董 方 吳孔友 崔立杰 李彥穎 周培興 董文馨

(中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580)

0 引言

構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶是指一條主干斷層沿走向過渡到另一條主干斷層的構(gòu)造變形帶，具體表現(xiàn)為過渡部分以斷層形成“硬連接”[1]或以凸起形成“軟連接”[2]。在轉(zhuǎn)換過程中，主斷層之間位移量、應(yīng)變量守恒。構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的概念最早由Dahlstrom[3]在研究擠壓背景形成的逆沖帶時(shí)提出，兩個(gè)主干逆沖斷層首尾相連的部分即為構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。隨后，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的概念被廣泛引用到走滑、伸展盆地研究中，相繼提出不同的定義和分類，如“轉(zhuǎn)換構(gòu)造”[4]、“調(diào)節(jié)帶”[5]、“轉(zhuǎn)換帶”[6]、“樞紐帶”[7]、“傳遞斷層”[5]、“變換構(gòu)造”[8]等。20世紀(jì)70年代開始，對(duì)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的研究主要集中于構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型、特征、控藏機(jī)制等方面[9-11]。Faulds等[5]、Scott等[10]、Morley等[11]根據(jù)主控?cái)鄬訋缀螌W(xué)特征，對(duì)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型進(jìn)行基礎(chǔ)分類；陳發(fā)景[12]、漆家福[13]以主控?cái)鄬訕?gòu)造變換方式等特征為基準(zhǔn)，進(jìn)一步細(xì)分構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型。研究表明：區(qū)域性構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶對(duì)盆地的發(fā)育、演化、后期改造、砂體展布以及油氣運(yùn)移、聚集、成藏等方面具有重要控制作用[5,14]；局部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控制小規(guī)模構(gòu)造的樣式和發(fā)育形態(tài)[15-18]。

北部灣盆地烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造背景復(fù)雜[19]，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶識(shí)別難度較大，前人的研究文獻(xiàn)較少，尤其對(duì)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型、特征、定量刻畫及形成機(jī)制的相關(guān)研究更少。為此，本文在前人研究基礎(chǔ)上，從斷裂的發(fā)育、演化入手，利用地震資料，采用距離—斷距曲線、垂向埋深—斷距曲線等定量統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶進(jìn)行識(shí)別和分類，總結(jié)識(shí)別標(biāo)志及其特征，闡述構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的分布規(guī)律、形成機(jī)制及與油氣藏之間的關(guān)系，從而為系統(tǒng)研究該區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶奠定基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)背景

北部灣盆地位于南海北部，處于歐亞板塊、印度板塊和太平洋板塊結(jié)合部，為典型新生代斷陷盆地，呈NE—SW向。烏石凹陷位于北部灣盆地中部(圖1a)，北接企西隆起，南鄰流沙低凸起，平面上呈“S”型[20]，6號(hào)和7號(hào)斷層分別控制北部和南部邊界(圖1b)。自中生代以來，烏石凹陷先后經(jīng)歷古近紀(jì)裂陷期和新近紀(jì)坳陷期。裂陷期從早到晚分為：古新世初始裂陷階段，應(yīng)力場(chǎng)主要為弱NW—SE向伸展；始新世強(qiáng)裂陷階段，應(yīng)力場(chǎng)主要為NNW—SSE向強(qiáng)伸展與弱走滑疊加；漸新世晚期裂陷階段，應(yīng)力場(chǎng)為SE向拉張伴隨強(qiáng)走滑。烏石凹陷東區(qū)斷裂形態(tài)、組合樣式復(fù)雜，在哀牢山—紅河斷裂帶走滑與南海拉張的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)共同作用下，以NEE向斷層(Ws229、Ws235)和近EW向斷層(Ws211、Ws168、Ws161、Ws227、Ws225)為主體構(gòu)成區(qū)域斷裂構(gòu)造格架(圖1b、圖1d)，自下而上發(fā)育古近系長(zhǎng)流組、流沙港組El(分流三段El3、流二段El2、流一段El1)、潿洲組Ew(分潿三段Ew3、潿二段Ew2、潿一段Ew1)，新近系下洋組Nx、角尾組、燈樓角組、望樓港組及第四系(圖1c)。

圖1 烏石凹陷東區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置及構(gòu)造綱要圖

2 典型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶識(shí)別

綜合前人對(duì)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶識(shí)別方法的研究成果[21-22]，基于最新地震資料，根據(jù)平面、剖面構(gòu)造特征，結(jié)合斷層距離—斷距曲線、斷層垂向埋深—斷距曲線定量方法識(shí)別、表征構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。

2.1 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶定量識(shí)別方法

據(jù)斷層平面分段生長(zhǎng)的定量判別標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)方法[23]，以三維地震剖面為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)而依據(jù)埋深和斷距之間的關(guān)系定量判別斷層生長(zhǎng)階段，建立斷層垂向分段生長(zhǎng)的定量判別標(biāo)準(zhǔn)，并選取地震剖面上各層位垂直斷距繪制斷層垂向埋深—斷距曲線。斷層發(fā)育時(shí)，在剖面上孤立生長(zhǎng)階段的斷層在淺層和深層出現(xiàn)斷距低值點(diǎn)(下文簡(jiǎn)稱低值點(diǎn))，斷距峰值(下文簡(jiǎn)稱峰值)出現(xiàn)在中層，則低值點(diǎn)為斷裂分段生長(zhǎng)點(diǎn)，指示構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶位置。

等距讀取地震剖面上的斷層位移和斷距，分別作為曲線的橫、縱坐標(biāo)繪制斷層距離—斷距曲線。低值點(diǎn)說明斷裂活動(dòng)較弱，是斷層分段生長(zhǎng)連接部位，指示構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育位置[24-25]。

結(jié)合垂向埋深—斷距曲線、距離—斷距曲線確定構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育時(shí)期和發(fā)育層位。

2.2 典型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶定量識(shí)別結(jié)果

圖2為烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型及距離—斷距曲線，圖3為烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶垂向埋深—斷距曲線。由圖可見：①?gòu)?qiáng)拉張環(huán)境下形成的斷層Ws230、Ws235在Ew3～Ew1沉積期活動(dòng)較強(qiáng)，表現(xiàn)為：斷層Ws230在測(cè)線2100、2500處曲線出現(xiàn)低值點(diǎn)(圖2a)，指示斷層分段生長(zhǎng)，即發(fā)育構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶；斷層Ws230在垂向上分別在Ew3、Ew1曲線出現(xiàn)低值點(diǎn)(圖3b)；斷層Ws235在測(cè)線1700處曲線出現(xiàn)低值點(diǎn)(圖2e)，并在Ew2出現(xiàn)一個(gè)低值區(qū)(圖3a)，存在分段生長(zhǎng)現(xiàn)象，為構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的典型曲線趨勢(shì)，隨后向Ew3斷距逐漸增加，達(dá)到峰值。②在走滑—伸展環(huán)境下活動(dòng)較強(qiáng)的斷層Ws221、Ws171、Ws175分別在測(cè)線750和950、測(cè)線1750和2000、測(cè)線4900和5500處曲線出現(xiàn)低值點(diǎn)(圖2b～圖2d)，表明上述位置為分段生長(zhǎng)連接位置，指示存在構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，但出現(xiàn)層位不盡相同(圖3a～圖3c)，即：斷層Ws175在Ew3曲線達(dá)到峰值，在Ew2出現(xiàn)低值點(diǎn)；斷層Ws221在Ew3出現(xiàn)曲線低值區(qū)，隨后逐漸增大，分別在Ew2和El1達(dá)到峰值；斷層Ws171在Ew2出現(xiàn)曲線低值區(qū)，在Ew1逐漸達(dá)到斷距最大值。

基于構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶定義及相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)[4-5，9-11]，綜合上述定量分析，并結(jié)合構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶平面及地震剖面幾何學(xué)特征(圖2、圖3)，在烏石凹陷東區(qū)共識(shí)別出幾類構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶：①平行型(斷層Ws230)；②疊覆型(斷層Ws171)；③趨近型(斷層Ws175)；④共線型(斷層Ws235)；⑤轉(zhuǎn)折端型(斷層Ws221)。

圖2 烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶平面(左)、剖面(中)特征及距離—斷距曲線(右)

圖3 烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶垂向埋深—斷距曲線

3 典型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型及特征

3.1 烏石凹陷東區(qū)典型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型

在Morley等[11]的分類基礎(chǔ)上，以運(yùn)動(dòng)學(xué)特征、幾何學(xué)特征為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造應(yīng)力背景，從斷層位置關(guān)系、組合樣式和斷層性質(zhì)著手，完善和細(xì)分構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型(圖4)。

圖4 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分類(同向型、對(duì)向型、背向型據(jù)文獻(xiàn)[11]略有修改)

(1)以主干斷層之間的傾向?yàn)槭滓诸悩?biāo)準(zhǔn)，將構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分為同向傾斜型、對(duì)向傾斜型和背向傾斜型三大類。

(2)以主斷層之間的位置關(guān)系和受力機(jī)制為分類標(biāo)準(zhǔn)，將構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分為平行型、疊覆型、趨近型、撕裂斷層型、共線型和轉(zhuǎn)折端型等6類。以主干斷層之間的連接方式和斷層生長(zhǎng)階段為依據(jù)，進(jìn)一步分為“軟連接”型和“硬連接”型?！败涍B接”型包括趨近型和覆疊型，“硬連接”型包括平行型和共線型。根據(jù)次級(jí)斷層首尾端展布形態(tài)，轉(zhuǎn)折端型分為擴(kuò)張型和收斂型。擴(kuò)張型主要在主干斷層尾部發(fā)育，次級(jí)斷層向外擴(kuò)張，平面上呈馬尾狀；收斂型出現(xiàn)于主干斷層轉(zhuǎn)折端，調(diào)節(jié)斷層向一側(cè)收斂。

(3)按構(gòu)造尺度為分類標(biāo)準(zhǔn)，分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)及四級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。烏石凹陷東區(qū)內(nèi)無一級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶；同一構(gòu)造背景下，相鄰區(qū)段間變形、構(gòu)造樣式等特征存在差異的為二級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶；三級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分布于各次級(jí)凹陷、洼槽之間；四級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分布于單個(gè)次級(jí)凹陷或斜坡內(nèi)。

3.2 典型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶特征

3.2.1 平行型

由兩條或多條對(duì)向平行斷層組成，斷層間位移和形變通過連接斷層或斜向凸起調(diào)節(jié)，主干斷層之間位移量沿走向此消彼長(zhǎng)。主干斷層下降盤一側(cè)常伴生小斷層、背斜隆起等局部構(gòu)造。

平行型出現(xiàn)于研究區(qū)中部，主干斷層呈近EW向平行排列，連接斷層出現(xiàn)于斷層Ws230下降盤一側(cè)，形成“硬連接”，與其伴生小斷層及裂縫共同作用，將形變(斷距或高差)由南側(cè)斷層傳遞至北側(cè)斷層(圖2a左)。在地震剖面上，斷層Ws230、Ws228之間反射層波組混亂，地層對(duì)向掉落、局部隆起而形成“地塹”，易發(fā)生位移傳遞和調(diào)節(jié)，主干斷層與周圍斷層共同構(gòu)成復(fù)“Y”字型，具扭張?zhí)卣?圖2a中)。

平行型附近是油氣的有利聚集區(qū)。連接斷層起側(cè)向封堵油氣的作用，由于連接斷層周圍裂縫發(fā)育，為油氣向上優(yōu)勢(shì)運(yùn)移與聚集提供了通道，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育位置成為局部構(gòu)造高點(diǎn)，油氣向構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶兩側(cè)輸導(dǎo)，在Ew3形成斷層上盤遮擋圈閉。

3.2.2 疊覆型

由兩條側(cè)列展布的斷層首尾部分疊置而成，通過橫向凸起(背斜)或斜向斷層調(diào)節(jié)和傳遞主干斷層之間的位移、形變。研究區(qū)疊覆型出現(xiàn)較少，斷層級(jí)序較低，對(duì)構(gòu)造區(qū)帶的控制能力較弱。

疊覆—背向型出現(xiàn)于研究區(qū)東北部邊緣構(gòu)造高點(diǎn)，近NE向的疊覆型主控?cái)鄬映蔔W向雁列展布，斷層Ws171、Ws172的上升盤側(cè)列展布、首尾部分疊置，發(fā)育規(guī)模較小，斷層傾沒端小幅度彎曲(圖2b左)。在地震剖面上，斷層Ws171與Ws172背向傾斜，斷層生長(zhǎng)終止于Ew2，兩側(cè)地層對(duì)向掉落，兩斷層共用一個(gè)上升盤，組成“地壘”，中間沒有伴生小斷層，為“軟連接”(圖2b中)。

斷層Ws171附近為局部構(gòu)造高點(diǎn)，由于張性主控?cái)鄬觽?cè)向封堵能力相對(duì)較弱，地層錯(cuò)動(dòng)不明顯，難以形成有效的砂、泥地層對(duì)接，導(dǎo)致疊覆型周圍油氣分布較少。

3.2.3 趨近型

趨近型由兩條或多條首尾互相靠近的斷層組成，以轉(zhuǎn)換斜坡或連接斷層的形式調(diào)節(jié)和傳遞位移、形變。趨近型發(fā)育位置的地層往往被截切而發(fā)生階梯狀掉落，應(yīng)變和位移沿地層傾翹方向有規(guī)律地傳遞。

研究區(qū)內(nèi)典型的趨近—同向型由斷層Ws175和Ws219組成，所處地勢(shì)較高。平面上，主干斷層呈NEE向伸展，傾沒端發(fā)生弧形彎曲并相互靠近，屬于“軟連接”型(圖2c左)。在地震剖面上，斷層Ws219和Ws175南傾，形似階梯，產(chǎn)狀基本一致，發(fā)育規(guī)模相當(dāng)，各條斷層的下降盤依次向同一方向斷落，所夾地層之間反射波組混亂，呈“似斷似連”現(xiàn)象；斷層Ws175和Ws219終止于Ew1底面，向下延伸至El2消失(圖2c中)。

斷層Ws175與Ws219為典型走滑環(huán)境下形成的主控?cái)鄬樱瑪鄬臃忾]性較好，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分隔出數(shù)個(gè)獨(dú)立斷塊，斷層Ws219發(fā)育于構(gòu)造高部位，轉(zhuǎn)換斜坡為優(yōu)勢(shì)油氣運(yùn)移通道，成藏期受主干斷層遮擋，易在斷層下盤聚集成藏。

3.2.4 共線型

共線型由一條斷層發(fā)育而成，斷層傾向沿走向發(fā)生變化，平面展布形態(tài)并未發(fā)生明顯變化。斷層以三種形式實(shí)現(xiàn)傾向變化：①傾向發(fā)生變化的過渡區(qū)域，斷層以小尺度張開的形式連接，形如手指；②在相互作用區(qū)域形成撕裂斷層；③地層發(fā)生劇烈的翹曲，并將相關(guān)應(yīng)力傳遞到在周圍巖體中。

沿構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶走向，地勢(shì)由東向西逐漸降低。Ws235斷層在中段一分為二，呈手指狀張開，相互交錯(cuò)，隨后斷層合二為一(圖2e左)。共線型在一條斷層內(nèi)部轉(zhuǎn)移位移及形變，對(duì)于周圍構(gòu)造區(qū)帶的控制、改造能力較弱。在地震剖面上(圖2e中)，斷層Ws235東、西兩段為緊密結(jié)合的整體：①在EE′剖面上，斷層Ws235北傾，與南側(cè)斷層組成“地壘”。②在FF′剖面上，a、b、c、d四條斷層兩兩對(duì)向發(fā)育，組成“地壘”，兩側(cè)地層依次掉落。調(diào)節(jié)斷層a與主斷層傾向相同，調(diào)節(jié)斷層b的規(guī)模較大，向西張開的調(diào)節(jié)斷層d的規(guī)模大于調(diào)節(jié)斷層c，斷層a、c被斷層d錯(cuò)開。③在GG′ 剖面上，主斷層與南側(cè)斷層組成階梯狀樣式，斷層依次向南掉落。

斷層Ws235由西至東，斷層組合逐漸由“壘塹”組合樣式過渡到階梯狀樣式，表現(xiàn)為張扭作用下形成的統(tǒng)一斷裂體系。因此，斷層Ws235東、西兩段應(yīng)為一條斷層，通過主斷層中段手指狀張開的四條調(diào)節(jié)斷層控制、調(diào)節(jié)伸展形變。由于四條連接斷層的相互作用，限制了調(diào)節(jié)斷層的延伸、發(fā)散程度，在整體上始終保持單條斷層的形態(tài)。

共線型受走滑、伸展疊合作用影響較大，內(nèi)部反向調(diào)節(jié)斷層主控油氣輸導(dǎo)，油氣集中于斷層Ws235西段的弧形彎曲處，東段無油氣顯示。

3.2.5 轉(zhuǎn)折端型

轉(zhuǎn)折端型由單條主斷層控制，主斷層弧形彎曲部位因構(gòu)造應(yīng)力作用產(chǎn)生數(shù)條調(diào)節(jié)斷層，以調(diào)節(jié)主斷層位移和形變。擴(kuò)張型是指位于主干斷層末端，數(shù)條調(diào)節(jié)斷層極性相同，走向近平行，尾部向外撤開，首端均收斂于主干斷層尾部的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。平面上常見的展布樣式為馬尾狀，常見于張扭應(yīng)力條件下發(fā)育的組合斷層；剖面上一般為包心菜狀，斷距較小，內(nèi)部斷層密度較大，有助于調(diào)節(jié)主干斷層斷距和高差，并分散地層的底辟作用。收斂型由一條彎曲主斷層及數(shù)條“帚”狀次級(jí)斷層收斂于主干斷層弧頂彎曲處組合而成，調(diào)節(jié)主干斷層的轉(zhuǎn)折程度，有效分散了主干斷層沿走向方向的位移。剖面上調(diào)節(jié)斷層與主干斷層高角度相交，體現(xiàn)了構(gòu)造旋轉(zhuǎn)作用的應(yīng)力背景。

轉(zhuǎn)折端型位于研究區(qū)南部，由主斷層Ws221及三條近NE向調(diào)節(jié)斷層組成，平面上呈馬尾狀展布，靠近7號(hào)邊界斷層(圖2d左)。在邊界斷層上、下盤升降運(yùn)動(dòng)及NE向走滑作用的影響下，主斷層Ws221下降盤一側(cè)地層發(fā)生形變并形成Ws222、Ws223、Ws224三條走向近平行、傾向一致的呈雁列展布的調(diào)節(jié)斷層，尾端向外發(fā)散，首端收斂于主斷層轉(zhuǎn)折端處，將主斷層弧形彎曲部分的伸展位移、形變向外擴(kuò)張，保持并逐漸調(diào)節(jié)主斷層的彎曲程度，延續(xù)主斷層沿走向斷距逐漸變小的趨勢(shì)；同時(shí)調(diào)節(jié)主斷層北段NW向和東段NW向的斷距和高差，達(dá)到應(yīng)變守恒。在地震剖面上，調(diào)節(jié)斷層與主斷層斜交，均向南傾，地層依次向南掉落，沿垂向斷距逐漸增長(zhǎng)方向有規(guī)律地調(diào)節(jié)位移和形變(圖2d中)。

調(diào)節(jié)斷層剪切作用較弱，斷層斷距較小，斷層封閉性較強(qiáng)，阻止了油氣向局部構(gòu)造高部位的橫向運(yùn)移，斷層Ws221下降盤具封堵油氣側(cè)向運(yùn)移的作用，易于富集油氣。

4 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分布規(guī)律及形成機(jī)制

4.1 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育規(guī)律

地層Ew3主要發(fā)育平行型、趨近型、疊覆型、共線型和轉(zhuǎn)折端型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分布較廣泛(圖1b)。Nx主要發(fā)育平行型、疊覆型和轉(zhuǎn)折端型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶零星分布(圖5)。地層由老到新，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分布體現(xiàn)了繼承性和改造性，即構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育程度逐漸成熟、數(shù)量和種類逐漸減少。在同一構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的不同層位(不同時(shí)期)，連接方式由“軟連接”向“硬連接”轉(zhuǎn)變，由深層至淺層連接斷層數(shù)量明顯增加。如：El構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分布較少，Ew構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶較發(fā)育；Ew3“軟連接”、“硬連接”均較常見，傳遞位移的數(shù)量和幅度較大；Ew1～Nx構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶較發(fā)育，以平行型為主(圖5)，且多為“硬連接”。

圖5 Nx(T60)現(xiàn)今構(gòu)造綱要圖

4.2 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶空間分布規(guī)律

通過分析，總結(jié)了烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的分布規(guī)律。

(1)不同類型轉(zhuǎn)換帶分布位置不同。東、西部發(fā)育平行型、趨近型和疊覆型；中部斷裂形態(tài)及組合樣式較復(fù)雜，發(fā)育轉(zhuǎn)折端型、共線型。

(2)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶兩側(cè)構(gòu)造樣式、基底沉降存在明顯差異，往往構(gòu)成區(qū)域構(gòu)造的平面分界線。如，以近NW向的斷層Ws229和EW向斷層Ws227為界，南側(cè)斷層走向主要為NEE、NE和SE向，北側(cè)斷層為NE或EW向(圖1b)，南部構(gòu)造樣式復(fù)雜，北部斷裂多為階梯式或“Y”字型(圖1d)。

(3)構(gòu)造背景及邊界控制條件決定了構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型。從時(shí)間角度講，斷層活動(dòng)強(qiáng)度逐漸減弱的7號(hào)斷層受拉張、剪切作用影響，周圍發(fā)育平行型和轉(zhuǎn)折端型；6號(hào)斷層發(fā)育較晚，周圍發(fā)育平行型和共線型；中部EW向斷裂活動(dòng)增加，多發(fā)育平行型、共線型；東部NE向斷裂活動(dòng)較多，發(fā)育疊覆型。

(4)連接斷層與主干斷層垂直或大角度斜交，或主干斷層之間發(fā)育橫向凸起或轉(zhuǎn)換斜坡。剖面上，地層出現(xiàn)局部扭曲，常呈“壘塹”組合、花狀構(gòu)造、似花狀構(gòu)造、斷階等構(gòu)造樣式。

4.3 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶成因

通過總結(jié)、歸納前人研究成果[1-5,7,26]，結(jié)合研究區(qū)各時(shí)期構(gòu)造背景，在分析演化階段的基礎(chǔ)上，分別在時(shí)間和在空間上探討構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶成因。

4.3.1 空間成因

(1)先存構(gòu)造奠定了構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的形成基礎(chǔ)，差異性活動(dòng)導(dǎo)致斷裂體系的變化。

先存的斷裂活動(dòng)在很大程度上決定著后續(xù)斷層發(fā)育的特征。El3～El2沉積期凹陷處于強(qiáng)拉張作用階段，太平洋板塊俯沖，引起地幔熱流上涌并導(dǎo)致南海擴(kuò)張[27]，NW—SE向伸展作用使NE向基底大斷裂復(fù)活[28]，當(dāng)主控?cái)鄬幼呦蚺cNE向基底大斷層走向成一定角度相交時(shí)，基底大斷層在側(cè)向上起到一定程度的阻礙作用。隨著斷裂伸展方向的變化，斷裂的位移和形變傳遞方式發(fā)生變化，從而控制構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的形成、伸展位移及空間位置。同時(shí)派生出近NE向7號(hào)斷層的主體雛形以及斷層Ws225、Ws235。隨后，由于印支板塊擠出作用，區(qū)域伸展方向轉(zhuǎn)變?yōu)榻麼NW—SSE向，近NEE向6號(hào)斷層以及斷層Ws161、Ws213形成，共同構(gòu)成烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造格架(圖6a)。

(2)構(gòu)造應(yīng)力的性質(zhì)和方向決定了構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型。

El1～Ew3沉積期，由于印支板塊碰撞作用，哀牢山—紅河斷裂帶左旋走滑作用逐漸增強(qiáng)，地幔上涌形成的拉張作用依然較強(qiáng)，整體上表現(xiàn)為強(qiáng)拉張、弱左旋走滑疊合作用。在此背景下，形成了NEE向右旋走滑、NW向左旋走滑的張性共軛斷裂體系(圖6b)。此時(shí)基底斷層顯性活動(dòng)仍然強(qiáng)烈，部分與之走向成一定角度相交的斷層，位移生長(zhǎng)受到阻礙，東部疊覆型主控?cái)鄬覹s227形成，平行型主控?cái)鄬臃侄紊L(zhǎng)，斷層Ws229基本成型；南部轉(zhuǎn)折端型主控?cái)鄬覹s221主體初見規(guī)模。

(3)斷層分段生長(zhǎng)是轉(zhuǎn)換帶形成的直接原因。

由初始拉張作用時(shí)期至拗陷、裂陷時(shí)期，主控?cái)鄬右话憬?jīng)歷孤立生長(zhǎng)、“軟連接”以及連接斷層發(fā)育的“硬連接”等階段，斷層疊覆位置或斷層最大位移處易產(chǎn)生構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。

4.3.2 時(shí)間成因

烏石凹陷在哀牢山—紅河斷裂帶走滑活動(dòng)、南海擴(kuò)張與地幔上涌產(chǎn)生的拉張應(yīng)力[29]的疊合作用下，形成了走滑和伸展并存的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)，并且不同時(shí)期走滑作用和拉張作用的強(qiáng)弱存在差異，不同沉積期應(yīng)力背景與應(yīng)力強(qiáng)弱對(duì)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育具有不同的控制作用。Ew2～Ew1沉積期，哀牢山—紅河斷裂帶走滑作用不斷增強(qiáng)，地幔上涌作用逐漸減弱，形成弱拉張與強(qiáng)剪切作用的疊合。在繼承前期活動(dòng)性的同時(shí)，NW向走滑斷層分裂為一系列平行型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(圖6c)，由于先存構(gòu)造的影響，沿走向位移至斷層Ws225即停止。南部斷層Ws221在扭張應(yīng)力下發(fā)育多條次級(jí)小斷層；斷層Ws235受擠壓應(yīng)力的影響，發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，形成共線型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。Nx沉積期至今，地幔上涌和板塊擴(kuò)張作用，導(dǎo)致烏石凹陷整體拗陷，形成一系列近EW向雁行排列的小斷層(圖6d)。

圖6 烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶演化模式

5 結(jié)論

(1)根據(jù)主干斷層的運(yùn)動(dòng)學(xué)、幾何學(xué)特征以及相互作用方式，將烏石凹陷東區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分為平行型(斷層Ws230)、疊覆型(斷層Ws171)、趨近型(斷層Ws175)、轉(zhuǎn)折端型(斷層Ws221)和共線型(斷層Ws235)5大類。

(2)典型的平行型主控?cái)鄬蛹?jí)序較高，多以“硬連接”的形式調(diào)節(jié)、傳遞位移和形變，剖面上呈復(fù)“Y”字型。疊覆型在平面上互相平行，斷層級(jí)序較低，對(duì)構(gòu)造區(qū)帶的控制較弱，剖面上表現(xiàn)為背斜形式的“軟連接”。趨近型以轉(zhuǎn)換斜坡的形式連接主干斷層。共線型主斷層中段呈手指狀張開，東、西兩段傾向相反，剖面上斷層相互錯(cuò)動(dòng)，構(gòu)成“X”型。轉(zhuǎn)折端型在平面上呈馬尾狀，調(diào)節(jié)斷層向主控?cái)鄬訌澢课皇諗?，具調(diào)節(jié)主干斷層彎曲程度及斷距的作用。

(3)不同類型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶受控于構(gòu)造背景和邊界控制條件，分布位置存在差異。平行型全區(qū)分布廣泛，疊覆型、趨近型分布于研究區(qū)東北部，共線型分布于中北部，轉(zhuǎn)折端型靠近7號(hào)斷層。構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶具有分隔構(gòu)造區(qū)帶的作用，不同類型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的平面、剖面構(gòu)造特征明顯不同，不同沉積期構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶傳遞位移的方式和數(shù)量差異明顯，如Ew3傳遞位移最大，至Nx逐漸減小。

(4)烏石凹陷東區(qū)斷裂發(fā)育特征為伸展和拉張共同作用的結(jié)果，NE向基底斷裂奠定了形成構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的基礎(chǔ)，在哀牢山—紅河斷裂帶走滑、南海擴(kuò)張、地幔上涌派生的拉張應(yīng)力的共同作用下，斷層分段生長(zhǎng)是構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶形成的直接原因。