廊固武清凹陷楊村斜坡形成演化與成因分析

廊固武清凹陷楊村斜坡形成演化與成因分析

楊村山坡位于渤海灣盆地中后期，位于吳清塌陷東南部，整體向nn呈方形，面積約800km2。楊村斜坡東向大城凸起過渡,西與大孟莊洼槽相鄰,南接文安斜坡。早期研究認為楊村斜坡和文安斜坡之間只是由近東西向延伸的里瀾斷裂所分隔,因而推斷二者之間在地質(zhì)結(jié)構(gòu)、油氣成藏模式等方面具有相似性。近年來華北油田分公司在文安斜坡上的油氣勘探取得了突破,促進了對相鄰楊村斜坡的油氣勘探和地質(zhì)結(jié)構(gòu)研究。對廊固?武清凹陷和霸縣凹陷構(gòu)造演化歷程分析對比表明,由于文安斜坡與楊村斜坡距各自的主控斷層遠近不同,兩者在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上存在較大差異。文安斜坡距霸縣凹陷牛駝鎮(zhèn)東主控斷層較近,早第三紀斷層活動規(guī)模較大,切入基底深,在深部形成了深溝高壘式的潛山構(gòu)造;楊村斜坡距廊固?武清凹陷西側(cè)的大興主控斷層較遠,早第三紀斷層活動規(guī)模較小,一般切入基底不深或未切入基底,在基底未形成高差較大的壘嵌構(gòu)造,而是一個相對簡單的斜坡帶。1漸新世至晚第三紀初的斷陷盆地廊固凹陷和武清凹陷的劃分是根據(jù)現(xiàn)今的構(gòu)造格局來確定的,河西務斷層是廊固凹陷與武清凹陷的分界線(圖1)。兩者在新生代的構(gòu)造沉降和沉積歷史表明,它們在盆地發(fā)展早期階段,即在始新世—漸新世早?中期(Ek,Es4?Es2)基本上是相互貫通的,屬于一個統(tǒng)一的斷陷盆地;到漸新世晚期(Es1?Ed),廊固凹陷與武清凹陷逐漸開始分離;在晚第三紀初兩者才徹底分離,最終成為兩個相互獨立的凹陷。根據(jù)實際地震地質(zhì)剖面分析結(jié)果(LG073—YL892.5測線,測線位置見圖1AA’),建立了廊固?武清凹陷的演化歷程模式(圖2)。1.1武清凹陷內(nèi)生斷坡在始新世中晚期[圖2(a)],大興斷層開始活動,導致其下降盤發(fā)生沉降,形成廊固凹陷并接受Ek、Es4沉積。大興斷裂在剖面上呈斷坪斷坡式升展拆離,并在斷坡之上形成了武清凹陷的雛形和導致次一級斷裂(河西務斷層)的發(fā)生。受西側(cè)大興斷裂活動的控制,廊固凹陷處于當時斷陷盆地的沉降?沉積中心,而武清凹陷則位于當時斷陷盆地的遠端,主要表現(xiàn)為遠端斜坡。1.2廊固凹陷和武清凹陷的沉積相比較在漸新世早期[圖2(b)],大興斷裂活動進一步加強,廊固凹陷強烈沉降,沉積了3000~4000m厚的沙河街組三段和二段。與此同時,武清凹陷也進一步擴大,但其沉降程度和沉積厚度小于同期的廊固凹陷。河西務斷層也開始逐漸形成,并對武清凹陷的發(fā)展起著一定的控制作用。盡管如此,在這一時期,廊固凹陷和武清凹陷仍為一個整體,共同受大興斷層活動的直接控制,其沉積相帶相通。兩者發(fā)育程度的差異主要是由于它們距主控斷層的距離不同而造成的。1.3早期沉積期es1—Es1—Ed時期到漸新世晚期[圖2(c)],盆地演化發(fā)生了根本性的變化。這種變化主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①廊固凹陷開始逐漸抬升,除在近源區(qū)沉積了少量Es1段外,大部分地區(qū)開始遭受剝蝕,且早期沉積地層發(fā)生明顯變形和重力滑塌;②與廊固凹陷相比,由于河西務斷層發(fā)生強烈活動,導致武清凹陷在這一時期發(fā)生強烈沉降,沉積了1000~2000m厚的沙河街組一段和東營組,沉積范圍擴大,明顯地向東側(cè)的大城凸起超覆。區(qū)域分析顯示,河西務斷層在這一時期已演化為右旋走滑斷裂,而大興斷層則在這一時期基本停止了拉伸和拆離。上述這些差異顯示廊固凹陷與武清凹陷已經(jīng)開始逐漸分離。1.4不同時代下第三系的沉降河西務斷層仍繼續(xù)發(fā)生強烈的張扭性活動,從而導致武清凹陷持續(xù)沉降,接受了厚達2000m的上第三系館陶組和明化鎮(zhèn)組沉積。由于武清凹陷從漸新世晚期一直到晚第三紀持續(xù)沉降,所以上第三系與下伏下第三系之間呈連續(xù)沉積或為平行不整合關(guān)系[圖2(d)]。相比之下,廊固凹陷雖在晚第三紀時也發(fā)生了沉降,但沉降幅度遠小于東側(cè)的武清凹陷。另外,由于廊固凹陷在漸新世晚期發(fā)生抬升和沉積層變形,所以大部分地區(qū)缺失沙河街組一段和東營組,并造成上第三系與下第三系之間呈明顯的角度不整合關(guān)系。武清凹陷與廊固凹陷在晚第三紀初期就已徹底分離,最終形成了2個相互獨立的凹陷。2武清凹陷之后地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境分析由多條主干地震地質(zhì)剖面演化歷程分析所建立起來的廊固?武清凹陷早第三紀、晚第三紀的構(gòu)造格架(圖3)看出,大興斷層、河西務斷層和寶坻斷層是影響和控制廊固?武清凹陷構(gòu)造發(fā)展的主要斷層,但它們在新生代的構(gòu)造演化有很大差異,不同時期起著不同的作用。早第三紀時期,大興斷層是整個廊固?武清凹陷發(fā)展的主控斷層,由于2個凹陷所處的構(gòu)造位置不同,所以具有不同的沉降—沉積歷史。固安地區(qū)是當時沉降—沉積中心,河西務潛山帶的發(fā)育早期階段是處于滾動背斜的抬升部位;武清凹陷的大孟莊洼槽是受河西務東儲斷層和大孟莊反向斷層的控制而形成的;而位于廊固?武清凹陷北邊基本呈東西向延伸的寶坻斷層在這一時期主要是作為一種左旋調(diào)節(jié)走滑斷層而存在的,對整個廊固?武清凹陷的構(gòu)造沉降和沉積并未起到重要的作用,它主要發(fā)生左旋走滑并具有較陡的斷層傾角。在上述構(gòu)造作用下,楊村斜坡表現(xiàn)為主體向西緩傾的盆地斜坡構(gòu)造。在晚第三紀時期,大興斷層已停止活動,廊固凹陷與武清凹陷已相互分離。由于早第三紀末期廊固凹陷的抬升,在上第三系與下第三系之間出現(xiàn)明顯的角度不整合;河西務斷層在晚第三紀表現(xiàn)為右旋張扭性走滑,形成河西務潛山帶并造成其東側(cè)武清凹陷不斷沉降和接受沉積物。與此同時,寶坻斷層由早期的走滑調(diào)節(jié)斷層轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚰蟽A的正斷層,并控制了其南側(cè)上第三系的沉積,使晚第三紀沉積明顯向南超覆,在南北向的剖面上呈向南漸薄的楔狀形態(tài)。另外,此時的楊村斜坡的傾向開始向北偏移,最終形成一個總體向西北傾的斜坡構(gòu)造帶。相關(guān)地震剖面顯示,武清凹陷內(nèi)上第三系與下第三系為平行不整合接觸,因此,河西務斷層并不控制當時的沉積中心。在晚第三紀,武清凹陷的真正主控斷層應為北側(cè)的寶坻斷裂,沉積物也主要來自于北邊的燕山構(gòu)造帶,僅有少量可能來自橫向沉積物供給系統(tǒng)。3文安斜坡右旋走滑斷裂帶半地塹式構(gòu)造單元—楊村斜坡與文安斜坡結(jié)構(gòu)成因?qū)Ρ葪畲逍逼潞臀陌残逼略诎l(fā)育歷史、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和所經(jīng)歷的后期走滑作用改造等許多方面都有很大的不同。圖4是依據(jù)綜合研究成果所建立起來的早第三紀早期廊固?武清凹陷與霸縣凹陷的構(gòu)造模型。該模型顯示出楊村斜坡和文安斜坡在成因上具有顯著差異。楊村斜坡在早第三紀作為廊固?武清斷陷體系的一部分,位于當時斷陷的遠端。或者說,整個武清凹陷是當時斷陷盆地的東部斜坡,其伸展量遠小于當時的廊固凹陷。河西務斷層在當時并不是一條主控斷層,所以在楊村斜坡上沒有形成明顯的地壘地塹式構(gòu)造,而僅僅表現(xiàn)為一個簡單的盆地邊緣斜坡。自漸新世晚期,武清凹陷才開始與西側(cè)廊固凹陷逐漸分離,演化為一個獨立的凹陷單元;河西務斷層由早期的次級正斷層發(fā)展成為一個重要的右旋張性走滑斷層。隨著河西務斷層右旋走滑作用的進一步增強,特別是武清凹陷最北邊寶坻斷層的強烈伸展活動,上第三系的沉降?沉積中心已逐漸轉(zhuǎn)移到武清凹陷的北部,即大孟莊洼陷的北部和大口屯洼陷一帶,導致楊村斜坡不斷向北傾斜,最終形成一個總體向西北傾的楊村斜坡體系。文安斜坡始終作為霸縣凹陷的一個構(gòu)造單元,從第三紀Ek開始就逐漸形成。與楊村斜坡相比,在早第三紀早期,文安斜坡就距霸縣凹陷的主控斷層較近,并緊鄰當時受牛駝鎮(zhèn)東斷裂所控制的沉降沉積中心。因此,文安斜坡在早第三紀時斷裂作用十分發(fā)育,形成了一系列(半)地塹地壘式構(gòu)造。漸新世晚期開始的右旋走滑拉分作用進一步影響文安斜坡的構(gòu)造和沉降,但卻始終主要受西側(cè)牛駝鎮(zhèn)東斷層活動和斷陷作用的控制。楊村斜坡和文安斜坡的構(gòu)造格架不僅是早第三紀構(gòu)造演化的結(jié)果,同時晚第三紀以來的張性右旋走滑構(gòu)造也起了很大的作用。從武清凹陷與霸縣凹陷在空間上的關(guān)系來看,武清凹陷西側(cè)的河西務走滑斷層帶繼續(xù)往南延伸,可直接進入文安斜坡內(nèi)部,這說明文安斜坡內(nèi)部的走滑構(gòu)造實際上是河西務走滑斷裂帶向南的延伸部分。因此,文安斜坡帶的現(xiàn)今構(gòu)造是老第三紀的構(gòu)造受新第三紀走滑構(gòu)造疊加的產(chǎn)物,從而促使其內(nèi)部發(fā)育一定規(guī)模的潛山構(gòu)造帶。4地質(zhì)成藏模式楊村斜坡與文安斜坡具有基本相似的油氣成藏條件,油氣成藏模式的主要差異在于圈閉規(guī)模及幅度,其形成仍受控于各自的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。文安斜坡具有“深溝高壘”的“壘嵌結(jié)構(gòu)”,因此油氣主要分布在斷塊潛山及披覆構(gòu)造中,即以勘探構(gòu)造油藏為主。而楊村斜坡(特別是南段)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以單斜為主,因此其成藏模式以地層—巖性油藏為主(圖5)。楊村斜坡由于不具有大幅度斷塊潛山圈閉,因此應重點開展地層—巖性圈閉研究,以尋找地層—巖性油藏。從楊村斜坡成藏模式圖可以看出,奧陶系灰?guī)r地層和石炭系—二疊系砂泥巖地層在單斜背景上受反傾斷層遮擋,具有形成地層圈閉的有利條件,且緊鄰石炭系—二疊系煤系生烴層系。因此,在古生界應主要開展奧陶系古風化殼巖性油氣藏勘探。另外,沙二段砂巖具有形成地層巖性上傾超覆尖滅油氣藏的有利條件,是武清凹陷中淺層值得重視的勘探領(lǐng)域。5楊村斜坡立地條件(1)廊固凹陷和武清凹陷在始新世—漸新世的早?中期屬于一個統(tǒng)一的斷陷盆地;到漸新世晚期開始逐漸分離;武清凹陷與廊固凹陷在晚第三紀才徹底分離,最終成為2個相互獨