張祥成，戴俊生，鄒 娟，王新新，岳喜偉，伍 亞

金湖凹陷銅城斷裂帶斷層活動特征

張祥成，戴俊生，鄒 娟，王新新，岳喜偉，伍 亞

（中國石油大學地球與科學技術學院，山東青島266580）

通過地震和地質資料解析，分析了銅城斷裂帶的構造特征，討論了構造演化階段及特征。研究表明，銅城斷裂帶多發(fā)育北東走向的斷裂構造，阜寧期和三垛期是斷層集中發(fā)育的階段，阜寧期掀斜旋轉明顯，斷塊、斷鼻構造發(fā)育。銅城斷裂帶新生代斷層活動性表現(xiàn)出強弱交替的特征，斷層活動性復雜。阜寧期斷層活動性加強，戴南期相對較弱，三垛期斷裂活動又增強，此后，斷層活動基本停止。銅城斷層兩側地層差異沉降明顯。銅城斷裂帶構造演化經歷斷塊發(fā)育期（E1f）、差異沉降期（E2d—E2s）、逆沖褶斷期（E2s末期）、構造穩(wěn)定期（Ny—Qd）等4個時期。在吳堡運動、三垛運動的疊加與早期基底斷層的共同作用下，銅城斷裂帶形成斷鼻構造、復雜斷塊構造及弧形斷層圈閉，為油氣聚集提供良好的場所。

金湖凹陷；古近系；構造演化；斷裂活動性；斷層落差

1 研究區(qū)概況

銅城斷裂帶位于金湖凹陷的中南部，南北向延伸，東鄰龍崗次凹，西接汊澗次凹，該斷裂帶被南北向的銅城斷層及北東向和近東西向的次級斷層切割成若干斷塊和斷鼻（見圖1）。區(qū)內沉積地層由下到上依次為上白堊統(tǒng)泰州組（K2t）、古新統(tǒng)阜寧組（E1f）、始新統(tǒng)戴南組（E2d）和三垛組（E2s）、新近系鹽城組（Ny）和第四系東臺組（Qd）［1］。銅城斷層是位于兩個生油次凹之間的構造高帶，處于油氣的優(yōu)勢匯聚區(qū)，接受龍崗和汊澗次凹的雙重供油，并發(fā)現(xiàn)多個含油構造，獲得工業(yè)油流。本區(qū)構造破碎，斷裂活動復雜。本文對該區(qū)的構造特征和構造演化進行深入研究，加強對該地區(qū)構造解釋和油氣成藏規(guī)律的認識，為本區(qū)油氣勘探和開發(fā)提供參考。

2 構造特征

2.1 基本斷裂構造

斷裂構造發(fā)育是銅城斷裂帶阜寧組的基本構造特征。該區(qū)三維地震數(shù)據(jù)體解釋結果顯示，目前切過阜寧組頂面的次級斷層有10余條，其走向以北東向為主，近東西向為輔，反映本區(qū)阜寧期處在近南北向的伸展環(huán)境中（見圖2）。研究區(qū)北部斷層走向基本為北東向，南北方向上被桐城斷層分割，東盤傾向為北西向，西盤傾向南東向，多為高角度板式正斷層；南部和中部地區(qū)的斷層走向為北東—北東東向，主要傾向北西，傾角較大，多形成鏟式正斷層，成階梯狀組合樣式，兩者傾向基本相向，整體上組成地塹－地壘構造。平面上主要有雁列式、平行式等組合樣式，剖面上組合類型有階梯狀、Y字型、地塹－地壘等。整個銅城斷裂帶地區(qū)的斷層自東向西收斂，斷層整體呈北東—近東西向展布。銅城斷裂帶在阜寧組和三垛組活動斷層數(shù)目多，反映阜寧期和三垛期斷層活動強烈，是斷層集中發(fā)育階段。部分斷層發(fā)育在阜寧組，并沒有進入戴南組，反映銅城斷裂帶新生代斷層發(fā)育過程中具有較差的持續(xù)性（見圖3）。

圖1 金湖凹陷銅城斷裂帶構造區(qū)簡圖Fig.1 A simplified structural map of Tongcheng fault zone in Jinhu sag

2.2 鼻狀構造和斷塊構造

銅城斷裂帶整體呈近南北向展布，從近東西向剖面上可以看出，銅城斷裂帶東部地層傾向東，從東向西傾角逐漸變陡，西部傾向西，銅城斷層位于該區(qū)的中部構造高帶上（見圖3），在此有利的構造背景下，汊澗、龍崗2個次凹的油氣更容易聚集而形成油氣藏。

銅城地區(qū)東部主要為斷鼻構造，西部以斷塊構造為主。斷層在平面上主要表現(xiàn)為直線形、弧形延伸。如：天A、天B、天C、天D斷塊由于斷層交叉切割，與地層上傾方向及側向相結合，形成四邊形的斷塊圈閉，南、北、東3面受斷層封擋，向西一面敞開；天A、天B、天C、天D整體上又是一個大的復雜斷塊，被近東西向斷層切割成較小的斷塊；天10斷塊由于斷層面彎曲，即彎曲的斷層線與彎曲的等高線相交，形成弧形斷塊構造；天H、天1斷塊發(fā)育在上升盤，由于斷層面的彎曲而形成斷鼻構造；天11斷塊由于銅城斷層與東西向的分支斷層相交形成鼻狀構造（見圖2）。

圖2 銅城斷裂帶阜二段頂面構造Fig.2 Top surface contour map of Tongcheng fault zone in the Funing Formation

圖3 inline?181測線地震解釋剖面（測線位置見圖2）Fig.3 Seismic section interpretation of the Line inline?181

3 斷層活動特征

3.1 新生代構造活動強弱交替

斷層落差法是定量表征斷層活動性的重要方法，相對于斷層生長指數(shù)、斷層活動速率法有很多的優(yōu)點［2～5］。

大多數(shù)情況下，生長斷層具有不均衡的特點。早期斷層活動強度較弱，中期增強，到后期斷層活動很弱直到不活動［6］。研究區(qū)內從阜一期到阜四期，活動斷層數(shù)量逐漸增多，且斷層落差值遞增，表明斷層活動性變強，其中北西傾向的斷層活動性相對強于南東傾向斷層。阜一期，北部斷層活動性較強，南部較弱；阜二期，南部斷層活動性較強，北部次之；從阜三期到阜四期，北部斷層活動性較強，中部次之，南部最弱（見圖4a—4d）。戴南期，活動斷層數(shù)目比阜寧期少，且斷層落差值相對減?。ㄒ妶D4e）。三垛期，活動斷層數(shù)量明顯增加，斷層落差值增大，反映斷層活動增強。北部斷層活動性較強，中部相對較弱，南部最弱（見圖4f）。此后，斷層幾乎不活動。由此可得，新生代構造活動強弱交替，即強—弱—強—弱。

3.2 斷層活動性復雜

斷層的活動性差異與地質時期、斷層的位置有關。同一地質時期，不同斷層活動性不同，表現(xiàn)出不同的斷層落差（見表1）。阜寧期斷層活動性最強，斷層數(shù)量多，東北部斷層ftch落差較大，最大可達148.6 m。戴南期斷層活動減弱，北部斷層落差較大，其次為中部，南部斷層落差較小。三垛期斷層落差自南向北逐漸增大，活動性增強。新近紀和第四紀活動構造穩(wěn)定，僅有很少的活動斷層，無明顯的斷層落差。

不同的地質時期，同一條斷層具有不同的斷層落差，表現(xiàn)出不同的活動性（見表1）。斷層dong2f在阜寧期的落差最大，為144 m，活動性最強；而在戴南期斷層落差相對較小，活動性減弱；到三垛期斷層落差增大，斷層數(shù)量也有所增加，活動性相應增強。各主要斷層的平均落差在不同時期的斷層落差也不同。

總而言之，正如老子所言：“知其白，守其黑，為天下式”[1]。如今的社會正是處于高度發(fā)展的階段，各種新鮮的事物孕育而生，當今人們審美情趣也有了極大的變化，或許山水畫不再被賦予以前的某種功能，我們也許應該用包容性的心態(tài)來看待這些問題，抓住事物的本質，一切藝術語言皆從生活中來，師法自然，在生活中善于不斷發(fā)現(xiàn)新的事物和美的元素，結合自己的認知感受在畫面中加以利用，加強主觀能動性，在張揚自己獨特個性畫語的同時又傳承中國畫那獨特的古風筆法和風韻之美。

3.3 銅城斷層兩側地層差異升降明顯

銅城斷層兩側的地層存在明顯差異升降（見表2）。銅城斷層的西盤，新生界阜寧組、戴南組、三垛組南部厚，北部薄，反映出南部下降幅度大于北部；但在銅城斷層東盤，新生代地層南部薄，北部厚，即南部下降幅度小于北部［7］。新生代這種斷層兩側升降變化相反的格局對油氣運移成藏有重要的影響。

4 構造演化階段

平衡剖面［8～9］編制是構造演化史研究的一種重要方法，也是常用方法，對油氣勘探有重要意義［10～11］。本文采用旋轉法在分別選取inline91和crossline301兩條三維地震剖面，編制了相應的構造演化剖面（見圖5），并進一步計算了斷層落差，以恢復地質構造的形成和演化過程。結合區(qū)域構造背景綜合分析，銅城斷裂帶新生代構造演化經歷了4個時期。

4.1 斷塊發(fā)育期（E1f）

阜寧期為蘇北盆地的強烈伸展裂陷時期［12～13］。在銅城地區(qū)，阜寧期早期斷層基本不發(fā)育；阜三期和阜四期，在區(qū)域拉伸應力作用下，研究區(qū)發(fā)育大量次級斷層，走向以北東向為主，其次為北東東向，形成一系列階梯狀構造和地塹構造，斷層傾角較大，地層傾向比較平緩，導致斷塊構造的形成。

圖4 金湖凹陷銅城斷裂帶古近紀斷層落差Fig.4 Fault fall of Plaeogene in Tongcheng fault zone of Jinhu sag

表1 不同地質時期長期活動主要斷層的落差Table1 The major fault falls in different geological periods

表2 銅城斷層兩盤地層厚度對比表Table2 Stratigraphic thickness comparison between the two sides of Tongcheng fault

4.2 差異沉降期（E2d—E2s）

由于吳堡運動，地層沿著斷層面發(fā)生不均一下滑運動，斷塊發(fā)生掀斜旋轉，發(fā)育形成反向正斷層，使斷塊發(fā)生明顯的差異沉降。戴南期，吳堡運動使阜寧組遭受剝蝕，地層厚度相對較薄，基本沒有新生斷層，先前形成的斷層繼續(xù)活動。三垛期，構造活動劇烈，斷層落差較大，發(fā)育部分新生斷層，斷層面傾角變緩，斷距較大。

4.3 逆沖褶斷期（E2s末期）

三垛期末，由于全球板塊運動發(fā)生變化，區(qū)域應力改變，郯廬斷裂帶的運動方式轉化為右旋走滑模式，派生出了北東東向擠壓應力場，擠壓作用使深層伴有的逆沖斷層發(fā)育，斷層兩盤的地層發(fā)生明顯彎曲，形成斷層相關褶皺。此后，三垛運動期間，受金湖凹陷內楊村、石港等大斷層的右行走滑作用的控制，銅城斷層發(fā)育，先前形成的次級斷層被錯開。

4.4 構造穩(wěn)定期（Ny—Qd）

從區(qū)域上看，新近紀和第四紀是蘇北盆地裂陷后的拗陷階段。三垛事件使三垛組的頂面遭受剝蝕，三垛組與上覆地層為角度不整合，斷層活動微弱，地殼發(fā)生均衡調整，表現(xiàn)為整體下陷［12～13］。在構造演化剖面圖中表現(xiàn)出，銅城地區(qū)只有少量斷層繼承性活動，但斷層落差很小，基本形成了現(xiàn)今的構造格局。

5 與油氣聚集的關系

斷層對油氣藏的形成分布具有重要的控制作用，斷層的性質、規(guī)模影響著油氣生成、運移以及聚集的全過程［14～17］。對于銅城斷裂帶阜寧組油氣藏來說，其主力生油層為阜二段、阜四段烴源巖層，該套烴源巖大量排烴期為始新世三垛期［18］，油氣藏以早期充注為主。由構造演化分析發(fā)現(xiàn)，三垛期活動斷層數(shù)量增多，活動性增強，部分先前形成的斷層繼承發(fā)育，也有較強的活動性，而且銅城斷層形成，斷層的上盤地層彎曲，形成與斷層有關的褶皺，縱向上溝通了不同層位的儲集層，與阜寧組油氣生、排烴時間一致，與滲透性砂巖一并構成生油中心油氣向背斜帶運移的重要通道，控制了油氣運移的方向和路徑，從而使得與這類斷層相鄰的同期和早期圈閉成為油氣聚集的有利區(qū)。在側向上，戴南組底部發(fā)育不整合構造，為阜四段烴源巖產生的油氣提供了有利的運移通道（見圖6）。

銅城斷裂帶主要發(fā)育斷塊、斷鼻2種類型的油氣圈閉，斷層是形成該類圈閉的主控因素。在吳堡運動、三垛運動的疊加與早期基底斷裂的共同作用下，銅城斷裂帶形成豐富的構造樣式［19］。早期，在拉張應力場作用下，受楊村斷層的控制，發(fā)育一系列北東向斷層，由于差異沉降，斷塊掀斜，發(fā)育反向正斷層，形成局部構造高部位，有利于油氣的聚集。三垛期末，研究區(qū)受東西向擠壓作用，形成斷層相關褶皺，南北向的鼻狀構造帶和北東向斷裂構造相疊加，形成一系列斷鼻、斷塊圈閉，為油氣聚集提供良好的場所。

6 結論與認識

銅城斷裂帶主要發(fā)育北東向斷裂構造，平面上呈雁列式、平行式等組合樣式，剖面上有階梯狀、地塹－地壘、Y字型等組合類型，阜寧期和三垛期是斷層集中發(fā)育的時期，阜寧期掀斜旋轉明顯，斷塊、斷鼻構造發(fā)育。

銅城斷裂帶新生代斷層活動性表現(xiàn)出強弱交替的特征，斷層活動性復雜，阜寧期斷層活動性加強，戴南期變得相對較弱，三垛期斷裂活動又增強，此后，斷層活動基本停止。銅城斷層兩側地層差異沉降明顯。

銅城斷裂帶構造演化經歷斷塊發(fā)育期（E1f）、差異沉降期（E2d—E2s）、逆沖褶斷期（E2s末期）、構造穩(wěn)定期（Ny—Qd）等4個時期。

構造作用控制油氣的運移體現(xiàn)在構造作用產生的不整合面和斷裂是油氣運移的主要通道。三垛期斷層活動縱向上溝通了不同層位的儲集層，與滲透性砂巖一并構成了生油中心油氣向背斜帶運移的重要通道，側向上，戴南組底部發(fā)育不整合構造，為阜四段烴源巖產生的油氣提供了有利運移通道。在吳堡運動、三垛運動的疊加與早期基底斷層的共同作用下，銅城斷裂帶形成斷鼻構造、復雜斷塊構造及弧形斷層圈閉，為油氣聚集提供良好的場所。

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FAULT ACTIVITY FEATURES OF TONGCHENG FAULT ZONE IN JINHU SAG

ZHANG Xiang?cheng，DAI Jun?sheng，ZOU Juan，WANG Xin?xin，YUE Xi?wei，WU Ya

（Faculty of Earth Science and Technology，China University of Petroleum，Qingdao 266580，Shandong，China）

According to the interpretation of information of seismology and geology，structural features of Tongcheng fault zone is analyzed；the features and the stages of tectonic evolution are discussed.The research shows that the Tongcheng fault zone mainly develops NE?SW strike faults. Most faults are formed in the Funing period and Sanduo period.Tilt rotation of the blocks is obvious.The structures of fault block and fault nose are developed.Cenozoic tectonic activity shows alternating strong and weak characteristics，and fault activity is complex.The intensity of fault activity in Funing phase is gradually strengthened，and become relatively weak in Dainan period，In the Sanduo phase fault activity enhances，then fault activity largely discontinues.The differential fluctuation in Tongcheng fault is obvious on both sides of strata.Tectonic evolution of Tongcheng fault zone can be divided into four period：fault block development stage（Funing period），differential fluctuation stage（Dainan and Sanduo period），overthrust folded stage（Late Sanduo period），structure stable stage（Neogene and Quaternary）.With the superposition of Wubao movement，Sanduo movement and early influence of basement faults，Tongcheng fault zone causes the development of fault nose structure，complex fault block structure and arc fault trap，which provides good places for oil?gas accumulation.

Jinhu sag；tectonic evolution；fault activity；fault fall

TE122；P548

A

1006?6616（2014）04?0424?10

2014?07?05

國家科技重大專項專題“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（2011ZX05042?001）及“精細油藏描述技術及剩余油賦存方式研究”（2011ZX05011?001）

張祥成（1989?），男，山東臨沂人，碩士，從事油區(qū)構造解析研究。E?mail：zxc1039777585＠gmail.com