渤海湾盆地构造演化及其油气意义.ppt

渤海湾盆地的构造演化及其油气意义,姓名:李志强 学号:201672182 院系:地球科学学院 专业:地质工程 指导老师:李涛 职称:副教授,渤海湾盆地的构造演化及其油气意义,1 引言 2 地质背景 3 大地构造背景及构造演化 4 盆地成因机制 5 油气意义 6 认识,地貌学及构造单元划分,渤海湾盆地位于华北平原北部、辽河平原南部和渤海海域盆地东部以郯庐断裂为界，断裂以东为辽东一胶东隆起区，盆地西北部与辽西一燕山隆起区相邻，西部为太行山隆起区，南部与鲁西隆起区相邻，面积约20×104 km(其中陆地面积13.3×104km2，滩海面积1.7 × 104 km2，海域面积5 .0 × 104 km2)图1-1 渤海湾地区油气藏及构造单元划分（李春光,2006）,1 引言,地貌学及构造单元划分,盆地主要是分为十个Ⅱ级构造单元七个坳陷和三个隆起靠近郯庐断裂的辽河坳陷、渤中坳陷、济阳坳陷和昌潍坳陷称东部坳陷区; 远离郯庐断裂的黄骅坳陷、冀中坳陷和临清坳陷称西部坳陷区在盆地西部有埕宁隆起、沧县隆起和内黄隆起, 对坳陷起分隔作用图1-1 渤海湾地区油气藏及构造单元划分（李春光,2006）,1 引言,2 地质背景,2.1 区域地质概况 2.2 沉积发育史 2.3 地层层序,2.1 区域地质概况,2 地质背景,渤海湾盆地的地貌学形态，主要是新生代以来形成的，渤海湾盆地第三纪以拉张断陷为主要活动形式,内部表现为半地堑和地垒结构。

盆地内部划分为七个坳陷和三个隆起广泛发育新生代的沉积地层，新生代构造运动大体经历了拉张断陷、强烈断裂下陷和区域性坳陷三大阶段，对应于构造运动形成了孔店－沙四期旋回；沙河街－东营期旋回和馆陶－明化镇期旋回2.2 沉积发育史,2 地质背景,渤海湾盆地是一个复式叠加型沉积盆地具有多旋回、多层系和多油气藏类型的含油气盆地的特色其沉积史可划分以下几个时期： （1）晚元古代(震旦亚代)准地槽沉积发展时期:发育碳酸盐岩为主的巨厚沉积 （2）早古生代(下寒武世—中奥陶世)地台沉积发展时期:碳酸盐岩为主夹少量泥质岩和蒸发岩的沉积 （3）晚古生代(中石炭世—二叠纪)地台含煤建造沉积发展时期: 中石炭世海陆交替相沉积含煤地层 ； 二叠纪后期的海西运动，使全区变为山区 （4）中、新生代断陷与坳陷沉积时期:渤海湾盆地的中、新生界剖面内可能有过多次“断—坳型”沉积发育阶段侏罗世、白垩世、第三纪各为一次断陷-坳陷发育期第四期只有第三纪-第四纪的断-坳盆地在渤盆地区保存得比较完整,2.3 地层层序,2 地质背景,渤海湾盆地下部基底为太古代-元古代的花岗片麻岩基地，受到燕山运动的强烈改造，整个中生代的地层缺失严重，广泛发育第三系沉积地层，第三系沉积构造演化具多旋回性，目前，油气比较聚集部位有七个层段，其中以下第三系（古近系）为主要生油层，尤其以沙河街组三段（E3s3）、沙河街组一段（E3s1）最为重要。

图2-1 渤海湾盆地地层综合柱状图（胜利油田研究院，1978）,2.3 地层层序,2 地质背景,区内的主要生油地层（第三系）按从老到新的顺序如下 古近系: 始新统孔店组（E2k）渐新统沙河街组（E3s）渐新统东营组（E3d） 新近系： 中新统馆陶组（N1g）上新统明化镇组（N2g）,2.3 地层层序,2 地质背景,始新统孔店组（E2k）：岩性特征自上而下以红黑红和粗细粗的特点划分为三个段孔三段和孔一段为红色泥岩和砂岩，含砾砂岩互层；孔二段为深灰、黑灰、灰绿色泥岩为主，夹砂岩，以火山碎屑含量低微为特征渐新统沙河街组（E3s）：划分为四段，沙四段分布局限，中下部以暗紫红色泥岩，砂砾岩组成的红层上部为灰色，灰绿色兰灰色泥岩、油页岩生物灰岩部分地区有膏岩、盐岩及红层；沙三段分布广泛以厚层暗色生油岩系为特征发育的深湖相沉积，夹油页岩及不稳定的砂岩体； 沙二段湖盆收缩变浅，水质变淡，发育一套淡水浅湖相粗碎屑沉积以绿灰色、灰－深灰色泥岩与砂岩互层为特征砂岩含砾，为渤海湾油区主力油层之一；沙一段因水域再次扩大，分布较广，边缘地区超复在前第三系之上海域的沙一段特殊岩性段，以灰，深灰色泥岩集中的夹有油页岩，灰岩，白云岩，生物灰岩，鲕粒灰岩薄层为特征。

2.3 地层层序,2 地质背景,渐新统东营组（E3d）：海域东营组分布范围比沙河街组广泛，划分为上下两段，东下段：以灰色泥岩为主，下部为稳定的泥岩段，上部为凹形泥岩标志层，中部为泥岩夹砂岩，总体上为一套反旋回沉积； 东上段：岩性为灰色泥岩与砂岩互层段，砂岩灰白色，局部含砾，底部砂岩具反旋回特点；(东下段古生物介形类为近三角华花介－细弯脊东营介组合，孢粉为皱面球藻属－网面球藻属－栎粉属组合；东上段孢粉以环纹藻属－水龙骨单缝属－条纹三沟粉属榆粉属组合)郭书根,苏同印,2004）中新统馆陶组（N1g）：为一套块状砂砾岩夹泥岩组成的粗碎屑沉积砂岩百分比占90％左右上新统明化镇组（N2g）：上部为灰绿色棕红色泥岩与灰绿色砂岩互层，下部灰绿色，棕红色为主夹砂层，上粗下细（逆粒序）特征明显3 大地构造背景及构造演化,3.1 华北克拉通破坏 3.2 渤海湾盆地所在区域的构造演化 3.3 现今渤海湾盆地的构造特征,3.1 华北克拉通破坏,3 大地构造背景及构造演化,区域上,渤海湾盆地处于古亚洲洋、特提斯洋和太平洋三大构造域相互作用交接的中心区域渤海湾盆地位于华北克拉通的东部地块上,是华北克拉通破坏的中心区域，是破坏最为显著的中心。

渤海湾盆地的结构、构造记录了华北克拉通破坏的构造过程，因此，了解和研究华北板块的构造发育史对于研究渤海湾盆地有重要意义,图3-1华北克拉通在全球板块构造中的示意图,3.1 华北克拉通破坏,3 大地构造背景及构造演化,华北克拉通东部地块的地壳厚度较薄,一般30km左右,最薄处28km;岩石圈也较薄，石圈也较薄,据最新的高分辨率的地震层析成像结果,太行山以东、燕山以南的华北盆地、胶东半岛和渤海湾之下,岩石圈厚60～100km,而其周缘的太行山、燕山—辽西和辽东地区,岩石圈仍厚达100～150km;太行山以西的西部地块岩石圈厚230km左右现今该盆地具有高背景的大地热流，现仍然处于沉降演化阶段李三忠，2010）华北地区的构造演化大致经历5个阶段（何海清,王兆云，1998）,即（1）陆核及基底形成阶段;（2）中、新元古代裂陷槽发育阶段;（3）古生代稳定地台发育阶段及其南北缘的造山作用;（4）中生代中后期欧亚构造域与滨太平洋构造域过渡期;（5）新生代滨太平洋构造域大发展时期3.2渤海湾所在区域构造演化图,3 大地构造背景及构造演化,自元古代以来，渤海湾盆地所在区域对各期次的构造运动均有积极的响应，主要划分为以下五个阶段。

1.中、晚元古代准地槽沉积发展时期：吕梁运动后，沿着内蒙古陆南缘，张家口~北票深断裂南侧形成一个北东-东方向的沉降带，称为燕山准地槽图3-2华北地区中、新元古代裂陷槽分布图 (据中国石油天然气总公司华北古生界项目经理部资料改编，1988) 1盆地边界；2地层等厚线(m)；3海岸线；4主应力方向,3.2 渤海湾所在区域的构造演化,3 大地构造背景及构造演化,2.早古生代地台沉积发展时期：蓟县运动时，发生海侵海退，直到中奥陶世末才结束3.晚古生代)地台含煤建造沉积发展时期：，加里东运动使华北陆台整体上升成陆，经历长期的风化剥蚀和岩溶作用到中石炭世，华北陆台又整体下降，沉积有200～400m厚的海陆交替相含煤地层二叠纪为地台内部陆相盆地，各坳陷内沉积厚度不等，为300--1500m3.2 渤海湾盆地所在区域构造演化,3 大地构造背景及构造演化,4.中生代断陷和火山活动时期：海西运动，使华北陆台继续向上升起印支运动使陆台上沉积层(自中、上元古界至三叠系)全部褶皱形成一系列大型的背斜和向斜构造此华北克拉通破坏地区断裂及火山活动都很强烈,盆地周边和内部的大断裂开始发育，渤海湾盆地的雏形开始形成5.中、新生代断陷与坳陷沉积时期：渤海湾盆地的中、新生界剖面内可能有过多次“断一坳型”沉积发育阶段,3.2 渤海湾盆地所在区域构造演化,3 大地构造背景及构造演化,图3-4 渤海湾盆地构造演化图,3.3 现今渤海湾盆地的构造特征,3 大地构造背景及构造演化,3.3.1盆地构架格局 Ⅰ 西部走滑构造带：主要位于郯庐断裂带的营口潍坊段, 包括下辽河坳陷、渤中坳陷和昌潍坳陷，构造线和油气田分布以北-北东向为主,构造性质为张性和剪性。

Ⅱ 中部拉分构造区：渤海湾盆地的中部, 包括黄骅坳陷和济阳坳陷，构造线和油气布以北东和近东西向及北西向为主, 构造应力以拉张为主兼剪性 Ⅲ 东部走滑构造带：于太行山山前断裂与沧东断裂之间，构造线和油气田以北-北东方向为主，构造性质以剪性为主兼张性图3-5 渤海湾盆地构造区域划分示意图,,3.3 现今渤海湾盆地的构造特征,3 大地构造背景及构造演化,3.3.2盆地边界特征东部以郯庐断裂带营口一潍坊段为界西部以太行山山前紫荆关断裂带及其延伸为界，二者呈北-北东方向延伸南部和北部分别以广断裂和燕山南缘断裂为界，近东西向分布从几何形态看，渤海湾盆地呈规则的菱形，为Z型，具有典型的拉分盆地形态东、西界为大型走滑断裂带，而南、北边界为大型的张性控盆断裂边界断裂是走滑断裂，为主断裂;内部断层是伸展断层，是边界断裂的派生构造，为次级断裂1 早第三纪隆起 2 盆地中的凸起 3 走划断裂 4 正断层 图3-6渤海湾盆地构造纲要图,4 盆地成因机制,4.1 中生代走滑构造形成雏形 4.1 新生代走滑拉分盆地形成 4.3 盆地内部伸展构造 4.4 渤海湾盆地构造成因,4.1 中生代走滑构造形成雏形,4 盆地成因机制,1:中生代断陷 2: 郯庐断裂及走化方向 3 : 板块俯冲方向 4: 板块缝合线 5 Ⅰ: 渤海断堑系Ⅱ: 济阳断堑系 Ⅲ:鲁西南断堑系 图4-1中生代渤海及邻区构造格局(侯贵廷，2001),中生代（早期三叠纪-中侏罗世）,渤海湾盆地基本发育北东向和东西向的褶皱和逆冲断层。

中生代（晚期晚侏罗-早白垩世）郯庐断裂带的左旋（行）走滑平移导致郯庐断裂带以西自北向南发育了3个北西向断堑系其中鲁西南断堑系是由5个雁列的北西向狭窄断堑组成，较好的指示指示中生代郯庐断裂为左旋（行）走滑4.2新生代走滑拉分盆地形成,4 盆地成因机制,图4-2渤海湾盆地新生代走滑系统,走滑断裂系中常发育花状构造和扭断式地堑（刘庆,1986）这种构造在渤海湾盆地的东、西两个走滑构造带内广泛发育4.2新生代走滑拉分盆地形成,4 盆地成因机制,图4-3东濮地区的负花状构造,西部走滑构造带内的冀中坳陷霸县凹陷西斜坡上的基底走滑断层切割到新生代盆地盖层中, 并构成负花状构造, 而且在盖层中发育比较明显的左列雁行的次级断层这表明渤海湾盆地的西部在新生代发生了右（旋）行走滑运动（付兆辉,施明华,2012）4.2 新生代走滑拉分盆地形成,4 盆地成因机制,沿沧东断裂（位于西部走滑构造带）从始新世中期至渐新世(沙河街组四段上部至东营组)盆地的沉积中心自南西向北东方向迁移, 反映了渤海湾盆地中部沉积作用受西部走滑构造带的右（行）旋走滑作用的控制（付兆辉,施明华,2012） 渤海湾盆地新生代盖层中也还发育了大量的呈左雁列行的近东西的次级正断层组合与之共生。

均说明渤海湾盆地在新生代受到右行（旋）剪切的作用中生代：郯庐断裂为左行走滑新生代：整个渤海湾盆地受到右行剪切作用，郯庐断裂对渤海湾的构造作用表现为右行走滑,Es：沙河街组 Ed：东营组图4-4沿沧东断裂沉积中心迁移演示图,4.2 新生代走滑拉分盆地的形成,4 盆地成因机制,从渤海湾盆地内各坳陷的累积伸展量分析, 渤海湾盆地中部(济阳坳陷和黄坳坳陷)的伸展量明显地比盆地东西两侧的大这说明渤海湾盆地的主要伸展方向是北-北东方向渤海湾盆地内各坳陷的控盆断裂只是北-北东方向大型走滑断裂带的次级断裂，因此走滑构造系统为主导系统, 伸展构造系统为派生系统, 且走滑构造系统的形成时代早于伸展构造（张文佑,祥麟,1986）从渤海湾盆地的沙河街组四段上部至东营组（下第三系地层）的沉积厚度来看, 地层展布的形态呈规则的菱形体, 这说明新生代该盆地处于走滑拉分的状态（李三忠，周立宏,2004）。