李令，潘仁芳，楊依，徐燕紅

(1．長(zhǎng)江大學(xué)，湖北武漢430100;2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北武漢430074)

潛江凹陷潛北斷裂帶構(gòu)造特征及演化史

李令1，潘仁芳1，楊依1，徐燕紅2

(1．長(zhǎng)江大學(xué)，湖北武漢430100;2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北武漢430074)

潛北地區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毗鄰生烴洼陷，是潛江凹陷重要的油氣資源接替區(qū)塊，凹陷北部的潛北邊界斷層的主要活動(dòng)在潛江組沉積時(shí)期。利用三維精細(xì)構(gòu)造解釋成果，解剖潛北斷裂帶，從剖面和平面總結(jié)潛北斷裂帶中段構(gòu)造特征。潛北斷裂帶縱向上存在3個(gè)區(qū)分層，把構(gòu)造活動(dòng)劃分成了四個(gè)時(shí)期;平面上可以劃分為3段，西段發(fā)育階梯斷層，中段發(fā)育荊沙紅墻，東段表現(xiàn)為犁型正斷層。依據(jù)斷裂帶構(gòu)造特征可以把潛北斷層活動(dòng)期次劃分為走滑拉分、斷陷、坳陷、張扭4個(gè)期次。根據(jù)潛江凹陷演化過(guò)程說(shuō)明了現(xiàn)今上升盤(pán)曾經(jīng)沉積過(guò)潛江組，解決了紅墻的成因及其歸屬問(wèn)題。關(guān)鍵詞:潛北斷層;潛江組;構(gòu)造特征;活動(dòng)期次

潛北地區(qū)是江漢盆地的一個(gè)勘探老區(qū)，發(fā)育潛江組烴源巖，勘探潛力大，具有較高的地質(zhì)儲(chǔ)量。油氣藏類(lèi)型以構(gòu)造油氣藏為主，沿潛北斷裂帶呈條帶分布。潛北斷裂帶經(jīng)歷了印支末期、燕山期及喜山期三期大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，樣式多變，縱、橫延伸長(zhǎng)的特點(diǎn)。斷裂帶根據(jù)構(gòu)造特征的不同可分為東段、中段、西段3部分，其中段最為復(fù)雜，具有典型的犁型斷層的特點(diǎn)［1］。潛北斷層作為潛江凹陷北部的邊界斷層，主要活動(dòng)時(shí)期在潛江組，并控制了潛江組沉積，斷裂帶的活動(dòng)影響著潛江凹陷的演化，斷層活動(dòng)與沉積之間的關(guān)系尚需要進(jìn)一步研究。

在潛北斷層的下降盤(pán)沿著斷裂帶發(fā)育有一套被稱(chēng)為紅墻的紅色沉積體，紅墻在斷裂帶內(nèi)與潛江組地層接觸并北潛二段以后的沉積覆蓋，具有與荊沙組相似的巖性特征，因此被稱(chēng)為“荊沙紅墻”，隨著勘程度的深化，對(duì)紅墻的來(lái)源于成因上有了不同認(rèn)識(shí)，其歸屬問(wèn)題直接關(guān)系到該區(qū)下一步勘探方向。本文根據(jù)潛北斷裂帶精細(xì)構(gòu)造解釋成果，總結(jié)斷裂帶構(gòu)造特征，分析構(gòu)造演化，研究斷層活動(dòng)與凹陷演化之間的關(guān)系，揭示紅墻歸屬，為后續(xù)勘探提供借鑒。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于潛江以北鐘市地區(qū)以西，習(xí)家口以東，處于潛北斷裂帶中段，見(jiàn)圖1。本次研究針對(duì)潛北斷層活動(dòng)期，研究層位主要涉及下降盤(pán)廣化寺組、潛江組、荊沙組。其中廣化寺組與潛江組之間為一級(jí)不整合面，荊沙組內(nèi)部存在有兩個(gè)局部的不整合面。荊沙組地層為棕紅色，厚度及巖性變化較大，巖性主要為棕紅色泥巖、粉砂巖、含膏泥巖。潛江組地層可分潛四上亞段、潛四下亞段、潛三段、潛二段和潛一段［2］。潛四下亞段局部含玄武巖，潛二段發(fā)育巖鹽，且鹽韻律發(fā)育。荊河鎮(zhèn)組為綠灰色泥巖、砂巖夾碳酸鹽巖。

圖1工區(qū)位置

潛江組是早喜山期運(yùn)動(dòng)的沉積，發(fā)生在江漢盆地第4個(gè)構(gòu)造幕，本期構(gòu)造被稱(chēng)為裂陷幕［3］，其作用力演化早期以張性力為主，晚期以張扭力作用為主［4-5］。潛江凹陷構(gòu)造特征表現(xiàn)為南低北高，南厚北薄，南北向呈低中高三臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，東西方向下降盤(pán)呈一隆兩凹兩斜坡，上升盤(pán)呈一斜坡一隆起構(gòu)造格局。

2 構(gòu)造特征

2．1縱向上存在3個(gè)分層面

地震剖面上潛江組內(nèi)存在有3個(gè)分層。下部潛四上亞段從凹陷到斷層方向快速增厚的喇叭口沉積樣式，該沉積樣式區(qū)別于上覆潛四上亞段，反應(yīng)潛四下到潛四上亞段這一時(shí)期有構(gòu)造活動(dòng)變化。潛四下亞段鄰近的不整合面在荊沙組內(nèi)部，潛江組與荊沙組為連續(xù)沉，潛四下亞段時(shí)期的構(gòu)造活動(dòng)為荊沙組構(gòu)造活動(dòng)的延續(xù)，區(qū)域應(yīng)力的改變發(fā)生在潛四下亞段沉積時(shí)期。

潛二段上下斷層的樣式發(fā)生變化。潛二段以下可以看到發(fā)育有收斂于潛北主干斷層的順向次級(jí)斷層，以上可以看到反向階梯斷層，上下兩層的斷層具有不一致的組合樣式和傾向。同時(shí)潛江組沉積自潛二段開(kāi)始超覆到紅墻之上，區(qū)別于下伏地層與紅墻之間的切截式接觸。從北東向剖面上看蚌湖向斜帶內(nèi)兩個(gè)向斜的上下疊置關(guān)系在潛二段沉積前后發(fā)生倒轉(zhuǎn)。綜合認(rèn)為潛二段時(shí)期存在一期構(gòu)造變換。

荊河鎮(zhèn)組與廣化寺組之間的不整合面，該不整合面為區(qū)域性不整合面，反應(yīng)區(qū)域性隆起遭受剝蝕，為全區(qū)性的構(gòu)造活動(dòng)。在習(xí)家口東部地區(qū)潛北斷層的上升盤(pán)可見(jiàn)到潛四下亞段也遭受剝蝕，斷裂帶內(nèi)潛三段也存在剝蝕。北東向剖面上荊門(mén)凹陷內(nèi)潛江組地層與潛江凹陷西斜坡地層呈斜交趨勢(shì)，荊門(mén)凹陷內(nèi)潛江組地層翹起，盆地底部的白堊紀(jì)地層也翹起，潛江凹陷內(nèi)地層除去地貌影響基本水平。分析認(rèn)為這次隆升造成了樂(lè)鄉(xiāng)關(guān)凸起內(nèi)潛江組地層的剝蝕。從地層的接觸關(guān)系上來(lái)看，本次隆升剝蝕發(fā)生在荊河鎮(zhèn)組末期與廣化寺沉積之前。

2．2自西向東發(fā)育3種斷裂組合

工區(qū)內(nèi)斷裂帶上升盤(pán)自西向東依次為荊門(mén)凹陷，樂(lè)鄉(xiāng)關(guān)凸起，漢水凹陷。下降盤(pán)依次為西部西坡帶和蚌湖向斜帶以及潛北陡坡帶，斷層的組合類(lèi)型基本與上升盤(pán)3個(gè)大的構(gòu)造單元有較好的對(duì)應(yīng)。荊門(mén)凹陷段東部發(fā)育少量紅墻，斷裂主要為順向階梯斷層并伴生反向調(diào)節(jié)斷層組成一系列Y字型斷層和構(gòu)造，局部發(fā)育地塹構(gòu)造，但變化快延伸范圍較小，斷裂具有期次性。整體上看斷裂帶的寬度向東逐漸收攏變窄，逐漸匯聚，次級(jí)斷層收斂于主干斷層或與之平行。

樂(lè)鄉(xiāng)關(guān)凸起段為紅墻發(fā)育區(qū)，潛北斷裂開(kāi)始復(fù)雜化，可細(xì)分為西、東兩部分。西部潛北斷裂為一條主斷裂及次級(jí)小斷裂，主干斷裂簡(jiǎn)單正斷層樣式產(chǎn)出。次級(jí)斷裂規(guī)模小，且縱向延伸距離小，向上一般不超過(guò)潛二段底，向下延伸到潛四下亞段與主干斷層交匯。東部潛北斷裂主干斷層為一條犁型正斷層，次級(jí)斷收斂于主干斷層，縱向上存在分層，下部潛江組斷層收斂于主干斷層，上部荊河鎮(zhèn)組及廣化寺組斷層或交于主干斷層或形成地塹或反向階梯斷層產(chǎn)出。

漢水凹陷段潛北斷裂帶呈典型的犁型產(chǎn)出，下降盤(pán)東段發(fā)育受擠壓變形后的S型次級(jí)斷層，向西斷層受擠壓變形嚴(yán)重，但規(guī)?？s小，在廣化寺組及荊河鎮(zhèn)組之間發(fā)育地塹，至末端只發(fā)育主干斷裂及小型地塹。

2．3平面上發(fā)育3組斷裂組合

從平面上看潛江凹陷發(fā)育的斷層走向主要有北東向、北東東向、北西向3組，北東向最為發(fā)育，北西向最少，北東東向斷層主要分布在漢水凹陷段。荊門(mén)凹陷段斷層呈北東向雁列式展布，為左行時(shí)期形成。蚌湖向斜帶內(nèi)斷層由北東向過(guò)渡到北東東向展布。

3 構(gòu)造演化過(guò)程

根據(jù)構(gòu)造特征并參考區(qū)域火山活動(dòng)的強(qiáng)弱可以將潛江凹陷潛江組沉積期及其后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劃分為5個(gè)階段即:荊沙組晚期到潛四下亞段時(shí)期，潛四上亞段時(shí)期到潛三段時(shí)期，潛二段到荊河鎮(zhèn)組早期，荊河鎮(zhèn)組末期，廣化寺組到現(xiàn)今第1階段荊沙組晚期到潛四下亞段時(shí)期。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，習(xí)家口地區(qū)為火山活動(dòng)主要區(qū)域［6］，形成的剪切力作用于潛江凹陷產(chǎn)生拉分走滑，凹陷形成而具有菱形對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生了一系列北東東向斷裂。此階段潛北斷層對(duì)潛江組沉積控制作用明顯，斷層的同沉積特征明顯，形成了斷層處厚度巨大，凹陷內(nèi)厚度小的沉積樣式。

第2階段為潛四上亞段到潛三段時(shí)期。巖漿活動(dòng)減弱，造成蚌湖向斜帶內(nèi)潛三段時(shí)期的地溫明顯降低［7］，巖體冷卻收縮引發(fā)次級(jí)斷陷切分下伏荊沙組沉積，該階段紅墻形成，且其活動(dòng)速率大于潛北主干斷層，兩條斷層的差異活動(dòng)，形成了紅墻內(nèi)部地層收斂的沉積樣式，并在南北方向上形成了潛北斷裂帶臺(tái)階式構(gòu)造格局。潛江凹陷的各類(lèi)構(gòu)造在這時(shí)期開(kāi)始發(fā)育。

第3階段為潛二段到荊河鎮(zhèn)組早期?；鹕交顒?dòng)基本停止，構(gòu)造活動(dòng)弱，潛北斷裂帶內(nèi)部次級(jí)斷層活動(dòng)速率減小，主干斷層仍然活動(dòng)，潛江凹陷進(jìn)入填平補(bǔ)齊階段，潛江組沉積超覆至紅墻之上。潛江凹陷的各類(lèi)構(gòu)造在這一時(shí)期發(fā)展成形［8］。

第4階段為荊河鎮(zhèn)組末期。此時(shí)江漢盆地受到弱擠壓應(yīng)力的影響［9］，構(gòu)造活動(dòng)再次活躍，區(qū)域上產(chǎn)生張扭，造成潛江組遭受不同程度剝蝕，樂(lè)鄉(xiāng)關(guān)凸起東段斷層變形。之后發(fā)生區(qū)域性沉降接受廣化寺和平原鎮(zhèn)組兩套沉積。潛江凹陷的各類(lèi)構(gòu)造在這一個(gè)時(shí)期定型。

第5階段為廣化寺組至現(xiàn)今。江漢盆地在這一階段整體沉降接受沉積，形成了廣化寺組和平原組兩套沉積，此階段構(gòu)造活動(dòng)在廣化寺組時(shí)期相對(duì)活躍，主要形成了地塹構(gòu)造，鐘市地區(qū)沿著潛北斷層斷面繼續(xù)引發(fā)斷陷。至平原組時(shí)期構(gòu)造趨于穩(wěn)定。

4 結(jié)論

1)潛北斷裂帶存在3個(gè)構(gòu)造分層面，構(gòu)造分層面自下而上分別潛四上亞段與潛二段底面以及荊河鎮(zhèn)組頂面。荊河鎮(zhèn)組分層面為區(qū)域性不整合面;

2)潛北段裂帶具有明顯的分帶性，依據(jù)構(gòu)造樣式可以分為荊門(mén)凹陷段、樂(lè)鄉(xiāng)關(guān)凸起段和漢水凹陷段，荊門(mén)凹陷段發(fā)育階梯斷層，樂(lè)鄉(xiāng)關(guān)凸起段斷裂復(fù)雜，呈多期性，發(fā)育紅墻，漢水凹陷發(fā)育受擠壓變形的S形正斷層。

3)潛江凹陷的演化時(shí)期可以劃分為4個(gè)時(shí)期，走滑拉分期，斷陷期，拗陷期，改造期。走滑拉分期形成了凹陷菱形結(jié)構(gòu)，斷拗期凹陷發(fā)育各類(lèi)構(gòu)造，荊河鎮(zhèn)組時(shí)期定型。

［1］龔曉星，呂鵬，董政，等．潛北斷裂帶構(gòu)造特征研究［J］．長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2013(14):20－23．

［2］張永生，楊玉卿，漆智先，等．江漢盆地潛江凹陷古近系潛江組含鹽巖系沉積特征與沉積環(huán)境［J］．古地理學(xué)報(bào)，2003(1):29－35．

［3］王必金，林暢松，陳瑩，等．江漢盆地幕式構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其演化特征［J］．石油地球物理勘探，2006(2):226－230．

［4］郭飛飛，康建云，孫建峰，等．江漢盆地構(gòu)造演化與海相地層油氣成藏模式［J］．巖性油氣藏，2010(1):23－29．

［5］田蜜，施煒，李建華，等．江漢盆地西北部斷陷帶構(gòu)造變形分析與古應(yīng)力場(chǎng)演化序列［J］．地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010(2):159－170．

［6］袁玉松，朱傳慶，胡圣標(biāo)．江漢盆地?zé)崃魇贰⒊练e構(gòu)造演化與熱事件［J］．地球物理學(xué)進(jìn)展，2007(3):934－939．

［7］付鑫，葉加仁，朱紅濤，等．潛江凹陷潛江組地溫－地壓系統(tǒng)特征及其與油氣成藏關(guān)系［J］．地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào))，2012(4):860－868．

［8］康海霞．潛江凹陷潛江組剝蝕恢復(fù)與沉積體系研究［D］．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，2009．

［9］雷闖，葉加仁，彭明超，等．潛江凹陷北部潛江組油氣運(yùn)移特征［J］．地質(zhì)科技情報(bào)，2014(3):133－139．

Tectonic Features of Qianbei Belt and Evolution at Qianjiang Depression

LI Ling1，PAN Renfang1，YANG Yi1，XU Yanhong2
(1．Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China;2．China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China)

The tectonic features of Qianbei are complex，where is adjacent to the depression，and it’s also a very important backup exploration district．Qianbei Fault is the boundary of Qianjiang depression in the north，and it was active at Qianjiang formation stage．By using the conclusion of elaborate structure interpretation，it analyzed and summarized the structural characteristics of the middle Qianbei belt．There are three bounds existing in vertical intervals，which divides the tectonic activity into four periods．Also，the plane can be divided into three sections，the western developmental ladder faults，the middle section of Jingsha red wall and the eastern section as plow faults．The period of the fault movement can be divided into four stage:slip-separate，rift，sag，transtensional reform，as correspond to the period of the depression form，expanding，fading，reform．

Qianbei Fault;Qianjiang Formation;Structural characteristics;The period of the fault movement

P618．13

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．015

2016－12－20

李令(1990－)，男，湖北荊州人，在讀碩士研究生，研究方向:油藏描述，手機(jī):18162796534，E-mail:sevendel@163．com．