方正断陷伊汉通断裂走滑特征及与油气关系

2016-09-16吴景峰

西部探矿工程 2016年6期

关键词：方正应力场断裂带

吴景峰

（大庆油田勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

方正断陷伊汉通断裂走滑特征及与油气关系

吴景峰*

（大庆油田勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

通过对方正断陷地震资料和构造特征的详查梳理识别出伊汉通断裂走滑的多种表现形式，应力在伊汉通断裂走向上的变化，引起走滑断裂带不同部位形成不同的构造特征，应力张扭区形成断凹，应力压扭区形成断鼻、断背斜等构造，常常沿走滑断裂带方向形成凹中隆的构造格局，油气沿应力张扭区的断凹向挤压区的构造圈闭中运移，聚集而形成油气富集区，烃源岩层中的分散油气也可在扭应力作用下运移至断鼻圈闭中，并形成油气二次聚集。因此对伊汉通走滑断层的识别和解释，不仅对方正断陷油气藏的形成、分布及富集有新的认识，而且可为寻找同类油气藏提供依据。

方正断陷；走滑断裂；走滑型断陷盆地；成藏模式

方正断陷位于黑龙江省东部，是依—舒地堑中北部的一个一级负向构造单元，总体呈NEE40°～50°展布，南邻尚志隆起，北接依兰隆起，面积约1460km2，是受西北缘断裂和东南缘断裂控制的双断式槽状断陷，具有狭长不对称的地堑结构（图1），中部发育的伊汉通断裂活动强烈，在断陷后期主要表现为右行走滑，对断陷结构改造比较大，走滑所派生的张扭和压扭共同作用形成了现今的构造格局。

1　区域构造概况

区域构造上，方正断陷位于郯庐断裂带北段西半支佳伊断裂带内，该断裂带晚白垩世—第三纪表现为右旋平移断层［1-2］。受区域应力场及郯庐断裂带的影响，方正断陷经历了古新世—始新世断陷、渐新世断陷并伴有走滑改造等构造旋回，作者将其定义为多期叠合走滑型断陷盆地。断陷内断裂主要有NEE向、NWW向、NE向和近EW向正断层（图1）。其中，NEE向断层主要为一级断裂：包括2条控陷断裂西北缘断裂和东南缘断裂，1条走滑改造断裂伊汉通断裂，NWW向及NE向断层主要是控制构造带的二级断裂（如fl、f2、f3），EW向正断层主要为NEE向一级断裂伴生的次级断裂。

图1　方正断陷构造纲要及地理位置

2　走滑构造识别及特征

对地震资料的重新梳理和伊汉通断裂详细的构造解析，识别和确定了伊汉通断裂两侧发育多种典型的走滑构造样式，表现形式如下：

（1）地震反射层在伊汉通断裂两侧发育次级断裂呈雁列式展布（图2），并且次级断层的走向与凹陷轴向一般存在40°～50°的夹角，这种雁列展布的断层组合模式常见于走滑断裂带中［3］，断层两侧在剪切应力作用下，形成与主断裂斜交的派生构造组合，呈雁列展布，并与凹陷轴向有一定夹角［4］。

（2）伊汉通断裂两侧地层与断层面的夹角一般不互补。因为非走滑断层两侧地层界面与断层面的夹角一般是互补的，而走滑断层两侧地层一般存在夹角，这2个夹角之和往往小于（正花状构造）或大于（负花状构造）180°，这是在地震剖面上识别走滑断层的一个重要标志［5］。

图2　方正断陷北部T21构造图

（3）伊汉通断裂带主断面产状近于直立嵌入基底，低角度的次生断层向下与伊汉通断裂汇合，向上撒开，与伊汉通干断裂组成花状和半花状构造，这是走滑断裂的重要表征之一［6-7］。

（4）在对研究区地震资料解释的过程中发现伊汉通断裂带两侧地震信息有显著的变化，表现在断层两侧地层厚度、地震波组出现杂乱反射。由于两盘地层运动以走向滑动为主，会造成断层两侧同一套地层的厚度不匹配及沉积相突变的现象，引起两侧地震速度也存在差异［8］。

3　应力场对走滑构造的影响

根据前人对走滑构造模拟的研究，北东—南西走向的走滑断裂走滑应力分解为2个方向的分力，近东西向的压应力（σ1）和近南北向的张应力（σ2）。在σ1的作用下，地层发生应变的结果是产生一组近南北走向的挤压构造；同时，在σ2的作用下，地层发生应变的结果是产生一组近东西走向的伸展构造［9］。

由于伊汉通断裂沿走向上的变化导致断裂两侧的断块不能始终都与走滑方向保持一致，由此造成了沿走滑断裂带走向上不同部位的局部应力场与应变的不同（图3）。

图3　伊汉通走滑断裂带应力场分析

（1）压扭区（增压部位）:此处压应力（σ1）最为集中，挤压作用最强，而张应力（σ2）以剪切作用为主。应变的结果是走滑断块发生汇聚，走滑断裂两侧地层因东西向挤压而拱升形成压扭性构造［10］。

（2）张扭区（释压部位）:此处张应力（σ2）的拉张作用最强，由于压应力（σ1）方向与走滑断裂走向平行，以剪切作用为主。应变的结果是，走滑断裂两侧断块在张扭部位发生离散，地层因张扭而形成张扭性构造，当应变达到一定程度，一组雁行状排列的伸展断裂便会在走滑断裂的张扭部位形成［11］。

通过以上构造应力分析表明，伊汉通断裂在走滑过程中，局部应力场的性质可以随着断裂走向的变化而出现压扭区的应力集中与张扭区的应力释放的相互转化，随着走滑断裂带上不同构造部位局部应力场性质的转换，断鼻构造主要沿压扭区形成，断凹与雁行式伸展断裂则分布于走滑断裂的张扭部位［12］。

4　伊汉通走滑断裂与油气关系

通过对应力场的分析，伊汉通走滑断裂带在大林子次凹的张扭活动而形成深断凹，压扭部位大罗密构造带隆升形成断鼻或断背斜等构造圈闭，因此沿走滑断裂带附近的地层常常表现为“隆凹”相间分布的构造格局，这种隆凹相间的模式可以看成是凹中隆的特殊样式，易于形成自生自储油气藏。

伊汉通走滑断裂为长期继承性发育的深大断裂，生油凹陷基本上紧临走滑断裂张扭部位的下降盘一侧发育，油源条件优越，油气主要沿走滑断裂张扭部位的断凹区向走滑断裂压扭部位的断鼻圈闭中运移、聚集而形成油气富集区（图4），再者，生油层中的分散油气也可在扭应力作用下运移至断鼻圈闭中，形成油气的二次聚集，从勘探实践来看，大罗密构造带已完钻的FZ4井见良好显示，FZ5井获得工业油流，充分证实了大罗密构造带油气成藏模式与伊汉通走滑断裂控制油气分布的一致性。