陈云锋

许世红， 姜 颖， 周红建

(中石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东 东营 257000)

松辽盆地茫汉断陷构造特征研究

陈云锋

许世红， 姜 颖， 周红建

(中石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东 东营 257000)

茫汉断陷是松辽盆地开鲁坳陷内的一个次级负向构造单元。茫汉断陷经历多期构造运动，区内断裂发育，以北北东向为主；构造样式多样，包括了伸展、走滑和反转3种基本类型。茫汉断陷的构造特征复杂，具有“两洼夹一隆”的构造格局，可划分为南部次凹、北部次凹和保乐屯低凸起3个构造单元，并可进一步细分为7个次级构造单元。其中，北部次凹具有西断东剥的构造特征，德胜断裂为北部次凹的控盆断裂；而南部次凹具有东断西超的箕状断陷构造特征，茫汉断裂为南部次凹的控盆断裂。而南部次凹的次级构造单元查干浩来洼陷和查干楚鲁陡坡带是相对有利的油气勘探区带。

开鲁坳陷；茫汉断陷；断陷层；控盆断裂；构造样式

茫汉断陷位于内蒙古自治区哲里木盟境内，为开鲁坳陷内较大的一个断陷。总体呈北北东向狭长带状，南北长约97km，东西宽约6～32km，面积约2150km2。

茫汉断陷自20世纪80年代开始油气勘探。受勘探研究程度低的制约，目前对该断陷整体构造结构特征的还存在不同认识[1-5]。笔者在充分解释、分析地震资料的基础上，对茫汉断陷构造特征作了进一步的研究。

1 区域构造背景

1.1 板块运动背景

开鲁坳陷区发育4条基底断裂，在构造演化中起了重要作用。2条东西向断裂中，赤峰-开源断裂在晚古生代控制石炭-二叠系的分布，断裂以北广泛分布着海陆交互相或陆相浅变质岩系。而西拉木伦河断裂(带)为西伯利亚板块向华北板块俯冲时的俯冲带。由于俯冲作用，一些地体增生于华北陆缘。同时由于强烈的岩浆侵入作用，使大陆边缘过渡型地壳转化为稳定陆壳，2大板块拼合宣告古板块运动结束，时间为晚古生代晚期。此时形成的统一的欧亚板块[11]，成为开鲁坳陷的沉积基底。

欧亚板块形成之后，板块运动进入近代板块构造演化阶段，即环太平洋带地块运动阶段。运动的方向由古板块运动时期的南-北向变为北西-南东西，向西伯利亚板块和华北板块相互作用变为库拉-太平洋板块、欧亚板块和特提斯板块相互作用为主，可划分为晚三叠世-中侏罗世、晚侏罗世-早白垩世2个阶段。这2个阶段的板块运动直接控制着辽西、辽北诸断陷的形成、演化。中-晚三叠世，华北地块南移，郯庐断裂第一次发生大规模左行平移，使断裂带以西的地块总体上处于隆起的背景下，只是局部接受沉积。这是开鲁坳陷内三叠系极不发育的原因所在。早-中侏罗世郯庐断裂带发生第一次右行平移，华北地块相对北移，使地块区继续处于挤压状态，辽西、林西地区形成了北东向坳陷和裂陷，接受了早-中侏罗世沉积。晚侏罗世-早白垩世，区内受力情况复杂，较普遍的认识是库拉-太平洋板块向北西挤压、俯冲，引起地幔物质上涌，岩石圈伸展变薄，随后产生断裂，这是包括开鲁坳陷在内的中国东部广泛发育一系列平行于大陆边缘的断裂的起因，从而导致了众多断陷盆地的形成[6-8]。

进入板块运动的现代演化阶段，受该阶段板块运动影响形成的盆地主要是渤海湾盆地、依通地堑和松辽盆地。赤峰-开源断裂以北的开鲁、彰武、铁岭等盆地，作为松辽盆地的一部分，其构造演化与松辽盆地是相似的。

1.2 区域沉积充填演化特征

松辽盆地从初期裂谷发育开始，在进一步拉张作用下，裂谷范围逐渐扩大，发展成断陷盆地，后期在深部整体热沉降作用背景下，断陷萎缩，整体进入坳陷盆地发育阶段[7，9-10]。松辽盆地南部的开鲁坳陷与松辽盆地一样，其大地构造演化基本可划分为以下几个阶段：

1)断陷期 晚侏罗世松辽盆地区域性上升隆起基本结束，在北东走向的张性正断层的控制作用下，松辽盆地南部早白垩世义县组期呈现北东走向的张性断陷，伴有中基性和酸性火山喷发，此时断陷盆地的规模和沉积范围较小。早白垩世九佛堂组沉积时期，随着正断层的进一步发育，断距进一步加大，伴有火山活动，形成了继义县组之后又一套碎屑岩夹火山岩地层。由于断陷规模扩张，该期地层主要表现为超覆式沉积，并且沉降速率快，沉降幅度大，沉积范围广。

2)断陷萎缩期 早白垩世九佛堂组沉积末期，松辽盆地发生了一次较强的构造反转运动，早期沉积的断陷层抬升、褶皱并被新产生的断层切割。松辽盆地南部相对抬升幅度小，地层只发生轻微褶皱，部分地层遭受剥蚀。

3)断坳转换期 阜新组早期地层沉积仍然表现为断陷盆地沉积特征，阜新组晚期地层表现为坳陷沉积特征。阜新组自下而上表现为断坳转换的结构特征，即早期沉积受断层控制，后期沉积表现为全区披覆，沉积范围超过下伏各组地层。阜新组沉积末期发生挤压抬升运动，致使断陷层地层褶皱变形得到进一步加强，地层遭受剥蚀，之后进入坳陷盆地阶段。

4)坳陷发展期 泉头组至嫩江组沉积期，是坳陷盆地的稳定发展阶段，表现为全区披覆沉积，范围大。发生于嫩江组末期的挤压褶皱运动是一场波及整个松南地区、对油气成藏具有重要控制作用的构造运动，其构造特征表现为断陷期控盆正断裂此时反转而呈逆冲断裂，并伴有低幅度宽缓褶皱。

5)坳陷萎缩期 嫩江组沉积之后，进入坳陷萎缩阶段。其中明水组沉积末期松南地区发生最强的一次挤压抬升运动，至此松辽中生代盆地宣告结束。

2 构造层及构造单元划分

2.1 构造层划分

茫汉断陷的地质结构在纵向上具有二分性，为断陷-坳陷叠置的“二元”结构。根据茫汉断陷的构造演化及沉积特征，将茫汉断陷自下而上分为3大构造层，即基底构造层、断陷构造层(K1j-K1f,九佛堂组-阜新组)和坳陷构造层(K1q-Q，泉头组-第四系)(见图1)，3大构造层之间均为不整合接触。

图1 茫汉断陷南部次凹地质剖面构造层划分示意图(618NE测线)

其中，断陷构造层以深水断陷湖相沉积为中心，发育近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、滨浅湖相等为边缘的环带式沉积组合模式，表现为物源多、相带窄而变化快的地貌特征，具有快速沉降、快速充填的超补偿沉积的特点。断裂活动对沉积具有明显的控制作用。同时，由于断裂的活动，断陷层火山作用强烈，发育大量多期喷发的火山岩，自下而上，火山岩呈现出中性-基性-酸性变化的特点，可作为区内的有效储层。断陷层主要由下白垩统义县组(K1y)、九佛堂组(K1j)、沙海组(K1sh)和阜新组(K1f)组成。其中义县组为裂陷期充填沉积，沉积范围较小，主要分布于北部次凹的德胜断裂西侧和南部次凹的南端，义县组主要发育火山岩、火山碎屑岩和凝灰质泥岩，与基岩不整合接触；九佛堂组期是断陷湖盆发育的最大时期，主要为深湖、半深湖相的暗色泥岩，断陷边缘发育扇三角洲、水下扇等沉积体，与义县组假整合接触；沙海组沉积范围相对九佛堂组缩小，以砂泥岩沉积为主，与下伏九佛堂组不整合接触；阜新组下部表现为断陷充填沉积，岩性较粗，上部逐渐过渡为坳陷披覆沉积，与下伏沙海组整合接触，其顶部为明显不整合界面[1-5]。

2.2 构造单元划分

茫汉断陷具有“两洼夹一隆”的构造格局[1-3]，考虑控盆断裂的活动特点及其对沉积的控制作用，结合构造发育特征、地层展布等因素，将茫汉断陷断层划分为南部次凹、北部次凹和保乐屯低凸起，并命名了细分的7个次级构造单元。其中，查干浩来洼陷、额尔图缓坡带和查干楚鲁陡坡带位于南部次凹。查干浩来洼陷是断陷层地层最发育的区带，也是烃源岩集中的区带；带内构造相对复杂，断裂发育，圈闭众多，是油气勘探的主要区带。查干楚鲁陡坡带内断裂发育，形成多个断阶，整体呈北东向展布的条带状；带内圈闭类型多样，有近岸水下扇砂体形成的岩性圈闭，有断裂遮挡形成的断鼻圈闭，有后期构造反转形成的背斜圈闭，以及背斜被剥蚀形成的地层圈闭；该带近烃源岩发育区，圈闭发育，是油气聚集的有利区带。额尔图缓坡带内构造相对简单，断裂少，地层总体向东倾；断陷层埋深浅，在1900m以上，残留地层厚度薄；烃源岩相对不发育；圈闭类型以岩性圈闭为主。吉日嘎图洼陷和西艾力洼陷位于北部次凹，最大埋深2700m，由于地震测线稀，分布范围不落实。另外，洼陷内目前尚未揭示有效烃源岩，圈闭类型也不明确。保乐屯低凸起和育新断凸结构简单，带内残留地层厚度薄，埋深浅，不到1500m，并且由于区内地震测网密度低，分布范围不落实。

3 断陷层构造特征

3.1 断裂特征

茫汉断陷构造活动强烈，断裂非常发育。在平面上，茫汉断陷内断层大致可分为3组，分别为NNE向断层、近NWW向断层和NNE-NNW向断层，且以NNE向断裂为主，其中NNE向的边界断层延伸距离远、断距大，控制了断陷的发育与展布。从剖面上看，茫汉断陷断层发育有板式、铲式、坐椅式、躺椅式等多种样式，组合样式有“Y”、反“Y”、阶梯式等(见图1)。

茫汉地区断裂活动具有明显的分期性。主要发育3期断裂：早期断裂(古生代至九佛堂组期)、继承性断裂(古生代至阜新组期)、晚期断裂(阜新组期之后)。

3.2 断陷结构特征

茫汉断陷北部次凹为西断东剥的断陷结构，南部次凹为东断西超的结构。在北部次凹，德胜断裂为控盆断裂。德胜断裂呈NNE-NE走向，向东南倾。靠近断层附近沉积厚度较大，地层自西向东抬升剥蚀，形成箕状结构(见图2)。断陷层埋深较浅，以滨浅湖为主，坳陷期则发育河流相沉积体系。南部次凹的控盆断裂为茫汉断裂，呈NNE走向，向北西倾。南部次凹为东断西超的半地堑结构(见图1)，其特点是在断陷东侧发育同沉积断裂，而西侧断裂相对不发育，以超覆沉积为主，盆地横断面呈箕状。

2.3 构造样式

茫汉断陷的构造样式包括了伸展、走滑、反转等3种基本类型。

1)伸展构造样式 伸展构造是茫汉断陷内分布最广泛的构造样式，主要有翘倾断块和滑动断阶2类构造样式。①翘倾断块构造样式。根据断层与断块的组合关系又可分为反向断块、顺向断块、堑垒断块3种样式。其中反向断块和顺向断块是最基本的翘倾断块构造样式，在茫汉断陷主要分布在西部的缓坡带(见图3、4)。堑垒断块构造样式是在双向张应力下形成的断块构造，以堑垒相间为特征，在茫汉断陷中部的查干浩来洼陷带发育该构造样式(见图5)。②滑动断阶构造样式。滑动断阶是铲式正断层活动而形成在断层上盘的多级台阶状断块。滑动断阶构造是基底主断层长期演化的结果，属于伸展作用中、晚期产物。根据次级断层与地层的产状关系，可分为反向和顺向2种滑动断阶类型。茫汉断陷内主要发育的是顺向断阶构造样式(见图6)，分布在茫汉断陷的陡坡带。

图2 茫汉断陷北部次凹北西向地质剖面

图3 反向翘倾断块 图4 顺向翘倾断块

2)走滑构造样式 晚白垩世，茫汉断陷受到早期伸展作用和阜新组末期区域基底断层西拉木伦河断裂左旋压扭的影响，走滑断层发育，在茫汉断陷的南部产生了负花状构造(见图7)。

3)反转构造 茫汉断陷经历了多期伸展和挤压构造运动，但由于早期伸展活动特别强烈，其改造作用掩盖了早期的挤压形迹，因此早期反转构造难识别。但在坳陷阶段末期发生的最后一次构造反转，规模较大，保留完整，其反转强度由东向西逐渐减弱(见图8)。

图7 负花状构造 图8 反转构造

4 结 论

根据区域构造演化背景，分析认为茫汉断陷构造演化史经历了5个阶段，即：断陷期、断陷萎缩期、断坳转换期、坳陷发展期和坳陷萎缩期。茫汉断陷发育南、北部次凹，分别受茫汉、德胜2条控盆断裂控制。其中南部次凹具有东断西超的构造特征，北部次凹具有西断东剥的构造特征。茫汉断陷经历多期构造运动，区内断裂发育，构造样式多样，为油气成藏提供了众多圈闭。南部次凹的查干浩来洼陷和查干楚鲁陡坡带是相对有利的油气勘探区带。

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[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.010

P618.13

A

1673-1409(2012)10-N028-05