李 理，趙 利，董大偉

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580；2.海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071；3.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院, 山東 泰安 271018； 4.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 勝利學(xué)院，山東 東營(yíng) 257061)

斜滑斷層指同時(shí)具有走向滑距和傾斜滑距的斷層，屬于正斷層/逆斷層與平移斷層之間的過(guò)渡型斷層[1-3]。其形成與水平和垂直主應(yīng)力的旋轉(zhuǎn)以及巖石強(qiáng)度/彈性非均質(zhì)有關(guān)[4]；先存斷層的存在是斜滑斷層廣為發(fā)育的原因，即便在均質(zhì)巖石中，當(dāng)水平主應(yīng)力與先存斷層走向斜交便會(huì)發(fā)育斜滑斷層[5]。HARLAND[6]首次提出斜向擠壓和斜向伸展的概念。斜向沖斷層由深部?jī)A斜、斜滑的韌性斷層帶向上擴(kuò)展產(chǎn)生，在地表主要由千米規(guī)模的走滑斷層連接而成[7]。造山帶、地塊邊界的大型斷層，或基底中的高角度斷層在后期活動(dòng)時(shí)，地塊的運(yùn)動(dòng)方向或應(yīng)力矢量與邊界斷層常呈斜交而非直交關(guān)系[8-9]。斜向滑動(dòng)是邊界型斷層或古斷裂復(fù)活的一種常見(jiàn)型式[4-5，8]，并導(dǎo)致盆地發(fā)生斜向裂陷作用[10-13]。斜滑斷層的形成機(jī)制包括扭張/扭壓和張扭/壓扭2種[10，14]。目前斷陷盆地內(nèi)斜滑斷層的研究集中在基底斷層后期的斜向活動(dòng)，多強(qiáng)調(diào)正斷層和平移斷層的疊加[11-12，15-16]，尚未對(duì)形成斜滑斷層的應(yīng)力來(lái)源及其應(yīng)變方式進(jìn)行分析[10]。而實(shí)際上單純的伸展、擠壓、走滑、一般剪切都可以產(chǎn)生斜滑斷層，且產(chǎn)生這些變形的應(yīng)力來(lái)源在地質(zhì)歷史時(shí)期不斷變化、增減[10-13]。

濟(jì)陽(yáng)坳陷中、新生代經(jīng)歷了多期裂陷，先存斷層在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中繼承性發(fā)育[17-20]，但斜滑斷層及其對(duì)沉積的控制作用研究相對(duì)薄弱[21-23]。本文在系統(tǒng)研究斜滑斷層的變形機(jī)制和發(fā)育演化規(guī)律的基礎(chǔ)上，以濟(jì)陽(yáng)坳陷為例，揭示斜向裂陷盆地、疊合盆地內(nèi)斜滑斷層的成因機(jī)制及其對(duì)沉積展布的控制。

1 地質(zhì)背景

濟(jì)陽(yáng)坳陷位于渤海灣盆地東南部，西北與埕寧隆起相鄰，東抵郯廬斷裂帶，南至魯西隆起，西與臨清坳陷相接，坳陷內(nèi)發(fā)育4個(gè)凹陷、多個(gè)凸起及NW、NE和近 EW 走向的若干斷層(圖1)[24-27]。

濟(jì)陽(yáng)坳陷的構(gòu)造層包括基底和蓋層兩部分。基底為古老的太古宇及元古宇變質(zhì)巖和侵入巖，蓋層為古生界—新生界。寒武系和奧陶系以碳酸鹽巖為主，沉積于穩(wěn)定克拉通階段；石炭系和二疊系為海陸交互相碎屑巖，沉積于克拉通平穩(wěn)升降階段；侏羅系坊子組和三臺(tái)組含煤碎屑巖沉積于擠壓背景下小型坳陷盆地；上侏羅統(tǒng)—白堊系蒙陰組、西洼組、王氏組河湖相碎屑巖、火山沉積巖，沉積于 NW 向平移、伸展斷陷盆地；古新系孔店組、始新統(tǒng)沙河街組四段湖相碎屑巖、鹽巖，沉積于NWW向伸展斷陷盆地；沙河街組三—一段、漸新統(tǒng)東營(yíng)組河湖相碎屑巖，沉積于NE向伸展斷陷盆地；中新統(tǒng)館陶組、明化鎮(zhèn)組和第四系平原組碎屑巖、未固結(jié)黃土沉積于拗陷盆地[21，28-29]。

2 斜滑斷層的成因

應(yīng)力場(chǎng)是形成斜滑斷層的重要因素，不同的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的疊加，控制著斜滑斷層的發(fā)育和演化(圖2)。

2.1 同期剪切變形

圖1 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷及鄰區(qū)構(gòu)造格局和主要斷層分布

圖2 形成斜滑斷層的應(yīng)變方式

(1)純剪切變形。在純剪中，為調(diào)節(jié)正斷層或逆斷層伸展或擠壓的差異活動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生斜滑斷層。在生長(zhǎng)正、逆斷層發(fā)育過(guò)程中，斷層兩端走向一般會(huì)發(fā)生彎曲，整體呈弧狀。當(dāng)斷層兩端走向與區(qū)域伸展或擠壓方向斜交時(shí)，彎曲段將斜向滑動(dòng)并產(chǎn)生走向滑距，以斜斷方式調(diào)節(jié)斷塊伸展或擠壓(圖2a)。此外，調(diào)節(jié)差異伸展或擠壓機(jī)制還以另一種形式出現(xiàn)：當(dāng)兩段斷層擠壓量或伸展量差異(Δp或Δe)大于21%[30]時(shí)，變換斷層將以平移斷層的方式發(fā)育來(lái)側(cè)斷調(diào)節(jié)擠壓或伸展差異(圖 2b)。通常，此類變換斷層還具有傾向滑距，且傾向擠壓量或伸展量大的一側(cè)。

(2)簡(jiǎn)單剪切變形。單剪情況下，平移斷層主破裂帶及周邊次級(jí)斷層常常發(fā)育成斜滑斷層(圖 2c)。在抑制型或松弛型斷彎部位，主斷層走向因與斷塊運(yùn)動(dòng)方向斜交，導(dǎo)致斷層在平移的同時(shí)發(fā)生擠壓或伸展。同理，平移斷層的剪切活動(dòng)所派生的同向平移斷層(R)、反向平移斷層(R')、局部張破裂(T)等都具有斜滑特征。在單剪應(yīng)力場(chǎng)下形成的斷層，其走向、傾向、垂向滑距之間的數(shù)值關(guān)系取決于斷層走向與斷塊運(yùn)動(dòng)方向的夾角[31-32]。郯廬斷裂帶內(nèi)部及其影響的周邊盆地中發(fā)育大量此類斜滑斷層，如郯廬斷裂帶中段沂沭斷裂帶內(nèi)昌濰坳陷發(fā)育的古城—濰河口斷層(F18)，斷裂帶西側(cè)濟(jì)陽(yáng)坳陷的陳南斷層(F2)、孤西斷層(F7)等。鄰區(qū)發(fā)育的相同性質(zhì)斷層，包括魯西隆起區(qū)的泰山—銅冶店斷層、新泰—垛莊斷層等，郯廬斷裂帶東側(cè)膠萊盆地的百尺河斷層、五蓮斷層等，以及蘇北盆地的真武斷層、楊村斷層等[33]。

(3)一般剪切變形。一般剪切變形對(duì)應(yīng)張扭/壓扭[10，34]，包含平移和擠壓/伸展2種變形方式，且仍屬于非共軸變形[13，35]。相應(yīng)地，當(dāng)區(qū)域存在一般剪切變形時(shí)，會(huì)在平面上形成一系列雁列或帚狀分布的斜滑斷層(圖 2d)，變形區(qū)擠壓/伸展軸也因簡(jiǎn)單剪切的加入而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且與純剪的擠壓/伸展方向斜交[36]。一般剪切可以是基底斜向裂陷、先存斷層斜滑形成的，也可由不同動(dòng)力學(xué)機(jī)制產(chǎn)生的純剪和單剪復(fù)合、疊加而成[15]。后者中產(chǎn)生純剪的動(dòng)力學(xué)機(jī)制包括熱物質(zhì)上涌、塊體平面上的離散運(yùn)動(dòng)等，產(chǎn)生單剪的動(dòng)力學(xué)機(jī)制主要指多成因的邊界平移斷層、斜滑斷層活動(dòng)，而這些動(dòng)力學(xué)機(jī)制在不同地區(qū)可以有不同的組合。

2.2 多期剪切變形

由斜向伸展/擠壓導(dǎo)致多期純剪變形。存在先期發(fā)育的斷層時(shí)，后期應(yīng)力場(chǎng)中的斷裂活動(dòng)往往更容易沿著力學(xué)軟弱面進(jìn)行，且其產(chǎn)狀、分布受前期斷層影響顯著[17]。此時(shí)，如果后期擠壓或伸展方向與先存斷層走向斜交，兩盤將繼承先存斷面發(fā)生斜向滑動(dòng)，且變形方式仍屬于純剪切。這就是前已述及的扭張/扭壓。盡管在剖面上，主斷層與兩期次級(jí)斷層都呈“馬尾狀”組合，無(wú)法體現(xiàn)應(yīng)力場(chǎng)伸展方向的轉(zhuǎn)變。但在平面上，后期應(yīng)力場(chǎng)下發(fā)育的主斷層、次級(jí)斷層走向都會(huì)發(fā)生改變，且都與后期σ1或σ3方向近于垂直(圖2e)；此時(shí)主斷層與次級(jí)斷層由平行變?yōu)閬喥叫谢蛐苯?，銳夾角指示主斷層上盤相對(duì)斜滑方向[37]。中國(guó)東部中、新生代盆地經(jīng)歷過(guò)多幕次的伸展裂陷，每期發(fā)育的正斷層走向都有明顯變化，且繼承性發(fā)育的斷層具有明顯的此類斜滑斷層的特征[19，21]。

3 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷中的斜滑斷層

濟(jì)陽(yáng)坳陷中生代以來(lái)經(jīng)歷過(guò)多幕次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，擠壓、伸展應(yīng)力場(chǎng)多次反轉(zhuǎn)、變化，加之緊臨郯廬斷裂帶，該大型邊界平移斷裂帶的活動(dòng)為研究區(qū)應(yīng)力場(chǎng)增加了強(qiáng)烈的簡(jiǎn)單剪切[16,18-20,29,33]，坳陷中發(fā)育了多類型、多期次的斜滑斷層(圖3)。本文按形成斜滑斷層的應(yīng)力場(chǎng)分類進(jìn)行剖析。

圖3 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷發(fā)育的斜滑斷層

表1渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷斜滑斷層的走向滑距和傾向滑距

Table1Dip-slipandstrike-slipdisplacementoffaultsinJiyangDepression,BohaiBayBasin

斷層地質(zhì)時(shí)期的滑距/kmEd-Es1Es2-3Es4EkJ3-K1T3-J1-2剖面F3-0．3/-0．1-5．0/-0．5-1．4/-0．6-17．3/-7．7——483F4-0．4/-0．1-1．4/-0．2-3．7/-1．7-12．7/-5．6——523F2西段(NE段)-6．7/-4．3-5．4/-1．2-7．3/-6．8-14．3/-13．4——593F2中段(EW段)-3．6/0．6-8．2/4．7-5．8/0．1-12．5/0．1-10．6/-3．92．9/0616F2東段(NW段)-0．5/2．7-2．0/5．5-0．6/3．4-1．7/4．5-2．5/14．11．8/-2．3Ⅳ-Ⅳ’F8-0．3/0．2-0．5/0．6-1．3/0．5-1．8/0．7-0．98/02．6/-1．0593F10-0．5/-0．3-0．9/-0．2-5．0/-4．4———568F5-0．3/-0．1-0．1/0-0．2/-0．1——4．9/2．4593F6西段(NW段)-4．3/-0．9-1．8/-1．1———568F6東段(NE段)-2．6/1．4-3．0/3．3-2．1/0．7-1．2/0．4-5．5/0．23．1/-1．0616

注：斷層代號(hào)和位置見(jiàn)圖1。表內(nèi)數(shù)據(jù)中分子表示傾向滑距，分母表示走向滑距，記為：傾向滑距/走向滑距，單位km。傾向滑距中，正值為縮短量，負(fù)值為伸展量；走向滑距中左行平移為正，右行平移為負(fù)?！啊北硎緮鄬游椿顒?dòng)或無(wú)數(shù)據(jù)。

為表征斷層的斜滑特征，選擇7條剖面(圖1)，計(jì)算了濟(jì)陽(yáng)坳陷主要一級(jí)控凹斷層的傾向滑距和走向滑距(表1)。傾向滑距可通過(guò)平衡剖面計(jì)算得出，在橫剖面上為斷層的水平滑距，即斷層的伸展量/縮短量。走向斷距在已知斷層位移方向和傾向滑距的前提下，根據(jù)矢量分解原理在平面上求得[31]。首先計(jì)算縮短量/伸展量；其次求斷層位移方向，研究區(qū)內(nèi)一級(jí)斷層位移方向與濟(jì)陽(yáng)坳陷內(nèi)區(qū)域壓縮/伸展方向一致，即：T3-J1-2時(shí)期為SN向，J3-K1時(shí)期為NE20°，Ek-Es4時(shí)期為SN向，Es3-2時(shí)期為NW330°，Es1-Ed時(shí)期為NW350°[31]；最后經(jīng)矢量運(yùn)算得到走向滑距。

3.1 純剪作用下發(fā)育的斜滑斷層

印支期由于揚(yáng)子板塊的向北俯沖，受SN或 NNE方向擠壓應(yīng)力場(chǎng)作用，在濟(jì)陽(yáng)坳陷產(chǎn)生了7條大型逆沖構(gòu)造帶，并控制該時(shí)期盆地原型(圖4a)[38]。這些逆沖構(gòu)造帶在平面上呈弧狀展布，由NE、NW走向斷層連接而成。根據(jù)“弓箭法則”，NE、NW走向斷層在近南北向擠壓過(guò)程中斜斷調(diào)節(jié)塊體的向北運(yùn)動(dòng)，使 NE、NW走向斷層具有斜滑特征。從表1可以看出，印支期部分?jǐn)鄬幼呦蚧啻笥趦A向滑距，如陳南斷層(F2)東段分別為2.3 km和1.8 km；部分?jǐn)鄬幼呦蚧嘈∮趦A向滑距，如義南斷層(F5)分別為2.4 km和4.9 km。上述運(yùn)動(dòng)學(xué)特征表明，斷層發(fā)生了逆斜滑活動(dòng)。

在逆沖過(guò)程中，以側(cè)斷方式調(diào)節(jié)逆沖所形成的撕裂斷層同樣具有斜滑特征，此類斷層主要發(fā)育在惠民凹陷和東營(yíng)凹陷北部斷坡帶，其走向近南北。新生代，濟(jì)陽(yáng)坳陷處于伸展應(yīng)力場(chǎng)，內(nèi)部發(fā)育眾多二、三級(jí)生長(zhǎng)斷層。如前所述，弧形發(fā)育的斷層都具有斜滑特征。同樣，該時(shí)期亦發(fā)育由塊體伸展差異產(chǎn)生的側(cè)斷調(diào)節(jié)斷層，如白橋斷層(F16)、磁村斷層(F17)等(圖 1)。平面上，F(xiàn)16和F17斷層旋向不一，向南切斷齊廣斷層(F1)后延伸進(jìn)入魯西隆起；剖面上，它們切穿中生界，常呈負(fù)花狀或半花狀構(gòu)造，如白橋斷層(圖 3a)。

圖4 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷T3-Es3時(shí)期盆地原型

3.2 單剪作用下發(fā)育的斜滑斷層

J3-K1時(shí)期郯廬斷裂受太平洋板塊斜向俯沖影響發(fā)生強(qiáng)烈的左旋平移活動(dòng)[33]，使得濟(jì)陽(yáng)坳陷產(chǎn)生了簡(jiǎn)單剪切應(yīng)力場(chǎng)，形成了石村斷層、陳南斷層、滋鎮(zhèn)斷層、陽(yáng)信斷層、羅西斷層、孤西斷層等一系列正斜滑斷層(圖3b)。其中，陳南斷層中段走向滑距為3.9 km，傾向滑距為10.6 km；陳南斷層?xùn)|段走向、傾向滑距分別為14.1 km和2.5 km；埕南斷層(F6)東段走向滑距為0.2 km，傾向滑距為5.5 km(表1)。這些正斜滑斷層屬于郯廬斷裂的同向平移斷層，其左行正斷活動(dòng)控制了濟(jì)陽(yáng)坳陷該時(shí)期NW 向平移伸展型斷陷盆地的發(fā)育(圖4b)。

3.3 一般剪切作用下發(fā)育的斜滑斷層

基底斷層的后期斜向滑動(dòng)、凹陷斜向裂陷產(chǎn)生一般剪切變形。在惠民凹陷，NE走向的寧南—無(wú)南斷層(F4、F5)和夏口斷層(F11)晚中生代以來(lái)一直繼承性活動(dòng)，新生代由于伸展方向的變化產(chǎn)生了一般剪切變形和對(duì)應(yīng)的扭張性應(yīng)力場(chǎng)——臨邑帚狀斷層(F12)組合(圖3c)。在臨南洼陷T6反射層(Es3底)斷層分布圖上，低級(jí)序斷層近東西走向，指示該區(qū)古近紀(jì)早期伸展方向?yàn)榻媳毕?。即近SN向伸展使NE向的臨南洼陷斜向裂陷，并發(fā)育臨邑帚狀斷層[39]。類似情況還出現(xiàn)在東營(yíng)凹陷，古近紀(jì)早期近 SN 向的伸展使 NE 向?yàn)I南斷層控制的利津洼陷發(fā)生斜向裂陷，形成的帚狀斷層組合為中央Ⅲ號(hào)斷裂帶(圖3d，圖4c)。新生代早期NE走向斷層為右行平移—正斷活動(dòng)，如寧南斷層Ek時(shí)期走向滑距為7.7 km，傾向滑距17.3 km。與NE走向斷層不同，NW走向斷層為左行正—平移活動(dòng)，如陳南斷層Ek時(shí)期走向滑距為4.5 km，傾向滑距1.7 km(表1)。

3.4 多期剪切作用下的斜滑斷層

中生代以來(lái)，濟(jì)陽(yáng)坳陷主要經(jīng)歷了三疊紀(jì)的擠壓、晚侏羅—早白堊世的NE向伸展平移、古新世—早始新世的NNE向伸展、中始新世—漸新世的NW向伸展[16,18-20]，其中繼承性發(fā)育的斷層在應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)發(fā)生斜滑活動(dòng)，如NW走向的陳南斷層?xùn)|段。陳南斷層?xùn)|段經(jīng)歷了上述4個(gè)應(yīng)力場(chǎng)的演化，新生代斜滑構(gòu)造特征明顯。平面上，勝永斷層(F14)、中央 I 號(hào)斷層(F15)等近 EW走向的次級(jí)斷層與主斷層斜交，銳夾角指示上盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向(圖 1，圖4d)；剖面上，勝永斷層和中央I號(hào)斷層切穿至中生界，與主斷層組合成“斜交馬尾狀”斷層組合(圖 3e)。斷層在平面和剖面上的“斜交馬尾狀”特征屬于前述應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換下發(fā)育的斜滑斷層。其中，陳南斷層(F2)東段在Es2-3時(shí)期走向滑距達(dá)5.5 km，傾向滑距為2.0 km； Es1-Ed時(shí)期的走向滑距為2.7 km，傾向滑距為0.5 km(表1)，充分體現(xiàn)了由于應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)換造成的斷層斜向滑動(dòng)特征。

4 斜滑斷層對(duì)沉積的控制

4.1 斜滑斷層對(duì)盆地邊緣沉積扇體形成和分布的控制

斜滑斷層的活動(dòng)使物源區(qū)發(fā)生橫向遷移，導(dǎo)致沿盆地邊緣沉積的沖積扇在橫向和垂向上出現(xiàn)成分差異，這種差異可以通過(guò)盆地基底的成分進(jìn)行對(duì)比。在純粹的走滑變形中，沖積扇進(jìn)積作用不明顯，表現(xiàn)為橫向的等半徑遷移，在剖面上出現(xiàn)疊瓦狀沉積單元[40]。

當(dāng)斷層斜向滑動(dòng)時(shí)，盆地邊緣沖積扇或扇三角洲以偏斜的方式遷移和疊覆。如果是正—平移斷層，當(dāng)走向斷距遠(yuǎn)大于傾斜斷距時(shí)，邊緣沖積扇或扇三角洲會(huì)以較小的偏斜方式進(jìn)行遷移和疊覆，偏斜軌跡的側(cè)伏角較小，且扇體遷移(變新)方向與斷層走滑方向相反(圖5a)。沿?cái)鄬幼呦?，剖面上右行正—平移斷層控制的沉積砂體形成左列式沉積疊瓦，左行正—平移斷層形成左列式沉積疊瓦。當(dāng)偏斜超過(guò)45°時(shí)，斷層成為平移—正斷層(圖5b)。隨著偏斜軌跡側(cè)伏角的加大，斜滑斷層逐漸接近正斷層，疊覆的扇體偏斜越來(lái)越小，最后變?yōu)榇瓜蚣臃e。

由于沉積疊瓦的倒向與所在盤滑動(dòng)方向一致，可以用來(lái)指示斷層的水平滑動(dòng)方向。沉積疊瓦在地震剖面上與三角洲前緣進(jìn)積砂體類似，具有明顯的穿時(shí)性。因此，在斜滑斷層發(fā)育的地區(qū)地層劃分及格架建立時(shí)，要充分考慮沉積遷移的構(gòu)造因素。

4.2 斜滑斷層及其派生斷層對(duì)沉積的控制

斜滑斷層，特別是正—平移斷層，在其活動(dòng)過(guò)程中往往派生與其大角度相交的次級(jí)斷層。這些次級(jí)斷層為正斷層，位于主斷層的一側(cè)，多平行排列，與主斷層組成梳狀。次級(jí)斷層上盤的下降和下盤的上升，改變了盆地邊緣的地貌，加上其傾向不固定，剖面上可能出現(xiàn)階梯狀或地塹—地壘。這些因素控制了碎屑體系的推進(jìn)方向，進(jìn)而控制沉積扇體的分布，往往一條次級(jí)斷層就控制一個(gè)扇體，造成扇體沿主斷層走向的梳狀排列現(xiàn)象。

4.3 斜滑斷層的沉積響應(yīng)

圖5 理想狀態(tài)下斜滑斷層對(duì)沉積砂體的控制圖 c、d 位置見(jiàn)圖 1。

在濟(jì)陽(yáng)坳陷以東的濰北凹陷，北邊緣斷層為古城—濰河口斷層(F18)。斷層受郯廬斷裂新生代走滑活動(dòng)形成，走向近東西，總體傾向北，由NE向和NWW向兩組雁列斷層組成，古新世孔三段—早始新世沙四段長(zhǎng)期活動(dòng)[42-43]，表現(xiàn)為左旋平移活動(dòng)。孔二段中和孔一段下扇體沿?cái)鄬訋в蓶|向西依次排列，呈疊瓦狀，這種向西變新的沉積疊瓦現(xiàn)象正是斷層左行正—平移活動(dòng)造成的。盆地邊緣扇體時(shí)代向西變新，即向西遷移，反證斷層下盤向東運(yùn)動(dòng)，為左行走滑活動(dòng)。

在濟(jì)陽(yáng)坳陷東北部，沙三段沉積時(shí)期受郯廬斷裂帶右行平移活動(dòng)的影響，在樁海地區(qū)近SN向長(zhǎng)堤斷層(F19)開(kāi)始活動(dòng)，作為郯廬斷裂的P破裂，亦為右行平移斷層。斷層傾角近于直立，剖面發(fā)育正花狀構(gòu)造。此時(shí)受區(qū)域NW-SE向伸展作用，長(zhǎng)堤斷層又有正斷層的特征，斷層傾向西，但斷距較小，沙三早期僅72 m。因此，長(zhǎng)堤斷層為正—平移斷層。長(zhǎng)堤斷層西側(cè)為NE走向的埕東斷層(F20)，作為郯廬斷裂帶的R破裂，同樣為右行平移斷層。由于與區(qū)域NW-SE向伸展方向近垂直，埕東斷層又具有正斷層的特征，斷層傾向SE，沙三早期斷距為256 m，因此埕東斷層是平移—正斷層。2條斷層的斜滑活動(dòng)控制了孤北洼陷的形成，并控制著湖底扇的平面走向和遷移。沿2條斷層的走向，發(fā)育了一系列與其近于垂直的次級(jí)斷層，它們控制了碎屑體系的推進(jìn)方向，進(jìn)而控制了湖底扇沉積沿?cái)鄬幼呦蚍植?。沙三期之后，長(zhǎng)堤斷層和埕東斷層平移活動(dòng)強(qiáng)弱的改變，導(dǎo)致這些湖底扇在橫向和垂向上隨之出現(xiàn)遷移和疊覆。

除濟(jì)陽(yáng)坳陷外，渤海灣盆地下遼河—遼東灣坳陷沿郯廬斷裂帶也有正—平移斷層控制沉積砂體的實(shí)例。在下遼河坳陷金縣地區(qū)，郯廬斷裂的持續(xù)右旋走滑活動(dòng)使得沙河街晚期至東營(yíng)末期的沉積砂體不斷被錯(cuò)開(kāi)，在平面上出現(xiàn)明顯的橫向疊置現(xiàn)象，在剖面上形成“魚(yú)躍式”砂體發(fā)育模式[44]。在渤海海域遼東帶，沙二期形成的扇三角洲沉積體被營(yíng)—濰斷裂帶遼東段錯(cuò)開(kāi)；進(jìn)入東營(yíng)期，東三段—東一段的辮狀三角洲砂體受切入凹陷位置點(diǎn)遷移影響，砂體由北向南發(fā)生明顯的遷移疊置[23]。

當(dāng)沉積扇體從沖溝越過(guò)斷層進(jìn)入盆地后，會(huì)在平行斷層走向的剖面上形成扇背斜。扇背斜是指凹陷陡坡帶砂礫巖體形成的一種底平頂凸的凸起，形狀類似于背斜，地層具核部老、兩翼新的特點(diǎn)[45]。對(duì)于平移—正斷層，沉積體因斷層的走向位移量相對(duì)較小而橫向位移量少，沿?cái)鄬幼呦蛩纬傻谋承逼漭S跡斜歪，而背斜頂點(diǎn)遷移方向與上盤運(yùn)動(dòng)方向相反(圖5b)[46]。平面上，沉積扇體的橫向疊置還可以通過(guò)其形態(tài)在垂向上的變化、沉積中心的遷移來(lái)識(shí)別，如埕南斷層(F6)NE段(圖1)的沉積遷移現(xiàn)象(圖5c)。沙四期以后，研究區(qū)以 NW 向伸展為主，NE走向埕南斷層的斜滑活動(dòng)為右行走滑(表1)。在2 050～1 500 ms水平切片上，車60井位置靠近斷層的沉積扇體由早到晚向北東方向發(fā)生了遷移；大 81 沉積體也具有相同的沉積遷移現(xiàn)象(圖5c)。沉積扇體向北東遷移變新，說(shuō)明所在盤(下盤)向南西運(yùn)動(dòng)，反證了埕南斷層為右行走滑活動(dòng)。確定扇體的沉積中心，計(jì)算沉積遷移距離，還可以用來(lái)估算斷層斜滑活動(dòng)的走向滑距(走滑量)。在2 050～1 790 ms對(duì)應(yīng)的沉積時(shí)期車60、大81沉積體分別沿?cái)鄬幼呦蜻w移了 0.28 km和0.45 km，該時(shí)期斷層走滑量為二者的平均值，即約0.36 km；在1 790～1 500 ms對(duì)應(yīng)沉積期，車 60、大81沉積體分別沿?cái)鄬幼呦蜻w移了0.81 km和0.65 km，走向位移量約0.73 km；2 050～1 500 ms地層沉積時(shí)期斷層走滑量約為1.09 km。地震反射時(shí)間2 050～1 500 ms對(duì)應(yīng)沙一段—東營(yíng)組沉積時(shí)期，表1 計(jì)算得出的走向滑距為0.9 km，二者大致相同，說(shuō)明用該方法來(lái)估算走滑量是可行的。

在埕南斷層(F6)西北部，沉積體背斜在沿?cái)鄬幼呦蚱拭嫔弦舶l(fā)生了明顯的頂點(diǎn)遷移現(xiàn)象(圖5d)。車古25井對(duì)應(yīng)的沖溝位置處，沉積體背斜的頂點(diǎn)從沙四段(Es4)一直發(fā)育到東營(yíng)組；在車古20井對(duì)應(yīng)的山梁位置處，沉積體背斜頂點(diǎn)從沙二—沙三段(Es2-3)開(kāi)始向 NE 遷移、發(fā)育；同樣，在車66井右側(cè)對(duì)應(yīng)的沖溝位置處，沉積體背斜頂點(diǎn)從沙二—沙三段(Es2-3)開(kāi)始向NE遷移；最終，3處沉積體背斜都發(fā)育成軸跡向SW傾的斜歪背斜(圖5d)。通過(guò)計(jì)算3個(gè)背斜頂點(diǎn)的遷移距離，可以推算埕南斷層該段走滑量約0.5～0.8 km。這與表1中計(jì)算得到的埕南斷層NE段在沙三期以來(lái)的走向滑距(約0.7 km)大致相當(dāng)。

反過(guò)來(lái)，在利用沉積體展布來(lái)判斷斷層旋向時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些假象。因?yàn)?，斷層下降盤的沉積體展布還會(huì)受其他因素影響，并非完全按圖4所示。如，當(dāng)斷層上升盤的沉積物輸送方向(沖溝走向)與斷層走向斜交時(shí)，退積式沉積層序會(huì)使正斷層或左行正斷層表現(xiàn)出右行活動(dòng)的假象(圖6a，b)，而進(jìn)積式沉積層序會(huì)使正斷層或右行正斷層表現(xiàn)出左行活動(dòng)的假象(圖6c，d)。即便沉積物輸送方向與斷層走向相互垂直，在同一層段內(nèi)或當(dāng)斷層處于穩(wěn)定期，沉積補(bǔ)償原則會(huì)使扇體展布左右擺動(dòng)，造成在層段內(nèi)或短暫時(shí)期內(nèi)利用扇體展布判斷斷層旋向時(shí)出現(xiàn)旋向反轉(zhuǎn)或反復(fù)(圖6e)。

圖6 利用沉積砂體判斷斷層旋向時(shí)的幾種假象

因此，在利用沉積體展布判斷斜滑斷層旋向，或利用斜滑斷層旋向研究沉積體展布時(shí)要綜合平面、剖面進(jìn)行三維分析，同時(shí)結(jié)合斷層的次級(jí)構(gòu)造、區(qū)域構(gòu)造演化史加以判斷。如，在圖2e中后期層間次級(jí)斷層與主斷層之間的銳夾角指示上盤相對(duì)錯(cuò)動(dòng)方向，即主斷層具有左行走滑性質(zhì)。若所控制的扇體展布指示右行，則是受其他因素影響造成的假象。

5 結(jié)論

(1)通過(guò)系統(tǒng)分析斜滑斷層形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，將斜滑斷層的成因分成4類：純剪切、簡(jiǎn)單剪切、一般剪切以及多期純剪應(yīng)變下的斜向伸展/擠壓。

(2)濟(jì)陽(yáng)坳陷中生代以來(lái)經(jīng)歷了多期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，內(nèi)部斜滑斷層發(fā)育豐富。斜滑斷層在印支期區(qū)域擠壓應(yīng)力場(chǎng)下逆斜滑活動(dòng)，在燕山期區(qū)域簡(jiǎn)單剪切作用下為正斜滑活動(dòng)，在喜馬拉雅期區(qū)域伸展應(yīng)力場(chǎng)下為正斜滑活動(dòng)；同時(shí)，還包括在一般剪切作用下的正斜滑活動(dòng)，以及在應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的繼承性斜向伸展。

(3)斜滑斷層的活動(dòng)控制著盆地邊緣扇體的橫向遷移和疊置、碎屑體系的推進(jìn)和展布，正—平移斜滑使沉積體沿?cái)鄬幼呦虬l(fā)生橫向疊置，在沿?cái)鄬幼呦蚱拭嫔闲纬沙练e疊瓦、斜歪扇背斜等地質(zhì)現(xiàn)象。反之，利用沉積體展布來(lái)判斷斜滑斷層旋向時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些假象，還需要結(jié)合斷層的次級(jí)構(gòu)造、區(qū)域構(gòu)造演化史進(jìn)行判別。

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