裂陷盆地断块群类型——以东濮凹陷为例

断　第１３卷第３期　块　油　气　田　２００６年５月　ＦＡＵＬＴ．ＢＬＯＣＫ　ＯＩＬ＆ＧＡＳ　ＦＩＥＬＤ　裂陷盆地断块群类型　以东濮凹陷为例　陈书平　漆家福　程秀申　徐振强。　解　晨。　孙海龙　赵衍彬　（１．中国石油大学教育部油气成藏机理重点实验室，北京２．中国石油大学地球科学系，北京　３．中原油田分公刮勘探开发科学研究院４．胜利油田分公司地质科学研究院）　摘要　断块是重要的油气储集单元，断块群则是断块的有序组合，是油气藏组合体。断　块油气藏的勘探迫切需要一个合理的断块群分类方案。文中从几何学一运动学方面出发，讨　论了裂陷盆地断块群分类方案，然后结合裂陷盆地结构，讨论了不同构造部位可能出现的断块　群类型，也从这个角度初步讨论了断块群的成因。最后，结合东濮凹陷实际，讨论了不同构造　部位发育的不同类型断块群的构造特点和含油气性。　关键词　断块　断块群分类　裂陷盆地　东濮凹陷　引言　在大地构造学中，基于断块和断块研究发展　起了断块构造学说¨Ｊ，并将断块定义为被断裂所　坳陷盆地，盆地裂陷发育阶段断层发育，形成了复　杂多样的断块群类型，为讨论断块群类型提供了　很好的试验区。首先从理论上提出裂陷盆地断块　群的基本类型，然后结合东濮凹陷，讨论不同类型　断块群的特点及在盆地中的分布位置。　围限的块体，可根据厚度和性质进行分类如岩石　圈断块等。在盆地石油勘探中所指的断块是由断　层围限的地层块体，属于盖层断块。从围限断块　断层性质上看，断块包括正断层控制的张性断块、　逆断层控制的压性断块以及扭性断层控制的扭性　断块。断块是重要的油气藏类型之一。尽管早期　石油勘探主要以背斜控油论为指导，但并不否认　断块油气藏勘探的重要性，这尤其表现在裂陷盆　地的勘探中。其他类型的盆地，随着勘探程度的　提高，背斜控油论也已不能满足勘探需求，需要新　的理论为指导，如断块群油气藏勘探和隐蔽油气　藏勘探等。近年来，断块群油气藏勘探的理论和　技术都取得了重大进展　Ｊ，在指导油气勘探中发　挥着重要作用。就断块群分类来看，一些文献有　所涉及，如地垒、地堑、“多米诺”式断块等ｈ３＿４　Ｊ，但　还不系统。为了适应勘探需求，迫切需要建立一　个合适的断块群分类方案。　１断块群概念　断块是指至少有一条断层为边界或由几条断　层围限的地层块体。多条断层在空间上相互交切　构成了复杂断层系，这一复杂断层系中的多个断　块组合在一起即构成了断块群。　断块群是构造样式的一种类型。所谓构造样　式是指同一期构造变形或同一应力作用下所产生　的构造的总和　Ｊ。根据这个定义，认为所谓断块　群是指同一期构造变形（同构造旋回）或相同应　力作用下所形成的多个断块的有序组合。裂陷盆　收稿日期２００６一ｏ１—１７　第一作者简介陈书平，１９６５年生，博士，副教授。１９８５　年毕业于华东石油学院，获学士学位；１９８８年于中国地质　大学（北京）获硕士学位；２００２年于石油大学（北京）获博　士学位；现主要从事构造地质学和盆地构造分析等方面的　教学和研究工作。地址（１０２２４９）：北京市。Ｅ—ｍａｉｌ：　ｃｓｐ２１ｃ＠１６３．ｃｏｒｎ。　１　东濮凹陷是新生代发育起来的盆地，古近纪　表现出裂陷盆地的特点，新近纪一第四纪表现为　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年５月　断　块　油　气　田　第１３卷第３期　地的断块群一般主要为由正断层所切割的断块，　物。叠置复杂堑垒与盐有关，盐层为拆离面，其上　即张性断块组成；压性盆地中的断块群一般主要　下为独立的变形单元，断层为非透人性的。　由逆断层所切割的断块，即压性断块组成；扭性盆　：咆中的断块群则较复杂，可以是由走滑性质的断　层所切割断块组成，可以是张性断块，也可以是压　性断块。　２断块群类型　裂陷盆地中断块群可根据断块问的几何学和　运动学关系进行分类。２个断块和一条断层所组　成的断块群类型有屋脊式、反屋脊式和阶梯式。３　个断块组合成的断块群类型有地堑、地垒和断阶　图１　复杂断块群类型　（也可以由３个以上断块组成）。４个以上断块组　值得指出的是，断块群类型存在一个尺度问　成的断块群除断阶带外，常见的可有如图１所示　题，例如，从盆地尺度上看，略去构造细节，主断层　的７种类型。在图１中，首先根据左右排列关系　可以组合成地垒、地堑和断阶等。同样，一个二级　划分为复式堑垒、复式地垒、复式地堑和复式断　构造带上发育的断块群，或一条主断层与其派生　阶，然后根据上下叠合关系，划分为叠置堑垒、叠　断层组合成的断块群也可以是地垒、地堑或断阶。　置断阶和复杂叠置堑垒。复式堑垒型断块群为地　堑一地垒在平面上相间排列，复式地堑和复式地　３构造部位与断块群　垒指地堑或地垒与断阶的联合。复式断阶由两组　裂陷盆地的断块群分布具有特定的构造部　同等发育的断层组成。叠置堑垒一般与剖面“ｘ”　位。根据裂陷盆地的结构，可分３个构造部位来　型断裂有关或与两组倾向相反的断层的叠加有　考虑，即主断层附近的（特指主断层与派生断层　关。叠置断阶是顺向断阶与反向断阶在垂向上的　的组合）、地堑（凹陷）或地垒（凸起）上的和斜坡　叠合，两组断层很少交切，是两期断裂活动的产　带上的（见图２）。　４主断层带　ｈ地堑带（凹陷带）　或地垒带　图２裂陷盆地不同构造部位上的断块群　３．１　主断层带断块群类型　上盘发生旋转（图２中涉及到的旋转皆为ＮＨ－，Ｊ－针　主断层带断块群类型以断阶和地堑或复式地　旋转）、断层下盘不旋转，这时在上盘下部形成调　堑为主。直滑是指断盘沿平直断面发生滑动，两　节性下分叉断层，形成反向断阶，上部可发育地　盘均不发生旋转，这时主断层与反向调节断层组　堑。相反，上盘不旋转、下盘旋转时，断层上分叉　合成地堑。上盘旋转是指断层活动过程中，断层　形成反向断阶。断层上下盘皆发生旋转时，断层　２　维普资讯 http://www.cqvip.com

筇ｌ３卷笫３期　陈书平等．裂陷盆地断块群类型　２００６年５月　既上分叉，又下分叉，分别形成断阶。　铲式断层在裂陷盆地中是常见的，或者是因　为岩石物理性质的差异引起的，或者是压实作用　引起的，铲式断层上盘经常发育反向调节性断层，　与主断层组成复式地堑。上凸断层上盘经常伴生　同向调节性断层，与主断层联合组成断阶带。　３．２地堑（凹陷）或地垒（凸起）上发育的断块群　裂陷盆地的形成与张性应力场有关，根据　Ａｎｄｅｒｓｏｎ断裂型式与应力状态的关系　Ｊ，可以认　为裂陷盆地发育初期以形成剖面“ｘ”型断裂为特　征。但在盆地发育过程中，两组断裂的发育程度　并不相同，常形成３种构造样式，即鱼尾式、菱形　断块和复式堑垒的叠置（见图３）。这３种类型断　块群都可以看成是叠置堑垒。　图３”Ｘ”型共轭断层常见的演化样式　３．３斜坡带上的断块群　主要有顺向断阶、反向断阶、复式断阶、复式　堑垒和叠置断阶。斜坡带上与断块群有关的断层　有的是继承性的，有的是新生性的。因为大多数　斜坡带的形成与控盆断裂有关，往往是控盆断裂　上盘大型滚动背斜的组成部分，其变形既受区域　应力场控制，又受局部应力场控制。　断裂发育初期皆表现为剖面“ｘ”型断层，如图　２斜坡带的复式断阶（与堑垒带上的区别在于中　间主应力轴是倾斜的），但盆地发育后期某方向　的断层占主导地位，而另一组逐渐消失或被限制，　形成顺向或反向断阶，前者是继承性的或新生性　的，后者往往是继承性的。叠置断阶下部同向断　层后期停止活动，上部反向断层则是新生性的。　与滑脱有关的堑垒组合的形成与沿盐的滑动　有关，此时主断面产状较缓，上盘沿其滑脱形成复　杂的堑垒组合。　３．４中央隆起带　中央隆起带可以看成是由初期剖面“ｘ”型断　裂演化而来，也可以是２个背倾断层（及其派生　断层）联合形成，还可以是由一条断层（及其派生　断层）和一个斜坡组成。这些断层及其派生断层　的叠加形成复式堑垒和叠置堑垒等断块群。　４东濮凹陷断块群类型　４．１主断裂带　在图４ａ中，黄河断层上分叉，所切割的断块　组合成反向断阶。同时，黄河断层在该段的断面　为铲式，断层上盘发育反向断层，形成顺向断阶，　与黄河断层组合成复式地堑。长垣断层旁侧的铲　式断层上盘发育的反向和同向断层组合成复式地　堑。两个复式地堑联合形成复式堑垒断块群。图　４ｂ中的黄河断层同样存在上分叉控制的反向断　阶，该段的断面为上凸型，伴生同向断层，形成断　阶带。图４ｃ中，黄河断层下分叉，形成反向断阶；　长垣断层上盘直滑，形成地堑。　一Ｎ　Ｑ　Ｑ　＝｜蠹　Ｉ　．　Ｎ　—　磺　ｎ南何家３Ｄ１９０一ＨＨ２７　１地震测线局部　。．　　・Ｔ　Ｑ＼／，／／Ｎ！、，　，，，　ｌ　ｒｎ　＋Ｑ　０一　姑　ｂ　８８—２２５　５地震测线局部　ｃ　９１＋９７—２５０地震测线局部　图４东濮凹陷主断裂带断块群类型　（Ｅ２为始新统；　为渐新统）　３　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年５月　０　断　２　目　螂醋　块　４　６　油　８　气　田　０　目　鞋　第ｌ３卷第３期　２　４　６　Ｂ　４．２斜坡带　向的断阶，早期断阶受西倾断层控制，晚期断阶受　西部次凹带的西斜坡发育反向断阶断块群　东倾断层控制，２个方向的断阶组合成叠置断阶　（见图４ｃ）。马厂构造东斜坡，２个方向的断层同　（见图５ｂ）。东濮凹陷北部由于存在盐层，斜坡带　等发育，联合组成复式断阶（见图５ａ）。但从整个　断层上盘沿盐层滑动，形成盐滑断层上盘地堑　马厂构造来看，考虑到马厂断层，则可以看成是上　（见图５ｃ），盐上、盐下发生不协调变形，形成复杂　堑下垒型断块群。西部斜坡带北部，发育２个方　堑垒叠置断块群。　马古５　马３０　曼ＥＥ　ａ马厂构造横剖面　ｂ庆南３Ｄ１３　ｌ局部　ｃ卫东断层上盘复式地堑　图５东濮凹陷斜坡带断块群类型　４．３中央构造带　及相关断层联合组成的叠置堑垒断块群（见图　中央构造带除南北两端为断阶外（见图６ａ），　６ｃ）、２个斜坡带上发育的２条背倾断层及伴生断　大部分地区的典型断块群类型是叠置堑垒型，具　层的联合组成的叠置堑垒（见图６ｄ）、一条主断层　体可划分为４种类型，即剖面共轭“ｘ”型断层控　及其相关断层与斜坡带上发育的断块群的联合　制的叠置堑垒型断块群（见图６ｂ）、２条背倾断层　（见图６ｅ）。　Ｎ￣ｍ￣Ｑ　Ｎ２ｍ＋Ｑ　＋Ｑ｝１　Ｔ　：ｍ十？　ａ中央构造带南部发育的断阶　ｂ剖面共扼“Ｘ”型断层及　ｃ文留构造北部文西断层与　所控制的叠置堑垒　文东断层组合成堑垒叠置断块群　ｄ刘庄构造文西断层系与文东断层系组合成叠置堑垒　ｅ黄河断层上分叉形成断阶　图６东濮凹陷中央凸起带断块群类型　４　维普资讯 http://www.cqvip.com

第ｌ３卷第３期　陈书平等．裂陷盆地断块群类型　２００６年５月　４．４　凹陷带　凹陷带为地堑或半地堑。为半地堑时，发育　的断块群类型与斜坡带类似；为地堑时，发育的断　块群往往是控制该地堑的两条主断层及其派生断　层形成的断块群的联合，作为独立单元形成断块　群并不多见。东濮凹陷次凹陷带南部可以作为独　立单元形成断块群的例子（见图７），这时形成的　断块群为叠置堑垒，它与剖面共轭“ｘ”断裂系统　有关。　图７　西部次凹带发育的叠置堑垒　４．５断块群含油气性　勘探实践证明，东濮凹陷断块是主要圈闭／油　气藏类型之一，而断块群是相互联系的断块的组　合，可称为油气藏组合体。　从石油地质学角度上看，靠近油源、位于油气　运移主方向上的圈闭是有利圈闭。在东濮凹陷，　从地域上看，油气资源主要分布在黄河以北地区，　这与主要生烃凹陷，如前梨园次凹、柳屯次凹和海　通集次凹等都分布在盆地北部有关。从区带上，　油气资源主要分布在西部斜坡带和中央低凸带　上，这２个带上的石油和天然气分别占凹陷探明　地质储量的９０％和８０％以上（截至２００４年统　计）。而东濮凹陷的中央低凸带主要表现为斜坡　带（东翼，受兰聊断层控制）和主断裂带（西翼）的　叠加。因此不管是从石油地质理论上看，还是从　东濮凹陷勘探实践上看，都有理由认为，斜坡带上　的圈闭或断块群位于油气运移主方向上，是最有　利的圈闭。　剩余油气资源研究证明，东濮凹陷断块群中　的剩余油、气储量分别为１３　５４５×１０　ｔ和５１５．７×　１０　ｍ　，分别占凹陷剩余油、气储量的４９．６％和　２６．５％，说明断块群中仍有大的油气潜力，而且在　整个凹陷剩余油气资源量中占有重要地位。因此，　断块群，尤其是位于凹陷北部斜坡带，包括西部斜　坡和中央低凸带东翼上的断块群将成为东濮凹陷　未来的油气主要目标。　５　结论　（１）从几何学、运动学和成因学的观点出发　提出了裂陷盆地断块群的分类方案。根据几何学　一运动学特点，将断块群划分为屋脊式、反屋脊　式、阶梯式、地堑、地垒和断阶等６种类型。这些　基本的断块群类型可左右并置和上下叠置，相应　形成复杂的断块群，以基本构造样式为准，分别附　以“复式”和“叠置”，如复式地堑和叠置堑垒等。　（２）裂陷盆地根据结构可分为主断裂带、凹　陷带、斜坡带、中央凸起带等４个构造部位，相应　发育不同的断块群。它们是在区域拉伸背景下，　局部应力场作用的结果。东濮凹陷断块群勘探实　践证明，断块群是裂陷盆地中重要的油气圈闭类　型，位于斜坡带上的断块群对油气富集最有利。　（３）在进行对断块群的命名时，要考虑尺度　问题，如盆地尺度的、二级构造带尺度的或凹陷尺　度的，不同尺度的断块群都要以主体断块群为主，　进行断块群的命名。另外，文中所提出的断块群　类型是否合适、是否能够指导石油勘探尚需实践　的检验。　致谢：参加该项研究的还有中国石油大学的杨桥副　教授，博士生张克鑫、马保军，硕士生曾文光和中原油田　分公司勘探开发研究院的刘红跃高工等。研究过程中得　到中原油田分公司副总地质师教授级高工谈玉明，中原　油田分公司勘探开发研究院教授级高工陈昊、黄新文，以　及高工张金报、高平、曾正清等的关怀和指导，在此一并　表示感谢。　参考文献　１　张文佑．断块构造导论．北京：石油工业出版社，１９８４．３８５　２刘泽容，信荃麟．断块群油气藏形成机制和构造模式、北京：　石油工业出版社，１９９８．１７９　３陆克政，朱筱敏，漆家福．含油气盆地分析．东营：石油大学　出版社，２００３．４２４　４王纪祥。陈发景，李趁义．山东惠民凹陷伸展构造及调节带特　征．现代地质。２００３。１７（２）：２０３—２Ｏ９　５　乇燮培，费琪，张家骅．石油勘探构造分析．武汉：中国地质　大学出版社，１９９１．２７４　６朱志澄．构造地质学．武汉：中国地质大学出版社，１９９０．２６２　（编辑王淑玉）　５