王德英，劉曉健，鄧 輝，劉永江，李德郁

［1.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300459；2.中國(guó)海洋大學(xué)，山東 青島 266100］

華北克拉通是中國(guó)主要的構(gòu)造單元，具有3.8 Ga的古老歷史［1］，位于古亞洲洋、特提斯洋和太平洋3大構(gòu)造域的交匯處［2］，由東部陸塊與西部陸塊拼合形成［3-4］，在形成后經(jīng)歷了長(zhǎng)期且穩(wěn)定的克拉通階段［5-6］。古生代，華北克拉通依次經(jīng)歷了懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)和海西運(yùn)動(dòng)，造成了克拉通的3次整體升降［7］。晚古生代以來(lái)，華北克拉通與周邊陸塊互相運(yùn)動(dòng)，區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)向以橫向構(gòu)造為主，各構(gòu)造域共同作用于華北克拉通，構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換使克拉通發(fā)生了復(fù)雜的構(gòu)造變形［8］。

渤海灣盆地是華北克拉通東部的一個(gè)中-新生代盆地，盆地內(nèi)油氣資源豐富，潛山內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油氣藏，是中國(guó)東部重要的石油和天然氣工業(yè)基地之一。潛山內(nèi)幕保留的先存斷裂以及潛山與上覆地層之間的接觸關(guān)系可以為構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用的研究提供大量證據(jù)［9］。潛山地層經(jīng)歷了前印支期—印支期、印支期—燕山期和燕山期—喜馬拉雅期等多期構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用，對(duì)潛山圈閉形成、潛山地層分布和大規(guī)模裂縫型儲(chǔ)層的形成具有重要影響。各幕次的構(gòu)造轉(zhuǎn)換不僅直接促進(jìn)了該區(qū)潛山裂縫型儲(chǔ)層發(fā)育，也為潛山的風(fēng)化殼儲(chǔ)層和內(nèi)幕溶蝕型儲(chǔ)層的發(fā)育提供了有利條件［10］，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了烏馬營(yíng)、蓬萊9-1、渤中19-6等一系列潛山油氣田［11-12］。其中渤中19-6潛山是中國(guó)東部傳統(tǒng)油型盆地中發(fā)現(xiàn)的最大的太古宇變質(zhì)巖潛山凝析氣藏，其地震、鉆井、分析化驗(yàn)等資料豐富，儲(chǔ)層發(fā)育情況、內(nèi)幕斷裂展布、基底與上覆地層的接觸關(guān)系清楚，因而是研究多期構(gòu)造轉(zhuǎn)換對(duì)潛山地層、儲(chǔ)層控制作用的理想場(chǎng)所，區(qū)域構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用研究可以為解決潛山儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難題提供更有效的方法，對(duì)指導(dǎo)類似盆地內(nèi)潛山油氣勘探具有指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)概況

渤海灣盆地位于中國(guó)東部，北部為陰山-燕山造山帶，南部為秦嶺-大別造山帶，東部為郯廬斷裂帶和蘇魯造山帶，西部為太行山東麓斷裂帶，是在華北克拉通地臺(tái)基礎(chǔ)上經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的裂谷盆地［13］，面積約20×104km2。

渤中凹陷位于渤海海域，是渤海灣盆地內(nèi)最大的一個(gè)富烴凹陷，新生代以來(lái)渤中凹陷成為渤海灣盆地的沉積和沉降中心，新生界最大埋深超過(guò)10 000 m。渤中19-6（構(gòu)造）區(qū)位于渤中凹陷西南部，埋深超過(guò)4 500 m，屬于一個(gè)洼中的低潛山構(gòu)造。構(gòu)造區(qū)發(fā)育北西向、北東向與近東西向斷層，分為渤中19-6、渤中19-6北、渤中13-2和渤中21/22等4個(gè)構(gòu)造（圖1a）。根據(jù)地層時(shí)代和巖性，把渤中19-6區(qū)地層劃分為4大套，自下向上分別為太古宇變質(zhì)巖、古生界碳酸鹽巖、中生界火山巖和碎屑巖，以及新生界沉積巖，受多期次構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用的影響，不同構(gòu)造部位潛山地層組合差異明顯。構(gòu)造區(qū)上覆新生界，自下向上發(fā)育古近系孔店組、沙河街組、東營(yíng)組和新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組?？椎杲M為厚層砂礫巖，沙河街組和東營(yíng)組發(fā)育上千米厚的超壓泥巖，既是優(yōu)質(zhì)的烴源巖層，也是區(qū)域性蓋層（圖1b），館陶組和明化鎮(zhèn)組為砂、泥巖互層。

圖1 渤海灣盆地渤中19-6區(qū)構(gòu)造位置（a）和地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Structural location map of Bozhong 19-6 area（a）and comprehensive stratigraphic column（b）in the Bohai Bay Basin

渤中19-6區(qū)潛山整體為高含凝析油的凝析氣藏，發(fā)育多個(gè)含油氣層系。渤中19-6構(gòu)造和渤中13-2構(gòu)造主力含油氣層位為太古宇，渤中21/22構(gòu)造主力含油氣層位為古生界。太古宇變質(zhì)巖潛山裂縫縱向發(fā)育厚度大，最高可達(dá)上千米。古生界碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間以裂縫、巖溶角礫礫間孔和白云石晶間孔為主。研究區(qū)潛山之上覆蓋了厚達(dá)1 000 m的古近系超壓泥巖，為潛山油氣藏提供了良好的保存條件。區(qū)域超壓蓋層和潛山大規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)-蓋組合，使得潛山的烴柱最大高度可達(dá)1 600 m，也是能夠形成規(guī)模性油氣藏的關(guān)鍵。

2 渤中19-6區(qū)構(gòu)造轉(zhuǎn)換特征

2.1 潛山構(gòu)造幾何學(xué)特征

2.1.1 潛山斷裂特征

渤中19-6構(gòu)造及圍區(qū)在中生代以來(lái)經(jīng)歷了印支期、燕山期和喜馬拉雅期等多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的斷裂體系，按照發(fā)育早晚可劃分為北西向、北東向和近南北向斷裂（圖2）。

印支早期華南板塊與華北板塊東緣和南緣自東向西呈剪刀式閉合，整個(gè)華北南緣遭受北東—北北東向擠壓［2］，渤中地區(qū)形成了一系列北西向和近東西向斷層。印支期斷層區(qū)域上延伸較遠(yuǎn)，傾向多數(shù)為南西向。該時(shí)期斷層多為深切太古宇基底的逆斷層，后期構(gòu)造負(fù)反轉(zhuǎn)形成大量鏟形正斷層，這些斷層由深至淺傾角逐漸變陡。大部分僅在太古宇基底中發(fā)育，僅有小部分?jǐn)鄬酉蛏吓c新生界斷層相接，潛山中斷距明顯比新生代斷距大（圖3）。燕山早期受古太平洋板塊向華北板塊俯沖的影響［2］，研究區(qū)形成大量北東向斷層，大部分切割印支期北西向斷層，縱向上基本延伸至新生界，傾向多為南東向。在渤中19-6構(gòu)造南部早燕山期形成的北東向斷層在喜馬拉雅期持續(xù)活動(dòng)（圖2中②區(qū)域）。在燕山中期左行走滑作用下形成大量近南北向的伸展斷裂，平面上呈雁列式分布。該時(shí)期斷層縱向上基本延伸至新生界，斷面近于直立，具有走滑特征。斷層在中生界中僅表現(xiàn)為伸展正斷層特征，而在新生界中呈負(fù)花狀構(gòu)造，說(shuō)明新生代南北向斷層完成由伸展運(yùn)動(dòng)向走滑作用的轉(zhuǎn)變。

圖2 渤中19-6區(qū)不同時(shí)期斷裂與圈閉疊合圖Fig.2 Superposition map showing faults and traps in Bozhong 19-6 area developed in different periods

圖3 渤中19-6潛山構(gòu)造北東-南西向地震剖面（剖面位置見(jiàn)圖1a）Fig.3 NW-SW-trending seismic profile of buried-hill structure in Bozhong 19-6 area（see Fig.1a for the profile location）

2.1.2 潛山地層圈閉特征

渤中19-6區(qū)構(gòu)造整體為北東軸向的潛山。北西向（F印1和F印2）和北東向（F燕1）斷層將渤中19-6區(qū)分隔為渤中13-2、渤中19-6、渤中19-6北和渤中21/22等4個(gè)構(gòu)造。渤中13-2構(gòu)造位于研究區(qū)西北部，以該構(gòu)造南部的北東向斷層為界，與渤中19-6主體構(gòu)造相隔，發(fā)育斷塊型圈閉，圈閉高點(diǎn)位于斷層附近，北東軸向，上覆厚層中生界砂礫巖，具有“太古宇-中生界-新生界”三元地層結(jié)構(gòu)特征。渤中19-6主體構(gòu)造位于研究區(qū)中部，潛山為太古宇，構(gòu)造整體為北西軸向的大型背斜圈閉，構(gòu)造被北東向和近南北向斷裂分割成多個(gè)南北軸向的斷塊，太古宇上覆新生界，具有“太古宇-新生界”二元地層結(jié)構(gòu)特征。渤中19-6北和渤中21/22構(gòu)造位于研究區(qū)東側(cè)，發(fā)育地層超覆圈閉和斷塊圈閉，太古宇上覆古生界，具有“太古宇-古生界-新生界”三元地層結(jié)構(gòu)特征（圖4）。

圖4 渤中19-6區(qū)地層結(jié)構(gòu)地震剖面（剖面位置見(jiàn)圖1a）Fig.4 Seismic section showing stratigraphic structure in Bozhong 19-6 area（see Fig.1a for the section location）

2.2 多期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件及其特征

根據(jù)區(qū)域性構(gòu)造背景分析，渤中19-6區(qū)潛山構(gòu)造主要經(jīng)歷了前印支期—印支期、印支期—燕山期和燕山期—喜馬拉雅期多次構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件改造。多幕次構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件對(duì)該區(qū)斷裂體系、地層結(jié)構(gòu)、潛山圈閉以及大規(guī)模儲(chǔ)層的發(fā)育起到了重要的控制作用，結(jié)合鉆井與地震資料可以很好地推斷多幕次構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用的特征（表1）。

表1 渤中19-6區(qū)中-新生代多期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件及其特征［14-16］Table 1 The Meso-Cenozoic multi-stage tectonic transformation events and characteristics in Bozhong 19-6 area［14-16］

2.2.1 前印支期—印支期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件

華北板塊在印支期以前經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，以整體升降為主，對(duì)研究區(qū)圈閉及儲(chǔ)層有影響的首個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為元古代晉寧運(yùn)動(dòng)［17］，并造成元古界剝蝕殆盡，隨后下古生界直接角度不整合覆蓋于太古宇之上，這些構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)華北克拉通結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性破壞。印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)拉開了華北板塊大規(guī)模造山運(yùn)動(dòng)的序幕［1］，期間研究區(qū)潛山地層首次經(jīng)歷了大規(guī)模差異改造。印支期對(duì)研究區(qū)構(gòu)造和地層方面的影響，總體可分為早期擠壓和后期應(yīng)力松弛（弱伸展）兩個(gè)階段。

1）印支早期（早三疊世—晚三疊世早期）擠壓

前印支期—印支期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件發(fā)生于早三疊世初期，主要表現(xiàn)為華北克拉通縱向垂直升降轉(zhuǎn)換為橫向大規(guī)模強(qiáng)擠壓逆沖。印支期擠壓事件期間，隆起區(qū)頂部和逆沖斷層上盤的地層遭受剝蝕，造成環(huán)渤中凹陷部分潛山頂部缺失古生界。印支早期的擠壓作用一方面使得渤海地區(qū)整體抬升，前期地層遭受剝蝕；另一方面使得渤海地區(qū)形成一系列近東西向或北西-南東向、呈疊瓦狀排列的低角度逆沖斷裂。這些斷裂中的一部分雖然自新生代以來(lái)表現(xiàn)為伸展正斷層，但古生界臨近斷裂處減薄形成的薄底構(gòu)造和頂部削截的明顯特征證明，該斷裂經(jīng)歷先逆沖剝蝕、后反轉(zhuǎn)裂陷的過(guò)程。

印支早期擠壓作用是控制該區(qū)太古宇圈閉形成的關(guān)鍵時(shí)期，形成了渤中19-6構(gòu)造太古宇北西向潛山圈閉的雛形?，F(xiàn)今環(huán)渤中地區(qū)西部仍保留有印支早期華南和華北板塊碰撞擠壓形成的大型逆沖隆起。印支早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在研究區(qū)表現(xiàn)為一系列北西走向的大型斷裂（圖5a）。這些逆沖斷裂使渤中19-6構(gòu)造整體抬升，形成背形隆起構(gòu)造，構(gòu)成渤中19-6太古宇潛山圈閉的雛形（圖5b）。在北西向斷裂體系中，靠近西南側(cè)的斷層傾角相對(duì)較大而東北側(cè)的斷層傾角相對(duì)較小。因此，分隔渤中19-6構(gòu)造和沙南凹陷之間的逆沖斷層在后期反轉(zhuǎn)為正斷層的阻力最小，成為控制沙南凹陷和渤中19-6凸起的邊界斷層（圖5c），其他傾角相對(duì)較低的斷層則衰亡不再活動(dòng)，使得渤中19-6構(gòu)造抬升暴露的太古宇未發(fā)生反轉(zhuǎn)深埋，保證了渤中19-6太古宇潛山圈閉較高的有效性。渤中21/22構(gòu)造處于北西走向的疊瓦狀逆沖斷裂的翼部，古生界保留了較大的地層厚度（圖5）。

圖5 渤中19-6區(qū)印支早期古隆起分布和成因模式Fig.5 Distribution and genetic model of the early Indosinian paleo-uplift in Bozhong 19-6 area

2）印支晚期（晚三疊世晚期—中侏羅世）應(yīng)力松弛

晚三疊世晚期，華北板塊與東北地塊群碰撞造山結(jié)束，開始進(jìn)入造山后伸展階段［18］，同時(shí)形成了一系列小型的裂陷盆地，但華北板塊東部仍然處于隆升剝蝕階段。早侏羅世晚期—中侏羅世，巖石圈冷卻可能導(dǎo)致華北板塊整體沉降并形成了多個(gè)小型裂陷盆地［19］。

印支早期北西向逆沖斷層在印支晚期發(fā)生反轉(zhuǎn)，渤海灣盆地西部地區(qū)沉積了大量的北西向展布的早-中侏羅世地層，說(shuō)明印支晚期以強(qiáng)擠壓后應(yīng)力松弛（弱伸展）背景下的沉積作用為主，是對(duì)前期擠壓形成差異地貌的填平補(bǔ)齊過(guò)程。在渤中19-6構(gòu)造西部的埕北凹陷內(nèi)，從埕子口凸起-埕北凹陷最低洼處的北東向剖面上，斷裂上盤可見(jiàn)中-下侏羅統(tǒng)與下伏古生界呈角度不整合接觸，同上覆白堊系同樣呈角度不整合接觸，這表明埕北低凸起西南緣的斷裂在侏羅系沉積之前就已經(jīng)反轉(zhuǎn)為正斷層，并在中生代控制了中-下侏羅統(tǒng)沉積（圖6）。

圖6 渤中19-6區(qū)印支期疊瓦狀逆沖斷層與后期反轉(zhuǎn)地震剖面和構(gòu)造演化圖（剖面位置見(jiàn)圖1a）Fig.6 Seismic profile showing the imbricate thrust faults developed during the Indosinian and reversed at late Indosinian and tectonic evolution map in Bozhong 19-6 area（see Fig.1a for the profile location）

2.2.2 印支期—燕山期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件

印支期—燕山期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件發(fā)生于侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)，主要表現(xiàn)為印支期華北板塊與華南板塊之間北東-南西向構(gòu)造事件到燕山期古太平洋板塊與華北板塊之間北東向構(gòu)造事件的轉(zhuǎn)換。在此期間，印支期大部分逆沖斷層發(fā)生負(fù)反轉(zhuǎn)形成正斷層，并在斷陷中沉積穩(wěn)定的中生界。區(qū)域上表現(xiàn)為印支期北西向斷層、燕山早期北東向和燕山晚期近南北向斷層間互發(fā)育，并且燕山期斷層切割印支期斷層的構(gòu)造格局。

燕山期多幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)分為燕山早期、燕山中期和燕山晚期，對(duì)潛山地層格局產(chǎn)生重要影響的是燕山早期以北西向?yàn)橹鞯臄D壓作用以及燕山中期的強(qiáng)左行走滑和裂陷伸展作用，燕山晚期雖亦經(jīng)歷廣泛擠壓作用，但以整體抬升掀斜為主，差異改造效應(yīng)相對(duì)較弱。

1）燕山早期（中侏羅世末期—晚侏羅世）擠壓

自中侏羅世末期開始，主導(dǎo)研究區(qū)的板塊構(gòu)造背景由華北、華南陸-陸碰撞轉(zhuǎn)為由伊澤奈崎板塊的俯沖作用，燕山運(yùn)動(dòng)拉開序幕，使得華北東部地區(qū)受到區(qū)域擠壓作用，并在郯廬斷裂帶圍區(qū)的露頭中普遍發(fā)育北東或北北東軸向的縱彎褶皺和逆沖斷層等擠壓變形構(gòu)造［20］。

燕山早期擠壓作用改造的對(duì)象是中-下侏羅統(tǒng)、古生界和太古宇。在燕山早期擠壓過(guò)程中，在渤海形成一系列北東或北北東走向的擠壓逆沖斷裂，并伴生中-下侏羅統(tǒng)內(nèi)部的北東軸向的褶皺變形及頂部的削截面（圖7）。燕山早期主要受到古太平洋北西向低角度俯沖影響，形成大量北東向壓扭型走斷裂，該時(shí)期為渤中19-6區(qū)太古宇潛山圈閉改造的關(guān)鍵時(shí)期。燕山早期擠壓作用在潛山形成過(guò)程中的作用主要表現(xiàn)為對(duì)印支期潛山的切割破壞，把原來(lái)連續(xù)的印支期圈閉帶切割成一系列大小不等的小型圈閉，使早期完整的圈閉復(fù)雜化。

圖7 渤中19-6區(qū)中-下侏羅統(tǒng)褶皺變形地震剖面（a）和CFD22-1-A井地層綜合柱狀圖（b）（剖面位置見(jiàn)圖1a）Fig.7 Seismic profile showing folds under deformation of the Middle-to-Lower Jurassic（a），and composite stratigraphic column of Well CFD22-1-A in Bozhong 19-6 area（b）（see Fig.1a for the profile location）

2）燕山中期（早白堊世）強(qiáng)伸展

大約從145 Ma開始，古太平洋板塊由前進(jìn)式俯沖轉(zhuǎn)為后撤式俯沖，華北板塊整體處于具有走滑分量的強(qiáng)伸展構(gòu)造背景，渤海灣盆地沉積了大量的早白堊世地層。該時(shí)期形成的斷裂走向以北東走向和近南北走向?yàn)橹?。北東向斷層切割早期北西向斷層，使圈閉進(jìn)一步復(fù)雜化。近南北走向斷層貫穿了渤中19-6構(gòu)造，呈斷續(xù)分布的斷裂組合，尤其是在渤中19-6構(gòu)造南部2井區(qū)形成S型走滑增壓段，形成了良好的油氣圈閉。

燕山中-晚期強(qiáng)烈的伸展裂陷作用過(guò)程中，前期北東走向和北西走向的部分大斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)形成半地塹，并起到巖漿通道作用，在渤中19-6區(qū)周邊發(fā)育以下部火山巖和上部碎屑巖為主的下白堊統(tǒng)，是渤海灣盆地目前已發(fā)現(xiàn)的燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中唯一殘存的地層單元。渤中凹陷秦皇島30地區(qū)保留了較全的中生代地層，在義縣組之上依次覆蓋以碎屑巖為主的九佛堂組、沙海組、阜新組和孫家灣組。巖漿巖層與沉積巖層共同形成箕狀斷陷結(jié)構(gòu)，邊界斷層控制沉積作用明顯，是該時(shí)期構(gòu)造-沉積格局最明顯的特征（圖8）。

圖8 渤中19-6區(qū)殘存的燕山中期箕狀斷陷地震剖面（剖面及井點(diǎn)位置見(jiàn)圖1a）Fig.8 Seismicprofileshowingtherelichalf-grabenfaultdepressionofthemid-YanshanianinBozhong19-6area（seeFig.1aforthelocationsofprofileandwells）

3）燕山晚期（早白堊世末期—晚白堊世）擠壓

燕山晚期，渤海灣盆地開始處于左行壓扭的大地構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)中。此階段的壓扭作用造成了局部地區(qū)隆升，部分中生界遭受剝蝕。由于渤中19-6構(gòu)造北東側(cè)的中生界和古生界剝蝕線近平行展布，說(shuō)明燕山晚期的壓扭作用使渤中19-6構(gòu)造整體隆起，古生界和下白堊統(tǒng)共同遭受剝蝕，所以在平面上和剖面上展現(xiàn)了近平行的剝蝕界線。

2.2.3 燕山期—喜馬拉雅期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件

燕山期—喜馬拉雅期構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件發(fā)生于白堊紀(jì)—新生代，主要表現(xiàn)為燕山期北東向左行走滑事件向喜馬拉雅期右行走滑事件的構(gòu)造轉(zhuǎn)換［21］。研究區(qū)受兩側(cè)北東向右行走滑斷裂影響，帶間區(qū)域形成南北向拉張應(yīng)力，區(qū)域上形成了一系列東西向和北東向正斷層。喜馬拉雅期斷裂傾向不一，傾角多數(shù)較大，廣泛分布于渤中19-6區(qū)。新生代的斷裂多數(shù)只在新生界內(nèi)部發(fā)育，除邊界控凹斷層外，大部分未斷至潛山（圖9），局部受走滑作用影響發(fā)育花狀構(gòu)造。在平面上可形成典型的走滑雁列構(gòu)造和馬尾狀構(gòu)造等。新生界斷陷邊界的控凹斷裂大部分都是在早期印支期和燕山期斷裂基礎(chǔ)上再次伸展形成的，如研究區(qū)西北部渤中13-2構(gòu)造西側(cè)邊界斷裂下降盤發(fā)育古生界、中生界和新生界，說(shuō)明該斷裂是一條在印支期、燕山期和喜馬拉雅期發(fā)生了反復(fù)轉(zhuǎn)換的控凹斷裂。另外，在渤中19-6區(qū)南部也存在燕山期和喜馬拉雅期持續(xù)發(fā)育的走滑斷層（圖2中①區(qū)）和伸展斷層（圖2中②區(qū)），證實(shí)了研究區(qū)發(fā)生了燕山期—喜馬拉雅期構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用。

圖9 渤中19-6區(qū)燕山期—喜馬拉雅期構(gòu)造反轉(zhuǎn)地震剖面（剖面位置見(jiàn)圖1a）Fig.9 SeismicprofileshowingtheYanshanian-HimalayantectonicinversioninBozhong19-6area（seeFig.1afortheprofilelocation）

渤中19-6區(qū)在喜馬拉雅期主要表現(xiàn)為強(qiáng)伸展、弱走滑特征，使得早期已經(jīng)受破碎和走滑改造的太古宇在喜馬拉雅期整體斷陷下沉，上部沉積了巨厚古近系孔店組、沙河街組和東營(yíng)組以及新近系館陶組和明化鎮(zhèn)組。喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后研究區(qū)潛山整體面貌最終定型。

3 潛山形成和改造過(guò)程

渤海海域及周邊在中生代經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)等多個(gè)擠壓—伸展—擠壓的構(gòu)造旋回疊加作用和改造，多期構(gòu)造活動(dòng)不僅控制著不同性質(zhì)的網(wǎng)格狀復(fù)雜斷裂系統(tǒng)的形成，同時(shí)控制了不同類型潛山構(gòu)造發(fā)育。通過(guò)平衡剖面技術(shù)，恢復(fù)了北東向典型剖面（埕北凹陷—渤中凹陷—沙壘田凸起—石臼坨凸起）潛山形成和改造的過(guò)程（圖10），主要揭示了印支期、燕山期和喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)潛山形成的控制作用。印支期發(fā)育北西向大型背斜、向斜構(gòu)造，并發(fā)育一系列逆沖斷層。晚侏羅世—早白堊世部分逆沖斷層發(fā)生負(fù)反轉(zhuǎn)形成上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)盆地，中生代末期本區(qū)強(qiáng)烈擠壓、抬升剝蝕，形成新生代底界的角度不整合界面。到了喜馬拉雅期，負(fù)反轉(zhuǎn)斷層再次活躍，控制了一系列掀斜半地塹，走向接近、傾向相同。同時(shí)新生代右行走滑對(duì)早期潛山也有一定的改造作用。

圖10 環(huán)渤中凹陷北東向典型剖面構(gòu)造演化恢復(fù)圖（圖1a中I—I"剖面）Fig.10 Diagram showingthe restoration of structural evolution for thetypical NE-trendingsection in the Bozhong Sag（thesection I-I"in Fig.1a）

綜上所述，中-新生代以來(lái)，渤中19-6區(qū)依次經(jīng)歷了印支早期、印支晚期、燕山早期、燕山中期、燕山晚期以及喜馬拉雅期的多期次構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用。各主要構(gòu)造時(shí)期構(gòu)造應(yīng)力性質(zhì)與方向、構(gòu)造響應(yīng)均有所不同，在渤中19-6構(gòu)造及圍區(qū)形成不同組合的潛山結(jié)構(gòu)。渤中19-6構(gòu)造受改造作用最強(qiáng)，形成了“太古宇-新生界”二元組合；渤中13-2構(gòu)造受改造作用中等，形成了“太古宇-中生界-新生界”三元組合，渤中19-6北和渤中21/22構(gòu)造形成了“太古宇-古生界-新生界”三元組合。

4 構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用對(duì)潛山儲(chǔ)層的控制作用

渤中19-6區(qū)潛山發(fā)育了中生界碎屑巖、古生界碳酸鹽巖和太古宇變質(zhì)巖3套地層，其中古生界碳酸鹽巖和太古宇變質(zhì)巖是區(qū)域性發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，本次重點(diǎn)研究了多期構(gòu)造轉(zhuǎn)換對(duì)太古宇變質(zhì)巖潛山大規(guī)模裂縫型儲(chǔ)層的影響。

4.1 印支期構(gòu)造轉(zhuǎn)換是太古宇規(guī)模性裂縫形成的關(guān)鍵

印支期逆沖擠壓是太古宇潛山破碎成儲(chǔ)的關(guān)鍵因素。印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)渤中19-6區(qū)太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1）太古宇變質(zhì)巖基底遭受北東向強(qiáng)烈的擠壓推覆作用，形成大量北西向大型斷裂，尤其擠壓作用的核部，是應(yīng)力集中發(fā)育區(qū)，在潛山內(nèi)部形成了大量構(gòu)造破碎帶（圖2中③部位；2）北東向逆沖擠壓使渤中19-6構(gòu)造發(fā)生劇烈抬升，形成背斜隆起構(gòu)造。構(gòu)造高部位上覆古生界被剝蝕殆盡，太古宇暴露地表發(fā)生風(fēng)化淋濾作用，大氣水沿?cái)嗔严驖撋絻?nèi)部淋濾，形成了厚層古風(fēng)化殼。這些裂縫和溶蝕孔由于形成時(shí)間較早，在后期深埋過(guò)程中經(jīng)歷了強(qiáng)烈的成巖作用，大部分裂縫均被充填。

本次研究利用方解石U-Pb測(cè)年技術(shù)對(duì)太古宇變質(zhì)巖裂縫中方解石脈體開展測(cè)年，測(cè)得方解石脈的UPb年齡為208 Ma±30 Ma，證實(shí)了渤中19-6構(gòu)造太古宇變質(zhì)巖中印支期裂縫的存在，但這些裂縫在后期成巖過(guò)程中大部分被各種礦物充填。雖然早期的古風(fēng)化殼、風(fēng)化裂縫帶以及內(nèi)幕裂縫帶被充填，但印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞了太古宇變質(zhì)巖堅(jiān)硬的巖石結(jié)構(gòu)，為后期構(gòu)造作用對(duì)潛山的再改造奠定了較好的巖石學(xué)基礎(chǔ)。

4.2 燕山期構(gòu)造轉(zhuǎn)換進(jìn)一步擴(kuò)大太古宇裂縫儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模

燕山期主要受到古太平洋北西向低角度反復(fù)俯沖、后撤影響，渤中凹陷形成大量北東向走滑斷裂構(gòu)造，并發(fā)生兩期構(gòu)造轉(zhuǎn)化。燕山期為渤中19-6構(gòu)造太古宇潛山儲(chǔ)層發(fā)生進(jìn)一步改造的地質(zhì)時(shí)期。

燕山期擠壓和左行走滑在潛山形成過(guò)程中的作用主要表現(xiàn)為對(duì)印支期大型斷裂的再次反轉(zhuǎn)，并把原來(lái)連續(xù)的印支期隆起帶切割成一系列大小不等的碎塊，同時(shí)導(dǎo)致潛山塊體內(nèi)部發(fā)生破碎（圖2中②，④部位）。尤其是研究區(qū)南部的BZ19-6-B井區(qū)在燕山中期發(fā)生了強(qiáng)烈的走滑壓扭作用（圖2中①部位），對(duì)印支期裂縫發(fā)生了再次改造，導(dǎo)致潛山內(nèi)部更加破碎，進(jìn)一步擴(kuò)大太古宇裂縫儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模。

4.3 喜馬拉雅期構(gòu)造轉(zhuǎn)換對(duì)早期裂縫再活化具有重要作用

喜馬拉雅期構(gòu)造轉(zhuǎn)換對(duì)太古宇儲(chǔ)層的影響主要體現(xiàn)在對(duì)早期裂縫的再活化作用以及新裂縫的產(chǎn)生［22］。印支期和燕山期形成的裂縫由于年代久遠(yuǎn)，大部分被泥質(zhì)、鐵質(zhì)以及碳酸鹽礦物充填（圖11a，b）。在喜馬拉雅期的走滑轉(zhuǎn)換作用影響下，早期充填的裂縫內(nèi)部或邊緣形成大量高角度裂縫（圖11c），并且會(huì)產(chǎn)生少量新的裂縫（圖11d）。喜馬拉雅期是太古宇有效裂縫形成的主要時(shí)期。

圖11 渤中19-6區(qū)太古宇變質(zhì)巖潛山不同期次裂縫充填特征顯微照片F(xiàn)ig.11 Micrographs showing the characteristics of fracture filling in different stages of the Archean buried hills of metamorphic rocks in Bozhong 19-6 area

雖然喜馬拉雅期拉張構(gòu)造背景的造新縫的能力不如擠壓構(gòu)造背景，但是晚期構(gòu)造活動(dòng)能夠使早期裂縫再活化。研究區(qū)太古宇變質(zhì)巖的裂縫再活化有兩種：一種為早期斷裂的再活化，渤中19-6區(qū)在早期形成的斷裂受到喜馬拉雅期右行走滑的疊加改造，原來(lái)的北西向和北東向斷層發(fā)生再次活動(dòng)，對(duì)早期破碎帶再次活化形成高角度有效裂縫（圖2中①，②和④部位）；另一種為區(qū)域構(gòu)造抬升對(duì)早期裂縫的再活化，渤中19-6構(gòu)造北部BZ19-6-D井區(qū)新生代構(gòu)造隆升速率達(dá)210 m/Ma［23］，對(duì)早期裂縫再活化起到關(guān)鍵作用。

4.4 多期時(shí)-空構(gòu)造轉(zhuǎn)換是太古宇形成超大規(guī)模儲(chǔ)層的關(guān)鍵

潛山裂縫的發(fā)育程度是影響儲(chǔ)層油氣富集和單井產(chǎn)能的主要因素之一［24］。渤中19-6構(gòu)造總體上裂縫的有效性較好，裂縫的充填特征即可反映裂縫的有效性，決定其能否成為儲(chǔ)集空間或滲流通道。角度較高的裂縫多為晚期形成的有效縫，而角度較低的裂縫多被壓實(shí)充填，裂縫有效性較差。在渤中19-6構(gòu)造中，裂縫的角度與其發(fā)育的構(gòu)造部位息息相關(guān)，BZ19-6-G井區(qū)位于擠壓背斜的核部，裂縫傾角最大可達(dá)53°，太古宇氣層厚度可達(dá)500 m。BZ19-6-B井區(qū)位于走滑斷層附近，裂縫傾角42°，太古宇氣層厚度為300 m。而逆沖斷層的被動(dòng)盤、擠壓背斜的翼部和遠(yuǎn)離走滑斷層的區(qū)域，裂縫發(fā)育角度普遍偏低，如BZ19-6-F井區(qū)。

渤中19-6區(qū)太古宇潛山儲(chǔ)層的形成經(jīng)歷了印支期強(qiáng)擠壓導(dǎo)致潛山初始形成、燕山早期壓扭走滑作用疊加改造破壞、燕山中期張扭伸展作用斷陷再成山，以及喜馬拉雅期張扭伸展裂縫再活化的多期構(gòu)造轉(zhuǎn)化、疊加改造過(guò)程。其中印支期強(qiáng)擠壓構(gòu)造作用奠定了潛山的儲(chǔ)層基礎(chǔ)，燕山期左行走滑進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫的規(guī)模，喜馬拉雅期右行走滑對(duì)早期裂縫進(jìn)行再活化，多期構(gòu)造轉(zhuǎn)換形成了渤中19-6構(gòu)造太古宇變質(zhì)巖潛山有效儲(chǔ)層厚度超過(guò)1 000 m、氣柱總高度超過(guò)1 600 m的超大規(guī)模裂縫體系。

5 結(jié)論

1）渤中19-6區(qū)經(jīng)歷了前印支期—印支期、印支期—燕山期和燕山期—喜馬拉雅期等3次構(gòu)造轉(zhuǎn)換事件，發(fā)育了北西向，北東向、近南北向和東西向4組斷裂體系。北西向印支期斷層控制了太古宇和古生界整體的圈閉和地層展布規(guī)律；燕山期北東向和近南北向斷層把潛山圈閉分隔成多個(gè)復(fù)雜斷塊，并使渤中13-2構(gòu)造發(fā)生反轉(zhuǎn)，太古宇上部沉積厚層侏羅系；喜馬拉雅期整體斷陷下沉，潛山整體構(gòu)造面貌最終定型。

2）兩次時(shí)-空構(gòu)造轉(zhuǎn)換作用對(duì)太古宇潛山大規(guī)模裂縫的形成具有重要意義。印支期逆沖推覆是太古宇規(guī)模性裂縫形成的關(guān)鍵時(shí)期，燕山期構(gòu)造轉(zhuǎn)換進(jìn)一步擴(kuò)大太古宇裂縫儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模，喜馬拉雅期構(gòu)造轉(zhuǎn)換對(duì)早期裂縫再活化具有重要作用。