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构造因素是决定断陷盆地形成、演化的重要因素之一,而断裂构造又是构造因素中起主导作用的因素。断裂构造的活动演化直接控制着断陷盆地的构造格局和沉积、充填样式。因此对含油气盆地中断裂构造的研究具有十分重要的意义。因此,本文以地质、岩芯和测井以及覆盖整个研究区的高分辨率三维地震资料为工作基础,分析了西南庄断裂体系特征及其活动性,探讨南堡凹陷西南庄断裂活动性对盆地沉降中心、沉积中心和沉积相的控制作用。
论文主要内容包括如下几个部分:
第一章主要讨论了论文选题的目的与意义,总结了构造-沉积控制与响应关系方面国内外研究现状与取得的科研成果,主要有两方面:①不同构造活动控制着不同的沉积盆地填充序列。②构造活动控制着盆地沉积-沉降中心的分布及不同时期的变迁。并结合南堡凹陷勘探研究现状,和地震、地质等资料情况论证了在南堡凹陷开展研究的可行性和重要意义,并介绍了论文的研究思路和研究方法:通过综合利用地质、地震等方法和手段,以地震地球物理解释成果为基础,采用断层活动速率法和古落差法来研究西南庄断裂的几何学特征、活动演化特征及其活动性对沉积的控制作用。
第二章介绍了南堡凹陷的基本地质概况,南堡凹陷是位于渤海湾盆地黄骅坳陷北部的一个中新生代盆地,属于渤海湾盆地中油气资源丰富的小型凹陷。该凹陷东北部以柏各庄控盆断层为界与柏各庄凸起、马头营凸起毗邻;西北部以西南庄控盆断层为界与西南庄、王老庄凸起为邻;南部缓坡与沙垒田凸起呈超覆关系。该凹陷内总的构造格局呈NNE向,面积约1932km2。凹陷内断裂极为发育,依据断裂在盆地发育过程中所起的作用,对构造单元的控制作用及断裂的规模,将凹陷内的断裂划分为二级、三级和四级断裂。新生界地层是南堡凹陷主要油气勘探层位。新生界包括古近系沙河街组、东营组,新近系馆陶组、明化镇组及第四系平原组。
第三章对南堡凹陷西南庄断裂体系特征进行了分析,其剖面上具有四种不同组合样式:“Y”字型、反“Y”字型、断阶型和复合“Y”型。平面上组合形态可分为两种:雁列式组合和平行状组合。西南庄断层下降盘发育两种典型的构造样式,在西段形成了南堡5号滚动背斜构造带,而中段与东段交界处形成老爷庙横向背斜构造。
第四章对西南庄断裂活动性及演化特征进行分析,介绍了研究断层活动性的古落差法、生长指数法和断层活动速率法三种方法和原理,比较古落差法与生长指数法在研究生长断层时具有的优点:(1)不受上升盘地层是否缺失的限制;(2)不受断陷盆地整体沉降幅度的影响;(3)容易对比断层的活动强度;(4)地质含义明确;(5)可操作性强。通过对西南庄断裂活动性及演化特征分析:西南庄断裂具有明显的分段性,可以划分为3段:即呈北北东向延伸的东段、近东西走向的中段和近东西向转折为北东向的西段,东段活动于印支期,当时为逆冲断层,侏罗-白垩系发生负反转,反转为正断层,中段和西段段产生于古近纪沙河街沉积时期。断陷盆地早期阶段开始,西南庄断裂的活动性是以“强-弱-强”的方式不断增强,在东营组三段达到最高,在向盆地坳陷阶段转化的过程中,断裂的活动性不断减弱,最终进入坳陷阶段。
第五章主要研究西南庄断裂断层活动对沉积、沉降中心以及沉积相的控制作用,西南庄断裂不同部位不同时期活动强度不同,它直接影响着断裂凹陷的沉积及充填,沉积相的受到物源供给、断裂活动性的强弱、所形成坡折带和沉降速率造成的可容纳空间的大小综合因素控制。这些因素中,断裂的活动强度起到了主要作用。西南庄断裂断层活动控制着湖域的范围和深度以及沉积相的变化。断裂活动强的部位常常发育扇三角洲沉积相或深湖—半深湖相。断裂活动最强的地方沉积曲线最密集,沉降速率变化最快,往往发育扇三角洲粗碎屑沉积相,沉降中心和扇体发育位置具有很好的吻合关系。