應用落差法研究真武斷裂帶西部生長斷層

尹 鶴

（新疆油田公司勘探開發研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

真武斷裂帶屬于蘇北盆地高郵凹陷南部斷階帶的西部，夾持在真①斷層和真②斷層之間，包括真①斷層、真②斷層和一些與其平行、同性質的正斷層，是高郵凹陷的南部邊界，同時也是蘇北盆地的南部邊界斷裂帶，分隔了蘇北盆地和蘇南隆起區。真武斷裂帶的總體走向為北東、北北東向，傾向為北西，總長度約為80km。真武斷裂帶西部，即高郵凹陷南部斷階帶的西段，由西向東主要包括了黃玨南和邵伯2個地區。真武斷裂帶西部緊鄰邵伯生油深凹，具備有利的烴源條件運聚條件。區內自下而上沉積了白堊系浦口組、赤山組、泰州組，古近系阜寧組、戴南組、三垛組，新近系鹽城組以及第四系東臺組等地層，本次研究的重點層位是阜寧組、戴南組和三垛組。

儀征、吳堡和三垛等幾次大規模構造運動結束后，在真武斷裂帶西部發育了以北東向和近東西向兩組斷裂為主的復雜斷裂系統(圖1)。平面上，真①與真②兩條邊界斷層呈折線形展布。剖面上，真①、真②和次級斷層由南向北依次北傾，呈“斷階式”排列；各斷層上盤地層下降幅度大、沉積厚，下盤地層超覆或尖滅，甚至遭受剝蝕[1]。

1 斷層落差的求取

斷層落差也稱鉛直斷層滑距[2]，指在垂直于斷層走向的剖面上，斷層兩盤相當層之間的鉛直距離。斷層落差可以在地質剖面圖和地震剖面上測量，也可以根據構造圖計算。大多數生長斷層在發育過程中兩盤都在下降，只是下降幅度不同[3-5]，其落差是上盤下降幅度與下盤下降幅度之差。在沉積補償的情況下，沉降幅度等于沉積物的厚度，可以用兩盤地層厚度分別代表生長斷層兩盤的下降幅度。只要斷層線附近沉積表面沒有明顯的高度差，可以用兩盤的地層厚度差代表兩盤的下降幅度差，不必考慮整個盆地是否沉積補償。實際上，除了盆地邊界主控斷層和盆地內部凸起與凹陷的分界斷層之外，盆地內部其它斷層很難造成沉積表面的明顯高度差。因此，生長斷層的落差可表示為上盤厚度與下盤厚度之差[6-7]。

研究生長斷層的活動歷史需要計算各地質歷史時期的落差，即生長斷層古落差，系指某地質歷史時期的鉛直斷層滑距，可以用同一地質歷史時期兩盤沉積地層的厚度差表示[8](圖2)，即：

式中：Di——第i時期生長斷層的古落差，m；

Hi——第i時期下降盤厚度，m；

圖1 真武斷裂帶西部阜一末期（T33）斷裂系統圖

hi——第i時期上升盤厚度，m。

計算斷層古落差應考慮壓實作用、剝蝕作用、塑性流動、古水深等因素的影響[9]。

圖2 生長斷層古落差示意圖

2 真武斷裂帶西部生長斷層落差圖分析

結合地震剖面的解釋和構造演化剖面的編制，計算了真武斷裂帶西部黃玨南和邵伯地區阜寧期、戴南期、三垛期和鹽一期的生長斷層落差,編制了斷層落差圖。

真①斷層早在泰州組沉積時就已經發育，直到鹽城期才停止活動，真①斷層的落差在此并未涉及。受真①斷層活動的影響，次級斷層在阜寧期普遍活動，從阜一期到阜四期的斷層落差圖可以看出，阜一期斷層活動強度很小，活動斷層也不多；阜二期斷層活動普遍性要強于阜一期，且整體活動強度增大,為斷階帶次級斷層最大活動時期，其中黃玨南地區斷層最大落差138.4m，最小處為21.9m，平均為65.2m，和阜一期一樣，斷階帶北部斷層活動強度大于南部斷層，而真邵地區斷層落差最大為176.9m，最小為63.9m，平均為107.6m，明顯大于黃玨南地區，總體來看，真邵地區南東部斷層活動強度大于北西部斷層；阜三期次級斷層活動普遍性和活動強度都明顯降低，到阜四期，活動斷層減少，斷層落差值也變小，活動強度減弱，到戴一初期，斷階帶內次級斷層僅在南部斷層的局部活動，其余停止活動。整體來看，黃玨南地區次級斷層斷層落差北部大于南部，而在邵伯地區，南東部斷層的活動強度大于北西部斷層。戴一期到鹽一期主要是主控斷層真②、真②′、真②-1以及真②斷層派生的次級斷層在活動。從戴一期到鹽一期的斷層落差圖可以看出，戴一期受吳堡運動的影響，黃玨南地區真②′斷層、真②′派生的次級斷層以及真邵地區真②斷層在本期開始活動，到戴二期黃玨南及真邵西部真②斷層開始活動，且活動強度很大；垛一期真邵地區真②-1斷層開始活動，活動強度很小，但真②斷層北部次級斷層活動增加；到垛二期，受三垛運動的影響，斷層活動強度增大；鹽一末期，主控斷層和次級斷層基本都停止活動。從斷層落差圖總體來看，邵伯地區的斷層活動強度明顯大于黃玨南地區。

3 斷層落差法對主控斷層的分析

黃玨南和邵伯地區由南向北依次發育真①、真②′、真②以及真②-1等4條主要控油斷層，它們在平面上呈北東向展布，具有斷距大、延伸遠等特點，屬一、二級斷層的范疇，長期以來對其形成時期的認識不清，嚴重影響了勘探部署及剩余油挖潛工作的質量與精度，現通過對主控斷層真②、真②′以及真②-1的斷層落差直方圖（圖3）分析來確定出斷層的活動時期和強度。

圖3 主控斷層落差直方圖

3.1 真②斷層

由圖3(a)(b)真②斷層平均落差直方圖可以看出，黃玨南地區真②斷層活動相對較晚，在戴二初期開始活動，斷層落差較大(65.8～461.1m)，平均為173.2m，活動性較強。在垛一期持續強烈活動，斷層落差增大（71.5～648.8m），平均為218m。垛二期活動最為強烈，斷層落差達到最大(111.7～393.2m)，平均落差為294m，到鹽一期斷層落差明顯減小(34～116m)，平均落差為67.2m,直至停止活動。

邵伯地區真②斷層在戴一期開始活動，斷層落差值較大（594.4～697.5m），在戴二期和三垛期斷層持續強烈活動，斷層落差值很大,且在戴二期達到最大值(809.9～826.7m),活動最為強烈；進入鹽城期之后，斷層活動強度減弱，斷層落差也變?。?08.1～353.3m），到鹽城末期停止活動。

3.2 真②′斷層

從圖3(c)黃玨南真②′斷層平均落差直方圖可以看出，受吳堡運動的影響，真②′斷層在戴一期開始活動。黃玨南地區真②′斷層在戴一期活動強度相對較弱，斷層落差值也相對較小(54.4～124.2m),平均為84.4m,戴二期到垛二期持續強烈活動，并在垛二期達到最強烈活動時期，斷層落差也最大(170.8～263.6m),平均落差值為216.6m，鹽一期斷層活動開始減弱，斷層落差值減小(33～49.9m),末期停止活動。

3.3 真②-1斷層

從圖3（d）邵伯地區真②-1斷層平均落差直方圖可以看出，真②-1斷層活動稍晚，在垛一期才開始活動，活動很微弱，斷層落差很小(15.7～36.5m)，在垛二期受三垛運動的影響，斷層落差達到最大(108.8～122.7m)，活動最強烈,之后落差減少(96.8～99.2m),活動強度減弱，到鹽一末期停止活動。

4 斷層落差法對次級斷層的分析

通過斷層落差法對次級斷層的分析研究表明，次級斷層活動具有很大的差異性,按照斷層活動時期的不同，可以將研究區內次級斷層分為2類：早期活動斷層，活動時期主要為阜寧期，在阜寧末期或戴南早期停止活動，且南部斷層活動停止時期晚于北部斷層，主要分布在斷階帶內，如斷層(6)(25)(38)號等，這類斷層主要是在真①斷層活動的影響下形成和發育的；晚期活動斷層，活動時期為戴南期到鹽一期，在三垛末期或鹽一末期停止活動,主要分布在真②與真②′斷層之間以及真②斷層北部，如斷層(10)(34)(13)(29)號等，這類斷層主要受控于真②與真②′斷層的形成和發育。

5 斷層活動的差異性分析

真武斷裂帶西部的斷層活動存在很大的差異性，結合斷層落差圖和構造演化剖面可以看出，斷層的形成有一定的次序，不同的斷層形成于不同的地質時期，黃玨南斷層的發育次序依次為：真①斷層、真①與真②′斷層之間的次級斷層、真②′斷層、真②′與真②斷層之間的次級斷層、真②斷層、真②斷層北部的次級斷層，邵伯地區斷層的發育次序為：真①斷層、真①與真②斷層之間的次級斷層、真②斷層、真②與真②-1斷層之間的次級斷層、真②-1斷層，與前述通過構造演化剖面得出的結論一致。其中真①斷層早在泰州期已經開始活動并控制了地層的沉積；黃玨南以及邵伯斷階帶內的次級斷層主要形成于阜寧期；黃玨南地區真②′斷層形成于戴一初期并切割了之前形成的次級斷層，隨后發育了真②′與真②斷層之間的一系列次級斷層；邵伯地區的真②斷層形成于戴南初期，而黃玨南地區真②斷層則形成的相對較晚，在戴二期開始發育；在三垛初期邵伯地區的真②-1斷層開始活動。隨著三垛運動的結束，黃玨南和邵伯地區構造活動趨于平靜，各斷層在鹽城期相繼停止活動，形成了現今的構造格局。從平面上看，斷層的發育也是不均衡的，這包括2個方面的內容，一方面指同一條斷層在不同地段的活動程度不同；另一方面則是指在同一地段不同斷層的活動程度也有所差異。同一斷層在不同地段的活動程度不同，這主要是指在同一地質時期沿斷層的伸展方向斷層的活動強度具有差異性，如真②斷層在黃玨南地區活動性要明顯強于在邵伯地區的活動性。同一地段不同斷層的活動強度也有所不同，例如在同一測線處真②與真②-1斷層的活動性差異明顯，一強一弱，相互補償，維持著整個斷裂系統的平衡(表1)。

6 總結

表1 zs760i測線上真②-1與真②斷層的斷層落差對比表

由于真武斷裂帶西部構造運動的多期次性及斷裂系統的復雜性，長期以來對其內部斷層形成時期及發育歷史的認識模糊不清，直接影響了含油斷塊的落實程度。通過落差法對真武斷裂帶西部斷層分析表明，阜寧期主要是次級斷層活動時期，斷層落差在阜二期最大，活動性最強，且黃玨南地區斷階帶北部斷層活動強度大于南部斷層,而在邵伯地區，南東部斷層的活動強度大于北西部斷層。阜寧期之后，斷階帶內次級斷層基本停止活動，一、二級主控斷層真②、真②′和真②-1逐漸開始活動，伴隨著主控斷層的活動，在真②斷層和真②′斷層之間以及真②斷層北部派生出一系列次級斷層；主控斷層在戴二期和垛二期斷層落差較大，活動性最強?？傮w來說，邵伯地區斷層活動強度大于黃玨南地區。

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