辽河西部凹陷沙三段坡折带发育特征

吴 昊

(中国地质大学，北京 100083)

引 言

中国陆相盆地油气勘探实践和研究表明，层序地层学是岩性地层圈闭勘探最有利的理论基础［1－3］，而坡折带又是层序地层学研究中极其重要的组成部分，是识别层序界面和划分体系域的关键，结合与坡折带相关的沉积类型分析，对于预测岩性地层圈闭的发育具有良好的指导作用［4－7］。

陆相湖盆中坡折带的样式众多，国内外许多学者都开展过相关研究［4－13］。随着湖盆坡折研究理论的不断深入，许多学者不但将之作为寻找首次湖泛面、划分体系域、建立层序地层格架的关键部位［14］，而且重点针对层序地层格架下坡折带控制沉积砂体分布、控制岩性地层圈闭的形成和演化以及有利岩性地层圈闭的分布预测等方面开展了大量研究［15－18］。

虽然辽河西部凹陷为渤海湾盆地的富烃凹陷之一，但针对坡折带的研究却很少［19－20］。综合运用地质和地震资料，对西部凹陷沙三中亚段的坡折带进行了识别，并总结了坡折带的发育类型及分布特点，以此为西部凹陷坡折带控制的隐蔽油气藏勘探提供新思路。

1 区域地质概况

辽河西部凹陷为新生代典型的东断西超箕状断陷盆地，北东向延伸，面积约为2560 km2。凹陷东陡西缓、北高南低，凹陷内可分为西部的斜坡带、中部的中央隆起带、洼陷带和东部的陡坡带4个不同的构造区带，其由北向南依次分布有牛心坨、台安、陈家、盘山、清水、鸳鸯沟6大生油洼陷［21］。

古近纪为西部凹陷的主要发育时期，经历了拱张、初陷、深陷、再陷和萎缩等构造发展演化期，自下而上分为房身泡组、沙河街组和东营组。其中沙河街组进一步自下而上分为四段，即沙四段(Es4)、沙三段(Es3)、沙二段(Es2)和沙一段(Es1)。沙三段形成于盆地深陷期，沉积厚度巨大，分布范围广，是深层储层的重要组成部分，自下而上分为沙三下、沙三中和沙三上亚段。

2 坡折带发育类型

坡折带控制的砂体所形成的岩性、地层圈闭与层序地层格架关系密切。本次研究在已建立的层序地层格架的基础上，利用三维地震资料，通过地震剖面的识别标志，在其内部识别坡折带的类型及分布，赋予坡折带等时的意义，为后期进一步隐蔽圈闭的勘探工作奠定基础。

2.1 断裂坡折带

控制断裂坡折带形成的主导因素是断陷盆地内广泛发育的断裂系统，沿盆地陡坡、缓坡和中央洼陷带形成一系列断裂坡折带，其主要识别标志是断裂带两盘地层厚度明显变化［10］。

2.1.1 单阶断裂坡折带

单阶断裂坡折带根据上下两盘地层在断裂附近的倾向可分为同倾、反倾和铲式3类。

(1)同倾类。同倾类单阶断裂坡折带是指断层上下盘地层倾向相同，并与断面倾向一致，发育在SQ1～SQ7中，遍布于西部凹陷全区，是西部凹陷最常见的坡折带类型(图1)。该类坡折带断层生长指数主要为1.1～3.0，坡度角为25～75°，古落差为10～660 m，坡折带宽度为25～1250 m，平面伸展范围为1～10 km。

图1 西部凹陷同倾型单阶断裂坡折带

图2 西部凹陷反倾Ⅱ型单阶断裂坡折带

(2)反倾类。反倾类单阶断裂坡折带指断层上下盘地层倾向相对，其中某断块地层倾向与断面倾向一致(图2)，在SQ2～SQ3和SQ5～SQ7中发育，主要分布在西八千、曙光和牛心坨洼陷等地区。该类坡折带断层生长指数主要为1.1～3.0，坡度角为30～80°，古落差为20～420 m，坡折带宽度为25～750 m，平面伸展范围为1～3 km。

(3)铲式。铲式断层下发育的单阶断裂坡折带是指断层断面呈铲式形成的坡折带，是西部凹陷控凹断裂所特有的断裂坡折带形式(图3)，分布在鸳鸯沟洼陷至冷东地区以南的台安—大洼断裂下方的SQ3～SQ7中。总体而言，坡度角为25～70°，古落差为50～1400 m，坡折带宽度为25～4400 m，一般表现为地层越古老，古落差和坡折带宽度越大，平面伸展范围较其他类型坡折带大得多，为5.0～50.0 km。

通过NMR法收集到的T2信号绘制成曲线，可用于研究不同粉煤灰掺量对混凝土的T2曲线的影响。试验混凝土的T2谱曲线如图6所示。

图3 西部凹陷铲式单阶断裂坡折带

2.1.2 多阶断裂坡折带

多阶断裂坡折带实质上是由2个或2个以上的单阶断裂坡折带组合构成，根据控制坡折带形成的断裂倾向的相向、相背或相同可分为地堑式和地垒式2种。

(1)地堑式。地堑式多阶断裂坡折带由2个倾向相对的断面构成(图4)，在双台子地区和马圈子地区的SQ3中见到，断层生长指数为1.3～1.6，坡度角为40～60°，古落差为160～650 m，坡折带宽度为100～600 m，平面伸展范围为2.0～3.0 km。

图4 西部凹陷地堑式多阶断裂坡折带

(2)地垒式。地垒式多阶断裂坡折带由多个倾向相反的断面构成(图5)，主要发育在欢喜岭、齐家、兴隆台和曙光地区的SQ2～SQ4中，断层生长指数为1.1～1.4，坡度角为30～70°，古落差为10～750 m，坡折带宽度为25～750 m，平面伸展范围为1.0～3.0 km。

图5 西部凹陷地垒式多阶断裂坡折带

2.2 挠曲坡折带

挠曲坡折带是由于同期盆地伸展拉张，在古潜山之上由于披覆作用而产生的坡折，或是由于同沉积褶皱活动形成的背斜或鼻状构造的两翼挠曲而产生。其主要识别标志是坡度突变，在坡折带下部有明显的上超和地层增厚挠曲现象，在坡折带上不可见地层削蚀［10］。

根据其定义，西部凹陷沙河街组可识别出由于隐伏基底构造运动形成的断裂挠曲坡折带和披覆于古梁之上而形成的古地形挠曲坡折带2种，后者可根据古地形的形态细化为单阶和多阶2类。

2.2.1 断裂挠曲坡折带

图6 西部凹陷断裂挠曲坡折带

断裂挠曲坡折带(图6)是隐伏式正断层的断层扩展式褶皱作用在地表产生的构造结果，主要在欢喜岭和双台子等地区的SQ3～SQ7中见到了该类坡折带，坡角地层与坡顶地层厚度之比为1.2～2.3，坡度角为20°～30°，坡角地层与坡顶地层厚度之差为30～140 m，坡折带宽度为150～650 m，平面伸展范围为1.5～2.5 km，坡折带之下可见到明显的地层上超现象。

2.2.2 古地形挠曲坡折带

研究发现西部凹陷古近系各层序发育的古地形挠曲坡折带倾向均为南东方向，按坡折带的发育数量，可分为单阶和多阶2类。

(1)单阶。单阶古地形挠曲坡折带主要发育在西八千、欢喜岭、杜家台地区、清水洼陷、曙光、高升地区和牛心坨洼陷等地区的SQ2～SQ7中，坡角地层与坡顶地层厚度之比为1.1～4.0，坡度角为10～30°，坡角地层与坡顶地层厚度之差为20～500 m，坡折带宽度为200～1800 m，平面伸展范围为1.0～2.0 km(图7)。

图7 西部凹陷单阶古地形挠曲坡折带

图8 西部凹陷多阶古地形挠曲坡折带

(2)多阶。多阶古地形挠曲坡折带(图8)具有明显的控制沉积的作用，主要发育在西八千、欢喜岭、曙光、高升地区和牛心坨洼陷的SQ2～SQ5中，坡角地层与坡顶地层厚度之比为1.1～2.9，坡度角为15～40°，坡角地层与坡顶地层厚度之差为20～250 m，坡折带宽度为200～1400 m，平面伸展范围为1.0～2.0 km。

2.3 沉积坡折带

图9 西部凹陷沉积坡折带

沉积坡折带一般是在构造稳定的背景下，由于不同地区沉积速率差异而造成的地形坡度突变或大规模的物源供给形成的地貌突变。本次研究中，沉积坡折带仅在西部凹陷北部牛心坨洼陷SQ3中见到(图9)，应是由来自洼陷北部物源的三角洲前积形成，究其原因主要是由于沉积坡折带容易受构造活动破坏，所以在构造活动不太剧烈的地方才能见到。地震剖面上可见明显的“S”型前积反射，坡折带下方地层与上方地层厚度之比为1.2～1.5，坡度角为8°～10°，坡折带宽度为300～500 m，平面伸展范围为3～5 km。

3 坡折带分布特征

由于西部凹陷古近系坡折带类型以构造坡折带为主，因此各层序内发育的坡折带类型与构造活动关系密切，通过对地震剖面运用层拉平技术直观观察断裂发育情况，结合分析地层等厚图中等厚线梯度较大的地区，对沙三段各层序中坡折带发育部位和成因类型进行了分析统计，下面以沙三下亚段(层序SQ3)为例进行详细叙述。

图10 辽河西部凹陷沙三下亚段(SQ3)坡折带分布

沙三段下亚段时期同倾类断裂坡折带自南向北全区发育(图10)，断裂绝大多数为东倾，主要发育在斜坡带、洼陷带和陡坡带的南部;反倾类断裂坡折带发育在西八千、欢喜岭、杜家台、齐家和马圈子地区;地堑式断裂坡折带发育在双台子和马圈子地区;地垒式断裂坡折带发育在欢喜岭和马圈子地区。断裂挠曲坡折带发育在西八千、欢喜岭、杜家台地区和牛心坨洼陷;单阶古地形挠曲坡折带发育在欢喜岭、齐家、杜家台、曙光和高升地区;多阶古地形挠曲坡折带发育在欢喜岭、曙光和高升地区;沉积坡折带仅局限发育在牛心坨洼陷北坡地区。

总体看来，沙三下亚段发育期间构造活动对西部凹陷产生了强烈的改造作用，发育了广泛分布且类型多样的坡折带，西部斜坡带范围内坡折带类型丰富但规模较小，而各坡洼过渡带处坡折带规模一般较大，牛心坨洼陷北部斜坡上构造活动较弱，因此发育并保存了沉积坡折带。

4 结论

(1)辽河西部凹陷沙河街组发育构造坡折带和沉积坡折带两大类。其中构造坡折带可细分为断裂坡折带和挠曲坡折带，断裂坡折带按断裂数量又可分为单阶型和多阶型。单阶型按断层上、下盘倾向可细分为同倾类、反倾类和铲式3种类型;多阶型依据断裂组合样式可细分为地堑式、地垒式。挠曲坡折带可分为断裂挠曲坡折带和古地形挠曲坡折带，其中古地形挠曲坡折带依照古地形的形态，同样可细分为单阶和多阶2种类型。

(2)沙三下亚段坡折带平面分布表明西部凹陷坡折带以断裂坡折带为主，在凹陷西南部的斜坡带、中央洼陷带和陡坡带均普遍发育，且在坡洼过渡带规模较大，东北部仅在局部地区可见小规模断裂坡折带;沉积坡折带仅局限发育在牛心坨洼陷北坡地区且规模较小。

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