渤海新构造运动主要特征与构造型式*

王应斌 黄雷 刘廷海

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院)

渤海新构造运动主要特征与构造型式*

王应斌 黄雷 刘廷海

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院)

渤海油气勘探表明，已发现的浅层油气分布明显受控于渤海的新构造运动。对渤海新构造运动从时间与旋回划分、主要特征及构造型式等方面进行了探讨，认为渤海新构造运动在时间的厘定上可定位于中新世—更新世末之间，具有空间分布的普遍性、活动时间的旋回性、活动强度的差异性等主要特征，可识别出挤压褶皱、花状构造、逆断层、凹陷内快速沉降等多种构造型式，从而形成了渤海浅层油气富集。

渤海新构造运动主要特征构造型式浅层油气富集

截至2009年底，渤海探区已发现三级石油地质储量45亿m3，其中浅层(新近系)储量占63%，而这部分浅层油气的分布受控于渤海的新构造运动是比较明显的，这也反映出新构造运动对渤海浅层油气聚集成藏的重要影响作用［1-4］。但从目前的研究来看，对渤海新构造运动发生时间的厘定还略显混乱，对其分布的规律性及表现形式探讨较少。鉴于研究渤海新构造运动特征对该地区油气勘探具有重要的现实指导意义，因此本文对渤海新构造运动主要从时间与旋回的划分、主要特征及构造型式等方面进行了探讨。

1渤海新构造运动的厘定

的构造运动即归为新构造运动。刘光勋认为，造成划分意见分歧的原因主要在于目前尚未准确的建立不同类型、不同样式的代表性构造区的新构造运动序列和新构造变形体系，加之不同研究区域新构造演化过程又不完全相同［6］。

通过对渤海勘探资料的综合分析，我们从新构造变形体系的角度出发，将构造活动中从产生挤压褶皱、形成区域不整合或局部不整合开始，直到地壳达到新的平衡为止的一系列地质过程称为完整的新构造运动旋回;在时间的厘定上，我们将新构造运动厘定于中新世—更新世末之间:渐新世与中新世之间渤海全区广泛存在区域挤压产生的大型角度不整合界面(图1)，这一界面对下伏地层产生强烈的削

新构造运动的概念最早由前苏联地质学者B·A ·奥布鲁契夫于上世纪40年代提出，随后“新构造学”逐渐发展成为地球科学中一门新的独立学科。在我国，黄汲清先生于1945年提出用喜马拉雅运动表示中国境内新生代的造山运动［5］，多数学者将新构造运动等同于喜马拉雅运动，但也有些学者将新构造运动归为喜马拉雅运动旋回内。总体来看，当前不同的研究者在新构造运动发生时间的阶段、旋回的认识上仍有不同的看法，对新构造运动的划分意见可归纳为4种:①第四纪以来的地壳运动;②新近纪上新世—第四纪初的地壳运动;③古近纪以来的构造运动;④没有具体时间限制，只要是晚期发生蚀，可视为新构造运动旋回的开始;而更新世末又发育一次区域挤压产生的褶皱，地震剖面上也可见到界面上下明显的角度不整合，这一界面可视为新构造运动旋回的结束。根据这一时期渤海构造变形特征，进一步又可将新构造运动旋回划分为3个幕次:中新世末期为首幕;上新世末期为主幕，产生大量褶皱与断层，相应沉积地层为馆陶组、明化镇组;第四纪更新世末期为尾幕，主要起平衡调和作用，产生大量密集的张扭性断层，在原构造变形基础上形成顶部塌陷构造。从全新世开始，渤海海域进入另一个大地构造旋回，从此地壳逐渐下沉，海水入侵，结束了陆相沉积的历史。

图1 地震剖面显示渤海新构造运动旋回特征

2渤海新构造运动的主要特征

2.1 空间分布的普遍性

新构造运动波及全渤海，从南部的莱州湾凹陷到北部的辽东湾凹陷，从西部的歧口凹陷到东部的庙西凹陷都有明显的反映［7-9］。

2.2 活动时间的旋回性

渤海新构造运动为一个大地构造旋回，经历了3个阶段:初始阶段(中新世)、激化阶段(上新世)和相对平静阶段(第四纪更新世)，3个阶段之间都有不整合界面存在。

2.3 活动强度的差异性

尽管新构造运动在整个渤海海域都普遍有所表现，但其活动强度却存在一定差异性，具体表现为东强西弱和凹陷中强与凸起上弱。按照新构造运动的强弱程度及表现形式，可将渤海海域划分为4个区(图2):①缓慢上升区，以辽西为代表，超覆沉积为主，沉积厚度小，地层产状水平，在浅层断层相对极不发育;②快速沉降区，以渤中凹陷为代表，沉降幅度大于3 000～4 500 m;③断褶区(即褶皱背斜发育并伴随大量断层活动发育的地区)，在海域东部表现突出，尤其是郯庐断裂带内，多发育褶皱背斜、花状构造、逆冲断层以及后期形成的张扭断层;④褶断区(与断褶区相对应，是指大量断层活动发育为主并伴随褶皱背斜发生的地区)，以海域西部歧口凹陷为代表，断层发育为最大特点，特别是负花状构造，伴随浅层褶皱构造产生。

总之，空间上分布的普遍性、活动时间上的旋回性以及活动强度上的差异性，构成了渤海新构造运动的地球动力学特征。若从整个中国东部地区考虑，还可看到新构造运动具明显的迁移性，总趋势由陆至海逐渐增强。例如，中新世末期，渤海以假整合、浅层褶皱为主，东海为区域不整合，产生大型褶皱、逆断层，形成中央隆起带，而台湾地区是地槽发育期，上新世末期地槽回返，形成中央山脉。

图2 渤海新构造运动分区图

3渤海新构造运动形成的构造型式

新构造运动在渤海产生的构造型式是多样的，主要概括为5类，如表1所示。

3.1 挤压褶皱(浅层背斜)

浅层以短轴背斜为主，走向近南北。因受边界条件的限制，不同构造区构造走向不同。发育在近东西走向的大断层下降盘的短轴背斜，走向呈北东向。在背斜形成后，地壳发生引张，产生一系列扭张性正断层，使背斜复杂化(图3)。

挤压褶皱产生的浅层背斜在凸起、凹陷中都有发育。其中，发育在披覆背斜背景上的浅层褶皱是有利的油气聚集区，如沙垒田凸起、渤南凸起(图4);而发育在凹陷中的浅层褶皱因缺少主大断裂，油气运移不很畅通，如渤中凹陷、庙西北洼(图4)等。此外，还存在另一类浅层褶皱，发育在塑性底辟构造之上，如莱州湾凹陷的垦利11-2构造和辽中凹陷的锦州31-2构造。

表1 新构造运动的构造型式

3.2 正花状构造

正花状构造是走滑断层压扭应力作用下的产物，是以扭应力为主形成的构造型式［10-11］。本文所提及的正花状构造与传统的正花状构造的定义有所区别，将形成正向构造的上部发散、下部收敛的一系列断层组合均称为正花状构造。渤海新构造运动期产生的断层以张性为主，因而压扭性质的正花状构造及压性的逆断层较少，但局部位置仍有发育(图5)。渤海正花状构造的形成可归为以下4种情况:①在挤压扭动应力场作用下，由逆冲断层形成的顶厚翼薄的正花状构造;②由反转断层形成的正花状构造;③伸展断层的反向活动形成的花状构造，这类构造型式在渤海比较常见，其花心部位呈背斜形态，整个形态呈断裂背斜构造，断层发育在构造形成后，表现形式为正断层;④发育在凹陷没有主断层的情况下，挤压应力作用下形成的背斜虽有可能遭受后期破坏，但仍然属挤压应力形成。

图5 渤海新构造运动在郯庐断裂带内形成的正花状构造

3.3 负花状构造

图6 渤海不同类型负花状构造

本文将在一束张扭正断层作用下形成的地堑型构造称为负花状构造。渤海负花状构造的形成有以下3种情况(图6):①依附于直立走滑断层的典型负花状构造，明显为直立断层与其扭动过程所形成调节断层构成(图6a)。②“X”型断层形成的负花状构造，主要发育在渤东低凸起、辽东凸起、郯庐断裂西支的南段。由于下部产生挤入构造及后期上张，形成地堑式负花状构造，往往中间有一个中和面(图6b)。③“Y”字型断层形成的负花状构造，发育在伸展断层的下降盘，在伸展断层后期的反转活动和产生的伴生断层之间形成(图6c)。

无论正花状构造还是负花状构造，其顶部的断层在平面图上均成束成带分布，发育晚、延伸短、断距小，属后生断层。

3.4 逆断层

新构造旋回形成的逆断层多分布在郯庐断裂带，主要为正花状构造内的逆断层(图5)。

3.5 凹陷内快速沉降

新构造运动还促使凹陷内的快速沉降，以渤中凹陷区表现的最为典型。渤中凹陷是渤海海域的独立构造单元，下辽河、黄骅、济阳三大坳陷均向渤海自然延伸至渤中凹陷，连为一体而成为三大坳陷发展的归宿。该凹陷内第四系厚600～800 m，中新统、上新统厚3 000～3 500 m，其沉积速度(约1.5 m/Ma)大于任何地质历史时期，并且在华北地区也是独一无二的，显示其在新构造运动旋回期的快速沉降特征。新近系和第四系的快速沉降，为渤中凹陷古近系的烃源岩提供了较高的温压条件，促使烃源岩成熟，形成了以渤中凹陷为主体的供烃“中心”，其周围的凸起高部位成为油气有利的聚集区［12］。目前围绕渤中凹陷已找到15个油气田和14个含油气构造，获得18亿t的石油地质储量。

4渤海新构造运动与浅层油气藏

渤海海域勘探研究表明，目前全海域共发现浅层油气田18个，所获石油地质储量占渤海总储量的63%，其中14个大中型油气田中浅层油气田占8个。分析认为，渤海新近系发现的浅层油气藏均与新构造运动有关。

(1)新构造运动形成的浅层构造(包括挤压背斜和披覆背斜、花状构造)是浅层油气田形成的优势部位，实践表明这些类型的构造圈闭是目前渤海浅层油气发现的主力所在［13］。

(2)目前发现的浅层油气与新构造运动旋回中形成的快速沉降区(渤中凹陷)紧密相关。目前发现的7个浅层大中型油气田和9个油气藏分布于石臼坨凸起、沙垒田凸起、渤南凸起和渤东低凸起，呈环带状围绕渤中凹陷构成浅层油气藏分布区(图7)，所获石油地质储量占渤海浅层总储量的80%以上。目前绕渤中凹陷的4个凸起所发现的油气储量占资源量的57%，可见渤中凹陷是在新构造运动下快速沉降而形成的富烃凹陷，这是凹陷周围油气富集的主因。除此之外，油气靠油源断层和构造脊的疏导层运移，而最终在新构造运动中形成的有利构造圈闭聚集成藏，形成了现今油气环凹富集的特点。

图7 环渤中凹陷区油气分布图

(3)新构造运动对渤海油气成藏最为重要的影响是其构造活动产生的应力作为油气最终聚集成藏的直接动力。石油地质理论认为，油气的最终成藏是受其最新近的构造运动决定的，显然新构造运动即是渤海含油气盆地内发生的这一最新近构造活动，正是它的影响造成了渤海多数油藏均具有在5 Ma以来晚期成藏的特点［2，8，14］。

5结束语

渤海新构造运动是发生在中新世—更新世末的构造旋回，具有空间分布的普遍性、活动时间的旋回性、活动强度的差异性等特点，其主要构造型式包括挤压褶皱(浅层背斜)、花状构造、逆断层与凹陷内快速沉降等;新构造运动对区内烃源岩的转化和晚期油气运移、聚集起着决定作用，形成了十分良好的生、储、盖、运、圈、保的配置关系，使油气勘探不断有新的发现。正是由于渤海海域已发现的石油地质储量主要分布在这一构造旋回，因此我们应重视新构造运动对油气聚集的控制作用的深入研究。

［1］王国纯．郯庐断裂与渤海海域反转构造及花状构造［J］．中国海上油气(地质)，1998，12(9):289-295．

［2］龚再升．中国近海盆地晚期断裂活动和油气成藏［J］．中国石油勘探，2004，9(2):12-19．

［3］龚再升，蔡东升，张功成．郯庐断裂对渤海海域东部油气成藏的控制作用［J］．石油学报，2007，28(4):1-10．

［4］漆家福，邓荣敬，周心怀，等．渤海海域新生代盆地中的郯庐断裂带构造［J］．中国科学(D辑:地球科学)，2008，(S1):19-29．

［5］贾承造，何登发，陆洁民．中国喜马拉雅运动的期次及其动力学背景［J］．石油与天然气地质，2004，25(2):121-125．

［6］刘光勋．新构造学研究趋势的展望［J］．地学前缘，1998，2(1-2):203-209．

［7］邓运华．郯庐断裂带新构造运动对渤海东部油气聚集的控制作用［J］．中国海上油气(地质)，2001，15(5):301-305．

［8］龚再升，王国纯．渤海新构造运动控制晚期油气成藏［J］．石油学报，2001，22(2):1-7．

［9］黄雷，王应斌，武强，等．渤海湾盆地莱州湾凹陷新生代盆地演化［J］．地质学报，2012，86(6):867-876．

［10］HARDING T P．Seismic characteristics and identification of negative flower structures，positive flower structures，and positive structural inversion［J］．AAPG Bulletin，1985，69(4):582-600．

［11］HARDING T P．Identification of wrench faults using subsurface structural data:criteria and pitfall［J］．AAPG Bulletin，1990，74 (10):1590-1609．

［12］黄雷，王应斌．渤中环形构造带特征和成因分析及其石油地质意义探讨［J］．地质科学，2012，47(2):318-332．

［13］王应斌，黄雷，王强，等．渤海浅层油气富集规律——以黄河口凹陷为例［J］．石油与天然气地质，2011，32(5):637-641．

［14］朱伟林，米立军，龚再升，等．渤海海域油气成藏与勘探［M］．北京:科学出版社，2009．

(编辑:崔护社)

Themain characteristics and structural styles of Bohai new tectonism

Wang Yingbin Huang Lei Liu Tinghai
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

Hydrocarbon exploration in Bohai water has indicated that the discovered distribution of shallow hydrocarbon is obviously controlled by Bohai newtectonism．Thus Bohai newtectonism was discussed in several aspects，such as time and cycle division，main characteristics and structural style;and it is considered that Bohai newtectonism occurred between Miocene and the latest Pleistocene and exhibited some main characteristics，including space universality，time cyclicity and strength variation．In addition，several structural styles were recognized for Bohai newtectonism，such as compressive fold，flower structure，reverse fault，and rapid subsidence within a sag．All these factors have resulted in the enrichment of shallow hydrocarbon in Bohai water．

Bohai newtectonism;main characteristics; structural style;shallow hydrocarbon accumulation

*“十二五”国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发(编号:2011ZX05023)”部分研究成果。

王应斌，男，高级工程师，从事石油地质与勘探综合研究工作。地址:天津市塘沽区609信箱(邮编:300452)。

2012-07-17