东辛地区断层调节带的地震识别及特征
2019-04-12路智勇杨少春白青林张善文荆亚云
路智勇 杨少春② 白青林* 张善文 杨 侃 荆亚云
(①中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛 266580; ②海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东青岛 266071; ③中国石化胜利油田分公司,山东东营 257001;④中国石化胜利油田分公司东辛采油厂,山东东营 257001)
0 引言
断陷盆地中断层调节带是指伸展断裂体系中沿主断层走向发育并与之斜交的、调节主断层伸展位移的构造。它能连接相对独立的伸展断裂体系,传递断裂体系之间的变形,从而达到区域应变的守恒[1-4]。在不同级别的构造单元中,断层调节带的规模不一。大型断层调节带影响着盆地的形成、演化以及后期的改造[5-6],而小型断层调节带则控制着断块等局部构造的发育、形态与样式[7-8]。调节断层是起调节作用的构造形式,同时也是不同类型调节带的识别标志,它与主断层以不同的方式影响着油气的分布,不同类型的调节带具有不同的油气分布特征[9]。
早期研究发现,东营凹陷中央隆起带存在多个小规模的三级或者级别更低的断层调节带[10]。相对于大型断层调节带而言,断块级别的小型断层调节带主断层多为二级—三级,内部的调节断层则为四级—五级,部分已经属于低级序断层的范畴,力学机制多为张扭性,在地震剖面上反射特征多变,局部表现为轻微扭动的“似断似连”现象。
东辛地区的断裂体系地震响应特征较为复杂,识别难度大,而各小型调节带断层样式的特殊性更是加剧了这种难度[11-13]。所以,针对东辛地区不同类型断层调节带的地震识别及构造特征的系统性研究相对较少,尤其是不同类型之间构造差异性的分析更是少见。地震相干属性可以识别具有一定规模的断层,能够刻画断层发育带的几何形态及组合样式[14]。笔者从东辛地区断裂的发育及演化特征入手,利用沿层地震相干属性,对区内的断层调节带进行识别与类型划分; 详细描述不同类型的几何学特征,建立与其相应的地震识别标志; 论述调节带的含油气特征,阐明断层调节带的分布规律并建立了相应的发育模式,以指导油气勘探有利目标的优选。
1 地质概况
东辛地区位于东营凹陷中央隆起带东段, Ying1、Ying31、Ying8、Xin1及Xin120共5条呈近东西向展布的二级断层构成东辛断裂带主体格架(图1),并控制了构造格局及沉积体系[15]。整个东辛断裂带西部窄、东部宽,西起Ying1断层的西端,东到辛镇平行断层系的东端,北达Ying8断层,南至Xin133断层。断层形态与组合样式多变,不同断层之间、单条断层的转折端和尾端发育不同样式的转换斜坡与调节断层。
东辛断裂带的构造演化过程为:①孔店组—沙四段沉积期,为东营凹陷发育初期,在南北向伸展作用下,Ying8与Ying1、Ying31滑脱断层系构成了东辛断裂带的雏形; ②沙三段沉积早—中期,早期形成的滑脱断层系在逆牵引作用下形成了一系列背斜; ③沙三段沉积后期,郯庐断裂带右旋走滑作用形成的张扭性断层叠加在早期的伸展断裂之上,形成了东辛断裂带的基本格架; ④沙四段和孔店组塑性岩层在沙二段的差异压实作用下底辟上拱,将原有的断裂复杂化,东辛断裂带发育基本完成[16-18]; ⑤张扭以及底辟上拱复合作用在沙一段沉积期继续发育,断裂样式与沙二段沉积期相似; ⑥东营组—明化镇组沉积期,构造活动开始减弱并逐渐停止,断裂样式也由复杂到简单,直至主断层完全消失在明化镇组的顶部[19]。断层调节带作为调节构造变形的产物,演化特征与东辛断裂带一致,大部分在沙二段沉积期的活动性达到顶峰,并在沙一段沉积期定型[17,20]。
图1 东辛地区沙二段顶面断裂体系及断层调节带分布图
2 断层调节带类型
Morley等依据几何学特征,对两条断层控制的断层调节带进行分类,在理论和实践上都具有指导意义[10,15,21]。因此,在其分类的基础上,从东辛断裂带的形成机制和演化特征入手,以主断层的数量、相互位置关系与形态等几何特征和断层调节带的构造样式为依据,对断层调节带进行了系统分类(表1)。
(1)以控制断层调节带形成的主断层的数量作为一级分类标准,将其分为两大类,即由两条或多条断层控制的断层调节带和由单条断层控制的断层调节带。其中,发育在东营构造与辛镇构造结合部的Xin50趋近型调节带为4条断层相互靠近、共同作用形成。
(2)以主断层的几何形态学作为次级分类依据,根据主断层之间的位置和倾向关系,将两条或多条断层控制的断层调节带细分为3类5型; 对单条断层控制的调节带则按照其发育部位以及调节断层与主断层的关系进一步分为2类。
表1 东辛地区断层调节带类型划分
3 不同类型断层调节带特征及地震识别标志
3.1 两条或多条断层控制的断层调节带
3.1.1 平行型断层调节带
平行型断层调节带发育于两条相互平行的断层之间,当一条断层伸展量减小时,通过断层调节带的调节作用,另一条断层伸展量相应增大,两条断层走向上位移的变化呈互补关系。伸展断层活动时派生的次级断层、生长背斜以及翘倾断块等次级构造主要发育在断层下降盘。上升盘往往只是简单的整体抬升,很少发生其他形变[22],导致两条平行分布且背向倾斜的断层,在其所夹的地垒型断块内很难发生位移的传递与互补,限制了断层调节带的发育。
因此,平行型断层调节带在东辛地区只发育对向型与同向型两种。
Xin120断层调节带位于辛镇构造的南部,是东辛地区典型的平行同向型断层调节带,由北倾的呈平行展布的Xin133断层与Xin120断层共同控制形成,发育在Xin133断层的下降盘,呈东西走向带状展布(图2)。地震剖面上,调节带内的三条小型调节断层发育处,同相轴自上而下明显错断,两侧波组关系稳定,整体呈断阶状依次向北陷落,将南侧边界的Xin133断层的形变(断距量)传递到北侧边界Xin120断层之上, Xin120断层的断距明显大于Xin133断层。因此,伸展断层的派生构造一般发育在下降盘的这种性质造成了平行同向型断层调节带形变传递具有明显的方向性,即只能顺断层倾向将一条主断层的形变向下传递到另一主断层。由于呈反向断阶状展布,导致越靠近北侧的主断层断块的翘倾量越大,部分层段断块的翘倾量大于调节断层的断距,因而出现了下降盘被抬升的假象。张性较强的调节断层侧向封堵能力相对较弱。另外,断层与其控制的地层为反向倾斜的断鼻构造,在调节断层与Xin120断层的上升盘便形成了多个具有统一油水界面的半月型油气富集区(图2)。由于越靠近沙二段顶部,断层的活动性越弱,对油气的垂向输导能力越弱,造成了油气多聚集在沙二段的顶部,沙二段各砂层组的含油面积自下而上逐渐增大[23]。
图2 Xin120平行同向型调节带构造特征与含油范围
Xin15平行对向型断层调节带位于Xin120平行同向型断层调节带的北侧,由北倾的Xin15断层与南倾的Xin1断层共同作用形成,呈宽条带状展布(图3)。主断层向两侧的伸展运动在调节带内各自派生出与其倾向相同、呈断阶式分布的调节断层。各调节断层与主断层近平行分布,延伸较长。地震剖面上,自上而下同相轴明显被错断。与平行同向型调节带的作用相似,调节断层将两侧主断层的形
图3 Xin15平行对向型调节带构造特征与含油范围
变顺倾向传递,调节带中部的调节断层c、d、e与f的断距较大。整个断层调节带在地震剖面上呈根部收敛、上部撒开的“包心菜”状。越靠近中心,断层的形成时间越晚,次级断层系发育越复杂,断层与地层的反向翘倾越明显,构造高点呈由调节带两翼向中心迁移的趋势。两侧的断层级别相对较高,对油气的输导能力较强,形成了自下而上沿主断层呈串珠状分布的微断块油藏,同时越靠近上部地层,油气富集位置越趋向于断层调节带的中心(图3)。
3.1.2 叠覆型断层调节带
叠覆型断层调节带发育在两条侧列式展布主断层之间的首尾叠覆地带,与平行型断层调节带相似,受控于伸展断层上升盘较弱的构造活动。东辛地区的叠覆型断层调节带只发育同向型与对向型两种。叠覆型断层调节带的两条主断层在平面上呈侧列式分布,对构造具有较强的控制作用,多向下切穿烃源岩层,成为油源断层,且下降盘往往伴生一系列生长背斜,配合断层的侧向封堵,形成构造圈闭,调节带油气富集程度较高[24]。
Ying26叠覆同向型断层调节带位于东营构造核部,由Ying1断层的上升盘与Ying31断层的下降盘侧列式展布、首尾叠覆而成。两主断层依次向北掉落,调节断层则呈右阶雁列式展布[25],东部三条调节断层d、e、f与西部的调节断层对向倾斜,北部Ying1主断层的倾没端向西呈发散状消失,而南部Ying31断层的的倾没端则向南发生弯曲,继续发育(图4a)。在东西向地震剖面上可见,东倾的调节断层被西倾的高角度调节断层d截断并消失,东部西倾的调节断层也依次在底部收敛于调节断层d之上。断层组合呈花状构造样式,表现出强烈的走滑性质[26](图4b)。各次级调节断层特征相似。调节断层a形成较早,在油气充注之前便破坏了砂体的横向连通性,导致调节带内外在油气充注后分属两个不同的油水系统。调节断层d断距大,且具走滑性质,具有较强的侧向封堵能力[27],将断层调节带内的油水系统一分为二。西部的断块依次向东掉落,越靠近东部,含油面积越小。东部的断块油藏则依次向东抬升,越靠近东部,含油面积越大。
Xin37叠覆对向型断层调节带位于东营构造的东缘,东部紧靠辛镇构造,由呈近东西向分布、对倾的Xin25三级断层与Ying31三级断层首尾叠覆而成。与叠覆同向型断层调节带相似,内部的4条调节断层呈右阶雁列式展布,但是调节断层倾向一致,均为北西西向。北部的Xin25主断层的倾没端向北西西向消失,南部的Ying31断层逐渐向东消失。受主断层与调节断层的影响,构造高点位于调节带的中部,地层呈不对称的背斜展布,轴线为北西西向,与调节断层的倾向一致(图5a)。在东西向地震剖面上,调节断层呈上部向东撒开的马尾状,底部收敛于调节断层b,具走滑性质(图5b)。由于产生的第一条调节断层a是在主断层向两侧伸展活动时诱导的剪切作用下形成的,与受郯庐断裂带右旋走滑活动影响所产生的调节断层b、c、d相比,其规模小、张性强,断层的封闭性较差,导致调节带内西部的油水系统与外界为统一的整体。调节断层b断距较大,将两侧岩层的连通性破坏,加上自身具有较强的走滑性,将调节带东部与西部的油水系统分隔开。
图4 Ying26叠覆同向型调节带构造特征与含油范围
图5 Xin37叠覆对向型调节带构造特征与含油范围
与调节断层b相似,东侧的调节断层d分隔其东、西两侧油水系统。调节带中部的含油范围明显大于东、西两侧,受背斜轴部位于调节带中部的影响,油气多富集在调节带的中部,两侧的油气则沿着Xin25断层分布。
3.1.3 趋近型断层调节带
东营构造中的Ying31断层的尾端与辛镇构造中Xin120、Xin15和Xin1断层的头部在结合部呈“一拖三式”相互靠近,并通过派生的次级断层相连接,形成了呈东西向倒“由”字型分布的Xin50趋近型断层调节带(图6a)。
部分观点倾向于以Xin68断层为界将Xin50断层调节带的南、北两部分划分成两种不同的类型。北部为Xin1断层的尾端发散形成的单条断层控制的发散型断层调节带,南部为Ying31断层与Xin120断层和Xin15断层相互靠近而形成的趋近型断层调节带[11,28]。但是,地震剖面显示南、北两部分的断层为紧密结合的整体,作为南、北两侧边界的Xin50断层与Xin1-1断层,在底部收敛于作为调节断层的中轴断层,断层组合呈复合花状,为区内张扭作用下形成的统一的断层系(图6b)。平面上北部Xin1-1断层与Xin1断层的倾没端相交,南部Xin50断层与Xin120断层倾没端相连,中部中轴断层与Xin15断层的倾没端相连,Xin50断层调节带将Ying31断层的尾端与Xin1、Xin15和Xin120断层的倾没端组成了一个统一的构造体系。构造演化特征表明,随着沙二段沉积期右旋走滑运动加强,Ying31断层尾端向内发生弧形弯曲,并派生出一系列雁列式次级断层与东部的Xin1、Xin15和Xin120断层的倾没端相交。因此,Xin50趋近型断层调节带的南、北两部分应为统一的整体,它将四条主断层倾没端的伸展形变向调节带中心迁移,限制了相互靠近的主断层倾没端在趋近区的发散程度。
Xin50断层调节带的调节断层走滑性强、封闭性较好,内部的各断块具有各自独立的油水系统;平面上油气多富集于弧形弯曲的调节断层内侧。不同于平行型调节带与叠覆型调节带,它的主控断层为油源断层尾端,输导能力较弱[23]。Xin50断层调节带整体含油性较差,内部断块间油气富集程度的差异性也较大。
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图6 Xin50趋近型调节带断裂展布特征与含油范围
3.2 单条断层控制的断层调节带
单条断层控制的断层调节带分为内敛型与发散型两类。断层的转折端和尾端因应力释放产生调节断层位移,受控于东辛地区复杂断裂系的相互作用,单条断层控制的断层调节带主要位于断裂带的两端和翼部,多形成于主断层活动趋于停止的东营组沉积期。
发散型断层调节带是指位于主断层尾端、调节断层向外散开的断层调节带。内敛型断层调节带是指发育在主断层转折端处调节断层向断层一端呈收敛状、另一端则呈撒开状的断层调节带。
Xin68发散型断层调节带位于辛镇构造北翼,在平面上呈“凤尾”状展布,以调节断层e为界,南、北两部分表现出不同的构造特征。北部的调节断层呈向东部撒开、向西部收敛于Xin68断层的帚状,东部尾端呈“燕尾”状分叉;南部的调节断层呈北西向的右阶雁列式展布,北端与调节断层a斜交,与张扭环境下右旋应力场易发育右阶断层的力学机制相对应(图7a)。调节带南、北两侧分别以Xin15断层和Xin1-1断层为界,沙二段以上断裂组合呈复式地堑,各断层在沙二段以下高角度斜交于Xin1-1断层上,呈梳状,调节断层的断距较小(图7b),这种复合型构造样式有助于分散断层倾没端的伸展位移及下伏地层的底辟上拱,使构造相对平缓[29]。与两条或多条断层控制型的调节带相比,Xin68发散型断层调节带在平面上面积较小,调节断层的分布及组合样式更复杂。垂向上,该调节带位于Xin1油源断层的上方,并于东营组沉积期Xin1断层活动减弱时形成。包裹体等资料指示其为Xin1断层最后一次较大规模活动时油气运移的终点站[30]。上述时空配置关系导致在Xin68断层调节带内的东营组形成了多个油柱高度大但含油面积较小的油藏。
图7 Xin68倾没端发散型调节带构造特征与含油范围
断层转折端控制的内敛型断层调节带发育在二级断层弧形弯曲处,内部的调节断层以“帚”状或“马尾”状向内收敛于主断层之上。这种向内收敛、向外发散的分布样式将主断层在弧顶处的形变向外扩散,调节了主断层的弯曲程度,保持了主断层沿走向消失的规律性。内敛型断层调节带由于处在断裂带的周缘,且空间上多位于油源断层凹面的拱顶处,油气运移路径呈发散状[31],不利于油气富集。
Ying66内敛型断层调节带位于东营构造西北缘Ying1断层转折端处的下降盘,空间上处于Ying1断层弧形弯曲部位凹面的拱顶处(图8)。调节带在平面上呈“歪耙”状。调节断层的一端收敛于主断层的转折端处,另一端则呈帚状向外撒开。在地震剖面上调节断层则呈梳状与主断层斜交。Ying66内敛型断层调节带的调节断层呈较强的剪切性,张性很弱,导致调节断层的断距在平面上较小,但是具有较强的封闭性。由于Ying1断层凹面拱顶处的下降盘的油气运移呈发散状,不利于调节带的油气充注; 而调节断层较强的封闭性又阻止了调节带西侧的油气在砂体内部向构造高部位的横向运移,致使调节带只在东、西两边缘调节断层与主断层的相交处发育零星的油气藏(图8),油气勘探潜力低。
图8 Ying66转折端内敛型调节带构造特征与含油范围
3.3 不同类型断层调节带的地震识别标志
本文针对断层调节带构造样式的特殊性,从地震沿层相干属性及地震剖面入手,建立了东辛地区不同类型断层调节带的地震识别标志(图9)。
在张扭性质的复杂断裂发育区,地震相干属性能更好地刻画断层的平面展布特征,因此利用沿层相干属性确定不同级别及不同类型断层的平面形态及组合。在平面上选取不同方向的地震剖面分析构造样式,最后在构造几何学特征相似性的约束下,结合各类调节带的发育位置、调节断层对主断层构造的调节作用及典型构造样式的成因机制,对张扭环境下的小型断层调节带进行识别及类型划分。
平行型断层调节带在沿层相干体上为平行分布的断层系,是在早期相对简单的构造条件下由南北向拉张作用形成,一般在平行型断层系中成组发育。其中平行同向型断层调节带在垂直于断层走向的剖面上呈同向或反向断阶式;平行反向型断层调节带则在垂直于断层走向的剖面上呈复式地堑状,沿断层走向两侧的主断层对调节带的控制程度不同,相互影响对方的发育。
叠覆型断层调节带发育在两条侧列式断层的首尾叠覆区,它由沙四—沙三早中期南北向的伸展作用叠加了沙三晚期—沙一期东西向的右旋走滑作用所形成。内部的调节断层呈雁列式分布,具有较强的走滑性,调节断层在垂直于其走向的剖面上多呈花状或马尾状。其中,叠覆同向型断层调节带在垂直于主断层走向的剖面上呈滑动断阶状,内部伴有反向断层之间的切割错断,具有一定的共轭性。叠覆对向性断层调节带在垂直于主断层走向的剖面上多表现为包心菜状,中下部的地层与断层高角度反向翘倾,构造高点自下而上逐渐由两侧向中心迁移。
趋近型断层调节带由多条呈近平行状分布的断层在倾没端相互靠近时产生,为伸展与走滑共同作用在多条断层系结合部的结果。平面上,调节断层一端向中轴断层收敛,另一端呈近平行状展开,整体呈扇形;调节断层在垂直于其走向的剖面上呈以中轴断层为“花心”的复合型花状构造样式,在与主断层斜交的剖面上则呈“包心菜”状。
发散型断层调节带位于单条断层的倾没端,由张性断层尾端应力释放形成的分叉状断层被走滑作用改造形成。调节断层在平面上呈收敛于主断层的凤尾状,在垂直于调节断层走向的剖面上,上部的构造样式呈“包心菜”状,下部的断层则表现为梳状组合。
内敛型断层调节带位于主断层的转折端,弯曲断层的拱顶处为剪应力的高度集中区,形成了在平面上呈帚状向内收敛于主断层的调节断层系,在剖面上呈梳齿状与主断层高角度斜交[32]。同发散型断层调节带相比,二者不但发育的空间位置不同,而且内敛型断层调节带调节断层平面上呈简单帚状展布的样式与发散型断层调节带复杂凤尾状展布的样式也具有明显差异[33]。
发散型断层调节带由于位于断层的倾没端的应力释放区,面积较小,内部的调节断层密度大。并且,后期派生的低级序断层系加剧了断裂的复杂程度,因而在沿层相干及地震剖面上识别难度较大,需结合其发育的空间位置等其他特征进行综合判定。叠覆型与趋近型断层调节带的调节断层具有较强的走滑性,二者在地震剖面上具有一定程度的相似性,需要通过不同方向的地震剖面及沿层相干特征进行区分。
图9 东辛地区不同类型断层调节带的地震识别标志
4 断层调节带的分布规律及发育模式
4.1 分布规律
断层调节带的类型及发育位置,不仅取决于形成主断层的力学性质,还取决于断层的形态及相互位置关系等[30,34]。由图10可见,自西向东断层的形态与组合样式逐渐复杂,调节带的数目也相应的增多,说明了一定量的调节带有助于维持整体构造的稳定性,具体特征如下。
(1)剖面Ⅰ和Ⅱ上,Ying1与Ying31断层均呈铲式展布,Ying1断层与其反向断层呈梳状组合,Ying31断层与其同向断层呈滑动断阶状在底部收敛于Ying1断层。剖面Ⅱ中,Ying1断层对Ying13断层调节带的控制作用明显强于Ying8断层。
(2)剖面Ⅲ中次级断层较发育,Ying26断层调节带表现为被次级断层复杂化的断阶状结构。Ying31与Ying1两主断层的根部反向终止于Ying8断层之上,三者与内部的次级断层系共同构成了不对称的“包心菜”状。在Ying13与Ying26两叠覆型断层调节带的调节下,构造相对平缓。
(3)剖面Ⅳ构造样式相对简单,次级断层斜交于Ying8断层之上,呈梳状特征。由于缺乏断层调节带的调节,Ying31与Ying8断层的断距明显大于剖面Ⅲ处,构造起伏也较大。
(4)剖面Ⅴ发育“包心菜”状构造样式,断层与地层的反向翘倾作用导致构造高点自下而上由两翼向核部转移,东营期构造高点已经完全迁移到断裂带核部。由于Xin37叠覆对向型断层调节带的调节,Ying31与Xin25两主断层在剖面上断距较小,其中Ying31断层的断距明显小于剖面Ⅳ处,Ying8断层的断距则与剖面Ⅳ处相近。
(5)剖面Ⅵ与Ⅶ均表现为负花状构造样式,与一般花状构造根部为切穿基底的深大断裂不同,其根部则是Ying8边界断层在下伏的地层中滑脱而成。该样式的形成与强制褶皱的脊背断裂有关[27],说明了平行型与趋近型断层调节带既能通过调节断层来传递应变,又能通过地层的牵引褶皱与旋转翘倾来降低块体的升降幅度,避免过大构造落差的产生。
通过以上研究,认为东辛地区的断层调节带具有以下分布规律:①平行型断层调节带主要发育在东部的辛镇构造中,受辛镇平行断层系的控制;②趋近型断层调节带由东营构造的Ying31断层与辛镇构造的Xin1、Xin15和Xin120断层在平面上呈“一拖三式”相互靠近形成,呈倒“由”字型展布;③叠覆型断层调节带主要分布在西部的东营构造中,由侧列式展布的两条主干断层相互叠覆形成;④内敛型断层调节带主要发育在东营构造的翼部,由主断层转折端应力释放形成;⑤受东辛地区复杂断裂体系的影响,断层的倾没端易受其他断层的影响,发散型断层调节带只发育在辛镇构造西部的Xin68断层尾端。
4.2 调节带发育模式
东辛断裂带之所以在张扭环境下为北西西向的穹窿,这与走滑作用下的强制褶皱和下伏盐岩塑性地层的底辟上拱密不可分(图11)。自沙一段向上,地层的塑性逐渐增强,在东西向走滑作用的牵引下,容易发生与主断层斜交的褶皱。受核部空位的影响,上部的地层发生塌落,使地层旋转翘倾[27]。随着走滑作用的持续和下伏泥盐丘的底辟上拱[15,23],地层的旋转翘倾量及褶皱幅度越大,背形就越明显。
根据东辛断裂带形成机制,在区域构造背景的约束下,依据平衡剖面及构造、物理模拟等,建立了东辛地区断层调节带的发育模式(图12):①沙四段沉积期,在近南北向伸展作用下,东营构造发育侧列式分布的北倾的Ying1与Ying31断层;辛镇构造则发育平行分布的南倾的Ying8、Xin25、Xin1断层与北倾的Xin120平行断层,构成了东辛地区的断裂格架。其中,Ying8断层规模较大,在下伏塑性地层中滑脱。②沙三段沉积期,右旋走滑作用开始发育,主干断层在下降盘产生逆牵引构造,Ying1与Ying31断层、Ying1与Ying8断层、Ying31与Xin25断层相互叠覆,并派生出调节断层;Xin120与Xin15断层之间开始发育与主断层平行的调节断层。③沙二段沉积期,伸展作用有所减弱,走滑作用逐渐增强,Ying1与Ying31断层、Ying1与Ying8断层以及Ying31与Xin25断层所控制的叠覆型断层调节带发育成型;辛镇构造带的平行型断层调节带也发育成型;Ying31断层尾端派生的树枝状断层系与辛镇构造中的Xin1、Xin15和Xin120断层相连接;Ying1与Ying8断层的弧形转折端开始发育帚状调节断层系。④沙一段沉积期,张扭作用开始减弱,底辟上拱作用不断增强,区内的叠覆型与平行型断层调节带派生出低级序断层,构造活动逐渐减弱;Xin50趋近型断层调节带与内敛型断层调节带也完成发育;Xin68断层倾没端派生出放射状的断层系使其尾端发散型断层调节带具有雏形。⑤东营组沉积期,随着张扭作用的减弱与底辟作用的增强,叠覆型与平行型断层调节带停止活动;趋近型断层调节带的构造样式简单化,只剩下中轴断层具有轻微的活动性;东营构造的内敛型断层调节带停止活动,尾端发散型断层调节带则进入活动的鼎盛期。
图10 东辛断裂带地质结构剖面(剖面位置见图1)
图11 东辛断裂带背形构造形成机制
图12 东辛地区断层调节带的发育及演化模式
5 结论及认识
(1)依据主控断层数量,东辛地区的断层调节带可划分为两条或多条断层控制和单条断层控制两大类。前者可细分为平行同向型、平行对向型、叠覆同向型、叠覆对向型和趋近型5类;后者可细分为转折端内敛型和倾没端发散型。
(2)平行型断层调节带的调节断层在平面上与主断层平行,在剖面上,平行同向型呈反向或者同向断阶样式,平行对向型则表现为复式地堑构造;叠覆型断层调节带的调节断层在平面上呈雁列式与主断层斜交,在剖面上呈花状或马尾状展布;趋近型断层调节带的调节断层在平面上为一端收敛于中轴断层、另一端近平行展布的扇形,在剖面上则呈复合型花状;发散型断层调节带的调节断层在平面上呈收敛于主断层的凤尾状,在剖面上其下部呈梳状,上部则为“包心菜”状;内敛型断层调节带的调节断层在平面上呈帚状收敛于主断层,在剖面上则为与主断层高角度斜交的梳齿状。
(3)发散型断层调节带面积较小,断层密度较大,断层组合样式复杂多变,地震识别难度大,需要结合空间位置,利用沿层相干切片和不同方向剖面的构造样式进行综合判定。叠覆型断层调节带与趋近型断层调节带的地震剖面特征相似,需要结合沿层相干对不同方向的剖面对比综合判定。平行型断层调节带与内敛型断层调节带构造特征相对简单,通过沿层相干体与典型地震剖面特征分析即可识别。
(4)叠覆型断层调节带主要位于东营构造中呈侧列式分布的断层的叠覆区,两侧的断层均是区域性油源断层,整体含油性最好;平行型断层调节带主要位于东部的辛镇平行断层系内,两侧的主断层多为油源断层,整体含油性好;趋近型断层调节带发育在东营构造与辛镇构造的结合部,由四条油源断层呈“一拖三式”的倒“由”字型相互靠近而成,含油性较好;发散型断层调节带发育在辛镇构造西部的断层尾端,由主断层倾没端应力释放而成,含油性一般,内敛型断层调节带发育在东营构造西北部的断层转折端处,与弧形断层应力的释放有关,含油性差。
(5)东辛断裂带的叠覆型与平行型断层调节带形成最早,停止活动也最早,其次为趋近型断层调节带;内敛型和发散性型断层调节带形成最晚,停止也最晚。受控于调节带构造发育部位以及调节带自身活动性与油源断层活动性的耦合关系,叠覆型与平行型调节带为油气勘探的最有利目标区。