阳信洼陷新生代构造演化特征研究

来源:用户上传      作者: 王永斌　张健　刘启亮　杨靖

　　【摘 要】通过对阳信洼陷基本构造格架和断裂特征研究的基础上，利用平衡剖面技术对阳信洼陷的构造演化过程进行了恢复，明确了林樊家构造、惠城鼻状构造及阳101背斜的形成过程及机理。本文明确了林樊家构造地层剥蚀对阳信南部沉积物源的影响，以及构造演化对本区油气成藏的控制作用，总结出沙四上亚段成熟油是下步勘探的重点反向。
　　【关键词】阳信洼陷；林樊家构造；构造演化；油气成藏
　　0 引言
　　阳信洼陷位于惠民凹陷北东部，是渤海湾盆地济阳坳陷惠民凹陷的一个次一级负向构造单元，介于无棣凸起和林樊家构造之间，洼陷走向呈北东东向，东西长25～50km，南北宽23～29km，面积约1368km2，是中、新生代形成的箕状断陷洼陷，具北断南超结构。其演化过程一直缺乏细致的研究，从而影响了对该区成藏条件的深入认识，因此，加强该区构造演化特征研究具有重要的意义。
　　1 断裂特征
　　阳信洼陷由孔店组、沙四段、沙三段和沙一段四个生烃盆地由南向北叠置而成，整体走向近东西向。根据阳信洼陷构造、沉积等地质特点，将阳信洼陷由北向南划分为“三带”―陡坡带、洼陷带和斜坡带；中部发育的大型惠城鼻状构造由南向北延伸，将洼陷带分割成东西“两洼”――温家次洼区和阳信次洼区，形成了两个不同的构造单元[1]。
　　阳信地区断裂较为发育，从平面分布上看，断裂系统主要以东西向为主，其次为以北东向、北西向。其中，东部和中部比西部断层发育，南部比北部断层发育。洼陷的北界断层是一条一级断层――阳信断层；南部的林樊家东断层是一条二级断层，近南北走向，隐伏在沙四、孔店地层内部，对温店次洼和斜庙次洼的形成与发育具有一定的控制作用。三、四级断层主要分布在阳信洼陷的南斜坡、商店构造以及沙河街构造。洼陷南部以东西向断层为主，为盆倾的重力成因断层，东部和中部断层东西向、北东向和北西向各个方向都有，既有重力成因，也有因火成岩上拱产生的张裂断层。北部沿边界断裂发育滑动断阶，与边界断层相同走向。
　　区内的一级大断层陵县～阳信断层为惠民凹陷的北部边界断层，断层主体走向为北东东向，长度120km，分属于滋镇洼陷和阳信洼陷的陵县断层和阳信断层表现为凹向洼陷的弧形。该断层为大型铲形基底滑脱断层，上部倾角可达60°～70°，向下迅速变缓，滑脱面向南延伸30～40km，凹陷内断至基底的二级断层向深部与之相交。该断层的断面表现为东西方向沟梁相间的构造形态，控制了惠民凹陷和阳信洼陷的构造演化及沉积。该断层长期活动，但活动强度不一，在孔店组开始发育，孔店组～沙四段沉积时期，断层活动强烈，在沙三段～东营组沉积时期，断层活动相对较弱，大部分地区表现为断开滑脱层的小型平直断层，它们控制了沙三段～东营组的发育。
　　2 构造演化特征
　　阳信洼陷是惠民凹陷的一个次级构造单元，其构造演化特征具有惠民凹陷的共性，同时又具有其自身的特点。通过平衡剖面技术对阳信洼陷新生代的构造演化过程进行了恢复，明确了林樊家构造、惠城鼻状构造及阳101背斜的形成过程。
　　2.1 阳信洼陷的演化过程
　　阳信洼陷新生代以来的构造演化主要受北部阳信大断层的控制[2]，可以分为4个主要阶段，从阳信洼陷南北向528.5测线构造演化剖面看（图1），断陷早期（孔店组――沙四下亚段沉积期），阳信断层剧烈活动，阳信洼陷与南部的林樊家构造、里则镇洼陷为北断南超的统一沉积盆地，发育了厚层的孔店、沙四下亚段地层，沉降中心和沉积中心位于北部的阳信洼陷。由于阳信断层是一个角度平缓的大断裂，随着沉积地层的加厚，在阳信断层活动的同时，沿低角度的拆离面产生了较大的反向剪切阻力，造成了同生滑脱断层的发育，包括林南断层。随着剪切阻力的进一步加大，陵县断层逐步停止发育，林南断层以北的滑脱断层和调节断层也随之减弱至停止发育，主要伸展量体现在林南断层，造成沉积湖泊南北解体和林樊家构造的抬升。断陷中期（沙四上亚段――沙三段沉积期）沙四上亚段沉积时期，林樊家构造开始抬升，局部剥蚀了沙四下地层和部分孔店组地层，为洼陷南部提供了部分物源，洼陷中心形成了以浅湖-半深湖油页岩、暗色泥岩为主的生油层系。沙三段时期里则镇洼陷持续发育，阳信洼陷逐渐萎缩，沉积了较厚的沙三段地层，林樊家隆起形成低凸起，抬高部位的沙四下和孔店组地层遭受强烈剥蚀。断陷晚期（沙二――东营组沉积期），阳信洼陷的断裂活动逐渐减弱，林樊家构造抬升剥蚀，洼陷内沉降速率变低，沙二段至东营地层沉积较薄，其中沙一段沉积时期洼陷带再次形成暗色泥岩，目前钻井揭示仅获生物气，未见油流。坳陷期（新近纪――第四纪沉积期），济阳坳陷构造活动基本停止，从馆陶组沉积时期出现区域沉降，地层稳定沉积。
　　图1 阳信洼陷南北向528.5测线构造演化剖面
　　由于洼陷主控断层阳信大断层北段和西段活动的分段性，导致断裂面隆起以及沉积充填共同作用下，惠城鼻状构造在沙四下亚段时期开始发育，沙四上亚段时期成型，从而分割了东西两个次洼，对阳信沙三段和沙四段的沉积成一定的控制作用。阳101背斜属于阳信洼陷构造演化过程中形成的一个局部小构造，阳101构造位于惠城鼻状构造倾没端的东翼，现有的阳101断背斜形态是沙三段时期火山岩侵入上拱形成的，形成时间早，具备良好的油气聚集构造背景。
　　由于阳信大断层是一个沿古剥蚀面发育的倾角平缓的大断裂，洼陷的发育过程，体现出沉积中心不断向北推移变迁的特点。从阳信洼陷的南北向的层拉平剖面上看，孔店、沙四时期的洼陷中心由于后期沉降中心的不断北移而演化为向北倾的单斜坡，因此，孔店、沙四、沙三、沙二至东营等沉积地层的纵向和横向累加构成了阳信洼陷现今的构造特征。
　　2.2 阳信洼陷南部具有一定的物源
　　在明确阳信洼陷演化过程的基础上，利用地层趋势法对林樊家构造的地层剥蚀量进行了计算，以阳信二维528.5测线为例，沙四下亚段最大剥蚀厚度为220m；孔店组最大剥蚀厚度270m。整个林樊家沙四下亚段剥蚀范围约300km2，厚度为100-400m，能提供阳信洼陷南部沙四上亚段同样范围区约1/3的物源。此外，根据钻井统计看出，阳信洼陷砂岩百分含量呈现南北高，中间低的特征，说明了沙四上亚段沉积时期，阳信洼陷南部具备一定的物源。另外，通过对多口井的碎屑颗粒含量统计看出，盆缘边部到洼陷中部的碎屑颗粒成熟度逐渐变高，而岩浆岩和变质岩颗粒的含量逐渐变小，证实了物源主要来自母岩为变质岩和火成岩的无棣凸起。由于南部供给物不足，又远离北部物源，所以阳信南部沙四上亚段主要发育滨浅湖滩坝砂沉积。
　　2.3 构造演化对油气成藏的控制作用
　　盆地构造演化控制着盆地的沉积演化，从而控制着盆地内烃源岩、储集层和盖层的发育。阳信洼陷多旋回构造沉积演化形成沙四上亚段、沙三段和沙一段等3套烃源岩为中心的生储盖组合。由于沙一段地层的埋深较浅，最深仅1700m左右，烃源岩Ro值为0.26%-0.33%，目前钻井揭示仅获生物气，未见油流。沙三段埋深为1300m～3200m，烃源岩Ro值为0.29-0.48%，主要形成低成熟油。沙四上亚段埋深可达3500米以上，烃源岩Ro值>0.5%，地化指标综合评价为一套较好――好的成熟烃源岩，预测资源量2.1×108t，阳101井在沙四上亚段已获得成熟油工业油流。根据阳信洼陷断裂活动期与油气运聚配置关系分析认为，由于沙三――沙一段构造活动减弱、断层发育较少，圈闭数量从沙四段到沙一段逐渐减少，圈闭形成的时间较早（沙三段末期-沙二段早期），有利于油气的聚集和保存，同时使断层在油气运聚成藏过程中主要起封闭作用，在断层附近更容易聚集油气，后期形成的油气主要以侧向运移为主，形成“自生自储型”的油气藏。综上分析认为，目前阳信洼陷沙四上亚段成熟油最具有勘探潜力。惠城鼻状构造带位于阳信两个生油次洼的中间，该带发育多个构造圈闭群，处于油气运移的有利指向上，该带周围油气显示最为丰富，成为油气富集的主要场所，应为下步勘探的有利区带。
　　3 总结
　　阳信洼陷新生代以来的构造演化主要受北部阳信大断层的控制，可以分为4个阶段，从而形成阳信洼陷北断南超，东西两次洼分割的的构造格局。导致林樊家构造抬升剥蚀，从而控制着盆地内烃源岩、储集层和盖层的发育，形成沙四上亚段、沙三段和沙一段等3套烃源岩为中心的生储盖组合。影响油气聚集成藏，使本区主要形成“自生自储型”的油气藏。综合分析认为沙四上亚段惠城鼻状构造带为阳信洼陷下步勘探的有利区带。
　　【参考文献】
　　[1]左丽伟.阳信洼陷新生代构造演化与油气成藏[J].内江科技，2013（03）.
　　[2]刘利.阳信洼陷沙四段上亚段油气成藏主要控制因素[J].河南石油，2005，19（6）：13-15.
　　[责任编辑：王楠]
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