辽东湾坳陷新生代构造特征及其演化与油气赋存效应

【摘要】：辽东湾坳陷位于渤海湾盆地的东北部,是下辽河坳陷向海域的延伸,属新生代裂谷盆地。目前该区是渤海海域重要的油气富集区,于新生代经历了多期的构造变动及后期改造,其负杂的构造特征及演化造就了众多类型的油气藏实例；但至今所发现的油气田或含油气构造多数分布在中西部,东部辽东凸起和辽东凹陷很少发现有规模储量的油气田：加之中国东部著名的郯庐断裂带从该地区通过,辽东湾坳陷东部诸构造带本身就是郯庐断裂带的组成部分,辽东湾坳陷东、西部油气资源分布的差异,是否与郯庐断裂带新生代活动、改造和所处位置的不同有关,均值得深入研究。可见,对辽东湾坳陷新生代构造特征-改造及其演化的研究,无论是探究油气分布差异性形成的地质条件,还是研究区域地质构造演化,均有重要联系和意义。根据最新的地震勘探资料及钻井、测井资料,对辽东湾坳陷主要断裂构造特征进行了较深入系统地研究和总结,在此基础上运用断裂要素统计和断裂活动速率法分析了研究区断裂构造的分期差异活动及其变形机理。研究表明,辽东湾断裂构造分期差异活动表现为：①孔店期-沙三期(65-38Ma),强烈伸展活动,整体表现为西强东弱,南强北弱的活动特点；②沙二期-东三期(38-30Ma),伸展兼右旋走滑活动,其中东三期伸展活动较强烈,右旋走滑活动在局部地区有所表现；③东二期-东一期(30-24.6Ma),右旋走滑兼伸展活动,其中渐新世东营期末右旋走滑活动在中东走滑带地区表现尤为强烈；④馆陶期至今(24.6-0Ma),右旋走滑活动强烈,兼弱伸展活动。辽东湾坳陷新生代断裂构造变形主要受控于基底先存构造、构造转换带及区域构造应力场三要素。运用埋藏史-沉降史模拟、平衡剖面恢复、层拉平、磷灰石裂变径迹年龄解析等方法与手段,结合典型地震剖面的深入研究和沉积构造特征及构造演化等综合分析表明：辽东湾坳陷新生代构造改造作用主要表现在断裂作用、褶皱作用、地层抬升剥蚀及沉积中心迁移,对构造演化过程具有重要的影响。辽东湾坳陷于新生代发生了三期构造抬升及剥蚀事件,主要发生在中新世末-上新世初(对应的峰值年龄为5-7Ma)、渐新世东营期末-中新世初(峰值年龄为18-22Ma、24-26Ma)、始新世沙河街组三段沉积末(峰值年龄为36-40Ma)。这三期构造抬升事件的特点为南早北晚、南强北弱,说明在空间上具有差异性。在始新世,坳陷东部为一有巨厚沉积的较大型凹陷,沙河街组三段沉积后受断裂切割改造今辽东凸起开始显现并遭强烈剥蚀,致使较大型凹陷被辽东凸起分隔为两凹(今辽中、辽东凹陷)夹一凸结构。此改造过程与郯庐断裂活动特征及强度的改变有关,显示出辽东湾坳陷东、西部抬升特点和后期改造强度的明显不同。辽东湾坳陷古今构造格局及演变,与区域动力学环境及背景紧密相连,这三期构造抬升事件,在中国东部具有较广泛的响应表现和区域动力学背景,意义重要,对其研究有助于进一步完善和深化对中国东部及近海等新生代盆地的整体认识,为中国东部区域动力学环境及背景研究和油气勘探、资源评价提供基础资料和科学依据。辽东湾坳陷新生代构造演化整体可划分为：①断陷早期(孔店期-沙四期)；②强烈断陷期(沙三期)；③断拗改造期(沙二期-东营期)；④走滑改造期(馆陶期至今)。以对盆地新生代构造特征和构造改造-演化的研究为基础,对辽东湾坳陷油气赋存成藏效应重新审视和综合分析。研究结果揭示,辽东湾坳陷新生代构造特征及演化极大程度上控制了油气的聚集成藏。构造演化过程中所发生的构造改造作用,尤其郯庐断裂晚期活动肢解和改造了前期的沉积-沉降格局,在富烃凹陷中新形成的断凸和与之相伴而生的良好储层,加上高角度断层对油气运移的直通道作用,构成了凹中隆油气富集成藏的极好配置和优越条件。总体而言对该地区的油气聚集成藏是积极有利的。