（地质学专业论文）汉留断裂带构造特征.pdf

中图分类号：t e l 2 1 2 单位代码：1 0 4 2 5 学号：s 0 8 0 1 0 1 2 3 寸闺石油六学 硕学位论文 c h i n au n i v e r s i t yo fp e t r o l e u mm a s t e rd e g r e et h e s i s 汉留断裂带构造特征 s t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so fh a n l i uf a u l tz o n e 学科专业：地质学 研究方向：油气区构造解析 作者姓名：王晓蕾 指导教师：陈清华教授 二。一一年六月 s t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so fh a n l i uf a u l tz o n e at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：w a n g x i a o - l e i s u p e r v i s o r ：p r o f c h e nq i n g h u a s c h o o lo fg e o s c i e n c e s c h i n au n i v e r s i t yo f p e t r o l e u m ( e a s tc h i n a ) 嗍2 删8删6m 6 曼苎7舢8 iiii-舢y 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：垂出鳌同期：2 0 1 1 年t 月；d 日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印 刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机 构) 送交、赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存 学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名：塾萱 指导教师签名： 日g q ：加f j 年；月；d 日 日期：2 0 1 年s 月多d 日 摘要 高邮凹陷自古新世以来经历了多次构造运动，形成了复杂的断裂系统。汉留断裂带 的发育受高邮凹陷构造演化、边界断层的控制和影响，研究区内断层具有走向多变、多 期活动、分段活动的特点，形成了多种不同的断裂组合。复杂的断裂特征对油气田后期 的地质研究、生产实践带来一定困难。因此，根据三维地震资料解释，重新系统的认识 和研究汉留断裂带构造特征，对研究区油气勘探具有重要意义。本论文以构造几何学、 运动学、动力学的理论和方法为指导，在深入了解区域地质特征的基础上，从地震资料 分析入手，结合测井资料和前人研究成果，选取典型深度剖面，运用构造分析法对汉留 断裂带的几何特征、构造演化、活动特征及动力学机制进行了探讨。 地震资料解释结果显示，汉留断裂带具有走向上分段、剖面上分层的结构特点。根 据断层切割层位的不同可将断层分为四种类型：贯穿性、切穿深部地层、切穿浅部地层、 悬挂型。通过对构造几何学进行分析，认为研究区次级断层以北东向、东西向为主，平 面上发育网格状、羽状断裂组合，剖面上发育阶梯状、y 形断裂组合，汉留主断层形态 具有继承边界断层锯齿状形态、趋于直线化发育的特点。通过构造演化平衡剖面、汉留 断层活动速率、断层古落差三种技术手段，对汉留断层、主要次级断层活动特征进行研 究，认为断裂带发育具有强弱交替、活动中心自西向东迁移的特征。结合前人研究，综 合几何学、活动学特征研究结果，对断裂带主要构造成因具有以下认识：汉留断层是重 力失衡引起的反向补偿断层，其追踪区域内x 剪切面破裂，形成锯齿状。断层展布形态 受真武断裂控制，并最先于真断层西部走向转折处开始发育；始新世以来，区域拉张 力方向向北偏转，造成断裂具有右行走滑性质，发育以东西向为主的次级断层；根据断 层发育的期次及配套关系，将研究区内断层划分为三个发育次序。 关键词：汉留断裂带，几何特征，运动学特征，成因机制 s t r u c t u r a ic h a r a c t e r i s t i co fh a n l i uf a u l tz o n e w a n gx i a o - l e i ( s t r u c t u r a lg e o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f c h e nq i n g h u a a b s t r a c t c o m p l e xf a u l ts y s t e m sa l ef o r m e di ng a o y o us a ga f t e rm a n ys t r u c t u r a lm o v e m e n t s ， s i n c el a t ec r a t a c e o u s t h ed e v e l o p m e n to fh a n l i uf a u l tz o n ei si n f l u e n c e db yg a o y o us a g e v o l u t i o na n dt h eb o u n d a r yf a u l tc o n t r 0 1 t h ec o m p l e xf r a c t u r es y s t e mf a u l t sh a v em a n y s t r u c t u r a lf e a t u r e s ：c h a n g e a b l es t r i k e ，p o l y p h a s ea c t i v i t y , d i f f e r e n ts e c t i o nf o r m e di nd i f f e r e n t g e o l o g i ct i m ea n dd i f f e r e n tf r a c t u r ec o m b i n a t i o n i ti so fh i g hv a l u et oc l a r i f yt h ef e a t u r ea n d e v o l u t i o np r o c e s so ff r a c t u r eb e l t a c c o r d i n gt ot h ec o m p r e h e n s i v ei n f o r m a t i o no fg e o l o g y , s e i s m i ci n t e r p r e t a t i o na n dw e l ll o gd a t a , 、析mt h eb a s i so fs t r u c t u r a lg e o m e t r y , k i n e m a t i c sa n d d y n a m i c sa n a l y s i s ，t h ep a p e rd i s c u s st h eg e o m e t r i c a lc h a r a c t e r i s t i c ，a c t i v i t yc h a r a c t e r i s t i c ， r e v o l u t i o nh i s t o r ya n dd y n a m i cm e c h a n i s mo fh a n l i uf a u l tz o n e s e i s m i cd a t ai n t e r p r e t a t i o ns h o wt h a tt h ep r o f i l es t r u c t u r eo fh a n l i uf a u l ti sd i f f e r e n t a l o n gs t r i k e ，a n d ，h a sl a y e r e ds t r u c t u r ec h a r a c t e r i s t i c si ns e c t i o n a c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n t c u t t i n gh o r i z o n , f a u l t sc a l lb ed i v i d e di n t of o u rt y p e s ：c u tt h o u g ha l lc e n o z o i cs t r a t a , c u t t h r o u g hd e e ps t r a t a , c u tt h r o u g hs h a l l o ws t r a t a , h a n g i n gt y p e t h r o u g ha n a l y s i so fs t r u c t u r a l ， t h es t u d ys h o w st h a tt h en e , n e ea n de wa r et h em a i nt r e n dd i r e c t i o no ff a u l tz o n e o nt h e p l a n e ，f a u l th a sg r i ds h a p ea n dp i n n a t ec o m b i n a t i o n o nt h ep r o f i l e ，f a u l th a sl a d d e r - - l i k ea n d “y ”0 i k ec o m b i n a t i o n t h em a i nf a u l to fh a n l i uh a sas u c c e s s i o no fd e v e l o p m e n tt ot h e f a u l tb o u n d a r y t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h er e g i o n a ll i n e so fd e v e l o p m e n t t h r o u g hu s i n gt h e m e t h o d so fb a l a n c e dc r o s ss e c t i o no ft h es t r u c t u r a le v o l u t i o n ，a c t i v i t yr a t eo ft h eh a n l i uf a u l t , p a l e of a l lo ff a u l t ，w ef i n dt h a tt h eh a n l i uf a u l th a sd e v e l o p m e n tm o d e l so fe a s t e r na n d w e s t e r nc h a i n ，a n da c t i v ec e n t e r st r a n s f e rt oe a s t i nt h es t u d ya r e a ，f a u l t sh a v et h e c h a r a c t e r i s t i c so fs e g m e n t a t i o na n ds t a g e s b a s e do np r e v i o u sr e s e a r c h , t h r o u g ha n a l y z i n gt h e g e o m e t r i c a la n dk i n e t i cf e a t u r e so fh a n l i uf a u l t ，w et h i n kt h eo r i g i nm e c h a n i s mo fh a n l i u f l a u t ：t h ee a r l i e s tf o r m a t i o nz o n eo fh a n l i uf a u l ti sl o c a t e di nh a n g i n gw a l lo fz h e n 一2 f l a u t ，w h e r ei st h el a r g e s ts e g m e n to fs t r e t c h i n g t h o s ef a u l t sa r ef o r m e dt oa d j u s t m e n t g r a v i t yi m b a l a n c ea n df o r mr e v e r s ec o m p e n s a t i o nf a u l t ；i ny o n g - a i l ，b r u s hs t r u c t m - a ls t a p eo f h a n l i uf a u l tz o n ea n dc o u n t e r c l o c k w i s er o t a t i n go ft h em a i nf a u l ta f f e c tr i g h ts t r i k e s l i p m o v e m e n t ；t h ee wf a u l ta f f e c t e db yn se x t e n s i o n a c c o r d i n gt ot h et i m e so ff a u l t sa n d m a t c h i n gr e l a t i o n s h i p ，t h ef a u l t sa l ed i v i d e di n t ot h r e ep r i o r i t yi nt h es t u d ya r e a k e y w o r d s ：h a n l i uf a u l tz o n e ，g e o m e t r i c a lf e a t u r e s ，k i n e t i cf e a t u r e s ，f o r m a t i o n m e c h a n i s m 目录 第一章前言。1 1 1 选题目的与意义1 1 2 研究现状1 1 2 1 苏北盆地研究现状。l 1 2 2 论文相关内容的研究现状4 1 3 主要研究内容、研究方法与技术路线5 1 3 1 主要研究内容5 1 3 2 研究方法与技术路线5 第二章区域地质概况及地震资料解释7 2 1 地理及大地构造位置7 2 2 边界断裂发育特征8 2 2 1 吴堡断裂带8 2 2 2 真武断裂带9 2 3 中新生代构造运动lo 2 4 地层概况1 1 2 4 1 地层特征1 l 2 4 2 沉积相类型12 2 4 3 不整合面发育概况1 3 2 5 地震资料解释13 2 5 1 高邮凹陷地震资料特征及解释方法1 3 2 5 2 反射层标定1 5 2 5 3 断层解释l6 第三章汉留断裂带构造几何学特征1 7 3 1 高邮凹陷构造格架。1 7 3 2 断裂分布特征18 3 2 1 断裂平面分布特征18 3 2 2 断裂纵向分布特征2 0 3 3 断裂带几何特征一2 1 3 3 1 汉留断层几何特征2 l 3 3 2 次级断层几何特征2 2 3 3 3 断裂组合特征2 4 3 4 汉留断裂带分段特征。2 9 第四章汉留断裂带构造运动学特征。3 0 4 1 高邮凹陷构造演化阶段3 0 4 1 1 初始拉张断陷阶段3 0 4 1 2 强烈断陷阶段3 0 4 1 3 坳陷阶段3 0 4 2 断裂带演化史分析。3 0 4 2 1 测线g 5 9 2 构造演化剖面分析3 2 4 2 2 测线g 4 6 8 构造演化剖面分析3 3 4 2 3 测线g 1 0 0 8 构造演化剖面分析。3 4 4 2 4 测线g 1 8 4 0 构造演化剖面分析3 6 4 2 5 测线g 2 2 8 0 构造演化剖面分析3 8 4 2 6 测线g 2 7 2 0 构造演化剖面分析4 0 4 2 7 测线g 3 3 0 0 构造演化剖面分析。4 2 4 2 。8 测线g 3 7 8 0 构造演化剖面分析。4 2 4 2 9 测线g 4 2 6 0 构造演化剖面分析4 4 4 3 汉留断层活动性研究一4 7 4 3 1 表征参数选取4 7 4 3 2 断层活动性分析4 8 4 3 3 断层发育史分析5 2 4 4 断裂带构造演化特征一5 6 4 4 1 断裂带活动中心迁移5 6 4 4 2 断裂活动强弱交替5 6 第五章汉留断裂带构造成因分析5 8 v 5 1 苏北盆地断裂特征及动力学机制5 8 5 1 1 苏北盆地主要断裂特征5 8 5 1 2 苏北盆地动力学机制5 8 5 2 汉留断裂带构造成因分析6 0 5 2 1 汉留断层形态特点及其成因分析6 0 5 2 2 汉留断裂西部先发育的成因分析6 l 5 2 3 扭动作用在汉留断裂带体现6 2 5 3 汉留断裂带断裂发育次序。6 3 结论。6 5 参考文献。6 6 攻读硕士学位期问取得的学术成果一6 9 致谢7 0 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 1 1 选题目的与意义 第一章前言 本课题来源于中国石油大学( 华东) 地球资源与信息学院与中国石油化工股份有限 公司江苏油田分公司物探技术研究院的横向合作项目高邮凹陷主要构造体系特征研 究。 苏北盆地的构造、沉积、成烃等条件决定了盆地内油气藏分布独具特色，具有“油 田规模小、构造极其破碎、盆地资源储量丰度低、油气分布极为分散”的特点。盆地内 各凹陷油气资源量分布不均，而高邮凹陷是苏北盆地储量发现最多、丰度最高的油气富 集区，构造是影响高邮凹陷油气分布的主控因素之一。构造在很大程度上影响着高邮凹 陷油气藏的形成和分布，主要表现在对油气成藏基本地质要素( 烃源岩、储集层、盖层) 和成藏作用( 圈闭的形成、生排烃、油气运移和聚集、油气的保存与破坏) 的影响【l 】。 高邮凹陷紧邻生油中心，油源丰富、构造发育、储盖组合良好，石油地质条件十分 优越，沿南部断阶带先后发现了真武、周庄、陈堡、永安等众多油田。但断裂带构造破 碎、成藏条件非常复杂，导致目前勘探效益相对较低。只有加强对复杂断裂带构造特征 的研究，才能对油气成藏规律进行分析，在该区勘探中取得进一步突破。汉留断裂作为 高邮凹陷内的二级断裂，是北斜坡与深凹带的构造分界线，断裂带内已发现联盟庄、马 家嘴油田。因此，开展对汉留断裂带的几何特征、活动特征的研究，分析其构造演化史、 成因机制，对油田的下一步勘探有着重要的指导意义。 1 2 研究现状 1 2 1 苏北盆地研究现状 1 构造演化阶段 苏北盆地自形成后经历了多次的构造事件( 仪征运动、吴堡运动、真武运动、三垛 运动) ，从而形成了多期盆地转换、盆地改造和多期的断裂活动、褶皱运动，形成了非 常复杂的构造面貌，是一个复杂的叠合盆地。 舒良树等( 2 0 0 5 ) f 2 】，裴振洪等( 2 0 0 3 ) f 3 j ，杨琦等( 2 0 0 3 ) 【4 】运用原型盆地恢复 分析方法，再对盆地边界构造、沉积中心迁移等的研究基础上，提出了苏北盆地构造演 1 第一章前言 化的4 个阶段：( 1 ) 晚三叠世早侏罗世的前陆盆地阶段( 挤压逆冲环境下) ；( 2 ) 早白 垩世：弧后裂陷阶段( 伸展环境下) ；( 3 ) 晚白垩世古近纪：断陷盆地发育阶段；( 4 ) 新近纪第四纪：盆地坳陷发育阶段。 马力桥等( 2 0 0 7 ) 【5 1 从板块运动角度入手，通过分析盆地内不同时期构造应力场转 换关系、构造变形痕迹和沉积建造的基础上，把苏北南黄海南部叠合盆地，自晚三叠 世以来的构造演化划分为4 个阶段：( 1 ) 晚三叠世一中侏罗世：古特提斯洋闭合过程中 发育的前陆盆地；( 2 ) 晚侏罗世一早白垩世：伊佐奈歧板块俯冲下，发育的逆冲推覆构 造体系；( 3 ) 晚白垩世一古近纪：太平洋板块向欧亚板块俯冲下，发育的伸展盆地；( 4 ) 新近纪：喜山期的坳陷盆地发育阶段。 通过总结前人对苏北盆地构造演化的观点，其认识的共同点主要有三点：一是，晚 侏罗世之前，苏北盆地为挤压前陆盆地；二是，白垩世的仪征事件，标志着苏北盆地后 期改造运动的开始；三是，渐新世三垛运动后，苏北盆地的演化进入坳陷阶段。前人研 究的分歧主要集中的早白垩世古近纪期间的构造演化中，对于晚白垩世以来构造运动 是裂陷还是断陷，存在争议。 2 主要构造特征 邱旭明( 2 0 0 3 ) 6 - 7 】、刘玉瑞( 2 0 0 4 ) 【8 1 认为，苏北盆地构造体系内，逆断层发育、 雁行状排列的断鼻断块群、凹陷边界主控断层呈左阶式排列、发育众多北西向延伸构造 带。这些构造特征说明，苏北盆地由于受到郯庐断裂带右行扭动的影响，导致苏北盆地 内各凹陷主控断层产生相应的右行扭动。 练铭祥( 2 0 0 1 ) 【9 】通过对苏北盆地新生代各凹陷的类型、规模、结构和分布规律进 行研究，认为苏北盆地新生代断陷和坳陷的形成受基底逆冲推覆带的控制。 陈安定( 2 0 1 0 ) 1 0 4 2 1 通过对苏北盆地一系列箕状断陷进行研究，认为苏北盆地的箕 状断陷具有坳断坳三层结构，以北东向构造为主，北西向构造为次。苏北盆地内部主 要发育同沉积的顺向正断层和同抬升反向正断层。 前人对苏北盆地构造特征研究的重点是，论述苏北盆地是否具有明显的扭动成因机 制，探讨扭动构造特征与盆地运动阶段是如何统一的。 3 成因机制研究 前人对苏北盆地演化的动力学来源的探讨，主要分为两种。一种认为主要是受太平 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 洋板块、印度洋板块的作用；一种认为主要受郯庐断裂带演化的影响。 陈安定1 0 1 2 1 认为，苏北盆地箕状断陷形成的动力学机制，是由于燕山早、中期的冲 断推覆作用，奠定了后期裂陷的基础。始新世以来，苏北盆地受到太平洋板块、印度洋 板块双力源交替作用，造成区域应力左行剪切和右行剪切的交替，最终形成基底拱升式 断坳结合箕状断陷盆地。 4 汉留断裂带研究现状 汉留断裂带是苏北盆地高邮凹陷深凹带的北界，是凹陷内深凹带与北斜坡的分界断 层，汉留断裂带作为真武断裂的伴生走滑正断层体系，控制着大赤马、永安两个规模 较大的背斜构造，断裂带内主要分布有马家嘴、联盟庄、永安、富民油田，其与真武断 裂带共同控制着深凹带的沉积演化及油气分布。 目前的研究认为，汉留断裂带主要由汉留断层及一系列次级断层组成，西起马家嘴， 东至富民，全长约7 0 k m 。断裂总体走向为北东东向，剖面形态为板式、折线状。阜宁 组沉积时期，该断层开始形成，戴南组、三垛组沉积时期活动强烈，且具有“中部活动 强度大、东西两端活动强度弱”的特点。其上升盘的次级断层走向平行于主断层，其下 降盘次级断层与主断层形成“入”形羽状断裂系统，羽状断层与汉留断层所夹的锐夹角一 般指向西，其规模和延伸长度一般小于上升盘。 李宝刚等( 2 0 0 7 ) p 3 研究认为汉留断裂是真断层上盘由于重力失衡而发育的补偿 性反向调节断层。 马晓鸣( 2 0 0 9 ) 1 4 1 在研究高邮凹陷构造特征时，认为汉留断裂带的结构和控制地层 的形态沿走向发生明显变化，汉留断裂的形成与真武断裂带的形成具有一定的相关性。 吴向阳( 2 0 0 9 ) 1 5 1 认为，苏北盆地为右旋拉张区域应力场，从而边界断层真、吴 在拉张离散作用的同时具有右旋走滑性质，因此汉留断层是吴堡运动前后形成的同向 走滑断层。在拉张走滑作用下形成了与汉留走滑断层共生的雁列式排列的次级断层，雁 列断层走向与n e 向的剪切作用力相垂直，因而具有较好的封闭性。同时，在北西向拉 张作用下，地层受力不均衡性导致下降盘局部地区产生与汉留断层掉向相反的北掉补偿 性断层，这些短期活动的补偿断层多被羽状雁列式断层切割。 针对汉留断裂的研究，目前有了定性的认识，但缺少对活动特征、构造演化、几何 特征的具体研究。 3 第一章前言 1 2 2 论文相关内容的研究现状 1 断裂组合特征 断裂组合指的是在同一时期统一的应力场下形成的断层，以一定的组合形式在空间 上出现有规律的排列。按照断裂形成的应力环境，不同的断裂组合表征不同的应力场， 可分为裂陷环境与正断层组合特征、挤压环境与逆断层组合特征、走滑环境与走滑断层 组合特征。 断裂的组合主要分为平面和剖面上的组合，目前比较常见的断裂平面组合样式有： 平行式断层、雁列式断层、帚状断层、环状断层和放射状断层、斜交式断层等；剖面组 合样式有：阶梯状断层、地堑与地垒、y ”字形断层、叠瓦构造、花状构造等【1 6 1 。 刘玉瑞等( 2 0 0 4 ) 研究发现苏北盆地中发育以石港、汉涧和吴堡为代表的走滑断层， 平面上具雁列构造、“入”字形组合特征，剖面上具有花状构造特征，上盘发育强制单斜， 表现出主位移带狭窄破碎的特征。 邱旭明( 2 0 0 2 ) 研究认为，苏北盆地构造体系中，存在着主控断层的左阶式排列、 断鼻断块群的雁行排列、凹陷主控断层两侧的羽状断层。这些地质现象都是扭动作用在 苏北盆地构造体系中的体现。 2 平衡剖面技术的应用 平衡剖面技术是构造演化历史恢复的一种重要的技术手段【1 7 1 。最早是由d a h l s t r o m ( 1 9 6 9 ) 提出的并应用于研究中【1 7 1 。平衡剖面是指遵循层长、面积或体积变形前后守恒 的前提下，恢复原始地层沉积过程中发生的构造、沉积等现象的变形剖面，或是依据变 形原理得到的变形剖面。根据自然界的物质守恒定律，由于实际地质情况复杂，为方便 应用，国内外大量的学者提出了一系列平衡剖面恢复的几何法则1 8 - 2 2 j ，主要包括体积守 恒、面积守恒和层长守恒。其中体积守恒适用于一切三维构造环境，但实践中操作难度 大，须与计算机技术结合，才有可能实现；层长守恒仅适用于刚性岩层的压性构造：面 积守恒适用于沿构造走向岩石未发生变形的构造环境，实用范围较广，因此，目前大多 数构造演化恢复都采用面积守恒法则。 3 断层活动性的研究 表征断层活动性强弱的参数较多，对于生长断层来说，常用的主要有生长指数、古 落差、断层活动速率等。断层古落差是指垂直于断层走向的地震剖面上，断层两盘相当 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 层之间的垂直距离。对于生长断层，由于断层活动过程中，两盘均下降，仅下降幅度有 所差异，因此，其古落差可以表示为两盘下降幅度之差。 断层活动速率是指在某一地质历史时期内，断层古落差与其所经历的时间的比值， 该参数主要反映断层在这段地质历史时期内平均的活动强度，它不仅保留了断层古落差 的特点，而且弥补了由于缺少时间带来的不足，能够较好的反应断层的活动大4 , t 2 3 。 1 3 主要研究内容、研究方法与技术路线 1 3 1 主要研究内容 1 详细了解研究区区域构造特征，选择垂直于断裂走向的典型地震测线，将地震 剖面转化为深度剖面，并进行精细构造解释； 2 通过地震剖面解释结果，结合反射层平面图，研究断裂带断裂形态特征、组合 特征； 3 选取典型剖面的深度剖面，以旋转法为主，进行地质剖面构造演化恢复，研究 汉留断裂带构造演化特征： 4 利用断层落差和断层活动速率，研究汉留断裂带主要断层的活动特征，分析断 层活动的迁移规律和活动期次。 5 探讨汉留断裂带构造成因主控因素。 1 3 2 研究方法与技术路线 应用构造地质学、沉积学及油气地质学的新理论和新方法，在大量阅读消化前人研 究成果的基础上，利用钻井资料、地震资料、测井资料，采用宏观与微观研究相结合、 定性分析与定量计算相结合的方法，研究汉留断裂带的构造特征、构造演化演化特征、 构造发育模式，并最终建立构造成因机制。具体的研究技术路线如下( 图1 1 ) ： 5 第一章前言 图i - i 技术路线图 6 中国石油人学( 牛东) 颂i j 学位论义 第二章区域地质概况及地震资料解释 2 1 地理及大地构造位置 苏北瓮地系渤海南黄海瓮地的陆上部分，西接郯庐断裂带，东入黄海，北临苏鲁 造山带，南以江都如皋一线为界，主要位于江苏省北部，小部分位于安徽省。在大地 构造位置上，苏北笳地位于下扬子地台的东北部，属于中、新生代西太平洋构造域的弧 后区域。苏北箍地经历了多期的构造演化，最终形成了“一隆两坳”的构造格局，各坳 陷内又发育多个凹陷和凸起( 图2 1 ) 。其西侧的郯庐断裂带具有分段性活动特点，活动 过程非常复杂、活动迁移性与应力场转换比较明显，对苏北盆地的构造演化具有重要的 影响【1 1 。 图2 - 1 苏北盆地构造区划图( 据江苏油田地质科学研究院，2 0 1 0 ) 高邮凹陷位于苏北盆地东台坳陷中部。南部以真武吴堡断裂带与通扬隆起和吴堡 低凸起相邻，北部以平缓的斜坡与柘垛低凸起相接，西以金集断层为界，东临白驹凹陷， 总面积约2 7 0 0 平方公罩，是苏北瓮地内沉降量最大的凹陷【3 2 。刚。高邮凹陷是在仪征运 7 第二章区域地质概况及地震资料解释 动、吴堡运动的基础上发育起来的箕状断陷盆地，具有南断北超的构造格局，区内发育 有吴堡断裂带、真武断裂带、汉留断裂带及北斜坡断裂系。这些大断裂将凹陷切割成南 部断阶带、中部深凹带、北部斜坡带三个次级构造单元( 图2 2 ) 。 汉留断裂带位于高邮凹陷深凹带以北，是深凹带与北斜坡的分界断裂。断裂带西起 天长凸起，于韦庄地区分叉、发散与真武断裂带西端混合；东至富民花庄地区，与吴 堡断裂带过渡。在t 2 5 构造反射层上，汉留断裂带延伸长度约6 0 k m ，展布宽度4 - 6 k m ( 图 2 - 2 ) 。 图2 - 2 高邮凹陷构造区划图( 据江苏油田地质科学院，2 0 0 5 ) 2 2 边界断裂发育特征 高邮凹陷南部主要发育两条边界断裂，即吴堡断裂带和真武断裂带，这两条断裂带 对高邮凹陷的构造格局、沉积中心的迁移具有重要的影响，对汉留断裂带的形成与演化 过程具有非常重要的控制作用。因此，下面对两条断裂带的特征进行简单描述。 2 2 1 吴堡断裂带 吴堡断裂带西起周庄，经陈堡、吴岔河地区进入白驹凹陷，在高邮凹陷内，吴堡断 裂带延伸约3 6 k m ，最北端到吴岔河地区，主要有吴、吴、陈2 三条主要断层及其 伴生或派生的一系列次级断层组成。其中，吴断层是控制凹陷东部边界的一级断层， 吴和陈2 断层分别为二级和三级断层( 图2 3 ) 。 8 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 吴断层继承了中生代逆冲断层的构造形迹，是长期活动的断层，从西南向东北发 育，断层旱在泰州组沉积时期就已经开始活动，阜四段沉积时期活动最强烈，三垛运动 后逐渐停止活动。吴断层产生于吴断层转弯处，最早在阜四段沉积时期开始活动， 活动顺序仍是由西南向东北。戴南组沉积时期进入强烈活动阶段。 吴断层、吴断层因为与区域应力方向斜交而带有一定的右行走滑性质，下降盘 发育了众多羽状断裂。 图2 - 3 吴堡断裂带简图( 据江苏油田物探研究院，2 0 0 8 ) 2 2 2 真武断裂带 真武断裂带西起大仪集地区以西，经邵伯、许庄延伸至徐家庄地区与吴堡断裂相接， 全长约8 0 k m 。包括真、真、纪3 三条主要断层以及主要断层所伴生或派生的次级 断层( 图2 - 4 ) 。其中，真断层为一级断层，真断层与纪3 断层分别为二级断层和三 级断层。 真断层继承了中生代逆冲断层的构造形迹，是长期活动的生长断层。其发育于泰 州组沉积时期，于阜四段沉积时期达到活动顶峰，戴南、三垛组沉积之后活动性渐渐减 弱，到盐城组沉积时期几乎停止活动。 真断层在中浅层分为真1 、真2 、真3 三段，到深部都汇入到真断层面 上。真断层的三段各自独立发育，真3 段发育最早，真1 、真2 都是从东向西 扩展。真武断裂带断层自南向北逐渐发育，具有明显的伸展断层性质。 9 第二章区域地质概况及地震资料解释 图2 - 4 真武断裂带简图( 据江苏油田地质研究院，2 0 1 0 ) 2 3 中新生代构造运动 距今 地层 代号 年龄 延续 主要构 演化 地震反 地震 界系 统组 段 m a 时间 造运动 阶段射层波组 第 全新统晚 四 东台组 q d 2 喜 系 更新统 山 晚 2 蜘 第 上新统 n y 2 9 3 = 盐城缀 l1 3 现 t i 系 中新统 n y ，1 3 3 三垛 代 t l 个 2 4 6 运动 - 2 渐新统 1 3 4 罩 3 8 中 塑 三垛组 e 2 s2 4 5 o 7 喜 新 山 t 2 2 一 t 2 第 统e 2 s i 5 0 5 5 5 真武期 巾s 运动 l2 一 e 2 d 2 2 5 t 一 = 戴南组 5 3 o t ：8_ - 、，、 、， e 2 d i1 9 吴堡 个。o 5 4 9 i i 四 e l f t 1 1 运动 5 6 t 3 1 一 系 嘉 阜宁组 e l f 32早 统 5 8 0 喜 一t ，2 一 e t f 22 2 山 t ，3 一 t 3 6 0 2 4 8 期 e l f l 6 5 一t ，一 1 0 中 白泰州组 k 2 t ： 7 5 o 生垩上统一 k 2 t l 8 3 o 8 仪征 t o 一运动 丁 界 系 赤山组 k 2 c 图2 - 5 高邮凹陷地质层位、构造演化简图 高邮凹陷是在始新世末吴堡运动的基础上发育的断陷盆地，自吴堡运动以来，其构 造沉积演化可以划分为三个阶段：弱补偿拉张断陷阶段( 阜宁组沉积时期) 、过补偿断 陷阶段( 戴南组、三垛组沉积时期) 、坳陷阶段( 盐城组、东台组沉积时期) 。 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 中生代末期的仪征运动奠定了苏北盆的基本构造格局，苏北盆地进入强烈拉张的坳 陷阶段，高邮凹陷内主要边界断裂开始发育形成；阜四段沉积末期的吴堡运动，使苏北 盆地进入强烈断陷阶段，高邮凹陷主要表现为各主要断裂的强烈活动；戴南组沉积末期 的真武运动，凹陷主要表现为整体的升降运动，凹陷内局部范围内形成了平行不整合； 早第三纪末期的三垛运动，造成众多低级别断裂极发育，中一上新世高邮凹陷进入拉张 夷平阶段【1 】( 图2 5 ) 。 2 4 地层概况 2 4 1 地层特征 地层 地层厚度 岩性描述 相 界系统组 段 ( m ) 带 上 盐 。一 1 0 0 - 9 0 0地层以碎屑物为主，岩性为浅棕黄、浅灰棕色粘土，粉细砂层 冲 段 与灰白色砂层，砾砂层问互，下部砂砾增多 积 中 城 新 组 _ - 棕红、灰紫色泥岩、粉砂质泥岩与浅棕色中细砂岩、灰白色块 平 统 段 1 0 0 - 7 0 0 状砂岩组成，下部沙砾增多； 原 一l ，、 _ 二 残留厚度 岩性为棕红色、灰绿色泥岩、砂质泥岩与浅棕、灰白色砂岩、 河 二二 细砂岩与含砾砂岩不等厚互层： 流 新第 垛 段 5 0 - 8 0 0 顼部存在“泛剥蚀面，是三垛运动抬升形成的相 始组 上部为浅灰色砂岩灾棕红色泥岩，巾部棕红色泥岩灾砂岩及玄 端 段1 0 0 - 8 0 0武岩。下部灰、灰白色粉细砂、粗砂、砾状砂岩夹棕红色或黑 新 色泥岩 浅灰色砂岩与棕红色泥岩不等厚互层： 梁磊 戴 。 1 0 0 - 9 0 0 真武部分地区含有石膏；地层厚度自南向北减薄； 段 统 南 组 - 上部发育黑色泥岩夹浅灰色砂岩，即标志层；下部为浅灰色砂 生 段 0 - 9 0 0岩与浅灰、灰黑色泥岩成不等厚互层； 湖角 - 南部地区地层厚度南厚北薄；北斜坡地区地层逐渐上超 洲 、，、 nr 、一 四残留厚度深灰及黑色泥岩与灰质泥岩互层： 湖 段 o - 5 0 0 由于吴堡运动的作用，东北部地区遭受剥蚀相 古阜 三 二 1 5 0 - 3 0 0浅灰色砂岩与浅灰色、灰黑色泥岩呈不等厚互层； 角 段 新 宁 洲 界系 湖 统组 段 1 5 0 - 4 5 0深灰、灰黑色泥岩夹灰色、灰黑色泥岩不等厚互层 相 段 4 0 0 - 11 0 0上部为浅灰色、棕红色砂岩、泥岩互层；中下部为浅灰色、棕 甄 红色砂岩与棕色泥岩互层； 出 向上泰二 生星 州 。_ 17 0 - 5 2 0 上部为浅灰、灰黑、棕红色泥岩夹砂岩；下部为浅灰、棕红色 湖相 界系统组 段 砂岩、含砾砂岩夹泥岩； 河流 图2 _ 6 高邮凹陷白垩系第三系地层特征分类图 高邮凹陷自泰州组沉积以来，各组段地层沉积全，自上白垩统至第四系，有近7 0 0 0 米厚的地层，是苏北盆地中沉积厚度最大、地层发育最全的凹陷，其中下第三系地层是 主要的生油层系，以陆相碎屑沉积为主( 图2 6 ) 。汉留断裂带发育在高邮凹陷的沉积盖 第二章区域地质概况及地震资料解释 层中，自下而上切穿的中新生界地层分别为古近系阜宁组、戴南组、三垛组、新近系盐 城组和第四系东台组。 2 4 2 沉积相类型 仪征运动后，高邮凹陷进入弱补偿拉张断陷阶段，以湖泊相沉积为主；吴堡运动后， 边界断裂开始发育，造成凹陷沉积速率大于沉降速率，主要发育河流相、湖相沉积；三 垛运动后，湖盆逐渐消亡，高邮凹陷主要发育陆上泛滥平原沉积相。 泰州组晚期：西部发育了滨浅湖相、东部发育半深湖相，南部紧邻真武断裂带发育 有水下扇。 阜一段：地壳升降运动相对剧烈，四周陆源碎屑供给量增加，除真武断裂断裂带下 降盘发育有洪积相，高邮凹陷广大地区发育河流相。 阜二段：地壳运动相对平静，沉积范围比阜一段沉积时期扩大。高邮凹陷广大地区 发育滨浅湖相，吴堡断裂东段下降盘发育三角洲前缘相。 阜三段：盆地周缘隆起加剧，导致河流下切，陆源碎屑供给增多，三角洲砂体发育。 高邮凹陷西部地区发育碳酸盐相，向东过渡为滨浅湖相、半深湖相。 阜四