胡愛玉，陳 偉，于雯泉，童亨茂

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇揚(yáng)州 225009；2.中國(guó)石油大學(xué)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249）

北部灣盆地邁陳凹陷斷裂差異發(fā)育特征及對(duì)油氣成藏控制作用

胡愛玉1，陳 偉1，于雯泉1，童亨茂2

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇揚(yáng)州 225009；2.中國(guó)石油大學(xué)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249）

利用地震、鉆井等資料對(duì)邁陳凹陷東部斷裂系統(tǒng)的發(fā)育演化及成因機(jī)制進(jìn)行了分析，同時(shí)探討了斷裂對(duì)油氣成藏的影響。研究結(jié)果表明，邁陳凹陷不同區(qū)域斷裂的組合和活動(dòng)特征存在明顯差異，發(fā)育6種構(gòu)造樣式：多米諾式、階梯式、復(fù)式“Y”形（塌陷構(gòu)造）、鏟式扇、牽引式、疊加式；4種斷裂活動(dòng)類型：持續(xù)活動(dòng)型、早期活動(dòng)型、中期活動(dòng)型、晚期活動(dòng)型。邁陳凹陷斷裂系統(tǒng)是在先存構(gòu)造條件下，兩期不同方向的裂陷作用（E1ch—E2l時(shí)期為北西—南東方向伸展，E3w時(shí)期為南北向伸展）疊加形成，不同區(qū)域構(gòu)造樣式和斷裂活動(dòng)的差異主要是由先存構(gòu)造分布和活動(dòng)的差異性造成。斷裂系統(tǒng)一方面控制了邁陳凹陷主力烴源巖的沉積厚度與分布范圍，另一方面對(duì)油氣運(yùn)移有控制作用，進(jìn)而控制了油氣成藏模式，造成了邁陳凹陷油氣的差異分布特征。

邁陳凹陷；斷裂系統(tǒng)；構(gòu)造樣式；油氣運(yùn)移；油氣成藏

斷裂是裂陷盆地構(gòu)造研究的核心，也是此類盆地油氣勘探的關(guān)鍵［1］，斷裂的分布和活動(dòng)對(duì)油氣成藏有至關(guān)重要的控制作用。野外填圖、地震資料解析、鉆井等研究表明，裂陷盆地的結(jié)構(gòu)和斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，盆地結(jié)構(gòu)、斷層的傾向和位移量、斷層的平剖面組合、地層傾向等在橫向均會(huì)發(fā)生變化［2～6］，而這種變化的規(guī)律和控制因素還有待進(jìn)一步深入研究。邁陳凹陷為南海北部大陸架北部灣盆地內(nèi)的典型陸相斷陷凹陷，具有復(fù)雜的斷裂分布和演化過(guò)程，不同區(qū)域的斷裂分布、組合以及活動(dòng)演化歷史差異明顯。雖然已有部分學(xué)者對(duì)邁陳凹陷的構(gòu)造特征進(jìn)行了研究［7～10］，但對(duì)斷裂分布和活動(dòng)的差異性缺乏認(rèn)識(shí)，對(duì)斷裂系統(tǒng)的成因機(jī)制缺乏研究。本文通過(guò)三維地震資料構(gòu)造解析，并應(yīng)用先存構(gòu)造活動(dòng)性準(zhǔn)則理論［11］和摩爾空間理論［12］，對(duì)邁陳凹陷斷裂體系特征進(jìn)行分析，探討該凹陷斷裂系統(tǒng)的演化及成因機(jī)制，確定先存構(gòu)造分布和活動(dòng)的差異是造成不同區(qū)域斷裂組合和活動(dòng)差異的根本原因。該認(rèn)識(shí)一方面解剖了邁陳凹陷油氣的差異分布特征和規(guī)律，建立了斷裂控藏的油氣成藏模式；另一方面為裂陷盆地不同區(qū)域差異構(gòu)造變形特征規(guī)律的研究提供了一個(gè)良好的實(shí)例。

1 斷裂系統(tǒng)的差異分布特征

邁陳凹陷位于北部灣盆地中部坳陷帶（見圖1），南以燈樓角斷層與徐聞隆起相隔，東部邊界為徐聞斷裂，北與流沙港低凸起相連，為“南斷北超”的箕狀斷陷。

圖1 北部灣盆地區(qū)域構(gòu)造單元分布圖［8］Fig.1 The distribution of tectonic units in Beibuwan Basin

邁陳凹陷所在的北部灣盆地為一新生代裂陷盆地。該盆地由古近系裂陷層和新近系拗陷層兩大構(gòu)造層組成。裂陷系地層包括古新統(tǒng)長(zhǎng)流組（E1ch）、始新統(tǒng)流沙港組（E2l）和漸新統(tǒng)潿洲組（E3w）組成，是兩期裂陷作用的產(chǎn)物，其中E1ch—E2l和E3w分別對(duì)應(yīng)第一期（裂陷Ⅰ、Ⅱ幕）和第二期（裂陷Ⅲ幕）裂陷作用的沉積。童亨茂等［1］的研究表明，北部灣盆地第一期裂陷為北西—南東方向伸展，第二期裂陷為南北向伸展。邁陳凹陷現(xiàn)今的構(gòu)造特征是上述多期構(gòu)造變形疊加的結(jié)果。

邁陳凹陷主干伸展斷層的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征對(duì)盆地形態(tài)、次級(jí)構(gòu)造帶的形成和分布以及沉積充填都有明顯控制作用。對(duì)三維地震資料的構(gòu)造解析表明，主干斷裂及其控制的次級(jí)斷裂在不同區(qū)域的發(fā)育和分布特征存在明顯差異，根據(jù)這些構(gòu)造特征差異，可將邁陳凹陷東部（中石化徐聞探區(qū)）劃分出4個(gè)構(gòu)造單元（見圖2、圖3），分別為南部斷裂帶、內(nèi)斜坡帶、外斜坡帶和東部斷裂帶，南部斷裂帶和內(nèi)斜坡帶又各分為東、西2個(gè)區(qū)。不同構(gòu)造單元的主控?cái)鄬幼呦?、?guī)模、活動(dòng)特征及其派生的次級(jí)斷層均存在差異，導(dǎo)致各單元存在不同的斷層組合特征及構(gòu)造樣式。

1.1 邊界斷裂帶特征及構(gòu)造樣式

邊界斷裂帶包括南部斷裂帶和東部斷裂帶。南部斷裂帶的主控?cái)鄬印~1斷層（即燈樓角斷層在工區(qū)內(nèi)的部分）是邁陳凹陷的南部邊界斷層，走向北東東，傾向北北西，傾角40°～60°，為上陡下緩的鏟式結(jié)構(gòu)，底部具滑脫特征。斷層的西部斷距大，呈鏟式特征，對(duì)地層沉積具有明顯控制作用，平面上與近東西向展布的分支斷層呈梳狀斷層組合（見圖4），向東規(guī)模逐漸減小，為多條斷層控制凹陷邊界；其東部則分化為多條小斷層，呈掃帚狀組合；同時(shí)在其南部還發(fā)育有一條級(jí)別較大的斷層，形成平行式分布。剖面上呈快速下降的階梯狀特征，因此斷距與西段相比均比較?。ㄒ妶D4）。

圖2 邁陳凹陷東部潿洲組二段底界斷裂系統(tǒng)及構(gòu)造單元?jiǎng)澐諪ig.2 The fault system and tectonic units at the bottom of E3w2in the east of Maichen Sag

圖3 邁陳凹陷東部流沙港組三段底界斷裂系統(tǒng)及構(gòu)造單元?jiǎng)澐諪ig.3 The fault system and tectonic units at the bottom of E2l3in the east of Maichen Sag

東部斷裂帶的主控?cái)鄬印炻剶鄬邮沁~陳凹陷的東部邊界斷層，走向北北西，傾向南南西，傾角50°～70°。剖面上斷層形態(tài)變化不大，斷面較平直，是在凹陷伸展過(guò)程中發(fā)生被動(dòng)左旋走滑作用形成的，屬于凹陷邊界變換斷層。徐聞斷層活動(dòng)持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，但對(duì)沉積的控制較弱，由于凹陷的沉降作用，剖面上呈牽引構(gòu)造。平面上，徐聞斷層與伴生的近東西展布的南傾小斷層呈小角度斜交，呈梳狀組合特征（見圖2—圖4）。

圖4 邁陳凹陷東部不同區(qū)帶構(gòu)造樣式及斷層組合特征圖Fig.4 The structural styles and fault combinations in different regions of east Maichen Sag

1.2 斜坡帶斷裂特征及構(gòu)造樣式

除了少數(shù)長(zhǎng)期活動(dòng)之外，多數(shù)斜坡帶斷層以流二段頂面為界，下部斷層向上終止于流二段內(nèi)部或潿三段底部，上部斷層向下多終止于潿三段底部，表現(xiàn)為2套斷裂系統(tǒng)特征（見圖5中的現(xiàn)今構(gòu)造剖面），即上部斷裂系統(tǒng)（潿洲組斷裂系統(tǒng)）和下部斷裂系統(tǒng)（長(zhǎng)流組—流沙港組斷裂系統(tǒng)），上、下2套斷裂系統(tǒng)具有獨(dú)立性和繼承性，并在斜坡帶不同位置表現(xiàn)出斷裂特征及構(gòu)造樣式的差異。

邁陳凹陷斜坡帶包括內(nèi)斜坡帶和外斜坡帶。內(nèi)斜坡帶斷裂具有明顯的東西分區(qū)差異（見圖2、圖3）。東區(qū)在長(zhǎng)流組—流沙港組沉積期受東西向先存構(gòu)造的影響，潿洲組沉積期又受徐2斷層影響，形成塌陷構(gòu)造，表現(xiàn)為復(fù)式“Y”形構(gòu)造樣式，從而呈現(xiàn)典型的“洼中隆”特征。斷層主要呈近東西走向分布，主干斷層以北傾為主，同時(shí)發(fā)育調(diào)節(jié)性南傾斷層，平面上形成平行交織組合（見圖2、圖3），剖面上形成復(fù)式“Y”形構(gòu)造（見圖4）。西區(qū)在疊加伸展變形過(guò)程中形成了向北逐級(jí)抬升的“多米諾”式斜坡特征，與內(nèi)斜坡帶東區(qū)存在較大差異。平面上，流沙港組斷層呈北東走向（見圖3），潿洲組斷層呈近東西走向（見圖2），北傾為主；剖面上流沙港組和潿洲組斷層均表現(xiàn)為典型的“多米諾”式組合特征（見圖4）。

圖5 邁陳凹陷東部構(gòu)造發(fā)育史剖面圖（剖面位置見圖2、圖3）Fig.5 The profile map of tectonic evolution in the east of Maichen Sag

外斜坡帶在邁陳凹陷的北部，位于徐聞1北斷層、徐2斷層以北，流沙港低凸起以南（見圖2、圖3）。外斜坡整體坡度較緩，流沙港組和潿洲組地層相對(duì)較薄，并且流二段頂部剝蝕現(xiàn)象明顯，與上覆潿洲組地層呈明顯的角度不整合接觸。外斜坡先存斷層不發(fā)育，斷層的發(fā)育主要受區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)控制。平面上流沙港組斷層主要呈北東走向，以北傾為主；潿洲組斷層呈近東西走向，北傾、南傾均有發(fā)育。剖面上呈“多米諾”-“Y”形疊加——流沙港組斷層表現(xiàn)為“多米諾”式組合特征，潿洲組斷層表現(xiàn)為“Y”形組合。

2 斷裂系統(tǒng)的差異演化特征及成因機(jī)制

邁陳凹陷新生代盆地演化可劃分為古近紀(jì)陸相裂陷階段和新近紀(jì)至第四紀(jì)海相拗陷階段［13～14］。斷裂主要形成于裂陷階段，但不同區(qū)域斷裂的形成演化存在明顯差異。

2.1 構(gòu)造演化過(guò)程

西區(qū)和東區(qū)的2條發(fā)育史剖面（圖1中剖面AA′，BB′）對(duì)比分析表明，不同區(qū)帶斷層發(fā)育及演化存在差異（見圖5）。根據(jù)先存構(gòu)造活動(dòng)性準(zhǔn)則理論［11］以及先存構(gòu)造活動(dòng)規(guī)律［15～16］，先存構(gòu)造性質(zhì)的差異是造成邁陳凹陷斷裂活動(dòng)差異的根本原因。

裂陷Ⅰ、Ⅱ幕（長(zhǎng)流—流沙港組沉積時(shí)期，即北西—南東向伸展階段），東區(qū)和西區(qū)斷層的發(fā)育特征比較相似，斷層全部為北傾，傾角60°左右，呈“多米諾式”構(gòu)造樣式（見圖5）。該階段前新生代的先存構(gòu)造（圖5中長(zhǎng)流組沉積前剖面）均復(fù)活，但沒(méi)有造成不同區(qū)域斷層剖面組合型式的明顯差異。

裂陷Ⅲ幕（潿洲組沉積時(shí)期，即南北向伸展階段），隨著區(qū)域伸展方向的改變，新生斷層大量發(fā)育，但先存斷裂（裂陷Ⅰ、Ⅱ幕形成的斷裂）活動(dòng)情況存在很大的差異。內(nèi)斜坡帶西區(qū)斷層傾向主要為北傾，先存斷裂很少活動(dòng)，呈現(xiàn)典型的“多米諾式”構(gòu)造樣式；內(nèi)斜坡帶東區(qū)徐2斷層在先存構(gòu)造的基礎(chǔ)上強(qiáng)烈活動(dòng)，并伴隨一系列反向斷層的產(chǎn)生形成塌陷構(gòu)造（復(fù)式“Y”形構(gòu)造），呈現(xiàn)“洼中隆”特征。這一時(shí)期邁1斷層在東—西區(qū)的翹傾作用均很顯著，造成潿洲組沉積整體呈南厚北薄的楔狀特征。

拗陷期（新近紀(jì)—第四紀(jì)），斷層活動(dòng)不強(qiáng)烈，伸展量較小。

2.2 斷裂發(fā)育期次及類型

通過(guò)斷層活動(dòng)性分析，結(jié)合構(gòu)造演化剖面及構(gòu)造解釋成果，以T4（潿洲組底界）為界，可以將邁陳凹陷劃分為上（見圖2）、下（見圖3）兩套斷裂系統(tǒng)（見圖5），三期斷裂。

Ⅰ期斷裂形成下部斷裂系統(tǒng)，發(fā)生在陸相斷陷階段裂陷的Ⅰ、Ⅱ幕（長(zhǎng)流組至流沙港組沉積期）。主要發(fā)育以北東東走向?yàn)橹鞯摹岸嗝字Z式”北傾斷層（見圖3），控制長(zhǎng)流組、流沙港組沉積。

上部斷裂系統(tǒng)在Ⅱ、Ⅲ期斷裂作用中形成。Ⅱ期斷裂主要形成于裂陷Ⅲ幕早期（潿三段沉積期），多是一些規(guī)模較小的斷層，斷裂活動(dòng)時(shí)間較短，主要在潿三段沉積期發(fā)育。Ⅲ期斷層主要形成于裂陷Ⅲ幕主活動(dòng)期（潿二段至潿一段沉積期），數(shù)量很多，既有北傾，也有南傾，平面上呈近東西走向（見圖2），這些斷層向下一般斷至潿三段，控制潿二段、潿一段沉積。新近紀(jì)以來(lái)很少活動(dòng)，對(duì)新近系沉積控制作用較弱。

根據(jù)斷層形成時(shí)間、活動(dòng)演化歷史，又可將其劃分為4種類型（見圖6）：

①持續(xù)活動(dòng)型斷層：指裂陷期（流沙港組至潿洲組沉積期）一直活動(dòng)的斷層。主要為邁陳凹陷邊界斷層（邁1斷層和徐聞斷層），另外還包括凹陷內(nèi)少量規(guī)模較大的斷層。

②早期活動(dòng)型斷層：指裂陷Ⅰ、Ⅱ幕（長(zhǎng)流組至流沙港組沉積期）活動(dòng)的斷層，這些斷層向上多消亡于流二段。

③中期活動(dòng)型斷層：指裂陷Ⅲ幕早期（潿三段沉積期）活動(dòng)斷層，即Ⅱ期斷層，這些斷層在凹陷內(nèi)不占優(yōu)勢(shì)，規(guī)模較小，走向雜亂，主要為一些起協(xié)調(diào)作用的小斷層。

④晚期活動(dòng)型斷層：指裂陷Ⅲ幕晚期（潿二段至潿一段沉積期）活動(dòng)斷層，即Ⅲ期斷層，這些斷層規(guī)模大、數(shù)量多，為工區(qū)潿洲組內(nèi)發(fā)育的主要斷層。

2.3 斷層成因機(jī)制

邁陳凹陷發(fā)育的斷裂具有上下分層、活動(dòng)期次類型多樣的特征。本文通過(guò)構(gòu)造解析后認(rèn)為，不同類型的先存構(gòu)造（性質(zhì)及形態(tài)）、應(yīng)力場(chǎng)變化、區(qū)域蓋層等因素是造成上述構(gòu)造變形特征的主要原因。

圖6 邁陳凹陷東部斷層發(fā)育類型模式Fig.6 The fault evolution models in the east of Maichen Sag

2.3.1 上、下兩套斷裂系統(tǒng)的成因機(jī)制

邁陳凹陷形成上、下兩套斷裂體系的成因在于區(qū)域應(yīng)力機(jī)制的轉(zhuǎn)變，即兩期不同方向的伸展作用所造成。

長(zhǎng)流組至流沙港組沉積期，整個(gè)北部灣盆地受北西—南東向區(qū)域伸展作用，形成的斷裂主要呈北東、北東東走向。局部斷層走向?yàn)榻鼥|西向，主要是先存構(gòu)造影響的結(jié)果，如徐聞6斷層為中生代先存斷裂的復(fù)活斷層，由于先存斷層為近東西走向，使得徐聞6斷層在裂陷Ⅰ、Ⅱ幕仍呈近東西走向。

潿洲組沉積期，整個(gè)北部灣盆地的區(qū)域伸展方向轉(zhuǎn)為南北向，形成的斷層以近東西走向?yàn)橹?，前面所述Ⅲ期斷層的走向與該階段的區(qū)域應(yīng)力機(jī)制相吻合。在應(yīng)力體制轉(zhuǎn)變以后，下部斷裂系統(tǒng)中的大部分?jǐn)嗔褯](méi)有重新活動(dòng)，而新形成的斷裂也只有少量切入到下部斷裂系統(tǒng)中，使得上下兩套斷裂系統(tǒng)具有相對(duì)較好的獨(dú)立性。

2.3.2 4種不同活動(dòng)期次類型斷裂的成因機(jī)制

邁陳凹陷發(fā)育有持續(xù)活動(dòng)型、早期活動(dòng)型、中期活動(dòng)型、晚期活動(dòng)型4類斷層，根據(jù)先存構(gòu)造活動(dòng)性準(zhǔn)則，結(jié)合區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的演化，可利用摩爾空間［17］分析這些不同類型斷層的成因機(jī)制（見圖7）。

早期活動(dòng)型斷層：發(fā)育在長(zhǎng)流—流沙港組內(nèi)，而不向上部地層發(fā)育。根據(jù)摩爾空間分析，這種斷層在長(zhǎng)流—流沙港組沉積期，受裂陷Ⅰ、Ⅱ幕區(qū)域伸展應(yīng)力作用（部分受到先存構(gòu)造的影響），達(dá)到斷裂發(fā)育條件形成斷層（圖7“早期活動(dòng)型”左側(cè)的摩爾空間，代表斷面的極點(diǎn)碰到斷層活動(dòng)線）。但隨著沉積物厚度的不斷增大，圍壓（或σ1）不斷增大，斷層活動(dòng)需要的差異應(yīng)力不斷增加，原先活動(dòng)的斷層逐漸達(dá)不到活動(dòng)條件而停止活動(dòng)。在裂陷Ⅲ幕（潿洲組沉積期），伸展構(gòu)造作用雖然變強(qiáng)（摩爾空間變大），但由于地層的迅速加厚，圍壓上升，摩爾空間在變大的同時(shí)向右大幅度移動(dòng)，結(jié)果摩爾空間中斷面所在的極點(diǎn)遠(yuǎn)離破裂包絡(luò)線（由于伸展方向的改變，極點(diǎn)在摩爾空間中的位置也發(fā)生改變），從而使得斷層不再向上延伸發(fā)育（圖7“早期活動(dòng)型”右側(cè)的摩爾空間，代表斷面的極點(diǎn)未接觸到斷層活動(dòng)線），導(dǎo)致裂陷Ⅰ、Ⅱ幕產(chǎn)生的斷層大部分限制在長(zhǎng)流—流沙港組內(nèi)。

中期活動(dòng)型斷層：發(fā)育在潿三段至潿二段下部，而不向上部地層發(fā)育。分析認(rèn)為在潿三段沉積期，裂陷Ⅲ幕的構(gòu)造作用已經(jīng)開始，但伸展作用比較弱，在一些比較薄弱的地方達(dá)到破裂條件（圖7“中期活動(dòng)型”左側(cè)的摩爾空間）而形成斷層。這些斷層隨著上覆地層快速沉積的不斷掩蓋，圍壓上升，摩爾空間向右大幅度移動(dòng)，遠(yuǎn)離破裂包絡(luò)線（圖7“中期活動(dòng)型”右側(cè)的摩爾空間），斷層難以繼續(xù)發(fā)育。

圖7 邁陳凹陷東部斷層類型及其成因機(jī)制分析圖Fig.7 The types and origin mechanisms of faults in the east of Maichen Sag

晚期活動(dòng)型斷層：主要發(fā)育在潿二至潿一段沉積時(shí)期。分析認(rèn)為，裂陷Ⅲ幕的伸展構(gòu)造作用在潿二至潿一段沉積期比較強(qiáng)烈，在整個(gè)潿洲組的很多區(qū)域都達(dá)到破裂條件而發(fā)生斷裂（圖7“晚期活動(dòng)型”左側(cè)的摩爾空間），導(dǎo)致潿洲組此類斷層的普遍分布。但隨著深度的增加，各個(gè)主應(yīng)力也相應(yīng)變大，而主應(yīng)力的差值（摩爾空間的大?。┍３植蛔儯率鼓柨臻g向右移動(dòng)離開破裂線（圖7“晚期活動(dòng)型”右側(cè)的摩爾空間）。結(jié)果，上部地層與破裂線相交而形成斷層，但下部地層的摩爾空間遠(yuǎn)離破裂線，斷層不再向下切割。

持續(xù)活動(dòng)型斷層：都是由先存構(gòu)造復(fù)活形成的斷裂。摩爾空間分析認(rèn)為，沿先存構(gòu)造活動(dòng)要比庫(kù)倫破裂更容易，有先存構(gòu)造的地方破裂線會(huì)下移。這樣，持續(xù)活動(dòng)型斷層在裂陷Ⅰ、Ⅱ幕和裂陷Ⅲ幕的構(gòu)造作用中均能達(dá)到破裂條件（見圖7“持續(xù)活動(dòng)型”左、右兩側(cè)的摩爾空間），從而發(fā)育繼承型斷層。但是并非所有的先存構(gòu)造都會(huì)持續(xù)活動(dòng)，先存構(gòu)造的走向與區(qū)域應(yīng)力的匹配性以及力學(xué)性質(zhì)也對(duì)其后期是否持續(xù)活動(dòng)（或復(fù)活）具有較為明顯的影響。

3 斷裂對(duì)油氣成藏的控制作用

賦存油氣的地層所經(jīng)歷的每一期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，都對(duì)油氣的生成、運(yùn)移、聚集和成藏具有重要影響，而邁陳凹陷經(jīng)歷多期構(gòu)造活動(dòng)，各構(gòu)造活動(dòng)及相應(yīng)產(chǎn)生的斷裂都對(duì)烴源灶的展布及油氣的成藏具有重要影響。

3.1 對(duì)烴源灶的控制

邁陳凹陷內(nèi)主要烴源巖為流二段湖相暗色泥頁(yè)巖，區(qū)域上分布廣泛，厚度相對(duì)偏薄。流沙港組沉積期，在北西—南東向伸展作用下，地層中形成了一系列北東向次級(jí)斷陷，隨著水體不斷加深，沉降速率大于沉積速率，沉積了一套三角洲及深湖、半深湖相地層。南部主控?cái)鄬舆~1斷層持續(xù)活動(dòng)，控制了流沙港組的分布范圍，但與潿西南凹陷相比，流沙港組沉積期邁1斷層活動(dòng)強(qiáng)度不是很大，早期水體較淺，以三角洲相沉積體系為主，流沙港組暗色泥巖地層厚度相對(duì)小。流沙港組末期，由于邁1斷層活動(dòng)導(dǎo)致的掀斜作用，凹陷內(nèi)地層向北部翹起，凹陷北部的流二段遭受了剝蝕，但剝蝕量總體較小，一般在100 m以內(nèi)，向外斜坡帶方向，剝蝕厚度加大至150 m，這對(duì)工區(qū)內(nèi)烴源巖分布和厚度產(chǎn)生了影響。

到了潿洲組沉積時(shí)期，斷陷活動(dòng)更加劇烈，而且北斜坡以徐2斷層為代表的一系列南掉斷層開始強(qiáng)烈活動(dòng)，與南部邁1斷層共同造成凹陷內(nèi)坡帶發(fā)生大規(guī)模沉降，形成了巨厚的潿洲組沉積；同時(shí)流沙港組烴源巖在潿洲期末開始成熟，從而發(fā)生了凹陷內(nèi)的第一次排烴過(guò)程，而且也基本控制了現(xiàn)今烴源灶的展布范圍。

3.2 對(duì)油氣運(yùn)移的控制

斷裂對(duì)油氣運(yùn)移的控制作用主要集中在3個(gè)方面：溝源斷層分布、油氣運(yùn)移時(shí)間以及斷層活動(dòng)與成藏的匹配關(guān)系。邁陳凹陷東部成藏期為兩期，第一期是潿洲組沉積末期，該成藏期成熟烴源巖主要分布在深凹區(qū)，直接通源斷層主要為邁1斷層及向西延伸到西部深凹區(qū)的少量三級(jí)斷層，疏導(dǎo)條件最有利的區(qū)帶是南部斷裂帶及緊鄰深凹區(qū)的內(nèi)坡帶；第二期是下洋組—角尾組沉積期，為凹陷主成藏期，該時(shí)期成熟烴源巖范圍擴(kuò)大，主要分布在內(nèi)坡帶，溝源斷層有所增加，活動(dòng)性比較強(qiáng)，且與流二段烴源層溝通的晚期斷層及持續(xù)活動(dòng)斷層是主要運(yùn)移通道，內(nèi)坡帶地區(qū)是油氣運(yùn)聚的有利區(qū)域。角尾組沉積期后，邁陳凹陷持續(xù)沉降，烴源巖成熟區(qū)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，擴(kuò)展至外坡帶中部，而此時(shí)的溝源斷層雖然處于靜止?fàn)顟B(tài)，但其裂隙帶可成為流體運(yùn)移的通道，流體呈“裂隙網(wǎng)流”運(yùn)移［18～19］，因此認(rèn)為部分大的三級(jí)斷層仍然可以作為溝通油源并運(yùn)移油氣的通道（見圖8）。

3.3 對(duì)油氣成藏的控制

邁陳凹陷東部目前發(fā)現(xiàn)的油氣主要聚集在流沙港組與潿洲組之中，但形成商業(yè)產(chǎn)能的層系是潿洲組，例如XW6塊雖然在流三段與潿洲組均試獲油氣，但是開發(fā)層系依然放在潿三段與潿二段。該區(qū)塊位于內(nèi)斜坡東區(qū)，潿洲組具有塌陷構(gòu)造（復(fù)式“Y”形構(gòu)造樣式）特征，流沙港組、潿洲組構(gòu)造上下疊置，形成復(fù)式油氣藏。在下洋組沉積時(shí)期，流沙港組烴源巖進(jìn)入主力排烴期，油氣直接下排進(jìn)入流三段骨架砂體，然后沿著滲透性砂體向上傾方向側(cè)向運(yùn)移，在該塊圈閉中聚集成藏；但是由于巨厚的潿洲組沉積導(dǎo)致流三段埋深過(guò)大，物性較差，難以形成商業(yè)產(chǎn)能。由于流沙港組末期的抬升運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致流一段被剝蝕殆盡，潿洲組儲(chǔ)層直接覆蓋在流二段烴源巖上，生成的油氣可以直接排入到潿三段下部砂巖輸導(dǎo)層中，在局部蓋層之下運(yùn)聚成藏。XW6塊的油氣聚集與控制該區(qū)塊的三級(jí)斷層屬于持續(xù)活動(dòng)型有關(guān)。邁2先存斷裂是凹陷內(nèi)部前新生代的主要先存構(gòu)造，在凹陷西部為北東走向，而在凹陷東部為東西走向。邁2先存斷裂的這種走向特征，導(dǎo)致該先存構(gòu)造在裂陷Ⅲ幕時(shí)期只在東段產(chǎn)生復(fù)活而形成繼承性活動(dòng)斷層，從而在流沙港組沉積期低幅“洼中隆”背景的基礎(chǔ)上，在潿洲組沉積期得到進(jìn)一步加強(qiáng)，從而形成了良好的聚油構(gòu)造（見圖8），再加上潿洲組沉積粒度較粗，埋深適中，進(jìn)而形成了具商業(yè)產(chǎn)能的油氣藏。

圖8 邁陳凹陷東部潿洲、流沙港組油氣成藏模式Fig.8 The oil and gas accumulation models of E2l and E3w in the east of Maichen Sag

4 結(jié)論

邁陳凹陷東部發(fā)育多米諾式、階梯式、復(fù)式“Y”形（塌陷構(gòu)造）、鏟式扇、牽引式、疊加式等6種構(gòu)造樣式，不同區(qū)域構(gòu)造樣式的差異由先存構(gòu)造分布和活動(dòng)的差異造成。

邁陳凹陷東部主要發(fā)育4種活動(dòng)類型的斷裂：①持續(xù)活動(dòng)型，裂陷期（流沙港期至潿洲期）一直活動(dòng)的斷層；②早期活動(dòng)型，裂陷Ⅰ、Ⅱ幕（長(zhǎng)流—流沙港組沉積期）活動(dòng)斷層；③中期活動(dòng)型，裂陷Ⅲ幕早期（潿三段沉積期）活動(dòng)斷層；④晚期活動(dòng)型斷層：裂陷Ⅲ幕晚期（潿二至潿一段沉積期）活動(dòng)斷層。

邁陳凹陷斷裂系統(tǒng)在多期構(gòu)造疊加、遞進(jìn)變形過(guò)程中逐漸形成，其形成演化主要受先存構(gòu)造（性質(zhì)及形態(tài)）、應(yīng)力場(chǎng)及變化、伸展量、區(qū)域蓋層等的綜合影響。在凹陷內(nèi)，區(qū)域蓋層會(huì)影響圍壓的大小，從而影響斷層發(fā)育。不同的伸展方向、不同的先存構(gòu)造以及不同的伸展量都會(huì)引起斷裂系統(tǒng)的差異。

斷裂系統(tǒng)一方面控制了邁陳凹陷主力烴源巖的沉積厚度與分布范圍，另一方面對(duì)油氣運(yùn)移有控制作用，斷裂對(duì)油氣的控制作用主要集中在溝源斷層分布、油氣運(yùn)移時(shí)間和斷層活動(dòng)與成藏的匹配關(guān)系3個(gè)方面，進(jìn)而控制了成藏模式。

［1］ 童亨茂，孟令箭，蔡?hào)|升，等.裂陷盆地?cái)鄬拥男纬珊脱莼繕?biāo)砂箱模擬實(shí)驗(yàn)與認(rèn)識(shí)［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，83（6）：759～774.

TONG Heng-mao，MENG Ling-jian，CAI Dong-sheng，et al.Fault formation and evolution in rift basins：Sandbox modelingand cognition［J］.Acta Geologica Sinica，2009，83（6）：759～774.

［2］ Bosworth W.Geometry of propagating continental rifts［J］.Nature，1985，316：625～627.

［3］ Ebinger C J.Geometric and kinematic development of border faults and accommodation zones，Kivu-Rusizi rift，Africa［J］.Tectonics，1989，8：117～133.

［4］ Rosendahl B R，Reynolds D，Lorber P，et al.Structural expressions of rifting：Lessons from Lake Tanganyika，Africa［C］//Frostick L E，Renaut R W，Reid I，et al.Sedimentation in the East African Rifts.Spec.Publ.Geol.Sot.Lond，1986，25：29～43.

［5］ Morley，C K.Variable extension in Lake Tanganyika［J］.Tectonics，1988，7：785～801.

［6］ Moustafa A R，F(xiàn)ouda H G.Gebel Sufr El Dara accommodation zone：Southwestern part of the Suez rift［J］.Earth Science Series，1988，2：227～239.

［7］ 陳長(zhǎng)征，陳偉，吳峰，等.北部灣盆地邁陳凹陷東部構(gòu)造物理模擬研究［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2014，36（7）：516～522.

CHEN Chang-zheng，CHEN Wei，WU Feng，et al.Structural physical simulation research of eastern Maichen sag，Beibuwan Basin［J］.Petroleum Geology＆Experiment，2014，36（7）：516～522.

［8］ 李春榮，張功成，梁建設(shè)，等.北部灣盆地?cái)嗔褬?gòu)造特征及其對(duì)油氣的控制作用［J］.石油學(xué)報(bào)，2012，33（2）：195～203.

LI Chun-rong，ZHANG Gong-cheng，LIANG Jian-she，et al.Characteristics of fault structure and its control on hydrocarbons in the Beibuwan Basin［J］.Acta Petrolei Sinica，2012，33（2）：195～203.

［9］ 王鵬，趙志剛，柳永杰，等.邁陳凹陷構(gòu)造特征與油氣勘探方向分析［J］.海洋石油，2011，31（2）：13～19.

WANG Peng，ZHAO Zhi-gang，LIU Yong-jie，et al.Structural characteristics and petroleum exploration direction analysis in Maichen sag［J］.Offshore Oil，2011，31（2）：13～19.

［10］ 袁冰.南海北部灣盆地邁陳凹陷構(gòu)造演化與變形機(jī)制［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2014，14（18）：199～203.

YUAN Bing.Structural evolution and deformation mechanism of Maichen sag in Beibu Gulf Basin，South China Sea［J］. Science Technology and Engineering，2014，14（18）：199～203.

［11］ Tong H，Cai D，Wu Y，et al.Activity criterion of pre-existing fabrics in non-homogeneous deformation domain［J］. Science in China：Earth Science，2010，53（1）：1～11.

［12］ Tong H，Yin A.Reactivation tendency analysis：A theory for predicting the temporal evolution of preexisting weakness under uniform stress state［J］.Tectonophysics，2011，503：195～200.

［13］ 徐建永，張功成，梁建設(shè)，等.北部灣盆地古近紀(jì)幕式斷陷活動(dòng)規(guī)律及其與油氣的關(guān)系［J］.中國(guó)海上油氣，2011，23（6）：362～368.

XU Jian-yong，ZHANG Gong-cheng，LIANG Jian-she，et al.Paleogene activities of episodic rifting and their relationships with hydrocarbon in Beibuwan Basin［J］.China Offshore Oil and Gas，2011，23（6）：362～368.

［14］ 錢浩，陳偉，盧黎霞，等.邁陳凹陷東部構(gòu)造特征對(duì)沉積、生烴的影響［J］.復(fù)雜油氣藏，2014，7（1）：9～12.

QIAN Hao，CHEN Wei，LU Li-xia，et al.Effect of tectonic characteristics of eastern part in Maichen sag on deposition and hydrocarbon generation［J］.Complex Hydrocarbon Reservoirs，2014，7（1）：9～12.

［15］ 童亨茂，聶金英，孟令箭，等.基底先存構(gòu)造對(duì)裂陷盆地?cái)鄬有纬珊脱莼目刂谱饔靡?guī)律［J］.地學(xué)前緣，2009，16（4）：97～104.

TONG Heng-mao，NIE Jin-ying，MENG Ling-jian，et al.The law of basement pre-existing fabric controlling fault formation and evolution in rift basin［J］.Earth Science Frontier，2009，16（3）：97～104.

［16］ Tong H，Koyi H，Huang S，et al.The effect of multiple pre-existing weaknesses on formation and evolution of faults in extended sandbox models［J］.Tectonophysics，2014，626：197～212.

［17］ Tong H，Wang J，Zhao H，et al.Mohr space and its application to the activation prediction of pre-existing weakness［J］. Science in China：Earth Sciences，2014，57（7）：1595～1604.

［18］ 宋國(guó)奇，劉克奇.斷層兩盤裂縫發(fā)育特征及其石油地質(zhì)意義［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2009，16（4）：1～3.

SONG Guo-qi，LIU Ke-qi.Fracture characteristics around faults and their significance in petroleum accumulation［J］. Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2009，16（4）：1～3.

［19］ 吳智平，陳偉，薛雁，等.斷裂帶的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)油氣的輸導(dǎo)和封堵性［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，84（4）：570～577.

WU Zhi-ping，CHEN Wei，XUE Yan，et al.Structural characteristics of faulting zone and its ability in transporting and sealing oil and gas［J］.Acta Geologica Sinica，2010，84（4）：570～577.

DIFFERENCE IN FAULT DEVELOPMENT AND ITS CONTROLLING ON OIL AND GAS ACCUMULATION IN MAICHEN SAG，BEIBUWAN BASIN

HU Ai-yu1，CHEN Wei1，YU Wen-quan1，TONG Heng-mao2
（1.Institute of exploration and development，Jiangsu Branch of SINOPEC，Yangzhou 225009，Jiangsu，China；
2.State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting，China University of Petroleum，Beijing 102249，China）

Using the seismic and drilling data，the development，evolution and origin of the fault system in the east of Maichen Sag were analyzed，and the influence of fault on oil and gas accumulation were discussed in this paper.The results show that the fault combinations and activity characteristics have obvious differences in different regions of Maichen Sag；There are six types of tectonic styles developed，including domino structure，stepped fault，complicated“Y”shaped structure（collapse structure），listric-fan structure，drag structure，and superposed fault；And there are four types of fault activities，including continuous activity，early-activity，midterm-activity and late-activity.The fault system in Maichen Sag are developed in the superposition of multi-periodic rifting with different extension directions（NW-SE extension during E1ch-E2l，NS extension during E3w）under the pre-existing tectonic conditions.The differences of structural styles and fault activities are caused by different distribution and activity of pre-existing structures.The fault system control not only the thickness and distribution of source rock but also the oil and gas migration which impact the oil-gas accumulation model and lead to different oil and gas distribution in Maichen Sag.

Maichen Sag；fault system；structural style；oil and gas migration；oil and gas accumulation

TE121.2

A

1006-6616（2015）03-0318-12

2015-03-03

中國(guó)石化股份公司項(xiàng)目（P14088）；江蘇石油勘探局項(xiàng)目（JS13041）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41272160，40772086）

胡愛玉（1968-），女，安徽省銅陵市人，高級(jí)工程師，主要從事油氣地球物理勘探開發(fā)研究。E-mail：huay.jsyt＠sinopec.com

董亨茂，E-mail：tonghm＠cup.edu.cn