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瓦屋地区断裂运动学特征及意义

2019-04-30程建莉

智富时代 2019年3期

程建莉

【摘 要】通过断裂活动性的分析,可以认识瓦屋地区各个断层在各时期的活动情况,进而研究断裂对油气成藏的控制作用。

【关键词】瓦屋地区;断裂活动类型;断裂特征

目前人们主要采用断层生长指数、断层落差、断层活动速率等参数来定量表征断层活动性,本项目通过断层落差的计算来表征瓦屋地区断层的活动性。

一、断层发育模式及构造意义

在沉积补偿的情况下,沉降幅度等于沉积物的厚度,可以用两盘地层厚度分别代表生长断层两盘的下降幅度。只要断层线附近沉积表面没有明显的高度差,可以用两盘的地层厚度差代表两盘的下降幅度差,不必考虑整个盆地是否沉积补偿。实际上,除了盆地边界主控断层和盆地内部凸起与凹陷的分界断层之外,盆地内部其它断层很难造成沉积表面的明显高度差。因此,生长断层的落差可表示为上盘厚度与下盘厚度之差。同时由于其上部的年轻地层沉积时发生的断裂活动产生的落差必定累积叠加到下部较老地层上,生长断层的落差随深度的增大而增大,因此,针对某个地质时期而言,其断层活动性的强弱,应通过断层两盘该时期沉积(或剥蚀)地层厚度差异来体现(图1-1)。

就同沉积断层而言,断层的落差实际上是两盘的下降幅度差,可以用两盘地层的厚度差来表示,即:生长断层落差(D)=上盘厚度(H)-下盘厚度(h)。

就边界断层而言,上盤沉降接受沉积,下盘抬升遭受剥蚀,因此在某一地质时期的断层落差应表示为:断层落差(D)=上盘沉积厚度+下盘剥蚀厚度。

逆断层与正断层相反,其上盘抬升遭受剥蚀,下盘沉降接受沉积,其断层落差表现为负值:断层落差(D)=-上盘剥蚀厚度-下盘沉积厚度。

如果发生断层反转,则断层落差体现为正、负值的变化。

二、瓦屋地区断裂特征分析

本项目通过对瓦屋地区多个三维数据体地震剖面的详细解剖,在对主要断层的断层要素、形成时间进行归纳、总结的基础上,选取断层落差方法对区内断层的活动性进行了分析,通过分析认为,在排烃期后的东营、馆陶和明化镇组沉积时期仅有夏口断层仍然持续活动,而玉皇庙断层、夏46南断层以及四级“毛毛”断层等已停止活动。

瓦屋地区发育的主要断裂有夏口断层、玉皇庙断层、夏46南断层等。

夏口断裂:瓦屋地区发育的最重要的控盆断裂为夏口断层,为沿临南洼陷南部发育的北倾大断层,长约130km,夏口断裂形态比较简单,断面为铲形和直线形的复合形态,断面倾角为50-52°(图2-1),向下变缓,断层切穿基底,形成于中生代,其主要活动期在沙四期,沙三期基本停止活动。到沙二至东营期又有多次活动。平面上的组合样式比较简单,断裂的南西段为帚状,中段和北东段与次级断裂组合为斜交式或者平行状;在剖面上的组合样式,西段表现为反向“Y”字型,中段和北东段剖面形态比较简单,主要为铲形或阶梯状。

夏口断裂由西段分枝和东段主枝组成一帚状断裂体系(图2-2),整体走向呈NEE53°-70°,其中西段分枝走向呈NEE75°-80°,东段主枝走向呈NEE50°-55°。长度约90km。断层倾角为53°-73°。

夏口断裂带东段主枝自Es3时期或者更早的时候开始活动,活动强度在Es3、Ed、Nm出现峰值,活动性最强时期为Es3期(图2-3);从空间上看,除Ed时期表现出明显的西强东弱的特征外,其他时期断层活动强弱横向变化的趋势不明显。

玉皇庙断层:断层走向呈NEE65°-70°,长度约10km,断层倾角为54°-63°;自Es3时期开始活动,断层活动性存在Es3和Ed两个峰值期,Es1和Ng活动性相对较弱(图2-4)。

夏46南断层:断层走向呈NEE65°-70°,长度约80km,断层倾角为51°-60°;Es4时期开始活动,Es4、Es3和Ed活动强度较大,Nm时期基本不活动(图2-5)。

在夏口断层下降盘的鼻状构造带上发育一系列四级“毛毛”断层,一般呈NNW向,数量多、延伸短、切割地层厚度小,大都发育于Es3~Es2层系中,断距仅数10m至100m,多数断距不超过50m;主要活动期为Es3-Es2时期。这些断裂多数在馆陶组沉积之前已停止活动。

三、对油气成藏的控制作用

夏口断层是瓦屋地区运气运聚的重要断层,是一条含油气丰富的“金项链”,在夏37-24块、夏461块、夏223等区块均有不同程度的油气发现,南部的曲堤油田丰富油气也是通过夏口断层运移过来的,不同其次的断层运动学特征对于油气成藏意义重大。