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渤海海域郯庐断裂带构造解析

图 1 渤海湾地区主要断裂分布图
Fig. 1 Main faults in Bohai Sea
1. 1 南段 在渤南地区,营潍断裂带南段展布清楚,走向为
NE20° ~ 30°,长约 200 km,宽约 50 km,可分为东支 和西支,其中东支包括莱州东支 1 号与莱州东支 2 号,西支包括莱州西支 1 号与莱州西支 2 号( 图 1) 。 南段的东支和西支在渤南低凸起表现非常清晰,东
陈绪云,汤良杰,周心怀,等. 渤海海域郯庐断裂带构造解析[J]. 西南石油大学学报: 自然科学版,2011,33( 1) : 170 ~ 176.
引言
郯庐断裂 带 是 中 国 东 部 的 一 条 巨 型 走 滑 断 裂 带,一直以来是学者们研究的热点。不同的学者从 郯庐断 裂 带 演 化 过 程[1 - 5],及 其 对 盆 地 形 成 与 演 化[6]、沉积体系[7]和油气成藏[8 - 11]的控制作用等不 同角度进行了很多研究。在平面展布上,郯庐断裂 带表现为明显的分段性,众多学者将其分为南段、中 段和北段[1 - 3,12],并 将 沈 阳—渤 海 作 为 中 段。郯 庐 断裂带中段走向为 NE10° ~ 20°,北段和南段走向为 NE40° ~ 50°,整体呈缓“S”型( 图 1) 。郯庐断裂带 南段在山东、江苏和安徽出露好,研究程度较高。而 沈阳—渤海段隐伏于海区和平原之下,加之其新生 代活动的构造形迹被渤海湾盆地的伸展构造叠加与 改造,故对其认识程度相对较低。
Fig. 4
图 4 辽西凹陷中段东营组底界断裂展布图 ( 位置见图 1 中 A 框)
Faults at the bottom of Dongying Formation in middle part of Liaoxi Sag( See Block A In Fig. 1 for the location)
徐杰等[14]认 为 辽 西 凹 陷 中 的 大 断 裂 于 秦 皇 岛 南边远离营潍断裂带而转向南西延伸,从而否认营 潍断裂带通过辽河西部凹陷及辽西凹陷。但是通过 对秦南地区地震剖面解释,发现主断裂秦南 1 号并 没有向西南方向转移,而向西南方向转移的是营潍
图 5 秦南 1 号断裂右行走滑运动立体模式图 ( 位置见图 1 中 B 框)
郯庐断裂带位于渤海和辽河平原的部分称为营 潍断裂带( 又称营口—潍坊断裂带) ,其北端在沈阳附 近与密山—抚顺断裂带及依兰—伊通断裂带相接,向 南经营口、辽东湾、渤海东部和莱州湾一直延伸到山 东潍坊附近,同沂沭断裂带东支昌邑—大店断裂及西
支鄌郚—葛沟断裂相连,总体为 NNE 向展布,全长约 600 km。渤海海域的郯庐断裂带在新生代构造活动 最为强烈,其沿线分布有中强地震区域。前人对该区 域断裂带的构造样式、运动学过程以及动力学机制进 行了研究,但是由于断裂带不连续,关于断裂带的具 体位置没有定论,至今尚无一致的看法。
断裂派生出的一条次级断裂,此次级断裂受东西向 断裂影响,因此它的发育规模较大,从而影响对此处 营潍断裂的认识。在秦南地区( 图 1 中 B 框) ,秦南 1 号断裂及其派生出来的次级断裂组合成“入”字形 构造,多个“入 ”字 形 构 造 又 组 合 成 羽 状 构 造,盆 地 边界受这些次级断裂分布及组合形态的控制,这是 走滑构造在平面上表现出来的特征,在剖面上( 图 3c) 秦南 1 号断裂也表现为走滑断裂。立体模式图 ( 图 5) 反映出秦南 1 号断裂右旋走滑派生出次级正 断层,盆地以正断层为边界,长轴与主干走滑断层斜 交,这些特征符合徐嘉炜[21]定义的雁列张性盆地的 基本特点,可见营潍断裂带不仅在辽河东部凹陷与 辽东凹陷中有分布,而且在辽河西部凹陷及辽西凹 陷中也有分布。
文章编号: 1674 - 5086( 2011) 01 - 0170 - 07 中图分类号: TE121; P618
DOI: 10. 3863 / j. issn. 1674 - 5086. 2011. 01. 032 文献标识码: A
渤海海域郯庐断裂带构造解析*
汤良杰1,2 ,陈绪云1,2 ,周心怀3 ,万桂梅1,2 ,金文正4,5
2011 年
图 2 f 测线地质解释剖面图( 据曹忠祥,2008)
Fig. 2 Geological cross section of Line f( After Cao,2008)
1. 2 北段 在辽东湾地区和渤中地区,大多数研究者[13 - 15]
认为郯庐断裂带仅分布在狭长的渤东低凸起及辽东 凸起周围,宽度仅 10 km。但是海磁资料表明,自莱 州湾至辽东湾,分布着一条 NNE 向的高磁力异常 带,宽 50 km 左右,与鲁中沂沭断裂带上的狭长急剧 变化的正 磁 异 常 带 十 分 相 似[1]。 可 见 郯 庐 断 裂 带 在渤海海域的宽度约 50 km,与其在陆上部分的宽 度保持一致,不管它在地下表现为几支,其宽度不会 急剧变窄。郯庐断裂带在山东段分为东西两支,在 沈阳附近也分为东西两支,可见郯庐断裂带在渤海 海域也表现为东西两支。
* 收稿日期: 2010 - 03 - 20 数字出版日期: 作者简介: 汤良杰( 1957 - ) ,男( 汉族) ,安徽泾县人,教授,博士,博士研究生导师,主要从事盆地分析方面研究。
第1 期
陈绪云,等: 渤海海域郯庐断裂带构 1 号,F2 : 辽西 2 号,F3 : 辽西 3 号,F4 : 辽西 4 号,F5 : 辽中 1 号,F6 : 辽中 2 号,F7 : 辽东 1 号,F8 : 辽东 2 号, F9 : 秦南 1 号,F10 : 旅大 2 号,F11 : 旅大 1 号,F12 : 渤中 1 号,F13 : 渤东 3 号,F14 : 渤东 1 号,F15 : 渤东 2 号,F16 : 石臼坨 2 号,F17 : 石臼 坨 3 号,F18 : 石南断裂,F19 : 庙西 1 号,F20 : 庙西 2 号,F21 : 莱州东支 3 号,F22 : 莱州东支 2 号,F23 : 莱州东支 1 号,F24 : 莱州西支 1 号, F25 : 莱州西支 2 号,F26 : 黄北断裂,F27 : 渤南断裂,F28 : 莱北断裂,F29 : 青东 1 号,F30 : 垦东断裂。
Fig. 5 Model of dextral strike slipping of Qinnan 1 Fault ( See Block B In Fig. 1 for the location)
( 2) 渤中亚段 营潍断裂带渤中亚段主要分为东、西两支,东支 断裂主要为渤东低凸起附近的辽中 1 号南段、渤中 1 号、渤东 1 号和渤东 3 号等断裂( 图 1) ,也就是大 多数 学 者 认 为 的 通 过 渤 中 凹 陷 的 营 潍 断 裂 带[13 - 14,16]。通过对 d、e 测线地震剖面的解释,认为 它们的走滑特征明显,发育花状构造和半花状构造 ( 图 6a、b) 。西支断裂主要为石臼坨 2 号断裂,走滑 特征也比 较 明 显,发 育 花 状 构 造 和 双 层 花 状 构 造 ( 图 6a、b) 。渤中亚段也表现为东支和西支,其中东 支走滑滑动特征强烈,而西支走滑特征较弱,宽度也 为 50 km 左右。辽东湾亚段与渤中亚段的构造差异 性主要表现在渤中亚段在走滑运动上叠加了更强烈 的伸展运动,新近系埋深可达 11 km。
1. 中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京 昌平 102249; 2.“油气资源与探测”国家重点实验室·中国石油大学,北京 昌平 102249; 3. 中国海洋石油有限公司天津分公司,天津 塘沽 300452; 4. 中国地质大学( 北京) 能源学院,北京 海淀 100083; 5.“海相储层演化与油气富集机理”教育部重点实验室·中国地质大学( 北京) ,北京 海淀 100083
洪作民等认为营潍断裂带西支断裂经过辽河西
部凹陷[16 - 17]。马宝军等和童亨茂等通过三维地震资 料进行构造解析和物理模拟实验,证明辽河盆地西部 凹陷存在大型走滑断裂[18 - 19]。可见在辽河盆地,营 潍断裂带的东西两支分别分布在辽河东部凹陷与辽 河西部凹陷,宽度约为 50 km。前文已论述了营潍断 裂带在渤南地区宽度约 50 km,也分为东西两支。故 笔者认为营潍断裂带在它们两者之间的辽东湾地区 和渤中地区也分为东西两支,宽度保持不变。下面利 用地震资料分别对辽东湾亚段和渤中亚段进行论述。
支为地堑结构,西支为地垒结构( 图 2) 。东支在渤 南凸起的东南部表现为一条 NNE 向的构造破碎带, 断裂带内挤压、扭动及压扭现象共生,地层揉皱,盖 层及基底 都 有 拖 曳 现 象[8]。 由 于 营 潍 断 裂 带 南 段 的构造特征已经得到广泛的认同,笔者对此不再进 行赘述。
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西南石油大学学报( 自然科学版)
( 1) 辽东湾亚段 营潍断裂带辽东湾亚段西支断裂有辽西 1 号、 秦南 1 号和辽西 2 号,东支断裂有辽中 1 号中段、辽 中 2 号、辽东 2 号、辽东 1 号( 图 1) 。在图 3 的地震
图 3 地震解释剖面( 剖面位置见图 1)
Fig. 3 Explained seismic profiles of Line a,Line b and Line c( See Fig. 1 for the location of line)
第1 期
陈绪云,等: 渤海海域郯庐断裂带构造解析
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剖面 a 可见辽西凹陷中辽西 1 号断裂发育花状构 造,其中断裂近垂直,断裂两侧的地震反射波组特征 差异较大,两侧地层不能相对应,这很显然是走滑作 用造成的。图 3b、c 剖面中,秦南 1 号断裂直立,断 裂两侧的地震波组反射特征不同,可见是走滑作用 形成的,但在新近纪和第四纪,该断裂已基本停止运 动。与东支断裂相比,西支断裂晚期走滑作用较弱, 且叠加了伸展构造,这是营潍断裂带在辽西凹陷中 被忽视的重要原因。在辽西凹陷中段东营组底界断 裂展 布 图 ( 图 4 ) 中,小 型 断 裂 的 走 向 为 NE 向 至 NEE 向,与 NEE 向的盆地及主断裂存在一个夹角, 而且远离 辽 西 1 号 断 裂 的 小 型 断 裂 的 走 向 为 NE 向,靠近辽 西 1 号 断 裂 的 小 型 断 裂 的 方 向 转 变 为 NEE 向,甚至为 EW 向。Waldron 认为持续走滑作 用会使先前的正断层发生旋转[20],故 NEE 向和 EW 向断裂是 NE 向断裂旋转的结果,可见这些 NE 向断 裂和 NEE 向断裂是 NNE 向 断 裂 的 走 滑 作 用 形 成 的。该地区的形状为菱形,具有走滑拉分盆地的基 本特征,因此在辽西凹陷也存在走滑断裂,也就是说 营潍断裂带西支断裂分布在辽西凹陷。
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