鄭 丹，趙海華，王 軍

（中國石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究院，山東 東營257061）

六盤山盆地位于寧夏回族自治區(qū)南部，其面積約為9 000km2，其大地構(gòu)造位置處于河西走廊北西向構(gòu)造帶和鄂爾多斯盆地近南北向構(gòu)造帶的交接部位，北部與賀蘭坳拉槽相接，東面緊臨鄂爾多斯地塊，西南為北祁連造山帶，呈北北西向延伸（圖1）。盆地成盆動力學背景復雜，經(jīng)歷海西期、印支期、燕山期、喜馬拉雅期等多期構(gòu)造運動的疊加改造，為一個具有多旋回構(gòu)造特征的疊合盆地。盆地具有石炭系、侏羅系和白堊系等多套烴源巖和多套儲蓋組合，油氣生成和儲集條件較好。研究區(qū)位于盆地西南緣馬東山、寺口子等地區(qū)，已發(fā)現(xiàn)有豐富的地表油氣苗和井下油氣顯示，勘探潛力較大。但由于盆地遭受多期構(gòu)造改造，油氣的運移的期次和強度等特征還不明確，而馬東山斷層作為一條控沉積斷層，在溝通烴源巖與儲集層之間起著至關(guān)重要的作用。本文通過分析該斷層活動規(guī)律，明確油氣的運移聚集條件，為尋找有利勘探目標服務。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及馬東山斷層平面展布圖

1 斷層發(fā)育特征

馬東山斷層位于盆地南部固原凹陷中，是馬東山東緣的山前斷層。平面上，斷層南部為北北東走向，傾向南西西，北部轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽髯呦颍瑑A向南西，整體呈弧形的發(fā)育特征。斷層上盤伴生一系列北北東走向和北東走向的分支斷層，以逆斷層為主，規(guī)模相對較?。▓D1）。垂向上，馬東山斷層與伴生斷層呈“Y”字形，地表附近斷層傾角約60°～70°，深部近似直立，為一高陡斷層，具有正花狀構(gòu)造形態(tài)（圖2）。

圖2 六盤山盆地line 05線地質(zhì)剖面圖

早白堊世初期，祁連地區(qū)屬于伸展應力場背景，六盤山盆地由坳陷轉(zhuǎn)換成為斷陷盆地，馬東山斷層開始形成，并控制盆地南部地層的沉積；早白堊世末期盆地構(gòu)造應力發(fā)生轉(zhuǎn)換，由近 W－E向拉張轉(zhuǎn)變?yōu)镹W－SE向擠壓，盆地普遍隆升并遭受剝蝕，缺失上白堊統(tǒng)－古新統(tǒng)沉積，馬東山斷層期間發(fā)生反轉(zhuǎn)，上下盤地層遭受差異性剝蝕；始新世開始馬東山斷層再次轉(zhuǎn)變?yōu)橥练e斷層，接受了始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)地層的沉積；漸新世末期，由于印度板塊與歐亞板塊強烈碰撞，北祁連遭受強烈的逆沖擠壓，馬東山斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)，進而演變?yōu)楝F(xiàn)今的發(fā)育特征。

2 斷層活動性分析

2.1 斷層活動性分析方法

斷層活動速率法，即某一地層單元在一定地質(zhì)時期內(nèi)，因斷裂活動形成的落差與相應地質(zhì)時間的比值，一般正斷層的活動速率值大于0，逆斷層的活動速率值小于0，但當斷層發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，由逆斷層轉(zhuǎn)變?yōu)檎龜鄬踊蛴烧龜鄬愚D(zhuǎn)變?yōu)槟鏀鄬?，計算的活動速率則表現(xiàn)為由負到正或由正到負的轉(zhuǎn)變，斷層活動速率能夠準確判斷斷層的活動強度。

斷層生長指數(shù)法，即某一地層單元被斷層所切，其上盤厚度與下盤厚度的比值。當生長指數(shù)大于1時為正斷層，生長指數(shù)小于1時為逆斷層，生長指數(shù)等于1表示斷層不活動。斷層生長指數(shù)法相對斷層活動速率法較為簡便，但其應用具有一定的局限性，如受沉積速率影響無法準確反應斷層的活動強度、對邊界斷層活動性的強弱無法有效表示等。

斷層古落差法，即垂直于斷層走向的剖面上，斷層兩盤同一層之間的鉛直距離。對于生長斷層而言，由于斷層活動時期地層存在沉積補償?shù)那闆r，斷層附近沉積表面不存在明顯高度差，地層沉降幅度與沉積物厚度相同，因此生長斷層的在某時期的古落差即為該時期地層厚度差。相對于其他兩種方法，斷層古落差法計算相對較為簡單，但值得注意的是，在計算斷層古落差時，由于沒有考慮斷層活動時間，往往活動速率小、活動時間長的斷層的古落差要大于活動速率大、活動時間短的斷層，因此不能單純利用古落差來對斷層的活動強度進行評價。

2.2 斷層活動特征分析

本文選取了9條垂直或者近似垂直馬東山斷層走向的地震測線，對其進行了時深轉(zhuǎn)換，并對地層進行了壓實校正，對白堊系頂?shù)牟徽厦孢M行了剝蝕量恢復，進而計算出斷層兩盤各組地層的厚度（晚白堊世－古新世由于發(fā)生地層抬升剝蝕，期間馬東山斷層兩盤地層的相對位移為兩盤地層剝蝕厚度的差值）。在上述工作的基礎(chǔ)上，本文主要利用斷層活動速率法，并結(jié)合斷層生長指數(shù)和古落差兩種方法，對馬東山斷層的活動性進行了分析。

從馬東山斷層活動速率圖上可以看出（圖3），馬東山斷層在早白堊世K1l和K1n沉積期活動速率較大，平均分別為125m／Ma和110m／Ma，而K1m沉積時期活動速率相對較小，平均只有20m／Ma；晚白堊世以來，馬東山斷層性質(zhì)多變，其活動速率呈先弱后強的特征，晚白堊世到漸新世活動速率只有17m／Ma，而漸新世末期至今斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)，其活動速率劇烈增大，均值達到－114 m／Ma。因此，馬東山斷層自早白堊世以來，其活動速率呈強－弱－強－弱－強的變化特征?？臻g上，馬東山斷層自早白堊世以來的各個時期當中，其活動速率都具有由南向北逐漸減弱的趨勢，尤其在K1l－E1和N－Q沉積期間，斷層南北活動速率的差異性最為明顯，反映其南強北弱的活動特征。

圖3 馬東山斷層活動速率圖

從馬東山斷層生長指數(shù)圖上可以看出（圖4），自早白堊世以來，斷層的生長性總體呈強－弱－強－弱－強的變化趨勢，其中在K1l、K1n－E2s和N－Q沉積期生長性最強，而在K1m和E3q沉積期生長性較弱?？臻g上，斷層在漸新世之前的活動性呈南強北弱的特征，而漸新世以來其南北活動強度相差不大。

圖4 馬東山斷層生長指數(shù)圖

另外，利用斷層古落差法進行分析發(fā)現(xiàn)（圖5），馬東山斷層在K1l、K1n－E1和N－Q沉積期斷層上下盤相對落差較大，尤其是在新近系和第四系期間，由于斷層反轉(zhuǎn)，沉積中心由斷層上盤轉(zhuǎn)移至下盤，導致兩盤地層厚度差異巨大，平均落差約－2 650m，而在K1m和E2s－E3q沉積期由于基本不受構(gòu)造活動影響，斷層兩盤地層沉降受重力作用控制，其相對落差較小，平均落差約230m?？臻g上，研究區(qū)南部斷層的活動性相對較強，而向北呈逐漸減弱的趨勢，同樣反映出其具有南強北弱的活動特征。

圖5 馬東山斷層古落差圖

通過以上3種方法的分析可以看出，斷層活動速率法和斷層古落差兩種方法的分析結(jié)果較為一致，能夠有效反應馬東山斷層的活動規(guī)律，而斷層生長指數(shù)法由于受地層沉積速率的影響，分析結(jié)果有所偏差。據(jù)此，馬東山斷層的活動性可以概括為：自早白堊世以來，其活動強度呈強－弱－強－弱－強的變化規(guī)律，其中在K1l、K1n－E1和N－Q沉積期的活動強度較大，而在K1m和E2s－E3q沉積期的活動強度則相對較弱；空間上，斷層在自早白堊世以來的各個時期當中都具有南強北弱的活動特征。

3 斷層活動對油氣藏形成的控制

六盤山盆地南部白堊系存在李洼峽中段和乃家河組－馬東山組兩套烴源巖，主要沿馬東山斷層上盤呈近南北向展布。通過埋藏史及烴源巖熱演化史模擬發(fā)現(xiàn)，兩套烴源巖在早白堊世末期達到最大熱演化程度并開始大量生烴。晚白堊世－古新世構(gòu)造活動使馬東山斷層活動強度增大，同時在盆地局部形成一些構(gòu)造圈閉，能夠與生烴時間良好匹配，有利于油氣的運移和聚集，因此晚白堊世－古新世為盆地油氣運移聚集的高峰期。漸新世末期劇烈的構(gòu)造運動使馬東山斷層活動強度再次增大，同時很可能導致早期形成的油氣藏遭受改造和破壞，其中的油氣會沿馬東山斷層再次發(fā)生運移并在新形成的圈閉中重新聚集成藏。

4 結(jié)論

1）馬東山斷層自早白堊世至今，活動性呈強－弱－強－弱－強的變化規(guī)律，其中 K1l、K1n、K2－E1和 NQ沉積時期的活動強度較大，而在K1m和E2s－E3q沉積時期的活動強度則相對較?。豢臻g上馬東山斷層在形成演化過程中具有南強北弱的活動特征。

2）馬東山斷層在K2－E1和N－Q時期對油氣藏形成的影響較大，K2－E1時期較強的活動性有利于油氣的運移和聚集成藏，而N－Q時期較強的活動性可能導致已有油氣藏遭受改造破壞，但同時也有利于新油氣藏的形成。

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