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近年来的勘探研究工作表明,位于松辽盆地北部的徐家围子断陷是一个重要的含气断陷,具有良好的天然气勘探前景。然而,徐家围子断陷经历了多期复杂的构造运动,断裂发育广泛,构造样式复杂,构造演化规律认识不清,断裂和构造对气藏的控制模式尚不清楚。这些问题都限制了该区域勘探研究工作的进行,因此有必要对徐家围子断陷的构造几何特征、构造演化特征进行深入的分析研究。为了更加清楚的认识徐家围子断陷的构造特征,本文从建造与改造的观点出发,以钻井测井数据和地震剖面解释为基础资料,结合成盆动力学、构造地质学以及沉积地质学等基本理论知识和分析方法,运用平衡剖面技术以及构造物理模拟,对徐家围子断陷的断裂系统、构造样式和构造演化规律进行深入系统的研究,为下一步的油气勘探工作奠定坚实可靠的基础。 本研究主要内容包括:⑴徐家围子断陷是一个在伸展应力作用下所发育的西断东超式箕状断陷,断陷整体上具有东西分带、南北分块以及凹隆相间的构造格局特征。断陷主要发育四条主干断裂,徐西断裂作为断陷的主要控陷边界断层,控制了徐家围子断陷的形成演化,徐中断裂、宋西断裂以及徐东断裂为徐西断裂发育过程中的伴生断裂,对地层的沉积控制作用不大,但是对断陷内构造格局起到了复杂化的作用。徐家围子断陷的断裂在平面上分布受徐西深大断裂的控制,次生断裂分布特征不规则且错综复杂,总体上断裂体系在平面上具有多种组合形式,典型的组合样式有雁列式组合、“X”型组合以及雾状组合。⑵从建造作用与改造作用的观点出发,通过三维地震资料的精细解释,识别出四期建造与四期改造,并相应发育了三大构造样式,包括伸展型构造样式、挤压型构造样式以及反转构造样式。建造期主要发育伸展型构造样式,比如断阶构造、Y字型组合、堑垒构造、逆牵引构造以及正断层相关褶皱;改造期主要发育挤压型构造样式和反转构造样式,其中挤压型构造样式包括冲起构造以及逆断层相关褶皱;反转构造为典型的正反转构造。⑶徐家围子断陷构造演化过程可以大致分为五个阶段,分别为基底形成期,初始张裂期,强烈断陷期,挤压褶皱期以及稳定沉积期。基底形成期主要发生在中侏罗世以前;初始张裂期主要发生在火石岭组沉积时期,受伸展作用,发育正断层相关褶皱,徐西坳陷、徐中隆起以及徐东坳陷基本形成;强烈断裂期主要发生在沙河子组沉积时期,受伸展作用,主要发育堑垒构造、断阶构造等;挤压褶皱期主要发生在营城组沉积时期,受挤压作用,发育逆冲、冲起等构造样式,部分地层遭受剥蚀;营城组末期,地层反转,发育正反转构造样式;而稳定沉积期主要发生在营城组沉积之后的时期,构造活动弱,构造变形小,构造格局变化不大。⑷通过构造物理模拟实验,并结合平衡剖面技术,认为徐家围子断陷的形成演化主要受控于西侧控陷断裂-徐西断裂。断陷南北分块的构造格局是徐西控陷断裂的结构和产状发生变异的结果。徐家围子断陷的基本构造格局形成于统一的伸展构造动力学环境。徐西坳陷、徐中隆起以及徐东坳陷是同一期拉张构造应力作用的产物,后期挤压应力对徐中隆起的形成有一定的改造作用,使得徐中隆起带以及断陷的构造格局更加复杂化。徐家围子断陷建造期发育正断层相关褶皱,其中背斜形成徐中隆起,向斜形成徐西坳陷和徐东坳陷;徐家围子断陷改造期受先存断层产状的控制,发育逆断层相关褶皱,在挤压作用下,上盘的断坡部分逆冲到下盘的断坪之上,上盘岩层受断层面形态制约而发生褶皱变形;徐家围子断陷建造期的伸展作用和改造期的挤压作用叠加产生正反转构造样式。复杂的构造格局可以是同一构造动力学背景下由于构造边界条件的变异而形成,看似复杂的构造其构造动力学成因机制并不一定复杂,完全可能是一期构造运动形成的。