劉偉 ,唐大卿 ,2,陳明月 ,張勇杰 ,陳栗 ,李楠
(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院,湖北 武漢 430074;2.構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430074;3.中國(guó)石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院,吉林 松原 138000)
孤店斷陷位于松遼盆地中央坳陷區(qū)南部的華字井階地,西北緊鄰扶新隆起帶,西南為長(zhǎng)嶺凹陷,處于重要的二級(jí)含油構(gòu)造帶上,鄰區(qū)先后發(fā)現(xiàn)扶余、新立、木頭和雙沱子等油田[1-2]。孤店地區(qū)經(jīng)歷多輪地震物探調(diào)查,明確了“兩洼一隆”的構(gòu)造格局,并相繼在南北兩端發(fā)現(xiàn)了少量油氣顯示[3]。2010年部署于斷陷中部“洼中隆”構(gòu)造部位的嶺深1井在沙河子組獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流,揭示出孤店斷陷深層具有良好的天然氣勘探潛力,但由于經(jīng)歷了多期伸展-擠壓旋回作用[4-5],孤店斷陷斷裂構(gòu)造十分發(fā)育且斷裂成因演化比較復(fù)雜,使得該區(qū)地層破碎嚴(yán)重,導(dǎo)致后續(xù)的嶺深7等探井均未獲得油氣突破[6]。此外,盡管前人對(duì)孤店斷陷構(gòu)造特征及演化開展了一系列研究[7-9],但受早期資料等限制,對(duì)孤店斷陷的深層結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征、斷裂活動(dòng)機(jī)制、反轉(zhuǎn)改造過(guò)程等基礎(chǔ)地質(zhì)的認(rèn)識(shí)不夠深入和系統(tǒng)。
基于上述現(xiàn)狀,本文在孤店斷陷三維地震資料精細(xì)構(gòu)造解釋基礎(chǔ)上,對(duì)其斷裂構(gòu)造類型、幾何學(xué)特征、活動(dòng)期次及成因演化進(jìn)行深入探討,以期達(dá)到對(duì)孤店斷陷斷裂活動(dòng)規(guī)律的重新認(rèn)識(shí),為本區(qū)油氣勘探實(shí)踐提供理論參考,同時(shí)還可以豐富對(duì)松遼盆地?cái)嗔褬?gòu)造特征及成因演化的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
松遼盆地中央坳陷區(qū)南部位于嫩江—松花江以南,面積約8.5×103km2,按基底形態(tài)及構(gòu)造格局進(jìn)一步劃分為長(zhǎng)嶺凹陷、紅崗階地、扶新隆起帶和華字井階地[10]。孤店斷陷位于華字井階地中北部,是一個(gè)相對(duì)完整和獨(dú)立的沉積構(gòu)造單元,東部為東南隆起區(qū)的登婁庫(kù)背斜帶,西部為中央坳陷區(qū)的長(zhǎng)嶺凹陷(見圖1)。
圖1 松遼盆地南部孤店斷陷構(gòu)造位置
孤店斷陷是一個(gè)典型的西斷東超箕狀斷陷,總體呈南北向展布,面積約500 km2,具典型的基底、蓋層雙層結(jié)構(gòu)特征,基底之上發(fā)育中、新生代地層,包括中生界上侏羅統(tǒng)和白堊系,以及新生界古近系、新近系和第四系[11],自下而上發(fā)育了 T5,T42,T41,T4,T3,T2等多個(gè)構(gòu)造不整合面,揭示出孤店斷陷構(gòu)造演化的復(fù)雜性和多期性。孤店斷陷深層火石嶺組和沙河子組的煤系地層及暗色泥巖為本區(qū)有效烴源巖,同時(shí)火石嶺組和沙河子組儲(chǔ)層也比較發(fā)育,為主要勘探目的層,有效儲(chǔ)層累計(jì)厚度為30~90 m,最大儲(chǔ)層厚度可達(dá)120 m,形成了孤店斷陷深層自生自儲(chǔ)的致密氣成藏模式。
與松遼盆地構(gòu)造演化相統(tǒng)一,孤店斷陷在演化過(guò)程中經(jīng)歷了燕山期和喜山期多個(gè)伸展-擠壓構(gòu)造旋回作用[4-5],斷陷內(nèi)部斷裂構(gòu)造比較發(fā)育、斷裂類型復(fù)雜多樣,并表現(xiàn)出多期差異活動(dòng)特征,大量早期形成的斷裂受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響而重新活動(dòng),從而使得本區(qū)斷裂活動(dòng)具有明顯的繼承性活動(dòng)或反轉(zhuǎn)改造等特征。
孤店斷陷主要經(jīng)歷了燕山期和喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),特別是在燕山期經(jīng)歷了多期伸展-擠壓構(gòu)造旋回,發(fā)育了一系列形態(tài)各異的斷層,各期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的斷層在性質(zhì)、發(fā)育數(shù)量及規(guī)模、展布特征等方面有很大差異,按力學(xué)或運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,可將孤店斷陷斷裂構(gòu)造分為張性或張扭性正斷層、逆斷層和反轉(zhuǎn)斷層3種類型。
張性和張扭性斷層在研究區(qū)大量發(fā)育,主要分布于東部斜坡帶的斷階構(gòu)造肩部和斷陷深洼區(qū)內(nèi)發(fā)育的低凸起部位(見圖2)。
圖2 孤店斷陷典型斷裂構(gòu)造特征地震解釋剖面
由圖2可見,孤店斷陷張性或張扭性正斷層在垂向上具有明顯的分層差異活動(dòng)特征,T4界面之下的下構(gòu)造層(斷陷構(gòu)造層)張性斷裂活動(dòng)特征明顯;張扭性正斷層主要發(fā)育于T4界面至T2界面偏上的中構(gòu)造層,尤其以T2界面的斷裂構(gòu)造最為典型。孤店斷陷逆斷層和反轉(zhuǎn)斷層發(fā)育相對(duì)較少,其中逆斷層僅在邊界主斷層附近的上盤有少量發(fā)育,其成因與喜山期盆地強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)有關(guān),是邊界主斷層附近的下降盤在反轉(zhuǎn)逆沖過(guò)程中發(fā)生強(qiáng)烈褶皺和逆斷作用的產(chǎn)物(見圖2a)。反轉(zhuǎn)斷層主要發(fā)育在西側(cè)的邊界大斷裂 (孤店斷層)上,剖面呈現(xiàn)出“下正上逆”的典型正反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征,其成因與松遼盆地演化晚期所經(jīng)歷的幕式擠壓反轉(zhuǎn)事件相統(tǒng)一,為嫩江組沉積末期以來(lái)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生多期幕式轉(zhuǎn)換的結(jié)果。
按斷層級(jí)別與規(guī)模分類是斷裂分類的傳統(tǒng)研究方法之一,通常斷裂分為控盆一級(jí)斷裂、控凹(坳)二級(jí)斷裂、控帶三級(jí)斷裂和控圈四級(jí)斷裂等[12]。孤店斷陷是松遼盆地中央坳陷區(qū)內(nèi)部的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元,上述傳統(tǒng)分類不適合該小型半地塹的斷裂分類,故在此將孤店斷陷作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立和完整的沉積構(gòu)造單元,將控制該半地塹形成演化的西側(cè)邊界斷裂(孤店斷層)確定為一級(jí)斷裂,進(jìn)而將發(fā)育于東側(cè)緩坡帶的大型調(diào)節(jié)性斷裂劃分為二級(jí)斷裂,除此之外的中、小型斷裂統(tǒng)一劃分為三級(jí)斷裂(見圖3)。
圖3 孤店斷陷斷裂分級(jí)剖面
斷裂構(gòu)造是孤店斷陷最主要的構(gòu)造類型,也是本文研究的重要內(nèi)容。研究區(qū)內(nèi)的斷層具有明顯的分期、分區(qū)、分帶、分層等差異活動(dòng)特征(見圖4),并對(duì)該區(qū)的沉積構(gòu)造及油氣成藏產(chǎn)生重要控制作用。
圖4 典型構(gòu)造界面斷裂體系分布及傾向特征
由研究區(qū)典型構(gòu)造界面斷裂體系分布可見(見圖4),孤店斷陷斷裂平面走向以NNE,NNW及近NS向?yàn)橹?,斷裂?gòu)造平面分布復(fù)雜多樣。由T5,T42和T41構(gòu)造界面所揭示的斷裂體系分布特征表明,孤店斷陷在其深部斷陷構(gòu)造層的斷裂比較發(fā)育,其中最醒目的孤店斷裂呈曲折狀分布,平面形態(tài)和斷距特征均揭示出明顯的分段差異活動(dòng)特征。除控盆邊界斷裂外,其他斷裂主要分布于緩坡帶的斷階區(qū)或斷陷內(nèi)部的低凸起地區(qū)(見圖2,3),具有成片發(fā)育的特征,尤其在斷陷南部的嶺深7井東側(cè)呈密集分布,而在斷陷北部斷裂發(fā)育數(shù)量明顯減少,具有明顯的分區(qū)特征。
此外,孤店斷陷斷裂的傾向也復(fù)雜多變,總體以東傾或西傾為主,少量為南傾或南西傾向等。其中,邊界斷裂總體傾向向東,緩坡帶的西傾斷裂發(fā)育數(shù)量明顯多于東傾斷裂。青山口組沉積初期發(fā)育的斷裂多為傾向相向的扭張性斷層,并形成現(xiàn)今T2界面,呈帶狀分布的斷裂體系。
斷層剖面特征是描述斷層形態(tài)和活動(dòng)的重要內(nèi)容,斷層剖面特征主要包括斷面形態(tài)和組合特征2方面。孤店斷陷斷裂剖面形態(tài)及組合樣式具有的特征:1)斷裂數(shù)量眾多且分期、分區(qū)、分段活動(dòng)特征顯著,斷裂主要發(fā)育于中、下構(gòu)造層(見圖2);2)既發(fā)育拉張正斷層,也發(fā)育扭張正斷層,扭張正斷層的剖面組合具有明顯的似花狀或花狀特征;3)邊界斷裂的斷面形態(tài)復(fù)雜多變,不同段呈現(xiàn)出不同特征,以鏟式為主,此外還有座椅式、坡坪式等,而且晚期均發(fā)生了反轉(zhuǎn)擠壓與逆沖改造(見圖2a);4)研究區(qū)斷裂的剖面組合樣式主要有地塹或復(fù)合地塹、地壘、斷階、花狀、似花狀及“Y”形等(見圖2、圖3),斷裂組合樣式以張性或張扭性構(gòu)造樣式為主。
孤店斷陷斷裂分期差異活動(dòng)在地震剖面上表現(xiàn)為斷裂明顯受T4,T2等數(shù)個(gè)區(qū)域性不整合界面分割,斷裂分期分層活動(dòng)特征明顯(見圖2)。不同構(gòu)造層斷裂發(fā)育特征為:1)分布于下構(gòu)造層的斷陷期斷裂平面呈片狀分布,且北部少、南部多,部分?jǐn)嗔押笃诎l(fā)生繼承性活動(dòng);2)分布于中構(gòu)造層底部和頂部的2套不同成因的斷裂均很發(fā)育,有部分?jǐn)嗔严蛳聰啻㏕4等反射界面;3)盆地發(fā)育晚期,斷裂活動(dòng)主要表現(xiàn)為邊界斷裂的強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)逆沖并斷穿所有地層,導(dǎo)致在T2界面之上的上構(gòu)造層除邊界斷裂活動(dòng)外,其余地區(qū)斷裂不發(fā)育。
孤店斷陷斷裂的分區(qū)、分帶差異性主要表現(xiàn)為除邊界斷裂外,斷陷內(nèi)部多數(shù)斷裂主要發(fā)育于緩坡帶的斷階構(gòu)造肩部或洼陷內(nèi)部低凸起地區(qū)(見圖4)。斷陷期的拉張斷裂在斜坡帶成片發(fā)育,在斜坡帶高部位發(fā)育的斷裂多數(shù)為西傾,而在低部位發(fā)育的斷裂多數(shù)為東傾;在青山口組沉積初期發(fā)育的扭張性斷裂除了發(fā)育于西側(cè)邊界斷裂帶之外,還大量發(fā)育于東側(cè)斜坡帶的斷階構(gòu)造肩部,總體表現(xiàn)為2組傾向相向的斷裂呈雁列式排列和帶狀展布特征。
結(jié)合研究區(qū)的區(qū)域動(dòng)力背景和孤店斷陷構(gòu)造演化特征分析認(rèn)為,孤店斷陷斷裂活動(dòng)與松遼盆地中新生代所經(jīng)歷的多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及松遼盆地?cái)嗔鸦顒?dòng)總體特征相統(tǒng)一。研究區(qū)斷裂活動(dòng)主要經(jīng)歷了四大階段6個(gè)活動(dòng)期次,即斷陷期(火石嶺組—營(yíng)城組沉積期)的3期幕式伸展、斷坳轉(zhuǎn)換期(登婁庫(kù)組沉積期)的1期弱伸展、穩(wěn)定坳陷期(泉頭組—嫩江組沉積期)的1期短暫而強(qiáng)烈的張扭性伸展,以及構(gòu)造反轉(zhuǎn)期(嫩江組末期—現(xiàn)今)邊界主斷裂的幕式反轉(zhuǎn)逆沖(見圖5)。在各階段中,斷裂的活動(dòng)方式包括單期活動(dòng)和多期活動(dòng),多期活動(dòng)又包括多期繼承性活動(dòng)和多期反轉(zhuǎn)改造活動(dòng)。
圖5 孤店斷陷斷裂分期差異活動(dòng)特征
孤店斷陷斷裂活動(dòng)期次與松遼盆地及孤店斷陷的演化階段相統(tǒng)一,火石嶺組—營(yíng)城組沉積期為孤店斷陷的斷陷發(fā)育期,結(jié)合地震剖面所反映的地層發(fā)育特征、斷距及前人研究成果等認(rèn)為,該階段孤店斷陷相繼經(jīng)歷了初始斷陷(火石嶺組沉積期)、強(qiáng)烈斷陷(沙河子組沉積期)和弱斷陷(營(yíng)城組沉積期)3個(gè)次級(jí)階段,期間由于區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)換,形成了3個(gè)伸展-擠壓構(gòu)造旋回并分別發(fā)育了 T42、T41和 T4構(gòu)造不整合面[11](見圖6),3個(gè)伸展階段正好與上述三幕斷陷發(fā)育階段相對(duì)應(yīng),并導(dǎo)致了該階段斷裂構(gòu)造的3期幕式伸展,該時(shí)期的斷裂活動(dòng)表現(xiàn)出明顯的繼承性活動(dòng)和生長(zhǎng)斷裂發(fā)育特征(見圖 5)。
圖6 孤店斷陷典型構(gòu)造不整合面發(fā)育特征
登婁庫(kù)組沉積期為孤店斷陷的斷坳轉(zhuǎn)換期,斷裂活動(dòng)強(qiáng)度較斷陷期明顯減弱,主要表現(xiàn)為一、二級(jí)大斷裂發(fā)生較弱的繼承性活動(dòng);泉頭組—嫩江組沉積期為穩(wěn)定坳陷期,該時(shí)期松遼盆地以穩(wěn)定沉降為主,斷裂活動(dòng)較弱,但在青山口組沉積初期,因區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的突發(fā)性轉(zhuǎn)變,在全盆范圍發(fā)育了大量帶狀展布的扭張性斷裂[13],形成 T2界面豐富而復(fù)雜的斷裂體系(見圖 5e);此后的嫩江組末期—現(xiàn)今,因區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生的幕式擠壓與區(qū)域隆升,孤店斷陷進(jìn)入構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段,邊界主斷裂隨之發(fā)生幕式逆沖和分段差異反轉(zhuǎn),并最終形成現(xiàn)今構(gòu)造面貌(見圖 2、圖 3、圖 5f)。
孤店斷陷的構(gòu)造演化與松遼盆地所處的板塊構(gòu)造位置、區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)特征及盆地演化過(guò)程密切相關(guān),特別是燕山期的多期伸展-擠壓構(gòu)造旋回,對(duì)東北地區(qū)諸多盆地沉積構(gòu)造演化及油氣成藏具有重要控制作用[14]。
晚侏羅世—早白堊世早期,松遼地區(qū)地?;顒?dòng)最強(qiáng)[15],盆地演化的主要?jiǎng)恿?lái)自地幔。而到了早白堊世中期,地幔活動(dòng)較前期有所減弱,運(yùn)動(dòng)方向也由先期的向北西轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚰蠔|,并呈現(xiàn)明顯的隆升狀態(tài),這種變化的地幔流對(duì)巖石圈底部產(chǎn)生剪切作用,使松遼地區(qū)巖石圈發(fā)生了非均勻拉伸作用,上地殼伸展變形以脆性破裂為主,而下地殼伸展變形則主要是韌性剪切,形成上部?jī)A角陡、至深部變緩的犁式斷層和拆離斷層,進(jìn)而形成一系列地塹或半地塹[16]。
早白堊世晚期—晚白堊世早期,盆地在重力作用下,演化由先期的以伸展作用為主轉(zhuǎn)變?yōu)闊崾湛s沉降,結(jié)果為盆地在先存斷陷的基礎(chǔ)上發(fā)生斷坳轉(zhuǎn)換,該時(shí)期對(duì)應(yīng)登婁庫(kù)組沉積期[17]。晚白堊世晚期,松遼盆地整體進(jìn)入萎縮階段[18],地?;顒?dòng)繼續(xù)減弱,深部地幔作用對(duì)盆地演化已不起主要作用,而來(lái)自周緣板塊的作用成為盆地演化的主導(dǎo)動(dòng)力,特別是盆地在來(lái)自東部或東南部擠壓應(yīng)力的作用下,一改前期的差異沉降而轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模的褶皺回返,從而在盆內(nèi)形成褶皺隆起和擠壓坳陷相間分布的構(gòu)造格局[19],這些不同性質(zhì)的構(gòu)造帶走向大致為NE向,具有東強(qiáng)西弱的特點(diǎn),盆地沉積沉降中心向西北遷移且沉積范圍逐漸減小,形成了古近系—新近系與下伏中生界區(qū)域性角度不整合 (見圖 7)。
圖7 松遼盆地典型構(gòu)造格架地質(zhì)剖面
喜山期,中國(guó)東部地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要受控于太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖,形成了中國(guó)大陸濱太平洋NNE向構(gòu)造線、弧后盆地群及玄武巖的廣泛分布[20]。在太平洋板塊多期幕式俯沖作用的影響下,松遼盆地新生代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)表現(xiàn)為不同地質(zhì)時(shí)期具不同的應(yīng)力場(chǎng)性質(zhì)和主應(yīng)力方向[21],導(dǎo)致盆地演化晚期伸展-擠壓構(gòu)造事件呈幕式交替發(fā)生,最終形成相對(duì)較薄的新生代地層,并在其間發(fā)育了多個(gè)構(gòu)造不整合面。
孤店斷陷各關(guān)鍵構(gòu)造變革期的斷裂演化模式如圖8所示,下面對(duì)本區(qū)斷裂構(gòu)造演化作具體分析。
圖8 孤店斷陷關(guān)鍵構(gòu)造變革期斷裂演化模式
5.2.1 斷陷期(火石嶺組—營(yíng)城組沉積期)
5.2.1.1 初始斷陷期(火石嶺組沉積期)
初始斷陷期是指上侏羅統(tǒng)火石嶺組沉積時(shí)期。晚侏羅世早期松遼盆地演化在地殼大范圍隆起和強(qiáng)烈?guī)r漿噴發(fā)的背景下開始,火石嶺組沉積期為盆地演化的初始張裂階段。孤店斷陷邊界斷裂為先期基底老斷裂,該階段由初期拉張作用逐漸過(guò)渡到后期的剪切作用[9],形成了規(guī)模較小的NNW,SN向斷層,由于活動(dòng)強(qiáng)度較弱,該期斷層對(duì)斷陷的控制作用并不明顯?;鹗瘞X組沉積末期,區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生調(diào)整轉(zhuǎn)換,孤店斷陷遭受擠壓反轉(zhuǎn),局部地層遭受抬升剝蝕并形成T42構(gòu)造不整合面。在火石嶺組沉積期孤店斷層尚未形成,斷陷區(qū)內(nèi)的邊界斷裂由6條規(guī)模不一的次級(jí)斷裂組成,中部2條規(guī)模較大的斷層基本控制了當(dāng)今孤店斷陷的規(guī)模 (見圖 5a)。
5.2.1.2 強(qiáng)烈斷陷期(沙河子組沉積期)
強(qiáng)烈斷陷期發(fā)生在早白堊世沙河子組沉積時(shí)期。早白堊世早期古太平洋板塊俯沖消減[22],區(qū)域拉張作用在東北地區(qū)產(chǎn)生了一系列NNE走向的裂陷帶,松遼地區(qū)開始形成規(guī)模不等、孤立分布的中小型裂陷[23]。該時(shí)期孤店斷陷邊界斷裂進(jìn)入強(qiáng)烈伸展活動(dòng)期[13],伸展速率加快,伸展量明顯增大,由早期分隔斷裂逐漸發(fā)育成首尾相連而貫通或側(cè)接(見圖5b),同時(shí)斷陷內(nèi)部生長(zhǎng)斷裂也大量發(fā)育。到了沙河子組沉積末期,區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)再次發(fā)生調(diào)整轉(zhuǎn)換,孤店斷陷遭受一定程度的擠壓反轉(zhuǎn),主斷裂帶附近地層發(fā)生褶皺變形,頂部地層遭受剝蝕并形成T41構(gòu)造不整合(見圖6)。
5.2.1.3 弱斷陷期(營(yíng)城組沉積期)
經(jīng)歷了沙河子組沉積末期的反轉(zhuǎn)構(gòu)造之后,區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)再次轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺剐再|(zhì),開始了營(yíng)城組沉積期,該時(shí)期孤店斷陷繼承了沙河子組沉積構(gòu)造格局,為繼承性斷陷發(fā)育期[24]。區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)換造成孤店斷層伸展速率顯著減慢,斷層規(guī)模變小,主要表現(xiàn)為斷層水平斷距的減?。ㄒ妶D5c)。
5.2.2 斷坳轉(zhuǎn)換期(登婁庫(kù)組沉積期)
斷坳轉(zhuǎn)換期是下白堊統(tǒng)登婁庫(kù)組沉積時(shí)期。該時(shí)期盆地處于近EW向拉張應(yīng)力減弱、地殼垂直升降運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)的轉(zhuǎn)化階段,因此伸展作用減弱,盆地開始逐漸區(qū)域性下沉,孤店斷陷接受沉積的面積明顯變大,登婁庫(kù)組初期沉積的地層超覆在下伏地層之上,沉積初期有少量生長(zhǎng)斷裂活動(dòng)(見圖4d),之后活動(dòng)逐漸減弱并停止,揭示出該區(qū)由斷陷逐漸向坳陷過(guò)渡。
5.2.3 穩(wěn)定坳陷期(泉頭組—嫩江組沉積期)
穩(wěn)定坳陷期是指上白堊統(tǒng)泉頭組—嫩江組沉積時(shí)期。該時(shí)期地殼以不均一的整體下沉作用為主,致使本區(qū)開始進(jìn)入大幅度穩(wěn)定沉降的坳陷階段[25],盆地的沉積范圍較斷陷期明顯擴(kuò)大,東南隆起區(qū)與盆地主體形成統(tǒng)一的湖盆。該時(shí)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)定,同沉積斷層不發(fā)育。
值得注意的是,在青山口組沉積初期,因區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生突變,盆地基底的差異沉降作用明顯,同時(shí)還伴有水平方向的扭動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)作用,導(dǎo)致孤店斷層發(fā)生強(qiáng)烈的張扭活動(dòng),在其附近發(fā)育了一組與之近于平行展布的張扭斷裂帶,該組張扭斷裂與孤店斷層間呈雁列伴生關(guān)系(見圖5e)。
5.2.4 構(gòu)造反轉(zhuǎn)期(嫩江組末期—現(xiàn)今)
嫩江組沉積末期,太平洋板塊的運(yùn)動(dòng)方向由NNW調(diào)整為NWW,歐亞板塊的運(yùn)動(dòng)方向由早白堊紀(jì)的SSW轉(zhuǎn)為SSE,導(dǎo)致西北太平洋構(gòu)造域大洋板塊在該時(shí)期對(duì)歐亞大陸產(chǎn)生近于正向的俯沖和強(qiáng)烈擠壓[26-27],與此同時(shí)日本海開始擴(kuò)張[28],松遼盆地承受了上述區(qū)域構(gòu)造事件導(dǎo)致的西向擠壓作用 (即所謂嫩江運(yùn)動(dòng)),在松遼盆地內(nèi)部產(chǎn)生大量褶皺、隆升和構(gòu)造反轉(zhuǎn),且總體上呈東部強(qiáng)西部弱的特點(diǎn)[29-32],盆地東南部構(gòu)造反轉(zhuǎn)尤為強(qiáng)烈(見圖7),是此次構(gòu)造反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中心。孤店斷陷位于松遼盆地東南部,邊界主斷裂在嫩江組沉積末期發(fā)生較強(qiáng)烈的反轉(zhuǎn)逆沖,形成大型沖斷背斜構(gòu)造并導(dǎo)致其頂部地層遭受強(qiáng)烈剝蝕。此后的晚白堊世明水組沉積末期,在強(qiáng)烈的區(qū)域性反轉(zhuǎn)擠壓作用下,邊界主斷裂再次發(fā)生強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)逆沖,孤店斷陷構(gòu)造格局基本定型(見圖 5f)。
1)孤店斷陷斷裂構(gòu)造非常發(fā)育,并對(duì)深層天然氣運(yùn)聚成藏具有重要控制作用。斷裂構(gòu)造的類型按運(yùn)動(dòng)學(xué)特征可分為張性或張扭性正斷層、逆斷層及反轉(zhuǎn)斷層;按斷層級(jí)別與規(guī)??煞譃橐患?jí)控邊斷裂、二級(jí)緩坡帶同向調(diào)節(jié)性主干斷裂及三級(jí)斷陷內(nèi)部次級(jí)斷裂。多期幕式活動(dòng)的一級(jí)邊界斷裂和斜坡帶二級(jí)主干斷裂控制著繼承性斷陷的發(fā)育。
2)孤店斷陷斷裂平面走向以NNE,NNW及近NS向?yàn)橹?,剖面組合類型主要有地塹或復(fù)合地塹、地壘、斷階、花狀或似花狀及“Y”形等。斷裂空間展布呈現(xiàn)出明顯的差異活動(dòng)特征,西側(cè)陡坡帶的邊界大斷裂蜿蜒曲折并具有典型的分期、分段差異性,東側(cè)緩坡帶斷裂成片(下構(gòu)造層)或成帶(T2構(gòu)造界面)發(fā)育且具有明顯的分期、分區(qū)和分層差異活動(dòng)特征。
3)孤店斷陷斷裂活動(dòng)期次與松遼盆地中新生代所經(jīng)歷的多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相統(tǒng)一,主要經(jīng)歷了四大階段6個(gè)活動(dòng)期次。
4)孤店斷陷斷裂構(gòu)造演化是松遼盆地?cái)嗔褬?gòu)造演化的縮影,先后經(jīng)歷了斷陷期生長(zhǎng)斷層的多幕繼承性活動(dòng)、斷坳轉(zhuǎn)換期主干斷裂的弱繼承性活動(dòng)、穩(wěn)定坳陷期短暫而強(qiáng)烈的扭張斷層活動(dòng)及構(gòu)造反轉(zhuǎn)期邊界斷裂的幕式反轉(zhuǎn)逆沖四大演化階段。孤店斷陷中、新生代經(jīng)歷的多期伸展-擠壓(反轉(zhuǎn))構(gòu)造旋回主要是西北太平洋構(gòu)造域大洋板塊對(duì)東北亞大陸邊緣的俯沖作用和松遼盆地深部地質(zhì)作用雙重控制的結(jié)果,而且區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向在平面上具有右旋偏轉(zhuǎn)特征,孤店斷陷斷裂發(fā)育特征及其成因演化正是上述地球動(dòng)力學(xué)特征的表現(xiàn)形式和淺層響應(yīng)。