吳永紅

中石油大慶油田分公司第二采油廠，黑龍江 大慶

重磁資料解釋在地質(zhì)構(gòu)造推斷上的應(yīng)用
——以渤海灣盆地A區(qū)為例

吳永紅

中石油大慶油田分公司第二采油廠，黑龍江 大慶

油氣主要富集在地層超覆帶和斷裂伴生構(gòu)造帶，有構(gòu)造成藏及巖性成藏。因此可以利用重磁資料研究斷裂及構(gòu)造單元，為進(jìn)一步劃分含油氣遠(yuǎn)景區(qū)提供地球物理依據(jù)。根據(jù)斷裂分布及重磁異常場(chǎng)的分區(qū)特征，將研究區(qū)劃分為4個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元、7個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，基本特征為東西成帶、南北分塊。

重磁特征，斷裂，巖體分布，構(gòu)造格局

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1. 地質(zhì)概況

研究區(qū)A位于渤海灣盆地東部斷階部位，東鄰遼東隆起，西接遼東灣斷陷盆地。該斷階受NE向及NW 向斷裂構(gòu)造控制，形成一些同方向的小型凹陷構(gòu)造或更次一級(jí)的洼陷及局部沉積中心構(gòu)造，雖然分布面積比較小，但該海域生油巖發(fā)育，小型凹陷也可能形成獨(dú)立的成油系統(tǒng)，且離深部斷陷距離也比較近，斷裂構(gòu)造較發(fā)育[1]-[7]。郯廬斷裂的晚期活動(dòng)控制了淺層斷裂的形成和分布，因此，小型凹陷內(nèi)或相鄰的基巖斜坡部位極有可能是油氣聚集的有利場(chǎng)所[8]。

2. 地質(zhì)地球物理特征

2.1. 密度特征

根據(jù)該區(qū)SS2井、SS100井、SS4井、SS5井、SS6井、SS8井的密度測(cè)井資料確定，研究區(qū)的主要密度界面分別為：明化鎮(zhèn)組底(T0)、館陶組上段底(T1)、東營(yíng)組底(T2)、中生界頂(Tg)，其密度差分別為0.11 g/cm3、0.10 g/cm3、0.18 g/cm3左右。但該6口井集中分布在研究區(qū)南部，具有一定局限性。

2.2. 磁性特征

對(duì)研究區(qū)周邊進(jìn)行了野外巖石磁化率測(cè)量工作，并收集了該區(qū)前人測(cè)量的巖石磁化率數(shù)據(jù)，表明區(qū)內(nèi)存在多種類(lèi)型磁性巖石，在平面上分布于不同地區(qū)，在空間上發(fā)育于不同時(shí)代和不同層位，該區(qū)主要發(fā)育3個(gè)磁性層。

1) 新生界火山巖磁性層：該磁性層中的巖性主要為玄武巖，局部地區(qū)分布有安山巖。巖石磁性較強(qiáng)，是構(gòu)成該局部磁性層的主要巖石，也是形成局部磁異常的主要原因。

2) 中生界火山巖磁性層：該磁性層中的巖性以玄武巖、安山巖為主，次為凝灰?guī)r。其磁化率均值在2000 × 10?5左右，火山巖連續(xù)分布區(qū)可構(gòu)成局部磁性層，能引起明顯的局部磁異常。

3) 太古宙變質(zhì)基底磁性層：太古宙變質(zhì)基底磁性層根據(jù)其不同類(lèi)型巖石的磁性大小又分為強(qiáng)磁性層和中等或弱磁性層2種類(lèi)型。強(qiáng)磁性層主要以角閃片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖及部分花崗片麻巖、含鐵石英片巖為代表，巖石磁化率平均值為3000 × 10?5左右。中等或弱磁性層該磁性層主要由混合花崗巖、混合巖、片麻巖及變粒巖等構(gòu)成，磁性相對(duì)較弱，這些巖石在區(qū)內(nèi)的連續(xù)分布可形成大片寬緩弱磁異常和負(fù)異常。

2.3. 重力場(chǎng)特征

圖1為研究區(qū)東部布格重力異常圖，受遼東隆起的控制，其總體走向?yàn)镹E向，異常值在?6～48 mGal之間變化，自西向東異常變大，自北向南異常變化較平緩。研究區(qū)的北部和中南部具有北東東向走勢(shì)。

圖2為研究區(qū)東部重力垂向二次導(dǎo)數(shù)圖，總體呈東西帶狀分布。研究區(qū)西側(cè)的中北部和中部為中間高四周低的閉合區(qū)域；條帶北部和中南部變化較強(qiáng)烈，呈現(xiàn)明顯的北東東向扭曲分布；東側(cè)緩坡帶較平緩，自西向東逐漸降低，自南向北逐漸降低。

2.4. 磁場(chǎng)特征

研究區(qū)覆蓋了1:10萬(wàn)的航磁資料，經(jīng)過(guò)化極處理后，得到化極磁異常圖(圖3)，從總體上分為4個(gè)升高變化的正異常帶和3個(gè)平緩變化的負(fù)背景異常帶。

Figure 1. The Bouguer gravity anomaly map in the east of the studied basin圖1. 研究盆地東部布格重力異常圖

Figure 2. The second derivative of vertical gravity in the east of the studied basin圖2. 研究盆地東部重力垂向二次導(dǎo)數(shù)

Figure 3. The RTP magnetic anomaly map in the east of the studied basin圖3. 研究盆地東部化極磁異常圖

1) 歸州正磁異常區(qū)(A)：由太古宇鞍山群構(gòu)成，太古宇鞍山群具磁性變質(zhì)巖基底，由遼東半島一直向西南延伸到海域，在磁場(chǎng)上反映為正異常。

2) 瓦房店負(fù)異常區(qū)(B)：表現(xiàn)為負(fù)異?？赡苁枪旁沤邕|河群弱磁性變質(zhì)基底引起。

3) 上井子正異常區(qū)(C)：高磁異常帶深部可能有強(qiáng)磁性巖石存在，一種可能是遼東半島古老結(jié)晶基底鞍山群巖石引起，另一種可能是深部存在中強(qiáng)磁性侵入巖體。

4) 豬島西負(fù)異常區(qū)(D)：負(fù)異常可能由中、古元古宇淺變質(zhì)巖構(gòu)成基底，主要為一套區(qū)域變質(zhì)巖組成，巖性多為千枚巖、變質(zhì)粉砂巖、石英巖、大理巖，石英片巖、板巖、黑云變粒巖、變質(zhì)凝灰?guī)r等。

5) 虎平島正異常區(qū)(E)：正異常多與燕山期侵入巖有關(guān)，各獨(dú)立磁異?？赡苁且粋€(gè)個(gè)巖體的反映，整體上它們構(gòu)成2個(gè)平行分布的巖漿巖帶。

6) 旅順負(fù)異常帶(F)：東南緣有巖石出露，主要是元古宇石英巖、石英砂巖等，基本為無(wú)磁性巖石，區(qū)內(nèi)負(fù)異?？赡苁窃撛蛞稹?/p>

7) 老鐵山南升高正異常區(qū)(G)：正異常主要與區(qū)內(nèi)出露的太古宇結(jié)晶基巖有關(guān)，海域內(nèi)的正磁異常與其成因相同，但區(qū)內(nèi)還可能大量分布有燕山期為主的侵入巖，它們也是引起升高磁異常的地質(zhì)因素，特別是孤立分布的升高磁異常更可能為侵入巖引起。

3. 斷裂分布

3.1. 斷裂劃分依據(jù)

重、磁異常劃分?jǐn)嗔训囊罁?jù)為：① 重、磁異常的梯度帶；② 重、磁異常的錯(cuò)位與扭曲；③ 不同特征重、磁場(chǎng)區(qū)的分界；④ 串珠狀同號(hào)異常帶。在布格重力異常水平總梯度圖上還表現(xiàn)為異常的極大值及異常的錯(cuò)位[9]。根據(jù)以上重磁劃分?jǐn)嗔训幕疽罁?jù)，利用重力一次水平導(dǎo)數(shù)及垂向二次導(dǎo)數(shù)，并結(jié)合布格重力異常及磁異?；瘶O異常，對(duì)研究區(qū)的斷裂構(gòu)造進(jìn)行了推斷解釋。

3.2. 主要斷裂構(gòu)造

在研究區(qū)推斷了18條斷裂，有12條NW向斷裂和6條NE向斷裂，反映了該區(qū)斷裂構(gòu)造的基本格局(圖4)。其中，F(xiàn)1、F2、F3、F16等NE向斷裂對(duì)NE向構(gòu)造帶起控制作用，由于NEE向斷裂和NW向斷裂的后期改造作用，形成了東西成帶、南北分塊的構(gòu)造格局。

Figure 4. The structural pattern in the east of the studied basin圖4. 研究盆地東部構(gòu)造格局圖

從斷裂特征來(lái)看，研究區(qū)主要大斷裂整體分布為 NE向，表現(xiàn)為重磁異常的梯度帶，基本與工區(qū)整體構(gòu)造方向一致。NW向斷裂錯(cuò)斷NE向斷裂，多表現(xiàn)為條帶狀異常的錯(cuò)斷。

4. 構(gòu)造格局

根據(jù)重磁場(chǎng)及斷裂分布特征，結(jié)合基底構(gòu)造特征，以重力高對(duì)應(yīng)凸起帶，重力低對(duì)應(yīng)凹陷帶，重力異常由高到低平緩變化對(duì)應(yīng)緩坡帶區(qū)域?yàn)閯澐忠罁?jù)。由西到東劃分為4個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元：西部凸起帶、西部凹陷帶、中部凸起帶和歸州-海貓島低副構(gòu)造帶。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分為7個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元(圖4)。

1) 西部凸起帶：西部凸起帶位于研究區(qū)西部，呈NE向沿郯廬斷裂帶東界斷裂分布，全長(zhǎng)大約295 km，面積約為3200 km2。凸起帶內(nèi)明化鎮(zhèn)組底部、館陶組上段、東營(yíng)組底部和中生界頂界面深度分別為300 m、900 m、1100 m、1600 m左右，生油層厚度大概在300 m左右。由區(qū)域資料得知其在研究區(qū)外向西南和北東方向還有一定延伸，其總體呈一個(gè)NW向延伸的窄長(zhǎng)狀、受斷裂F1、F2控制的隆起帶。

2) 西部凹陷帶：該凹陷構(gòu)造位于西部凸起帶東側(cè)，呈NE向延伸，全長(zhǎng)大約295 km，面積約為5800 km2，凸起帶內(nèi)明化鎮(zhèn)組底部、館陶組上段、東營(yíng)組底部和中生界頂界面深度分別為1400 m、1800 m、2600 m、5400 m左右，生油層厚度大概在300 m左右。在南段，東營(yíng)組底界和中生界頂界面之間厚度達(dá)到1000 m左右。由區(qū)域資料推斷該凹陷在研究區(qū)外向西南和北東方向還有一定延伸，其總體呈一個(gè)NE向延伸的窄長(zhǎng)狀、受斷裂F2、F3控制的凹陷帶。

3) 中部凸起帶：中部凸起帶呈NE走向，全長(zhǎng)大約310 km，面積約為6800 km2，邊界受斷裂構(gòu)造控制，其中F3斷裂控制其西部邊界，東部邊界被F16斷裂控制，此外，還被F4、F5、F7、F8、F9、F10、F11、F12、F14及F15斷裂斜切。整體特征表現(xiàn)為被斷裂構(gòu)造控制的有扭曲的隆起帶。在其中部、南部進(jìn)一步劃分為渤東凹陷、蛇島西凹陷、豬島西凸起、西中島西凹陷等二級(jí)構(gòu)造單元。

4) 歸州-海貓島低幅構(gòu)造帶：該構(gòu)造帶東部主要位于遼東半島陸地及沿海地區(qū)，向南延入海區(qū)。構(gòu)造走向整體為NE向，全長(zhǎng)大約295 km，面積約為8050 km2，構(gòu)造帶生油層厚度在300 m左右。構(gòu)造帶西部被NE向F16斷裂控制，東部被F18斷裂控制。此外，還被F4、F5、F7、F8、F10、F17、F11、F12及F15斷裂及近NW向的F12斷裂斜切，其整體表現(xiàn)為西高東低的低幅構(gòu)造。進(jìn)一步劃分為柏風(fēng)子西凹陷、海貓島凸起、西螞蟻島凹陷以及上井子緩坡帶等二級(jí)構(gòu)造單元。

5. 結(jié)論

1) 結(jié)合區(qū)內(nèi)的重磁特征，推斷了6條NE向主要深大斷裂以及后期發(fā)育的多條NE向和NEE向斷裂，其控制構(gòu)造單元的展布特征。

2) 將研究區(qū)劃分為4個(gè)一級(jí)構(gòu)造帶，分別為西部凸起帶、西部凹陷帶、中部凸起帶和歸州-海貓島低幅構(gòu)造帶，同時(shí)，受后期發(fā)育的NEE向和NW向斷裂的影響，又劃分了7個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，分別為渤東凹陷、豬島西凸起、蛇島西凹陷、柏風(fēng)子西凹陷、海貓島凸起、西螞蟻島凹陷和歸州–海貓島緩坡帶，具有東西成帶、南北分塊的特征，并且?guī)r體分布與構(gòu)造單元存在關(guān)系，主要分布在構(gòu)造單元的邊界處。

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[編輯] 鄧?yán)?/p>

Received: Nov. 14th, 2016; accepted: Dec. 24th, 2016; published: Feb. 15th, 2017

Application of Gravity and Magnetic Data Interpretation in Inference of Geological Structure——By Taking Region A in Bohai Basin for Example

Yonghong Wu
No. 2 Oil Production Plant, Daqing Oilfield Co. Ltd., PetroChina, Daqing Heilongjiang

Oil and gas were mainly enriched in the stratigraphic overlap zones and fault associated structural belts. There existed structural reservoir formation and lithologic reservoir formation. Therefore, the gravity and magnetic data could be used to study the faulted and structural units to provide geophysical basis for further division of oil and gas prospective areas. According to the distribution characteristics of fracture and gravity and magnetic anomaly field, the study area is divided into 4 first order structural units and 7 second order units. Research shows that the study area is basically characterized by zoning in the east and west and block in the south and north.

Characteristics of Gravity and Magnetics, Fracture, Rock Mass Distribution, Structural Pattern

吳永紅(1969-)，女，工程師，主要從事石油地質(zhì)研究工作。

2016年11月14日；錄用日期：2016年12月24日；發(fā)布日期：2017年2月15日

文章引用: 吳永紅. 重磁資料解釋在地質(zhì)構(gòu)造推斷上的應(yīng)用[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào), 2017, 39(1): 10-16. https://doi.org/10.12677/jogt.2017.391002

國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05013-006)。