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郯庐走滑与潍北凹陷发育特征 摘要 地质界对渤海盆地内的各断陷凹陷的成因有多解释，没有形成共识。潍北凹 陷是位于郯庐断裂的内的张性断陷盆地，对其郯庐断裂系走滑成因基本没有疑 义。因此，本课题意在通过刻划潍北凹陷的成盆特征、构造发育特征、沉积特征 及郯庐断裂走滑活动的特点，探寻两者之间的内在联系，研究郯庐断裂走滑活动 对潍北凹陷发育的控制作用，理论上可以为整体认识郯庐断裂系走滑作用对潍北 凹陷乃至整个渤海湾内断陷盆地的发育的控制作用及力学机理提供新的证据，在 实践中能够指导凹陷的构造发育和沉积规律、油气的运移与富集规律的研究，可 以有效的指导油气勘探。 本课题以大量的地震资料和钻探资料为基础，以地震地层学原理为指导，结 合其它先进的地质理论和物探技术，以大量、精细的地震解释为依托，在前人研 究成果的基础上，对走滑断裂的活动特点和潍北凹陷的发育特征进行了深入研 究。同时，以构造力学、构造运动学原理为基础，分析研究区的区域构造发育和 局部构造特征的力学机理，探索两者之间的内在联系。前人对郯庐断裂的走滑活 动及其对区域构造发育的影响研究大都建立在以地表勘查所获得地质资料和区 域重力资料的基础上，多解性较强，得出的认识不统一，甚至结论相反。本课题 突出地震的视角，挖掘地震资料中所包含的丰富的地质信息和构造运动信息，能 够发挥地震技术的特长，得到其它方法技术无法触及的信息。通过研究，取得以 下认识及成果： 潍北凹陷的发育过程和发育特征受郯庐走滑活动所控制，成盆机制以走滑拉 分为主，以断层弯曲走滑成盆为辅。潍北凹陷新生代盆地的发育为太平洋板块俯 冲和印度板块碰撞形成的两种走滑力源交互作用的结果。断裂西侧的主动拉张控 制了潍北凹陷的北断南超断陷发育；郯庐断裂间断性左旋挤压造成了地层的间断 性发育；左旋挤压时潍北凹陷的差异抬升剥蚀加强了箕状盆地结构，并促进了潍 北凸起的发育；始新世前的断裂走滑活动控制了潍北地区垒堑结构的形成；垒堑 结构形成的东西向构造特征的差异对后期的构造演化产生了重要影响。郯庐走滑 控制了凹陷内次级断层的发育特征，郯庐走滑形成的凸起古地形特征控制了潍 北凹陷的物源充填和扇体发育特征：潍北凹陷的构造演化过程与郯庐走滑过程具 有良好的对应关系，地震剖面所能揭示的本区郯庐活动始于侏罗纪末，持续至上 新世之后，最晚一次右旋走滑为中新世。渤海湾盆地与潍北凹陷具有相似的成盆 机理与成盆特征，为郯庐断裂系走滑拉分的结果，郯庐断裂的走滑活动对渤海湾 盆地的构造演化、地层沉积、烃源岩分布及油气成藏都产生了重要的控制作用。 关键词：潍北凹陷、郯庐断裂、走滑断层、拉分盆地、左旋挤压、右旋拉张 t h es t rik e siip pin gm o t io no ft a n l uf a uita n dt h e g r o w t hc h a r a c t e ris tic so fw eib eih oi lo w a b s t r a c t t h eg e o l o g yf i e l dh a v em u c he x p l a i na n dn of o r m a t i o nc o n s e n s u st o f o r m a t i v er e a s o no fb r e a kt os i n ko fh o l l o w si nb o h a ib a s i n t h ew e i b e i h o l l o wi sa ne x t e n d e db r e a kt os i n ko fh o l l o wl o c a t e di nt a n - l uf a u l t z o n e a n di ti st h e r eh a v en od o u b tt oi t sf o r m a t i v er e a s o nf o rt h e s t r i k e s li p p i n gm o t i o no ft a n l uf a u l t t h e r e f o r e ，t h i st o p i ci d e ai s p a s s i n gt od e p i c tt h ew e i b e ih o l l o wo fb a s i nc h a r a c t e r i s t i c ，t h es t r u c t u r e g r o w t hc h a r a c t e r i s t i c ，t h ed e p o s i t i o nc h a r a c t e r i s t i c ，a n d c h a r a c t e r i s t i c so fs t r i k e - s l i p p i n gm o t i o no ft a n l uf a u l t ， i n v e s t i g a t e t h ec o n t a c to ft h ei n n e rp a r t ，s t u d yc o n t r o lf u n c t i o n so ft h e s t r i k e s l i p p i n gm o t i o no ft a n l uf a u l tt ot h et h eg r o w t hc h a r a c t e r i s t i c s o fw e i b e ih o l l o w t h e o r e t i c a l l yt h i sc a np r o v i d en e wp r o o f sf o rw h o l e l y u n d e r s t a n d i n gt h ec o n t r o l l i n gf u n c t i o na n dm e c h a n i c sm e c h a n i s mo ft h e s t r i k e s li p p i n gm o t i o no ft a n l uf a u l tt ot h eg o w t ho ft h ew e i b e i h o l l o w ，a n dh o l l o wi sg o t ot h ew h o l eb o h a ib a s i n ，i nt h ef u l f i l i m e n tc a n g u i d et h es t u d yo fh o l l o ws t r u c t u r eg r o w t ha n dd e p o s i t i o nr e g u l a t i o n ，t h e p e t r o l e u m sm o v i n ga n de n r i c h i n gr e g u l a t i o n s oi tc a ng u i d et h e e x p l o r a t i o no fp e t r o l e u ma n dg a se f f e c t i v e l y t h i st o p i cw i t hag r e a td e a lo fs e i s m i cd a t aa n dd r i l l i n gd a t a ，f o r f o u n d a t i o n ，w i t ht h ee a r t h q u a k eg e o l o g i cs t r a t ai e a r np r i n c i p l ef o rg u i d e ， t h eg e o l o g yt h e o r i e sa n dt h i n gt h a tc o m b i n ea no t h e raf o r e r u n n e re x p l o r e at e c h n i q u e ，w i t hag r e a td e a lo fa n df i n es e i m i ce x p l a i nf o rr e l yo n ，a n d o nt h ef o u n d a t i o no fp r e v i o u sr e s e a r c h ，c a r r i e do nat h o r o u g hr e s e a r c h t ot h ea c t i v i t yc h a r a c t e r i s t i c so fs t r i k e s l i pf a u l t sa n dt h eg r o w t h c h a r a c t e r i s t i co fw e i b e ih o l l o w t h ep r e v i o u sr e s e a r c ha b o u tt h e i n f l u e n c eo ft a n l uf a u i t ss t r i k e - s l i pm o t i o nt ot h ed i s t r i c ts t r u c t u r e g r o w t hm o s tl yb a s e do ng e o l o g yd a t aa c q u i r e db yt h ee a r t h ss u r f a c e e x p l o r a t i o na n dd i s t r i c tg r a v i t yd a t a t h i sc a nr e s u l t sm o r ec o n c l u s i o n ， g e tt h eu n d e r s t a n d i n gd i s u n i t yo f ， e v e nt h ec o n c l u s i o ni sc o n t r a r y t h e a n g l eo fv i e wo ft h et h i st o p i co u t s t a n d i n gs e i s m i c ，s c o o po u tt h ea b u n d a n t i n f o r m a t i o na b o u tg e o l o g ya n ds t r u c t u r em o t i o ni ns e i s m i cd a t a ，a n dc a n g e tm o r ei n f o r m a ti o nt h a to t h e rm e t h o do rt e c h n i q u e s e sc a n tr e a c h t h r o u g har e s e a r c h ，i to b t a i nt h ef o l l o w i n gk n o w l e d g ea n da c h i e v e m e n t s ： t h eg r o w t hc o u r s ea n dg r o w t hf e a t u r e so fw e i b e ih o l l o wa r ec o n t r o ll e db y t h et a n l uf a u l t ss t r i k e s l i pm o t i o n i t sg r o w t hm e c h a n i s mg i v e s p r i o r i t yt os t r i k e s l i p p i n ga n dp u l l i n ga p a r t ，a n di sc o m p l e m e n t e db y t r a n s r o t a t i o n t h em o t i o no ft h et a n - l uf a u ltz o n ea n dt h eg r o w t ho fw e i b e i h o l l o wi se f f e c t e do ft w op o w e r s ，o n ei sf r o mt h en o s e d i v i n go ft h ep a c i f i c p l a t e ，t h eo t h e ri sf r o mt h ec o l l i s i o no f i n d i a no c e a n t h ea c t i v e e x t e n s i o no fw e s t e np a r to ff a u l tr e s u l t st h eg r o w t ho fw e i b e ih o l l o wb y s i n k i n gi nt h en o r t ha n do v e r l a p p i n gi nt h es o u t h t h ed i s c o n t i n u o u s s i n i s t r a lt r a n s p r e s s i o no ft a n l uf a u l tz o n er e s u l t sd i s c o n t i n u o u sg r o w t h o ft h ew e i b e ib a s i n t h r o u g hs i n i s t r a lt r a n s p r e s s i o nt h ew e i b e ih o l l o w s t r e n g t h e ni t sb a s i ns t r u c t u r eo fd u s t p a nf r o mt h ed i f f e r e n c e1 i f t st o r i s e ，a n dp r o m o t e dt h eg r o w t ho fw e i b e ic o n v e xa l s o t h et a n l uf a u l t s s t r i k e s l i pm o t i o nb e f o r ee o c e n c ee p o c h ，c o n t r o l l e dt h ef o r m a t i o no f h o r s t g r a b e ns t r u c t u r e t h ed i f f e r e n c eo fs t r u c t u r ec h a r a c t e r i s t i cf r o m t h ee a s t t ot h ew e s tb e c a u s eo ft h eh o r s t g r a b e ns t r u c t u r ep r o d u c e d i m p o r t a n c ei n f l u e n c eo nl a t e rs t r u c t u r ee v o l u t i o n t h et a n - l uf a u l t s s t r i k e s l i pm o t i o n sa l s oc o n t r o lt h ei n f e r i o rf a u l t s g r o w t h c h a r a c t e r i s t i c ，a n dt h ec o n v e x sa n c i e n tl a n d f o r m sc h a r a c t e r i s t i c f o r m e df r o mi tc o n t r o l l e dt h eh o l l o w sf i l l i n ga n dt h eg r o w t h c h a r a c t e r i s t i co ff a n b o d i e s t h e r ea r eg o o dc o r r e s p o n d i n gb e t e e nt h e t e c t o n i ce v o l u t i o no ft h ew e i b e ih o l l o wa n dt h es t r i k e s l i pc o u r s eo f t a n - l uf a u l t t h em o t i o no ft a n - l uf a u l tt h a tc a nb ea n n o u n c e db yt h e e a r t h q u a k es e c t i o nw a sb e g a nw h i t ht h el a s ts t a g eo fj u r a s s i cp e r i o d ，a n d l a s t i n ga f t e rp 1 i o c e n e t h el a s tm o t i o no fd e x t r o r o t a r ye x t e n s i o ns l i pw a s i nt h em i o c e n ep e r i o d t h eb o h a ib a s i na n dt h et h ew e i b e ih o ll o wh a v et h e s i m i l a rg r o w t hm e c h a n i s m sa n dt h es i m il a rg r o w t hc h a r a c t e r i s t i c s t h e ya r e a l lt h er e s u l to fa p u l l i n ga p a r tb yt h et a n c h e n g l u j i a n gf a u l tz o n e s t r i k e s l i p p i n g t h es t r i k e s l i pm o t i o no ft a n l uf a u l ta l s op r o d u c e sa n i m p o r t a n tc o n t r o lf u n c t i o no nt h es t r u c t u r ee v o l u t i o n ，t h es t r a t a d e p o s i t i o n ，t h eh y d r o c a r b o ns o u r c er o c kd i s t r i b u t i o na n dt h eh y d r o c a r b o n r e s e r v o i rf o r m a t i o no ft h eb o h a ib a s i n k e yw o r d s ：w e i b e ih o l l o w ，t a n - l uf a u l tz o n e ，s t r i k e s l i pf a u l t ， p u l l - a p a r tb a s i n ，s i n i s t r a lt r a n s p r e s s i o n ，d e x t r o r o t a r ye x t e n s i o n 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得其他教育机构的学位或证书 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：他砖 导师签字： 签字日期：弘9 7 年石月妇 签字日期彩 _ 土o 一 月u 吾 选题的目的及意义：地质界对渤海盆地内的各断陷凹陷的成因有多种解释， 如地幔上隆张陷成因理论、地幔流引张成因理论和郯庐断裂系走滑拉张成因理 论，没有形成共识。潍北凹陷是位于郯庐断裂的内的张性断陷盆地，对其郯庐断 裂系走滑成因基本没有疑义，但对走滑活动对凹陷发育、构造特征及沉积特征的 控制机理及内在联系还没有较全面的认识。因此，本课题意在通过刻划潍北凹陷 的成盆特征、构造发育特征及沉积特征，掌握郯庐断裂走滑活动的特点，探寻两 者之间的内在联系，研究郯庐断裂走滑活动对潍北凹陷的盆地发育的控制作用， 深入认识在其作用下所形成的构造发育和沉积特征及规律，及其对油气成藏规律 所产生的影响，理论上可以为整体认识郯庐断裂系走滑作用对潍北凹陷乃至整个 渤海湾内断陷盆地的发育有多大的控制作用及影响机理提供新的证据，在实践中 能够指导凹陷的构造发育和沉积规律研究，及其对油气的运移与富集规律的影 响，可以有效的指导油气勘探。 国内外研究现状：对于渤海湾盆地的发育成因，不同的领域的地质工作者对 其有不同的解释，郯庐断裂系的走滑成因理论在近年又重新兴起，并认为走滑作 用对盆地的构造发育和油气成藏有较大的影响。如范军侠等从走滑断裂带呈“s ” 型或反“s ”型波状弯曲的特点及其力学特征，对辽东湾地区的构造成因进行了 解释，并认为研究走滑构造发育特征，对于预测圈闭分布以和研究油气富集规律 具有重要意义。而高祥林等认为渤海中部的郯庐断裂带新近纪以来它们是在沉降 运动背景下大幅度倾滑位移的正断层，构成渤海盆地内凹陷与凸起的边界中新世 末以来渤海浅层新近系内出现的大量近东西向小断裂可能是现代构造应力场作 用的结果，与郯庐断裂带或其它基底老断裂没有继承性或派生的成因关系。潍北 凹陷位于郯庐断裂带内，对其成盆机理具有广泛的共识：是受郯庐断裂走滑活动 控制形成的典型的断陷一拉分盆地，但对走滑活动控制盆地发育的内在机理目前 论述较少。张克鑫等论述郯庐断裂带在新生代的活动表现为在走滑背景下的伸展 运动和挤压运动的交替出现，不同的运动方式对其内部的潍北盆地产生了不同 的影响，形成了现今潍北盆地的构造面貌。在新生代古近纪，潍北盆地的演化主 要受控于郯庐断裂带的活动：新近纪以来，潍北盆地属于渤海湾盆地构造体系， 2 进入整体坳陷阶段。但是，在断裂走滑活动对盆地发育的影响程度、控制机理甚 至郯庐断裂本身的活动特点等方面上还存在认识分歧和缺乏足够的证据等问题。 本课题的主要研究内容及技术路线： 学习、研究和总结已有的关于郯庐断裂走滑特征及其对区域构造演化 的作用和影响的地质成果，掌握郯庐断裂带走滑活动的基本特征和力 学特点。 利用地震、钻井资料及其它地质成果，落实潍北凹陷的构造特征和沉 积特征，对其特点进行归纳总结和认识。 以构造力学、构造运动学原理为基础，分析研究区的区域构造发育规 律和局部构造特点，总结构造式样，分析其力学机理，探索其与郯庐 断裂走滑活动的内在联系。在利用郯庐断裂走滑活动所形成的力学机 制对潍北凹陷发育特征进行合理解释的基础上，对走滑成盆的机理进 行总结和深化。 以走滑成盆机理为指导，结合潍北凹陷的实际，更深入地分析在断裂 走滑活动对盆地发育控制作用及在其作用下所形成的构造发育特征、 地层沉积特征和油气地质特征，总结油气成藏规律，指导实际工作与 勘探。 本课题技术路线是以大量的地震资料和钻探资料为基础，以地震地层学原理 为指导，结合其它先进的地质理论和物探技术，以大量、精细的地震解释为依托， 在前人研究成果的基础上，突出地震的视角，对走滑断裂特点、潍北凹陷的发育 特征进行研究，探索走滑活动与盆地发育之间的内在关系。 通过研究，取得以下认识及成果：认为潍北凹陷的发育过程和发育特征受郯 庐走滑活动所控制，并对其构造发育和地层沉积特征产生了重要影响。其新生代 盆地的发育为太平洋板块俯冲和印度板块碰撞形成的两种走滑力源交互作用的 结果，成盆机制以走滑拉分为主，以断层弯曲走滑成盆为辅。潍北凹陷的构造演 化和地层过程与郯庐走滑过程具有良好的对应关系。渤海湾盆地与潍北凹陷具有 相似的成盆机理与成盆特征，为郯庐断裂系走滑拉分的结果，郯庐断裂的走滑活 3 动对渤海湾盆地的构造演化、地层沉积、烃源岩分布及油气成藏都产生了重要的 控制作用。 前人对郯庐断裂的走滑活动及其对区域构造发育的影响研究大都建立在以 地表勘查所获得地质资料和区域重力资料的基础上，多解性较强，得出的认识不 统一，甚至结论相反。因此，本课题的创新点在于突出地震的视角，挖掘地震资 料中所包含的丰富的地质信息和构造运动信息，能够从另外一个视角对该课题进 行探索，能够发挥地震技术的特长，得到其它方法技术无法触及的信息。利用多 种方式从多种角度分析一个问题，能构得到更客观、更全面的认识。 1 郯庐断裂走滑活动与盆地发育关系的研究现状 1 1 郯庐断裂带活动特征研究现状 郯庐断裂带是位于中国东部，切穿了整个岩石圈，是世界上著名的巨型断裂 带之一。该断裂由合肥工业大学徐嘉炜教授于 1 9 5 6 年发现，走向n e n n e ( 1 0 。3 0 。) ， 宽约4 0k m ，长达30 0 0k m n l 。郯庐断裂带南 起长江北岸湖北广济，经安徽庐江、江苏宿迁、 山东郯城和渤海，过沈阳后分为西支的依兰一 伊通断裂带和东支的密山一抚顺断裂带，总体 呈缓s 状北北东向延伸，中国境内长达 2 4 0 0 k m 。断裂带南部将大别造山带与苏鲁造山 带左行错开达5 5 0 k m ，其间牵引残留的北北东向 造山带部分为张八岭隆起，并构成了华北板块 与扬子板块的边界。断裂带山东段( 即沂沭断 裂带) 醒目的断裂特征为四条北北东向的大型 伸展断裂，控制出现了“两堑一垒”的格局( 见 图1 ) 。渤海地区的郯庐断裂带被莱州湾一渤 中一辽东湾盆地所覆盖。依兰一伊通断裂带在 图1 郯庐断裂申段断层平面展布图 4 松辽盆地东部切过张广才岭地块后进入三江盆地。密山一抚顺断裂带( 也称敦密 断裂带) 构成了兴凯地块与张广才岭地块、佳木斯地块和那丹哈达岭地块之间的 边界。由于郯庐断裂带的多期演化，目前断裂带内走滑、伸展和逆冲构造交互出 现。 关于郯庐断裂的中古生代的运动形式及成因，由于苏鲁造山造山带以南大量 的地表勘察研究和地震资料的丰富，地质认识逐渐深入，观点也逐步趋向统一。 如针对其成因，认为该断裂带起源于华北与华南板块的碰撞中，属于古特提斯构 造，而其早白垩世的左行平移却是受控于太平洋区i z a n a g i 板块的高速斜向俯 冲活动，属于滨太平洋构造。造山期这两个造山带左行错开了约3 5 0k m ，而早 白垩世该断裂带又发生了约2 0 0k m 的左行平移硷】。 郯庐断裂经历过长期、复杂的演化。关于其演化过程，目前仍然存在着较大 的认识分歧。徐嘉炜( 1 9 8 4 ) 曾总结该断裂带经历过印支期的平移、晚白垩世一 早第三纪的伸展及晚第三纪以来的挤压，后来又将大平移的时间修正为晚侏罗一 早白垩世( x ua n dz h u ，1 9 9 4 ) 。万天丰等( 1 9 9 6 ) 主张郯庐断裂带在三叠纪发 生了左行平移，在白垩纪和晚第三纪分别发生了两次伸展，而在侏罗纪、早第三 纪和第四纪以来经历过3 次挤压。王小凤等( 2 0 0 1 ) 认为该断裂带在中三叠世一 侏罗纪发生了左行平移，白垩纪一早第三纪处于伸展活动，而晚第三纪以来为 右行平移或挤压。许志琴1 9 8 4 认为该断裂带伸展活动经历了晚侏罗一晚白垩世 和早第三纪以来2 个演化阶段。李家灵等( 1 9 8 4 ) 则认为该断裂带中生代晚期发 生的伸展活动一直持续到第四纪髓1 。朱光等( 2 0 0 7 年) 将郯庐断裂带的构造演化 分为四个阶段：1 印支造山期左旋转换断层活动：2 晚侏罗世末至早白垩世初的 左行平移：3 早白垩世中期至古近纪的伸展活动：4 新近纪以来的逆冲兼右行平 移。韩文功h 1 等根据渤海湾南部的地震资料特征，提出由于断裂带的活动控制了 同构造沉积的地层发育，确定郯庐断裂活动的时限为相当于渤海湾盆地孔店组和 沙四段沉积期，即为古新世一早始新世，此后，北北东向严格意义上的郯庐断裂 带不再有明显的活动，转而被右旋走滑构造活动所代替。总结上述各家观点，一 种较普遍的观点是该断裂带晚侏罗世一早白垩世以左旋走滑运动为主：晚白垩世 早第三纪以伸展运动为主：晚第三纪以挤压为主。 5 1 2 、郯庐断裂带与盆地的发育关系研究现状 中国东部发育了一系列中、新生界含油气盆地，这些盆地主要沿郯庐断裂带 的周边发育，如松辽盆地、伊兰一依通盆地、下辽河盆地、渤海湾盆地海域部分、 济阳坳陷、胶莱盆地、合肥盆地、苏北盆地等。中国东部的郯庐断裂带是一条油 气极为富集的巨型构造带，是中国最主要的石油产地，表明郯庐断裂带油气极为 富集，有着广阔的勘探前景。可见，郯庐断裂的发育与中国东部中、新生代盆地 的形成及演化有着紧密的联系，研究二者之间的联系对研究郯庐断裂带的构造 特征，总结基本油气富集规律，明确今后的勘探方向有着重要的现实及实践意 义。 对郯庐断裂带古近纪之后的运动特征、以及对周边盆地发育的影响因素，由 于断裂带中北段大部分为第四系覆盖，研究方法受到局限，目前地质成果及认识 还不够深入，各家观点不一，分歧较大。 关于中国东部盆地的发育成因，主要有以下三种观点： ( 1 ) 地幔上隆拉张机理：该机理基于莫霍面隆起的起伏状态与中、新生代 沉积盆地的宏观面貌成镜相关系。目前关于盆地形成和演化的主流观点，仍是用 “拉张作用”和“裂谷盆地 来解释成因的，即板块俯冲引起地幔物质上拱、导 致壳层裂陷等一系列连锁反应的结果。具体表述为：郯庐断裂带于早白垩世发生 了大规模的左行平移。这一早白垩世构造一岩浆事件是伊泽纳崎板块突然发生高 速、斜向俯冲的结果。晚白垩世2 早第三纪郯庐断裂带转变成巨型的伸展构造， 普遍控制发育了断陷盆地。太平洋板块的高角度正向俯冲使中国东部出现软流圈 上涌、岩石圈拆沉，从而造成了郯庐断裂带与整个中国东部卷入了强烈的伸展活 动。 ( 2 ) 走滑成盆机理：认为郯庐断裂带对中国东部诸多中新生代含油气盆地 的形成及演化有重要的控制作用，不同演化阶段产生并控制了不同的沉积盆地 ( 如松辽盆地和渤海湾盆地) ：郯庐断裂带对油气藏的形成及演化有重要的控制 作用，不仅控制盆地烃源岩的发育、基本的储集层和盖层条件，以及圈闭的形成等 等，而且对油气的生成、运移及聚集成藏、大中型油气田的形成及分布等有重要 的控制作用晦1 。这也是近年兴起的主要观点和研究热点。 6 ( 3 ) 逃逸构造机理：尚彦军等1 针对下扬子中生代地块呈一南西窄而北东 宽的楔形，通过对晚白垩世盆地的几何学、沉积学、岩石学等方面的资料研究， 认为下扬子区晚中生代为一个完整的构造，即下扬子楔形地块自南西向北东方向 逃逸，西南部为挤压区，东北部为引张区，中部为过渡区。逃逸构造机理应为走滑 成盆机理的一个分支。 ( 4 ) 地幔热冷却回收成盆机理：即地幔上隆之后，温度逐步降低，冷却回 收，从而造成的盆地的沉陷发育，该成盆机理主要控制了新近系的盆地发育，对 盆地的坳陷发育特征能够做出合理的解释。 现在普遍的观点认为：郯庐断裂带是中国东部中、新生代沉积盆地形成、演 化及改造的主要控制因素之一口引，但对这一因素的机理、与盆地发育的内在联 系还存在认识分歧，缺乏深入探讨，因而对郯庐断裂以何种力学机制、在多大程 度上控制了盆地的发育还缺乏统一的认识。例如，诸多研究认为，北北东走向的 郯庐断裂带的营口一潍坊段，新近纪以来以正断层倾滑运动为主，同时兼有右旋 走滑运动( 国家地震局地质所，1 9 8 7 ：徐杰等，1 9 9 9 ：谯汉生等，2 0 0 2 ) ；范军侠等 以郯庐断裂带的右旋走滑活动为基础，论述了断裂附近断鼻、断槽相间的构造特 征，认为渐新世晚期，辽东湾北部地区南北向拉张、东西向挤压的区域应力场控 制了右行走滑构造的形成，断槽与断鼻构造相间分布是由于沿走滑断裂带局部应 力场性质发生改变所致四1 。而高祥林等通过研究，对郯庐断裂的右旋走滑问题提 出质疑，认为地震勘探和钻探仅揭示了渤海浅部的伸展构造变形，它主要发生在 古近纪，其动力机制是上地幔的局部上升引起地壳减薄和张裂，水平拉张变形在 地表及浅部最强烈，向下随深度增加而衰减：新近纪以后渤海进入后裂谷阶段，中 新世末以来渤海浅层新近系内出现的大量近东西向小断裂可能是现代构造应力 场作用的结果，与郯庐断裂带或其它基底老断裂没有继承性或派生的成因关系 【l o 】 0 郯庐断裂带活动特征及与盆地发育的关系上至今存在巨大的分歧，现在存在 愈研究愈复杂的趋势，笔者认为，其基本问题在于： 研究者针对不同地区的现象推本质，缺乏对郯庐断裂带活动分段性的 探索。在同一时期、同一区域剪切应力场作用下，各构造段走向的不 同导致了局部应力场的变化，所以各段所表现出来的活动性质也不 7 同，有的表现为走滑挤压，有的表现为走滑拉张，有的表现出斜向一 倾向伸展此外，随着太平洋板块运动方向的逐步变化，各构造段的 活动方式和受力性质也在逐步发生转变，原来表现为走滑挤压的逐步 转变为走滑拉张，原来表现为走滑拉张的逐步转变为走滑挤压，即活 动方式和构造作用性质发生了反转，导致了性质相反的构造的叠加。 对郯庐断裂带活动形成的挤压、和拉张应力对周边构造活动的作用缺 少深入研究。实际上郯庐断裂带活动特征及周边盆地演化特征有着紧 密的内在联系，两者的研究应该是一个相互验证的过程，现在的研究 大部分是就断裂论断裂、就盆论盆的单边研究，缺乏二者之间的统一 分析。 j 目前缺乏一个郯庐断裂活动与盆地发育力学机理关系的统一认识，导 致不同的地质现象往往有不同的解读。 2 潍北凹陷地质特征 2 1 概况 潍北凹陷位于山东昌 邑、潍县北部及寿光境内， 区域构造上地处昌潍坳 陷。昌潍坳陷在构造上处 于三大构造单元交汇处。 东部以郯庐断裂带的昌邑 一大店断裂与鲁东隆起分 广饶凸起 壮堑多 凸起 北士擅* 。 隔；西南部以益都断裂与鲁 图2 潍北凹陷区域构造位置图 西隆起为界；南部以断裂与汞丹山凸起为邻；北部以近东西向的广南断裂、古城 潍河e l 等断层分别与昌北凸起和广饶凸起分界。区内包括潍北、侯镇、牛头镇、 潍坊、朱鹿、昌乐等6 个凹陷和潍县、朱留店、寿光3 个凸起，总面积为4 4 2 0k 群 ( 见图1 ) 。目前的油气发现主要在潍北凹陷内。潍北凹陷位于昌潍坳陷的东北 8 部，主要成盆期在始新世孔店期，而且受周缘断裂尤其是昌邑大店断裂与郎邵葛 沟断裂控制，只是到上第三系沉积时，受区域整体坳陷作用的影响才和临近的凹 陷一起构成统一沉积盆地。因此潍北凹陷和昌维坳陷内其他凹陷有较大的差别。 潍北凹陷是位于郯庐断裂体系内，受郯庐断裂走滑的影响形成的拉分一断陷 盆地。构造上潍北凹陷位于郯庐断裂中部的沂沭断裂带北部，东以昌邑一大店 断裂与鲁东隆起相临，西为部邵一葛沟断裂，北以古城一潍河口断层为界 与昌北凸起相接，南是潍县凸起，面积8 8 0 k m 2 。该凹陷形成于中生代末期 至第三系早期，以下第三系始新统地层沉积为主，为北断南超、北深南浅的箕 状凹陷。本区主要的生烃层系为孔二段，主要的勘探开发层系为孔店组地层。 潍北凹陷以孔二段暗色地层为烃源层系，并形成了与之相应的含油气系统。三次 资源评价结果，总资源量油1 2 2 亿吨，天然气1 7 5 x1 0 8m 3 。 2 2 地层特征 潍北凹陷是新 生代发育的陆相断陷 盆地，以前中生代地 层为基底，钻井揭露 的最老地层为中生界 白垩系王氏组地层，其上依次发 育了下第三系始新统孔店组和沙河街沙四段组地层。受始新世末期构造运动的影 响，盆地整体抬升，缺失了缺失了沙三段至东营组地层。之后发生区域性抬升， 结束了凹陷发育历史，被上第三系馆陶组、明化镇组地层夷平，最后被第四系平 原组沉积覆盖。受盆地沉降发育形式的控制，盆地地层沉积厚度变化梯度大，北 部洼陷区厚度可达8 0 0 0 米以上，中部地层一般为3 0 0 0 4 0 0 0 米，而南部仅厚 数百米且很快尖灭。各层段地层发育特征如下： 9 上白垩统王氏组：构成盆地基底，为红色泥岩、泥质粉砂岩与灰白色砂岩 含砾砂岩，化石稀少，仅于昌8 井见女星介化石。钻遇最大厚度2 0 15 米未穿 顶部与新生界呈不整合接触，对应地震反射层t 。( 见图4 ) 。 图4 潍北凹陷南北向疃卜昌6 7 连井地震剖面 下第三系孔店组：构成盆地的主要沉积层段，也是主要的勘探目的层段。按 岩性、电性及沉积特征，本组地层可分为三个段： 孔三段：主要为灰黑、扶绿、暗紫色及杂色玄武岩、安山玄武岩、中部夹多 层暗色泥岩、灰白色砂岩。推测为水下间歇性喷发、溢流沉积。全区均有分布 厚度比较稳定，钻穿最人厚度7 1 30 米。电性以高速、高阻、低自然电位为特征， 其顶面为一区域不整合面，对应地震反射层t 。界面处自然电位曲线变化不大， 但电阻值突然加大。 孔二段：盆地扩张期沉积，南薄北厚，岩性以暗色泥岩为主，是凹陷最主 要的生油岩发育层段。所见主要化石组合主要为五图真星介、昌乐球星介、潍坊 真星介、常州园星介等。本段地层呈下细中粗上细旋回，岩性亦相应变化。据此 分为三亚段： 孔二下地层厚度南北差异明显。主要为深灰色厚层泥岩、炭质泥岩和炭质 页岩夹薄层状砂岩及泥质砂岩。电阻低阻，自然电位平直。最人厚度约13 0 0 m 。 该段地层以暗色泥岩为主，凹陷西北部发育大套的，夹，两南部为砂岩及砾岩夹 泥岩沉 ! 。钻穿虽火厚度8 03 4 3 米。 孔二中地层主要为椿灰色泥岩与含砾砂岩，中部地区以灰色泥岩夹薄层砂 岩为丰，发育部分炭质泥岩及煤层，为一套半深湖相为主沉积环境。本层段受物 源区的控制，发育有各种成因的砂砾岩沉积，构成本段的主要储层之。砂砾岩 多数为浊积成因，电阻呈高峰状，电位负异常明显。最大厚度1 0 0 0 m 。其下部对 应地震反射层t 8 ，相当于孔二中浊积砂砾岩体底界面的反射，即孔二中砂砾岩 与下伏泥岩之间的反射，界面处自然电位负异常较为明显，自然伽玛增高。 孔二上地层发育为深灰色泥页岩、碳质泥页岩、油页岩、泥灰岩，夹薄层 砂岩。为一套浅湖、半深湖相与湖沼相沉积。底部发育为一组区域上分布稳定的 碳质泥页岩、油页岩集中段，与孔二中形成良好的地质分界，集中段电阻呈密集 高峰、自然电位不明显，地震上为一稳定强振幅同反轴，相当于t 。反射层。最大 厚度6 0 0 m 。 孔一段：凹陷扩张后期一萎缩期沉积，南北厚度变化较大。本段地层下部为 砂岩与泥岩不等厚互层为主，砂体发育，向上砂岩减少，变为以泥岩为主，根据 砂层发育特征和地质分析需要，通常将该砂层分为十个砂层组。近顶部有一组分 布相对比较稳定的灰质砂岩，对应的地震反射为t ，反射标志层。该层段以沉积环 境由还原环境开始转向氧化环境，扇三角洲砂体开始大规模发育为特征，与孔二 段形成良好的地质分界。根据地层特征，本段地层亦分为下、中、上三个亚段。 孔一下为大规模的扇三角洲砂体发育时期，地层表现为大套的砂层与泥岩互 层，砂岩分布亦稳定，成组连续对比好，对应与5 一1 0 砂组的划分层段。砂泥比 高，一般为3 5 4 5 ，最大可达5 6 。砂岩为长石粉砂岩，单层厚2 3 米，最大 不超过1 0 米，稳定性较差。自然电位呈密集指状负异常，电阻为低幅齿状。最 大厚度5 0 0 m 。孔一下内部表现为弱反射至空白反射特征，其项部为为双轴强反 射，对应于t 。7 反射层，为分布稳定孔一下大砂层的项部反射，形成与孔一中的 良好地震地质分层。 孔一中为一套浅湖相沉积，地层厚度变化大，凹陷南部被部分或全部剥蚀， 地层岩性为紫红色泥岩夹薄层粉砂岩及泥质粉砂岩，砂泥比一般l o 一2 0 ，砂层 被分为1 - 4 四套砂组，l 、2 砂组大部分地区基本不发育，局部发育河道砂，砂 体较厚，分布不稳定；3 、4 砂组全区分布稳定，为红色泥岩夹浅灰色粉、细砂 岩，砂岩单层厚l 一2 m 。最大厚4 m 左右。孔一中电阻呈低阻，自然电位低幅负 异常。顶部有一厚1 0 2 0 m 的钙质砂泥岩，分布稳定，电阻呈高阻、自然电位低 幅负异常，相当于地震t ，反射层。最大厚度3 0 0 m 。 孔一上地层保存不全厚度变化大。岩性主要为紫红色泥岩，含膏泥岩夹少 量薄层粉砂岩及泥质粉砂岩。除洼陷区外，大部分地区的顶面为剥蚀面，钻穿厚 度7 0 5 5 0 米。 下第三系沙河街组；据目前的钻井资料，沙河街组地层在洼陷区以外仅残存 沙四段部分地层，在东南缺失沙河街组地层。岩性为灰、灰绿色泥岩与中厚层砂 岩不等厚互层，其底面为砂四段与孔店组之间的界面，在地震剖面上为一整一面， 但在钻井资料上有体现，为一岩性突变面，上粗下细，上为砂岩，下为泥岩。此 乃一事件界面，证明盆地格局自此发生重大变化。 上第三系：属于盆地后期一期后沉积，由馆陶组、明化镇组地层组成。自沙 河街组沉积后，本区经历了长时期的风化剥蚀，因而上第三系地层不整合超覆于 老地层之上，该不整合面的地震反射为t 1 反射标志层。钻穿厚度1 1 l 一9 0 5 米。 第四系：由未成岩的平原组砂泥沉积组成，钻穿厚度5 0 - - 3 4 5 米。 潍北凹陷为典型的北断南 超的箕状凹陷。北以古城一潍 河口断层为界与昌北凸起相 接，南至潍县凸起。受郯庐断 裂走婀的影响，油区内断裂十 分发育，主要发育北东向、北 两向、和近东西向三组断裂( 见 图5 雄北口陷断裂系统示意图 图5 ) 。 ( 1 ) 主要断裂 根据潍北凹陷构造解释以及沉积充填特征的分析，可知控制潍北凹陷新生代 形成演化的边界断裂有3 条，即盆地东边界的昌邑一大店断裂、西边界的部部 葛沟断裂以及盆地北部边缘的古城一潍河li 断裂，其中前两条断裂属于郯庐断裂 带中段的组成部分。e 述： 条断裂，其最大落差近万米。边界断裂长期继承性活 动，控制了盆地的形成与发展。 昌邑一大店断裂：是划分鲁东隆 起和沂沭断裂带的边界大断层，也是 潍北凹陷的东界断裂。该断裂是一条 长期活动的基底断裂，在布格重力异 常图上表现为重力等值线密集带，走 向北北东，在区内延长2 5 k m 。在地震 上表现为明显的花状构造( 图6 ) ，表 明该断裂在潍北凹陷具有断层走滑 性质。与该断裂所伴生次级断层多