石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１１年２月第３３卷第２期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰ１） Ｆｅｂ．２０１ １ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．２ 高邮凹陷一级横向变换构造带特征 及其对油气的控制作用 陈清华，劳海港 （中国石油大学（华东）地球资源与信息学院，山东东营２５７０６１） ［摘要］高邮凹陷横向变换构造带具有不连续的“ｓ”形展布特征。利用地震、地质等资料研究高邮凹陷 主要断裂沿走向构造特征的变化，圈定了具有分区意义的横向变换构造带，分析不同构造部位发育的横 向变换构造样式及其特征。同时，横向变换构造带不仅控制有机质的形成环境，而且自身也可以形成各 种圈闭，成为不同次凹油气混注的油气富集区带。 ［关键词］高邮凹陷；真武伸展断裂；吴堡走滑断裂；横向变换构造带 ［中图分类号］ＴＥｌ２１．２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２０１１）０２—０００６—０５ 高邮凹陷是苏北盆地南部的一个亚一级负向构造单元，凹陷内油气较为富集。高邮凹陷已发现的油 气资源往往分布在主断裂带分叉、交汇处形成的变换构造上，表明变换构造对油气运移、聚集具有明显 的控制作用。学者们针对变换构造的油气聚集机制展开研究ｌ１ ］，但对具有重要作用的横向变换构造带 研究涉及甚少。横向变换构造带不仅将凹陷分成不同的构造单元，而且控制着凹陷内沉积体系的发 育 “ ，对油气的分布也具有决定性的作用；同时，横向变换构造带本身可以形成构造、岩性等圈闭， 是油气聚集的有利区带。因此，横向变换构造带的研究具有重要的理论和现实意义。 横向变换构造带的概念 变换构造（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｚｏｎｅ）的概念是Ｄａｈｌｓｔｒｏｍ于２０世纪７０年代研究褶皱一逆冲断层时提出的，将 侧列叠覆的两条主逆冲断层之间的构造称为变换构造 ］。变换构造带是指由一个或多个类型的变换构造 所组成的、在空间上具有一定规模和延伸方向的变换构造组合 ］。根据变换构造带走向与伸展构造的关 系可分为横向、斜向和轴向变换构造带口］。 多数学者认为具有构造分区的横向变换构造带是横向变换断层ｌ８叫。。，实际上在中国东部伸展盆地 中是与纵向伸展构造体系垂交的横向凸起带口 ，或者是横向低凸带，对坳陷（或凹陷）具有明显的分 区作用。笔者认为，横向变换构造带是一个复杂的构造单元，其表现形式取决于纵向伸展构造体系的构 造演化阶段。初始断陷期侧列断层间可能仅仅形成横向凸起带；强烈断陷期发育的横向变换构造带随着 纵向伸展断裂的复杂演化其构造型式也相应的形成一个成熟的构造体系，包括纵向凸起带上的变换断 层、陡坡带上的走向斜坡、深凹带中的倾伏横向低凸起、缓坡带上的墙角断块；坳陷期控凹断层呈现位 移一长度线性关系，横向变换构造带随之消失。 ２区域构造地质特征 高邮凹陷是白垩纪末期受嘉山一响水走滑断裂与丽水一海丰走滑断裂影响形成的一个中新生代走滑拉 分凹陷ｍ］。高邮凹陷内部发育ＮＮＥ—ＮＥ向吴堡走滑断裂和ＮＥＥ向真武伸展断裂２个一级断裂体系 ［收稿日期］２０１０—１０—１ ５ ［基金项目］国家油气重大专项（２００９ＺＸ０５０４２—００１）。 ［作者简介］陈清华（１９５９一），男，１９８２年大学毕业，教授，博士生导师，现主要从事油气勘探与开发研究工作。 第３３卷第２期 陈清华等：高邮凹陷一级横向变换构造带特征及其对油气的控制作用 ・７・ （图１）。从走滑组合、构造特征以及沉积充填特征来看，凹陷内走滑断裂系处于同向剪切位置，具有明 显的走滑特征；伸展断裂系虽处于张性破裂方位但也具有右旋走滑的特点。受南部吴堡断裂和真武断裂 ２组边界断层演化的影响，高邮凹陷呈“南断北超”的箕状断裂结构。 ３横向变换构造带构造分区的佐证 高邮凹陷２组主断裂系 之间发育的变换构造带使得 高邮凹陷具有“南北分带、 东西分区”的独特构造格局。 以高邮一沙埝一富星横向变换 构造带为界，将凹陷分为东 西２个明显的构造单元。２ 个构造单元的结构、展布以 及沉积特征等方面存在明显 差异：①西区受盆地走滑拉 分作用形成的真武伸展断裂 系，走向为ＮＥＥ向，构造格 局受汉留断裂改造，具有单 断断槽式结构；东区发育走 向为ＮＮＥ至ＮＥ向的吴堡走 滑断裂体系，凹陷内部以派 生同向断裂为主，为单断断 超式构造形态。②西区斜坡 带宽缓，真武断裂与汉留断 图１ 高邮凹陷断裂分布图 裂之间的深凹带发育较浅，表现为南北平缓的格局；东区与柘垛低凸起相邻的斜坡带，坡度陡且较窄， 受吴堡走滑断裂控制的刘五舍次凹构造沉降明显大于西区各次凹（图２）。 Ａ ０ ２ ４ ６ Ｂ ０ ２ 嫠４ ６ 图２高邮凹陷地震地质剖面图（据文献［－１３３） 石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１１年２月 ４横向变换构造带特征及其展布 高邮凹陷四周由多个低凸起环绕，属于典型的盆山耦合现象；低凸起直接影响凹陷的形成与演化， 两者之间具有浑然一体、不可分割的地质意义。横向变换构造带的存在不仅控制凹陷内的分区，而且也 了低凸起的纵向延伸，实现了对高邮凹陷东西分区的构造划分。高邮一沙埝一富星横向变换构造带由 于受构造应力分布差异性的影响，平面上呈不连续的“Ｓ”形展布（图１）。 在陡坡带一侧凸起带上， 真武断裂带形成的江都隆起 与吴堡断裂带控制的吴堡低 凸起在该横向变换构造带终 止，形成一条与ＮＥ—ＮＥＥ 向控凹断裂带近于垂直的 Ｎｗ向传递断层（图１），传 递断层在控凹断裂带中终止， 向ＳＥ向逐渐消失，起到调节 相邻隆升区之间高度差的作 用；在陡坡带及深洼带内， 走向为ＮＥＥ向的真武断裂系 与走向为ＮＮＥ—ＮＥ向的吴 图３高邮凹陷不同时期变换构造示意图 堡断裂系成钝角相交，且两 者断均向中间逐渐减小，中问必然存在一个Ｎｗ向变换构造。不同类型、不同期次的变换构造构成的 变换构造带调节两大断裂体系之间的应变与位移量。吴①断层与真①断层在泰州组一阜宁组沉积期只发 育横向凸起带，走向斜坡不发育，２个沉积单元各自（图３（ａ））。在戴南组～三垛组沉积期，控制 西区沉积的真②断层与控制东区沉积的吴①断层尾部开始相互叠覆，真①断层、真②断层与吴①断层之 间发育２个走向斜坡，沿走向斜坡向盆地方向则发育横向低凸起（图３（ｂ）），形成横向上走向斜坡与 横向低凸起相连接、纵向上不同期次的横向凸起及横向低凸起叠加连片的构造格局。 斜坡带上，组成沙瓦帚状构造带的断层走向以近ＥＷ向和ＮＥＥ向为主，倾向以Ｎ倾为主（图１）。 走向由近ＥＷ向转至ＮＥＥ向的弧形断层系，实际上是两种机制形成的断层组合而成的。ＮＥＥ向断层为 吴堡断裂带派生的同向断层，而近ＥＷ向断层是真武断裂带在斜坡带上形成的同向派生断层，两者相 交形成墙角式断块，调节两种同向派生断层之问的应变。同时近ＥＷ向断层也阻断了柘垛低凸起上ＮＥ 向断层向Ｓｗ方向的延伸。 紧邻纵向低凸起带的斜坡带上，主要发育车逻鞍槽。车逻鞍槽是挤压应力条件下形成的向斜构造， 更重要的是一个由调节应力与应变而形成的变换构造。杨村断裂带在此分段，使得不同断层段控制的柳 堡低凸起与菱塘桥低凸起之间形成沟谷，成为车逻鞍槽的一部分；同时调节柳陵断裂与吴堡断裂之间的 柘垛低凸起在ＳＷ向也消失在该变换构造中（图１）。高邮凹陷在Ｎｗ—ＳＥ向引张裂陷过程中，沉积层 受到ＮＥ—ｓｗ向的挤压，受到古地貌影响很容易在沟谷中形成向斜，这就是在紧邻纵向低凸起带的斜 坡带之上变换构造演变为车逻鞍槽的主要原因。 ５横向变换构造带对油气的控制作用 ５．１ 横向变换构造带对烃源岩的控制作用 横向变换构造带在凹陷演化过程 长期存在，将凹陷分割成多个沉积中心，了水体的循环 ］。 在相对封闭的、较深的次凹，其底部水体稳定，有利于形成富含有机质沉积的良好环境，从而控制了烃 第３３卷第２期 陈清华等：高邮凹陷一级横向变换构造带特征及其对油气的控制作用 ・９・ 源岩的发育。泰州组一阜宁组沉积期吴①断裂与真①断裂强烈活动，两条断层之间发育了横向凸起带： 一方面，横向凸起带分割了两个构造单元，阻碍了水体的全湖泊循环；另一方面，强烈的断裂活动形成 较深的水体，为高邮凹陷发育阜宁组二段、四段主力烃源岩提供了良好的弱还原一还原环境。 ５．２横向变换构造带对圈闭的控制作用 高邮一沙埝一富星横向变 换构造带是调节不同机制、 不同级次的断裂带间应变而 形成的一种联合构造体系。 对于箕状凹陷来说、，陡坡带 上变换构造以走向斜坡的样 式出现，以发育岩性圈闭为 主；后期走向斜坡上发育派 生的次级断层，可形成断块 圈闭。深凹带中受两条主断 层控制的变换构造规模逐渐 变小，以横向低凸起的样式 向凹陷内部倾伏，从而形成 背斜圈闭。斜坡上由两种应 力机制形成的次级断层与其 发育的变换构造组成弧形断 层，与弯曲的闭合等值线构 成典型的断层圈闭。这种弧 形断层的弧形部位是断裂应 力释放区，从而形成低流体 图４高邮凹陷变换构造与油气分布的关系 势区，成为油气运移的有利 指向区带。如沙一瓦帚状构造 带中多条断层走向明显弯曲， 在弯曲处为应力变化平缓区，有利于油气的聚集与保存，沙埝油田的多数 油气储量均受弧形断裂控制（图４）。 ５．３横向变换构造带对油气运移与聚集的控制 两条同向叠覆型断层在位移梯度较陡的构造部位形成走向斜坡＿１ ，物源水系往往借助于低洼的走 向斜坡进入湖盆，形成多期扇三角洲、三角洲沉积复合体口 ，其连通砂体常常是油气流体运移的疏导 体。走向斜坡后期受断裂的影响形成垂直于走向斜坡的派生断层，这种派生断层渗透性好，是良好的流 体运移通道。吴①断层与真②断层在戴南组一三垛组沉积早期以走向斜坡样式调节应变，形成多期三角 洲沉积体。随着边界断层强烈活动，在走向斜坡带上形成与边界断层呈锐角相交的断裂系。吴①走滑断 层深切地幔，不仅连通第三系烃源岩，而且连通幔源的二氧化碳等无机成因气。油气沿吴①断层和走向 斜坡上的断裂在走向斜坡上聚集成藏，形成纪１井二氧化碳气藏口 （图４）。盆地内部以横向低凸起样 式出现的变换构造具有类似于“凹中隆”的特征，是有利的油气运移指向区。如处于深凹带的富民油田 位于横向低凸起带上，两侧分布着樊川次凹和刘五舍次凹两个生油中心，形成多源油气混注的复式油气 聚集带。 ６结 论 １）以高邮一沙埝一富星横向变换构造带为界将高邮凹陷分为东、西２个构造单元。２个构造单元的 结构、展布以及沉积特征等方面存在明显差异。 ・ １Ｏ・ 石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１１年２月 Ⅲ嘲嘲 嘲 嘲 啪 ］］Ｏ １ ２ ３ ４ ５ ２）高邮一沙埝一富星横向变换构造带平面上呈不连续的“Ｓ”形展布，不同构造部位变换构造样式有 所不同。凸起带上发育变换断层；凹陷内部以走向斜坡和倾伏横向低凸起为主；斜坡带上发育墙角状断 块；紧邻纵向低凸起带的斜坡带上则以沟谷的型式出现。 ３）横向变换构造带不仅影响着有机物的沉积环境，而且其本身还可形成构造、岩性等圈闭，同时 又处于相对高的构造部位，成为有利的油气运移指向区。 ［参考文献］ 李亚辉．苏北盆地高邮凹陷构造转换带机制研究［Ｊ］．石油实验地质，２００６，２８（８）：１０９～１１２． 李宝刚．高邮凹陷断裂调节带发育特征及其石油地质意义［Ｊ］．中国石油大学学报（自然科学版），２００８，３１（１）：１９～２２． 陈发景，贾庆素，张洪年．传递带及其在砂体发育中的作用［Ｊ］．石油与天然气地质，２００４，２５（２）：１４４～１４８． 孙向阳，任建业．东营凹陷北带转换带构造与储集体分布［Ｊ］．石油勘探与开发，２００４，３１（１）：２１～２３． Ｄａｈｌｓｔｒｏｍ Ｃ Ｄ Ａ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｇｅｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｓｔｅｍ ｍａｒｇｉｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｎａｄｉａｎ ｒｏｃｋｙ ｍｏｕｎｔａｉｎｓ［刀．Ｂｕｌｌ ｏｆ Ｃａｎａｄｉａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ 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