华北地震科学
主办单位:河北省地震局
国际刊号:1003-1375
国内刊号:3-1102/P
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惠民地区构造体系地震解释研究

  摘 要:随着勘探程度的提高,惠民凹陷中浅层认识程度有了较大提高。本文在研究了大量地球物理资料和区域地质资料的基础上,分析了新生代构造特征,对惠民凹陷南斜坡地震资料立体构造进行了重新解释,发现了中生代北西西基底剪切带和其伴生构造,认为新生界主要受控于喜马拉雅运动产生的张扭应力,而中生界则受控于燕山运动的压扭应力场,两种构造体系在时间上的叠加和空间上的组合造成惠民凹陷深、浅构造差异比较明显。

  中国论文网 http://www.xzbu.com/9/view-4240887.htm

  关键词:构造应力场 构造体系 地震解释研究

  1 惠民凹陷基本概况

  惠民凹陷惠民凹陷位于济阳坳陷西部,北依埕宁隆起,南至齐广断裂,西部和东部分别与临清坳陷和东营凹陷相接,勘探面积约6000 km2,属较成熟勘探区。根据目前已经掌握的资料和研究成果,认为中、古生代地层在凹陷中心区沉降幅度大,记录长度为6 s的地震资料揭示的惠民凹陷的沉积地层仍不完整,难以反映全貌。而隆起区剥蚀强烈,地层保留不全。与之相比,处于凹陷和隆起间的斜坡地带地层发育齐全,保留了古今大部分构造形迹。惠民凹陷南坡中、古生代地层保存相对完整,古构造形迹反映比较明显,地震资料比较清楚。本次研究利用惠民凹陷大连片地震反射资料,结合区域地质和重磁地球物理资料,在探讨惠民凹陷新生代整体构造格架的基础上,以惠民凹陷南坡作为追溯深层构造的切入点,进而拓展到鲁西隆起及其与凹陷的衔接关系,拟从山盆衔接部的地质构造展布规律上研究中生代构造体系。

  2 惠民凹陷南坡深层构造特征

  惠民凹陷南坡地区是鲁西隆起和临南洼陷结合部,夹持于夏口断层、林南断层和鲁西隆起之间的南部缓坡带,从古生界到新生界地层发育齐全,沙河街组一东营组自北向南抬升并超覆尖灭。古近纪晚期强烈的构造抬升和长期的风化剥蚀在南部靠近鲁西隆起的地区形成了大面积的多期削截不整合叠合带。与上述新生代构造主体特征极不协调的是白桥断层,将惠民凹陷分割成构造面貌迥然不同的东、西两个构造单元。

  2.1 白桥断层及其东部

  白桥断层现今表现为西掉正断层性质,平面平直延伸90 km,向南与鲁西地块内发育的文祖一莱芜断裂断续相连,向北分为2~3组分支断层,其中向北西西向的一支延伸到商河、郑店南,分割了滋镇洼陷和阳信洼陷;向正北的一支延伸到林樊家西断裂,还有2支向北北东延伸消失。白桥断层倾角为50°~70°,南段处于夏口断层上盘,南北延伸42 km,断切基底,断层落差为100~1600 m,北段平面隐伏断续延伸48 km,至阳古1井附近。

  王判镇断层倾角为30°~40°,断层落差50~1700 m;仁凤断层倾角为30°~40°,断层落差50~1200 m。西北掉、北东走向的两断层在燕山末期回返,喜马拉雅运动期活动趋弱并长期遭受剥蚀,下奥陶系一中生界地层受到不同程度的剥蚀。王判镇断层和仁凤断层东部进入林樊家构造,活动性从西南向东北逐渐减弱。仁凤断层、王判镇断层与白桥断层相交,组成南部收敛、北部撒开的羽状格局。

  2.2 曲堤一钱官屯构造带

  为研究南坡地层的宏观展布特征和断层延展方向,我们提取了惠民凹陷三维振幅数据体的水平切片(图1)。根据层位在水平切片上的显示,可以推测出地层的产状(走向、倾向、视倾角),同相轴中断、错开、拐弯,相邻两组同相轴走向不一致,振幅突变,均指示断裂信息。由图1可见,由西向东惠民南坡地震同相轴水平宽度逐渐变窄,指示地层倾角逐渐变大。可见,南坡地层北西向倾伏、近东西向撒开,南坡3个主干断层——夏口断层、齐河断层与曲堤断层为北东东向展布,切割了新生界至古生界各套地层。值得注意的是,在北东东向地层和断层夹持带,出现了一组北北西向的断裂构造形迹(箭头所指)。仔细对比发现,在北北西向断裂构造形迹两侧,地层结构有所差别,有左行错位块体滑移的迹象。

  在沿新生界底层进行拉平并向下进行水平切片分析时,一组呈北北西向的断裂构造形迹清晰显示出来。中生代地层沉积横向差异大,稳定性较差,地质特征突变明显。总体上北东向构造痕迹有所反映,但夏口断层和曲堤断层显示不明显,推测中生代这两条断层不发育。在南坡带北北西向构造活动较早,北北东向断层活动较晚,新生断层切割老断层的特征。

  上述地质现象在时间地震剖面上反映得比较直观。在惠民凹陷XLN743地震测线上、中、古生代地层铅直错位。主干断裂带总体倾角在深部近于直立,并切穿太古基底和中、古生界沉积盖层。深部主干断裂向上发散,各分支形成漏斗状的“M”型破裂带。在浅部沉积盖层出现负花状构造。构造基部相对下掉,形态似地堑式构造特征,并有正断层滑距。靠近夏口断层一侧,在太古界顶面地震反射层出现了向西逆冲、地层叠覆特征,逆断层性质明显。在晚古生代地层中出现了石炭系一二叠系(C-P)地层加厚特征,反映了侧向挤压应力场的作用。

  基于水平切片对地震剖面进行了精细解释,编制了寒武一奥陶系顶面(Tg1)构造图(图2)。可以看出,在惠民凹陷南坡发育了一系列北西或北北西向的断裂。自白桥断层向西,规模较大的断裂有4条:曲古1井一曲102井、钱11井一夏34井一钱斜9井一夏26井、钱3井一钱斜7井一夏326井、过夏54井(箭头所指)。这些断裂控制了惠民凹陷南坡中生界“沟梁相间:的构造格局。靠近白桥断层,走向大致平行的断裂构成了曲斜14井一曲16井一夏223井这一雁列体系,指示了走滑带的存在。

  3 结束语

  (1)惠民凹陷南斜坡中、古生代地层保存较为完整;上覆新生代地层受古近纪强烈的伸展活动影响,向南超覆尖灭,局部遭受长期风化剥蚀,地层揭示不完整。

  (2)惠民凹陷南斜坡以白桥断层为界,分为东西两个遍然不同的构造体系。白桥断层以东,中生代主干断裂以北东向延伸为主;白桥断层以西,利用新资料揭示出了多条北西西向延伸的断层,并具有左行走滑性质。两种构造体系在空间上的差异是中生代统一应力场下基底构造格局及其空间差异叠合的结果。

  (3)惠民南斜坡北北西断裂和构造向鲁西隆起延伸,并与放射状断裂衔接 融合为一体,共同构筑的鲁西旋扭构造体系是基岩受力产生的构造组合,反映燕山期受力作用。

  (4)惠民凹陷中生代构造体系与新生代强烈伸展作用形成的东西向帚状构造体系体现了燕山和喜马拉雅运动的不同风格,是压扭和张扭应力作用结果的具体反映。两种构造叠合于惠民凹陷南部斜坡一带,构造转换与相互作用形成了构造在时间上的叠加与空间上的组合。

  参考文献

  [1]崔世凌等惠民凹陷构造样式及分布规律研究 《石油物探》 2010 第2期

  作者简介:李艳菊(1966.01-),女,工程师,长期从事地震解释工作。

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