颜照坤，段润梅，李 勇，肖敦清，蒲秀刚，刘子藏，袁淑琴

(1.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610059;2.大港油田公司勘探开发研究院，天津 300280)

黄骅坳陷孔南地区孔店期徐西断层构造活动规律研究
——来自沉积响应的证据

颜照坤1，段润梅2，李 勇1，肖敦清2，蒲秀刚2，刘子藏2，袁淑琴2

(1.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610059;2.大港油田公司勘探开发研究院，天津 300280)

根据地震资料、钻井资料，对黄骅坳陷孔南地区孔店组残留地层进行精细研究，获得对孔店组地层的沉积特征深刻认识，进而分析孔店期徐西断层拉张作用和走滑作用对孔店组沉积的控制作用，并得出徐西断层在孔店期的构造活动规律:孔店期徐西断层的拉张作用和走滑作用同时进行，并且拉张作用和走滑作用均持续增强。

沉积响应;徐西断层;拉张作用;走滑作用;天津孔南地区

0 引言

随着对陆相沉积盆地研究的不断深入，沉积和构造两者间的联系性和统一性愈来愈受到人们的注意，并逐渐成为陆相沉积盆地分析中的主要内容。通过对沉积盆地中构造活动对沉积的控制作用和沉积对构造活动响应的研究，可以建立构造活动和沉积作用的对应关系和同步演化规律(P R Vail et al，1991;N Christie-Blick et al，1985)。这样对沉积盆地的发生、发展和沉积作用过程才会有较全面的认识和更深刻的理解。

虽然前人曾对孔南地区进行了长期的石油地质勘探和开发，对孔南地区构造解剖、储层成岩作用、沉积相、油气形成基础等多方面做了大量研究，在一定程度上推动了孔店组地层—岩性油气藏勘探的进程(大港油田石油地质编辑委员会，1987;陆克政等，1997;漆家福等，1994;李大伟，2006;池英柳等，2000)，但是，在孔南地区主要构造单元活动对孔店组地层沉积的控制作用方面的研究仍存在一些问题，主要表现在对孔店期各个沉积期主要构造单元对孔店组地层沉积的控制作用，目前对这方面已经有了部分研究，但是对许多问题的认识仍存在较大分歧。

1 区域地质概况

黄骅坳陷是一个典型的多期叠合断陷盆地，先后经历了古—始新世断陷、渐新世断陷以及新构造期断陷等构造旋回，并表现出断陷中心迁移、断陷方式多变的特点，导致了盆地结构复杂化和多期沉积盆地的垂向叠置(大港油田石油地质编辑委员会，1987;陆克政等，1997;漆家福等，1994，1995;李大伟等，2006;池英柳等，2000;高战武等，2000)。这不仅给盆地分析、分层系沉积体系研究带来很多技术上的难题，同时也导致精细油气勘探难以深入，影响到大港油田的进一步发展。孔南地区是指孔店凸起至灯明寺的广大坳陷地区，是黄骅坳陷中的第二大富油凹陷，勘探面积为4 700km2(大港油田石油地质编辑委员会，1987)。

徐西断裂是黄骅凹陷内规模较大的二级断层，为正断层，呈北东—南西走向，主要控制孔南地区孔店期湖盆的东部边界，将西侧凹陷和东侧徐黑凸起分隔开(大港油田石油地质编辑委员会，1987;李大伟，2006;漆家福等，1995)(图1)。

图1 黄骅坳陷孔南地区构造单元划分图

根据前人对孔南地区孔店组的研究，笔者将孔南地区孔店组地层划分为1个二级层序、4个三级层序(SQ1层序、SQ2层序、SQ3层序和SQ4层序分别对应孔三段、孔二段、孔一下亚段和孔一上亚段地层)(表1)。由于孔店组地层受到后期构造活动的强烈改造，因此，孔店期的许多构造特征都被复杂化了，难以识别。但是，由于孔店组内部的地层叠置关系依然被保存下来了，即孔店组各段沉降中心、沉积中心和粗端砂体等地层特征的叠置关系未变，因此，笔者试图通过对孔店组残留地层的特征进行分析，研究沧东断层在孔店期的拉张作用和走滑作用。

2 拉张作用的沉积响应

本次将根据残留地层沉积记录，研究徐西断裂在孔店期拉张作用及其对东侧凹陷沉积特征的控制作用，分析沧县断裂发育的起始时间，并按孔三段(SQ1)沉积期、孔二段(SQ2)沉积期、孔一下亚段(SQ3)沉积期和孔一上亚段(SQ4)沉积期等4个时期分别研究徐西断层拉张作用的沉积响应。

表1 黄骅坳陷地层地质年代表

徐西断层西侧由南向北发育了3个凹陷，分别为南皮凹陷、小集凹陷和常庄凹陷。其中小集凹陷范围较小，并与常庄凹陷具有很好的一致性，因此本次将徐西断层划分常庄段和南皮段两部分进行研究。

2.1 SQ1 沉积期

2.1.1 常庄段 通过孔南地区测线Inline 2624和测线Inline 2080地震剖面分析图(图2、图3)可以看出，孔三段地层被徐西断裂等厚切割，可以初步判断徐西断裂常庄段对孔三段地层的切割为后期断裂活动形成，SQ1沉积期徐西断层尚未控制孔三段地层的沉积。

从盆地北部整体地层展布情况可以看出，SQ1沉积期，盆地内主要沉降中心和沉积中心位于盆地的西侧，自西向东地层逐渐减薄(图4)，为典型的西断东超型断陷盆地，此时徐西断层常庄段尚未活动，盆地主要受沧东断层拉张作用的控制。

2.1.2 南皮段 通过孔南地区测线Inline 1440地震剖面分析图(图5)可以看出，徐西断裂西侧孔三段地层由西向东逐渐变薄，并且不存在地层削截，为自然沉积。表明徐西断裂南皮段在SQ1沉积期亦尚未活动，不具有拉张作用。

2.2 SQ2 沉积期

2.2.1 常庄段 通过孔南地区测线Inline 2624和测线Inline 2080地震剖面分析图(图2、图3)可以看出，孔二段地层仍被徐西断裂等厚切割，可以初步认为徐西断裂对孔二段地层的切割为后期断裂活动形成，孔二期常庄段断层仍尚未活动。

从盆地北部整体地层展布情况(图4)可以看出，SQ2沉积期，盆地内主要沉降中心和沉积中心位于盆地的西侧，自西向东地层逐渐减薄，表明徐西断裂常庄段在SQ2沉积期尚未活动，不具有拉张作用。

2.2.2 南皮段 通过孔南地区测线Inline 1440地震剖面分析图(图5)可以看出，徐西断裂西侧孔二段地层被等厚切割，并且不存在地层削截，为自然沉积。表明SQ2沉积期徐西断裂南皮段尚未活动，不具有拉张作用。

2.3 SQ3 沉积期

2.3.1 常庄段 从孔南地区测线Inline 2624和测线Inline 2080地震剖面分析图(图2、图3)上可以看出，徐西断层西侧孔一下亚段地层由西向东明显增厚，其中处于北部的测线Inline 2624地震剖面表现得更为明显。反映了徐西断裂在近东西方向上拉张作用强烈，成为盆地的边界控盆断层，并且北部控盆更加明显。

从SQ3沉积期沉降中心和沉积中心分布图可以看出，在徐西断层西侧靠近断裂带处发育较大规模的沉降中心和沉积中心，断层根部地层比较厚，向构造带主体孔一下亚段地层逐渐减薄，表明在此时徐西断层具有拉张作用，控制了孔一下亚段地层的沉积。

孔一下亚段沉积时期，沿徐西断层下降盘冲积扇发育广泛，在黑龙村、集北头、肖官屯、东关、军6井区的地区发育5个较大规模的冲积扇沉积体系，其中以肖官屯和东关中部冲积扇规模最大，以扇端亚相为主(兰亚萍等，2009)。这些冲积扇的发育表明该阶段，受徐西断层拉张作用控制，其西侧下降盘快速下降，造成巨大的地形高差，为大规模冲积扇的发育创造了必要条件。

2.3.2 南皮段 通过孔南地区测线Inline 1440地震剖面分析图(图5)可以看出，徐西断裂西侧孔一下亚段地层仍然被等厚切割，并且不存在地层削截，为自然沉积。表明SQ2沉积期徐西断裂南皮段尚未活动，不具有拉张作用。

2.4 SQ4 沉积期

从孔南地区测线Inline 2624、测线Inline 2080和测线Inline 1440地震剖面分析图(图2、图3、图5)上可以看出，徐西断层西侧地层均具有由西向东增厚的特征，反映了此时整个徐西断裂在近东西方向上拉张作用强烈，成为盆地东部边界的控盆断层。

图2 孔南地区测线Inline 2624地震剖面分析图

在徐西断层西侧靠近断裂带处发育较大规模的沉积中心，断层根部地层明显较厚，向构造带主体孔一上亚段地层逐渐减薄，表明在此阶段，徐西断层持续拉张，控制了孔一上亚段地层的沉积。

孔一上亚段沉积时期，沿徐西断裂西侧下降盘大规模发育冲积扇沉积体系，如在徐西断层西侧的乌马营东、集北头北、东关以及军6井区等地发育冲积扇沉积体系(彭海艳等，2010)。这些现象反映了当时徐西断层拉张作用强烈，西侧下降盘快速下降，造成巨大的地形高差，控制了一系列冲积扇的发育。

图3 孔南地区测线Inline 2080地震剖面分析示意图

此外，由于沉积物堆积的峰值期对应物源区的快速隆升阶段，因此沉积速率可以在一定程度上反映断层的拉张作用的强烈程度。笔者根据地震剖面上显示的地层厚度以及钻井资料得到徐西断裂西侧的官140井、官60井和乌参1井孔三段地层厚度，计算出孔三段、孔二段和孔一段地层的沉积速率(表2)，数据表明孔店期徐西断层西侧地层沉积速率具有曾大的趋势，尤其北部的官140井，孔一段沉积速率明显较孔二段和孔三段大，反映了孔一段沉积期徐西断层常庄段具有强烈的拉张作用，造成东侧物源区快速隆升，为西侧下降盘提供大量物源。另外，沉积速率的南北差异性也反映了徐西断裂的构造活动具有分段性，即北强南弱。

图4 孔店期徐西断层东侧沉降中心分布对比与迁移图

表2 孔店期徐西断裂西侧地层沉积速率

综上所述，徐西断裂在孔三段沉积期和孔二段沉积期均未发生拉张作用或者拉张作用十分微弱，总之，徐西断裂尚未明显控制西侧下降盘沉积作用。直到孔一下亚段沉积时期徐西断层常庄段发生较明显的拉张作用，并且在孔一上亚段沉积时期常庄段和南皮段均具有强烈的拉张作用，控制西侧下降盘沉积作用，完全成为盆地东部的边界控盆断层。

图5 孔南地区测线Inline 1440地震剖面分析示意图

3 走滑作用的沉积响应

通过对徐西断裂东侧物源的分析，笔者发现沿徐西断裂分布多个物源口，并且距离较近，造成物源口附近的粗碎屑体沿断裂带连续分布，因此粗碎屑体的迁移规律并不明显。本次研究主要根据徐西断层西侧沉降中心和沉积中心迁移情况，分析徐西断层在孔店期的走滑作用。

3.1 沉降中心迁移

根据地层等值线图和泥岩等值线图编制了徐西断层西侧下降盘沉降中心的分布对比图和迁移图，通过对迁移图的分析研究沧东断层孔店期的走滑样式。

以300m地层等值线作为沉降中心边界，编制了孔店期SQ1、SQ2、SQ3和SQ4 4个沉积时期徐西断层西侧沉降中心的分布对比与迁移图(图4)。

3.1.1 SQ1沉积期 SQ1沉积期，徐西断裂西侧发育2个沉降中心(图4):一是位于灯明寺附近的灯明寺沉降中心，二是位于东关西侧的东关沉降中心。东关沉降中心为主要沉降中心，其北缘位于东关北侧。

3.1.2 SQ2沉积期 SQ1沉积期，徐西断层西侧发育3个沉降中心(图4):一是位于灯明寺地区的灯明寺沉降中心，二是位于肖官屯东侧的肖官屯沉降中心，三是位于东关和望海寺地区的与沧东断裂东侧沧东沉降中心连为一体的东关沉降中心。

与SQ1沉积期相比，灯明寺沉降中心向东迁移，其北缘沿徐西断层走向向北东略有迁移;东关沉降中心仍为主要沉降中心，与SQ1沉积期相比，其北缘向北迁移至望海寺东北侧靠近徐西断层处，在沿徐西断层走向上具有较大迁移。但是，由于此阶段徐西断层尚未活动，因此认为沉降中心向北略有迁移是盆地沉积范围扩张、沉积厚度增大和物源供给差异性等因素造成的，并不是徐西断层走滑作用造成的。

此外，通过对徐西断层西侧测线Crossline 2地震剖面各段地层的精细分析与对比(图6)，可以看出与SQ1沉积期相比，SQ2沉积期徐西断层西侧最厚的地层段并未发生迁移，表明此时徐西断层不具有走滑作用。

图6 孔南地区测线Crossline 2地震剖面分析图

3.1.3 SQ3沉积期 SQ3沉积期，徐西断层西侧发育2个沉降中心(图5):一是位于肖官屯地区的肖官屯沉降中心，二是位于望海寺地区的望海寺沉降中心，二者覆盖范围均较大。

与SQ2沉积期相比，位于最南端的灯明寺地区的沉降中心向北迁移与肖官屯沉降中心合并。肖官屯沉降中心北缘由肖官屯东侧向北迁移至东关附近。

在研究区北部，与SQ2沉积期东关沉降中心北缘相比，SQ3沉积期望海寺沉降中心北缘向北迁移至湖盆残留边界东北端(黄骅西侧地区)。

3.1.4 SQ4沉积期 SQ4沉积期，徐西断层西侧沉降中心迁移不明显，主要表现在肖官屯沉降中心北缘在东关地区向北略有迁移，黄骅西侧地区的沉降中心北缘向北略有迁移(图4)。

此外，通过对沧东断层东侧北东—南西向三位地震剖面各段地层的精细分析与对比(图6)，可以看出，徐西断层西侧的小集凹陷和常庄凹陷最厚处均具有明显向北迁移的特征。

由上述可知，在孔店期晚期(孔店一段沉积期)徐西断层西侧沉降中心具有向北迁移的特征，反映了徐西断层了当时走滑样式为左行。

3.2 沉积中心迁移

根据泥岩等值线图编制了徐西断层西侧下降盘沉积中心的分布对比图和迁移图，通过对迁移图的分析研究徐西断层孔店期的走滑样式。

以200m泥岩等值线作为沉积中心边界，编制了孔店期SQ1、SQ2、SQ3和SQ4 4个沉积时期徐西断层西侧沉积中心的分布对比和迁移图(图7)。

3.2.1 SQ1沉积期 SQ1沉积期，徐西断裂西侧发育2个沉积中心(图7):一是位于乌马营南侧的南部沉积中心，二是位于肖官屯北侧的北部沉积中心。北部沉积中心为主要沉积中心，其北缘位于东关西侧。

3.2.2 SQ2沉积期 SQ2沉积期，徐西断裂西侧发育3个沉积中心(图7):一是位于乌马营附近的南部沉积中心，二是位于肖官屯东侧的中部沉积中心，三是位于东关附近的北部沉积中心。北部沉积中心呈近东西向展布，已与西侧沧东沉积中心相连。

与SQ1沉积期相比，南部沉积中心整体向北迁移，其北缘迁移至乌马营东侧;中部沉积中心为新形成的沉积中心;北部沉积中心整体向北迁移，其北缘迁移至望海寺北侧。但是，由上文可知此阶段徐西断层尚未活动。因此，笔者认为沉积中心向北略有迁移是盆地沉积范围扩张、沉积厚度增大、物源供给差异性和水深变化等因素造成的，并不是徐西断层走滑作用造成的。

图7 孔店期徐西断层东侧沉积中心分布对比与迁移图

3.2.3 SQ3沉积期 SQ3沉积期，徐西断裂西侧发育3个主要沉积中心(图7):一是位于乌马营地区的南部沉积中心;二是位于王官屯东侧的中部沉积中心;三是位于望海寺地区的北部沉积中心。

与SQ2沉积期相比，南部沉积中心整体向北迁移，其北缘迁移至乌参1井北侧;中部沉积中心向北大幅度迁移，北缘迁移至东关东侧;北部沉积中心北缘向北迁移至军马站东侧。

3.2.4 SQ4沉积期 SQ4沉积期，徐西断裂西侧主要沉积中心北缘向北略有迁移，迁移幅度较小(图7)，乌马营地区的南部沉积中心和王官屯东侧的中部沉积中心的北缘均向北略有迁移。

由上述可知，孔一段沉积期徐西断层西侧沉降中心具有向北迁移的特征，反映了徐西断层在该阶段的走滑样式为左行。

根据对徐西断裂西侧沉降中心和沉积中心迁移规律的分析，笔者认为徐西断层在孔店期后期(孔一段沉积期)具有左行走滑的性质。

4 结语

根据上述对徐西断层西侧孔店组残留地层沉积特征的研究可以看出，徐西断层的构造活动也具有明显的分段性，其中常庄段和南皮段在SQ3沉积期的构造活动具有一定差异性(表3)。

表3 孔店期徐西断层构造活动规律分析

徐西断层在孔三段沉积期和孔二段沉积期均未发生拉张作用或者拉张作用十分微弱;孔一下亚段沉积时期徐西断层常庄段发生较明显的拉张作用，并且在孔一上亚段沉积时期常庄段和南皮段均具有强烈的拉张作用，控制西侧地层沉积作用，与此同时，徐西断层的左行走滑运动也控制了其西侧地层的沉积作用。

综上所述，笔者对徐西断层孔店期构造活动规律有了初步的认识，最终结论为:徐西断层在在孔三段和孔二段沉积期均未活动，孔一下亚段沉积期开始具有拉张作用(常庄段)，并在孔一上亚段沉积期强烈拉张，在发生拉张作用的同时具有左行走滑运动。此外，孔店期徐西断层的拉张作用与走滑作用均具有北强南弱的特征。

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Tectonic active rules of Xuxi fault in Kongnan area of Huanghua Depression——Evidences from the sedimentary response

YAN Zhao-kun1，DUAN Run-mei2，LI Yong1，XIAO Dun-qing2，PU Xiu-gang2，LIU Zi-cang2，YUAN Shu-qin2

(1.National Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China;2.Institute of Exploration and Development of Dagang Oilfield，Tianjin 300280，China)

According to seismic，drilling data，study of residual formation of Kongdian Formation in Kongnan area，Huanghua Depression，the profound understanding for the sedimentary features of Kongdian Formation was gained.And then the authors analyzed the control action of extension and strike-slip motions of Xuxi fault during Kongdian stage to the Kongdian formation deposition and drawed the tectonic active law of Xuxi fault in Kongdian stage:there was not any active of Xuxi fault during No.3 section of Kongdian Formation and No.2 section of Kongdian Formation deposition stages，the extension and strike-slip of Xuxi fault happened at the same time in No.1 section of Kongdian stage，and the extension and strike-slip continued to turn strong.

Sedimentary response;Xuxi fault;Extension;Strike-slip;Kongnan area，Tianjin

P542+.31

A

1674－3636(2011)01－0001－10

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.01.1

2010－12－22;

2010－12－29;编辑:詹庚申

国家自然科学基金项目(40972083，49803013，40372084，40841010)，中国地质调查局应急项目和中石化前瞻性项目资助

颜照坤(1983—)，男，硕士研究生，沉积地质学专业，E-mail:yzk517@163.com