《临清坳陷东部早中侏罗世地层剥蚀量恢复与原型盆地.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《临清坳陷东部早中侏罗世地层剥蚀量恢复与原型盆地.doc（10页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、临清坳陷东部早-中侏罗世地层剥蚀量恢复与原型盆地摘要：受中生代以来多次构造运动的控制，临清坳陷东部在不同构造时期盆地性质也不相同。在对研究区地震资料进行地震解释的基础上，分析了临清坳陷东部自侏罗纪以来的构造演化历史，恢复了下-中侏罗统剥蚀量和原始地层厚度，并结合同一时期的断裂系统图对盆地发育特征进行了初步的分析。结果表明：临清坳陷东部J1-2处于坳陷盆地发育阶段；地层剥蚀程度的强弱主要受自晚侏罗世以来的多期构造运动所形成的各种构造的控制，呈现剥蚀厚度呈NE向大小相间分布的规律；J1-2时期盆地整体展布方向为NE向，盆地展布主要受印支期所形成的挤压构造所控制。关键词：临清坳陷东部；早-侏罗世；剥
2、蚀量；原型盆地引 言中国境内沉积盆地的形成和演化受控于中国区域大地构造的发展，经历了多期构造运动影响，大部分都是叠合盆地，具有明显的旋回性和阶段性，在不同地史阶段具有不同的构造性质和盆地原型。各构造时期的原型盆地格局控制了油气生成的“物质基础”，后期的构造改造与叠加作用则控制了油气生成与成藏的“环境条件”，因此合理地恢复各构造变革时期的盆地性质及其展布对于寻找矿产和油气资源具有重要意义。临清坳陷东部位于渤海湾盆地的西南收敛端，从更大的区域上来看是属于华北克拉通的一部分，经历了印支运动、燕山运动的演化及喜马拉雅运动的强烈改造1。迄今为止对临清坳陷东部早-中侏罗世（J1-2）的盆地性质及其地层展布
3、特征仍未开展过系统的研究，从而制约了该区下-中侏罗统的油气勘探。文章在前人研究成果的基础上，恢复了下-中侏罗统的地层剥蚀量和地层原始厚度，在此基础上对这一时期盆地发育特征和地层展布进行了分析。2区域地质概况临清坳陷东部是指北到吴桥，南到冠县，临清武城以东的东部地区，包括德州冠县、莘县两个凹陷和高唐堂邑凸起三个构造单元，总面积约为5000km2。临清坳陷总体上地层发育较全，除区域性缺失的上奥陶统、志留泥盆系和下石炭统外，其余地层均有分布。自下而上可划分为9个构造层，分别是-O、C-P、T1-2、J1-2、J3-K1、Ek-Es4、Es3-Es2、Es1-Ed、N-Q。区内断裂极为发育，按走向大致
4、可分为两组，夏津-德参2井北横向变换构造带以北地区走向以NW向或近EW向为主，以南地区走向主要为NE向，整体呈“东西呈带，南北分块”的构造格局。3三叠纪纪以来的构造演化过程平衡剖面技术是为了建立合理的地质横剖面而提出的一种几何学方法，能够快速、有效、合理地恢复盆地构造演化历史，从而为油气勘探提供可靠的依据2。本次研究过程中选取了垂直构造走向，具有典型的构造的地质剖面进行了平衡剖面分析，并结合区域地质背景分析了临清坳陷东部的构造演化过程（图1）。图1 临清坳陷东部构造演化图（SE向）中三叠世末扬子板块与华北板块先东后西的“剪刀”式碰撞导致华北地区发生了印支早期运动3。这幕运动在华北地区东部和北部
5、（燕山地区）表现最为明显，主要表现为近SN向的强烈挤压作用，产生了近EW向区域性褶皱和逆断层。该次运动使太行山以东地区相对隆升并发生构造变形，绝大部分地区缺失上三叠统；而以西地区相对沉降，发育与中三叠统连续沉积的上三叠统。该时期临清坳陷东部整体隆升剥蚀，构造活动较弱。晚三叠世末发生的晚印支运动在渤海湾不同地区的表现有明显差异，西部区域可能主要是使早印支期褶皱发生继承性变形，而且变形相对较弱，中-东部地区则在早印支期近EW向褶皱基础上叠加了NE向褶皱和逆冲断层变形，变形程度明显强于西部地区4。临清坳陷东部位于渤海湾地区的中-东部，处于NW-SE向挤压应力场当中，形成了一些NE向逆冲断层和宽缓褶皱
6、，这些挤压构造对后期的沉积和构造演化具有明显的控制作用。进入侏罗纪以后扬子板块与华北板块的碰撞挤压开始逐渐减弱，而西太平洋区板块开始活动，中国东部进入由古亚洲构造域向滨太平洋构造域演化的过渡阶段5，6-11。早-中侏罗世（J1-2）受伊泽奈歧板块向欧亚板块NNW向俯冲的影响，华北东部岩石圈发生了拆沉作用，临清坳陷东部整体上处于弱挤压应力环境当中（图1），构造活动比较微弱，断裂不发育。印支期所形成的以走向NE向为主的褶皱-冲断或隆坳构造格局对临清坳陷东部早-中侏罗世（J1-2）盆地的发育具有明显的控制作用，盆地边界不同程度地受到挤压构造的控制。中侏罗世末期临清坳陷东部整体隆升遭受剥蚀。晚侏罗-早
7、白垩世（J3-K1）受伊泽奈歧板块向欧亚板块的俯冲的控制，一方面郯庐断裂发生大规模左旋走滑，另一方面导致华北东部岩石圈减薄量达到最大，渤海湾盆地区进入断陷盆地发育阶段 5，6-11。就临清坳陷东部地区而言，晚侏罗-早白垩世（J3-K1）除兰聊断层以外，堂邑西断层的南段和北段、武城-馆陶东断层以及马陵断层等大的边界断层也开始活动（图1和2），这些断层的发育明显控制了晚侏罗-早白垩世（J3-K1）地层的沉积。晚白垩世伊泽奈歧板块俯冲消失以后，太平洋板块代替伊泽奈歧板块继续以缓慢的速度向欧亚板块俯冲，俯冲方向具有继承性，依然为NNW向5，6-11。这种板块俯冲作用所产生的NW-SE向挤压应力使整个华
8、北克拉通东部发生了较强的构造变形燕山晚期构造运动。该构造运动使华北克拉通变形、地壳缩短和岩石圈增厚；而该期运动之后的晚中生代-新生代，华北克拉通东部主体向着地壳伸展、岩石圈减薄的方向发展。就临清坳陷东部而言，主要受NW-SE方向挤压应力场控制，地层遭受了强烈的构造变形，晚侏罗早白垩世（J3-K1）开始活动的兰聊断层和和其它一些边界断层发生了构造反转，由张性伸展转为挤压逆冲，同时还形成了一定数量的逆断层（图1和图3）。图2临清坳陷东部J3-K1期断裂系统图 图3临清坳陷东部K2期断裂系统图进入新生代以后太平洋板块向欧亚大陆的俯冲方向发生了改变，由以前的NNW向，变为了NWW向，并且俯冲速度明显加
9、快5-7，拆沉作用在古近纪初期再次发生，渤海湾地区处于NWW-SEE向拉张应力场中，进入大规模的断陷盆地发育阶段，另一方面和印度板块共同作用造成郯庐断裂带等中国东部大型走滑断裂带由中生代的左旋走滑转为右旋张裂，渤海湾地区整体受右旋走滑剪切应力场控制，形成的断层走向以NE向为主。从古近纪开始，临清坳陷东部属于渤海湾裂谷盆地的一部分，表现为大规模拉张断陷，形成了大量的正断层，断层走向主要为NE向。晚白垩世发生反转的断层以及该时期新生成的逆断层在古近纪发生了负反转，同时一些晚侏罗-早白垩世（J3-K1）形成的正断层也在这一时期重新开始活动（图1）。凹陷以及洼陷的展布受断层所控制，南部地区次级洼陷主要
10、为NE向展布，北部地区主要为近EW向展布。古近纪末期发生的东营运动使整个渤海湾地区整体发生隆升，地层遭受了剥蚀夷平。进入新近纪之后，华北东部岩石圈发生了热衰减冷凝沉降及重力均衡作用，水平拉张应力场消失，断层垂向运动逐渐趋于停止，临清坳陷东部地区与整个渤海湾盆地一样，整体下沉接受沉积（图1）。4 J1-2地层剥蚀量恢复目前存在多种计算地层剥蚀量的方法。研究当中能够收集到的资料是声波测井资料和地震资料，然而本次研究当中没有采用声波时差来计算剥蚀量，原因有两个：第一是由于临清坳陷东部钻井资料较少，只有8口井钻穿中生界，缺少控制点；第二中生界顶面埋深埋深较大，绝大多数都是在2000m以下，而根据前人有
11、关整个渤海湾地区J1-2地层剥蚀量的研究结果，剥蚀量普遍低于2000m12-14，剥蚀前泥岩地层的压实效应基本上被后来的沉积地层所改造，因此声波时差法计算本地区中生界剥蚀量受到了限制。临清坳陷东部地震资料丰富，同时J1-2构造层与J3-K1构造层之间为角度不整合，因此本次研究利用构造横剖面法，遵循“由点到线到面”的原则，对J1-2构造层的剥蚀厚度进行了初步计算对研究区J1-2构造层剥蚀量进行了初步的计算。从剥蚀厚度平面分布图上可以看出（图4），临清坳陷东部下-中侏罗统都受到了不同程度的剥蚀，地层剥蚀厚度的平面上分布的差异性，不是由一期构造运动所造成，而是中生代晚侏罗世（J3）以来的多期构造运动
12、造成的剥蚀作用叠加的结果，剥蚀量变化范围大，在2001100m之间，主要分布区间是200600m。研究区当中存在5个剥蚀量高值区，分别是堂古1井-堂古4井-莘3井附近、高古4井附近、高古1井北东地区、松1井北部地区以及德5井的西南部，这些地区下-中侏罗统剥蚀量普遍在8001000m左右，说明这些位置自地层沉积以来，受构造运动的影响长期处于隆起状态，因此导致剥蚀量要比其他位置高。结合前面的各构造时期的断裂系统图和构造演化剖面分析可以知道，堂古1井-堂古4井-莘3井地区处于高堂-堂邑凸起的南部，其西侧是堂邑西断层南段，这条断层从晚侏罗-早白垩世（J3-K1）开始发育，堂古1井-堂古4井-莘3井地区
13、位于断层的下盘，自晚侏罗世-古近纪长期处于隆升剥蚀状态，这种情况一致持续到新近纪之前才结束；高古4井附近和高古1井北东地区位于高唐-堂邑凸起的中部和北部，位于堂邑东断层的北段下盘，这条断层从晚白垩世（K2）开始发育，性质为逆断层，进入古近纪（E）之后发生了负反转，这两个时期高古4井附近和高古1井北东地区都处于隆升剥蚀状态，因此剥蚀量要比其它位置要大；松1井北部地区位于武城-馆陶东断层的上盘，该断层从晚侏罗-早白垩世（J3-K1）开始发育，性质为正断层，在晚白垩世（K2）发生了反转，上盘遭受了强烈剥蚀，因此剥蚀量较大；德5井的西南部位于夏津-德参2井北横向变换构造带内，德参2井北断层的下盘，结合
14、前面分析结果我们知道这条断层从晚侏罗-早白垩世（J3-K1）开始形成，性质为正断层，从这一时期到古近纪（E）一直遭受剥蚀，这是造成这一地区较大剥蚀量的原因。从剥蚀量的整体平面分布规律来看，南部地区剥蚀量普遍要大于北部，长轴趋势方向大体为NE向，呈现剥蚀厚度大的区域与小的区域相间分布的规律，地层剥蚀程度的强弱主要受自晚侏罗世以来的多期构造运动所形成的各种构造的控制，剥蚀量最大的位置分布在自晚侏罗-早白垩世（J3-K1）一直处于隆起状态的地区和晚白垩世（K2）所形成逆断层的上盘。 图4临清坳陷东部下-中侏罗统剥蚀厚度等值线图 图5临清坳陷东部下-中侏罗统原始地层厚度等值线图5 J1-2原型盆地从临
15、清坳陷东部下-中侏罗统原始地层厚度图上可以看出（图5），地层分布范围较广，厚度在4002000m之间，最厚可达2100m。厚度中心有三个，分别是韩1井东北部地区、松1井东北部地区和德参1井北部地区，厚度均在2000m左右。地层呈现厚薄相间的分布特征，主要沉积轴向为NE向。结合区域地质背景和构造演化剖面结果综合分析认为，早-中侏罗世（J1-2）临清坳陷东部地区处于陆内坳陷盆地发育阶段，早期表现为对印支期形成的NE向逆冲断层和宽缓褶皱所产生的低洼地区的充填，是一个截凸填凹的过程。从岩性上来看该时期以泥岩沉积为主，并夹有薄层煤线和炭质泥岩。晚期为河、湖相砂砾岩披覆式沉积，颜色主要为红色和紫红色的氧化
16、色，盆地展布方向为NE向（图5）。6 结论（1）下-中侏罗统剥蚀程度的强弱主要受自晚侏罗世以来的多期构造运动所形成的各种构造的控制，剥蚀量最大的地区主要分布在自晚侏罗-早白垩世（J3-K1）一直处于隆起状态的地区和晚白垩世（K2）所形成逆断层的上盘。（2）临清坳陷东部在J1-2时期盆地发育受印支运动形成的NE向挤压构造所控制，处于陆内坳陷盆地发育阶段，展布方向为NE向。参考文献1蒋有录，熊继辉. 临清坳陷东部地温及有机质热演化特征J. 石油大学学报(自然科学版)，1997，21（1）：610.2胡望水，柴浩栋，李瑞，等. 平衡剖面技术对东海西湖凹陷正反转构造及其成藏控制的研究J. 特种油气藏，
17、2010，17（1）：15-19.3 张国伟，董云鹏，赖绍聪. 秦岭大别造山带南缘勉略构造带与勉略缝合带J. 中国科学（D辑），2003，33(12)：11211135.4漆家福，于福生，陆克政，等. 渤海湾地区的中生代盆地构造概论J. 地学前缘，2003，10，199206.5张善文，隋风贵，林会喜，等. 渤海湾盆地前古近系油气地质与远景评价J. 北京：地质出版社，2009. 124128.6李丕龙，等. 陆相断陷盆地油气地质与勘探M. 北京：石油工业出版社，2003. 311.7潘元林，张善文，肖焕钦，等. 济阳断陷盆地隐蔽油气藏勘探M. 北京：石油工业出版社，2003. 1214. 8吴
18、智平，侯旭波，李伟. 华北东部地区中生代盆地格局及演化过程探讨J. 大地构造与成矿学，2007，31（4）：385399.9彭兆蒙，彭仕宓，吴智平，等. 华北地区三叠纪盆地格局及演化分析J. 西安石油大学学报(自然科学版)，2009，24（2）：3438.10彭兆蒙，彭仕宓，吴智平，等. 华北东部侏罗白垩纪盆地演化及其对构造运动的响应J. 西安石油大学学报(自然科学版)，2009，24（5）：712.11彭兆蒙，彭仕宓，吴智平. 华北东部侏罗白垩纪原型盆地及其演化J. 西南石油大学学报(自然科学版)，2009，31（5）：3742.12周立宏，李三忠，刘建忠，等. 渤海湾盆地区燕山期构造特征与
19、原型盆地J. 地球物理学进展，2003，18（4）：692699.13纪友亮，胡光明，吴智平. 渤海湾中生代地层剥蚀量及盆地演化J. 天然气工业，2004，24（12）：2831.14纪友亮，胡光明，黄建军，等. 渤海湾地区中生代地层剥蚀量及中、新生代构造演化研究J. 地质学报，2006，80（3）：351358.Restoration of denuded strata thickness and prototype basin of early-middle Jurassic in eastern Linqing depressionAbstract: Controlled by a nu
20、mber of tectonic movements since Mesozoic, the basin nature of eastern Linqing depression is different from each other in different tectonic stage. Based on the accurate interpretation of seismic data, this article analyzed the tectonic evolution history since the Triassic, restored the denuded thic
21、kness and the original thickness of Lower-Middle Jurassic and studied the development characteristics of the early-middle Jurassic basin combined with the fault system diagram of the same period. Eastern Linqing area is depression basin in the J1-2 stage. The denuded thickness is mainly controlled b
22、y the structures formed by the tectonic movements after late Jurassic and characterized by phase distribution in NE direction. The J1-2 basin distributed in the NE direction and strata distribution is mainly controlled by the compressional structure. Key words: Eastern Linqing depression, early-middle Jurassic, denuded thickness, prototype basin
