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        南黃海北部坳陷新生代盆地形成機(jī)制分析

        2016-12-31 00:00:00鄒瑋譚思哲馬文睿張銅磊侯凱文
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年18期

        摘 要:結(jié)合盆地的沉積充填、構(gòu)造演化及區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)特征,對(duì)南黃海盆地北部坳陷的結(jié)構(gòu)特征和斷裂組合樣式等的研究,對(duì)南黃海盆地北部坳陷的成因機(jī)制進(jìn)行了分析。南黃海新生代盆地具有被動(dòng)裂陷的動(dòng)力學(xué)特征,是在區(qū)域引張作用下形成的伸展斷陷盆地,區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)特征及基底性質(zhì)是其最主要的控盆機(jī)制。

        關(guān)鍵詞:南黃海盆地;盆地結(jié)構(gòu);構(gòu)造演化;動(dòng)力學(xué)特征

        引言

        南黃海晚白堊世-新生代盆地是中國東部大陸邊緣晚中生代-新生代裂陷盆地群的組成部分,其形成機(jī)制受控于中國東部晚中生代-新生代巖石圈動(dòng)力學(xué)過程[1],對(duì)盆地的成因和形成機(jī)制仍有著不同的觀點(diǎn)。文章從不同構(gòu)造層次分析了南黃海北部中新生代盆地的伸展變形特征,并進(jìn)一步探討了盆地的形成機(jī)制,認(rèn)為板塊間的相互運(yùn)動(dòng)是南黃海新生代盆地形成的動(dòng)力來源,地臺(tái)基底性質(zhì)及區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)是影響盆地形成機(jī)制的重要因素。

        1 地質(zhì)概況

        南黃海盆地是在中國東部下?lián)P子塊體前震旦紀(jì)變質(zhì)巖基底之上,由古、中、新生界沉積地層疊置而成的一個(gè)大型疊合盆地[2]。文章研究區(qū)集中在南黃海北部海域的中新生代盆地(圖1),北部以千里巖隆起為界,南部以南黃海盆地中部隆起為界,總面積約5萬平方千米,整體結(jié)構(gòu)為北斷南超。地層自下而上依次發(fā)育上泰州組、阜寧組、戴南組、三垛組、鹽城組及東臺(tái)組,總厚度達(dá)3000~10000m;缺失漸新統(tǒng)地層。

        2 南黃海北部坳陷的結(jié)構(gòu)特征

        從地震剖面上(圖2)可以看出,盆地宏觀上具有斷坳結(jié)構(gòu)特征;阜寧組以凹疊為主,同時(shí)也具有斷坳盆地結(jié)構(gòu)特征;戴南組-三垛組層序具有明顯的楔狀層序結(jié)構(gòu),顯示盆地結(jié)構(gòu)宏觀上表現(xiàn)為斷陷結(jié)構(gòu)特征。

        3 主要斷裂及活動(dòng)特征

        3.1 基底卷入型主干斷層

        基底卷入型主干斷層為NE向走向,通常是由幾條產(chǎn)狀相近的斷層構(gòu)成的斷裂帶,構(gòu)成盆地的邊界和凹陷的邊界(圖3)。這類斷層在印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)中主要表現(xiàn)為收縮構(gòu)造變形,在晚白堊世-古近紀(jì)時(shí)期主要表現(xiàn)為伸展構(gòu)造變形,這些斷層切割盆地基底和泰州組、阜寧組、戴南組和三垛組等沉積蓋層,向深部延伸在地臺(tái)基底頂面或結(jié)晶-變質(zhì)基底巖系中拆離滑脫,其主滑脫面甚至可能達(dá)到中地殼層次中,在深層延伸收斂到主滑脫面上。

        3.2 基底卷入型次級(jí)斷層

        基底卷入型次級(jí)斷層以NE向、NEE向走向?yàn)橹?,主要發(fā)育在基底卷入型主干斷層上盤斷塊中,與主干斷層同向或反向傾斜,它們往往在相同地質(zhì)背景下成片出現(xiàn),但在不同構(gòu)造部位的產(chǎn)狀特征有所差異。在凹陷邊界,主干基底斷層附近,基底卷入型次級(jí)斷層可以直接與主干斷層相交,在稍遠(yuǎn)的構(gòu)造部位,則形成產(chǎn)狀相近的多米諾式斷層組(圖3)。分析表明它們并不是泰州組、阜寧組沉積時(shí)期的生長(zhǎng)斷層,而且部分?jǐn)鄬用黠@被戴南組下伏不整合面覆蓋,反映這些斷層是在阜寧組沉積末吳堡運(yùn)動(dòng)中形成,后續(xù)的盆地演化過程中停止活動(dòng)?;拙砣胄痛渭?jí)斷層的形成,也反映出阜寧組沉積末,南黃海北部坳陷盆地結(jié)構(gòu)開始了分化。

        3.3 蓋層滑脫尖滅型斷層

        蓋層滑脫尖滅型斷層在南黃海北部坳陷廣泛分布,主要呈NE向和NEE向-近EW向,這類斷層戴南組、三垛組沉積時(shí)期具有同生斷層特征,向下切割到泰州組、阜寧組泥巖地層中滑脫或尖滅,少量斷層可以切割到盆地基底。

        4 南黃海北部坳陷演化特征

        南黃海北部盆為一伸展裂谷盆地,受區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)背景的控制,盆地演化經(jīng)歷了斷坳湖盆發(fā)育、箕狀斷陷發(fā)育、坳陷萎縮三個(gè)階段(圖4)。

        4.1 斷坳湖盆發(fā)育階段

        K2t-E1f期是斷坳湖盆發(fā)育的興盛期;泰州組沉積時(shí)期,南黃海盆地北部坳陷是一個(gè)統(tǒng)一的湖盆,至阜寧組沉積時(shí)期,湖盆進(jìn)一步擴(kuò)大;阜寧組末發(fā)生的吳堡運(yùn)動(dòng),形成凸起,阜寧組地層廣泛暴露地表,結(jié)束了廣湖沉積。

        4.2箕狀斷陷發(fā)育階段

        E2d-E2s箕狀斷陷發(fā)育期;始新世末的三垛運(yùn)動(dòng),使盆地整體擠壓抬升,結(jié)束了南黃海盆地?cái)嘞菖璧氐难莼?。整個(gè)漸新世南黃海盆地處于沉積間斷期,發(fā)生了“填平補(bǔ)齊”,三垛運(yùn)動(dòng)也為后期的凹陷盆地的發(fā)育提供了基礎(chǔ)。

        4.3 坳陷萎縮階段

        三垛事件使盆地遭受區(qū)域性夷平,伴隨著地殼整體均衡沉降,盆地再次接受沉積,此時(shí)大部分?jǐn)嗔岩呀?jīng)停止了活動(dòng),盆地進(jìn)入坳陷階段。

        5 南黃海北部坳陷成盆機(jī)制及動(dòng)力特征

        晚白堊世-古近世時(shí)期,古太平洋板塊持續(xù)對(duì)亞歐板塊作用,并且以速率不斷減小NW向俯沖于亞歐板塊之下,導(dǎo)致南黃海北部坳陷巖石圈上拱,發(fā)生引張作用,形成伸展引力場(chǎng),由于南黃海地區(qū)地臺(tái)基底具有較厚的變質(zhì)巖層,巖石圈在引張作用下以韌性伸展變形為主,發(fā)生“純剪切”。主干基底斷裂向深層直接與變質(zhì)巖基底的拆離斷層連鎖在一起,地殼表層相對(duì)均勻發(fā)生形變,發(fā)育了泰州組、阜寧組時(shí)期的斷坳盆地。

        古近世末-始新世,印度板塊向歐亞板塊高速俯沖,太平洋板塊向歐亞大陸俯沖,這種不對(duì)稱俯沖導(dǎo)致南黃海北部坳陷應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生調(diào)整,在南黃海盆地形成的斷層在泰州組、阜寧組泥巖為主的軟弱滑脫層尖滅,伸展變形變?yōu)榉蔷鶆颍l(fā)育了戴南組、三垛組分隔性強(qiáng)烈的半地塹箕狀伸展盆地。

        古近紀(jì)末-新近紀(jì)初,太平洋板塊重新俯沖于歐亞板塊之下[3],印度板塊以NE-NNE方向向歐亞大陸俯沖,同時(shí)菲律賓板塊的形成和旋轉(zhuǎn),板塊間的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了南黃海北部坳陷應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)變,由原來的拉張應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W或NEE-SWW向的擠壓應(yīng)力。

        新近紀(jì)以來,南黃海北部坳陷結(jié)束了箕狀斷陷的發(fā)展歷史,進(jìn)入了區(qū)域沉降坳陷型盆地的演化階段。

        6 結(jié)束語

        南黃海北部坳陷斷層分為基底卷入型主干斷層、基底卷入型次級(jí)斷層和蓋層滑脫尖滅型斷層等三種類型。

        南黃海北部坳陷具有被動(dòng)裂陷的動(dòng)力特征,多板塊復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是其形成的動(dòng)力源。受板塊運(yùn)動(dòng)的影響,不同地質(zhì)時(shí)期,南黃海北部坳陷巖石圈伸展變形機(jī)制有所不同,整體上看,晚白堊世-古近世時(shí)期,南黃海北部坳陷發(fā)生純剪切均勻伸展變形,形成泰州組,阜寧組斷坳廣湖盆地;古近紀(jì)末-新近紀(jì)初,發(fā)生簡(jiǎn)單剪切,伸展變形變?yōu)榉蔷鶆?,發(fā)育了戴南組、三垛組分隔性強(qiáng)烈的半地塹箕狀伸展盆地。

        參考文獻(xiàn)

        [1]許薇齡.論南黃海區(qū)的兩個(gè)新生代盆地[J].海洋地質(zhì)研究,1982,2(1):66-77.

        [2]李乃勝.黃海三大盆地的構(gòu)造演化[J].海洋與湖沼,1995,26(4):355-362.

        [3]姚永堅(jiān),夏斌,馮志強(qiáng),等.南黃海構(gòu)造樣式的特征與含油氣性[J].地質(zhì)論評(píng),2004,50(6):633-638.

        作者簡(jiǎn)介:鄒瑋(1980-),男,工程師,主要從事海洋油氣勘探研究工作。

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