)育2個沉積中心(圖7):一是位于烏馬營南側(cè)的南部沉積中心，二是位于肖官屯北側(cè)的北部沉積中心。北部沉積中心為主要沉積中心，其北緣位于東關西側(cè)。

3.2.2 SQ2沉積期 SQ2沉積期，徐西斷裂西側(cè)發(fā)育3個沉積中心(圖7):一是位于烏馬營附近的南部沉積中心，二是位于肖官屯東側(cè)的中部沉積中心，三是位于東關附近的北部沉積中心。北部沉積中心呈近東西向展布，已與西側(cè)滄東沉積中心相連。

與SQ1沉積期相比，南部沉積中心整體向北遷移，其北緣遷移至烏馬營東側(cè);中部沉積中心為新形成的沉積中心;北部沉積中心整體向北遷移，其北緣遷移至望海寺北側(cè)。但是，由上文可知此階段徐西斷層尚未活動。因此，筆者認為沉積中心向北略有遷移是盆地沉積范圍擴張、沉積厚度增大、物源供給差異性和水深變化等因素造成的，并不是徐西斷層走滑作用造成的。

圖7 孔店期徐西斷層東側(cè)沉積中心分布對比與遷移圖

3.2.3 SQ3沉積期 SQ3沉積期，徐西斷裂西側(cè)發(fā)育3個主要沉積中心(圖7):一是位于烏馬營地區(qū)的南部沉積中心;二是位于王官屯東側(cè)的中部沉積中心;三是位于望海寺地區(qū)的北部沉積中心。

與SQ2沉積期相比，南部沉積中心整體向北遷移，其北緣遷移至烏參1井北側(cè);中部沉積中心向北大幅度遷移，北緣遷移至東關東側(cè);北部沉積中心北緣向北遷移至軍馬站東側(cè)。

3.2.4 SQ4沉積期 SQ4沉積期，徐西斷裂西側(cè)主要沉積中心北緣向北略有遷移，遷移幅度較小(圖7)，烏馬營地區(qū)的南部沉積中心和王官屯東側(cè)的中部沉積中心的北緣均向北略有遷移。

由上述可知，孔一段沉積期徐西斷層西側(cè)沉降中心具有向北遷移的特征，反映了徐西斷層在該階段的走滑樣式為左行。

根據(jù)對徐西斷裂西側(cè)沉降中心和沉積中心遷移規(guī)律的分析，筆者認為徐西斷層在孔店期后期(孔一段沉積期)具有左行走滑的性質(zhì)。

4 結(jié)語

根據(jù)上述對徐西斷層西側(cè)孔店組殘留地層沉積特征的研究可以看出，徐西斷層的構(gòu)造活動也具有明顯的分段性，其中常莊段和南皮段在SQ3沉積期的構(gòu)造活動具有一定差異性(表3)。

表3 孔店期徐西斷層構(gòu)造活動規(guī)律分析

徐西斷層在孔三段沉積期和孔二段沉積期均未發(fā)生拉張作用或者拉張作用十分微弱;孔一下亞段沉積時期徐西斷層常莊段發(fā)生較明顯的拉張作用，并且在孔一上亞段沉積時期常莊段和南皮段均具有強烈的拉張作用，控制西側(cè)地層沉積作用，與此同時，徐西斷層的左行走滑運動也控制了其西側(cè)地層的沉積作用。

綜上所述，筆者對徐西斷層孔店期構(gòu)造活動規(guī)律有了初步的認識，最終結(jié)論為:徐西斷層在在孔三段和孔二段沉積期均未活動，孔一下亞段沉積期開始具有拉張作用(常莊段)，并在孔一上亞段沉積期強烈拉張，在發(fā)生拉張作用的同時具有左行走滑運動。此外，孔店期徐西斷層的拉張作用與走滑作用均具有北強南弱的特征。

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Tectonic active rules of Xuxi fault in Kongnan area of Huanghua Depression——Evidences from the sedimentary response

YAN Zhao-kun1，DUAN Run-mei2，LI Yong1，XIAO Dun-qing2，PU Xiu-gang2，LIU Zi-cang2，YUAN Shu-qin2

(1.National Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China;2.Institute of Exploration and Development of Dagang Oilfield，Tianjin 300280，China)

According to seismic，drilling data，study of residual formation of Kongdian Formation in Kongnan area，Huanghua Depression，the profound understanding for the sedimentary features of Kongdian Formation was gained.And then the authors analyzed the control action of extension and strike-slip motions of Xuxi fault during Kongdian stage to the Kongdian formation deposition and drawed the tectonic active law of Xuxi fault in Kongdian stage:there was not any active of Xuxi fault during No.3 section of Kongdian Formation and No.2 section of Kongdian Formation deposition stages，the extension and strike-slip of Xuxi fault happened at the same time in No.1 section of Kongdian stage，and the extension and strike-slip continued to turn strong.

Sedimentary response;Xuxi fault;Extension;Strike-slip;Kongnan area，Tianjin

P542+.31

A

1674－3636(2011)01－0001－10

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.01.1

2010－12－22;

2010－12－29;編輯:詹庚申

國家自然科學基金項目(40972083，49803013，40372084，40841010)，中國地質(zhì)調(diào)查局應急項目和中石化前瞻性項目資助

顏照坤(1983—)，男，碩士研究生，沉積地質(zhì)學專業(yè)，E-mail:yzk517@163.com